由剧场用电特点谈变压器的联结组别

常世昌

（山西省艺术科技研究所，山西 太原 030001）

由剧场用电特点谈变压器的联结组别

常世昌

（山西省艺术科技研究所，山西 太原 030001）

结合剧场用电特点，介绍电力变压器绕组联结组别的表示方法，各种联结组别的特点，阐述对JGJ57-2000《剧场建筑设计规范》推荐的电源变压器接线方式的正确理解。

剧场；变压器；联结组别

1 前言

剧场等娱乐场所的舞台照明设施中，普遍采用可控硅元件对电路快速切换，以达到各种灯光闪烁，在舞台上呈现色彩斑斓的艺术效果。

由于这种艺术照明的灯光常常随着节目情节内容的变化和音乐曲调节奏的变化而变化，从技术的角度来分析，很难找到其变化的规律。显然，这样毫无规律随时变化的负载分接在三相电源上，要保持三相负载的平衡是不可能的。

同时，由于可控硅毫无规律随时变化地对大功率负载的切换，还会产生大量的高次谐波。这些高次谐波不单会干扰剧场的扩声系统，注入电网的高次谐波还会干扰自动化设备的运行程序，会影响测量和计量仪器的指示和计量以及继电保护和自动装置的工作和可靠性……从而影响供电系统的安全运行。

为了适应剧场这种特殊的负载，必须正确地选用电力变压器。

2 联结组别的种类

常见的电力变压器绕组有2种接法，即三角形接线和星形接线。国家标准GB1094.1-1996《电力变压器 第1部分 总则》中规定了变压器绕组联结组别的表示方法。这种表示法在变压器的联接组别中D（或d）表示为三角形接线，Y（或y）为星形接线，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。各类型变压器均按高、低压绕组的顺序书写。由于Y连接时还有带中性线和不带中性线2种方式，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（或n）表示，n表示中性点有引出线；这样，变压器2个绕组组合起来就形成了4种接线组别：Yyn（YNyn）、Dy（Dyn）、Yd（YNd）和Dd。由于民用三相四线制供电的需要，民用配电变压器就只能采用“Dyn”和“Yyn（YNyn）”2种接线组别。

建国前，我国配电变压器采用的联结组别基本上是Dyn系统；建国后，大量引进了前苏联的技术和设备，因而，沿用了前苏联的配电系统及其Yyn的联结组别。直到改革开放后，欧美日发达国家的技术及设备纷纷涌人我国，国际上普遍采用的Dyn也逐渐成为国内配电变压器的联结方式的主流。Yyn的联结组别的变压器成本较低，适用于农村及中小企业三相负载基本平衡的场所。

与Yyn联结组别的变压器相比，Dyn联结组别的变压器不仅能较好地适应三相不平衡负荷，而且它的二次侧零序阻抗很小，可使低压侧保护装置快速动作，有利于单相接地短路故障的切除。特别是它一次侧绕组的Δ接线方式可使高次谐波激磁电流形成环流，有利于抑制高次谐波电流。因此，Dyn联结组别的变压器特别适用于剧场、体育场等文艺演出场所。

三相变压器的接线方式除常见的星形Y、三角形D，还有一种Z形接线方式（如Yzn）。Z形接线方式有利于防止过电压和雷击造成的损害，多用于接地变压器。

3 联结组别的选择

由于变压器绕组接线时绕组之间“始端”、“末端”连接的区别，以及一、二次侧相序对应的变化，都会影响变压器一、二次侧对应的线电压之间的相位差。这样，变压器4种接线组别接线时通过绕组之间“始端”、“末端”连接的变化和相序对应的变化，组合起来就使得一、二次侧对应的线电压之间共产生了12种不同的相位差，这12种相位差互相之间正好是30°；与时钟面上小时数之间的角度一样，每一小时，时针移动正好是30°。因此，用时钟表示法来标明高低压侧的向量关系非常形象、方便。其方法是，把一次侧线电压向量作为参考基准，将其用时钟0点（12点）表示，二次侧对应的线电压向量变化的角度值从时钟的0点起顺时针转动，看时针指在几点上，就以该点作为该接线组别的组号。

所以，双绕组电力变压器的接线组别共被分为12种，其中6种为单数组，6种为双数组，凡是一次侧线圈与二次侧线圈接线不一致的都为单数组，如Dy、Yd，包括：Dy-1、3、5、7、9、11；凡是一次侧线圈与二次侧线圈接线一致的，如Yy、Dd都属于双数组，包括：Yy-2、4、6、8、10、12。

为了避免制造和使用上的混乱，国家标准GB/T 6451-2008 《油浸式电力变压器技术参数和要求》和GB1094.11-2007《电力变压器第11部分：干式变压器》建议变压器的联结组别为 Dyn11、Yyn0、Yzn11、Dyn5。

目前，我国的D形对y形接线，常选用11点接线，即Dyn11，Y形对y形接线，常选用0点（12点）接线，即Yyn。由于变压器采用Dyn联结组别具有上述优点，现在国际上大多数国家的配电变压器均采用Dyn11联结，国家规范JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》也推荐采用Dyn11联结变压器用作配电变压器。

4 结论

JGJ57-2000《剧场建筑设计规范》推荐“电源变压器宜采用接线方式为Δ/Y0的变压器”。这里的“Δ/Y0”采用了旧的表示法，并且，这里没有指出一、二次侧之间的相位差，因此，非常容易让人产生误解，曾有设计人员将JGJ57-2000推荐的变压器理解为Dy0或Dyn0，并且在网络上还有不负责任的供货商声称，可提供Dyn0的变压器……这对剧场建设中变压器的选型工作造成了一定影响。

变压器接线方式旧的表示法中的“0”仅代表引出中性线“n”，不可以把“0”理解为相位差，从技术角度分析，变压器的一、二次侧分别采用三角形接线和星形接线时，一、二次侧之间也不可能出现0°的相位差。

把旧的表示法改写为新表示法后，其中的“Δ”和“0”分别是 “D”和“n”，即JGJ57-2000推荐“电源变压器宜采用接线方式为‘Dyn’的变压器”。

变压器接线组别的完整写法还应包含一、二次侧之间的相位差，结合上述国标的规定可以判定：JGJ57-2000推荐的电源变压器接线方式为Dyn11。

（编辑 潘 浪）

Talk on Notations for Connected Groups of Transformer Combined with Electrical Characteristics in Theatre

CHANG Shi-chang

(Institution of Art and Science Technology of Shanxi Province, Taiyuan Shanxi 030001, China)

Combined with electrical characteristics in theatre, notations for connected groups of power transformer winding were expounded along with their different properties and proper understanding of power transformer presented by JGJ57-2000 "Theatre Design Specif i cations".

theatre; transformer; group of winding

10.3969/j.issn.1674-8239.2011.03.008