变压器绕组的极性测定

1 理论课程教案（首页）（代号A-4）

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课 程 《电机与变压器》 授课 教师 肖老师、欧老师

课 题 变压器绕组的极性测定与连接 分课题

（任务名称） 课题一 单相变压器的绕组的极性

授课班级 13电子1班 授课时间 13 年 10月 18日 星期五 授课课时 7

学习目标 知识 目标 1.掌握单相变压器绕组的同名端定义及表示方法

2.单相变压器绕组的连接

技能 目标 1. 单相变压器绕组的极性及其判定 2. .单相变压器绕组的连接形式

知识、技能重点

1.单相变压器绕组的极性意义

2.单相变压器绕组的极性及其判定方法 3. 单相变压器绕组的连接方式

知识、技能难点 单相变压器绕组的极性的交流法判定方法

教学方法 （方式、 手段） 讲授、实验演示、学生自己动手实验

教学回顾 变压器的空载试验和短路试验的方法，测试目的和结果分析 说 明 教具准备： 小白板、卡纸、多媒体投影机、电脑等。

审阅签名： 年 月 日 2

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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. 3

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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UE1.与UE2.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。

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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=E1-E2/(Z1+Z2)=0/(Z1=Z2)=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，这种接法是不允许的，应绝对避免。以上说明绕组极性判别对变压器绕组的连接是十分重要的。 5

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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。 6

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课 程 《电机与变压器》 授课 教师 肖老师、欧老师

课 题 变压器绕组的极性测定与连接 分课题

（任务名称） 课题二 三相变压器的绕组的连接及连接级别

课题三 用交流法测定三相变压器的绕组的极性

授课班级 13电子1班 授课时间 13 年 10月 22 星期二 授课课时 7

学习目标 知识 目标

1.掌握变压器的磁路系统

2. 掌握变压器绕组的首尾端的判别 3. 掌握变压器绕组的Y形与△形联接方式

技能 目标 1. 三相变压器绕组的首尾端的判别 2. 三相变压器绕组的联接方式

知识、技能重点 1.掌握三相变压器绕组的联接级组别

2. 掌握变压器绕组的首尾端的判别

知识、技能难点 用相量图分析三相变压器绕组的极性的方法

教学方法 （方式、 手段） 实验演示，原理讲授，亲手实验验证法

教学回顾 单相变压器的绕组判别 说 明 教具准备： 小白板、卡纸、多媒体投影机、电脑等。

审阅签名： 年 月 日 7

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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ΦU、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=ΦU+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。 8

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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 9

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2、 每相高低压绕组的极性的测定。 和单相变压器的极性测定完全一样 3、 三相绕组的连接 (1)（Y形） 将三个绕组的末端连在一起，接成中性点， 再将三个绕组的首端引出箱外。以符号:”YN”表示 星形接法的优点 1）与三角型接法相比，相电压低，可节省绝缘材料，对高电压特别有利； 2)有中性点可引出，适合于三相四线制，可提供两种电压； 3)中点附近电压低，有利于装分接开关； 4）相电流大，导线粗，强度大，匝间电容大，能承受较高的电压冲击。 星形接法的缺点 1）存在谐波，造成损耗增加，1800kVA以上的变压器不能采用此种接法 2)中性点要直接接地，否则当三相负载不平衡时，中点电位会严重偏移，对安全不利 3）当某相发生故障时，只好整机停用。 (2)三角形接法（△形） 它是把三相绕组的各相首尾相接构成一个闭合回路，把三个连接点接到电源上去。因为首尾连接的顺序不同，可分为正相序和反相序两种接法。与星形接法一样，如果一次侧有一相首尾接反了，磁通也不对称，就会同样出现空载电流急剧增加，比星形接法还严重，这是不允许的。