三相变压器联结组标号的判别方法

三相变压器联结组标号的判别方法【摘要】通过分析三相变压器各相绕组电动势的关系，作者提出了三种判别三相变压器联结组标号的方法，并通过例题对各种方法进行了讲解。三种方法包括两种理论上的和一种工程实践上的。【关键词】三相变压器；联结组；标号；判定当两台或多台变压器并联运行时，需知道一次、二次绕组对应的线电势（或线电压）之间的相位关系，以便确定各台变压器能否并联运行，变压器的联结组标号就是用来表征上述相位差的一种标志。此外，在晶闸管变流装置中，在发电机的可控硅励磁调节装置中，以及交直流传动系统的调试维修等场合中，正确判别变压器的联结组标号也是必不可少的。我国国家标准GB1094-85中规定的判定联结组标号方法不易掌握，因此在实际工作中，很多人都搞不清三相变压器的联结组标号及判别方法。本文将从理论和实际操作上对三相变压器的联结组作比较深入的探讨，以便广大同行们能对三相变压器的联结组有一个比较清楚的认识，并能准确快速判别三相变压器的联结组标号。1.三相变压器的联结组在开始本文前，有必要对电力变压器的出线标志作统一规定，以便在讨论中不会出现混淆。在绕组的联结中，绕组首端和末端的标志规定如下：高压绕组首端为A、B、C，末端为X、Y、Z；低压绕组首端为a、b、c，末端为x、y、z。1.1三相变压器的联结法三相变压器的联结组是用二次侧线电势与一次侧对应线电势的相位差来决定的，它不仅与绕组的绕法和首、末端的标法有关，还与三相绕组的联结法有关。三相绕组的联结法有星形接法和三角形接法，分别用Y、D（或y、d）表示，其中大写字母表示高压侧，小写字母表示低压侧。具体表示时高压绕组的联结法写在左，低压绕组联结法写在右。例如：高压绕组为星形接法，低压绕组为三角形接法时我们记此三相变压器的联结法为Yd。此外，有的星形联结法可以引出中线，分别用O（高压侧）或o（低压侧）表示。1.2三相变压器的联结组对于三相变压器的绕组，无论采用什么联结法，一、二次侧的线电势的相位差总是300的整倍数。因此，采用时钟表面上12个数字来表示这种相位差是很显明的，如图1。这种表示法规定：把高压侧（一般是一次侧）线电动势的相量作为分针，始终指向“12”，而以低压侧线电动势的相量作为时针，它所指的数字即表示高、低压侧电动势相量间的相位差。这个数字称为三相变压器的“联结组标号”。例如：Yd11表示此变压器高压侧为星形接法，低压侧为三角形接法，高、低压侧电动势相量间的相位差为11点时时针与分针的相位差即3300；Yy2表示此变压器高、低压侧均为星形接法，高、低压侧电动势相量间的相位差为2点时时针与分针的相位差即600。根据国家标准GB1094-85中规定，联结组可能的标号共有26种（含两种单相变压器）。为了使电力变压器使用方便和统一，避免因联结组过多而引起混乱和事故，GB1094-85中规定除特殊联结外，一般只生产Yyo12、Yd11、Yod11、Yoy12、Yy12等五种，其中前三种最常用。Yyo12联结组二次侧可以引出中线成为三相四线制，用作配电变压器时可兼带照明负载和动力负载；Yd11联结组用在二次侧电压超过400V的线路中，这时变压器有一方接成三角形，可消除高次谐波，对运行有利；Yod11联结组主要用于高压输电线路中，使电力系统的高压侧有可能接地。本文只讨论Yy、Yd系列的12种联结组标号。2.相量图法判断三相变压器的联结组2.1相量图法判断三想变压器联结组标号的步骤（1）按照规定的绕组端子标志（极性），连成规定的联结组，画出联结图。如果联结图已经存在，此步骤可省略。（2）标明相电动势的方向。（3）判断同一相高低压绕组的电动势相位，并画出高低压侧对称三相电动势的相量图，将相量与的头A和a画在一个点上。（4）根据高低压绕组的线电动势的相位差，确定联结组标号。2.2典型例题例1：图2（a）为某三相变压器绕组联结图，确定其标号。解：（1）首先判断出这是Yy联结法。（2）标明相电动势的方向，如和，由于高低压绕组端子标志（极性）相同，和相位相同、方向相同。（3）画出高、低压侧对称三相电动势的相量图，如图2（b），将相量与的头A和a画在一个点上。（4）根据高、低压绕组的线电动势的相位差，得知此变压器联结组标号为Yy8。例2：图3（a）为某三相变压器绕组联结图，确定其标号。解：（1）首先判断出这是Yd联结法。（2）标明相电动势的方向，如和，注意：此处和例1中不同，由于高低压绕组端子标志（极性）不同，和（也即）相位相差1800，方向刚好相反；同样，和方向相同；和方向相同。（3）画出高、低压侧对称三相电动势的相量图，如图3（b），将相量与的头A和a画在一个点上。（4）根据高、低压绕组的线电动势的相位差，得知此变压器联结组标号为Yd1。特别注意：采用相量图法判断三相变压器联结组标号需要注意的问题是：（1）一、二次侧绕组电动势的相量方向与绕组端子标志（极性）有关，此点不可忽略。（2）高压侧相量图画完后，为保证低压侧相量图的a与高压侧的A重合在一个点上，要首先画低压绕组的a相相量图。（3）在联结法为Dy时，为判断方便，一般先画出星形联结的二次侧绕组的电动势相量图。3.表盘图法判断三相变压器的联结组采用时钟表示法的联结组标号与钟点对应关系如图1所示。从图1可看出，Yy0接法时，和重合指向时钟的12点，而在其它的接法中和在顺时针方向上有夹角（300×标号），或者说，在逆时针方向上和有夹角（3600-300×标号）。此外我们知道，决定变压器联结组标号的因素有三个：一是二次侧有y、d两种接法，由y→d时逆时针旋转300；二是二次侧绕组的端子标志（极性），端子标志在首端与在末端时相差1800；