Полярность обмоток силовых трансформаторов

Как оценить возможность включения в работу нового электрооборудования — Проверка полярности и групп соединения обмоток силовых трансформаторов

Содержание материала

Одной из важнейших проверок у трансформаторов является проверка полярности обмоток и схем их соединения, что при определенном чередовании фаз подаваемого напряжения при включении их в работу определяла группу соединения трехфазных трансформаторов. Из теории известно, что для возможности параллельной работы трансформаторов они должны иметь одну и ту же группу.
Полярность обмоток определяется методом, изложенным в § 3. (Согласно требованиям Норм эта проверка производится в случае отсутствия паспортных или заводских данных при монтаже и после ремонтов со сменой обмоток при эксплуатации.)
Для определения групп трансформаторов и оценки их в плане соответствия заводским данным исходят из следующих основных предпосылок.

1. Выводы обмоток высшего напряжения (ВН) обозначаются прописными буквами А, В, С, Xf Y, Z, выводы обмоток низшего напряжения (II1I) —а, б, с, х, у, г.

Рис. 118 Изображение однополярных выводов при одинаковом направлении обмоток

1. У обмоток, имеющих одинаковое направление намотки, все начала (однополярные) при изображении располагаются с одной стороны, а концы — с другой (рис. 118). У обмоток, имеющих разное направление на-

Рис. 119. Изображение однополярных выводов при различных направлениях намотки обмоток
мотки, начала и концы располагаются с разных сторон (рис,119).

1. Условно считается, что вектор первичного Uax и вторичного Uax напряжений и соответствующим им ЭДС Елх имеют одно и то же направление, если считать, что обе обмотки имеют одно и то же направление намотки, при этом положительному направлению обоих векторов соответствует обход обмоток от концов X, х к началам А, а. Если направление намотки у обмоток разное, то положительному направлению вектора ЭДС соответствует обход обмотки высшего напряжения от конца X к началу А, вектор ЭДС обмотки низшего напряжения изображается противоположным ему на 180°.
2. Начало обмоток и нулевой вывод располагаются на крышках трансформаторов в последовательности ОАВС, о, а, Ь, с слева направо, если смотреть на них со стороны выводов ВН.

Рис. 120. Векторная диаграмма напряжений

1. Обмотка ВН считается первичной, НН — вторичной.
2. Векторная диаграмма линейных и фазных напряжений первичных считается исходной и во всех случаях неизменной независимо от схемы соединения обмоток трансформатора и подключения его к сети. Чередование фаз сети согласно ГОСТ принимается А—В—С (рис.120).
3. У трехфазных трансформаторов обмотки соединяются в основном в звезду (У) и в треугольник (Д). В зависимости от схемы соединения выводов для образования треугольника и от порядка подключения фаз напряжения сети к выводам возможно получение разных групп соединения. Группа соединения определяется сдвигом по фазе линейного или фазного напряжения обмотки HIT по отношению к одноименному линейному или фазному напряжению обмотки BН. В зависимости от всех перечисленных факторов группы соединений трансформаторов могут отличаться друг от друга на п.30° (п — число в пределах 1 —12). В связи с тем что часовые деления циферблата составляют то же число, а угол между каждой парой часовых делений составляет также 30°, принято группы трансформаторов определять по часовой системе, считая вектор напряжения стороны BН исходным и направленным на цифру 12. Вектор напряжения НИ направляется при изображении группы на ту цифру циферблата часов, которая определяет группу. Первая группа означает, что вектор Uнн опережает одноименный вектор U нн на 30°, вторая — что вектор этот опережает на 60° и т. д.

В СССР выпускаются трансформаторы в основном Двух групп — 12 (У/У) и И (У/Д), но в зависимости от подсоединения их обмоток к фазам системы (сети) встречаются также группы 1, 5, 7. Примеры различных групп соединения и соответствующие им векторные диаграммы показаны на рис. 121.

Рис. 121. Примеры схем соединения обмоток силовых трансформаторов. Точками обозначены согласно ГОСТ однополярные выводы. В случаях 1, 4, 5 направление обмоток одинаковое, а в случаях 2, 3, 6 — разное. Стрелками показано направление ЭДС обмоток

Для определения группы трансформаторов можно пользоваться следующим простым приемом. Например, нужно определить группу трансформатора для случая 6 рис. 121 соединения обмоток. Напряжения (или ЭДС) обмоток ВН и ИМ стержня фазы А (аналогично В и С) могут или совпадать, или быть противоположными по фазе, так как обмотки располагаются на одном стержне магнитопровода. Определив предварительно полярность поляромером как для однофазных трансформаторов, убеждаемся в том, что для случая 6 одноименные по фазам обмотки имеют противоположное направление намотки. В соответствии с этим на векторной диаграмме строим вектор ab, противоположный по фазе вектору А, вектор бс — вектору В и вектор са — вектору С на том основании, что со стороны треугольника линейные напряжения будут соответствовать по фазе фазному на стороне звезды.
Изобразив эти векторы, обозначают вершины треугольника, которые они составляют. Эти вершины должны именоваться общими буквами, участвующими в наименовании двух соседних векторов (вершина сторон, образованных векторами ab и бс, должна называться В и т. д.). Построив в треугольнике звезду фазных напряжений, нетрудно определить фазный вектор напряжения стороны НН и сравнить его с одноименным на циферблате часов. Угол в разбираемом случае составляет 210°. Значит, группа при данном соединении обмоток, данной полярности обмоток и наименовании фаз будет седьмая.
Аналогично можно рассуждать, но только в обратном направлении, если необходимо соединить обмотки так, чтобы получить необходимую (заданную) группу.
Группу трансформатора можно изменять, не делая никаких изменений в схеме соединения самих обмоток, только за счет циклической перестановки фаз напряжения со стороны ВН или НН. Очевидно, что если вместо фазы В на высокую сторону подсоединить фазу At вместо С — фазу Ву а вместо А — фазу С. то группа изменится с седьмой на одиннадцатую. Аналогично группа изменится на третью, если еще раз произвести циклическую перестановку фаз, т, е. на фазу С подсоединить фазу А, на фазу А — фазу В и на фазу В — фазу С
Непосредственная проверка группы соединения обмоток трехфазного трансформатора производится с помощью гальванометра (методом поляромера), фазометра или специального векторметра.

Рис. 122. Проверка группы соединения трансформаторов с помощью гальванометра (методом поляромера)
С помощью гальванометра группа определяется следующим образом. На выводы А и В обмотки ВН поднимается аккумуляторная батарея напряжением 6 В через рубильник (рис. 122). К выводам ab, бс, са поочередно подключается гальванометр с нулем посередине или магнитоэлектрический милливольтметр с полярностью, указанной на рисунке. При подключении гальванометра определяется знак отклонения его в момент замыкания рубильника. Опыт повторяется при подаче питания на выводы ВС и АС.

Рис. 123. Проверка группы соединений обмоток силовых трансформаторов с помощью фазометра
В зависимости от сочетания всех полученных знаков отклонения, записываемых в таблицу, и сравнением их с приведенными в таблицах для определения групп трансформаторов устанавливается проверяемая группа.

Рис. 124 Проверка группы соединения обмоток силовых трансформаторов с помощью фазоуказателя
Метод поляромера прост и удобен, но требует тщательности определения отклонений, так как в некоторых случаях, когда гальванометр слишком чувствителен, нулевое отклонение фиксируется нечетко. В этих случаях следует снизить напряжение батареи или выбрать более грубый гальванометр.
Фазометром или универсальным фазоуказателем типа Э-500/2 можно измерить непосредственно угол между вектором напряжения НИ и ВН, подсоединяемых по схемам рис. 123 и 124. По измеренному углу и по рис. 121 определяется группа.

Источник

Проверка полярности трансформатора

Полярность трансформатора важна при параллельном подключении трансформаторов для усиления мощности или подключении нескольких однофазных трансформаторов чтобы получить трехфазный.

Значки полярности показывают соединения, в которых входное и выходное напряжения имеют одинаковую полярность. В данный момент времени, это важно при подключении трансформаторов тока для релейной защиты и измерения.

Полярность трансформатора зависит от того, намотаны ли катушки вокруг сердечника по часовой стрелке или против часовой стрелки и как подключены провода. Часто метки полярности отображаются с использованием символов, таких как метка точки или плюс-минус, на трансформаторе и паспортной табличке.

Как проверить полярность трансформатора.

Вы можете легко проверить полярность трансформатора, используя источник пониженного напряжения для возбуждения первичной обмотки. Сначала переместите клемму H1 на клемму X1 трансформатора. Затем подключите вольтметр между клеммой H2 и X2. Примените уменьшенное напряжение через H1 и H2 и запишите напряжение, измеренное на счетчике.

Внимание: Используйте минимальное переменное напряжение, способное возбуждать обмотку для снижения риска поражения током. Для поддержания минимального тестового напряжения рекомендуется использовать регулируемый источник напряжения переменного тока (типа ЛАТР).
Если значение напряжения равно сумме обмоток повышающих и понижающих, считается, что полярность трансформатора дополнительная (аддитивная). В противном случае, если показания счетчика меньше приложенного напряжения, полярность является вычитаемой (субтрактивной).См. схему

Правило большого пальца для определения полярности полярности трансформатора (ANSI)

Другое эмпирическое правило для определения полярности трансформатора исходит из обозначений ANSI(Американский национальный институт стандартов). В соответствии с этими стандартами, если вы столкнетесь с низковольтной стороной однофазного трансформатора (сторона, обозначенная X1, X2), соединение H1 всегда будет находиться слева от вас.

Если вывод с пометкой X1 также находится слева, это субтрактивная полярность. Если вывод X1 находится справа от вас, это добавочная полярность.

Подумайте о полярности трансформатора с точки зрения направления тока. Всякий раз, когда ток протекает через обозначенную полярностью клемму на первичной обмотке, ток, выходящий из вторичной обмотки, будет перемещаться в одном направлении, выходя из вывода с одинаковой маркировкой полярности.

Всегда, когда ток протекает через клемму с обозначенной полярностью на первичной обмотке, ток, выходящий из вторичной обмотки, будет перемещаться в одном направлении, выходя из вывода с одинаковой маркировкой полярности.

Аддитивная полярность,как правило , характерна для небольших распределительных трансформаторов. Мощные трансформаторы, в большинстве ,обладают субтрактивной полярностью.

Размещение выводов в трехфазном трансформаторе также стандартизировано. Высоковольтные выводы расположены H3, H2, H1 и H0 слева направо, когда обращены к трансформатору со стороны высокого напряжения (См.схему).

В трехфазных трансформаторах низковольтные выводы X0, X1, X2 и X3 расположены слева направо

со стороны низкого напряжения. Термины «аддитивная полярность» и «субтрактивная полярность» не распространяются на трехфазные трансформаторы.

Размещение выводов в трехфазном трансформаторе стандартизировано. При обращении с трехфазными трансформаторами со стороны низкого напряжения низковольтные выводы расположены XO, X1, X2 и X3 слева направо. Высоковольтные выводы расположены H3, H2, H1 и HO слева направо, когда они обращены к трансформатору с высоковольтной стороны.

Источник

Описание и проверка полярности трансформатора тока, техника безопасности

В трехфазных сетях из-за значительных токовых нагрузок для приведения измеряемого сигнала к приемлемому уровню применяются трансформаторы тока или ТТ. При монтаже этих приборов должна соблюдаться полярность, зависящая от направления, выбранного при намотке катушек, а также от их взаимного положения на самом сердечнике. Определение одноименных выводов, указывающих на правильную полярность данного трансформатора тока, является обязательной процедурой, предшествующей его монтажу.

Что это такое?

Под полярностью ТТ понимается определенный порядок расположения выводов его вторичной обмотки, обеспечивающий условия для передачи токового сигнала в нужной фазе. Имеющаяся на корпусе маркировка указывает на выводы, в которых выходной И1-И2 и входной Л1-Л2 сигналы действуют синфазно (имеют одну и ту же полярность). То есть они в этих точках должны достигать своих максимумов и минимумов одновременно.

Важно! От правильности включения катушек зависит корректность показаний подключенного к вторичной обмотке измерителя (счетчика электроэнергии, в частности).

При нарушении этого порядка они будут сильно отличаться от реальных значений.

Для чего проверяется полярность обмоток трансформатора тока

Несмотря на то, что на промышленных образцах ТТ полярность вторичной катушки указывается на самом изделии – возможны следующие непредвиденные ситуации:

• Эти обозначения по каким-либо причинам отсутствуют (стерлись, например).
• На корпусе ТТ и на встроенной в него катушке маркировки не совпадают.

Если спутан порядок включения вторичной (понижающей) катушки – в ней будет наводиться смещенный на 180 градусов переменный сигнал. В этом случае подключенный к ней электрический счетчик начнет учитывать реактивную нагрузку, а его показания будут заниженными. Любой представитель энергосетей в данной ситуации имеет право применить к нарушителю штрафные санкции.

Как проверить полярность?

Для проверки синфазности включения обмоток ТТ в измерительную цепь могут применяться как простейшие способы с использованием миллиамперметра и батарейки, так и профессиональные методы, основанные на применении специальных измерительных приборов.

С помощью батарейки и миллиамперметра

В ней источником является элемент питания с заявленным напряжением от 2-х до 6 Вольт. Типовая батарейка типа 3R12 на 4,5 Вольта с подпаянными к клеммам проводами вполне сгодится для этого.

Функцию измерителя выполняет миллиамперметр, имеющий пределы от 10-ти до 100 мА.

Обратите внимание: Следует выбрать индикатор с нулем по центру шкалы, что позволит отслеживать изменения любой полярности.

В начале измерений за правильную маркировку силовой обмотки принимается обозначение, указанное на рисунке (Л1 – справа, а Л2 – слева). Подсоединив «+» батарейки к началу Л1, а минус – к ее концу Л2 и замкнув тумблер, обнаружим, что стрелка индикатора на мгновение отклонилась вправо. Это значит, что изменение токов в обеих катушках происходит синфазно и что они включены правильно.

Если же стрелка при измерении отклонилась влево – это означает противоположность процессов. Когда в первичной обмотке ток возрастает, то одновременно во вторичной его значение уменьшается. В данной ситуации контакты И1и И2 следует поменять местами.

С помощью РЕТОМ-21

Выход прибора со звездочкой подключается к началу катушки Л1, а без обозначения – к ее концу Л2.

В меню прибора РЕТОМ-21 выбирается значение параметра первичной обмотки, а ток во вторичной цепи измеряется встроенным модулем РА. При этом на дисплее регистрируются его значение и фазный сдвиг. Если прибор показывает нулевую разницу фаз – катушки включены правильно (синфазно). В противном случае он будет показывать значение, близкое к 180-ти градусам.

С использованием ВАФ

Измерение этим прибором аналогично уже описанному выше способу, согласно которому в первичную обмотку поступает токовый импульс заданной величины. Вместе с тем на дисплее индицируется значение вторичного тока и его фаза по отношению к первичному. При нулевых фазных показаниях следует считать, что катушки включены правильно. В противном случае (разница фаз – 180 градусов) контакты второй обмотки придется поменять местами.

Техника безопасности

При проведении измерений специальными приборами должны соблюдаться следующие меры предосторожности:

• К работе допускаются лица, освоившие правила работы с измерительным оборудованием.
• Они должны пройти обязательный инструктаж, касающийся безопасных приемов работы с ТТ.
• При определении полярности вторичной обмотки измеритель присоединяется к ее зажимам до момента подачи импульса в первичную цепь.

Лишь при условии соблюдения указанных правил удается обезопасить себя от потенциальных угроз.

Источник