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三相变压器接线组别的判断及三因素的影响

来源:刘新民 张晓生发布时间:2016-09-30分类:[杂志期刊] 关键词:电压定律(KVL)、接线组别、三因素、判断

前言
三相变压器的一次线圈和二次线圈间电压或电流的相位关系,就叫变压器的组别。相位关系实际上就是角度关系,而一、二次线圈各向量的相位差都是30°倍数,因此就用同样有30°倍数的时钟指针几点钟来说明变压器的组别。变压器一共有12种组别(按序号1~12)。每组都有四种实际接法,所以共有48种接法。凡一、二次接线方式相同的(如Y,Y或α,α)可得偶数组别(2、4、6、8、10、12);凡一、二次接线方式不同的(如Y,α或α,Y)可得到奇数组别(1、3、5、7、9、11)。d,d连接的可得到和y,y连接相同的组别;y,d连接的可得到d,y相同的组别,所以每种组别有四种实际的接法。
变压器组别是变压器并列运行的条件之一,在实际工作中,我们碰到要画接线组别时,可能有这么两种情况:一种是已知变压器的实际接线,要判断它是几点接线;另一种是要求把一台变压器接成既定的几点接线,但在实际工作中,还应注意到有三个因素的影响:
1)相别标号的改变
2)接线方式的改变
3)首尾极性标号的改变,都会改变原变压器的组别,影响变压器并联运行。
变电站运行中,常用的双卷电力变压器,接线组别只有Y,yo-12、Yo,d-11,Y,d-11。所以我们以Y,d、d,y接线的变压器为例,已知变压器Y,d实际接线判断是哪一种组别,怎样判断三因素影响变压器组别;怎样画出Y,d-11或d,y-11组别的变压器接线。
一、根据变压器线圈接线,判断是哪一种组别
1.画出双卷变压器Y,d线圈接线图
按照三相双卷变压器铭牌上的Y,d接线,画出Y,d形接线图1a。在高压侧线圈首端从左至右标出正序相别标号A、B、C和同极性符号“*”。线圈尾端对应首端标出X、Y、Z、星形接线中性点零。标出线圈三相相电压ùA、ùB、ùC,电压向量参考方向的箭头指向尾端(箭尾为高电位,箭头为低电位)。
在低压侧d形接线线圈首端,从左至右标出正序相别标号a、b、c和同极性符号“*”。线圈尾端标出x、y、z连成三角形接线,标出线圈三相相电压ùA、ùB、ùC,电压向量参考方向箭头指向尾端。
2.确定高低压线圈相线电压的关系
应用基尔霍夫电压定律(KVL):沿闭合回路绕行一周,线圈相电压的向量参考方向和绕行方向一至者相电压取正、相反者取负。
确定接线图ia的高压侧首端A-B间点位差,在A-X-Y-B回路中,线电压ùAB经线圈的相电压ùA和ùB,ùA和回路绕向一至取正。ùB和回路绕向相反为负。线电压ùABABA+(-ùB),电压向量的箭头指向A。用同样的方法确定其它两相线电压:ùBCBC,ùCACA
在高压侧Y形接线中,因三相相电压相等:ùABC,它们之间的相位差为120°。三相线电压相等:ùABBCCA,它们之间相位差也为120°,并超前相电压30°。
低压侧三角形接线首端a-b间的电位差:在线圈a-y-b闭合回路中,线电压ùab只经b相线圈的相电压ùb,ùb和回路绕向相反取负。线电压的ùab向量的箭头指向a和相电压ùb相反。
同理,线电压ùbc=-ùc、ùca=-ùa。
低压侧线圈三角接线中,三相相电压相等,并等于三相线电压,即ùabcabbcca,它们之间的相位差为120°,连接d形接线时,凡是从左至右连接时,线电压ùab=-ùb,等边d形电压向量图的角顶点b在第一相相电压的ùa右边,凡是线圈d形接线连接时,线电压ùabb或线圈首端标号a·b·c相从右至左排列时等边d形电压向量图的角顶点C一定在第一相相电压ùa的左边。
3.画出高低压侧线圈电压向量图,判断接线组别。
变压器是正序电源供电,要求不论三相双卷变压器高低压侧是Y形接线还是d形接线,均先按正序接线画成Y形电压向量图,标出首端相别标号,相线电压和向量方向箭头指向,再从低压Y形电压向量图把线电压平移到高压侧电压向量图中,判断接线组别。再从低压Y形电压向量图中性相电压平移到低压d形画出d形电压向量图,其方法是:按正序接线图1a和确定出的高低压侧相电压线电压向量关系,画出高低压侧正序Y形电压向量图1b。在高压侧选定三相线电压中的ùABAB为基准,向量方向箭头指向A,并超前相电压ùB30°
在低压侧也选定三相线电压中的ùab=-ùb为基准。将低压侧Y形电压向量图中的三相相电压,按电压向量的方向进行平移。先平移相电压ùa箭头指向a,因ùab=-ùb,等边三角形电压向量图的角顶点b在相电压ùa的右边,再平移相电压ùb·ùc画成低压侧d形电压向量图1b线电压ùab和相电压ùb方向相反,箭头指向a。
判断接线组别:因高压侧ùB和低压侧ùb在同铁芯柱同相,将低压侧ùab=-ùb平移到高压侧向量图1b ùBO上,使B点与b点重合,两电压向量方向箭头指向相反,用“时针法”表示变压器接线组别。
把高压侧线电压ùAB作为长针不动固定在12点上,把低压侧ùab作为短针,从12点起顺时针转动到高压相电压ùB上止,转动相位角为360°-30°=330°,330°÷30°=11点短针指在11点上,判断出图1a变压器接线为Y,d-11组别,其接线图和高压侧电压向量图见图1a.b。
二、影响接线组别三个因素
1.一次套管相别标号不变改变二次套管标号的影响
1)对Y,d-11组别变压器的影响
1)画出变压器线圈接线图
Y,d-11组别变压器高压侧线圈Y形接线不变,首端同极性和相别标号从左至右A、B、C排列不变。低压侧线圈d形接线和首端极性不变,但线圈首端相别标号把a、b、c从左至右向前移一个字,改成正序c、a、b相别标号。其接线图见图2a。
2)确定高低压线圈相线电压关系
因图2a高压侧线圈Y形接线和首端极性,相别标号和原Y,d-11组别图1a接线一样,图2a线圈三相相电压;线电压间关系和图1a相同。
2a低压侧线圈首端a-b间的电位差:在a-y-b回路中,线电压ùab只经b相线圈,相电压ùb方向和绕向相反为-ùb,故ùab=-ùb,线电压向量方向箭头指向a。用同样方法确定出:线电压ùbc=-ùc、ùca=-ùa
在低压侧d形接线中,三相相电压相等,三相相电压之间相位差为120°。三相线电压相等并等于相电压,他们之间的相位差为120°。
3)画出变压器高低线圈电压向量图,判断接线组别。
按接线图2a和确定出的高低压线圈相线电压和相位差,画出高低压侧正序Y形电压向量图2b。
在高压侧电压向量图中,选定三相线电压中ùABAB为基准,电压向量方向箭头指向A,线电压超前相电压30°。

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