電力變壓器繞組接線組別有關(guān)問題分析

在同一電網(wǎng)中電力變壓器的繞組接線組別，電力部門都有嚴(yán)格的規(guī)定。變電站設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)電力部門的規(guī)定選擇電力變壓器的繞組接線組別，有些繼電保護(hù)保護(hù)的整定也需要考慮電力變壓器的繞組接線組別。
電力變壓器的繞組接線組別的選擇與配電系統(tǒng)運(yùn)行方式及供電系統(tǒng)電源中性點(diǎn)的接地方式有關(guān)。并列運(yùn)行的電力變壓器，以及低壓側(cè)有備用電源互投的電力變壓器必須選用相同繞組接線組別的電力變壓器。
我國10kV供電系統(tǒng)目前采用電源中性點(diǎn)不接地方式，220/380V低壓供電系統(tǒng)除特殊場合外，都采用電源中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，即TN－C、TN－C－S、TN－S以及TT系統(tǒng)。因此在10/0.4kV變電站設(shè)計(jì)中，電力變壓器的繞組接線組別一般都選用△/Y－11型。其原因是10kV系統(tǒng)電源中性點(diǎn)不接地，電源中性點(diǎn)不需要不引出，三次諧波及三的倍數(shù)次諧波可以在10kV側(cè)△接線內(nèi)部形成回路，從而可減小三次諧波及三的倍數(shù)次諧波對(duì)10kV供電系統(tǒng)的影響。220/380V低壓供電系統(tǒng)電源中性點(diǎn)需要接地，因此必須采用Y形接線，以便引出電源中性點(diǎn)后進(jìn)行接地。
有些地區(qū)供電部門要求10kV系統(tǒng)電源中性點(diǎn)通過串聯(lián)電阻接地，即采用小電流接地系統(tǒng)，電力變壓器10kV側(cè)為△接線時(shí)，就需要另外設(shè)計(jì)只具有10kV側(cè)繞組，而且為Y形接線的接地變壓器，以便將10kV供電系統(tǒng)進(jìn)行人工接地。
電力變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定也必須考慮變壓器的繞組接線組別，以便消除電力變壓器原邊與付邊電壓的固有相位角不同，計(jì)算差電流時(shí)產(chǎn)生的計(jì)算誤差。所以變電所設(shè)計(jì)時(shí)，熟悉電力變壓器的繞組接線組別的表示方法與形成原理還是需要的。

1 電力變壓器繞組連接組別的表示方法與形成原理
電力變壓器的繞組接線組別用時(shí)鐘發(fā)來表示。電力變壓器原邊與付邊電流的固有相位角最大相差360°電角度。每30°為一計(jì)算單位，代表一種組別，360°除以30°等于12，電力變壓器的繞組接線組別的原邊與付邊電流的固有相位角就有12種表示方法。電力變壓器原邊與付邊電流的固有相位角又與原邊及付邊繞組的接線方式及其極性有關(guān)，所以就可以根據(jù)電力變壓器原邊與付邊繞組的接線方式與極性，通過電流或電壓向量圖推算出電力變壓器原邊與付邊電流或電壓的固有相位角，從而得出電力變壓器的繞組接線組別。下面以電流向量圖來舉例說明電力變壓器的繞組接線組別的表示方法與形成原理。
繞組接線組別為Y/Y－0型電力變壓器的繞組連接與電流向量圖見圖一。從圖中可以看到，電力變壓器原邊與付邊繞組均為Y型連接，原邊與付邊繞組的同名端都在繞組的線路引出端，即繞組接線的極性相同。電力變壓器內(nèi)部各相中電流方向是相同的，由于原邊定義電流由線路流入繞組為正，付邊定義電流由繞組流出到線路為正，此時(shí)電流由線路流入繞組則為負(fù)。由于電力變壓器原邊與付邊繞組極性相同，電力變壓器原邊與付邊線路中的電流相位就相同，從圖中的電流向量圖可以看出，電力變壓器原邊與付邊電流相位相同，即固有相位角為0，所以繞組接線組別定義為Y/Y－0。

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圖一 Y/Y－0變壓器繞組連接與電流向量圖

2 電力變壓器繞組連接組別為△/Y－11的形成原理
繞組接線組別為△/Y－11型的電力變壓器的繞組接線與電流向量圖見圖二。從圖中可以看到，電力變壓器原邊繞組為△型接線，付邊繞組為Y型接線，原邊與付邊繞組的同名端都在繞組的線路引出端，即繞組接線的極性相同。
電力變壓器內(nèi)部各相中電流方向是相同的，由于電力變壓器原邊繞組為△型接線，由線路流入繞組的電流為相電流差，它等于相關(guān)兩相電流的向量和，大小增加√3倍，相位落后30°。電力變壓器付邊繞組為Y型接線，由繞組流到線路的電流為繞組中的相電流，大小與相位都沒有發(fā)生變化。

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圖二 △/Y－11變壓器繞組連接與電流向量圖

從圖中的電流向量圖可以看出，電力變壓器原邊電流為兩個(gè)繞組中相電流的向量和，電力變壓器付邊電流落后原邊電流330°，即固有相位角相差為330°，所以繞組接線組別就為△/Y－11。

3 電力變壓器繞組接線組別為Y/△－11的形成原理
繞組接線組別為Y/△－11型的電力變壓器的繞組接線與電流向量圖見圖三。從圖中可以看到，電力變壓器原邊繞組為Y型接線，付邊繞組為△型接線，原邊與付邊繞組的同名端都在繞組的線路引出端，即繞組接線的極性相同。
電力變壓器內(nèi)部各相中電流方向是相同的，由于電力變壓器原邊繞組為Y型接線，由線路流到繞組的電流為線路中的相電流，大小與相位都沒有發(fā)生變化。電力變壓器付邊繞組為△型接線，由繞組流到線路的電流為相電流差，它等于相關(guān)兩相電流的向量和，大小增加√3倍，相位落后30°。從圖中的電流向量圖可以看出，電力變壓器付邊電流為兩個(gè)繞組中相電流的向量和，電力變壓器付邊電流落后原邊電流330°，即固有相位角相差為330°，所以繞組接線組別就為Y/△－11。

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 圖三 Y/△－11變壓器繞組連接與電流向量圖

4 電力變壓器繞組接線組別為Y/ Y/－4的形成原理
圖五為繞組接線組別為Y/Y－4型的電力變壓器繞組接線圖與電流向量圖。從圖中可以看到，電力變壓器原邊與付邊繞組均為Y型連接，原邊與付邊繞組的同名端都在繞組的線路引出端，即繞組接線的極性相同。電力變壓器內(nèi)部各相中電流方向是相同的，由于原邊定義電流由線路流入繞組為正，付邊定義電流由繞組流出到線路為正，此時(shí)電流由線路流入繞組則為負(fù)。由于電力變壓器原邊與付邊繞組的極性相同，電力變壓器原邊與付邊線路中的電流相位相同。由于電力變壓器繞組引出后，線路的相位定義發(fā)生了變化，A相繞組引出后定義為c相，B相繞組引出 后定義為a相，C相繞組引出后定義為這樣電力變壓器原邊與付邊線路中的電流相位就發(fā)生了120°變化，即固有相位角相差為120°，所以繞組接線組別就為Y/Y－4型。

圖四Y/Y－4變壓器繞組連接與電流向量圖b相。

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5 電力變壓器繞組接線組別為Y/ Y/－6的形成原理
圖四為繞組接線組別為Y/Y－6型的電力變壓器繞組接線圖與電壓向量圖。從圖中可以看出，電力變壓器原邊與付邊繞組均為Y型接線，原邊繞組的同名端在線路端，付邊繞組的同名端在中性點(diǎn)端，即繞組接線的極性相相反，從圖右邊的電壓向量圖可以看出，以原邊電流與付邊電流相位相差180°，即固有相位角相差為180°，所以繞組接線組別就為Y/Y－6型。

圖五Y/Y－4變壓器繞組連接與電流向量圖

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6 結(jié)束語
由以上分析可以看出，電力變壓器的繞組接線組別可以根據(jù)變壓器原邊與付邊繞組的連接方式與繞組極性以及三相繞組定義不同，組成若干個(gè)繞組接線組別，但實(shí)際應(yīng)用中只有Y/Y－0、Y/Y－4、Y/Y－6、△/Y－11與Y/△－11等幾種。