Pagsusuri sa Polarity ng Transformer – Diagrama ng Sirkuito at Paggana

Polarity sa mga Two-Winding Transformers

Sa mga two-winding transformers, ang isang terminal ng winding ay palaging positibo kumpara sa isa pa sa anumang oras. Ang polarity ng transformer ay tumutukoy sa relasyong direksyon ng induksiyon ng voltages sa pagitan ng high-voltage (HV) at low-voltage (LV) windings. Sa praktikal na mga transformer, ang mga terminal ng winding ay inilalabas bilang mga lead, at ang polarity ay nagpapahiwatig kung paano konektado at pinaglabasan ang mga ito.

Importansya ng Polarity ng Transformer

Ang pag-unawa sa polarity ay mahalaga para sa ilang operasyonal at engineering na gawain:

• Koneksyon ng Instrument Transformer (CTs at PTs):Ang tamang polarity ay nagbibigay ng wastong pagsukat ng current at voltage sa mga power systems.

• Pagkakaloob ng Protective Relay:Ang tama na polarity ay mahalaga para mabigyan ng relays ang tiyak na deteksiyon ng mga fault at mapagana nang maasahan.

• Pagtatayo ng Three-Phase Transformer:Ang polarity ay nagpapahiwatig kung paano konektado ang mga single-phase windings upang makabuo ng three-phase configurations (halimbawa, delta o wye).

• Parallel Operation ng mga Transformers:Ang mga transformers sa parallel operation ay dapat may kaparehong polarity upang maiwasan ang circulating currents at magnetic flux cancellation.

Markahan ng Terminal at Pagkakakilanlan ng Polarity

Kaysa sa tradisyonal na dot markings, mas malinaw na gamitin ang H1/H2 para sa primary (HV) windings at X1/X2 para sa secondary (LV) windings upang ipahayag ang polarity:

• H1 at H2: Markers para sa mga terminal ng primary winding, na nagpapahayag ng simula at dulo ng HV winding.

• X1 at X2: Tugma na markers para sa mga terminal ng secondary winding (LV side).

Sa panahon ng polarity testing, ang mga label na ito ay tumutulong sa pagkakakilanlan:

• Ang instantaneous voltage relationship sa pagitan ng HV at LV windings (halimbawa, ang H1 at X1 ay "in-phase" kung ang polarity ay additive).

• Kung ang transformer ay may additive (series-aiding) o subtractive (series-opposing) polarity, na may epekto sa paraan kung paano konektado ang mga windings sa circuits.

Pangunahing Konsiderasyon

Ang mali na polarity ay maaaring magresulta sa:

• Maling pagsukat sa instrument transformers.

• Hindi maayos na paggana ng protective relays.

• Excessive circulating currents o sobrang init sa parallel-connected transformers.

Sa pamamagitan ng pag-standardize sa malinaw na markahan ng terminal (H1/H2 at X1/X2), maaaring siguruhin ng mga engineer at teknisyan ang tamang polarity ng transformer, na nagpapataas ng kaligtasan, reliabilidad, at epektividad ng mga power systems.

Transformer Polarity
Ang dot convention (o dot notation) ay isang standard na paraan na ginagamit upang ipahayag ang polarity ng mga winding sa transformer.

Transformer Polarity at Dot Convention

Sa Figure A, dalawang dots ang inilagay sa parehong bahagi ng primary at secondary windings. Ito ay nagpapahayag na ang current na pumasok sa dotted terminal ng primary winding ay may parehong direksyon sa current na lumabas sa dotted terminal ng secondary winding. Bilang resulta, ang voltages sa mga dotted ends ay in phase—kung ang voltage sa dotted point ng primary ay positibo, ang voltage sa dotted point ng secondary ay positibo rin.

Sa Figure B, ang mga dots ay nasa kabilang bahagi ng mga windings, na nagpapahayag na ang mga windings ay nakaroll sa kabaligtaran na direksyon sa core. Dito, ang voltages sa mga dotted points ay out of phase: ang positibong voltage sa dotted terminal ng primary ay tumutugon sa negatibong voltage sa dotted terminal ng secondary.

Additive vs. Subtractive Polarity

Ang polarity ng transformer ay maaaring classify bilang additive o subtractive. Upang matukoy kung alin ang applicable, i-connect ang isang terminal ng primary winding sa isang terminal ng secondary winding at i-attach ang voltmeter sa natitirang terminals ng parehong windings.

Additive Polarity

• Voltmeter Reading: Measures the sum of the primary voltage VA and secondary voltage VB, denoted as VC.

• Formula: VC = VA + VB.

• Winding Configuration: The windings are oriented such that their magnetic fluxes oppose each other when currents flow into the dotted terminals.

The circuit diagram of additive polarity is shown in the figure below.

Subtractive Polarity

In subtractive polarity, the voltmeter measures the difference between the primary voltage and the secondary voltage. Denoted as VC, the voltmeter reading is expressed by the equation:

The circuit diagram of subtractive polarity is shown in the figure below.

Circuit Diagram of Polarity Test

The circuit diagram of the polarity test is shown in the figure below.

Polarity Testing of Transformers

The primary winding terminals are denoted as A1, A2, and the secondary winding terminals as a1, a2. As shown in the figure, a voltmeter VA is connected across the primary winding, VB across the secondary winding, and VC between the primary terminal A1 and secondary terminal a1.

An autotransformer is used to provide a variable AC supply to the primary winding. All voltmeter readings are recorded under this configuration:

• If the voltmeter VC reads the sum of VA and VB, the transformer exhibits additive polarity.

• If VC) reads the difference between VA and VB, the transformer exhibits subtractive polarity.

Polarity Test Using a DC Source (Battery)

The AC voltage method described above can be impractical for determining the relative polarity of two-winding transformers. A more convenient approach uses a DC source (battery), a switch, and a DC permanent-magnet voltmeter. The connection diagram for this method—including the correct battery polarity—is shown in the figure below.

A switch is connected in series with the primary winding. When the switch is closed, the battery is connected to the primary winding, allowing current to flow through it. This generates flux linkage in both windings, inducing electromotive force (EMF) in both the primary and secondary windings.

The induced EMF in the primary winding has a positive polarity at the end connected to the battery's positive terminal. To determine the secondary winding's polarity:

• If the DC voltmeter connected across the secondary winding shows a positive reading at the moment the switch is closed, the secondary terminal connected to the voltmeter's positive probe has the same polarity as the primary's positive terminal (i.e., the dotted terminals are correctly identified).

• If the voltmeter deflects to the negative side, the secondary terminal connected to the voltmeter's positive probe has opposite polarity to the primary's positive terminal.