变压器是电力系统中的关键部件，其绕组连接直接影响其性能和应用场景。常见的变压器绕组连接方式有三角连接（D）和星形连接（Y 或 Yn）。本文将详细介绍这两种连接类型、它们的符号方法、连接组别以及各自的优势和应用。
I.变压器连接组的标记方法
1.大写字母和小写字母的含义
变压器的连接组由大写和小写字母表示：大写字母表示一次侧（或高压侧）的连接类型，小写字母表示二次侧（或低压侧）的连接类型。具体为
- Y（或 y）：星形连接
- D（或 d）：三角连接
这些数字使用时钟符号来表示一次线电压和二次线电压之间的相位关系，其中一次线电压相位是固定在 12 点钟位置的分针，二次线电压相位是时针。
2.典型小组示例
例如，"Yn, d11 "表示一次侧星形连接，带中性线，二次侧三角连接，二次线电压滞后一次线电压 330 度（或领先 30 度）。在这个符号中，11 表示当一次线电压相位在 12 点钟位置时，二次线电压相位在 11 点钟位置。
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II.常见变压器连接组别
变压器中两个绕组的组合形成以下四个连接组：
- Y, y
- D, y
- Y, d
- D, d
常用的连接组别是 "Y，y "和 "Y，d"。
Yyn0 连接组
- 高压侧：星形连接（Y），中性点接地
- 低压侧：星形连接（y），中性点接地
- 初级和次级线路电压相位重叠，时钟上显示为 "0"。
Dyn11 连接组
- 高压侧：三角连接 (D)
- 低压侧：星形连接 (y) 带中性线
- 初级和次级线路电压相位相差 330 度（时钟 11 点钟方向）。
III.连接组的性能分析
1.空载损耗
- Yyn0 连接组:高压侧星形连接产生正弦励磁电流，但由于磁化曲线的非线性，铁芯磁通包含大量三次谐波成分，增加了磁滞和涡流损耗。
- Dyn11 连接组:三次谐波电流可在高压绕组内循环，使铁芯磁通呈正弦曲线，从而降低损耗。与 Yyn0 连接相比，Dyn11 连接的空载损耗可减少约 10%。
2.零序电流
- Yyn0 连接组:不平衡的次级负载会产生零序磁通，增加额外损耗。大容量变压器不适合采用这种连接方式。
- Dyn11 连接组:初级绕组中的零序电流可在绕组内循环，从而削弱次级绕组的零序磁通，减少过热现象。与 Yyn0 连接相比，Dyn11 连接的负载损耗可减少约 20%。
3.单相短路
- Dyn11 连接组:零序阻抗低，因此低压侧单相短路电流大，保护灵敏度高。
- Yyn0 连接组:零序阻抗高，导致零序电压高，相电压严重不对称。
IV.在实践中选择连接方法
1.主变压器低压侧的三角连接
- 原因:消除三次谐波，防止电网电压波形出现谐波失真。零序电流在三角连接中形成环流，保持电能质量。
2.选择连接方法的原则
- Y-D 连接:通常用于降压变压器，因为高压侧星形连接可降低线路损耗。
- D-Y 连接:通常用于升压变压器，也常用于低压侧接地的配电变压器。
3.处理特殊案例
- Y-Y 连接:一般不使用，因为缺少谐波路径，谐波路径会导致严重的输出失真。
- 多级变压器问题:例如，为办公楼供电的 10/0.4 千伏变压器在为特定设备将 400 伏或 380 伏电压转换为 110 伏电压时，需要确保中性线接地。
V.结论
选择合适的变压器连接方法对于电力系统的安全稳定运行至关重要。正确的连接方法可以减少损耗、提高效率、抑制谐波并确保电能质量。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的连接方法，充分利用每种方法的优势，确保电力系统的可靠性和经济效益。
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