變壓器Y,d接線組別聯(lián)接技巧

國網(wǎng)吉林省電力有限公司培訓(xùn)中心 李井陽 賈建夫 李鴻博

1 引言

對于變壓器Y,y和D,d的接線組別，當(dāng)給定幾點(diǎn)鐘接線，需要反推繞組的連接關(guān)系時，只要知道它們的0點(diǎn)鐘接線和6點(diǎn)鐘接線的聯(lián)接，再通過相位的每次前移或后移，實(shí)現(xiàn)相差4個點(diǎn)鐘即120o的相位輸出，就能得到所有偶數(shù)點(diǎn)鐘接線組別。

對于變壓器Y,d的接線組別，只要知道它們的11點(diǎn)鐘接線和1點(diǎn)鐘接線的聯(lián)接方法，同樣通過相位的前移或后移，得到所有奇數(shù)點(diǎn)鐘接線。研究Y,d接線方法的論文很多，而本文的聯(lián)接技巧到目前為止還沒有見到。即根據(jù)已知的幾點(diǎn)鐘接線，利用相量圖及三角型接線（以下稱角接）的線電壓與相電壓大小相等的關(guān)系，很容易找出Y,d聯(lián)接關(guān)系。

2 變壓器Y,d接線組別分析

以三相雙繞組變壓器Y,d聯(lián)接的11點(diǎn)鐘接線、1點(diǎn)鐘接線以及7點(diǎn)鐘接線為例進(jìn)行分析。定義各繞組相電壓的參考方向都由同極性端指向另一端。原繞組用大寫字母表示，副繞組用小寫字母表示。

2.1 Y,d11接線分析

首先畫出變壓器Y型接線的原繞組（包括同極性端，下同），由左到右的首端(指同極性端，下同)依次為A、B、C，對應(yīng)的末端分別為X、Y、Z且聯(lián)接在一起的三相星型接線（以下稱星接）。對于角接的副繞組，畫出無聯(lián)接關(guān)系、三個獨(dú)立由左到右首端依次為a、b、c，對應(yīng)末端分別為x、y、z的三相副繞組。標(biāo)明原、副繞組每相相電壓參考方向由首端指向末端，以及原、副繞組線電壓uAB、uab的參考方向。在不考慮變壓器繞組內(nèi)部阻抗壓降的前提下，三相變壓器的每一個鐵芯柱上各繞組相電壓之間的相位總是一致的。按原繞組線電壓uAB相量指向0點(diǎn)鐘的習(xí)慣，畫出uAB的相量、以及原、副繞組中三相相電壓的相量。

根據(jù)接線組別定義，在副繞組相量圖中畫出原繞組線電壓uAB的相量和比其超前30o的副繞組線電壓uab的相量，即Y,d11接線原、副繞組的兩個線電壓，如圖1。之后，在圖1的副繞組相量中找出與副繞組線電壓uab相量平行（一定有相位相差0o或180o的相電壓，否則不會存在這種接線組別，三相共六種）的副繞組相電壓，即ub，也就是uby。而且b相相電壓uby的相位與線電壓uab的相位反相，又因副繞組角接，所以大小相等，即uab=-uby,也就是uab=uyb。等式中的角標(biāo)都是副繞組接線圖中的各端點(diǎn)。

圖1 變壓器Y,d11接線圖

從等式uab=uyb中得知，只要將副繞組中對應(yīng)這兩個角標(biāo)首、末端的位置分別聯(lián)接在一起，就基本完成了聯(lián)接。由于兩個角標(biāo)的后一個字母都是b點(diǎn)，所以只要將兩個電壓的前一個角標(biāo)a點(diǎn)和y點(diǎn)直接聯(lián)接在一起即可。而這兩個點(diǎn)分別是a相繞組的首端a點(diǎn)、b相繞組的末端y點(diǎn)。再依次聯(lián)接其它端點(diǎn)，就能得到所需要的Y,d11接線的聯(lián)接關(guān)系。如圖1所示。

2.2 Y,d1接線分析

Y,d1接線分析及畫圖過程與Y,d11接線的分析方法一樣。首先畫出星接原繞組、三個獨(dú)立的副繞組以及它們各相相電壓參考方向和對應(yīng)的相量、原副繞組線電壓uAB、uab的參考方向和uAB的相量。

根據(jù)Y,d1接線組別的定義，在副繞組的相量圖中畫出原繞組線電壓uAB相量和比其滯后30o的副繞組線電壓uab的相量，之后，找出與副繞組線電壓uab相量平行的副繞組相電壓ua，也就是uax，如圖2。由于a相相電壓uax的相位與線電壓uab的相位相同，又因?yàn)槭墙墙?，故大小相等，即uab=uax。

從等式uab=uax中得知，將b相繞組的首端b點(diǎn)，與a相繞組的末端x點(diǎn)，即兩個電壓的末端b點(diǎn)與x點(diǎn)直接聯(lián)接起來，再依次聯(lián)接其它端點(diǎn)，就得到所需要的Y,d1接線的聯(lián)接關(guān)系。如圖2所示。

圖2 變壓器Y,d1接線圖

2.3 Y,d7接線分析

對于Y,d7接線，按常規(guī)方法，只將Y,d11接線圖中副繞組的首端和末端共六個字母前移一相，即相位前移120o或前移4個點(diǎn)鐘，就可直接得到Y(jié),d7接線。同時副繞組的三相相電壓ua、ub、uc和線電壓uab隨之改變位置即可。如圖3所示。

對于變壓器Y,d接線，只有Y,d11接線和Y,d1接線時，副繞組的首端a、b、c才與原繞組的首端A、B、C分別在同一鐵芯柱上。其它4種接線組別，都不在同一鐵芯柱上。因此，接下來的方法是適用于變壓器所有Y,d接線的通用分析方法。

圖3 變壓器Y,d7接線圖

首先畫出星接原繞組以及A、B、C三相相電壓、線電壓uAB的參考方向和對應(yīng)的相量，三個獨(dú)立、無聯(lián)接關(guān)系的副繞組以及沒有具體相別的三相相電壓參考方向（前已述及由繞組的同極性端指向另一端）及其相量（分別與原繞組A、B、C相電壓同相）。根據(jù)Y,d7接線組別定義，在副繞組相量圖中畫出原繞組線電壓uAB的相量和比其滯后210o（30o×7）或超前150o（360o-210o）的副繞組線電壓uab的相量，如圖4所示。由以上分析可知，當(dāng)給定幾點(diǎn)鐘接線之后，圖4中所有內(nèi)容都能畫出。其中不同的僅僅是副繞組線電壓uab的相位而已。也因?yàn)檫@點(diǎn)，接下來就要找出與副繞組的線電壓uab相量平行的某一相副繞組。從副繞組相量圖中直接看出，這一相是：與原繞組A相在一個鐵芯柱上的那相副繞組，而且相位相反。

圖4 變壓器Y,d7接線已知部分圖

在接線圖中，由于電壓的參考方向都是由角標(biāo)的前一個字母（首端）指向后一個字母（末端），又因?yàn)閮蓚€電壓相位相反，所以，線電壓uab所指向的末端b點(diǎn)，就是與原繞組A相在一個鐵芯柱上的副繞組的首端b點(diǎn)，這相副繞組的末端一定是y點(diǎn)，而y點(diǎn)也一定與線電壓uab的首端a點(diǎn)相聯(lián)接（因?yàn)榫€電壓與相電壓大小相等）。若再找到副繞組的a端點(diǎn)，這個聯(lián)接關(guān)系基本就完成了。

由于變壓器輸入、輸出的電壓都是正相序，所以，當(dāng)三相副繞組中的一個首端被確定是哪一相之后，另外兩相也就按照a→b→c→a的順序確定下來。由于與原繞組A相在一個鐵芯柱上的副繞組首端為b點(diǎn)，所以與B相、C相分別在一個鐵芯柱上的副繞組首端就分別為c點(diǎn)、a點(diǎn)，對應(yīng)副繞組的末端為z、x。再將前邊分析的y點(diǎn)與a點(diǎn)聯(lián)接在一起，以此順序再聯(lián)接其它各點(diǎn)，最終完成聯(lián)接。也只有在副繞組的首端a點(diǎn)、b點(diǎn)確定之后，才能在副繞組的接線圖中標(biāo)出線電壓uab的參考方向。至此全部完成，如圖3所示。

2.4 其它點(diǎn)鐘接線分析

對于變壓器Y,d接線的所有組別，都可以用7點(diǎn)鐘接線的通用方法分析。另外，當(dāng)副繞組的線電壓uab與與其平行的相電壓相位一致時，這相繞組的首端也同樣是線電壓uab的首端a點(diǎn)，而這相繞組的末端自然是x點(diǎn)，x點(diǎn)也一定和線電壓uab的末端b點(diǎn)相聯(lián)接。其它的步驟都與2.3相同。

3 結(jié)論

對于變壓器所有Y,d接線組別，當(dāng)給定幾點(diǎn)鐘接線反推繞組聯(lián)接關(guān)系時，通過本文分析可知，只是利用常規(guī)的線電壓和相電壓的相量圖，以及角接時線電壓與相電壓相等的關(guān)系，還有正相序的輸入和輸出關(guān)系，就很容易地找到繞組3之間的聯(lián)接關(guān)系，所以，這種方法非常直觀而且易于理解和記憶。

[1]李發(fā)海,陳湯銘.電機(jī)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1984.