相变压器的联接方式和联结组别的判定方法

--让每个人公平地提升自我！2三相变压器的联接方式和联结组别的判定方法〔 李谦〕名目一．首端、尾端和同名端的概念变压器绕组的路端子和首尾端两个绕组的同名端首端、尾端跟同名端的关系同名端的测试方法二．三相变压器的联结方式和联结方式的标号1.表示联结方式的字母符号2.表示联结组别的数字符号3.表示三相变压器结线状况的标号三．三相变压器联结组别的判定方法1Y-d2.D-y形结线的变压器联结组别的判定方法3.Y-y的变压器联结组别的判定方法4.D-d形结线的变压器联结组别的判定方法5.Z形变压器的联结组别的判定方法四．依据变压器组别标号绘制接线图的方法1.Y-y形接线的变压器结线图的绘制方法2.Y-d形和D-y形变压器结线图的绘制方法3.Z形变压器的结线组别的判定方法五．三相变压器负序相量图的绘制方法〔正文〕在电力系统，三相变压器是最重要的高压电器设备之一。本文预备简洁介绍重大事故。当前，国内书刊介绍的判别三相变压器的联结组别的方法有多种，根本上都是按线电压来判别的。可是，国际标准〔我国已全面承受作为国家标准〕中明确规定用相电压进展推断，在IEC在美国的大学课本中〔见文献1〕介绍了相量图的画法和结线组别的分析方法。方法。一．首端、尾端和同名端的概念1.变压器绕组的线路端子和首尾端线路端子通常是用大写的A、B、C或U、V、W表示；低压绕组的线路端子通a、b、c或u、v、w表示。见以下图。图1三相变压器的线路端子及其标记通常把跟线路端子连接的绕组那端称为首端〔或始端〕，在我国，线路端子另一端称为尾端〔或末端XYZ表示；低压绕组的尾端通常用小写的x、y、z1，这是我国的标记方法。但是，在文献1中，高压侧的首端是另有符号的。所用的符号是H、H1

和H或H、H2 3 A

和H 表示低压侧则用X、XB C 1

和X或X、X和X2 3 A B

表示。2.两个绕组的同名端来解决。什么是同名端呢？请看以下图：图2 绕组的同名端标记图中画的是变压器的局部铁芯和缠绕在铁芯上的绕组，黑点是极性标志。有端看，绕组的绕向还是一样的，因此，它们也是同名端。个绕组中，实际缠绕方向一样的两个端子就称为同名端。对图〔c〕和图〔b〕那样的绕制状况，用绕制方向推断同名端比较困难，可了磁通方向。可见，同名端除了能表示上述两个特点〔表示绕组的缠绕方向一样和表示通电流后磁通相加〕外，还可以表示：流假设是从一侧的同名端进入，则从另一侧的同名端流出；组感生的电压是同相的；③假设在一个绕组上供以电压，会在另一个绕组上感生一个同方向的电压。I,i0”联结法。2中，不打黑点的另一对端子之间也称为同名端。假设把上图中的黑圆点全部易位，也还是“减极性”标法。可见，同名端取决于两个可以把同名端标志也标反〔见图2的b，这样标法还是同名端标法。2上的其中一个圆点换一下位置，就变成“加极性”标注法了。由于目前的三相变压器大都是承受“减极性”标志的，所以，已经很少有人极性”的应用问题。首尾端和同名端的关系从定义来看，首端、尾端跟同名端似乎没有什么关系。但是，当推断结线的性”的状况下，人们都是选择高压的首端和低压的尾端作为同性端的。同名端的测试方法当用直流法测定时，可用以下图的结线方法。图中的E是干电池；K是开关。图3 用直流法检验变压器绕组的极性K〔或直流毫伏表、毫安表〕的指针向正I1

从一个绕组进入时，

会从另一个绕组的同名端流出。24V2的读数低于V1时，说明图中的极性标志是正确的。假设电压表V2的读数高于V1时，说明图中的极性标志是不正确的，应当是“加极性”的。理由：如图4那样标注时，是“减极性”标注。这样，变压器两个绕组上的电压u和u1

就应当是同相的。当把非极性端短路时，电压表V2

所测量的就是两V2V1。否则，是加极性。图4 变压器极性的结线二．三相变压器的联结方式和联结方式的标号1.表示联结方式的字母符号形、三角形〔形。也有开口三角1方式，而是用以下图所示的几种方法之一的。图5常见的几种三相变压器结线图画法在图5中，左面的图形是在我国文献资料中常常承受的画法；中间的图形是文献1〔现行美国大学课本〕中承受的画法；右面的图形则是在国际电工委员会〔IEC〕制定的电力变压器标准IEC600761-1999国已经全盘承受了这个标准，标准代码是GB1094-1。的。由图5可见，在前两种画法中，都把同极性和端子名称表示出来了，是性”标注的。但是，在IEC出的标记中可以看出，IEC的标准也都是按“减极性”画的。另外，在美国课本的接线端子标志中，把高压侧的端子上都加“H”〔High，由于判别联结组的组别时，是以高压端为基准的。Y形，把低压侧也结成Y形时，我们就说这是Y-Y当把高压侧结成Y形，把低压侧结成三角形时，我们就说这是Y形结线；当把高压侧结成三角形，把低压侧结成Z形时，我们就说这是-Z形结线。在上述的每种结线方式中，又有多种结线方法可选。例如，在Y-Y形结线类型中有6种结线方法；在Y-形结线和-Y形结线类型中也各有6种结线方法。Y-Z和-Z6种结线方法。不过，基于安全、经济和有用的角度动身，很多结线方法是不宜承受的。例Y-Y形结线；为了安全，在某些状况下必需把中性点引出来等等。Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0Yy0等5种。其中的Yyn0220V主要是供高压输电使用。表示联结组别的数字符号我们知道，对于单相变压器来说，高压侧的电压跟低压侧的电压之间的相位180它们之间的相位差在零至330度之间。间隔是30度。所谓三相变压器的结线组别，就是给变压器的各种结线方法编的号码，从这--让每个人公平地提升自我！些号码就可以知道变压器是怎样结线的。相位落后于对应的高电压的相位角是多少而定的，跟一次侧和二次侧无关。怎样区分和表示不同的联结方法呢？依据变压器的国际标准(IEC60076-1)和国内标准〔GB1094.1-1996〕的规定大体是：三相变压器联结方式的编号是由字结线方式；数字表示结线的组别。具体介绍如下：YNd时，并不是说一次侧肯定是高压Y结线。具体说：YZ〔也叫曲折形Y、DZ分别表示；对应的低压绕组分别用小写字母y、d和z表示。对于Y形结线来说，高压侧的中性点引出线用大写的N字表示；低压侧的中性点引出线用小写的n字表示；对于自耦变压器的低压绕组用auto或a表示。YNyn表示高压绕组是星形联结，低压绕组也是星形联结，而且两个绕组都有中性点引出；YNautod或YNad表示由三台单相自耦变压器合组成星形联结，有中性点引出，且有三角形连接的第三绕组。表示三相变压器联结状况的标号依据国际和国内标准的规定，三相变压器结线的组别是用时钟上时针的位置零点的位置。把低压侧的相量作为时针对待。假设低压相量落后高压的相量是30度，就相当是11的相量落后高压侧的相量是330度时，就相当是11点钟，因此就把这种结线的11比较的。而且是以AB相的电压作比较标准。具体说：假设低压的线电压Vab落后高压侧的相应相量VAB以2709国内标准都是承受相电压进展比较的方法。an具体说是用相电压Van

AN的角度来判1就是承受这种方法的。5--让每个人公平地提升自我！10aA相的相电压。这固然是认为社定的。例如，图5是Yd结线的两个相量图的 图6 表示结线组别示意组合。明显，这是把低压侧的线电压Vab绕组跟高压的A相电压绕组共同缠绕在同一个芯柱上的状况。为了求出低压侧的an假想相电压Van

，必需把a角平分。由此可以知道：低压侧的相电压落后高压侧的相应相电压以30度。也就是说，这种结线的组号是“1种结线的代码就是Yd1。美国国家标准中规定，Yd形变压器就是承受Yd1。我Yd11。三．三相变压器结联组别的判定方法11作者依据这种根本画法，也提出了简化画法，供参考。1.Y-d形结线的变压器联结组别的判定方法1：设Y-d7〔a〕图所示，怎样判别其结线组别呢？答：文献1介绍的方法大体是这样：步骤1：画高压侧相量图设三相电压对称，画出高压侧的三相正序相量图，并使相电压VAN

平行于X〔效果见图b〕图7 画相量图求结线组别画低压侧相量图画低压侧的三角形相量：由于从图〔a〕可以看出：电压Vab是跟V

AN同相。因此，相量V是跟V

是跟VbcBNbccaab 同相的；相量caab

是跟VCN

同相的。这样，低压侧的三角形结线的相量就画出来了〔见图c箭头儿的方向的，但是，在图中没有画出箭头儿。an3:求假想的相电压Van

从三角形的中心向三角形的顶点aan这条线就是假想的相电压Van

。见图〔c；an步骤4：求Van

落后于VAN

的角度从三角形的中心引一条平行于VAN

的平行虚线(见图c)，这条线就代表高压侧的A相电压V。AN由图〔c〕可见，这种接线方式的低压侧“相电压”落后于高压侧的A相电30度，因此，图7〔a〕所示的三相变压器的接线组别属于“1因此，其联结方式的标号是Yd1。这种画法是文献1给出的画法，也是本文介绍的根本方法。2：对例1还有更简洁的画法吗？答：作者认为，还可以把画法更简化一下。例如，对于图7所示的变压器组别可以用下述方法推断：步骤1：在X轴上画出VAN

〔有箭头儿，但是，其他两个相电压可以不画；ab步骤2：由于跟高压端A相电压接在同一个芯柱上的低压是Vab

，所以，要把它画得跟VAN

合。但是，肯定要留意箭头方向。图8 Y-d1结线相量的简易画法3abcabc的正相挨次画出来；an4aVan

。可以看出，它落后对应的高压的角度是30度。因此，这种结线方式的标号是Yd1。我认为，这种简化画法的特点是把高压相量和低压相量画到一个图上了。优点是简洁〔高压端只画一个电压VAN画出了箭头。

即可、直观〔相位差用一个图显示，而且3：一台三相变压器，其一次是三角形结线，10.5kV；二次是Y形结线，电压为110kV，其联结图如以下图所示，请用简化法找出其联结标号。图9 推断Yd11型结线的组别例题答：虽然一次侧是三角形结线，但是，由于它的电压低于二次侧，所以，当准。承受简易画法的步骤是：步骤1：在X轴上画出V；ANac步骤2：画出跟高压端A相绕组接在同一个芯柱上的低压Vac3：按abc的正相挨次画出低压结线的三角形相量图；4aV

；。可以看出，an它落后对应的高压的角度是330度。因此，这种结线方式的标号是Yd11。2.D-y形接线的变压器组别的判定方法4：Y-d10〔a〕图所示，这是IEC标准供给的联结图。IEC别呢？anan答：首先画出高压侧的相量图，如图〔b〕所示。由于低压绕组的V是anan跟高压侧的VAB

的相量将如图〔c〕所示。比较图〔b〕和〔c〕可知，这种联结方式的标号是Dy11。图10 求Dy11结线的标号5：上述结线也可以用简化法求解吗？答：11。这种画法的特点是：把三相三角形YV在同一个铁芯柱上的那个电压，在此题里，就是电压V

ABan，见图(b)。an图11 D-y11形结线的相量图的简易画法因此，图11(a)的联结标号是Dy11。在图〔b〕中的虚线表示低压侧可能联结的电压。可以看出：这种结线方法有6种，而且都是奇数的。3．Y-Y形接线的变压器联结组别的判定方法6：怎样对Y-Y结线的相量进展分析呢？答：对Y-Y结线的分析比较简洁。例如对以下图的变压器结线图来说，首先要画出高压侧的相量图〔b，然后再画低压侧的相量〔c。画an低压侧相量的关键是把Van

的相量画得跟VBN

个绕组是绕在同一个铁芯柱上的。an由图可见，V落后于V的角度是120度，因此，这种结线是Yy4。anAN图12 Yy形结线的相量图7：可以用简化方法分析Y-Y结线的变压器吗？答：也可以把两个相量画到一个图上。见以下图。画图的关键还是把处于anVan

落后VAN

的角度是多少。an图中的虚线表示可能消灭的Van

的相量。也是有6种，不过都是双数的。cn在此题里，Vcn

跟V同相；VanANan

跟V同相，因此，联结标号是Yy4。BN图13 Y-Y形结线的简化相量图4ΔΔ形接线的变压器联结组别的判定方法8：以下图是一种Dd答：ΔΔ形结线的变压器，按线电压分析也是很便利的。不过，我还是期望用相电压的方法进展分析，以便全文全都。图〔b〕是高压侧的正序相量图。电压VAN

是假想的相电压。图〔c〕是VAB，ac跟它绕在同一铁芯柱上的低压是Vac

，画相量图时，二者必需是同相的。除侧的相量只好倒立了。an 在低压侧的相量上也画出假想的a相电压V之后，低压的Van 压侧VAN

V

与平行线的夹角是负ANananAN30度；VANananAN

与平行线的夹角是正30度。因此，V

落后于V

的角度是300度，即这种结线的组号是Dd10。图14 Dd10结线三相变压器的相量图9：8吗？答：固然可以。以下图就是简化分析图。为什么低压的相量要倒立，在上上。优点是简洁判别角差。图15Dd10结线三相变压器的简化相量图6．Z形接线的变压器组别的判定方法Z型接线变压器又称曲折联结形变压器。在构造上与一般三相芯式图16Z形结线三相变压器的相量图bA一样相的电压是VaV，ban合成低压是Van

V V。跟an 。跟

的相位差是330度。因此，这种联结方法的标号属于Yz11。这样结线的好处是可以降低零序电流的影响。四．依据变压器联结组别标号绘制接线图的方法例予以说明1.Y-y形接线的变压器结线图的绘制方法例10已经知道三相变压器的编组号是Yy8，请画出三相变压器的联结图。问：标志时怎样画？图17Yy8结线的三相变压器相量图和结线图答：假设变压器是按“减极性”标注同名端时，其结线就应当是图〔b〕的样子。为什么？由于编号为Yy8时，就是说低压侧的a相电压落后高压侧的A相电压是240度。而从相量图可知，落后VAN

240度的位置跟VCN

同相。也就是说：这an,an个位置就是Van,an

V〔按正序。结线方法；图〔c〕是当变压