Tranzformátor polaritásának tesztelése – ábrázoló rajz és működés

Két tekercsű transzformátorok polaritása

Két tekercsű transzformátorokban egy tekercs egyik végének mindig pozitív a másikkal szemben bármely pillanatban. A transzformátor polaritása a magasfeszültségi (MF) és alacsonyfeszültségi (AF) tekercsek közötti indukált feszültségek relatív irányát jelenti. Gyakorlati transzformátorokban a tekercs végpontjai vezetékként jelennek meg, és a polaritás meghatározza, hogyan kapcsolódnak és címkéznek ezek a vezetékek.

A transzformátor polaritásának jelentősége

A polaritás értésének számos működési és mérnöki feladatban kritikus fontosságú:

• Mérési transzformátorok csatlakoztatása (CT-k és PT-k):A helyes polaritás biztosítja a pontos áram- és feszültségmérést az energiarendszerekben.

• Védő relék koordinálása:A helyes polaritás elengedhetetlen a hibák detektálásához és a relék megbízható működéséhez.

• Háromfázisú transzformátorok szerkezete:A polaritás határozza meg, hogyan kötik össze az egyfázisú tekercseket háromfázisú konfigurációkban (pl. delta vagy csillag).

• Transzformátorok párhuzamos működése:A párhuzamosan működő transzformátoroknak azonos polaritásuk kell legyen, hogy elkerüljék a körtekozó áramokat és a mágneses fluktuációk kiejtését.

Végpont jelölések és polaritás azonosítása

A hagyományos pontjelölés helyett gyakran világosabb H1/H2 jelölést használnak a primáris (MF) tekercs végpontjainak, és X1/X2 jelölést a sekundáris (AF) tekercs végpontjainak polaritás jelölésére:

• H1 és H2: Jelölések a primáris tekercs végpontjaira, amelyek a MF tekercs kezdő- és végpontjait jelzik.

• X1 és X2: A sekundáris tekercs végpontjai (AF oldal) megfelelő jelölései.

A polaritás tesztelése során ezek a címkék segítenek azonosítani:

• Az MF és AF tekercsek közötti pillanatnyi feszültségi viszonyt (pl. H1 és X1 „egyfázisúak”, ha a polaritás additív).

• A transzformátor additív (sorban támogató) vagy subtraktív (sorban ellenző) polaritását, ami befolyásolja, hogyan kötik össze a tekercseket a körökben.

Fontos szempont

A helytelen polaritás következményei:

• Hibás mérések a mérési transzformátorokban.

• Rosszul működő védő relék.

• Túlzott körtekozó áramok vagy túlzott melegedés párhuzamosan működő transzformátorokban.

A világos végpont jelölések (H1/H2 és X1/X2) standardizálásával a mérnökök és technikusok biztosíthatják a transzformátorok helyes polaritását, ezzel növelve az energiarendszerek biztonságát, megbízhatóságát és hatékonyságát.

Transzformátor polaritás
A pontjelölés (vagy pontjelölési módszer) egy szabványos módszer a transzformátor tekercsek polaritásának jelölésére.

Transzformátor polaritás és pontjelölés

Az  Ábra A-ban két pontot helyeznek a primáris és sekundáris tekercsek ugyanazon oldalára. Ez azt jelzi, hogy a primáris tekercs pontozott végpontjába bejövő áram iránya megegyezik a sekundáris tekercs pontozott végpontjából kimenő áram irányával. Ennek eredményeképpen a pontozott végpontokon lévő feszültségek egymással fázisszinkronban vannak—ha a primáris pontozott pontján a feszültség pozitív, a sekundáris pontozott pontján is pozitív lesz a feszültség.

Az  Ábra B-ben a pontok ellentétes oldalon helyezkednek el a tekercsekön, ami azt jelzi, hogy a tekercsek ellentétes irányban vannak tekerve a tömb körül. Itt a pontozott pontokon lévő feszültségek nem fázisszinkronban vannak: a primáris pontozott végpontjának pozitív feszültsége a sekundáris pontozott végpontján negatív feszültséget jelent.

Additív vs. Subtraktív Polaritás

A transzformátor polaritást additívnak vagy subtraktívnak osztják. Ahhoz, hogy megállapítsuk, melyik típus érvényes, kapcsoljuk össze a primáris tekercs egyik végpontját a sekundáris tekercs egyik végpontjával, és csatlakoztassunk egy feszültségmérést a maradék végpontokhoz mindkét tekercsen.

Additív Polaritás

• Feszültségmérő olvasat: Méri a primáris feszültség VA és a sekundáris feszültség VB összegét, amit VC-ként jelölünk.

• Képlet: VC = VA + VB.

• Tekercs konfiguráció: A tekercsek úgy vannak orientálva, hogy mágneses fluxusaik ellenkező irányúak, amikor áram folyik a pontozott végpontokba.

Az additív polaritás körábrázolása látható az alábbi ábrán.

Subtraktív Polaritás

A subtraktív polaritás esetén a feszültségmérő a primáris feszültség és a sekundáris feszültség különbségét méri. Ezt VC-ként jelöljük, és a feszültségmérő olvasata a következő képlettel fejezhető ki:

A subtraktív polaritás körábrázolása látható az alábbi ábrán.

Polaritás-teszt körábrázolása

A polaritás-teszt körábrázolása látható az alábbi ábrán.

Transzformátorok polaritás-tesztje

A primáris tekercs végpontjait A1, A2, a sekundáris tekercs végpontjait pedig a1, a2 jelölik. Az ábrán látható módon a VA feszültségmérőt a primáris tekercs két végpontja között, a VB feszültségmérőt a sekundáris tekercs két végpontja között, és a VC feszültségmérőt a primáris A1 végpontja és a sekundáris a1 végpontja között kapcsolják.

Egy autotranszformátort használnak, hogy változó AC tápellátást adjanak a primáris tekercsnek. Ebben a konfigurációban minden feszültségmérő olvasatot rögzítenek:

• Ha a VC feszültségmérő a VA és VB összegét mutatja, a transzformátor additív polaritású.

• Ha a VC feszültségmérő a VA és VB különbségét mutatja, a transzformátor subtraktív polaritású.

Polaritás-teszt DC forrás (akkumulátor) használatával

A fent leírt AC feszültség-módszer gyakran praktikusan nehéz a két tekercsű transzformátorok relatív polaritásának meghatározására. Egy kényelmesebb megoldás a DC forrás (akkumulátor), a kapcsoló és a DC állandómágneses feszültségmérő használata. A kapcsolódási diagram, beleértve az akkumulátor helyes polaritását, látható az alábbi ábrán.

Egy kapcsolót sorba csatlakoztatnak a primáris tekercssel. Amikor a kapcsolót bezárják, az akkumulátor a primáris tekercshez csatlakozik, így engedélyezve, hogy áram folyjon rajta. Ez generál fluxusszövetkezetet mindkét tekercsben, ami elektromotív erőt (EMF) indukál mind a primáris, mind a sekundáris tekercsben.

A primáris tekercsben indukált EMF pozitív polaritású a végén, amelyet az akkumulátor pozitív termináljához csatlakoztattak. A sekundáris tekercs polaritásának meghatározásához:

• Ha a DC feszültségmérő, amit a sekundáris tekercs két végpontja között csatlakoztattak, pozitív olvasatot mutat, amikor a kapcsolót bezárják, a sekundáris végpont, amit a feszültségmérő pozitív sondájához csatlakoztattak, ugyanolyan polaritású, mint a primáris pozitív terminálja (azaz a pontozott végpontok helyesen lettek azonosítva).

• Ha a feszültségmérő negatívra billen, a sekundáris végpont, amit a feszültségmérő pozitív sondájához csatlakoztattak, ellentétes polaritású, mint a primáris pozitív terminálja.