变压器绕组的极性测定

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教学过程一、极性的意义

1.直流电源的极性

直流电路中，“+”号为正极性，表示高电位端; “-”号为负极性，表示低电位端；直流电源两端电压的大小和方向都不随时间而变化。直流电源两端的极性是恒定不变的。

2.交流电源的极性

正弦交流电源的出线端不标出正负极性，因为正弦交流电源输出电压的大小和方向都随时间而变化，每经过半个周期（T/2）正负交替变化一次。

3.单相变压器的极性

变压器绕组的极性是指变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用同名端来标记。同名端通常用“*”或“.”表示.

教学过程在上图2--3中，铁心上绕制的所有线圈都被铁心中交变的主磁通所穿过，在任何某个瞬间，电动势都处于相同极性(如正极性)的线圈端就称同名端；而另一端就成为另一组同名端，它们也处于同极性(如负极性)。不是同极性的两端就称为异名端。例如在交变磁通曲的作用下，感应电动势U

E1

.

与U

E2

.

的正方向所指的lU2、2U2是一对同名端，在互感器绕组上常用“+”和“—”来表示(并不表示真正的正负意义)。

对一个绕组而言，哪个端点作为正极性都无所谓，但一旦定下来，其他有关的线圈的正极性也就根据同名端关系定下了。有时也称为线圈的首与尾，只要一个线圈的首尾确定了，那些与它有磁路穿通的线圈的首尾也就定下了。

4.绕组连接和极性的重要性。

绕组的连接主要有以下几种形式：

1．绕组串联：

(1)正向串联，也称为首尾相连，即把两个线圈的异名端相连，总电动势为两个电动势相加，电动势会越串越大。

教

学过程正因为正、反向串联的总电动势相差很大，所以常用此法来判别两个绕组的同名端。2．绕组并联：

(1)同极性并联，它又分两种情况。

1)1

.

E与2

.

E大小一样，则两个绕组回路内部的总电动势为零，不会产生内部环流，这是最理想状态，变压器的并联，就应符合这种条件：

I

环

=E

1

-E

2

/(Z

1

+Z

2

)=0/(Z

1

=Z

2

)=0

2) 1

.

E与2

.

E大小不等，则两个绕组回路内部的总电动势不为零，外部不接负载时，也会产生一定的环流。这对绕组的正常工作不利，环流会产生损耗和发热，输出电压、电流都减少，严重时甚至烧坏绕组。

(2)反极性并联这时两个绕组回路内部的环流将很大，甚至烧坏线圈，这种接法

教学过程三、变压器绕组的极性的判别

1．直观法

因为绕组的极性是由它的绕制方向决定的，所以可以用直观法判别它们的极性。2．仪表测试法

无法观察到绕组的绕制方向(如绕组密封在内部)，只能借助仪表来测试。

（1）1）电压表法，如果U3=U1+U2，，则是正向串联，1U1与2U1是异名端；如果U3=U1—U2则是反向串联，1U1与2U1是同名端

同名端的判别：

①按图接线，初级绕组侧合闸瞬间，如果

电压表同时正摆（右方），侧接在电源“+”

端的 1U1和接电压表“+”端的2U1是

同名端；

如果表指针反摆又如何判定极性呢？

②若按开关断开瞬间来记录指针的正

（反）摆，又判定同名端呢？

2)检流计法 P为检流计(检流计指针偏向电流流人的一端)。当合上开关，如电流向下，说明这时1U1与2U1都处于高电位，所以它们是同名端。用这个方法时，为了省电和保护检流计，一般将高压侧接检流计。也可用直流毫安表代替检流计，直流毫安表量程由大至小试用，直到反应明显为止。

（2）交流法

同名端的判定方法：在高压绕

组施加一可测量的电压，通过测

量未短接的高、低压侧的电压

值来判断绕组的同名端。

以上是对单相绕组的极性判别。对三相变压器来说，它的每一相的一次侧、二次侧绕组之间的同名端判别，同单相变压器一样。但三相绕组之间严格地讲不属于同名端判别范畴。

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教学过程三相交流电无论在经济、技术上都有极大的优越性，所以现代电力系统都采用三相交流电，为此三相交流变压器被广泛应用。它可以由三个单相变压器连接组成，称为三相组式变压器。但大多数均采用三相合为一体的三相芯式变压器，因为它体积小，经济性也好。

一、三相变压器的磁路结构

1．三相组式变压器的磁路

它的三个单相变压器铁心磁路是各自独立的，只要三相电压平衡，则磁路也是对称一样的，每只变压器可作为单相变压器来分析。

2．三相芯式变压器的磁路

三相芯式变压器有三个铁心柱，供三相磁通Φ

U

、Φv、Φw分别通过。在三相电压

平衡时，磁路也是对称的，总磁通Φ

总

=Φ

U

+Φv +Φw=0，所以就不需要另外的铁心来供参总通过。类似于三相对称电路中省去中线一样，这样就大量节省了铁心的材料。但由于中间铁心磁路短一些，造成三相磁路不平衡，使三相空载电流也略有不平衡，但大变压器的空载电流Io很小，影响不大。由于三相芯式变压器体积小，经济性好，所以被广泛使用。

教学过程

二、相芯式变压器绕组的连接

1、三相绕组的首尾判别

三相绕组的首尾判别问题，判别准则是：磁路对称，三相总磁通为零。实际中，判别三相绕组的首尾的首尾方法有两种：

（1）直流法

判别步骤：

步骤一：分相设定标记

步骤二：连接线路

步骤三：测量判别：

如果合闸瞬间，两表同时

正摆（右方），侧接在“+ ”

端上的线端是相尾尾，接在

“-”端子上的是相首。（2）交流法