浅述三相变压器联结组别测定方法论文_李计伟

(新疆伊犁河流域开发建设管理局 新疆巩留 835400)

摘要:介绍三相变压器接线组别原理,接线组别用相量分析法用“时钟法”来表示高、低压两侧间线电压的相位关系,通过举列试验组别测定方法、步骤及验证方法,得出接线组别的一般变化规律。

关键词:变压器极性、接线组别、时钟法、组别测定

0 引言

三相变压器的连接组别用时序来表示,连接组别表明了三相变压器对称运行时高、低压侧线电势或线电压之间的相位关系,它不仅与线圈的绕向和首末端的标志有关,还与三相绕组的连接方式有关。能否正确判断三相变压器联结组别,关系到能否将变压器并入系统的必要条件,保证了电力系统供电的可靠性,从而提高变压器的运行效率和系统运行的经济性。

1、简述三相变压器联结组别原理

1.极性测定的依据

高、低压线圈之间的相电压相位决定于两个线圈的标号及其绕向。若高、低压线圈的标号和绕向都相同(或都相反)则高、低压侧的相电压同相,这时我们说A、a 两点同极性,如图1所示。若只有标号(或绕向)反了,则相电压的相位相反,这时我们说A、a 两点不同极性,如图2所示。

2.三相绕组的联接方法

把三个单相绕组联成三相绕组将有好几种联法,其中最基本的形式有星形(或 Y 形)接法和三角形(D或Δ形)接法两种,此外,还有曲折接法(或 Z 按法)。一般情况下三角形联接和曲折形联接只采用右行联接。

3.三相变压器的联结组

三相变压器高、低压侧线电压之间的相位关系,不但与标号和绕向有关,还与三相线圈的联接方式有关。根据电机学理论,习惯上用“时钟法”来表示高、低压两侧间线电压的相位关系。时钟法是把高压侧线电压的相量作为时钟的分针,且其指向定在12点,低压侧对应的线电压的相量作为钟表的时针,时针和分针指向的角度差别就是高低压侧间的线电压的相位差。注意:判断连接组号时,必须按顺时针方向。

三相电力变压器常用的联结组标号有Y,Yo(即 Y/Y-12)、D,zO(即Δ/Z-12)、Y,d11(即Y/Δ-11)、Y,z11(即 Y/Z-11)。三相变压器的线圈联接成星形、三角形或曲折形时,对高压绕组分别以字母Y,D 或 Z 表示,对中压或低压绕组分别以字母 y,d 或 z 表示。如果星形联接或曲折形联接的中性点是引出的,则分别以 YN 或 ZN 及 yn 或 zn 表示。YN 和 ZN 属高压侧,yn 和 zn属低压侧。

2、接线组别相量图分析法

相量图分析法根据已知变压器的测定绕组接线图及绕组首末端标志,通过画出一、二次绕组的电动势相量图,采用时钟表示法(高压侧电动势向量用分针表示,固定在12点,低压侧电动势用时针表示)找出一、二次绕组县电动势之间的相位关系,确定出钟点数, 判断出接线组别(如图3)。画相量图的步骤如下:

(1)、根据已知变压器的测定绕组接线图及绕组首末端标志,在绕组接线图中标出一、二次绕组相电动势的正方向。

(2)、画出高压侧三相对称电动势EXA、EYB、EZC。

3、根据在同一铁心柱上高低压绕组的极性,由高压侧相电势相量画出低压侧相电势相量(首端同极性,相位相同;反之,相位相反。)。

4、根据连结方式画出高低压侧线电势三角形(△ABC、△abc),找出高低压侧同名线电势。

5、将同名线电势平移在一起,用时钟法确定组别号。

3、接线组别试验测定及操作步骤

一台以制造好的变压器,可以用直流法或交流法测定它的组别,这里试述交流测定法。

1. 三相变压器相间和高低压侧极性的测定

普通三相双绕组变压器 12 根引出线若杂乱排列,而无其它任何标号时,如何知道或标出某根引线属于哪一侧、哪一相,通过采用以下步骤来判定。

(l) 采用万用表的电阻挡判定属于同一线圈的两个端头,并测量每个线圈的电阻大小以判定高低压绕组。暂定标记 A、X、B、Y、C、Z 和 a、x、b、y、c、z。

(2) 测定高压线圈的相间极性时,先设 A 相标志正确,在 AB 两端加低电压(对于380/220伏的双绕组变压器,加的电压约为 100 伏即可),如图 4所示,再用电压表测量电压 Ul 和 U2,若 U2≈0,说明 B 相标记正确;若 U2≈U1,说明 B 相标记错误,应将 B 相标记 BY 互换。然后用同样的方法判断 C 相标记,这时就应在 AC (或 BC) 加低电压 (约 50%UN) U1,在B (或 A) 相测电压 U2。

表明标志正确

(3)同理,可测得低压线圈的相间极性。

(4)测定同一铁芯柱的两个线圈,按图 4 接线。高低压侧中性点用一根导线相连,对应的相量图如图5,高压线圈施加低电压 (约 50%UN),测量 UAa、UAb、UAc,据相量图知其中必有两电压 (图中为 UAC 和 UAb) 相等,而另一个电压 (图中的 UAa) 所处的那一相属于同一铁芯柱的线圈。同理可测得另外两相线圈所在的铁芯柱。

(5)测高低压侧极性,接线图同图4,高压线圈施加低电压后,测出UAX、Uax、UAa。若UAa=UAX-Uax 则 UAX 与 Uax 同相,说明原副边极性相同。当UAa=UAX+Uax时,表示 UAX

和 Uax 反相位,说明高低压侧不同极性,则低压侧线圈的标记 a、b、c 和 x、y、z 两两对调。

,则标志正确。

2. 三相变压器接线组别验证

(l) Y,y0 (即Y/Y―12)

按图6 接线,图中 A、α两点用导线相连,说明相量图的 A、α两点重合,以便根据几何关系得出某联结组的校核计算式 (表 1 中的 UBb、UCb、UBc 计算 公式)。

经调压器在原方施加额定电压,测量电压 UAB、Uab、UBb、UCc、UCb、UBc,将数值填入表1 的实测值栏。同时用电压比(指原、副边线电压之比) K 代入表 1 中的对应公式,算出的值填入计算值栏。如果测出的数值与计算值符合,表示线圈联结组属于表中所对应的联结组名称。

改变线圈接线,用同样的方法测定以下三种联结组:

(2) Y,y6 (即Y/Y―6)

(3) Y,d11 (即 Y/Δ―11)

(4) Y,d5 (即 Y/Δ―5)

注: a. 在联接 Y,y6 和 Y,d5 联结组时需将被试变压器的副方线圈首末端的标号人为对调,即原 x 为a,原 y 为 b,原 z 为 c 作为输入端,原a、b、c 为 x、y、z,且将 A 点和副方调换后的 a 点 (即原 x 点) 短接,方可进行测量。

b.为避免 Y/Δ―11和 Y/Δ―5 的副方接错而引起短路,可在副方三角形的任一开口处测量开口电压,当电压值接近零时,表示三角形接法正确。

C.将测量值代入表 1-1 中对应栏内的公式来验证。

4、结束语

通过对三相变压器绕组的极性测定、接线组别的相量分析、试验测定及组别验证,证明以相量分析法为基础,通过对比可得出接线组别变化规律:①高低压侧接线方式相同,则接线组别号为偶数;反之,为奇数。②首端同极性变为首端为异极性,组别号加6。③三角形连接顺序相反,接线组别相差2。

参考文献

[1]杜明扬 主编.电机学.西北大学出版社.

[2]叶东 主编.电机学.[M]天津科学技术出版社.

论文作者:李计伟

论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期

论文发表时间:2016/5/23

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