Перевірка полярності трансформатора – схема електричної кола та принцип роботи

Полярність у двовитягових трансформаторах

У двовитягових трансформаторах один з кінців витка завжди є додатним відносно іншого в будь-який момент. Полярність трансформатора стосується відносного напрямку викликаних напруг між високонапійним (ВН) і низьконапійним (НН) витками. На практиці кінці витків виводяться як провідники, а полярність визначає, як ці провідники під’єднуються та позначаються.

Значення полярності трансформатора

Розуміння полярності є критичним для багатьох експлуатаційних та інженерних задач:

• З’єднання вимірювальних трансформаторів (ТТ та НТ):Правильна полярність забезпечує точне вимірювання струму та напруги в електроенергетичних системах.

• Координація захисних реле:Правильна полярність необхідна для того, щоб реле могли виявляти аварії та працювати надійно.

• Будова трифазних трансформаторів:Полярність визначає, як однофазні витки з’єднуються для формування трифазних конфігурацій (наприклад, трикутник або зірка).

• Паралельна робота трансформаторів:Трансформатори, що працюють паралельно, повинні мати однакову полярність, щоб уникнути циркулюючих струмів та скасування магнітного потоку.

Маркування контактів та визначення полярності

Замість традиційного маркування точками, часто зручніше використовувати H1/H2 для первинного (ВН) витка та X1/X2 для вторинного (НН) витка для позначення полярності:

• H1 і H2: Маркери для контактів первинного витка, що позначають початок та кінець ВН витка.

• X1 і X2: Відповідні маркери для контактів вторинного витка (НН сторона).

Під час тестування полярності ці позначення допомагають визначити:

• Співвідношення миттєвої напруги між ВН і НН витками (наприклад, H1 і X1 є "з однаковою фазою", якщо полярність є додатковою).

• Чи має трансформатор додаткову (серійно-підтримуючу) чи від’ємну (серійно-заперечну) полярність, що впливає на те, як витки з’єднуються в схемах.

Основні розглядання

Неправильна полярність може призвести до:

• Неправильних вимірювань в вимірювальних трансформаторах.

• Неправильного функціонування захисних реле.

• Завеликих циркулюючих струмів або перегріву в паралельно з’єднаних трансформаторах.

Стандартизація на чіткому маркуванні контактів (H1/H2 та X1/X2) допомагає інженерам та технікам забезпечити правильну полярність трансформатора, підвищуючи безпеку, надійність та ефективність електроенергетичних систем.

Полярність трансформатора
Договірність про точки (або позначення точками) — це стандартний метод, використовуваний для позначення полярності витків в трансформаторі.

Полярність трансформатора та договірність про точки

На рисунку A дві точки розташовані на одному боці первинного та вторинного витків. Це означає, що струм, що входить в точку первинного витка, має такий самий напрямок, як струм, що виходить з точки вторинного витка. В результаті напруги на точках знаходяться в одній фазі — якщо напруга на точці первинного витка додатна, то напруга на точці вторинного витка також буде додатною.

На рисунку B точки розташовані на протилежних боках витків, що свідчить про те, що витки намотані в протилежних напрямках навколо сердечника. У цьому випадку напруги на точках знаходяться в різних фазах: додатна напруга на точці первинного витка відповідає від’ємній напрузі на точці вторинного витка.

Додаткова та від’ємна полярність

Полярність трансформатора може бути класифікована як додаткова або від’ємна. Для визначення, який тип застосовується, з’єднайте один контакт первинного витка з одним контактом вторинного витка та прикріpite вольтметр поперек залишених контактів обох витків.

Додаткова полярність

• Показання вольтметра: Вимірює суму напруги первинного витка VA та напруги вторинного витка VB, позначається як VC.

• Формула: VC = VA + VB.

• Конфігурація витків: Витки орієнтовані так, що їхні магнітні потоки протидіють один одному, коли струми втекають через точки.

Схема додаткової полярності показана на рисунку нижче.

Від’ємна полярність

У від’ємній полярності вольтметр вимірює різницю між напругами первинного і вторинного витків. Позначена як VC, показання вольтметра виражаються рівнянням:

Схема від’ємної полярності показана на рисунку нижче.

Схема тесту полярності

Схема тесту полярності показана на рисунку нижче.

Тестування полярності трансформаторів

Контакти первинного витка позначені як A1, A2, а контакти вторинного витка як a1, a2. Як показано на рисунку, вольтметр VA з’єднаний поперек первинного витка, VB поперек вторинного витка, а VC між первинним контактом A1 та вторинним контактом a1.

Автотрансформатор використовується для забезпечення змінного AC живлення первинного витка. Усі показання вольтметра записуються в цій конфігурації:

• Якщо вольтметр VC показує суму VA та VB, трансформатор має додаткову полярність.

• Якщо VC показує різницю між VA та VB, трансформатор має від’ємну полярність.

Тест полярності за допомогою DC джерела (батареї)

Описаний вище метод використання AC напруги може бути непрактичним для визначення відносної полярності двовитягових трансформаторів. Більш зручний підхід використовує DC джерело (батарею), перемикач і DC постійний магнітний вольтметр. Схема з’єднання для цього методу, включаючи правильну полярність батареї, показана на рисунку нижче.

Перемикач з’єднаний в ряд з первинним витком. Коли перемикач замкнений, батарея з’єднана з первинним витком, що дозволяє струму протікати через нього. Це генерує магнітне зв’язування в обох витках, викликаючи електромоторну силу (ЕМС) в обох первинному та вторинному витках.

Викликана ЕМС в первинному витку має додатну полярність на кінці, з’єднаному з додатним контактом батареї. Для визначення полярності вторинного витка:

• Якщо DC вольтметр, з’єднаний поперек вторинного витка, показує додатне значення в момент замикання перемикача, вторинний контакт, з’єднаний з додатним щупом вольтметра, має таку ж полярність, як додатний контакт первинного витка (тобто точки правильно визначені).

• Якщо вольтметр відхиляється в сторону від’ємного значення, вторинний контакт, з’єднаний з додатним щупом вольтметра, має протилежну полярність до додатного контакту первинного витка.