拆解三相YNd11变压器：75.6%容量利用率是怎么来的？（变电值班员 中级工/高级工）

叶小舟

⚡ 知识点1：三相YNd11牵引变压器的接线与展开图  
我国电气化铁道大量采用三相YNd11接线牵引变压器。原边绕组接成星形（YN），中性点可引出接地，适应110kV系统；副边接成三角形（d11）。展开图约定：副边c端子接钢轨和地，原、次边对应绕组相互平行，同名端放在同一侧。这种接线能提供两个27.5kV单相供电臂，分别接a-c和b-c绕组。注意两臂电压相位相差60°，不是90°。

🔧 知识点2：绕组电流分配——重负荷臂与轻负荷臂  
当两供电臂电流分别为Ia和Ic时，三角形侧绕组电流分配极不均匀。臂绕组（bc和ca）流过的电流大，称为重负荷绕组；非接地绕组（ab）电流小，称为轻负荷绕组。在两臂电流相等（Ia=Ic）的条件下，臂绕组电流约为供电臂电流的0.655倍，而轻负荷绕组电流仅为臂绕组电流的0.378倍。这意味着三相绕组发热不均，轻负荷绕组远未达到额定温升。

📏 知识点3：容量利用率为什么只有75.6%？  
变压器额定容量SN=√3·UN·IN（UN为副边线电压27.5kV，IN为线电流）。但YNd11接线只能输出两个单相负荷，当臂绕组电流达到额定值时，供电臂电流仅为0.655IN，此时输出容量Sout=2×27.5×0.655IN≈1.31UN·IN。容量利用率K=Sout/SN=1.31/√3≈75.6%。因为轻负荷绕组还有裕度，引入温度系数Kt=0.9后，允许供电臂电流提高1.11倍，容量利用率可达84%。

⚠️ 知识点4：优缺点与现场应用  
优点：原边中性点可接地，与高压电网适应；绕组分级绝缘，造价较低；变电所有三相电源，所用电可靠。缺点：容量利用率低（最高84%）；主接线复杂、设备多、占地大；两臂电压相位差60°，接触网需设分相绝缘器。适用于直接供电或BT供电方式，输出27.5kV（比额定25kV高10%）。

---

1. 三相YNd11牵引变压器副边绕组中，哪个端子接钢轨和地？
A. a端子
B. b端子
C. c端子
D. 三个端子都接地

2. 两供电臂电流相等时，臂绕组（bc或ca）电流约为供电臂电流的多少倍？
A. 0.378
B. 0.500
C. 0.655
D. 1.000

3. 三相YNd11牵引变压器理论容量利用率是？
A. 75.6%
B. 84.0%
C. 92.8%
D. 100%

4. 引入温度系数后，三相YNd11变压器的容量利用率可达到？
A. 75.6%
B. 84.0%
C. 92.8%
D. 100%

5. 轻负荷绕组（ab绕组）电流在Ia=Ic时是臂绕组电流的？
A. 0.378倍
B. 0.500倍
C. 0.655倍
D. 0.840倍

6. 三相YNd11牵引变压器原边接线方式为？
A. 三角形
B. 星形带中性点
C. 星形不接地
D. 开口三角

7. 两供电臂电压之间的相位差是？
A. 30°
B. 60°
C. 90°
D. 120°

8. 温度系数Kt=0.9的含义是？
A. 变压器容量降低10%
B. 允许供电臂电流提高1.11倍
C. 温度每升1℃容量降0.9%
D. 需预留10%备用容量

9. 三相YNd11变压器副边额定输出电压一般为？
A. 25kV
B. 27.5kV
C. 29kV
D. 55kV

10. 三相YNd11牵引变压器相比单相变压器的优点是？
A. 容量利用率更高
B. 变电所内有三相电源
C. 两臂电压同相位
D. 不需要分相绝缘器

11. 三相YNd11牵引变压器的容量利用率比斯科特变压器高。
A. 正确
B. 错误

12. 在三相YNd11接线中，当两臂电流相等时，原边三相电流对称。
A. 正确
B. 错误

13. 轻负荷绕组电流小，是因为其阻抗是重负荷绕组的两倍。
A. 正确
B. 错误

14. 三相YNd11变压器可提供三相所用电，不需要外接电源。
A. 正确
B. 错误

15. 温度系数引入后，变压器实际输出容量可超过其额定容量。
A. 正确
B. 错误

16. YNd11中的“11”表示副边线电压超前原边对应线电压30°。
A. 正确
B. 错误

17. 三相YNd11变压器适用于AT供电方式。
A. 正确
B. 错误

18. 臂绕组电流达到额定值时，轻负荷绕组也同时达到额定电流。
A. 正确
B. 错误

19. 三相YNd11变压器原边中性点引出后必须直接接地。
A. 正确
B. 错误

20. 当一臂空载、另一臂满载时，三相YNd11变压器的容量利用率会低于75.6%。
A. 正确
B. 错误

📎 参考答案

1 - C（展开图约定次边c端子接钢轨和地）
2 - C（臂绕组电流=0.655倍供电臂电流）
3 - A（理论值75.6%，温度修正后84%）
4 - B（1.11×0.756≈0.84）
5 - A（轻负荷绕组电流是臂绕组的0.378倍）
6 - B（YN表示星形带中性点）
7 - B（两臂电压相位差60°）
8 - B（温度系数允许过载11%）
9 - B（副边额定电压27.5kV，比网压高10%）
10 - B（三相变电所有所用电）
11 - B（斯科特≈100%，YNd11最高84%）
12 - B（两臂电流相等时原边电流不对称，有负序）
13 - A（两相绕组并联阻抗是单相绕组2倍，电流分配1/3和2/3）
14 - A（三角形侧可引出三相电源供所用电）
15 - B（容量利用率84%是指额定输出/额定容量，不是超额定）
16 - A（11点接线，副边超前原边30°）
17 - B（AT供电需55kV输出，YNd11输出27.5kV）
18 - B（轻负荷绕组电流远小于额定值）
19 - B（中性点是否接地需根据系统要求，不一定直接接地）
20 - A（一臂满载时另一臂空载，重负荷绕组电流更大，利用率更低）

📋 刷题小贴士

🔑 核心考点速记  
“YNd11接成星三角，c端接地不能少；两臂电流差60度，臂绕组流0.655倍；容量利用七五五，温度修正八四成；轻负荷绕组是软肋，三相电源是优点。”

⚠️ 易错雷区  
- 混淆臂绕组电流与供电臂电流的比例（0.655，不是0.378或0.5）。  
- 容量利用率75.6%是理论值，84%是考虑温度系数后的实用值，两者都常考。  
- 两臂电压相位差60°（不是90°），斯科特才是90°。  
- YNd11用于直接供电或BT，不用于AT（AT需55kV）。  

💡 复习建议  
中级工重点背容量利用率数值、绕组电流比例、接线特点。高级工要会推导容量利用率公式，理解轻负荷绕组为何电流小（并联支路阻抗差）。技师应掌握三相与斯科特、V/V接线的优劣对比，以及负序电流对电力系统的影响。建议结合现场变电所主接线图对照学习。

本文内容依据现行《铁路电力牵引供电规程》《接触网运行检修规程》及供电系统现场作业规范整理。题库来源：铁道职培APP（www.mlzp.cc）供电系统最新职业技能鉴定题库。更多三相变压器专项练习，可到铁道职培平台考试中心按等级自选训练。