02.23 問題268:變壓器繞組的首尾端(同名端)如何判別?

一、變壓器繞組的線路端子和首尾端

三相變壓器可以是由三個單相變壓器通過外部連線組成,也可以製成一個整體的三相變壓器。不管用哪種方法組成三相變壓器,總得要把各個端子的用途標示出來。在國家標準中把用於連接電網絡導線的端子稱為線路端子。高壓繞組的線路端子通常是用大寫的A、B、C或U、V、W表示;低壓繞組的線路端子通常是用小寫a、b、c或u、v、w表示。見下圖。

問題268:變壓器繞組的首尾端(同名端)如何判別?

圖1 三相變壓器的線路端子及其標記

通常把跟線路端子連接的繞組那端稱為首端(或始端),在我國,線路端子的符號就是繞組的首端符號。也就是說,首端沒有專門的符號。把同一個繞組的另一端稱為尾端(或末端),高壓繞組的尾端通常用大寫的X、Y、Z表示;低壓繞組的尾端通常用小寫的x、y、z表示。見圖1,這是我國的標記方法。

二、兩個繞組的同名端

在交流電路里,變壓器的感應電壓方向是跟繞組的纏繞方向緊密相關的。但是,當畫電路圖時,不便畫出繞組的繞線方向,怎麼辦呢?用標出同名端的方法來解決。什麼是同名端呢?請看下圖:


問題268:變壓器繞組的首尾端(同名端)如何判別?

圖2 繞組的同名端標記

圖中畫的是變壓器的部分鐵芯和纏繞在鐵芯上的繞組,黑點是極性標誌。有四種情況。圖(a)是把繞制方向相同的兩個繞組的始端作了標記(黑點);圖(b)的兩個繞組的總體繞向雖然是相反的,但是,從上面繞組的始端和下面繞組的末端看,繞組的繞向還是相同的,因此,它們也是同名端。

可見,從繞組的纏繞方向看,可以這樣決定同名端:處於同一鐵芯柱上的兩個繞組中,實際纏繞方向相同的兩個端子就稱為同名端。

對圖(c)和圖(b)那樣的繞制情況,用繞制方向判斷同名端比較困難,可以用右手螺旋定則來判斷。方法是:兩個端子通入同一個電流時,繞組所產生的磁通是同向的,因而是相加的。這樣的兩個端子就是同名端。圖中的細線就表示了磁通方向。

可見,同名端除了能表示上述兩個特點(表示繞組的纏繞方向相同和表示通電流後磁通相加)外,還可以表示:

① 如果把瞬變電流加到一個端子後,另一個繞組的同名端的電位會提高。電流如果是從一側的同名端進入,則從另一側的同名端流出;

② 如果有一個交變磁通跟這兩個繞組交鏈時,根據楞茨定律可知,在兩個繞組感生的電壓是同相的;

③ 如果在一個繞組上供以電壓,會在另一個繞組上感生一個同方向的電壓。

用上述方法標誌同名端的方法,習慣上稱為“減極性”表法。也稱為“I,i0”聯結法。

應該說明的是:在圖2中,不打黑點的另一對端子之間也稱為同名端。如果把上圖中的黑圓點全部易位,也還是“減極性”標法。可見,同名端取決於兩個繞組的繞線方向。繞線方向相同的兩個端子就是同名端。如果兩個繞組繞向相反,可以把同名端標誌也標反(見圖2的b圖),這樣標法還是同名端標法。

還有一種標註法稱為“加極性標註法”,也稱I,i6聯結法。這種標註法的特點是把繞組繞制方向相反的兩個端子作為同名端。例如,當將圖2中的同一鐵芯柱上的其中一個圓點換一下位置,就變成“加極性”標註法了。因為目前的三相變壓器大都是採用“減極性”標誌的,所以,已經很少有人再提“加極性”和“減極性”的概念。

三、首尾端和同名端的關係

從定義來看,首端、尾端跟同名端似乎沒有什麼關係。但是,當判斷結線的組別時,必須綜合考慮不同端子的不同用途。另外,當首端確定以後,在“減極性”的情況下,人們都是要把極性標誌加到高壓和低壓繞組的首端的。在“加極性”的情況下,人們都是選擇高壓的首端和低壓的尾端作為同性端的。

四、同名端的測試方法

如果在變壓器上的極性沒有標誌或標誌不清楚時,可以通過簡單試驗確定。

1、當用直流法測定時,可用下圖的結線方法。圖中的E是乾電池;K是開關。

問題268:變壓器繞組的首尾端(同名端)如何判別?

圖3 用直流法檢驗變壓器繞組的極性

當把開關K閉合的瞬間,如果電壓表(或直流毫伏表、毫安表)的指針向正方向偏轉,就說明極性標誌正確,是“減極性”。否則是“加極性”。

理由:如果變壓器繞組是按“減極性”標誌的,當電流從一個繞組進入時,電流會從另一個繞組的同名端流出。

2、也可以採用交流方法試驗,其結線如圖4所示。當電壓表V2的讀數低於V1時,表明圖中的極性標誌是正確的。如果電壓表V2的讀數高於V1時,表明圖中的極性標誌是不正確的,應該是“加極性”的。

理由:如圖4那樣標註時,是“減極性”標註。這樣,變壓器兩個繞組上的電壓就應該是同相的。當把非極性端短路時,電壓表所測量的就是兩側電壓之差,即讀數V2小於讀數V1 。否則,是加極性。

問題268:變壓器繞組的首尾端(同名端)如何判別?

圖4 用交流檢驗變壓器極性的結線


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