沈陽變壓器回收專題三相配電變壓器結線組別選擇新標準的探討
摘 要：本文對國家標準《供配電系統設計規范》及建筑行業標準《民用建筑電氣設計規范》中10（6）/0.38~0.22kV配電變壓器結線組別選擇的新規定，從技術上和運行實踐經驗加以探討，并提出應注意的有關問題。
關 鍵 詞：配電變壓器 結線組 選擇標準
前 言
國家標準GB50052-95《供配電系統設計規范》中規定: “在TN及TT系統接地型式的低壓電網中宜選用D，yn11結線組的三相變壓器作為配電變壓器”。90年代中期修訂國家標準《三相油浸式電力變壓器技術參數和要求》，用GB/T 6451-1995代替GB6451.1~6451.5-86和制訂國家標準GB/T 10228-1997《干式電力變壓器技術參數和要求》時，均已將D，yn11和Y，yn0兩種不同的結線組同時列入10（6）/0.38~0.22kV三相變壓器的技術標準。但實際上從1953年學習蘇聯先進技術開始，40余年來，我國中壓和低壓配電網間的10（6）/0.38~0.22kV配電變壓器，幾乎全部采用Y，yn0結線組別，且多數變壓器廠也不生產D，yn11結線組的變壓器，因此在當前城市配電網的發展規劃和城鄉配配電網的改造中如何正確地貫徹國標GB50052-95是一個值得注意的重要問題。本文從歷史的回顧和技術分析入手，對Y，yn0結線和D，yn11結線的優缺點加以分析，用以說明新標準制訂的依據和實施的必要性，供同行研究參考。
一、從當年采用Y，yn0結線組及其優缺點說起
1、 1953年以前配電變壓器的結線組別
解放前舊中國的變壓器制造能力十分薄弱，大部分配電變壓器由國外進口，而國內外廠家又分別自定標準，當時10（6）/0.38~0.22kV的三相配電變壓器則分別選用D，d0、Y，d11或Y，d1結線組，一般不采用Y，yn0結線方式。要注意以下三點: （1）我國早期使用的配電變壓器一次和二次繞組中，至少有一個繞組采用D結線; （2）迄今為止，國際上多數國家的配電網仍沿用D，yn1或D，yn11結線組，一般不選用Y，yn0結線組; （3）歐美國家習慣采用的D，yn1與前蘇聯習慣采用的D，yn11結線組，從技術上講，沒有什么差別。當時為了學習蘇聯，規定統一采用D，yn11，無可非議。
2、Y，yn0結線的優點
當年推廣Y，yn0三相變壓器時，認為這種結線組從制造和運行上有以下優點:
（1） 變壓器高壓繞組由D接法改為Y接法后相電壓降低了1/√3，有利于節約絕緣材料。如采用圓筒式繞組，中性點在最外層，則相間距離亦可減少，因而相應地減少了鐵軛的重量。如Y接或D接的繞組都采用圓筒形繞組，由于Y接時絕緣材料的減少，也間接地減輕了高壓繞組導線的重量。
（2） Y接繞組的分接頭可放在中性點側，三相分接頭間的工作電壓很低，可共用一盤分接開關，結構簡單，而D接繞組必須將三相分接頭分開，導致分接開關制造復雜，使制造成本增加，其質量反而不如Y接的可靠，且間接地使油箱尺寸增大，增加充油量。
（3） 小容量配電變壓器的高壓Y接繞組，采用圓筒式結構，制造簡單。如D接，圓筒式繞組必須分成兩段，才便于在每相繞組的中間抽出分接頭，否則抽頭要從油槽中引出，既費工又不可靠。
（4） Y，yn0結線組的配電變壓器與同容量同規格的D，yn11結線組的配電變壓器對比，其空載損耗及負載損耗均較小，有利于降低配電網中的電能損耗。根據國家GB/T 6451-1995表1中的過渡標準，雙繞組、無勵磁調壓的10（6）/0.4kV三相變壓器，采用兩種不同結線時的空載損耗、負載損耗和空載電流%的對比見表1。
3、Y，yn0接線組的主要缺點
（1） 抑制諧波的能力差
低壓電網中的諧波源主要包括: 由于變壓器鐵心磁化曲線的非線性以及負載中電力電子器件所產生的諧波對D，yn11接線組3次諧波電流可以在D接線的繞組中環流，更有利于得到抑制。而Y，yn0結線組由于抑制諧波的能力較差，不宜用于低壓電網TN或TT接地型式的場合。
（2） 三相不平衡負載會使低壓電網中性點移位，影響三相電壓的平衡。
Y， yn0結線組的配電變壓器在0.38/0.22kV三相四線制低壓電網中運行時，中性線通過的零序電流為三相電流的總和，會造成低壓電網中的中性點移位。由計算得知，當中性線電流為額定電流的25%時，中性點移位約為額定電壓的7.08%，尚不致嚴重地影響到三相相電壓的不平衡。故國家GB50052-95第6.08條規定: “在TN及TT接地型式的低壓電網中，當選用Y，yn0結線組別的三相變壓器，其由單相不平衡負荷引起的電流不得超過低壓繞組額定電流的25%，且其中一相的電流在滿載時不得超過額定電流值。”由于上述規定，限制了Y ，yn0結線配電變壓器接用單相負荷的容量，也影響了變壓器設備能力的充分利用。
（3） Y ，yn0結線的三相配電變壓器具有很大的零序電抗，限制了低壓側的短路電流，不利于故障的快速切除。
以1000kVA變壓器為例，在變壓器低壓側出線端的單相短路電流僅7kA左右，因此要保證單相短路電流保護的靈敏度為1.5~2，變壓器低壓側總開關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，很難對空氣斷路器進行合理整定，上下級保護之間的配合很難達到合理的選擇性動作。
二、 新標準為什么規定在TN及TT接地型式的低壓電網中宜采用D，yn11結線組的配電變壓器
1、TN及TT接地型式低壓電網的接線
TN低壓電網中有一點直接接地，電氣設備的外露部分用保護線與該點直接連接，有以下三種接法。
（1） TN-S系統
整個系統的中性線N與保護線PE是分開的。（見圖1）