变压器连接方式特性及配电变压器连接组的比较

　　
　　摘要：变压器高、低压线圈的连接方式，对其性能、制造成本及运行特性都有很大的影响。随着对变压器综合效益的逐步重视，对变压器连接组的认识需进一步探讨。在我国配电变压器中普遍采用的Y,yn0形连接组就存在诸多问题，需加以改进。
　　关键词：变压器；配电变压器；变压器连接组；经济效益
　　0引言
　　我国现有变压器主要有星形（Y）、三角形（△）和曲折形（Z）三种基本连接方式。各基本连接方式在高低压线圈的不同组合方式就形成了变压器的各种连接组别。在讨论配电变压器各连接组别的优缺点前，首先介绍三种基本连接方式的特性。
　　1三种基本连接方式的特性
　　1.1Y形连接方式
　　1.1.1由于流过线圈的电流等于线电流，而使其导线截面相对于△形连接来说比较大；又由于每相线圈的电压等于线电压的1/√3，而使其匝数和绝缘用量比较少。这样，线圈中导线的填充系数大，所以Y形连接的线圈机械强度较高且成本低。
　　1.1.2Y形连接的线圈，其中性点可以引出接地，也可以用来实现四线制供电。
　　1.1.3由于导线的填充系数大，使匝间静电电容较高，所以在冲击过电压作用下的电压分布比较均匀。
　　1.1.4线圈绝缘可以做成分级绝缘。
　　1.1.5没有三次谐波电流的循环回路。
　　1.2Z形连接方式
　　Z形连接方式是Y形连接的变种，是将Y形连接的相电压逆时针移动30°连接而成的。它除具有导线填充系数大、机械强度高、中性点可接地、电压分布均匀、可做成分级绝缘等Y形连接的特点外，还具有自身的一些特点：
　　1.2.1不仅没有三次谐波电流的循环回路，而且即使在铁心中有三次谐波磁通的情况下，由于二个半线圈的三次谐波电压大小相等、方向相反，其线端对中性点间的电压也没有三次谐波电压。
　　1.2.2由于二个半线圈的电压相量之间有30°的相位移，使相线圈的有效材料用量增加15.5%，从而使得变压器的铁窗加大，成本增加。
　　1.2.3当冲击电流流过线圈时，同一心柱上的二个半线圈的磁势大小相等、方向相反。因此Z形连接的线圈遭受冲击电压时，不会感应到另一侧线圈上去。同样也可以消除另一侧遭受过电压时，变换到它本身的过电压。
　　1.3△形连接方式
　　1.3.1由于流过线圈的电流等于线电流的1/√3，而使其导线截面相对于Y形连接来说比较小；又由于每相线圈电压等于线电压，而使其匝数和绝缘用量比较多。这样，线圈中导线的填充系数小，所以△形连接的线圈机械强度较低且成本高。
　　1.3.2△形连接的线圈，其中性点不能引出中性点。
　　1.3.3由于导线的填充系数小，使匝间静电电容较低，所以在冲击过电压作用下的电压分布不如Y形连接均匀。
　　1.3.4线圈绝缘不能做成分级绝缘。
　　1.3.5△形连接的线圈是三次谐波电流的天然回路。
　　2配电变压器常见连接组合的特点与比较
　　2.1Y,yn0连接组
　　我国在解放后采用前苏联ГОСТ401－41后，配电变压器一律采用Y,yn0连接组，延续至今。从上面的分析可知，Y,yn0最大的优点就是材料用量较少、制造成本较低，但Y,yn0由于自身结构问题存在诸多缺点。
　　2.1.1由于没有三次谐波电流，磁通中有三次谐波磁通，但不能在铁心中闭合，只能在三个铁心柱中沿同一方向流通，越出铁心经过油及箱体等再回到铁心，在油箱壁等钢构件中产生涡流损耗。容量越大，则涡流损耗也就越大。
　　2.1.2当低压侧三相负荷不平衡程度较大时（在低压配电网中，很难做到三相负荷完全平衡），低压侧中性线会烧断。中性线断后，中性点电位会偏移，电压会升高至接近400V。这种升高的电压进入用户处后，会损坏电气设备和家用电器，甚至造成对人身安全的威胁。
　　2.1.3Y,yn0的配变存在着高压侧进波逆变换和低压侧进波正变换的过电压问题，在高低压两侧都必须装置避雷器，并且对安装地点的接地电阻也有较高要求。
　　2.2D,yn11连接组
　　D,yn11连接组是我国在解放前大量采用的一种符合欧美标准的连接组。相对Y,yn0的优点在于，三次谐波电流可以在一次线圈中循环流动，消除了三次谐波电压，涡流损耗大大减小；一次侧采用△形连接，所以二次侧的中性点是稳定的，在给大的不平衡负载供电时，所引起的不平衡电压很小，仅正比于线圈的内部阻抗；中性线电流可以允许达到额定电流的100%，不会因三相不平衡而烧断中性线。
　　2.3Y,zn11连接组
　　Y,zn11连接组也是我国在解放前大量采用的一种符合欧美标准的连接组，相对于Y,yn0它的优点在于，由于Z形接线的特性（见上面的分析）二次侧线端对中性点间无三次谐波电压；可消除高电侧进波逆变换和低压侧进波正变换造成的过电压问题；可以同时给平衡的和不平衡的负载供电。
　　3结语
　　从以上的理论分析可得出如下结论：
　　Y,yn0连接组的配电变压器最适合用于给容量小的动力负载供电。不适合用于给大的不平衡负载供电。D,yn11连接组的配电变压器最适合对采用三相四线制的动力和照明混合负载供电。Y,zn11连接组最适合在要求防止过电压性能高的场合采用，且可以向大的不平衡负荷供电。
　　虽然D,yn11和Y,zn11由于连接方式的的原因，制造成本和耗用材料要比Y,yn0高一些，但容量越大差额越小。而从电能质量、运行效率、可靠性、使用性能、防雷保护、制造成本等各方面综合比较分析，显然其综合经济效益大大优于Y,yn0配变。因此，大力推行D,yn11和Y,zn11型配电变压器是技术进步的必然规律。
　　参考文献
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