變壓器接線組別的判別方法研究

馬敏

（國(guó)家電投集團(tuán)協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司，江蘇 鹽城 224500）

在電力系統(tǒng)中，變壓器是一種重要的電氣設(shè)備。電力系統(tǒng)中有時(shí)需要兩臺(tái)以上變壓器并聯(lián)運(yùn)行，而并列運(yùn)行的變壓器其接線組別必須相同，否則，一、二次側(cè)繞組都將出現(xiàn)極大地環(huán)流，對(duì)安全運(yùn)行產(chǎn)生極大地危害。因此，正確判斷變壓器的聯(lián)結(jié)組別就顯得尤為重要。接線組別表示變壓器原副邊繞組的連接方法，以及原、副邊繞組相應(yīng)線電壓（電動(dòng)勢(shì)）之間的相位關(guān)系。接線組別由兩部分組成，如Y，y0 等，逗號(hào)前面的符號(hào)表示原邊繞組的接線方式，逗號(hào)后面的符號(hào)表示副邊繞組的接線方式，后面的標(biāo)號(hào)數(shù)字表示原、副邊線電壓（電動(dòng)勢(shì)）之間的相位關(guān)系。

1 時(shí)鐘表示法

變壓器接線組別通常采用時(shí)鐘法進(jìn)行標(biāo)識(shí)，即把變壓器原邊繞組的線電動(dòng)勢(shì)相量作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針，且固定指向12點(diǎn)的位置，相對(duì)應(yīng)的副變繞組的線電動(dòng)勢(shì)相量作為時(shí)鐘的短針，找出副邊繞組和相對(duì)應(yīng)原邊繞組的線電動(dòng)勢(shì)相量的夾角，就得到了副變電動(dòng)勢(shì)指向的鐘點(diǎn)數(shù)，從而得到變壓器的接線組別。

2 線圈連接組的判定基礎(chǔ)

變壓器的接線組別均是以高壓側(cè)為基準(zhǔn)，看低壓側(cè)線電壓與高壓側(cè)線電壓的關(guān)系來確定變壓器的接線組別。單相變壓器的原邊繞組和副邊繞組套在同一個(gè)鐵芯柱上，它們交鏈一個(gè)主磁通，因此，原邊繞組和副邊繞組電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系只有兩種，同相或者反相，分別如圖1、2 所示。

圖2 單相變壓器原、副邊繞組電動(dòng)勢(shì)反相

3 變壓器接線組別標(biāo)號(hào)的判別方法

三相變壓器的連接組別不僅與繞組的繞向和首尾端的標(biāo)記有關(guān)，而且還與三相繞組的接法有關(guān)。常見的變壓器接線組別判斷方法有兩種，一種是畫相量圖法，一種是簡(jiǎn)易判別法。實(shí)際工作和學(xué)習(xí)考試中，我們可以根據(jù)情況選擇合適的方法，下面分別對(duì)兩種判別方法進(jìn)行闡述。

3.1 畫相量圖法

以圖3 所示Y，y0 型變壓器為實(shí)例說明用畫相量圖法確定變壓器接線組別的具體方法。

（1）畫相量圖，應(yīng)注意畫相量圖時(shí)應(yīng)使B 與b 共點(diǎn)。無論變壓器何種接線組別，都先畫出此相量圖。

（2）確定二次側(cè)a 點(diǎn)，注意若為星型接線需要先確定y點(diǎn)。①由于BY 與by 繞組在同一個(gè)鐵芯上，故Eby與EBY平行或在一條直線上。因B 與b 為同名端，所以BY 與by 在一條線上。②相量圖上B 在Y 的右下方，所以b 也在y 的右下方，從而確定y 的位置。③由于三相電壓相量互差120°，星型接線x、z、y 共點(diǎn)，從而確定出a 點(diǎn)的位置?；蛘哂蒩x 與AX 平行和A 與a 為同名端，確定a 的相對(duì)位置。

（3）Uab與UAB夾角為0°，故為Y，y0 接法。

利用上述方法判別圖4 所示變壓器接線組別，步驟如下。

圖3 Y，y0 型變壓器

圖4 Y，d11 型變壓器

（4）畫相量圖，應(yīng)注意畫相量圖時(shí)應(yīng)使B 與b 共點(diǎn)。無論變壓器何種接線組別，都先畫出此相量圖。

（5）確定二次側(cè)a 點(diǎn)，三角形接線直接確定出a 點(diǎn)。①Eba（y）與EBY為原副邊對(duì)應(yīng)繞組，在相量圖上是一條直線或者平行。②B 和b 為同名端，相量圖上B 在Y 的右下方，則b 也在y（a）的右下方，確定出a 的位置。③按順時(shí)針abc確定出c，只判斷接線組別，此步省略。

（6）Uab與UAB夾角為30°，故為Yd11 接法。

3.2 簡(jiǎn)易判別法

因變壓器的接線組別標(biāo)號(hào)是用高、低壓側(cè)對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)的相位差決定的，它與繞組的繞法、繞組的首末端標(biāo)記和三相線組的連接法有關(guān)。下面以圖5 所示Yy0 型變壓器為實(shí)例作說明。

（1）根據(jù)同名端確定點(diǎn)數(shù)：確定原則為同名端在ABC處為0 點(diǎn)，在XYZ 處為6 點(diǎn)。

（2）根據(jù)相序確定點(diǎn)數(shù)：a 點(diǎn)在第一位為0 點(diǎn)，a 點(diǎn)在第二位為4 點(diǎn)，a 點(diǎn)在第三位為8 點(diǎn)。

（3）根據(jù)星三角接線確定點(diǎn)數(shù)：正三角接線為+1，反三角接線為-1，星型接線為0 點(diǎn)。

（4）分別確定出原、副邊點(diǎn)數(shù)后，用副邊點(diǎn)數(shù)減去原邊點(diǎn)數(shù)即為變壓器接線組別標(biāo)號(hào)，如結(jié)果為負(fù)數(shù)，則記+12，超過12 則記-12。

（5）判斷三角形繞組為正三角還是反三角有兩種方法，一是從繞組a 到b 的最短路徑先經(jīng)過繞組為正三角，反之，為反三角。二是從a 點(diǎn)進(jìn)入繞組畫閉合路徑，依次經(jīng)過abc為正三角，反之，為反三角。

本圖實(shí)例為（0+0+0）-（0+0+0）=0，即Yy0 點(diǎn)。

圖5 Yy0 型變壓器

4 變壓器接線組別標(biāo)號(hào)規(guī)律總結(jié)

使用上述兩種判別方法，我們可以判斷出不同接線方式下變壓器的接線組別標(biāo)號(hào)。高低壓側(cè)星形接線變壓器接線組別包含Y，y0、Y，y4、Y，y6、Y，y8、Y，y10、Y，y2 共6 種，高低壓側(cè)三角形接線變壓器接線組別包含D，d0、D，d4、D，d8、D，d10、D，d2 共6 種，高壓側(cè)星形、低壓側(cè)三角形接線變壓器聯(lián)結(jié)組別為Y，d1、Y，d5、Y，d9、Y，d7、Y，d11、Y，d3 共6 種，高壓側(cè)三角形、低壓側(cè)星形接線變壓器接線組別為D，y1、D，y5、D，y9、D，y7、D，y11、D，y3共6 種。根據(jù)這些接線組別標(biāo)號(hào)和對(duì)應(yīng)的變壓器接線圖，我們可以總結(jié)出如下規(guī)律。

（1）原副邊同為星形接線或同為三角形接線時(shí)，接線組別為偶數(shù)。

（2）原副邊星角不同接法時(shí)，接線組別為奇數(shù)，原因?yàn)槿切谓泳€組別會(huì)出現(xiàn)±1。

（3）a 相從左向右移動(dòng)時(shí)，接線組別加4。

5 結(jié)語

由于變壓器的接線組別標(biāo)號(hào)較多，再加上同一個(gè)連接組別標(biāo)號(hào)也可以由多種接線方式實(shí)現(xiàn)，這樣就容易造成混亂。在實(shí)際應(yīng)用中，選擇合適的判別方法就顯得尤為重要。很多文獻(xiàn)和課本會(huì)采用“相量圖法”，可以直觀地反映高、低壓繞組所對(duì)應(yīng)線電動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系，也能反映它們數(shù)值的大小關(guān)系，對(duì)于掌握連接組別的概念，理解其在電力系統(tǒng)運(yùn)行等方面的重要性，顯得尤為重要，用于教學(xué)非常必要。但其過程復(fù)雜，容易出錯(cuò)。簡(jiǎn)易判別法來源于變壓器高、低壓側(cè)相電壓、線電壓相量概念，但實(shí)際應(yīng)用卻完全避開了相量圖的繁瑣畫法，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的加減運(yùn)算，適合不同文化程度的人員使用，識(shí)別更方便快捷。