淺談關於安全隔離變壓器濾波能力和諧波耐受力！
隔ge離li變bian壓ya器qi俗su稱cheng安an全quan隔ge離li變bian壓ya器qi，這zhe是shi因yin為wei安an全quan隔ge離li變bian壓ya器qi的de兩liang個ge輸shu出chu端duan都dou不bu接jie地di，對dui地di都dou是shi懸xuan浮fu的de。兩liang端duan對dui地di的de電dian壓ya，主zhu要yao是shi感gan應ying電dian壓ya。而er且qie電dian壓ya不bu會hui太tai高gao，另ling外wai內nei阻zu大da，所suo以yi人ren接jie觸chu其qi中zhong一yi端duan，二er次ci繞rao組zu的de電dian壓ya沒mei有you形xing成cheng通tong路lu，所suo以yi不bu會hui觸chu電dian。正zheng因yin為wei如ru此ci，有you人ren在zai使shi用yong安an全quan隔ge離li變bian壓ya器qi的de時shi候hou也ye就jiu放fang鬆song了le警jing惕ti，想xiang著zhe有you了le這zhe麼me一yi個ge安an全quan隔ge離li變bian壓ya器qi，安an全quan就jiu不bu是shi問wen題ti了le。當dang真zhen就jiu如ru他ta們men所suo想xiang——安全隔離變壓器一定是安全的？作為專注30yuniangelibianyaqishengchanchangjiadeshanghaigainengdianqiyouxiangongsi，womenjiujiandanchanshuyixiaanquangelibianyaqizhendeanquanme？anquangelibianyaqidelvbonenglihexiebonaishoulidefenxi！
引文作者:上海蓋能電氣市場部（專注幹式變壓器30年）電話：189 1886 3098（微信同號）
安全隔離變壓器
學過哲學的話，我們都知道：凡事都隻是相對而言，並不是絕對。大家認為：“安全隔離變壓器就一定安全”zhezhongxiangfashicuowude。shuoanquangelibianyaqianquanyezhishixiangduiqitabianyaqilaishuode，bingmeiyoujueduideanquande。anquangelibianyaqijinjinshiqidaoyidingdebaohuzuoyong，bingfeiquanbu。
通(tong)常(chang)來(lai)說(shuo)人(ren)觸(chu)電(dian)一(yi)般(ban)都(dou)是(shi)導(dao)體(ti)的(de)電(dian)通(tong)過(guo)人(ren)體(ti)流(liu)入(ru)大(da)地(di)的(de)過(guo)程(cheng)，而(er)他(ta)之(zhi)所(suo)以(yi)會(hui)流(liu)入(ru)大(da)地(di)就(jiu)是(shi)因(yin)為(wei)他(ta)的(de)供(gong)電(dian)設(she)備(bei)對(dui)大(da)地(di)有(you)電(dian)氣(qi)關(guan)係(xi)也(ye)就(jiu)是(shi)中(zhong)性(xing)點(dian)接(jie)地(di)，如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)這(zhe)個(ge)電(dian)氣(qi)關(guan)係(xi)，那(na)麼(me)人(ren)是(shi)不(bu)會(hui)觸(chu)電(dian)。而(er)安(an)全(quan)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)就(jiu)是(shi)讓(rang)輸(shu)出(chu)端(duan)可(ke)以(yi)保(bao)持(chi)對(dui)地(di)的(de)無(wu)電(dian)氣(qi)關(guan)係(xi)，這(zhe)樣(yang)一(yi)來(lai)就(jiu)相(xiang)對(dui)安(an)全(quan)了(le)一(yi)些(xie)。
但是，如果安全隔離變壓器輸shu出chu的de地di方fang，已yi經jing有you一yi個ge人ren接jie觸chu了le導dao體ti並bing且qie站zhan在zai地di上shang，那na麼me如ru果guo同tong時shi還hai有you另ling一yi個ge人ren接jie觸chu另ling一yi個ge導dao體ti又you站zhan在zai地di上shang，那na麼me他ta們men兩liang個ge人ren都dou將jiang會hui觸chu電dian，因yin為wei其qi中zhong一yi個ge人ren已yi經jing相xiang當dang於yu有you了le電dian氣qi方fang式shi對dui大da地di連lian接jie的de關guan係xi了le。在zai這zhe樣yang的de情qing況kuang下xia，安an全quan隔ge離li變bian壓ya器qi就jiu不bu能neng說shuo是shi安an全quan的de。
另外安全隔離變壓器安全在變壓器一般用在低壓係統，當人的身體接觸到電源時由於不能形成回路，故而可以減輕對人身的傷害。
可ke對dui於yu高gao壓ya供gong電dian係xi統tong，雖sui然ran安an全quan隔ge離li變bian壓ya器qi中zhong有you的de中zhong性xing點dian不bu接jie地di，但dan由you於yu變bian壓ya器qi或huo發fa電dian機ji對dui地di都dou有you泄xie漏lou電dian流liu，實shi際ji上shang還hai是shi相xiang當dang於yu經jing過guo一yi個ge大da電dian阻zu接jie了le地di，隻zhi是shi電dian流liu很hen小xiao罷ba了le，不bu會hui對dui電dian網wang造zao成cheng影ying響xiang，但dan當dang人ren靠kao近jin高gao壓ya線xian時shi就jiu會hui通tong過guo身shen體ti與yu地di形xing成cheng回hui路lu，從cong而er造zao成cheng觸chu電dian，這zhe個ge時shi候hou危wei險xian就jiu悄qiao然ran而er至zhi了le。
1、安全隔離變壓器分類
1.1、按輸入輸出接線方式分類：
通常安全隔離變壓器根據輸出輸入接線方式不同可以分類為：Dyn，Dd，Ynyn，YNd，Dzn，ZNd，Ynzn，Znyn八大類，D或d表示三角接線，Y或y代表星形接線，Z或z代表曲折接線（英文表示：Zig/Zag聯接），大寫表示輸入，小寫表示輸出，N或n表示中性點，通常安全隔離變壓器，尤其是UPS係統和數據機房變壓器接線方式主要是：Dyn11，Dzn0兩種。
1.2、按輸出數量分類：單輸出，雙輸出，多輸出等等，通常安全隔離變壓器，尤其是UPS係統和數據機房變壓器是單輸出變壓器，對於十二脈整流變壓器或濾波變壓器是雙輸出變壓器，其接線方式是Dyn11d0，也就是說，輸出有獨立隔離的兩組輸出，一組接線方式是Dyn11，另一組是Dd0，兩組輸出相位差為30度du，對dui於yu雙shuang輸shu出chu或huo多duo輸shu出chu變bian壓ya器qi，實shi際ji應ying用yong中zhong必bi須xu盡jin可ke能neng保bao證zheng各ge組zu負fu載zai盡jin量liang相xiang等deng，否fou則ze其qi濾lv波bo效xiao用yong大da大da降jiang低di，但dan實shi際ji運yun行xing中zhong要yao保bao證zheng各ge組zu輸shu出chu負fu載zai相xiang等deng又you很hen困kun難nan，基ji於yu這zhe個ge原yuan因yin，多duo組zu輸shu出chu安an全quan隔ge離li變bian壓ya器qi很hen少shao在zai實shi際ji中zhong應ying用yong。
2、K係數變壓器的涵義：
2.1、K係數是諧波熱損耗的一個折算係數，通常從1到50，常選用：1、4、7、9、11、13、20、30，最經常選用的是：1、4、13、20。
2.2、對於供電和用電網絡的涵義： K係數代表供電和用電網絡中諧波的惡劣程度，K係數越高，代表供電和用電網絡中諧波越惡劣，K=1代表供電和用電網絡中不含有任何諧波，全部為基波分量，UPS係統和數據機房的供電和用電網絡為：13和20，K係數不隨負載率變化而變化，隻和網絡諧波頻譜有關。
2.3、對於用電、供電和送電設備的涵義：K係數代表設備耐受諧波的能力，K係數越高，設備耐受諧波能力越強，K=1代(dai)表(biao)設(she)備(bei)沒(mei)有(you)設(she)計(ji)耐(nai)受(shou)任(ren)何(he)諧(xie)波(bo)的(de)附(fu)加(jia)熱(re)損(sun)耗(hao)的(de)能(neng)力(li)，隻(zhi)能(neng)在(zai)基(ji)波(bo)工(gong)況(kuang)中(zhong)才(cai)能(neng)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)，設(she)備(bei)耐(nai)受(shou)諧(xie)波(bo)的(de)能(neng)力(li)隨(sui)負(fu)載(zai)率(lv)提(ti)高(gao)而(er)降(jiang)低(di)，因(yin)此(ci)，在(zai)供(gong)電(dian)網(wang)絡(luo)容(rong)量(liang)不(bu)受(shou)限(xian)製(zhi)時(shi)，可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)較(jiao)大(da)容(rong)量(liang)的(de)設(she)備(bei)，通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)負(fu)載(zai)率(lv)有(you)限(xian)度(du)地(di)提(ti)高(gao)K係數耐受諧波能力，但這隻是一方麵，許多生產廠家和用戶誤以為隻要增大容量就可以，這是一種對K係數耐受諧波能力的片麵理解。
3、K係數引用到變壓器中的目的：
通常對K係數在任何供電、用電、送(song)電(dian)網(wang)絡(luo)和(he)設(she)備(bei)均(jun)可(ke)加(jia)於(yu)引(yin)用(yong)，因(yin)而(er)對(dui)於(yu)各(ge)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)變(bian)壓(ya)器(qi)，各(ge)不(bu)同(tong)溫(wen)度(du)等(deng)級(ji)變(bian)壓(ya)器(qi)，各(ge)不(bu)同(tong)絕(jue)緣(yuan)等(deng)級(ji)變(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong)均(jun)可(ke)以(yi)加(jia)於(yu)引(yin)用(yong)，目(mu)的(de)是(shi)為(wei)了(le)提(ti)高(gao)K係數變壓器的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，當(dang)然(ran)，各(ge)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)變(bian)壓(ya)器(qi)，各(ge)不(bu)同(tong)溫(wen)度(du)等(deng)級(ji)變(bian)壓(ya)器(qi)，各(ge)不(bu)同(tong)絕(jue)緣(yuan)等(deng)級(ji)變(bian)壓(ya)器(qi)在(zai)同(tong)樣(yang)諧(xie)波(bo)工(gong)況(kuang)中(zhong)的(de)耐(nai)受(shou)諧(xie)波(bo)能(neng)力(li)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)，最(zui)終(zhong)確(que)定(ding)該(gai)K係數變壓器shifoujuyouheshidekangxiebonengliqujueyugaibianyaqizaishejixiebogongkuangxiayunxingdepingjunwenshenghebianyaqineibuzuigaowendudian，ruguoyaozaitongyangdexiebogongkuangxiadadaotongyangdenaishouxiebonengli，shejihezhizaochengbenchabieyeshifeichangda，duiyuganshibianyaqi，youxiewendu、絕緣等級（如130度等級以下和B級絕緣等級以下）的變壓器和有些材料（低密度絕緣絲包線）製造的變壓器是K係數耐受能力無法達到7以上，因而，UPS係統和數據機房變壓器是不能選擇以上的變壓器。
4、提高變壓器K係數耐受能力的主要辦法：
4.1、變壓器特殊設計，降低或消除變壓器自身對諧波敏感的因數；
4.2、選擇高溫等級的高密度絕緣漆包銅線（H級180度以上）；
4.3、降低變壓器自身損耗，提高變壓器效率；
4.4、選擇具有濾波能力的變壓器，如Dzn0變壓器，和雙輸出變壓器Dyn11d0；
4.5、在供電容量允許時適當增大變壓器容量，降低設備使用負載率。
5、Dyn11，Dzn0，Dyn11d0安全隔離變壓器消除諧波的能力分析和比較
5.1、Dyn11變壓器：
5.1.1、shurudianyuandesancixiebobeifengbizaishurusanjiaoraozuneibu，buhuitongguodianciganyingchuandaodaoshuchuduan，dansancixiebohuiduishururaozuchanshengfujiadesancixieboresunhao，jiangdibianyaqideK係數耐受能力。
5.1.2、輸(shu)出(chu)負(fu)載(zai)產(chan)生(sheng)的(de)三(san)次(ci)諧(xie)波(bo)經(jing)過(guo)輸(shu)出(chu)繞(rao)組(zu)，對(dui)輸(shu)出(chu)繞(rao)組(zu)產(chan)生(sheng)附(fu)加(jia)的(de)三(san)次(ci)諧(xie)波(bo)熱(re)損(sun)耗(hao)，而(er)且(qie)會(hui)通(tong)過(guo)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)傳(chuan)導(dao)到(dao)輸(shu)入(ru)端(duan)，並(bing)在(zai)輸(shu)入(ru)繞(rao)組(zu)產(chan)生(sheng)附(fu)加(jia)的(de)諧(xie)波(bo)熱(re)損(sun)耗(hao)，降(jiang)低(di)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)K係數耐受能力。
5.1.3、輸入電源或輸出負載產生的其他次諧波，主要有5，7，11，13，17，19均會通過電磁感應互相傳導，並在輸入輸出繞組中產生附加的諧波熱損耗，並反饋到電網，降低變壓器的K係數耐受能力。
5.2、Dzn0變壓器：
5.2.1、shurudianyuandesancixiebofengbizaishurusanjiaoraozuneibu，buhuitongguodianciganyingchuandaodaoshuchuduan，dansancixiebohuiduishururaozuchanshengfujiadesancixieboresunhao，jiangdibianyaqideK係數耐受能力。
5.2.2、輸出負載產生的三次諧波經過輸出繞組，對輸出繞組產生附加的三次諧波熱損耗，但由於輸出繞組是曲折聯接，變壓器輸出繞組每柱（相）均(jun)有(you)兩(liang)組(zu)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)數(shu)量(liang)基(ji)本(ben)相(xiang)等(deng)的(de)三(san)次(ci)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)，電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)得(de)以(yi)基(ji)本(ben)抵(di)消(xiao)，因(yin)而(er)不(bu)會(hui)感(gan)應(ying)到(dao)輸(shu)入(ru)端(duan)，輸(shu)入(ru)繞(rao)組(zu)也(ye)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)附(fu)加(jia)的(de)諧(xie)波(bo)熱(re)損(sun)耗(hao)，由(you)於(yu)UPS係統和數據機房的負載產生的諧波主要為三次諧波（約百分四十以上），因此大大提高變壓器的K係數耐受能力；如負載平衡和三相電壓基本平衡時，變壓器零線上檢測到的零序電流比Dyn11變壓器零線檢測的零序電流小很多，因而，同樣設計截麵的零線銅排，Dzn0變壓器零線銅排損耗小很多，同樣大大提高變壓器的K係數耐受能力。
5.2.3、Dzn0bianyaqidelingxuzukanghenxiao，sancixiebodianliushilingxudianliu，yinweifuzaibupinghenghesanxiangdianyabupingheng，jianghuijiangdilvchusancixiebodebili，yinerchanshengdesancixiebolingxudianliuhenrongyitongguoshuchuraozuzhongxingdianliurudadi
5.2.4、輸入電源或輸出負載產生的其他次諧波，主要有5，7，17，19，其中5，17為負序電流，7，19為正序電流，均會通過電磁感應互相傳導，並反饋到電網，但變壓器輸出繞組每柱（相）均有兩組相位差為120*n-180度，數量隻有Dyn11變壓器百分五十八的諧波電流通過，電磁感應矢量疊加後隻有Dyn11變壓器的百分八十二，因此和Dyn11變壓器相比，這類型變壓器的5，7，17，19次諧波消除約百分二十，從而有效提高壓器的K係數耐受能力，經驗表明，K=13Dzn0變壓器可以替代K=20Dyn11變壓器，變壓器成本可降低百分十以上。
5.3、Dyn11d0雙輸出變壓器：
5.3.1、shurudianyuandesancixiebofengbizaishurusanjiaoraozuneibu，buhuitongguodianciganyingchuandaodaoshuchuduan，dansancixiebohuiduishururaozuchanshengfujiadesancixieboresunhao，jiangdibianyaqideK係數耐受能力。
5.3.2、輸shu出chu負fu載zai產chan生sheng的de三san次ci諧xie波bo經jing過guo輸shu出chu繞rao組zu，對dui輸shu出chu繞rao組zu產chan生sheng附fu加jia的de三san次ci諧xie波bo熱re損sun耗hao，但dan由you於yu輸shu出chu繞rao組zu是shi雙shuang繞rao組zu輸shu出chu，其qi中zhong一yi組zu是shi三san角jiao接jie線xian，三san次ci諧xie波bo被bei封feng閉bi在zai線xian圈quan內nei部bu，不bu會hui感gan應ying到dao輸shu入ru端duan；另一組星形接線的輸出繞組，由於負載再有一半，感應到輸入線圈的三次諧波也降低一半，因此，對於Dyn11d0雙輸出變壓器在兩組輸出負載相等時，可以消除一半的三次諧波。
5.3.3、輸入電源或輸出負載產生的其他次諧波，主要有5，7，17，19，其中5，17為負序電流，7，19為正序電流，由於變壓器輸出為雙繞組輸出，在兩組負載相等情況下，5，17負序諧波電流：每柱（相）均有兩組相位差為30*n（諧波次數）+30度=180度的奇次倍數（矢量方向相反），數量相等諧波電流通過，電磁感應矢量疊加抵消；7，19負序諧波電流：每柱（相）均有兩組相位差為30*n（諧波次數）-30度=180度的奇次倍數（矢量方向相反），數量相等諧波電流通過，電磁感應矢量疊加抵消；因此，對於Dyn11d0雙輸出變壓器在兩組輸出負載相等時，可以完全濾除5，7，17，19次諧波，隨著兩組負載不平衡度的增加，濾波效果急劇下降，因而這種變壓器尤其適合十二脈整流電路中。
5.4、多duo輸shu出chu變bian壓ya器qi的de濾lv波bo原yuan理li和he雙shuang輸shu出chu變bian壓ya器qi濾lv波bo原yuan理li一yi樣yang，因yin為wei太tai複fu雜za，不bu進jin行xing分fen析xi，實shi際ji應ying用yong中zhong，由you於yu很hen難nan保bao證zheng各ge組zu負fu載zai平ping均jun分fen配pei，其qi濾lv波bo功gong能neng大da大da降jiang低di，所suo有you很hen少shao在zai實shi際ji中zhong應ying用yong。
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