變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。在發(fā)電機(jī)中,不管是線圈運(yùn)動通過磁場或磁場運(yùn)動通過固定線圈,均能在線圈中感應(yīng)電勢,此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動,這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感效應(yīng),變換電壓,電流和阻抗的器件。
變壓器接線組別
常見的變壓器繞組有二種接法,即“三角形接線”和“星形接線”;在變壓器的聯(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)。
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,固定指在時鐘12點(diǎn)的位置,二次側(cè)的線電壓相量作為時針。
“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鐘12點(diǎn)的位置時,二次側(cè)的線電壓相量在時鐘的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)。
變壓器二個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”。我國只采用“Y,y”和“Y,d”。由于Y連接時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、分針都指在12上。“12”在新的接線組別中,就以“0”表示。
下面是變壓器接線組別的向量圖及原、副邊繞組的接線示意圖。
六種單數(shù)組
六種雙數(shù)組
變壓器連接組別常識
在變壓器行業(yè)常用的連接組別一般有Dyn11跟Yyn0,可能大家都知道這2中,但是要怎么來區(qū)別認(rèn)識了,Dyn11聯(lián)結(jié)的好處是有利于抑制高次諧波電流。對Yyn0結(jié)線的三相變壓器,原邊星形連接而無中線,故三次諧波電流不能流通。原邊激磁電流波形為正弦波時,則鐵芯中磁通為平頂波,副邊感應(yīng)電勢波形所含高次諧波分量大;激磁電流中以三次諧波為主的高次諧波電流在原邊接成三角形條件下,可在原邊形成環(huán)流,與原邊接成星形相比,有利于抑制高次諧波電流。在當(dāng)前電網(wǎng)中接用電力電子元件、氣體放電燈等日益廣泛、其功率越來越大的情況下,會使得電流波形畸變。即使三相負(fù)荷平衡,中性線中也流過以3次諧波為主的高次諧波電流。配電變壓器的原邊(常為10KV側(cè))采用三角形結(jié)線就抑制了此類高次諧波電流,這樣就能保證供電波形的質(zhì)量。
第二,有利于單相接地短路故障的切除:原邊(高壓)接成三角形(D接),繞組內(nèi)可通過零序循環(huán)電流(感應(yīng)產(chǎn)生),因而可與低壓繞組零序電流互相平衡、去磁,因此,副邊(低壓側(cè))零序阻抗很小;若原邊(高壓側(cè))星接(Y接),繞組不能流過零序電流,低壓側(cè)激磁時,其零序電流在變壓器鐵芯中產(chǎn)生零序磁通,但其磁路不能在鐵芯內(nèi)形成閉合,要走鐵芯外面的空氣,其磁阻很大,變壓器的零序阻抗較大。若發(fā)生單相短路,其短路電流值就會相對地減小,致使在很多情況下,其單相接地短路電流幾乎不能使低壓斷路器快速動作或使熔斷器迅速熔斷。通常,在相同的條件下,Dyn11結(jié)線的變壓器配電系統(tǒng)的單相短路電流為Yyn0結(jié)線時的3倍以上。因此,Dyn11結(jié)線有利于單相接地短路故障的切除。
第三,能充分利用變壓器的設(shè)備能力:對于配電變壓器,照明、空調(diào)、電炊、電熱等餐廚家電220伏單相負(fù)荷往往占很大比重。盡管在工程設(shè)計及安裝時,盡可能將各個單相負(fù)荷均勻分布在三相上,而由于運(yùn)行時的情況千變?nèi)f化,有時可能出現(xiàn)三相嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象。三相負(fù)荷不平衡或每相功率因數(shù)相差較大、變壓器處于不對稱運(yùn)行狀態(tài),副邊中性線就有電流通過。上述《規(guī)范》中第6.0.8條明確規(guī)定:“在TN和TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中,當(dāng)選用Yyn0結(jié)線組別的三相變壓器時,其由單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流不得超過低壓繞組額定電流的25%,且其一相的電流在滿載時不得超過額定電流值。”
這一規(guī)定十分明確地限制了Yyn0結(jié)線時接用單相負(fù)荷的容量,從而限制了Yyn0結(jié)線配電變壓器的使用――此時,變壓器設(shè)備能力不能充分利用。而Dyn11結(jié)線方式的變壓器,對中性線電流沒有限制,可達(dá)變壓器低壓側(cè)之線(相)電流,從而能充分利用變壓器的容量、發(fā)揮其設(shè)備能力,尤其適宜以單相負(fù)荷為主而出現(xiàn)三相不平衡的配電變壓器。