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变压器接线组别的判别方法研究

发表时间：2021/4/12 来源：《基层建设》2020年第32期作者：吕亚飞

[导读] 摘要：在电力系统中，变压器是一种重要的电气设备。

        邯郸中材建设有限责任公司河北邯郸   056000
        摘要：在电力系统中，变压器是一种重要的电气设备。有时在电力系统中，需要两个以上的变压器并联运行，且并联运行的变压器必须有相同的接线组，否则，第一、第二侧绕组就会出现大循环，对安全运行造成很大的危害。因此，正确判断变压器的连接组就显得尤为重要。连接组表示变压器一次侧和二次侧绕组的连接方式以及一次侧和二次侧绕组对应的线路电压(电动势)之间的相位关系。连接组由Y、y0等两部分组成。逗号前的符号代表一次侧绕组的接线方式,逗号后的符号代表二次侧绕组的接线方式,逗号后的数量和标签表示电压之间的相位关系的主要和次要边线(电动势)。
        关键词：变压器；接线组别；判别方法
        1时钟表示法
        变压器连接组通常由时钟的方法,即变压器一次侧绕组线的电动势相量作为时钟的长针,和固定的位置点到12点,对应的一对绕组线电动势变化矢量作为时钟的短针,找到相对应的一对绕组和原边绕组线电动势矢量角,求副电动势指向的时数，得到变压器接线组。
        2线圈连接组的判定基础
        变压器的接线组别均是以高压侧为基准，看低压侧线电压与高压侧线电压的关系来确定变压器的接线组别。单相变压器的原边绕组和副边绕组套在同一个铁芯柱上，它们交链一个主磁通，因此，原边绕组和副边绕组电动势的关系只有两种，同相或者反相，分别如图1、2所示。

图1 单相变压器原、副边绕组电动势反相

        图2 单相变压器原、副边绕组电动势反相
        3变压器接线组别标号的判别方法
        三相变压器的连接组不仅与绕组和绕组端、端标记有关，还与三相绕组的连接有关。变压器接线组的判定有两种常见的方法，一种是相量图法，另一种是简单判定法。在实际的工作和学习考试中，我们可以根据情况选择合适的方法，以下两种判别方法分别阐述。
        3.1画相量图法
        以图3所示Y，y0型变压器为实例说明用画相量图法确定变压器接线组别的具体方法。
        （1）画相量图，应注意画相量图时应使B与b共点。无论变压器何种接线组别，都先画出此相量图。
        （2）确定二次侧a点，注意若为星型接线需要先确定y点。①由于BY与by绕组在同一个铁芯上，故Eby与EBY平行或在一条直线上。因B与b为同名端，所以BY与by在一条线上。②相量图上B在Y的右下方，所以b也在y的右下方，从而确定y的位置。③由于三相电压相量互差120°，星型接线x、z、y共点，从而确定出a点的位置。或者由ax与AX平行和A与a为同名端，确定a的相对位置。

        图3 Y，y0型变压器
        （3）Uab与UAB夹角为0°，故为Y，y0接法。利用上述方法判别图4所示变压器接线组别，步骤如下。
        （4）画相量图，应注意画相量图时应使B与b共点。无论变压器何种接线组别，都先画出此相量图。
        （5）确定二次侧a点，三角形接线直接确定出a点。①Eba（y）与EBY为原副边对应绕组，在相量图上是一条直线或者平行。②B和b为同名端，相量图上B在Y的右下方，则b也在y（a）的右下方，确定出a的位置。③按顺时针abc确定出c，只判断接线组别，此步省略。（6）Uab与UAB夹角为30°，故为Yd11接法。
        3.2简易判别法
        因变压器的接线组别标号是用高、低压侧对应线电动势的相位差决定的，它与绕组的绕法、绕组的首末端标记和三相线组的连接法有关。下面以图5所示Yy0型变压器为实例作说明。
        （1）根据同名端确定点数：确定原则为同名端在ABC处为0点，在XYZ处为6点。
        （2）根据相序确定点数：a点在第一位为0点，a点在第二位为4点，a点在第三位为8点。
        （3）根据星三角接线确定点数：正三角接线为+1，反三角接线为-1，星型接线为0点。
        （4）分别确定出原、副边点数后，用副边点数减去原边点数即为变压器接线组别标号，如结果为负数，则记+12，超过12则记-12。
        （5）判断三角形绕组为正三角还是反三角有两种方法，一是从绕组a到b的最短路径先经过绕组为正三角，反之，为反三角。二是从a点进入绕组画闭合路径，依次经过abc为正三角，反之，为反三角。本图实例为（0+0+0）-（0+0+0）=0，即Yy0点。
        4变压器接线组别标号规律总结
        使用上述两种判别方法，我们可以判断出不同接线方式下变压器的接线组别标号。高低压侧星形接线变压器接线组别包含Y，y0、Y，y4、Y，y6、Y，y8、Y，y10、Y，y2共6种，高低压侧三角形接线变压器接线组别包含D，d0、D，d4、D，d8、D，d10、D，d2共6种，高压侧星形、低压侧三角形接线变压器联结组别为Y，d1、Y，d5、Y，d9、Y，d7、Y，d11、Y，d3共6种，高压侧三角形、低压侧星形接线变压器接线组别为D，y1、D，y5、D，y9、D，y7、D，y11、D，y3共6种。根据这些接线组别标号和对应的变压器接线图，我们可以总结出如下规律。
        （1）原副边同为星形接线或同为三角形接线时，接线组别为偶数。
        （2）原副边星角不同接法时，接线组别为奇数，原因为三角形接线组别会出现±1。
        （3）a相从左向右移动时，接线组别加4。

        图4 Y，d11型变压器             图5 Yy0型变压器
        结束语
        由于变压器的连接组很多，同一连接组可以通过多种连接方法实现，很容易造成混淆。在实际应用中，选择合适的判别方法是非常重要的。很多文献和教科书将采用“相量图法”,可以直观地反映了高、低压绕组电动势相应的相位关系,也可以反映出其数值的大小关系,掌握连接组的概念,理解它的重要性在电力系统方面的操作,是特别重要的,用于教学是非常必要的。但这个过程很复杂，而且容易出错。简单的识别方法来源于高低压侧电压和线路电压相量的概念。但在实际应用中，它完全避免了画相图的繁琐，只需要简单的加减运算。适合不同文化程度的人使用，识别更加方便快捷。
        参考文献
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        [3]张家生.电机原理与拖动基础[M].北京：北京邮电大学出版社，2006.