国家电网招聘考试高频考点高电压：变压器连接组别

　　变压器的同一相高、低压绕组都是绕在同一铁芯柱上，并被同一主磁通链绕，当主磁通交变时，在高、低压绕组中感应的电势之间存在一定的极性关系同名端：在任一瞬间，高压绕组的某一端的电位为正时，低压绕组也有一端的电位为正，这两个绕组间同极性的一端称为同名端，记作“˙”。

　　变压器联结组别用时钟表示法表示规定：各绕组的电势均由首端指向末端，高压绕组电势从A指向X，记为“ÈAX”，简记为“ÈA”，低压绕组电势从a指向x，简记为“Èa”。时钟表示法：把高压绕组线电势作为时钟的长针，永远指向“12”点钟，低压绕组的线电势作为短针，根据高、低压绕组线电势之间的相位指向不同的钟点。确定三相变压器联结组别的步骤是：

      ①根据三相变压器绕组联结方式（Y或y、D或d）画出高、低压绕组接线图（绕组按A、B、C相序自左向右排列）；

      ②在接线图上标出相电势和线电势的假定正方向

      ③画出高压绕组电势相量图，根据单相变压器判断同一相的相电势方法，将A、a重合，再画出低压绕组的电势相量图（画相量图时应注意三相量按顺相序画）；

      ④根据高、低压绕组线电势相位差，确定联结组别的标号。

      Yy联结的三相变压器，共有Yy0、Yy4、Yy8、Yy6、Yy10、Yy2六种联结组别，标号为偶数

      Yd联结的三相变压器，共有Yd1、Yd5、Yd9、Yd7、Yd11、Yd3六种联结组别，标号为奇数为了避免制造和使用上的混乱，国家标准规定对单相双绕组电力变压器只有ⅠⅠ0联结组别一种。对三相双绕组电力变压器规定只有Yyn0、Yd11、YNd11、YNy0和Yy0五种。

　　标准组别的应用

      Yyn0组别的三相电力变压器用于三相四线制配电系统中，供电给动力和照明的混合负载；

      Yd11组别的三相电力变压器用于低压高于0.4kV的线路中；

      YNd11组别的三相电力变压器用于110kV以上的中性点需接地的高压线路中；

      YNy0组别的三相电力变压器用于原边需接地的系统中；

      Yy0组别的三相电力变压器用于供电给三相动力负载的线路中。

　　在变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边）的接线方式。Y（或y）为星形接线，D（或d）为三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表示一、二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压相量作为分针，固定指在时钟12点的位置，二次侧的线电压相量作为时针。“Yn，d11”，其中11就是表示：当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时，二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。也就是，二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。

　　变压器接线方式有4种基本连接形式：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我国只采用“Y，y”和“Y，d”。由于Y连接时还有带中性线和不带中性线两种，不带中性线则不增加任何符号表示，带中性线则在字母Y后面加字母n表示。

　　三相变压器在电力系统和三相可控整流的触发电路中，都会碰到变压器的极性和联接组别的接线问题。变压器绕组的联接组，是由变压器原、次边三相绕组联接方式不同，使得原、次边之间各个对应线电压的相位关系有所不同，来划分联接组别。通常是采用线电压矢量图对三相变压器的各种联接组别进行接线和识别，对初学者和现场操作者不易掌握。而利用相电压矢量图来对三相变压器各种联接组别进行接线和识别，此种方法具有易学懂、易记牢，在实用中即简便又可靠的特点，特别是对Y/△和△/Y的联接组，更显示出它的优越性。下面以实例来说明用相电压矢量图对三相变压器的联接组别的接线和识别的方法。

      1用相电压矢量图画出Y/△接法的接线图

　　首先画出原边三相相电压矢量A、B、C，以原边A相相电压为基准，顺时针旋转到所要求的联接组。

　　如图1所示，Y/△-11的联接组别，顺时针旋转了330°后再画出次边a相的相电压矢量，此a相相电压矢量在原边A相与B相反方向-B的合成矢量上，由于原次边三相绕组A、B、C和a、b、c相对应，我们把次边a相绕组的头连接次边b相绕组尾，作为次边a相的输出线，由此在三角形接法中，只要确定了次边a相的连结，其他两相的头尾连接顺序和引出线就不会弄错。因此根据原次边相电压矢量便可画出Y/△-11组接线图，如图2所示。

　　如要识别图3所示的Y/△接法的联接组别，首先画出原边相电压矢量A、B、C，根据图3的接线图可以看出，次边a相绕组的尾连接C相绕组的头作为次边a相的输出线，由于次边a与原边A同相位，我们把次边a相相电压矢量画在原边相电压C和-A的中间，以原边A相为基准，顺时针旋转次边a相，它们之间的夹角为210°，由此这个接线图是Y/△-7组，见图4。

　　首先画出次边a、b、c三相相电压矢量图，以次边a相相电压矢量为基准，逆时针旋转到所要求联接组，再根据此矢量图画出该组别的接线图。

如图5所示，先画出△/Y-5组的矢量图，再逆时针旋转150°，画出原边A相相电压矢量，此A相相电压矢量上，因此根据此矢量图便可画出△/Y-5组的接线图可知，次边a、b、c三个头作为a、b、c三相的输出端，原边A的尾C的头，B的尾接A的头，C的尾接B的头分别作为A、B、C三相的输出端，见图6。

      4用相电压矢量图，识别△/Y接法的联接组别

　　首先画出以次边a、b、c三相电压为基准的矢量图，再根据原边绕组的接法，只要将A相画在次边矢量上，以原边A相顺时针旋转到次边a相之间的夹角是多少，就知道该△/Y的接线图它属于第几组。

　　如图7所示，识别图中△/Y的接线图它属于几组，根据上面的方法，画出次边a、b、c三相相电压矢量图，从接线图中可以看出原边A相绕组的头连接B相绕组的尾作为原边A相引出线，因此我们把原边相电压矢量A画到次边矢量a和-b中间，而次边C相绕组的头作为次边a相输出，因此我们把次边矢量C当成是矢量a调相来使用，然后以原边A相顺时旋转到次边a相，它们的夹角为270°，因此这个接线图为△/Y-9联接组，见图8。

　　由此可见，用相电压矢量图来对三相变压器各种联接组别进行接线和识别的方法简单易学，却在现场实践过程中具有很高的实用价值。

什么电容电流会滞后电压90度？为什么电感电流会超前电压90度？

　　零状态时的电容器，也就是其中没有电场能量，刚一接入电路时，两端没有电压，相当于短路，电流可以通过，并在两极间逐步建立起电压，同时储存电场能量，当两端的电压等于电源电压时，电流中断，相当于开路，所以是先有电流后有电压，也就是说电容电流超前于90度.

　　零状态时的电感线圈，也就是其中还没有磁场能量，刚一接入电路时，线圈两端有电压，等于电源电压，而没有电流，相当于开路，随着磁场的不断建立，两端电压逐步减小，电流逐渐增大。也就是先有电压后有电流。所以电感电流会滞后于电压90度。

　　功率因数表的超前与滞后

　　功率因素表显示的超前与滞后，反映了线路中电压电流的相位关系。滞后，是常见的情况，表示电流的相位滞后于电压的相位，说明线路是感性的，以电动机类的负载为主。超前，是少见的情况，表示电流相位超前电压相位，说明线路呈现容性，负载中电容过大，一般出现在电容补偿补过头了。正常的负载少见容性的。功率因素超前，通常会使电网出现不稳定现象，容易产生震荡，造成电网故障，故要尽量不免出现超前。如果线路中没有容性负载，功率因素显示超前，通常是表计的接线有问题，否则就是表计坏了。

　　同步电动机的功率因数

　　一·增加它的励磁电流，电动势E0就增大，同步电动机就会在过励状态下运行。

　　这时，同步电动机定子电流越前端电压（即为电容性），反电势-E0比较大，电动机从电网吸取容性电流和容性无功功率，或者说向电网发出感性电流和感性无功功率。正好补偿了附近电感性负载的余姚，使整个电网的功率因数得到了提高。

　　二·减小同步电动机的励磁电流，-E0就减小，同步电动机就在欠励状态下运行。

　　这时同步电动机从电网吸收感性电流，对电网来说，就是增加了电感性负载，使负载需要的感性无功电流增加，降低了整个电网的功率因数。

　　因此同步电动机一般不在欠励状态下运行，是按照过励的运行条件设计的。

　　同步电动机的励磁电流不能过分加大，因为励磁电流太大会引起定子电流增大，定子和转子损耗都要增加，使电机的温升增加。

　　同步电动机接入电网后。电网电压和频率是一定的，同步电动机从电网吸收的有功功率的大小由它所带动的负载大小决定的。如果负载不变，调节电动机的励磁电流，就会使定子电流也发生变化。

　　同步电动机的功率因数是由励磁电流决定的。

　　在交流电路中电压和电流的相位有三种情况，当负载是纯电阻性质时，电压和电流相位相同；当负载是（或含有）电感性质时，电压相位超前电流；当负载是（或含有）容性负载时，电压相位滞后电流，或者说，电流相位超前电压，也就是你说的“容性电流”。如：平常用的异步电机，就是感性负载，用来补偿电网功率因数的补偿电容就是容性负载。

　　换一句话说,我们单方面讨论电流的关系，把电压作为一个对比的定值,这个时候可以表述为:

　　如是容性负载（电容器），那么他会导致最终电流超前90度，如果是电感则产生最终电流超前-90度（即滞后90度）

　　反过来说，在平面直角坐标系中，假设电压为X轴水平方向，则是否超前则为Y轴垂直方向，当为容性负载时为Y正半轴部分，感性负载为Y负半轴部分

　　无论是正超前还是负超前（滞后）都会导致功率因数下降，而纯阻性负载其超前角或滞后角是0度，这个时候功率因数为1

　　正因为容性和感性具有这种相反的性质，那么当使用电动机等感性负载时，会导致严重的负超前，这个时候就应当使用足够的电容器进行补偿，使其无限逼近0度，保证功率因数无限的逼近1。

　　总之，功率因数下降，无论是正超前还是负超前都回导致下降，只有为0时才是最高的，而感性负载一应用就肯定是负的了。所以就要用电容补偿让他接近0。

　　超前和滞后,对于送电系统而言,会导致输送的有功能量下降,无功上升,换句话说,线路已经负载50KW的功率,但事实上由于超前等原因功率因数下降，线路实际输送的能量对设备做的功可能远小于50KW,比如结果是5KW,那么我们就等价于用50KW设计容量的线路去带动一个5KW的负载，这对于电网而言,这种损失是不可估量的.

　　补偿的话最简单的说，容性超前用电感补偿,感性滞后用电容补偿,使其即不超前也不滞后.

　　就目前而言，国家规定的用电设备功率因数不能低于0.9,否则就会罚款(或者说加收损耗的费用),因此很多单位用电时,都使用无功补偿装置在设备自身上补偿，同时也在单位的总线上集中补偿,一般也都是用继电器投切电容器的为多,毕竟现在大多都是感性滞后的.

电动机功率因数为0.88，

　　电动机是感性负载，是电压超前于电流。

　　在电容性的负载力，电流超前于电压，但都是小于一的。

　　超前或滞后的角度的余弦值就是功率因数。。

　　纯电阻电路由于电压电流同相，所以功率因数cos0=1

　　功率因数=超前（滞后）角度的余弦值。

　　超前（滞后）角度是指相（线）电流与相（线）电压的角度差，跟定子角接没关系。

　　电动机为感性负载，相电流滞后相电压。

　　星接与角接的相电流相电压关系为：I（角）=I/根号3（星）；U（角）=根号3*U（星）。

　　功率因数不会大于一的（因为余弦值不会大于1）。

　　超前——容性（过补偿）电流超前

　　滞后——感性（欠补偿)电压超前

　　负载为感性负载时,电压超前电流;

　　负载为容性负载时,电流超前电压;

　　负载为纯阻性负载时,电流与电压同相.

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