Test polariteta transformatora – shema strujnog kruga i način rada

Polarnost u transformatorima s dva vijka

U transformatorima s dva vijka, jedan terminal vijka je uvijek pozitivan u odnosu na drugi u bilo kojem trenutku. Polarnost transformatora odnosi se na relativni smjer induciranih napona između visokonaponskog (HV) i niskonaponskog (LV) vijka. U praktičnim transformatorima, terminali vijaka izvučeni su kao vodiči, a polarnost definira kako su ti vodiči povezani i označeni.

Značaj polarnosti transformatora

Razumijevanje polarnosti ključno je za nekoliko operativnih i inženjerskih zadataka:

• Povezivanje instrumentnih transformatora (CTs i PTs):Ispravna polarnost osigurava točnu mjerenja struje i napona u sustavima snage.

• Koordinacija zaštitnih releja:Ispravna polarnost je bitna za releje da bi detektirali greške i pouzdano radili.

• Izgradnja trofaznih transformatora:Polarnost određuje kako su jednofazni vijci međusobno povezani kako bi formirali trofazne konfiguracije (npr., delta ili wye).

• Paralelni rad transformatora:Transformatori u paraleli moraju imati identičnu polarnost kako bi se izbjegle cirkulacijske struje i otkaz magneticke fluksije.

Oznake terminala i identifikacija polarnosti

Umjesto tradicionalnih točkastih oznaka, često je jasnije koristiti H1/H2 za primarne (HV) vijke i X1/X2 za sekundarne (LV) vijke kako bi se označila polarnost:

• H1 i H2: Oznake za terminali primarnog vijka, koje označavaju početak i kraj HV vijka.

• X1 i X2: Odgovarajuće oznake za terminali sekundarnog vijka (LV strana).

Tijekom testiranja polarnosti, ove oznake pomažu u identifikaciji:

• Instantski odnos napona između HV i LV vijaka (npr., H1 i X1 su "ufazni" ako je polarnost aditivna).

• Ima li transformator aditivnu (serijsko pomoćnu) ili subtraktivnu (serijsko suprotnu) polarnost, što utječe na način povezivanja vijaka u krugovima.

Ključna razmatranja

Pogrešna polarnost može dovesti do:

• Pogrešnih mjerenja u instrumentnim transformatorima.

• Neispravnih zaštitnih releja.

• Prekomjernih cirkulacijskih struja ili pregrejanja u paralelno povezanim transformatorima.

Standardiziranjem na jasne oznake terminala (H1/H2 i X1/X2), inženjeri i tehničari mogu osigurati ispravnu polarnost transformatora, unapređujući sigurnost, pouzdanost i učinkovitost sustava snage.

Polarnost transformatora
Konvencija točki (ili notacija točki) je standardni metoda koja se koristi za označavanje polarnosti vijaka u transformatoru.

Polarnost transformatora i konvencija točki

U Slici A, dvije točke postavljene su na istoj strani primarnog i sekundarnog vijka. To upućuje na to da struja koja ulazi u točkasti terminal primarnog vijka ima isti smjer kao struja koja izlazi iz točkastog terminala sekundarnog vijka. Stoga su naponi na točkastim krajevima u fazi—ako je napon na točkastom mjestu primarnog pozitivan, napon na točkastom mjestu sekundarnog će također biti pozitivan.

U Slici B, točke su postavljene na suprotne strane vijaka, što označava da su vijci navijeni u suprotnim smjerovima oko jezgra. Ovdje su naponi na točkastim mjestima van faze: pozitivni napon na točkastom terminalu primarnog odgovara negativnom naponu na točkastom terminalu sekundarnog.

Aditivna nasuprot subtraktivnoj polarnosti

Polarnost transformatora može se klasificirati kao aditivna ili subtraktivna. Da bi se utvrdilo koji tip se primjenjuje, spojite jedan terminal primarnog vijka s jednim terminalom sekundarnog vijka i pričvrstite voltmetar preko preostalih terminala oba vijka.

Aditivna polarnost

• Čitanje voltmetra: Mjeri zbroj primarnog napona VA i sekundarnog napona VB, označen kao VC.

• Formula: VC = VA + VB.

• Konfiguracija vijaka: Vijci su orijentirani tako da njihovi magnetni fluksi suprotstavljaju jedni drugima kada struje teku u točkaste terminali.

Shema strujnog kruga aditivne polarnosti prikazana je na slici ispod.

Subtraktivna polarnost

U subtraktivnoj polarnosti, voltmetar mjeri razliku između primarnog napona i sekundarnog napona. Označeno kao VC, čitanje voltmetra izraženo je formulom:

Shema strujnog kruga subtraktivne polarnosti prikazana je na slici ispod.

Shema strujnog kruga testa polarnosti

Shema strujnog kruga testa polarnosti prikazana je na slici ispod.

Testiranje polarnosti transformatora

Terminali primarnog vijka označeni su kao A1, A2, a terminali sekundarnog vijka kao a1, a2. Kao što je prikazano na slici, voltmetar VA spojen je preko primarnog vijka, VB preko sekundarnog vijka, a VC između primarnog terminala A1 i sekundarnog terminala a1.

Autotransformator se koristi za pružanje varijabilne AC snabdjevine primarnom vijku. Sva čitanja voltmetra bilježena su pod ovom konfiguracijom:

• Ako voltmetar VC čita zbroj VA i VB, transformator pokazuje aditivnu polarnost.

• Ako VC) čita razliku između VA i VB, transformator pokazuje subtraktivnu polarnost.

Test polarnosti koristeći DC izvor (bateriju)

Metoda AC napona opisana iznad može biti nemoguća za određivanje relativne polarnosti transformatora s dva vijka. Prijatniji pristup koristi DC izvor (bateriju), prekidač i DC trajni magnetski voltmetar. Shema povezivanja za ovu metodu—uključujući ispravnu polarnost baterije—prikazana je na slici ispod.

Prekidač spojen je u seriju s primarnim vijkom. Kada je prekidač zatvoren, baterija spojena je s primarnim vijkom, omogućujući strujanje kroz njega. To generira vezu fluksa u oba vijka, inducirajući elektromotornu silu (EMF) u oba vijka, primarnom i sekundarnom.

Inducirana EMF u primarnom vijku ima pozitivnu polarnost na kraju spojenom s pozitivnim terminalom baterije. Da bi se odredila polarnost sekundarnog vijka:

• Ako DC voltmetar spojen preko sekundarnog vijka pokazuje pozitivno čitanje u trenutku zatvaranja prekidača, sekundarni terminal spojen s pozitivnim probom voltmetra ima istu polarnost kao pozitivni terminal primarnog (npr., točkasti terminali su ispravno identificirani).

• Ako voltmetar deflektira na negativnu stranu, sekundarni terminal spojen s pozitivnim probom voltmetra ima suprotnu polarnost od pozitivnog terminala primarnog.