三相绕组电力变压器的一次线圈和二次线圈间电压或电流的相位关系,就叫变压器的组别。相位关系实际上就是角度关系,而一、二次线圈各向量的相位差都是30°倍数,因此就用同样有30°倍数的时钟指针几点钟来说明变压器的组别。电力变压器共有12种组别(按序号1~12)。每组都有四种实际接法,所以共有48种接法。凡一、二次接线方式相同的(如Y,Y或α,α)可得偶数组别(2、4、6、8、10、12);凡一、二次接线方式不同的(如Y,α或α,Y)可得到奇数组别(1、3、5、7、9、11)。d,d连接的可得到和y,y连接相同的组别;y,d连接的可得到d,y相同的组别,所以每种组别有四种实际的接法。
变压器组别是变压器并列运行的条件之一,在实际工作中,我们碰到要画接线组别时,可能有这么两种情况:一种是已知变压器的实际接线,要判断它是几点接线;另一种是要求把一台变压器接成既定的几点接线,但在实际工作中,还应注意到有三个因素的影响:
1)相别标号的改变
2)接线方式的改变
3)首尾极性标号的改变,都会改变原变压器的组别,影响变压器并联运行。
电力变电站运行中,常用的双卷电力变压器,接线组别只有Y,yo-12、Yo,d-11,Y,d-11。所以我们以Y,d、d,y接线的变压器为例,已知变压器Y,d实际接线判断是哪一种组别,怎样判断三因素影响变压器组别;怎样画出Y,d-11或d,y-11组别的变压器接线。
根据变压器线圈接线,判断是哪一种组别
1、画出双卷变压器Y,d线圈接线图
按照三相双卷变压器铭牌上的Y,d接线,画出Y,d形接线图1a。在高压侧线圈首端从左至右标出正序相别标号A、B、C和同极性符号“*”。线圈尾端对应首端标出X、Y、Z、星形接线中性点零。标出线圈三相相电压ùA、ùB、ùC,电压向量参考方向的箭头指向尾端(箭尾为高电位,箭头为低电位)。
在低压侧d形接线线圈首端,从左至右标出正序相别标号a、b、c和同极性符号“*”。线圈尾端标出x、y、z连成三角形接线,标出线圈三相相电压ùA、ùB、ùC,电压向量参考方向箭头指向尾端。
2、确定高低压线圈相线电压的关系
应用基尔霍夫电压定律(KVL):沿闭合回路绕行一周,线圈相电压的向量参考方向和绕行方向一至者相电压取正、相反者取负。
确定接线图ia的高压侧首端A-B间点位差,在A-X-Y-B回路中,线电压ùAB经线圈的相电压ùA和ùB,ùA和回路绕向一至取正。ùB和回路绕向相反为负。线电压ùAB=ùA-ùB=ùA+(-ùB),电压向量的箭头指向A。用同样的方法确定其它两相线电压:ùBC=ùB-ùC,ùCA=ùC-ùA。
在高压侧Y形接线中,因三相相电压相等:ùA=ùB=ùC,它们之间的相位差为120°。三相线电压相等:ùAB=ùBC=ùCA,它们之间相位差也为120°,并超前相电压30°。
低压侧三角形接线首端a-b间的电位差:在线圈a-y-b闭合回路中,线电压ùab只经b相线圈的相电压ùb,ùb和回路绕向相反取负。线电压的ùab向量的箭头指向a和相电压ùb相反。
同理,线电压ùbc=-ùc、ùca=-ùa。
低压侧线圈三角接线中,三相相电压相等,并等于三相线电压,即ùa=ùb=ùc=ùab=ùbc=ùca,它们之间的相位差为120°,连接d形接线时,凡是从左至右连接时,线电压ùab=-ùb,等边d形电压向量图的角顶点b在第一相相电压的ùa右边,凡是线圈d形接线连接时,线电压ùab=ùb或线圈首端标号a·b·c相从右至左排列时等边d形电压向量图的角顶点C一定在第一相相电压ùa的左边。
3、画出高低压侧线圈电压向量图,判断接线组别。
变压器是正序电源供电,要求不论三相双卷变压器高低压侧是Y形接线还是d形接线,均先按正序接线画成Y形电压向量图,标出首端相别标号,相线电压和向量方向箭头指向,再从低压Y形电压向量图把线电压平移到高压侧电压向量图中,判断接线组别。再从低压Y形电压向量图中性相电压平移到低压d形画出d形电压向量图,其方法是:按正序接线图1a和确定出的高低压侧相电压线电压向量关系,画出高低压侧正序Y形电压向量图1b。在高压侧选定三相线电压中的ùAB=ùA-ùB为基准,向量方向箭头指向A,并超前相电压ùB30°
在低压侧也选定三相线电压中的ùab=-ùb为基准。将低压侧Y形电压向量图中的三相相电压,按电压向量的方向进行平移。先平移相电压ùa箭头指向a,因ùab=-ùb,等边三角形电压向量图的角顶点b在相电压ùa的右边,再平移相电压ùb·ùc画成低压侧d形电压向量图1b线电压ùab和相电压ùb方向相反,箭头指向a。
判断接线组别:因高压侧ùB和低压侧ùb在同铁芯柱同相,将低压侧ùab=-ùb平移到高压侧向量图1b ùBO上,使B点与b点重合,两电压向量方向箭头指向相反,用“时针法”表示变压器接线组别。
把高压侧线电压ùAB作为长针不动固定在12点上,把低压侧ùab作为短针,从12点起顺时针转动到高压相电压ùB上止,转动相位角为360°-30°=330°,330°÷30°=11点短针指在11点上,判断出图1a变压器接线为Y,d-11组别,
影响电力变压器接线组别三个因素
一次套管相别标号不变改变二次套管标号的影响
(1)对Y,d-11组别变压器的影响
1)画出变压器线圈接线图
原Y,d-11组别变压器高压侧线圈Y形接线不变,首端同极性和相别标号从左至右A、B、C排列不变。低压侧线圈d形接线和首端极性不变,但线圈首端相别标号把a、b、c从左至右向前移一个字,改成正序c、a、b相别标号。其接线图见图2a。
2)确定高低压线圈相线电压关系
因图2a高压侧线圈Y形接线和首端极性,相别标号和原Y,d-11组别图1a接线一样,图2a线圈三相相电压;线电压间关系和图1a相同。
图2a低压侧线圈首端a-b间的电位差:在a-y-b回路中,线电压ùab只经b相线圈,相电压ùb方向和绕向相反为-ùb,故ùab=-ùb,线电压向量方向箭头指向a。用同样方法确定出:线电压ùbc=-ùc、ùca=-ùa。
在低压侧d形接线中,三相相电压相等,三相相电压之间相位差为120°。三相线电压相等并等于相电压,他们之间的相位差为120°。
3)画出变压器高低线圈电压向量图,判断接线组别。
按接线图2a和确定出的高低压线圈相线电压和相位差,画出高低压侧正序Y形电压向量图2b。
在高压侧电压向量图中,选定三相线电压中ùAB=ùA-ùB为基准,电压向量方向箭头指向A,线电压超前相电压30°。
判断变压器接线组别需理论和实际相结合,新投入运行的变压器需做组别试验,确定接线组别。变压器并列运行时,需做并列定相试验,满足并列运行条件,才允许并列运行。
(2)对Y,d-3组别变压器的影响
1)画出变压器线圈接线图
变压器高压侧接线和原Y,d-3组别高压侧线圈Y形接线一样,首端极性相别标号,相电压向量方向一样,见图3a,低压侧线圈三角接线首端极性不变,但线圈首端相别标号把c、a、b从左至右向前移一个字,改成正序b、c、a相别标号,其接线见图3a。
2)确定高低压线圈相线电压关系
因图3a变压器接线,高压侧线圈Y形接线,首端相别标号,极性,电压向量指向和原Y,d-3组别图2a一样,故图3a接线线圈三相相电压,三相线电压和之间的相位差和图2a论证情况相同。低压侧线圈d形接线,首端极性,相电压向量指向没改变,只是把相别标号改成从左至右b、c、a排列,线圈相电压位置也随着改变,相电压和线电压关系和相位差和图2论证结果相同。
3)画出高低压侧线圈电压向量图判断接线组别。
按接线图3a和确定的高低压侧线圈相、线电压和相位角,画出高低压侧正序Y形电压向量图3b。
高压侧标出正序相电压ùA、ùB、ùC向量箭头指向首端,低压侧标出正序相电压ùb、ùc、ùa,向量箭头指向首端。在高压侧选定三相线电压中的ùAB=ùA-ùB为基准,电压向量方向箭头指向A,并超前相电压ùB30°。在低压侧选定三相线电压中的ùab=-ùb为基准,电压向量方向箭头和相电压相反。
画出低压侧d形电压向量图:从低压Y形三相相电压向量图中,先平移第一相相电压ùb,因线电压ùbc=-ùc,等边d形电压向量图的角顶点c,在第一相相电压ùb的右边,再平移相电压ùa、ùc,画出低压侧d形电压向量图3b。线电压ùab的向量箭头指向a和相电压ùb方向相反。
确定接线组别:在接线图3a中高压侧A相和低压侧b相同在一个铁芯柱上同相。高低压侧相电压ùA和ùb方向相同和低压侧线电压ùab方向相反。将高低压侧电压向量图的B,b两点重合,把低压侧线电压ùab平移到高压侧电压向量图中,ùab平行高压侧相电压ùA,方向相反。从高压侧线电压ùAB起,顺时针转动到ùab止,相位角为240°-30°=210°,210°÷30°=7(点),这样原来Y,d-3组别的变压器就成了Y,d-7组别了。其Y,d-7组别变压器接线图和高低压侧电压向量图见图3a·b。
(3)对Y,d-7组别变压器的影响
图3a原Y,d-7组别变压器接线,高压侧线圈Y形接线,首端相别标号,相电压向量方向不变,低压侧三角接线首端极性不变,只把首端相别标号b、c、a从左至右向前移一个字,改成a、b、c相别标号,其接线图、电压向量图见图1a、b。变压器接线组别就由Y,d-7组改变成Y,d-11组别。其接线图和电压向量图见图1a、b。
以上论述说明,三相双卷变压器一次套相别标号从左至右A、B、C排列不变,按正相序电源A、B、C对应连接在母线上,而把二次套管相别标号a、b、c向前移一个字,变压器的组别就按顺时针向前加4组,即二次向量的相位角移过120°,就改变了组别。
表2表明任何奇数组别的变压器都可以在改变外部相别标号的条件下使组别相同允许并联运行,偶数组别的变压器只允许在表2单独乙、丁系统内将组别改变标号改变成相同的组别允许并联运行,乙、丁系统之间,必须改变内部接线后组别相同才允许并联运行;偶数组别和奇数组别的变压器永远不能并联运行。
2.变压器一、二次套管相别标号都改变的影响
这种情况的发生是由于三相输电线路出线或母线把A相和C相互换了一下后对变压器供电造成。如原变压器接线组别是Y,d-11,高低压侧套管相别标号是自左至右A、B、C。由于线路A相、C相互换,相当于把高低压侧套管组别标号变成自右至左A·B·C,a·b·c排列。
(1)画出变压器线圈接线图
原Y,d-11组别变压器内部线圈不变,只是把首端高低压侧套管相别标号改成自右至左A·B·C,a·b·c接线,其接线图见图4a。
(2)确定高低压侧线圈相线电压关系
图4a高压侧线圈Y形接线,应用(KVL)电压定律,确定出线电压ùAB=ùA-ùB,ùBC=ùB-ùC,ùCA=ùC-ùA。三相线电压相等,他们之间的相位差120°。
三相相电压相等ùA=ùB=ùC之间的相位差为120°。
信息整理:扬州拓普电气科技有限公司生技部

 

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