電壓互感器接法揭秘：Dyn11與Yyn0的不同適用場景

電壓互感器的接法區別及適用場景 變壓器接線Dyn11和Yyn0 區別 三相五柱式開口三角原理

電壓互感器的接法電磁式電壓互感器是電磁感應原理，不可能是直流電，只能是交流電。電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器，將高電壓按比例轉換成低電壓，即100V，電壓互感器一次側接在一次系統，二次側接測量儀表、繼電保護等。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。

電流互感器是一種電流變換裝置。它將高壓和低壓大電流變成電壓較低的小電流，供給儀表和繼電保護裝置，并將儀表和保護裝置與高壓電路隔開。電流互感器的二次側電流一般為5安或1安。下面探討下電壓互感器的不同接法及相應功能，包括變壓器（也是一種電壓互感器）的常用接線方法和接法區別：

變壓器接線方法常見的變壓器繞組有二種接法，即“三角形接線”和“星形接線”；在變壓器的聯接組別中“Y（或y）為星形接線，D（或d）為三角形接線”。

一二次組合常見接法是，變壓器Dyn11接法：高壓側三角形，低壓側星形且有中性線，高壓與低壓有一個30度的相位差。變壓器Yyn0 接法：高壓側星形，低壓側星形且有中性線，高壓與低壓沒有相位差。

大寫字母表示一次側（或原邊）的接線方式，小寫字母表示二次側（或副邊）的接線方式。由于Y連接時還有帶中性線和不帶中性線兩種，不帶中性線則不增加任何符號表示，帶中性線則在字母Y后面加字母n表示，即n表示中性點有引出線。11表示高低壓之間的向量差是30度，低壓繞組的電壓向量位移落后高壓30度，用時鐘表示的方法，高壓側的電壓向量指向時鐘的12點時，低壓側的線電壓向量指向時鐘的11點。

同容量的配電變壓器，空載損耗Dyn11接線比Yyn0接線可減少10%。大容量變壓器不宜采用Yyn0接線，最大容量1800kVA，并規定Yyn0接線變壓器中性線電流不應超過低壓側額定電流的25%。

Dyn11接線中，規程規定Dyn11接線變壓器中性線電流不應超過低壓側額定電流的40%，所以Dyn11接線能使配變容量盡可能得到充分利用。對于供電質量來說，Yyn0接線配變的零序電壓也較大；而Dyn11接線配變鐵芯中合成零序磁通很小，低壓總開關過流保護的靈敏度也高得多。Dyn11接法由于具有三角形接線的變壓器可以防止三次諧波或零序磁通對高壓側電源電壓波形的影響，此外這種聯結方法對防止雷電侵入波的過電壓也有良好的作用。

但是，Dyn11聯結方式的變壓器電源側如用跌落式熔斷器作為過載和短路保護，出現一相熔絲熔斷，即高壓側單相斷線，這時低壓側有兩相的相電壓其數值為額定電壓的1/2，即從220V降低到110V，這時電冰箱等家用電器會因無法啟動而導致燒損。這時，Dyn11聯結方式的變壓器低壓側必須加裝可靠的低電壓保護。

Yyn0接法這種連接組合方式，低壓側有中性線，低壓負荷中的三次諧波電流和三相不平衡負荷中的零序電流可以通過中性線在變壓器繞組中流通。

互感器常用接線方法區別三相三線制和三相四線制都可以采用Yy接法或Vv接法，區別是Vv接法只能用于線電壓測試，Yy接法只能用于相電壓測試，都能滿足三相電壓的測量。

電能計量中，通常還需要測電流和功率，這時，只有三相三線制中，可以采用兩個電流互感器與Vv接法的兩個電壓互感器配合測試三相電功率。三相四線制中，必須采用三個電流互感器與Yy接法的三個電壓互感器配合測試三相電功率。故電能計量中，Vv接法用于三相三線制，而Yy接法用于三相四線制。

下圖中：

（a）單相接線。一臺單相電壓互感器在35kV及以下中性點不接地或不直接接地系統中，可用來測量某一相間電壓，用于連接電壓表、頻率表、繼電器等。在110kV及以上中性點直接接地系統中，如果互感器一次繞組的一端接在線路上，另一端接地，互感器可測量某一相對地電壓，用于連接各種儀表和繼電器等。這種接線方式根據一次系統中性點接地方式的不同而用途有所不同。為了安全起見，二次繞組必須有一端(通常取X端)接地。

（b）V－V接線。兩臺單相電壓互感器V-V接線又稱不完全三角形接線，應用于中性點不接地或經高阻抗接地的20kV及以下系統中，可以獲得對稱的三個線電壓，但不能獲得相電壓，可用于只需要線電壓的電能、功率的測量、繼電保護、安全自動裝置等，不能用于絕緣監察和接地保護，無法測量系統的零序電壓。使用時具有局限性。這種接線方式，接線簡單經濟，由于一次繞組沒有接地點，減少了系統中的對地勵磁電流，避免產生內過電壓。為了安全起見，通常將二次繞組V公共點接地。

（c）Y－Y接線。由三個單相互感器一、二次側均接成Y形，可供給要求線電壓和相電壓的儀表和繼電器，在中性地接地的情況下，也可裝用絕緣監視電壓表。這種接線方式，使用的比較少。為了安全起見，要在二次繞組中性點接地。

（d）Y0/Y0/△接線。三臺單相三繞組電壓互感器或一臺三相五柱電壓互感器（開口三角形）接線，該接法相對Y/Y接法，多一個開口三角，構成了零序電壓監測。多用于3～220kV系統，供接入交流電網絡絕緣監視儀表和繼電器用。三相五柱式電壓互感器只用于3～15kV系統。

三相五柱式電壓互感器原理

三相五柱式電壓互感器的兩組低壓繞組，其中一組為二次繞組，接為星形并中性點接地（有些廠、站為b相接地）用以測量相電壓和線電壓，以及供給保護裝置和電能表、功率表等所需要的電壓。另一組為輔助繞組，接成開口三角形供絕緣監察裝置使用，電器正常情況下系統三相電壓對稱三相電壓之和為零，開口三角兩端電壓接近于零，當發生單相接地故障時，開口三角兩端出現零序電壓，電壓繼電器動作發出預告信號。

什么是開口三角形輸出？五柱指的是電壓互感器的鐵芯磁路有五個柱狀。正常的三相輸出，再加一組開口三角形輸出。三相五柱式互感器是用于高壓的電壓互感器，里面有三組線圈，高壓有一組，三個接線柱，低壓有兩組，一組為低壓電壓輸出，有三個接線柱，另一組為開口三角形接法，首尾相連，留出兩個端，主要用于單相接地或者斷線檢測用。所以共有五個接線柱。如下圖，所示：

結論：在中性點不接地或經消弧線圈接地的系統中，為了測量相對地的電壓，電壓互感器的一次繞組必須接成星形，且中性點必須接地。在3～60kV電網中，采用三只單相三繞組（接地專用）電壓互感器，而在3～20kV電網中，常采用三相五柱式電壓互感器來測量相對地電壓。普通三相三柱式的電壓互感器是不允許作這種測量的。