配電變壓器的接線組別比較

配電變壓器的接線組別比較我國(guó)在城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)與改造中，Yyn0接線組別的配電變壓器（以下簡(jiǎn)稱配變）使用量最大，Dyn11接線的配變應(yīng)用較少，而Yzn11接線的配變應(yīng)用更少。而國(guó)際上，如日本、德國(guó)、瑞士等多數(shù)國(guó)家則采用Dyn11接線的配變；在非洲濕熱帶地區(qū)，雷暴日多達(dá)130～154天，這些地區(qū)普遍采用Yzn11接線的配變。

為什么Yyn0接線的配變?cè)谖覈?guó)應(yīng)用如此普遍呢。早期建設(shè)的低壓電網(wǎng)，均采用Yyn0接線的配變，因?yàn)镈yn11接線的配變不能滿足并列運(yùn)行條件，因此影響了它的推廣應(yīng)用。20世紀(jì)80年代以前，電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，諧波的危害并沒(méi)有引起人們的重視。20世紀(jì)80年代以后，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛，諧波的危害也日趨嚴(yán)重。我國(guó)于1993年才完成了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14549-93）《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的制定，這也影響了Dyn11接線配變的推廣應(yīng)用。Yzn11接線的配變，到20世紀(jì)80年代才列入國(guó)家系列標(biāo)準(zhǔn)，由于宣傳力度不夠，人們對(duì)此產(chǎn)品缺乏認(rèn)識(shí)，加上造價(jià)較高，因此影響了它的推廣運(yùn)用。

深入開(kāi)展配變接線組別的應(yīng)用研究，做到配變接線組別的科學(xué)選用，對(duì)降低配網(wǎng)線損、改善電能質(zhì)量、提高供電可靠性、實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。為此，本文擬對(duì)Yyn0、Dyn11和Yzn11三種接線組別配變的性能進(jìn)行分析與比較，以明晰配變接線組別的科學(xué)選用。

1不同接線組別對(duì)電勢(shì)波形的影響

要使變壓器鐵芯中的磁通波形保持正弦波，勵(lì)磁電流中的各種奇次諧波電流是必要的，特別是較強(qiáng)的三次諧波電流，尤為重要。三次諧波電流的流通情況，是與繞組的接線組別密切相關(guān)的，而三次諧波磁通的流通情況，又與鐵芯的結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)。變壓器三相空載電流中的三次諧波電流的特點(diǎn)是：同時(shí)、同相位、同大小。它在不同接線組別的變壓器中，對(duì)電勢(shì)波形的影響是不同的。

1.1Yyn0配變中的三次諧波

對(duì)于Yyn0接線的三相配變，因高壓側(cè)繞組為“Y”形連接，勵(lì)磁電流中所必需的三次諧波電流分量不能流通，其波形接近于正弦波。因此磁通波形呈平頂波而含有三次諧波分量，引起磁通波形畸變。此時(shí)，變壓器一、二次各相繞組中感應(yīng)出的相電勢(shì)中出現(xiàn)三次諧波。但是配變低壓側(cè)為“yn”接線，且有中性線引出，三次諧波相電勢(shì)便在二次回路中產(chǎn)生三次諧波電流。由于一次側(cè)沒(méi)有三次諧波電流和二次側(cè)相平衡，因此二次側(cè)三次諧波電流起到了勵(lì)磁作用，它與高壓側(cè)空載電流一起共同建立主磁通，使一、二次側(cè)的感應(yīng)相電勢(shì)近似保持為正弦波形，相電勢(shì)中含有三次諧波。

1.2Dyn11配變中的三次諧波

對(duì)于Dyn11接線的三相配變，因高壓側(cè)繞組為“D”形連接，勵(lì)磁電流中三次諧波分量可在一次繞組三相線圈中形成環(huán)流。每相繞組中的勵(lì)磁電流疊加后呈尖頂波，鐵芯中的磁通呈正弦波，在一、二次側(cè)繞組中感應(yīng)的相電勢(shì)基本上保持正弦波形，三次諧波分量大為減少。

1.3Yzn11配變中三次諧波

對(duì)于Yzn11接線的三相配變，三次諧波在此系統(tǒng)中的情況與Yyn0接線的配變基本相同，只有一點(diǎn)不同，就是Yyn0接線的配變低壓側(cè)的三次諧波電流能起到勵(lì)磁作用，而Yzn11接線的配變低壓側(cè)中的三次諧波電流在每個(gè)鐵芯中所產(chǎn)生的總磁勢(shì)為零，故不起勵(lì)磁作用，因而使高、低壓側(cè)的相電勢(shì)波形稍有畸變，相電勢(shì)仍近似保持為正弦波形。三次諧波分量大。

北京電力公司為了調(diào)查、了解、分析、研究居民社區(qū)低壓電網(wǎng)的電能質(zhì)量狀況，從1998～2000年對(duì)北京20個(gè)居民住宅小區(qū)和3座居民樓進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的諧波監(jiān)測(cè)，有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1諧波測(cè)量數(shù)據(jù)

Yzn11接線的配變，把每一相低壓繞組分成匝數(shù)相等的兩個(gè)“半繞組”，分別繞在不同相的鐵芯柱上，把一個(gè)鐵芯柱上的上部的“半繞組”與另一個(gè)鐵芯柱上的下部的“半繞組”進(jìn)行反向串接形成相繞組。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)落雷時(shí)，雷電流同時(shí)通過(guò)三相繞組經(jīng)接地裝置入地。此時(shí)，每個(gè)鐵芯柱上的兩個(gè)“半繞組”產(chǎn)生的零序磁通，大小相等，方向相反，鐵芯柱中零序總磁通為零。當(dāng)高壓側(cè)落雷時(shí)，避雷器動(dòng)作，壓降作用在低壓繞組的中性點(diǎn)上，低壓繞組有雷電流通過(guò)，在此情況下，鐵芯中的零序總磁通仍為零，所不同的只是雷電流在低壓繞組的流動(dòng)方向與低壓側(cè)雷電波時(shí)相反，因此可防止逆變換過(guò)電壓。關(guān)于Yzn11變壓器，我國(guó)華南地區(qū)曾有應(yīng)用，有的運(yùn)行了30年之久，也未發(fā)生雷害損壞變壓器的事故。根據(jù)海南島多雷區(qū)Yzn11變壓器試運(yùn)行記錄資料分析，8臺(tái)Yzn11配電變壓器，高壓側(cè)受雷100次，雷電流大于1kA的有8次，其中檢測(cè)到最大的雷電流幅值為8.44kA，8臺(tái)變壓器都經(jīng)受了考驗(yàn)，沒(méi)有一臺(tái)損壞，運(yùn)行情況良好。大量研究結(jié)論和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，Yzn11接線配電變壓器是一種耐雷性能良好的配電變壓器。

2.3Dyn11接線配變的耐雷性能

D