標籤：三相變壓器智能電網
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201164.htm0引言
三相變壓器廣泛應用於各種電氣設備和交流供電場合， 其高、低壓繞組有多種不同的聯接方式。 繞組的不同聯接方式不僅導致電路結構不同， 而且關係到變壓器電磁量的諧波問題以及並聯運行等問題。 為此， 必須了解三相繞組的聯接法和聯接組。 現在我國採用國際電工委員會( IEC) 推薦的標準， 即根據高、低壓線電動勢的相位差， 確定三相變壓器聯接組標號。 當三相變壓器高、低壓繞組的聯接方式不同時， 其原、副邊線電勢具有不同的相位差。 同一相原、副邊線電勢相位差總是 30度的整數倍， 因此國際上都採用時鐘表示法標識高、低壓繞組的相位關係。 所謂時鐘表示法， 就是將原邊線電勢看成時鐘的長針， 永遠指向 0 點( 或 12 點) ; 副邊線電勢看成時鐘的短針， 其所指向的鐘點作為聯接組別的標號。 具體做法是先把變壓器的每一個出線端標上字母符號， 以A 相為例， 高壓繞組首端標為 A， 尾端標為 X， 低壓繞組首端標為 a， 尾端標為 x. 各繞組電勢都規定為從首端指向尾端， 即高壓繞組的電勢從A 指向 X， 低壓繞組的電勢從 a 指向 x. 電勢相量的頭尾與實際繞組的頭尾是相反的， 繞組的 X， Y， Z 端接成公共點， 實際上是電勢相量的頭端共起點， 電勢相量的箭頭指向公共點。 每分析一個組別， 就要畫一次相量圖。 如果將電勢相量改用電壓相量， 電壓相量的頭尾與實際繞組的頭尾是一致的， 繞組的 X，Y，Z 端接成公共點， 實際上就是電壓相量的尾端共起點， 電壓相量的箭頭向外， 這樣電壓相量就能夠以X，Y，Z 接成的公共點旋轉， 每次進行組別判定， 只需旋轉相應的電壓相量就可以了， 不需要再畫相量圖。
1 三相變壓器繞組的聯接
用線電壓的相位關係標識三相變壓器高、低壓繞組的聯接組別， 把三相高壓繞組頭、尾端分別標記為A， B， C 和 X， Y， Z; 三相低壓繞組頭、尾端分別標記為 a， b， c 和 x， y， z. 三相繞組相電壓都規定為從尾端指向頭端 ， 高壓繞組相電壓從 X 指向A 為U AX， 三相簡記為 U A， U B， U C; 低壓繞組相電壓從 x指向 a 為 U ax， 三相簡記為 U a， U b， U c。
若高、低壓繞組的頭端A 和 a 標為同極性端， 則高、低壓繞組相電壓 U A和 U a同相位， 相量方向相同;若高、低壓繞組的頭端 A 和 a 標為異極性端， 則高、低壓繞組相電壓 U A和 U a反相位，相量方向相反。
三相變壓器每相的相電壓即為該相繞組電壓，其線電壓是指引出端電壓， 線電壓 U AB就是 U A與U B的電壓相量差。
1. 1 星形聯接
繞組按相序A，B， C 自左至右依次排列， 同名端符號分別標在三相繞組頭端A， B， C 處， 三相繞組尾端 X， Y， Z 聯接在一起。 在接線圖上標出各繞組的相電壓方向， 然後根據相電壓方向畫出三相相電壓、線電壓 U AB相量圖相電壓： U A = U 0度;U B = U - 120度;U C = U - 240度。
線電壓： U AB = U A - U B;U BC = U B - U C;U CA = U C - U A。
三相繞組尾端聯接在一起， X， Y， Z 是等電位的電源零點， 相序是順時針， 線電壓超前相電壓， 相量的 A 箭頭就是實際繞組的A 頭端。 因為同名端符號標在三相繞組的頭端A， B， C 處， 所以 A 相相量圖 U A方向向上。
1. 2 左三角形聯接
繞組按相序A， B， C 自左至右依次排列， 同名端符號分別標在三相繞組頭端 A， B， C 處。 三相繞組尾端 X， Y， Z 分別與頭端 B， C， A 聯接在一起， 即 XB， YC， ZA 聯接在一起。 在接線圖上標出各繞組相電壓方向， 根據相電壓方向畫出三相相電壓與線電壓 U AB相量圖。 ZA 聯接就是A 的頭接 C 的尾。
左三角形聯接就是現有教材中的第 2 種三角形接線方式， 可見電壓相量要比電勢相量簡單直觀得多， 形象易記。
相電壓與線電壓的關係為U AB = U A; U BC = U B; U CA = U C。
三相繞組 A 頭 C 尾聯接在一起， 相序是順時針， 線電壓與相電壓同方向， 相量
A 箭頭就是實際繞組 A 頭端。 因為同名端符號標在三相繞組的頭端 A， B， C 處， 所以A 相相量圖 U A方向向上。
1. 3 右三角形聯接
繞組按相序A， B， C 自左至右依次排列， 同名端符號分別標在三相繞組頭端 A， B， C 處。 三相繞組尾端 X， Y， Z 分別與頭端 C， A， B 聯接在一起， 即 XC， YA， ZB 聯接在一起。 在接線圖上標出各繞組相電壓方向， 根據相電壓方向畫出三相相電壓與線電壓 U AB相量圖。 YA 聯接就是A 的頭接 B 的尾。
右三角形聯接就是現有教材中的第 1 種三角形接線方式， 同樣電壓相量要比電勢相量簡單直觀， 容易記憶。
相電壓與線電壓的關係：U AB = - U B; U BC = - U C; U CA = - U A。
三相繞組 A 頭 B 尾聯接在一起， 相序是順時針， 線電壓與相電壓同方向， 相量A 箭頭就是實際繞組 A 頭端。 因為同名端符號標在三相繞組的頭端 A， B， C 處， 所以A 相相量圖 U A方向向上。
注意： 在三角形聯接組別中， 頭尾聯接的相量分析方法與三相繞組的實際接線形式相吻合， 相量圖的頭尾聯接就是實際三相繞組的頭尾聯接 .
2 三相變壓器的聯接組別判定
已知三相變壓器的繞組接線圖與同名端， 確定變壓器聯接組別的方法是： 分別畫出高壓( 原邊) 繞組和低壓( 副邊) 繞組的電壓相量圖， 由高壓繞組U AB和低壓繞組 U ab的相位關係確定變壓器聯接組別的標號。
具體步驟是：
( 1) 按已知繞組的頭、尾標誌聯接成所規定的聯接法， 畫出接線圖。
( 2) 在接線圖上標明相電壓與線電壓方向。
( 3) 畫出高、低壓( 原、副邊) 繞組相電壓與線電壓相量圖， 令繞組尾端 X， x 共起點。
( 4) 根據低壓繞組相電壓 U a， U b， U c與高壓繞組相電壓 U A的相位關係( 同方向或反方向) ， 確定出 U ab與 U AB的相位關係， U ab指向的數字即為變壓器聯接組別的標號。
2. 1 Y， y 聯接
以高壓繞組尾端 X 為公共點， 畫出變壓器原邊相電壓 U A與線電壓 U AB相量圖; 以低壓繞組尾端 x 為公共點， 畫出變壓器副邊相電壓 U a與線電壓 U ab相量圖; 依次畫出變壓器副邊相電壓 U b， U c相量圖。 以原、副邊 X，x 為共起點， 原、副邊相電壓 U A與 U a同方向， 線電壓 U ab與 U AB同方向， 則變壓器組別為 Y， y12. 如果相電壓 U a與 U A反方向， 則線電壓 U ab與 U AB反方向， 變壓器組別應為Y， y6. 選擇 U b， U c相量圖與 U A同方向或反方向， 可以得到其它不同Y， y 聯接組別。
2. 2 Y， d 左三角形聯接
以高壓繞組尾端 X 為公共點， 畫出原邊相電壓 U A與線電壓 U AB的相量圖;以低壓繞組尾端 x 為公共點， 畫出副邊相電壓 U a與線電壓 U ab的相量圖; 以 A 頭 C 尾聯接畫出副邊相電壓 U a， U b， U c相量圖。 以原、副邊X， x 為共起點， 原、副邊相電壓 U A與 U a同方向， 線電壓 U ab與U A同方向， 則變壓器組別應為 Y， d1. 如果相電壓U a與 U A反方向， 則線電壓 U ab與 U A反方向， 變壓器組別應為Y， d7. 選擇 U b， U c的相量圖與 U A同方向或反方向， 可以得到其它不同 Y，d 聯接組別。
2. 3 Y， d 右三角形聯接
以高壓繞組尾端 X 為公共點， 畫出原邊相電壓 U A與線電壓 U AB相量圖; 以低壓繞組尾端x 為公共點， 畫出副邊相電壓 U a與線電壓 U ab相量圖; 以 A 頭 B 尾聯接畫出副邊相電壓 U a， U b， U c相量圖。 以原、副邊 X，x 為共起點， 原、副邊相電壓 U A與 U a同方向， 線電壓 U ab與 U b反方向， 則變壓器組別應為 Y， d11. 如果相電壓 U A與U a反方向， 則線電壓 U ab與 U b反方向， 變壓器組別應為 Y， d5. 選擇 U b， U c相量圖與U A同方向或反方向， 可以得到其它不同 Y， d 聯接組別。
在偶數組別中， 如果同名端符號標在副邊繞組的尾端 x， y， z 處， 則副邊電壓相量圖的方向應與原邊相量圖 U A反相。 在 D， d 三角形聯接中， 只有右三角形接法的變壓器的相位關係由同名端極性確定。
在奇數組別中， 同名端符號標在副邊繞組的頭端 a，b， c 處， 在 D， y， Y， d 聯接中， 既有左三角形又有右三角形， 變壓器的相位關係由左、右三角形接法確定。
3 結論
在對三相變壓器繞組星形、三角形聯接方式分析的基礎上， 對三相變壓器聯接組別的判定方法進行了研究， 並給出了具體的方法步驟。 根據三相變壓器的繞組接線圖與同名端， 確定變壓器聯接組別的方法是： 分別畫出高壓( 原邊) 繞組和低壓( 副邊) 繞組的電壓相量圖， 由高壓繞組 U AB和低壓繞組 U ab的相位關係確定變壓器聯接組別的標號。
在實際應用過程中， 高壓繞組相量圖做成的盤稱做原盤; 低壓繞組相量圖做成的盤稱做副盤。 兩盤同心固定， 可以相對旋轉。 進行三相變壓器聯接組別判定時， 原盤固定不動， 只需轉動副盤， 副盤線電壓U ab指向的數就是變壓器的組別數。 上述分析過程不用畫相量圖， 簡單直觀， 非常方便。