三相配電干式變壓器接線(xiàn)組別選擇新標準的探討

文摘：從技術(shù)和運行經(jīng)驗出發(fā)，論述了家標準《供配電系統設計規范》和建筑行業(yè)標準《民用建筑電氣設計規范》中關(guān)于10(6)/0.38 ~ 0.22千伏配電干式變壓器接線(xiàn)組別選擇的新規定，并提出了應注意的問(wèn)題。[關(guān)鍵詞：配電干式變壓器接線(xiàn)組選擇標準參考家標準GB50052-95 《供配電系統設計規范》，其中規定：“在TN、TT系統接地型低壓電網(wǎng)中，配電干式變壓器應選用d、yn11接線(xiàn)組的三相干式變壓器”。90年代中期修訂家標準《三相油浸式電力干式變壓器技術(shù)參數和要求》時(shí)，用GB/T 6451-1995代替GB6451.1~6451.5-86，制定家標準GB/T 10228-1997 《干式電力干式變壓器技術(shù)參數和要求》時(shí)，D、yn11和Y、yn0兩個(gè)不同的連接組同時(shí)列為10 (6)/0，但實(shí)際上，自從1990年學(xué)習蘇聯(lián)先進(jìn)技術(shù)以來(lái)因此，如何在當前城市配電網(wǎng)發(fā)展規劃和城鄉配電網(wǎng)改造中正確實(shí)施家標準GB 5000，從歷史回顧和技術(shù)分析入手，分析Y、yn0接線(xiàn)和D、yn11接線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)，從而說(shuō)明制定新標準的依據和實(shí)施的必要性，為同行研究提供參考。

1.從當年采用的Y，yn0連接組及其優(yōu)缺點(diǎn)出發(fā)。1.配電干式變壓器接線(xiàn)組1953年以前，舊中干式變壓器的制造能力在解放前很弱。配電干式變壓器大多從外進(jìn)口，內外制造商都有自己的標準。當時(shí)10(6)/0.38~0.22kV三相配電干式變壓器分別采用D、d0、Y、d11或Y、d1接線(xiàn)，應注意以下三點(diǎn)： (1)我早期使用的配電干式變壓器一、二次繞組至少有一個(gè)采用D接線(xiàn)；(2)到目前為止，世界上大多數家仍然使用D，yn1或D，yn11連接組，一般不使用Y，yn0連接組；(3)技術(shù)上講，歐美家使用的D，yn1和前蘇聯(lián)使用的D，yn11沒(méi)有區別。當時(shí)為了向蘇聯(lián)學(xué)習，一律采用D和yn11是無(wú)可非議的。2.Y，yn0接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)當年Y，yn0三相干式變壓器推廣時(shí)，認為該接線(xiàn)組在制造和運行上具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)干式變壓器高壓繞組由D接線(xiàn)改為Y接線(xiàn)后，相電壓下降1/3，有利于節約絕緣材料。如果采用圓柱形繞組，中性點(diǎn)在較外層，相間距離也可以減小，從而相應地減輕磁軛的重量。如Y接或D接繞組采用圓柱形繞組，由于Y接時(shí)絕緣材料的減少，間接減輕了高壓繞組線(xiàn)的重量。(2)Y接繞組的抽頭可以放在中性點(diǎn)側，三相抽頭之間的工作電壓很低，可以共用一套抽頭開(kāi)關(guān)，結構簡(jiǎn)單。但D接繞組必須將三相抽頭分開(kāi)，導致抽頭開(kāi)關(guān)制造復雜，增加了制造成本，但質(zhì)量不如Y接可靠，間接增加了油箱尺寸，增加了充油量。(3)小容量配電干式變壓器的高壓Y型接線(xiàn)繞組采用圓柱形結構，制造簡(jiǎn)單。如果接D，圓柱形繞組必須分成兩段，以便在每相繞組中間抽出抽頭；否則，龍頭會(huì )從油箱中引出，這樣既費工又不可靠。(4)Y、yn0接線(xiàn)組的配電干式變壓器與同容量同規格的D、yn11接線(xiàn)組的配電干式變壓器相比，空載損耗和負載損耗較小，有利于降低配電網(wǎng)中的功率損耗。根據家GB/T 6451-1995表1中的過(guò)渡標準，無(wú)勵磁調壓的10(6)/0.4kV三相干式變壓器兩種不同接線(xiàn)的空載損耗、負載損耗和空載電流%的比較見(jiàn)表1。(1) Y，yn0連接有利于降低配電干式變壓器的制造成本。某干式變壓器廠(chǎng)家10/0.38~0.22kV 500kVA三相配電干式變壓器采用Y，yn0或D，yn11接線(xiàn)，制造成本對比見(jiàn)表2。3.Y，yn0接線(xiàn)組的主要缺點(diǎn)(1)抑制諧波的能力差。低壓電網(wǎng)中的諧波源主要包括：由于干式變壓器鐵心磁化曲線(xiàn)的非線(xiàn)性和負載中電力電子器件產(chǎn)生的諧波對，yn11接線(xiàn)組的三次諧波電流可以在D接線(xiàn)的繞組中循環(huán)，更有利于抑制。而Y，yn0接線(xiàn)組由于抑制諧波能力差，不適合TN或TT接地型低壓電網(wǎng)。(2)三相不平衡負載會(huì )使低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)偏移，影響三相電壓平衡。Y，yn0接線(xiàn)組的配電干式變壓器在0.38/0.22kV三相四線(xiàn)制低壓電網(wǎng)中運行時(shí)，通過(guò)零線(xiàn)的零序電流為三相電流之和，會(huì )引起低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)偏移。根據計算，當零線(xiàn)電流為額定電流的25%時(shí)，中性點(diǎn)偏移約為額定電壓的7.08%，不會(huì )嚴重影響三者的不平衡 #p#分頁(yè)標題#e#

(3)Y、yn0接線(xiàn)的三相配電干式變壓器零序電抗大，限制了低壓側短路電流，不利于快速切除故障。以1000kVA干式變壓器為例，干式變壓器低壓側出口端單相短路電流只有7kA左右，需要保證單相短路電流的保護

敏度為1.5~2，干式變壓器低壓側總開(kāi)關(guān)的整定電流就不宜大于3.5~4.5kA，但整定電流在3.5~4.5kA以下時(shí)，很難對空氣斷路器進(jìn)行合理整定，上下級保護之間的配合很難達到合理的選擇性動(dòng)作。

二、 新標準為什么規定在TN及TT接地型式的低壓電網(wǎng)中宜采用D，yn11結線(xiàn)組的配電干式變壓器 1、TN及TT接地型式低壓電網(wǎng)的接線(xiàn) TN低壓電網(wǎng)中有一點(diǎn)直接接地，電氣設備的外露部分用保護線(xiàn)與該點(diǎn)直接連接，有以下三種接法。（1） TN-S系統 整個(gè)系統的中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)PE是分開(kāi)的。（見(jiàn)圖1） （2） TN-C-S系統 系統中有一部分中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)PE是合一的。（見(jiàn)圖2）（3） TN-C系統 整個(gè)系統的中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)PE是合一的。（見(jiàn)圖3）

TT低壓電網(wǎng)中有一個(gè)直接接地點(diǎn)，電氣設備的外露可導電部分接至電氣上與電力系統接地點(diǎn)無(wú)關(guān)的接地極上。（見(jiàn)圖4）

2、貫徹新標準選用D，yn11接線(xiàn)組別配電干式變壓器的必要性與可能性

先談?wù)剺诵抻啎r(shí)為什么作出新規定，1986年11月中電工技術(shù)學(xué)會(huì )工業(yè)與建筑應用專(zhuān)業(yè)委員會(huì )通過(guò)的《關(guān)于低壓電網(wǎng)防觸電設計問(wèn)題的建議》第七條明確提出:“在TN系統中應采用D，yn11結線(xiàn)干式變壓器?！?992年頒發(fā)的建筑行業(yè)標準JGJ/T 16-92《民用建筑電氣設計規范》第4.3.3條又規定: “具有下列情況之一者，宜選用接線(xiàn)為D，yn11型的干式變壓器: （1）三相不平衡負荷超過(guò)每相額定功率15%以上者。（2）需要提高單相短路電流值，確保低壓?jiǎn)蜗嘟拥乇Ｗo裝置動(dòng)作靈敏者。（3）需要限制3次諧波含量者?！睆膯?wèn)題的提出，到家標準的確定，大約經(jīng)歷了10年左右的實(shí)踐。 其次，由于我實(shí)施改革開(kāi)放政策以來(lái)，低壓電網(wǎng)負荷性質(zhì)和對供電質(zhì)量的需求也發(fā)生了很大的變化，主要是: （1）近年來(lái)，家用電器應用的普及，引起低壓電網(wǎng)負載的諧波分量顯著(zhù)增大; （2）電力電子技術(shù)在自動(dòng)控制方面的應用，晶閘管整流元件也會(huì )產(chǎn)生諧波; （3）城市電網(wǎng)的發(fā)展和高層建筑物的增加，單相照明負荷的比例也增加，導致低壓電網(wǎng)中三相負荷不平衡程序的增加; （4）要求盡快切除網(wǎng)絡(luò )的故障元件以提高供電可靠性。因此，原來(lái)由Y，yn0結線(xiàn)的干式變壓器供電還可以的低壓電網(wǎng)往往難以適應，要求改由D，yn11結線(xiàn)的干式變壓器來(lái)供電。這就是GB50052-95上述規定的必要性。選用D，yn11結線(xiàn)組還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，其零序阻抗要比Y，yn0結線(xiàn)組小很多，有利于單相接地短路故障的快速切除，受到了運行單位的歡迎。大家很關(guān)心D，yn11結線(xiàn)的10（6）/0.4kV三相干式變壓器的供貨問(wèn)題，據了解已有不少廠(chǎng)家如沈變、保變、上海變、北京變、三門(mén)變、上海置信公司等均可供貨，且多數廠(chǎng)家的報價(jià)與Y，yn0結線(xiàn)的同容量產(chǎn)品是相同的，也為貫徹GB50052-95提供了有利條件。 3、應注意的幾個(gè)問(wèn)題 （1） 由于D，yn11與Y，yn0不同結線(xiàn)組配電干式變壓器的二次側電壓存在相位差，不允許并聯(lián)運行。因此對采用低壓雙電源供電的用戶(hù)，應檢查確定兩低壓電源之間是否存在相位差，避免并聯(lián)后由于相位差造成環(huán)流等異常。 （2） 對由Y，yn0結線(xiàn)的干式變壓器改為D，yn11結線(xiàn)的干式變壓器后，其低壓電網(wǎng)的保護方式和整定值也需相應地予以改變。 （3） 低壓電網(wǎng)中的照明負荷和其它電力負荷，一般可由同一臺干式變壓器供電，但當接有較大功率的沖擊性負荷而會(huì )引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變時(shí)，將對照明產(chǎn)生不良的影響，應考慮將照明負荷改由單先的干式變壓器供電?！騾?考 文 獻1、家標準GB50052-95《供配電系統設計規范》2、建筑行業(yè)標準JGJ/T 16-92《民用建筑電氣設計規范》3、家標準GB/T 6451-1995《三相油浸式電力干式變壓器技術(shù)參數和要求》家標準GB/T 16228-1997《干式電力干式變壓器技術(shù)參數和要求》#p#分頁(yè)標題#e#