三相电力变压器高、低压绕组的出线端都分别给予标记,以供正确连接及使用变压器,其出线端标志如表1所示。
表1 绕组的首端和末端的标记
绕组名称 |
单相变压器 |
三相变压器 |
中性点 | ||
首端 |
末端 |
首端 |
末端 | ||
高压绕组 |
U1 |
U2 |
U1、V1、W1 |
U2、V2、W2 |
N |
低压绕组 |
U1 |
U1 |
U1、v1、w1 |
U2、v2、w2 |
n |
中压绕组 |
U1m |
U2m |
U1m、V1m、Wlm |
U2m、V2m、W2m |
Nm |
在三相电力变压器中,不论是高压绕组,还是低压绕组,我国均采用星形联结及三角形联结两种方法。
星形联结是把三相绕组的末端U2、V2、W2(或u2、v2、w2)连接在一起,而把它们的首端U1、V1、Wl(或u1、v1、w1)分别用导线引出,如图1(a)所示。
三角形联结是把一相绕组的末端和另一相绕组的首端连在一起,顺次连接成一个闭合回路,然后从首端U1、V1、W1(或u1、v1、w1)用导线引出,如图1(b)及(c)所示。其中图(b)的三相绕组按U2Wl、W2V1、V2U1的次序连接,称为逆序(逆时针)三角形联结。而图(c)的三相绕组按U2V1、W2U1、V2Wl的次序连接,称为顺序(顺时针)三角形联结。
图1三相绕组连接方法
三相变压器高、低压绕组用星形联结和三角形联结时,在旧的国家标准中分别用Y和△表示。新的国家标准规定:高压绕组星形联结用Y表示,三角形联结用D表示,中性线用N表示。低压绕组星形联结用y表示,三角形联结用d表示,中性线用n表示。
三相变压器一、二次绕组不同接法的组合形式有:Y,y;YN,d;Y,d;Y,yn;D,y;D,d等,其中最常用的组合形式有三种,即Y,yn;YN,d和Y,d。不同形式的组合,各有优缺点。对于高压绕组来说,接成星形最为有利,因为它的相电压只有线电压的1/,当中性点引出接地时,绕组对地的绝缘要求降低了。大电流的低压绕组,采用三角形联结可以使导线截面比星形联结时小1/,方便于绕制,所以大容量的变压器通常采用Y,d或YN,d联结。容量不太大而且需要中性线的变压器,广泛采用Y,yn联结,以适应照明与动力混合负载需要的两种电压。
上述各种接法中,一次绕组线电压与二次绕组线电压之间的相位关系是不同的,这就是所谓三相变压器的联结组别。三相变压器联结组别不仅与绕组的绕向和首末端的标记有关,而且还与三相绕组的连接方式有关。理论与实践证明,无论怎样连接,一、二次绕组线电动势的相位差总是300的整数倍。因此,国际上规定,标志三相变压器一、二次绕组线电动势的相位关系用时钟表示法,即规定一次绕组线电势EUV为长针,永远指向钟面上的“12”,二次绕组线电势Evu为短针,它指向钟面上的哪个数字,该数字则为该三相变压器联结组别的标号。现就Y,y联结和Y,d联结的变压器分别加以分析。
2.Y,y联结组
如图2(a)所示,变压器一、二次绕组都采用星形联结,且首端为同名端,故一、二次绕组相互对应的相电动势之间相位相同,因此对应的线电动势之间的相位也相同,如图2(b)所示,当一次绕组线电动势这种连接方式称Y,y0联结组,如图2(c)所示。
图2Y,y0联结组
若在图2联结绕组中,变压器一二次绕组的首端不是同名端,而是异名端,则一二次绕组相互对应的电动势相量均反向,Euv将指向时钟的“6”,成为Y,y6联结组,如图3所示。
图3Y,y6联结组
3.Y,d联结组
如图4所示,变压器一次绕组用星形联结,二次绕组用三角形联结,且二次绕组u相的首端u1与v相的末端v2相连,即如图4(a)所示的逆序连接,如一、二次绕组的首端为同名端,则对应的相量图如图4(b)所示。如图4(c)所示。
图4Y,d11联结组
图5中,变压器一次绕组仍用星形联结,二次绕组仍为三角形联结,但二次绕组u相的首端u1与w相末端w2相连,即如图5(a)所示的顺序连接,且一、二次绕组的首端为同名端,则对应的相量图如图5(b)所示。如图5(c)所示。
图5Y,d1联结组
三相电力变压器的联结组别还有许多种,但实际上为了制造及运行方便的需要,国家标准规定了三相电力变压器只采用五种标准联结组,即Y,yn0、YN,d11、YN,y0、Y,y0和Y,dll。
在上述五种联结组中,Y,yn0联结组是我们经常碰到的,它用于容量不大的三相配电变压器,低压侧电压为400~230 V,用以供给动力和照明的混合负载。一般这种变压器的最大容量为1 800kV·A,高压侧的额定电压不超过35kV。此外,Y,y0联结组不能用于三相变压器组,只能用于三铁心的三相变压器。