变压器的星形-星形连接 | 三相变压器连接


图中所示为变压器的星形-星形连接。此处,初级和次级侧三个绕组的一个端子连接到一个公共点(称为中性点),每个绕组的另一端作为线端子引出。

在星形-星形连接的情况下,相电流等于线电流,并且它们同相。线电压是相电压的√3倍。此外,线电压和相电压之间存在30°的相位差。

对于理想变压器,电压比由下式给出:

$$\mathrm{\frac{𝑉_{𝑅𝑁}}{𝑉_{𝑟𝑛}}=\frac{𝑉_{𝑌𝑁}}{𝑉_{𝑦𝑛}}=\frac{𝑉_{𝐵𝑁}}{𝑉_{𝑏𝑛}}=𝐾}$$

电流比由下式给出:

$$\mathrm{\frac{𝐼_𝑅}{𝐼𝑟}=\frac{𝐼_{𝑌}}{𝐼_{𝑦}}=\frac{𝐼_{𝐵}}{𝐼_{𝑏}}=\frac{1}{𝐾}}$$

星形-星形连接的优点

星形-星形连接的主要优点是它具有中性端子。因此,它可用于初级和次级需要中性点且电压适中和较高的场合。

星形-星形连接的缺点

星形-星形连接有两个非常严重的问题,如下所示:

  • 如果未提供中性连接且连接了不平衡负载,则相电压往往会变得严重不平衡。因此,在没有中性连接的情况下,星形-星形连接对于不平衡负载是不令人满意的。

  • 变压器的励磁电流是非正弦变化的,包含三次谐波。在平衡的三相系统中,三个初级绕组励磁电流中的三次谐波幅值相等且彼此同相。因此,它们将直接相加,并且它们在星形连接的中性点的和不为零。

  • 由于在未接地的星形连接中,励磁电流中没有这些谐波的通路,因此这些分量将使磁通波形失真,这将在初级和次级侧的每个绕组中感应出具有三次谐波分量的电压。这种感应电压的三次谐波分量可能与基波电压一样大。当该感应电压与基波电压相加时,最大电压约为正常电压的两倍。

解决不平衡和三次谐波问题的方法

在星形-星形连接中,可以使用以下任何一种方法来解决不平衡和三次谐波问题:

中性点牢固接地

在变压器初级星形点和发电机中性点之间提供低阻抗的牢固连接,使三次谐波电流流过中性线,而不是感应出大的电压。中性线还为由不平衡负载引起的不平衡电流提供返回路径。但是,中性线中的三倍频电流可能会干扰附近的电话线和其他通信电路。

通过提供三次绕组

当星形-星形连接的变压器中未提供中性点时,除了初级和次级绕组外,还为变压器提供第三个绕组。这个第三个绕组称为三次绕组。三次绕组始终连接成三角形,并提供一个回路来循环三次谐波电流和不平衡电流。

更新时间: 2021年8月13日

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