Transformatoren zijn cruciale componenten in elektriciteitssystemen en hun wikkelingverbindingen hebben een directe invloed op hun prestaties en toepassingsscenario's. De gebruikelijke wikkelingaansluitingen van transformatoren zijn de driehoekschakeling (D) en de sterschakeling (Y of Yn). Dit artikel geeft een gedetailleerd overzicht van deze twee verbindingstypen, hun notatiemethoden, aansluitgroepen en de voordelen en toepassingen van elk type.
I. Notatiemethode voor transformatoraansluitgroepen
1. Betekenis van hoofdletters en kleine letters
De aansluitgroep van een transformator wordt aangeduid met hoofdletters en kleine letters: hoofdletters geven het verbindingstype aan primaire zijde (of hoogspanningszijde) aan en kleine letters geven het verbindingstype aan secundaire zijde (of laagspanningszijde) aan. Specifiek:
- Y (of y): Sterverbinding
- D (of d): Delta-aansluiting
De getallen gebruiken de kloknotatie om de faserelatie tussen de primaire en secundaire lijnspanningen weer te geven, waarbij de fasor van de primaire lijnspanning de minutenwijzer is die op de 12-uurspositie is vastgezet en de fasor van de secundaire lijnspanning de uurwijzer is.
2. Voorbeeld van een typische groep
Bijvoorbeeld, "Yn, d11" duidt op een primaire sterschakeling met een neutrale lijn, een secundaire driehoekschakeling en een secundaire lijnspanning die 330 graden achterloopt op de primaire lijnspanning (of 30 graden voorloopt). In deze notatie betekent 11 dat wanneer de fasor van de primaire lijnspanning op 12 uur staat, de fasor van de secundaire lijnspanning op 11 uur staat.
Meer informatie over: Delta Wye Transformator
II. Gemeenschappelijke transformatoraansluitingsgroepen
De combinatie van twee wikkelingen in een transformator vormt de volgende vier aansluitgroepen:
- Y, y
- D, y
- Y, d
- D, d
De veelgebruikte verbindingsgroepen zijn "Y, y" en "Y, d".
Yyn0 Verbindingsgroep
- Hoogspanningszijde: Steraansluiting (Y) met neutrale aarding
- Laagspanningszijde: Steraansluiting (y) met neutrale aarding
- Primaire en secundaire lijnspanningsfasen overlappen elkaar, aangegeven met "0" op de klok.
Dyn11 Verbindingsgroep
- Hoogspanningszijde: Delta-aansluiting (D)
- Laagspanningszijde: Sterverbinding (y) met een neutrale lijn
- De fasors van de primaire en secundaire lijnspanning verschillen 330 graden (11 uur op de klok).
III. Prestatieanalyse van verbindingsgroepen
1. Verlies bij nullast
- Yyn0 Verbindingsgroep: De sterschakeling aan de hoogspanningszijde genereert een sinusvormige excitatiestroom, maar door de niet-lineariteit van de magnetisatiecurve bevat de kernflux aanzienlijke derde harmonische componenten, waardoor de hysteresis en wervelstroomverliezen toenemen.
- Dyn11 Verbindingsgroep: De derde harmonische stroom kan in de hoogspanningswikkeling circuleren, waardoor de kernflux sinusvormig wordt en de verliezen afnemen. Het nullastverlies van Dyn11-verbindingen kan ongeveer 10% lager zijn dan dat van Yyn0-verbindingen.
2. Nulstroom
- Yyn0 Verbindingsgroep: Ongebalanceerde secundaire belasting genereert een nulsequentieflux, waardoor de bijkomende verliezen toenemen. Transformatoren met een grote capaciteit zijn niet geschikt voor deze aansluitmethode.
- Dyn11 Verbindingsgroep: De nul-fase stroom in de primaire wikkeling kan binnen de wikkeling circuleren, waardoor de nul-fase flux van de secundaire wikkeling verzwakt en oververhitting verminderd wordt. Het belastingsverlies van Dyn11-aansluitingen kan ongeveer 20% lager zijn dan dat van Yyn0-aansluitingen.
3. Eenfasige kortsluiting
- Dyn11 Verbindingsgroep: Lage nulsequentie impedantie, wat resulteert in een hoge eenfase kortsluitstroom aan de laagspanningszijde en een hoge beveiligingsgevoeligheid.
- Yyn0 Verbindingsgroep: Hoge nul-volgorde impedantie, resulterend in hoge nul-volgspanning en aanzienlijke asymmetrie in fasespanning.
IV. Selectie van verbindingsmethoden in de praktijk
1. Delta-aansluiting aan de laagspanningszijde van de hoofdtransformator
- Reden: Elimineert derde harmonischen en voorkomt harmonische vervorming in de spanningsgolfvorm van het elektriciteitsnet. De nulsequentiestroom vormt een circulerende stroom in de deltaverbinding, waardoor de stroomkwaliteit behouden blijft.
2. Principes voor het kiezen van verbindingsmethoden
- Y-D Aansluiting: Gewoonlijk gebruikt voor step-down transformatoren, omdat de sterschakeling aan de hoogspanningszijde lijnverliezen vermindert.
- D-Y Aansluiting: Typisch gebruikt voor step-up transformatoren, maar ook gebruikelijk in distributietransformatoren waar de laagspanningszijde geaard is.
3. Speciale gevallen behandelen
- Y-Y Aansluiting: Over het algemeen niet gebruikt vanwege het ontbreken van harmonische paden, die aanzienlijke uitgangsvervorming kunnen veroorzaken.
- Problemen met meertraps transformatoren: Bijvoorbeeld, een 10/0,4kV transformator die stroom levert aan een kantoorgebouw moet ervoor zorgen dat de neutrale lijn geaard is bij het transformeren van 400V of 380V naar 110V voor specifieke apparatuur.
V. Conclusie
Het kiezen van de juiste aansluitmethode voor transformatoren is cruciaal voor de veilige en stabiele werking van elektriciteitssystemen. De juiste aansluitmethoden kunnen verliezen verminderen, de efficiëntie verbeteren, harmonischen onderdrukken en de stroomkwaliteit garanderen. In praktische toepassingen moet de juiste aansluitmethode worden gekozen op basis van specifieke behoeften, waarbij de voordelen van elke methode worden benut om de betrouwbaarheid en economische efficiëntie van het elektriciteitssysteem te garanderen.
Indonesian 
Czech