变压器Y,yn0和D,yn11这两种联结方式,它们到底有啥不一样呢?
变压器Y,yn0和D,yn11这两种联结方式,它们到底有啥不一样呢?
民用建筑物的变电所是电力供应中非常重要的一环,其主要任务是将高压电网传输过来的电能转换为适合建筑物使用的低压电。根据用途和规模的不同,变电所可以分为配电变电所、发电变电所、输电变电所等类型。其中,配电变电所专门负责向建筑物或小区供电;发电变电所主要服务于局部地区或电网;输电变电所则负责将远距离传输的高压电转换为低压电。
在民用建筑的变电所供电系统中,变压器通常采用Y,yn0和D,yn11两种接线组别。这两种接线方式各有特点,下面将对它们进行详细分析。
变压器连接组别的含义
三相绕组常用的联结方式有星型(用Y或y表示)和三角形(用D或d表示)。国产变压器常见的联结方式包括Y,yn;Y,d和D,yn,其中大写字母表示高压绕组的联结形式,小写字母表示低压绕组的联结形式,N(或n)表示有中点引出。
Y,yn0与D,yn11接线组别的区别
1. Y,yn0联结组
Y,yn0联结组的连接图如图一所示,此时高、低压绕组对应的相电压向量为同相位。高压侧的中线OA指向时钟面的12点,低压侧的中线oa也指向12点,从时间上看为0点,因此该联结组的组号为0,即为Y,yn0。
这种联结方式在抑制三相不平衡和限制三次谐波方面存在不足:
根据《供配电系统设计规范》GB50052-2009第7.0.8条的规定,当选用Y,yn0接线组别的三相变压器时,由单相不平衡负荷引起的中性线电流不得超过低压绕组额定电流的25%,这在民用建筑配电中大大限制了变压器的供电能力。
由于高压侧绕组是星型联结且无中线,变压器激磁电流中的三次谐波分量不能流通,导致激磁电流接近于正弦波。若工作点位于磁路饱和段,主磁通中除基波分量外,还将出现三次谐波分量。对于三相变压器组,由于各相磁路是独立的,三次谐波磁通可以在各自的铁芯内形成闭合磁路而感应出三次谐波电动势e3,严重时e3的幅值可达基波e1幅值的50%以上,使得相电动势eΦ形成为尖顶波,如图二所示,eΦ峰值的提高将危害到各相绕组的绝缘。
三相变压器Y,yn0联结时感应电动势的波形图
2. D,yn11联结组
D,yn11联结组的连接图如图三所示,高压绕组采用三角形联结,高压侧相电压等于线电压。高压侧的线电压指向时钟面的12点,低压侧的线电压Uab则指向11点,从时间上看为11点,因此该联结组的组号为11,即为D,yn11。
这种联结方式在抑制三相不平衡和限制三次谐波方面具有明显优势:
选用D,yn11接线组别的三相变压器时,由单相不平衡负荷引起的中性线电流可以达到相电流的75%以上。由于D,yn11接线组别的高压侧采用三角形接线,相电压等于线电压,并受电网电压的限制左右,中性点不发生偏移,因此可以很好地抑制低压侧相电压的不平衡。
由于高压侧绕组是三角形接线方式,三相的三次谐波电动势将在闭合的三角形内产生三次谐波环流,如图三的I3所示,三次谐波电动势被削弱,主磁通和相电动势的波形将接近于正弦波,因此可以很好地抑制三次谐波的影响。
D,yn11联结方式的零序阻抗比Y,yn0联结方式小,使得末端出现单相接地短路时,单相短路电流较大,更有利于单相接地短路故障的切除。
结论
通过对变压器Y,yn0和D,yn11联结方式的分析可以看出,D,yn11联结方式在抑制三相不平衡、限制三次谐波等方面都优于Y,yn0联结方式。因此,在民用建筑低压配电系统中,建议采用D,yn11联结方式的变压器。这一建议也得到了《供配电系统设计规范》GB50052-2009第7.0.7条的支持,该规范指出:“在低压电网中,宜选用D,yn11接线组别的三相变压器作为配电变压器。”