變壓器的星形-星形連線 | 三相變壓器連線


圖中所示為變壓器的星形-星形連線。此處,初級和次級側三個繞組的一個端子連線到一個公共點(稱為中性點),每個繞組的另一端作為線端子引出。

在星形-星形連線的情況下,相電流等於線電流,並且它們同相。線電壓是相電壓的√3倍。此外,線電壓和相電壓之間存在30°的相位差。

對於理想變壓器,電壓比由下式給出:

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

電流比由下式給出:

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

星形-星形連線的優點

星形-星形連線的主要優點是它具有中性端子。因此,它可用於初級和次級需要中性點且電壓適中和較高的場合。

星形-星形連線的缺點

星形-星形連線有兩個非常嚴重的問題,如下所示:

  • 如果未提供中性連線且連線了不平衡負載,則相電壓往往會變得嚴重不平衡。因此,在沒有中性連線的情況下,星形-星形連線對於不平衡負載是不令人滿意的。

  • 變壓器的勵磁電流是非正弦變化的,包含三次諧波。在平衡的三相系統中,三個初級繞組勵磁電流中的三次諧波幅值相等且彼此同相。因此,它們將直接相加,並且它們在星形連線的中性點的和不為零。

  • 由於在未接地的星形連線中,勵磁電流中沒有這些諧波的通路,因此這些分量將使磁通波形失真,這將在初級和次級側的每個繞組中感應出具有三次諧波分量的電壓。這種感應電壓的三次諧波分量可能與基波電壓一樣大。當該感應電壓與基波電壓相加時,最大電壓約為正常電壓的兩倍。

解決不平衡和三次諧波問題的方法

在星形-星形連線中,可以使用以下任何一種方法來解決不平衡和三次諧波問題:

中性點牢固接地

在變壓器初級星形點和發電機中性點之間提供低阻抗的牢固連線,使三次諧波電流流過中性線,而不是感應出大的電壓。中性線還為由不平衡負載引起的不平衡電流提供返回路徑。但是,中性線中的三倍頻電流可能會干擾附近的電話線和其他通訊電路。

透過提供三次繞組

當星形-星形連線的變壓器中未提供中性點時,除了初級和次級繞組外,還為變壓器提供第三個繞組。這個第三個繞組稱為三次繞組。三次繞組始終連線成三角形,並提供一個迴路來迴圈三次諧波電流和不平衡電流。

更新時間: 2021年8月13日

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