關(guān)于三相電力變壓器聯(lián)接組別的判定方法與思考

王業(yè)敏

(棗莊職業(yè)(技師)學(xué)院，山東 棗莊 277800)

電力系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路和用戶組成，電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要組件。它是一種靜止的電氣設(shè)備，它是利用電磁感應(yīng)原理制成的，它能把某一種交流電壓轉(zhuǎn)化為同頻率的另外一種等級(jí)的交流電壓，以滿足高壓輸電和低壓供電的需要。

當(dāng)電能自發(fā)電機(jī)發(fā)出后，通過(guò)升壓變壓器把低電壓升高為高電壓輸送到輸電網(wǎng)絡(luò)中，通常再通過(guò)二次降壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)降壓，以滿足低壓用戶的需要。在能量傳輸過(guò)程中，變電所通常采用多臺(tái)電力變壓器并聯(lián)運(yùn)行，理想變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，要滿足各變壓器變壓比相等，各變壓器短路阻抗(短路電壓)相等，各變壓器聯(lián)接組別相等。

在教學(xué)過(guò)程中，三相電力變壓器聯(lián)接組別的判定，是重要內(nèi)容之一。聯(lián)接組別是表示三相電力變壓器原邊與副變線電壓之間的相位關(guān)系，通常采用“時(shí)鐘表示法”進(jìn)行判定，基本方法為，令三相電力變壓器原邊的線電壓指向鐘表的“12”點(diǎn)上，此時(shí)，觀察副邊的線電壓指在鐘表的幾點(diǎn)上，該三相電力變壓器聯(lián)接組別的標(biāo)號(hào)就是幾。三相電力變壓器一次繞組或二次繞組主要采用星形和三角形兩種聯(lián)接方式。

所謂變壓器的同名端,就是在兩個(gè)繞組中分別通以交流電(或者直流電產(chǎn)生靜止磁場(chǎng)),當(dāng)磁通方向迭加(同方向)時(shí),兩個(gè)繞組的電流流入端就是它們的同名端,兩個(gè)繞組的電流流出端是它們的另一組同名端。 簡(jiǎn)單判斷方法如下：將變壓器的兩個(gè)繞組并聯(lián),再與一個(gè)燈泡串接在交流電源上.這個(gè)交流電源的頻率要與變壓器磁芯相適應(yīng),鐵芯變壓器用工頻，開(kāi)關(guān)變壓器用開(kāi)關(guān)電源供電，調(diào)換其中任一繞組的兩個(gè)頭，并好后與燈泡相串通電。比較兩種接法時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)亮度不同，亮度較暗的那一種接法，變壓器相并的端子即是同名端，如圖1所示。

圖1 簡(jiǎn)單判斷方法

變壓器繞組的首端和尾端的標(biāo)注規(guī)定如表1。

表1 變壓器繞組的首端和尾端的標(biāo)注規(guī)定

三相變壓器的繞組的聯(lián)接方式主要采用星形(Y)接和三角形(D)連接方式。反順序連接是標(biāo)準(zhǔn)連接形式：A-XC-ZB-YA,正順序連接：A-XB-YC-ZA。需要注意的是三角形接線雖有正反兩種順序，但他們的相序沒(méi)有變。

三相電力變壓器的連接組的書(shū)寫(xiě)方式是用大小字母表示，大寫(xiě)字母依次表示高繞組的連接方式，小寫(xiě)字母依次表示低繞組的連接方式。星形接線用Y和y表示，有中性引出線是用YN和yn表示;三角形接線用D，d表示，在英文字母后面寫(xiě)出組別號(hào)。

三相變壓器的連接組別號(hào)不僅與繞組的繞向和首尾端標(biāo)注的極性有關(guān)，而且還與三相繞組的連接方式有關(guān)，聯(lián)接組別可以用畫(huà)相量圖法來(lái)進(jìn)行判斷。

將一、二次繞組的同名端標(biāo)記首端。這時(shí)一、二次側(cè)對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)同相位，同時(shí)一、二次側(cè)的電動(dòng)勢(shì)也同相位，如圖2所示。這時(shí)如把原邊線電壓指向鐘面的12，則副邊線電壓也指

向12，夾角為零點(diǎn)，故其聯(lián)接組別標(biāo)號(hào)為“0”，其聯(lián)接組別用Y，y0表示。

圖2 將一、二次繞組的同名端標(biāo)記首端

如將上例中一、二次繞組的非同名端作為首端，如圖3所示，這時(shí)一、二次側(cè)對(duì)應(yīng)相的相電動(dòng)勢(shì)反向，則原邊和副邊線電動(dòng)勢(shì)的相位相差180°，如下圖所示，因而就得到了Y，y6聯(lián)接組。

圖3 將一、二次繞組的非同名端作為首端

不論是Y，y聯(lián)接組還是Y，d聯(lián)接組別，如果一次繞組的三相標(biāo)記不變，把二次繞組的三相標(biāo)記u、v、w順序改為w、u、v(相序不能變)，則二次側(cè)的各線電動(dòng)勢(shì)相量將分別轉(zhuǎn)過(guò)120°，相當(dāng)于轉(zhuǎn)過(guò)4個(gè)鐘點(diǎn)；若改標(biāo)記為v、w、u，則相當(dāng)于轉(zhuǎn)過(guò)8個(gè)鐘點(diǎn) ，由此可見(jiàn)，若三相變壓器原副邊接線形式相同，可得0、4、8、6、10、2等六個(gè)偶數(shù)組號(hào)；若三相變壓器原副邊接線形式不同，可得11、3、7、5、9、1等六個(gè)奇數(shù)組號(hào)。

變壓器聯(lián)接組別的種類(lèi)很多，為了制造和并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的方便，我國(guó)規(guī)定Y，yn0；Y，d11；YN，d11；YN，y0和Y，y0等五種作為三相雙繞組電力變壓器的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組別。其中前三種較為常用。Y，Yn0聯(lián)結(jié)組的二次側(cè)可引出中性線，成為三相四線制，用作配電變電器時(shí)可兼供動(dòng)力和照明負(fù)載。 Y，d11聯(lián)結(jié)組用于二次側(cè)電壓超過(guò)400V的線路中，這時(shí)二次側(cè)接成三角形，對(duì)運(yùn)行有利。 YN，d11聯(lián)接組主要用于高壓輸電線路中，使電力系統(tǒng)的高壓側(cè)有可能接地。

只要電力變壓器有一側(cè)是三角形聯(lián)接，就能保證主磁通和電動(dòng)勢(shì)為正弦波形，這是因鐵心中的磁通取決于一、二次繞組中總磁動(dòng)勢(shì)，所以三角形聯(lián)接的繞組在一次側(cè)或在二次側(cè)，其作用是一樣的。因此一般三相變壓器常采用Y，d或D，y聯(lián)接組別。

通過(guò)繪制變壓器原邊繞組和副邊繞組相量圖，利用“時(shí)鐘表示法”能較快地判別變壓器的聯(lián)接組標(biāo)號(hào)。為三相變壓器的繞組確定聯(lián)接組別提供了一種方便實(shí)用的方法。