浅析10kV配电变压器接线组别

浅析10kV配电变压器接线组别

变压器空载运行中，Yyn0接线组别高压侧为“Y”接线，激磁电流为正弦波。由于变压器磁化曲线的非线性，铁芯磁通为平顶波，含有三次谐波成分较大，对于三芯柱铁芯配变，奇次磁通无通路，只有通过空气隙、箱壁、夹紧螺栓形成通路，这样就增加了磁滞及涡流损耗；Dyn11接线中，奇次谐波电流可在高压绕组内环流，这样铁芯中的磁通为正弦波，不会产生前者的损耗。同容量的配变空载损耗Dyn11接线比Yyn0接线可减少10%。

负载运行中，若二次侧负载不对称，各项均有零序电流，其值为中线电流的1/3，零序电流在配变铁芯中产生零序磁通，Yyn0接线的配变高压侧没有零序电流与之去磁，零序磁通在变压器铁芯柱中无通路，只能通过空气隙、箱壁、夹紧螺栓形成回路，产生附加损耗，鉴于此，大容量变压器不宜采用Yyn0接线，最大容量1800kVA，并规定Yyn0接线变压器中性线电流不应超过低压侧额定电流的25%；Dyn11接线中，一次绕组的零序电流可以在绕组内环流，反过来可削弱二次绕组的零序磁通，不致使零序磁通造成配变的过热，因此中性线电流几乎可达相线电流值（一般能达到相线电流的80%），规程规定Dyn11接线变压器中性线电流不应超过低压侧额定电流的40%，所以Dyn11接线能使配变容量尽可能得到充分利用，同时也降低了损耗，同容量的配变负载损耗Dyn11接线比Yyn0接线可减少20%

对于供电质量来说，对于Yyn0接线的配变，由于二次零序磁通未被去磁，零序阻抗大，因此零序电压也较大；而Dyn11接线中由于一次零序磁通的去磁，使铁芯中合成零序磁通很小。据实测数据发现，同容量的配变Yyn0接线零序阻抗比Dyn11接线大8～10倍.这样在同样的零序电流下，零序电压前者比后者大8～10倍,从而造成Yyn0接线配变中性点产生较大偏移,相电压不对称程度严重.

当低压母线处发生单相短路时,由于Dyn11接线配变零序阻抗小,因此Dyn11接线要比Yyn0接线单相短路大得多,这样低压总开关过流保护的灵敏度也高得多,对于高压侧,由于Dyn11接线低压单相短路电流对高压侧的穿越电流也大,当高压侧过流继电保护兼作低压单相接地保护时,其灵敏度也比Yyn0接线大.

尽管Dyn11接线有许多优点，但是两种接线组别的配变在农村低压电力技术规程（DL/T 499—2001）中规定都是允许的，两种接线组别的配变优缺点及适用范围见下表1。

表1 Yyn0和Dyn11接线组别的配变优缺点及适用范围

变压器允许并联运行具备的三个条件：

①额定电压及变比相同，变比相差不宜大于0.5%；

②接线组别必须相同；

以上两个条件保证空载运行时，绕组内不会有环流；

③阻抗电压相等, 相差不超过10%，保证负荷分配与容量成正比，即负荷率相等。

同时为了避免负荷分配不合理,对于并列运行的变压器的容量之比一般不宜超过3:1,使并列运行变压器的容量均能充分利用，同时限制了配变的短路电压值相差不致过大。

三个条件中, 接线组别必须相同的条件必须严格保证. 在10kV三相配变中,如果两台的接线组别分别是Yyn0和Dyn11，则它们一次侧线电压的相位差是30°。一次侧有电势差⊿E1=2E1sin15°=0.518 E1，作用在两配变一次绕组构成的闭合回路中。由于变压器本身的漏抗很小，这样大的电势差将在两变压器中产生很大的循环电流，可能使变压器的绕组烧坏，故这样不同的接线组别的配变绝对不允许并联运行。因此在10kV配变并列运行前的安装应注意的事项：

①检查变压器铭牌，看是否符合并列运行的基本条件；

②检查变压器高、低压侧接线是否正确

③检查变压器调压分接头是否在同一档位，安装时必须置于同一档位。

变压器的接线组别

变压器的接线组别就是变压器一次绕组和二次绕组组合接线形式的一种表示方法；

常见的变压器绕组有二种接法，即“三角形接线”和“星形接线”；在变压器的联接组别中“D表示为三角形接线，“Yn”表示为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。

变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边）的接线方式。Y（或y）为星形接线，D（或d）为三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表示一、二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压相量作为分针，固定指在时钟12点的位置，二次侧的线电压相量作为时针。

“Yn，d11”，其中11就是表示：当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时，二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。也就是，二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。

变压器二个绕组组合起来就形成了4种接线组别：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我国只采用“Y，y”和“Y，d”。由于Y连接时还有带中性线和不带中性线两种，不带中性线则不增加任何符号表示，带中性线则在字母Y后面加字母n表示。n表示中性点有引出线。Yn0接线组别，UAB与uab相重合，时、分针都指在12上。“12”在新的接线组别中，就以“0”表示。

判断变压器接线组别及其差动保护接线简易方法

（一）变压器接线组别

变压器的极性标注采用减极性标注。减极性标注是将同一铁心柱上的两个绕组在某个瞬间相对高电位点或相对低电位点称为同极性，标以同名端“A”、“a”或“·”．采用减极性标注后，当电流从原绕组“A”流入，副绕组电流则由“a”流出。变压器的接线组别是三相权绕组变压器原，副边对应的线电压之间的相位关系，采用时钟表示法。分针代表原边线电压相量，并且将分外固定指向12上，时针代表对应的副边线电压相量，指向几点即为几点钟接线。

（二）判断变压器接线组别及其差动保护接线

进行简易判断时，假设变压器接有纯电阻负载，则原、副绕组任一相的根电压与该绕组中的电流同相位．同一铁心柱上的原、副绕组电流为同相位，即原边由“A”端流入，副边由“a”端流出，变压器接线如图1时，其相量图如图2所示。设原边相电压UA为基准，指向12上，原边电流IA与UA同相位，同一铁心柱原，副绕组中的电流同相位，副边对应相的根电压Ua与流过该绕组中的电流Ia同相位。即可判断此接线为Y／Y－12接线组。

变压器差动保护在正常运行及外部故障时，流入差回路的电流为变压器两侧电流互感器二次电流的和。可将变压器两侧电流互感器行成两个三相电源向三相负载——三块差动继电器供电。若两个电源的电流相位相反，则流入负载的电流相量和为零。接线如图3所示时，变压器高压侧的电流互感器LH接成Y／Y－12，低压倒电流互感器LH接成Y／Y－6。则两侧电流互感器同名相二次测电流IA2与Ia2相位相反。如图4所示。流入差回路的电流为互感器同名相二次电流的和。若变压器的变比分。等于两侧电流互感器变比nB=nLH=WLH’/WLH，则流入差回路的电流为零，即IA2十Ia2=0。

Y/Δ一11接线的变压器，由于变压器原边电流IA落后于副边电流Ia30?，即使两侧电流互感器流入差回路的电流数值相等，在差回路中仍有一个不平衡电流

Ibp=2I2sin30?/2。消除此不平衡电流的方法是将变压器Y接侧的电流互感器LH的二次侧接成Δ，使电流互感器二次侧流入差回路的电流移相。为使两侧互感器二次侧流入差回路的电流相位相反，在Y／Δ一11接线的变压器Δ侧的电流互感器LH’若按成Y／Y－12，则变压器Y接线的电流互感器LH需接成Y／Δ一5。如图5所示，电流互感器LH流入差回路的电流IA2=IB2’一IA2’，不考虑互感器角误差的情况下，IB2’与IB同相位，IA2’与IA同相应，（IB一IA）的相量指向5点，为Y／Δ一5接线，其相量图见图6（a）．电流互感器LH’流入差回路的电流Ia2与Ia同相位，指向11点，故Ia2与IA2反相，若其值相等，则流入差回路的电流为零，其相量图见图6，

采用简易判断法，只要假设副边接有三相对称纯电阻负载，由电压与电流同相位的关系，作出电流电压相量图，根据同名相（如A相）的相电压的相位关系，很容易判断出为几点钟接线。此法对判断三相变压器或电流互感器的接线组别具有实用性和简便性。