三相配電干式變壓器中D yn11接線的優(yōu)點(diǎn)
目前,10kV三相配電干式變壓器廣泛采用y,yno接線(即原符號中的y/y0-12接線),可為用戶提供380V和220V的供電電壓。但是,世界上大多數(shù)家使用D,yn11連接(即/Y0-11連接)。既保留了輸出兩個電壓的好處,又有以下優(yōu)點(diǎn):降低諧波電流,提高電源正弦波質(zhì)量;零序阻抗小,提高了單相短路電流,有利于單相接地故障的切除;在三相不平衡負(fù)載的情況下,可以充分利用干式變壓器的容量,同時降低干式變壓器的損耗。中在福州、保定和上海的干式變壓器廠已經(jīng)生產(chǎn)D、yn11三相配電干式變壓器多年。為了推廣D,yn11配電干式變壓器的使用,D,yno配電干式變壓器與Y,YNO配電干式變壓器的對比分析如下。
1提高電源正弦波的質(zhì)量
根據(jù)干式變壓器的空載運(yùn)行,電源電壓在初級繞組中產(chǎn)生勵磁電流,勵磁電流在鐵芯中產(chǎn)生磁通量,將初級繞組和次級繞組依次連接,并在初級繞組和次級繞組中感應(yīng)出電勢。初級繞組的感應(yīng)電勢和阻抗壓降與電源電壓平衡。次級繞組的感應(yīng)電勢在輸出端表現(xiàn)為空載電壓。由于干式變壓器的磁化曲線兩端都是彎曲的,磁通量是飽和的,所以勵磁電流為銳波時磁通量為正弦波(見圖1),而勵磁電流為正弦波時磁通量為平波(見圖2)。如果要感應(yīng)電勢為正弦波,就必須有正弦波磁通量。這要求激勵電流應(yīng)為如圖1所示的峰值波。從非正弦波的諧波分析可知,螺旋波含有三次諧波成分。對于三相干式變壓器,三相尖點(diǎn)波勵磁電流中的三次諧波分量構(gòu)成零序相量。因?yàn)槿沃C波的頻率是150HZ,所以相量之間的相位差是基波的三倍。3 120=360,可見各相相量構(gòu)成零序系統(tǒng)。y,yno接線干式配電變壓器一次繞組中性點(diǎn)不引出,勵磁電流不含三次諧波,即接近正弦波然后磁通為平頂波,感應(yīng)電勢為非正弦波,供電電壓波形差(見圖2)。D,yn11分布式干式變壓器的一次繞組采用三角形連接,可以環(huán)流零序電流和三次諧波電流,因此勵磁電流為尖峰波,磁通為正弦波,感應(yīng)電勢和輸出電壓波形較好。
從次級繞組來看,兩者都是yn連接。三相負(fù)荷不平衡且有零線電流時,三相不對稱電流含有零序分量(其頻率為50HZ),其值為零線電流的1/3。零序電流在干式變壓器鐵芯中產(chǎn)生零序磁通,在鐵芯三根支柱中同向,不能在鐵芯中閉合。零序磁通通過鐵芯外的附件、頂蓋、油箱封閉。對于D和yn11配電干式變壓器,零序磁通在主繞組中感應(yīng)出零序環(huán)流。從電磁感應(yīng)關(guān)系可以看出,主副繞組零序電流產(chǎn)生的零序磁通相互抵消,所以主磁通中的零序分量很小,副邊的零序電壓也很小,從而說明副邊的零序阻抗很小。Y,yno接線配電干式變壓器,零序電流不能在主繞組中流動,主磁通中的零序分量較大,二次側(cè)零序電壓也較大,說明二次側(cè)零序阻抗較大 #p#分頁標(biāo)題#e#
低壓電網(wǎng)接地故障保護(hù)的作用是保證設(shè)備和線路的熱穩(wěn)定性,防止電氣火災(zāi),保障人身安全。單相接地故障的短路電流Ld通常較小,且與低壓電網(wǎng)的接地類型有關(guān),應(yīng)特別注意檢查。以下描述了保險(xiǎn)絲用作線路和設(shè)備保護(hù)時的驗(yàn)證方法。
我新標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電裝置及線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(待審批)提出,在使用我標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品熔斷器作為配電線路接地故障保護(hù)時,TN系統(tǒng)應(yīng)滿足單相接地短路電流Id相對于熔體額定電流的較小倍數(shù)。TN接地系統(tǒng)是指配電干式變壓器中性點(diǎn)直接接地(用T表示),系統(tǒng)中裸露的導(dǎo)電部分通過中性線N或另一根保護(hù)線pe連接到干式變壓器接地(用N表示),類似于過去的“保護(hù)接零”。附表列出了兩個時限,5S對應(yīng)固定用電設(shè)備和線路,0.4S對應(yīng)移動和手持用電設(shè)備和線路(插座)。根據(jù)回路工作電流或峰值電流選擇熔體額定電流In后,檢查是否滿足id/in的較小倍數(shù)。考慮到人身安全,還應(yīng)檢查接觸電壓Ujc。截止時間5S要求UJC50V,截止時間0.4S要求 90V
一般Y,yno接線配電干式變壓器的零序阻抗是正序阻抗的8 ~ 10倍,單相短路電流相對較小,以至于故障點(diǎn)位于電網(wǎng)末端,保護(hù)線路pe段較小,電氣設(shè)備功率較大,或者應(yīng)考慮電機(jī)選擇的熔體額定電流,往往達(dá)不到進(jìn)度要求的ID/IN的較小倍數(shù)。使用D,yn11配電干式變壓器往往可以解決問題。
3能充分利用干式變壓器的容量
在三相不平衡負(fù)載的作用下,一方面零序電流產(chǎn)生的零序磁通通過油箱、附件等部件閉合,形成嚴(yán)重的磁洲和渦流損耗,增加了干式變壓器的功耗和溫升;另一方面,零序電壓偏移中性點(diǎn)電位,各相負(fù)荷端電壓上升或下降,因此規(guī)定零線電流不得超過二次額定電流的25%,限制了干式變壓器容量的利用。在極端情況下,負(fù)載集中在一相,例如,容量為315千伏安的干式配電變壓器,每相容量為105千伏安,但零線電流有限
相負(fù)荷容量,只能達(dá)到105×25﹪=26.25kVA、干式變壓器的容量利用率只有26.25/315=1/12=8.3%。在城鎮(zhèn)公用配電干式變壓器和農(nóng)村居民區(qū)配電干式變壓器中三相負(fù)荷不平衡情況幾乎不可避免。即使設(shè)計(jì)安裝時力求把同類負(fù)荷曲線的用電設(shè)備平均分配到三相上,實(shí)際運(yùn)行中仍會出現(xiàn)三相嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象,由此造成的低壓線損率居高不下、甚至燒毀干式變壓器事故屢見不鮮。對于D,yn11結(jié)線配電干式變壓器,因?yàn)橹鞔磐ㄖ辛阈虺煞趾苄。m然零序磁通路經(jīng)仍同上述,干式變壓器不致過熱;所以中性線電流不受限制,可以與線電流相等。干式變壓器的容量利用率較好。
因此在TN和TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中和在不平衡單相負(fù)荷引起中性線電流超過干式變壓器低壓繞組額定電流的25﹪情況下,宜選用D,yn11結(jié)線三相配電干式變壓器。#p#分頁標(biāo)題#e#
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