干式變壓器的接線方法

  常見的干式變壓器繞組有二種接法，即“三角形接線”和“星形接線”；
    在干式變壓器的聯(lián)接組別中“D表示為三角形接線，“Yn”表示為星形帶中性線的接線，Y表示星形，n表示帶中性線；“11”表示干式變壓器二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。
    干式變壓器的聯(lián)接組別的表示方法是：大寫字母表示一次側(cè)（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側(cè)（或副邊）的接線方式。Y（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線。
    數(shù)字采用時(shí)鐘表示法，用來表示一、二次側(cè)線電壓的相位關(guān)系，一次側(cè)線電壓相量作為分針，固定指在時(shí)鐘12點(diǎn)的位置，二次側(cè)的線電壓相量作為時(shí)針。
    “Yn，d11”，其中11就是表示：當(dāng)一次側(cè)線電壓相量作為分針指在時(shí)鐘12點(diǎn)的位置時(shí)，二次側(cè)的線電壓相量在時(shí)鐘的11點(diǎn)位置。也就是，二次側(cè)的線電壓Uab滯后一次側(cè)線電壓UAB330度（或超前30度）。
    干式變壓器二個(gè)繞組組合起來就形成了4種接線組別：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。
    我只采用“Y，y”和“Y，d”。由于Y連接時(shí)還有帶中性線和不帶中性線兩種，不帶中性線則不增加任何符號(hào)表示，帶中性線則在字母Y后面加字母n表示。n表示中性點(diǎn)有引出線。Yn0接線組別，UAB與uab相重合，時(shí)、分針都指在12上。“12”在新的接線組別中，就以“0”表示。
    （一）干式變壓器接線組別 干式變壓器的極性標(biāo)注采用減極性標(biāo)注。減極性標(biāo)注是將同一鐵心柱上的兩個(gè)繞組在某個(gè)瞬間相對(duì)高電位點(diǎn)或相對(duì)低電位點(diǎn)稱為同極性，標(biāo)以同名端“A”、“a”或“?”．采用減極性標(biāo)注后，當(dāng)電流從原繞組“A”流入，副繞組電流則由“a”流出。干式變壓器的接線組別是三相權(quán)繞組干式變壓器原，副邊對(duì)應(yīng)的線電壓之間的相位關(guān)系，采用時(shí)鐘表示法。分針代表原邊線電壓相量，并且將分外固定指向12上，時(shí)針代表對(duì)應(yīng)的副邊線電壓相量，指向幾點(diǎn)即為幾點(diǎn)鐘接線。
    干式變壓器空載運(yùn)行中，Yyn0接線組別高壓側(cè)為“Y”接線，激磁電流為正弦波。由于干式變壓器磁化曲線的非線性，鐵芯磁通為平頂波，含有三次諧波成分較大，對(duì)于三芯柱鐵芯配變，奇次磁通無通路，只有通過空氣隙、箱壁、夾緊螺栓形成通路，這樣就增加了磁滯及渦流損耗；Dyn11接線中，奇次諧波電流可在高壓繞組內(nèi)環(huán)流，這樣鐵芯中的磁通為正弦波，不會(huì)產(chǎn)生前者的損耗。
    同容量的配變空載損耗Dyn11接線比Yyn0接線可減少10%。 負(fù)載運(yùn)行中，若二次側(cè)負(fù)載不對(duì)稱，各項(xiàng)均有零序電流，其值為中線電流的1/3，零序電流在配變鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，Yyn0接線的配變高壓側(cè)沒有零序電流與之去磁，零序磁通在干式變壓器鐵芯柱中無通路，只能通過空氣隙、箱壁、夾緊螺栓形成回路，產(chǎn)生附加損耗，鑒于此，大容量干式變壓器不宜采用Yyn0接線，較大容量1800kVA，并規(guī)定Yyn0接線干式變壓器中性線電流不應(yīng)超過低壓側(cè)額定電流的25%；
    Dyn11接線中，一次繞組的零序電流可以在繞組內(nèi)環(huán)流，反過來可削弱二次繞組的零序磁通，不致使零序磁通造成配變的過熱，因此中性線電流幾乎可達(dá)相線電流值（一般能達(dá)到相線電流的80%），規(guī)程規(guī)定Dyn11接線干式變壓器中性線電流不應(yīng)超過低壓側(cè)額定電流的40%，所以Dyn11接線能使配變?nèi)萘勘M可能得到充分利用，同時(shí)也降低了損耗，同容量的配變負(fù)載損耗Dyn11接線比Yyn0接線可減少20%。 對(duì)于供電質(zhì)量來說，對(duì)于Yyn0接線的配變，由于二次零序磁通未被去磁，零序阻抗大，因此零序電壓也較大；
    而Dyn11接線中由于一次零序磁通的去磁，使鐵芯中合成零序磁通很小。據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，同容量的配變Yyn0接線零序阻抗比Dyn11接線大8——10倍.這樣在同樣的零序電流下，零序電壓前者比后者大8——10倍,從而造成Yyn0接線配變中性點(diǎn)產(chǎn)生較大偏移,相電壓不對(duì)稱程度嚴(yán)重. 當(dāng)?shù)蛪耗妇€處發(fā)生單相短路時(shí),由于Dyn11接線配變零序阻抗小,因此yn11接線要比Yyn0接線單相短路大得多,這樣低壓總開關(guān)過流保護(hù)的靈敏度也高得多,對(duì)于高壓側(cè),由于Dyn11接線低壓?jiǎn)蜗喽搪冯娏鲗?duì)高壓側(cè)的穿越電流也大,當(dāng)高壓側(cè)過流繼電保護(hù)兼作低壓?jiǎn)蜗嘟拥乇Ｗo(hù)時(shí),其靈敏度也比Yyn0接線大。
    盡管Dyn11接線有許多優(yōu)點(diǎn)，但是兩種接線組別的配變?cè)谵r(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程（DL/T 499—2001）中規(guī)定都是允許的。 主變低壓側(cè)為什么要采用三角接法？ 接成三角形是為了消除三次諧波。防止大量諧波向系統(tǒng)輸送，引起電網(wǎng)電壓波形畸變。三次諧波的一個(gè)重要特點(diǎn)就是同相位，它在三角形側(cè)可以形成環(huán)流，從而有效的削弱諧波向系統(tǒng)輸送，保證供電質(zhì)量。還有零序電流也可以在三角形接線形成環(huán)流，因?yàn)橹髯兏邏簜?cè)采用中性點(diǎn)直接接地，防止低壓側(cè)發(fā)生故障時(shí)，零序電流竄入高壓側(cè)，使上級(jí)電網(wǎng)零序保護(hù)誤動(dòng)作。
    主變高壓側(cè)接星型，是為了降低線路的損耗和減小線路的電流及減少有色金屬和提高中性點(diǎn)接地等。低壓側(cè)接三角型是因三角型有三次諧波衰減作用。 低廠變高壓側(cè)接三角型就是為了防止三次諧波進(jìn)入低壓側(cè)，對(duì)用電設(shè)備的危害。勵(lì)磁變高壓側(cè)接成Y型，低壓側(cè)接成三角形，原因：高壓側(cè)電壓為發(fā)電機(jī)出口電壓，勵(lì)磁變高壓側(cè)繞組接成Y型，相電壓為線電壓的1/√3，干式變壓器高壓側(cè)的繞組可以按照相電壓做，如果高壓側(cè)接成三角形，則干式變壓器高壓側(cè)繞組要求按發(fā)電機(jī)的線電壓做，成本增加很多；
    低壓側(cè)接成三角形：勵(lì)磁變低壓側(cè)一般電壓較低，大多不超過1000V，正常運(yùn)行時(shí)，干式變壓器低壓側(cè)勵(lì)磁電流很大，接成三角形，相電流為線電流的1/√3，繞組導(dǎo)線截面積要小，加工制作較容易，繞組的制造成本可以降低很多。
另外，也給3次諧波構(gòu)成回路，起到保護(hù)發(fā)電機(jī)的作用。 1、高壓側(cè)Y接，相電壓較低，可以降低為提高絕緣而付出的成本； 2、低壓側(cè)角接，相電流較低，可以降低繞組截面積，降低成本；防三次諧波。 在干式變壓器中都希望原、副邊有一側(cè)接成三角形，這是為了有一側(cè)可以為三次諧波電流提供回路從而可以保證感應(yīng)電勢(shì)為正弦波，避免產(chǎn)生畸變。而三角形聯(lián)結(jié)的繞組在原邊或在副邊所起的作用是一樣的。但是為了節(jié)省絕緣材料，實(shí)際上總是高壓側(cè)采用星形接法，低壓側(cè)采用三角形接法。因?yàn)楦邏簜?cè)在一定線電壓下，其相電壓僅為線電壓的1/√3，而絕緣通常按相電壓設(shè)計(jì)，所以用料較少。就是絕緣層不用包那么厚（否則，圈數(shù)相同的情況下導(dǎo)線長(zhǎng)度要增加）。相應(yīng)的來說鐵芯不必因?yàn)槔@組體積而做的大一些。并且主系統(tǒng)為大電流接地系統(tǒng)，也只能采用高壓側(cè)星形接線方式。 對(duì)于三相干式變壓器組的接線方式，若采用星/星接線可引起相電勢(shì)的波形嚴(yán)重畸變，有可能引起絕緣擊穿。 D-D;Y-Y;D-Y;Y-D這四種干式變壓器用于什么場(chǎng)合有什么不同嗎？ 另外比如一個(gè)Y-Y干式變壓器下級(jí)再接一個(gè)D-Y干式變壓器，那么Y-Y的n線能不能和下級(jí)的D-Y干式變壓器的n線接到一起？好像不對(duì)吧，該怎么處理這種情況？ Y型因?yàn)橛兄行渣c(diǎn)可以接地,所以多用于為高壓側(cè)提供接地，也就是說： Y-D 一般做降壓干式變壓器， D-Y 一般做升壓干式變壓器，但是事實(shí)上很多配電干式變壓器（屬于降壓干式變壓器）也采用D-Y接法，只是接地測(cè)變成了低壓側(cè)而已。 D-D的好處是在其中一組壞的情況下，可以將這組移去檢修而保持另兩足繼續(xù)工作只是容量變?yōu)樵瓉淼?8%， Y-Y一般不采用，因?yàn)樗鼪]有諧波通路，會(huì)使干式變壓器輸出產(chǎn)生很大的畸變。 對(duì)于兩級(jí)干式變壓器的問題，比方說你們辦公樓會(huì)有一個(gè)10/0.4的干式變壓器供電，它的Y測(cè)中性點(diǎn)是接地的，但是你需要將400V或者380V的電壓變換成110V供給你的特殊設(shè)備，那么這個(gè)小干式變壓器事實(shí)上的n線就是通過上一級(jí)的干式變壓器n線而較終接地的 干式變壓器接法 目前干式變壓器的常用接法有Y(星形）與D（角形）兩種，配電干式變壓器也有采用Z接法的。
    1).Y接法的優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)高壓繞組而言較經(jīng)濟(jì); 可有中點(diǎn)可以利用； 允許直接接地或通過阻抗接地； 允許降低中點(diǎn)的絕緣水平(即分級(jí)絕緣)； 可在每相中點(diǎn)處設(shè)分接頭，分接開關(guān)也可位于中點(diǎn)處； 允許接單相負(fù)載，中點(diǎn)可載流。
    2).D接法的優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)大電流低壓繞組而言較經(jīng)濟(jì)； 與Y接繞組配合使用時(shí)可以降低零序阻抗值。
    3).Z接法的優(yōu)點(diǎn)： 允許中點(diǎn)載流的負(fù)載且有較低的零序阻抗； 可用作接地干式變壓器的接法形成人工中點(diǎn)； 可降低系統(tǒng)中電壓不平衡(系統(tǒng)中三相負(fù)載不平衡時(shí))；
    可作多雷地區(qū)使用配電干式變壓器的一種接法。
    以上是單一接法的優(yōu)點(diǎn)，一般干式變壓器至少有兩個(gè)繞組，因此干式變壓器有幾種接法的組合。
    (1) YNyn和OYN（YN自耦接法） 零序電流會(huì)在繞組間轉(zhuǎn)換，即高壓與低壓繞組都有零序電流，且能安匝平衡以達(dá)到干式變壓器有低的零序阻抗，對(duì)系統(tǒng)干式變壓器而言，必須有D接平衡繞組與此接法一并采用。
    (2) YNy和Yyn 有中點(diǎn)引出的繞組中有零序電流，但在另一無中點(diǎn)引出的繞組無此電流，故零序電流不能安匝平衡，故對(duì)鐵心而言，有一個(gè)激磁零序電流，它受零序激磁阻抗控制，根據(jù)磁路的設(shè)計(jì)，這一零序激磁阻抗可以較大(如三相三柱鐵心)或特別大(如三相五柱鐵心、三相殼式鐵心)。相對(duì)地電壓的對(duì)稱會(huì)受到影響，中點(diǎn)會(huì)偏移，因此，這種接法不能用于三相五柱鐵心、單相組成的三相組或三相殼式鐵心(見下面說明)。
    (3）YNd，Dyn，YNyd或YNy+d +d表示此繞組僅作平衡繞組用而不接負(fù)載。d表示此繞組既作平衡繞組又可接負(fù)載。 在有中點(diǎn)引出的繞組中有零序電流時(shí)，在角接繞組有補(bǔ)償此電流的循環(huán)電流。零序阻抗是很低的，約等于繞組間正序短路阻抗。
    (4）Yzn或ZNy 在曲折接法繞組中的零序電流會(huì)在每個(gè)鐵心柱上兩個(gè)線圈中作安匝平衡，且有低的零序阻抗值。不同接法的組合能否采用與鐵心結(jié)構(gòu)有關(guān)，常用的鐵心有：?jiǎn)蜗噼F心、三相三柱、三相五柱、三相殼式、三相七柱殼式等。 對(duì)單相鐵心組成的三相組干式變壓器、三相五柱與各種殼式鐵心三相干式變壓器都不能采用Yyn、YNyn接法。 三相三柱鐵心干式變壓器可以采用Yyn、YNyn接法。正序和負(fù)序磁通分量在鐵心中可成回絡(luò)，而零序磁通從軛到軛通過外部空間形成回絡(luò)，磁阻很高。當(dāng)電壓中有零序分量時(shí)，就有較高激磁電流(因零序激磁阻抗較小，但阻抗是非線性的，與零序電壓分量有關(guān))。 在單相鐵心組成的三相組干式變壓器、三相五柱與各種殼式鐵心干式變壓器中零序磁通可在低磁阻的旁軛中通過，相當(dāng)于正序電壓有相當(dāng)高的激磁阻抗。零序磁通不能在旁軛中飽和。飽和后，電感下降，導(dǎo)致有尖頂畸變電流。對(duì)這些鐵心，干式變壓器中應(yīng)有一D接繞組。 三相電壓的變換可以用三只單相干式變壓器或如圖所示的三相干式變壓器來完成.三相干式變壓器的工作原理和單相干式變壓器是相同的. 在三相干式變壓器中,每一芯柱均繞有原繞組和副繞組,相當(dāng)于一只單相干式變壓器.三相干式變壓器高壓繞組的始端常用A,B,C,末端用X,Y,Z來表示。低壓繞組則用a,b,c和x,y,z來表示.高低壓繞組分別可以接成星形或三角行.在低壓繞組輸出為低電壓,大電流的三相干式變壓器中(例如電鍍干式變壓器),為了減少低壓繞組的導(dǎo)線面積,低壓繞組亦有采用六相星行或六相反星行接法。