変圧器は電力系統の重要な構成要素であり、その巻線接続は変圧器の性能と適用場面に直接影響する。一般的なトランスの巻線接続は、デルタ接続（D）とスター接続（YまたはYn）です。この記事では、これら2つの接続タイプの概要、表記方法、接続グループ、それぞれの利点と用途について詳しく説明します。
I.変圧器接続グループの表記方法
1.大文字と小文字の意味
トランスの接続グループは、大文字と小文字で表記されます。大文字は一次側（または高圧側）の接続タイプを示し、小文字は二次側（または低圧側）の接続タイプを示します。具体的には
- Y（またはy）：スター結線
- D（またはd）：デルタ接続
一次側ライン電圧と二次側ライン電圧の位相関係を時計表記で表しており、一次側ライン電圧の位相が12時の位置に固定された分針、二次側ライン電圧の位相が時針となっている。
2.典型的なグループの例
例えば、"Yn, d11 "は、1次側スター結線と中性線、2次側デルタ結線、2次側線間電圧が1次側線間電圧より330度遅れている（または30度進んでいる）ことを示します。この表記において、11は、一次側ライン電圧位相が12時の位置にあるとき、二次側ライン電圧位相が11時の位置にあることを意味する。
さらに詳しく デルタワイ変圧器
II.一般的な変圧器接続グループ
トランスの2つの巻線の組み合わせは、以下の4つの接続グループを形成する：
- Y, Y
- D, y
- Y, d
- D, d
よく使われる接続グループは "Y、Y "と "Y、D "である。
Yyn0 コネクション・グループ
- 高圧側中性点接地付きスター結線（Y）
- 低電圧側スター結線（Y）、ニュートラル接地
- 一次側と二次側の線間電圧の位相が重なり、クロック上では "0 "で示される。
Dyn11 コネクショングループ
- 高圧側デルタ接続（D）
- 低圧側：スター結線(Y)、ニュートラル結線
- 一次側と二次側の線間電圧の位相は330度（時計の11時）異なる。
III.コネクション・グループのパフォーマンス分析
1.無負荷損失
- Yyn0 コネクション・グループ:高電圧側のスター結線は正弦波励磁電流を発生させるが、磁化曲線の非線形性により、コア磁束はかなりの第3高調波成分を含み、ヒステリシスと渦電流損失を増加させる。
- Dyn11 コネクショングループ:第三高調波電流は高圧巻線内で循環することができ、コア磁束を正弦波にし、損失を低減する。Dyn11接続の無負荷損失は、Yyn0接続よりも約10%小さくすることができます。
2.ゼロシーケンス電流
- Yyn0 コネクション・グループ:不平衡な二次負荷は零相磁束を発生させ、追加損失を増加させる。大容量の変圧器はこの接続方法には適さない。
- Dyn11 コネクショングループ:一次巻線の零相電流が巻線内を循環し、二次巻線の零相磁束を弱め、過熱を抑えることができる。Dyn11接続の負荷損失は、Yyn0接続の負荷損失よりも約20%小さくなります。
3.単相短絡回路
- Dyn11 コネクショングループ:零相インピーダンスが低いため、低電圧側の単相短絡電流が大きく、保護感度が高い。
- Yyn0 コネクション・グループ:零相インピーダンスが高いため、零相電圧が高くなり、相電圧に著しい非対称性が生じる。
IV.実際の接続方法の選択
1.主変圧器の低電圧側のデルタ接続
- 理由:第三高調波を除去し、送電網電圧波形の高調波歪みを防止します。ゼロシーケンス電流はデルタ接続で循環電流を形成し、電力品質を維持します。
2.接続方法選択の原則
- Y-Dコネクション:一般的に降圧トランスに使用され、高圧側のスター結線がライン損失を低減する。
- D-Y接続:一般に昇圧トランスに使用されるが、低圧側が接地されている配電用トランスにもよく使用される。
3.特殊ケースへの対応
- Y-Yコネクション:高調波経路がないため、出力歪みが大きくなる可能性があり、一般的には使用されない。
- 多段変圧器の問題:例えば、オフィスビルに電力を供給する10/0.4kV変圧器は、400Vまたは380Vを特定の機器用に110Vに変圧する際、中性線を確実に接地する必要がある。
V.結論
適切な変圧器の接続方法を選択することは、電力系統を安全かつ安定的に運用する上で極めて重要である。適切な接続方法は、損失を低減し、効率を向上させ、高調波を抑制し、電力品質を確保することができる。実際のアプリケーションでは、電力系統の信頼性と経済性を確保するために、それぞれの接続方法の利点を生かしながら、特定のニーズに基づいて適切な接続方法を選択する必要があります。
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