与水、下水道和其他服务一样，电力是发达国家最重要的公用设施之一。根据使用地点的不同，可提供不同电压的电源。降低（或提高）两个系统之间功率的关键是什么？变压器。Bel 的这篇文章探讨了三相变压器四种初级绕组配置的优缺点。
变压器是一种电气设备，它通过电磁感应，以相同频率在电路之间转换电力，通常改变电压和电流的值。由于所有电源均采用三相形式产生，三相变压器在长距离配电、区域电网、本地电网、工业和商业设施中发挥着关键作用。
三相变压器绕组配置
三相电力变压器是由三个单相变压器绕制在单个铁芯上构成的。由于铜和铁芯的利用效率更高，给定伏安 (VA) 额定值的三相变压器将比三个单独的单相变压器更小、更经济、更轻。
图 1：典型的物理接触插头和插座连接器。
三相变压器通常至少有 6 个绕组 - 3 个初级绕组和 3 个次级绕组。初级和次级绕组可以不同的配置连接，以满足不同的要求。在常见的应用中，绕组通常采用两种流行配置之一进行连接：三角形或星形。
三角形连接
在三角形连接中，有三个相并且没有中性线。输出三角连接只能供应三相负载。线电压（VL）等于电源电压。相电流 (IAB = IBC = ICA) 等于线电流 (IA = IB = IC) 除以 √3 (1.73)。当变压器的次级连接到大的、不平衡的负载时，三角形初级为输入电源提供更好的电流平衡。
图 2：“Delta”连接示意图。
星形连接
在星形连接中，有 3 个相和一个中性线 (N)——总共 4 根电线。星形连接的输出使变压器能够提供三相电压（相间电压），以及单相负载的电压，即任意相与中性点之间的电压。中性点也可接地，以在需要时提供额外的安全性：VL-L = √3 x VL-N。
图 3：“Y 形”连接示意图。
四种初级绕组配置
三相变压器可以以四种常见配置连接：三角形-三角形、星形-星形、三角形-星形 和 星形-三角形。每种配置都有其初级和次级绕组连接方式，各有优缺点，影响着变压器的性能和应用适用性。
1.三角形/三角形 (D/D)
D/d 优势
在三角形-三角形变压器（简称 D/d）中，初级和次级绕组均以三角形配置连接。这种配置有几个优点。如果三个线圈中的一个出现故障或失效，其余两个未损坏的线圈仍可提供三相电力，其容量大约相当于原变压器输出的三分之二。
在变压器次级连接到大型不平衡负载的情况下，三角初级可为输入电源提供更好的电流平衡。
一个关键的优点是初级绕组和次级绕组之间没有任何相移，从而确保和谐的电力传输。在涉及低电压和大电流电力传输或必须保持服务连续性的应用中，尤其是在发生相位故障时，这种配置通常是首选。
D/d 的缺点
在这种配置中，某些特性会影响三相变压器的设计和功能。初级和次级绕组的匝数较多导致线圈更大且更昂贵。这种设计需要额外的绕组间和层间绝缘。使用更细规格的磁线会增加每磅的成本，而且值得注意的是，这种配置缺少中性连接。
2.三角形/星形 (D/Y)
D/y 优势
初级三角形和次级星形（D/y）配置因其向发电设施输送三线平衡负载的能力而脱颖而出，无缝适应各种应用。这种配置通常用于为商业、工业和高密度住宅区供电。
这种设置既能为三相负载供电，也能为单相负载供电，并能在电源不足时产生一个公共输出中性点。可有效抑制从线路到次级侧的噪声（谐波）。
D/y 的缺点
如果三个线圈中的一个线圈出现故障或失效，就会危及整个组的功能，而且初级和次级绕组之间 30 度的相移可能会导致直流电路产生更大的纹波。
3.星形/三角形 (Y/D)
Y/d 优势
Y/D 配置利用高电压输入，将单个线圈上的电压降低 √3 倍，从而减少了绕组匝数，降低了绝缘性能。该设计可用作降压变压器，主要用于传输线的末端。它还包括电源侧的接地线（中性线）。
Y/d 的缺点
Y/d 与 D/y 配置具有相同的潜在缺点：如果单个线圈出现故障，整个组的功能可能会失效；如果在初级和次级绕组之间引入 30 度的相移，可能会导致直流电路中的纹波增加。
4.星形/星形 (Y/Y)
优点
在四种常见的三相变压器配置中，Y/y 设置是最具成本效益的选择，可提供无缝电力传输，且初级和次级绕组之间没有相移。初级侧和次级侧均设有接地（中性）线，可灵活地向三相和单相负载输送电力。
Y/y 的缺点
为了确保最佳性能，单相负载需要在此配置内尽可能地保持平衡。值得注意的是，Y/y 设置可能更容易在电源和负载之间传递噪声。
干式和油浸式变压器
根据功率和电压水平，三相变压器可分为两大类：依靠空气作为冷却介质的干式变压器和利用油作为冷却介质的充液式变压器。
干式变压器：开放式框架或浇注式线圈
干式变压器主要有两大类：
- 开放式框架，具有外露树脂浸渍铁芯和线圈，用于外壳安装，额定电压最高可达 1000V，额定功率最高可达 500 kVA。
- 树脂浇筑式线圈，每个线圈都是在环氧树脂模具中浇铸而成，额定电压高达 36.0 kV，额定功率高达 40 MVA。
液体变压器
相比之下，液体填充变压器完全浸没在真空密封的金属容器内的特殊矿物油中，电气额定电压为 6.0 kV 至 1,500 kV，功率高达 1000+ MVA。
图 1：变压器的类型。
最佳开放式变压器配置
在条件允许的情况下，对于开放式框架变压器，大多数行业都倾向于在配电应用中使用三角输入和黑白输出来连接三相变压器。
三角形配置最常见的输入电压包括 600V、480V、415V、400V、230V 和 208V。而最常见的星形配置输出电压如下：在加拿大：600V (L-L) 和 347V (L-N)。对于美国的大型工业负载，它可提供 480V（L-L）和 277V（L-N）。在美国小型工业、商业和住宅负载的情况下，输出电压为208V（L-L）和120V（L-N）。
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