实验三三相变压器的极性和组别测定

第五章变压器的使用与测试第一节三相变压器钟点组接与极性测试一、三相变压器钟点组接（一）三相绕组的连接法三相变压器按其磁路系统的不同可以分为两类：各相磁路彼此无关联的组式变压器和各相磁路彼此相关联的三相变压器。

将三个相同参数的单相变压器按一定的接线方式连接成三相，我们把它称为三相变压器组，也可称为组式变压器，最常用的连接方法有两种：星形接法（Ｙ）和三角形接法（△）。

在绕组的连接当中，我们用1U1（A）、1V1（B）、1W1（C）表示高压绕组的首端，用1U2（X）、1V2（Y）、1W2（Z）表示尾端；而用2U1（a）、2V1（b）、2W1（c）表示低压绕组的首端，用2U2（x）、2V2（y）、2W2（z）表示尾端。

星形接法的中点用N 表示。

要求把中点引出时用文字符号Y N表示。

1、Y接法我们把三相绕组的三个尾端连在一起，而把三个首端引出，这种接法称为Y接法，如图5-1所示。

VWa )b )图5-1 Y接法（a）原理图（b）相量图2、∆接法三角形接法是把一相绕组的尾端与另一相的首端连在一起，按顺序接成一个闭合回路，再以三个连接点引出端线，接三相电源。

三角形接法又分正相序接法(即1U 1—1U 2 1V 1—1V 2 1W 1—1W 2 1U 1)和反相序接法(即1U 1—1U 2 1W 1—1W 2 1V 1—1V 2 1U 1)。

无论采用哪一种接法，当电流从某一相电源流进，而从另外两相流出时，都能够保证它们在铁心中产生的磁通方向是一致的。

如图5-2所示。

∙E ∙WUE ∙E ∙a )b )图5-2 ∆接法(a) 正相序接法 (b) 反相序接法特别应该注意，在连接成三相绕组时，各绕组的极性必须一致，而且标志应正确，一旦接错，可能发生严重事故。

3、V 接法如三台单相变压器中有一台发生故障或由于其它原因，仅有两台单相变压器连成三相运行时，可以改成如图5-3所示的V/V 连接，又称为开口三角形(∆)接法。

图5-3 变压器V 连接根据理论分析可知，此种接法，若在二次侧接上对称的三相负载，则其二次电流也是对称的。

实验题目类型：设计型《电机与拖动》实验报告实验题目名称：三相变压器绕组极性的判断实验实验室名称：电机及自动控制实验组号：指导教师：报告人：学号：实验地点：实验时间：指导教师评阅意见与成绩评定一、实验目的熟悉三相变压器绕组极性的鉴别方法。

掌握三相变压器的结构以及绕组的连接。

提交实验成果。

二、实验仪器和设备三、实验内容实验步骤：1)实验设备的选用，检查设备完好情况。

2)经教师审阅后方可进行。

3)按照准备的实验内容，实验步骤进行实验。

4)若在实验中发现问题，及时分析问题排查后进行实验。

变压器绕组极性的判断1.三相变压器有六个绕组，共有12个接线端，假定，三个原方（高压）绕组分别标以U1，U2；V1，V2；W1，W2三个副方（低压）绕组分别标为u1，u2；v1，v2；w1，w2。

可依据下面的两种方法进行判断。

单相变压器的高、低压绕组（原、副绕组）与一个共同的主磁通交链，当主磁通交变时，两个绕组内的感应电势便具有一定的极性关系，即在某一瞬间，当一个绕组的某一端头为正（高电位）时，另一绕组的某一个端头也相应为正。

这两个对应的端头叫做同极性端（又叫同名端），并标以符号“·”、“+”或“*”等。

变压器绕组的极性取决于绕组的绕向，一般可以根据电流产生磁通的右手法则来判定。

2.变压器出线套管旁常用字母来表示绕组的首、尾端，例如单相变压器高压绕组的首、末端用A、X表示，低压绕组的首、末端用a、x表示，这些字母称为变压器绕组的标志。

标志的方法有两种：一种是将高、低压绕组的同极性端都标有首端，此时两边电势的相位相同，称为减极性；另一种是将高、低压绕组的不同极性端标有首端，此时两边电势相位相反，称为加极性。

我国国家标准规定应生产减极性电力变压器。

3.如果改变变压器一边绕组的绕向或标志，则可改变变压器的极性关系，使减极性的变压器变为加极性的变压器，或者使加极性的变压器变为减极性的变压器。

如果同时改变两边绕组的绕向或标志，则变压器的极性关系不变。

浅述三相变压器联结组别测定方法摘要：介绍三相变压器接线组别原理，接线组别用相量分析法用“时钟法”来表示高、低压两侧间线电压的相位关系，通过举列试验组别测定方法、步骤及验证方法，得出接线组别的一般变化规律。

关键词：变压器极性、接线组别、时钟法、组别测定0 引言三相变压器的连接组别用时序来表示，连接组别表明了三相变压器对称运行时高、低压侧线电势或线电压之间的相位关系，它不仅与线圈的绕向和首末端的标志有关，还与三相绕组的连接方式有关。

能否正确判断三相变压器联结组别，关系到能否将变压器并入系统的必要条件，保证了电力系统供电的可靠性，从而提高变压器的运行效率和系统运行的经济性。

1、简述三相变压器联结组别原理1.极性测定的依据高、低压线圈之间的相电压相位决定于两个线圈的标号及其绕向。

若高、低压线圈的标号和绕向都相同（或都相反）则高、低压侧的相电压同相，这时我们说A、a 两点同极性，如图1所示。

若只有标号(或绕向)反了，则相电压的相位相反，这时我们说A、a 两点不同极性，如图2所示。

2.三相绕组的联接方法把三个单相绕组联成三相绕组将有好几种联法，其中最基本的形式有星形（或 Y 形）接法和三角形（D或Δ形）接法两种，此外，还有曲折接法（或 Z 按法）。

一般情况下三角形联接和曲折形联接只采用右行联接。

3.三相变压器的联结组三相变压器高、低压侧线电压之间的相位关系，不但与标号和绕向有关，还与三相线圈的联接方式有关。

根据电机学理论，习惯上用“时钟法”来表示高、低压两侧间线电压的相位关系。

时钟法是把高压侧线电压的相量作为时钟的分针，且其指向定在12点，低压侧对应的线电压的相量作为钟表的时针，时针和分针指向的角度差别就是高低压侧间的线电压的相位差。

注意：判断连接组号时，必须按顺时针方向。

三相电力变压器常用的联结组标号有Y,Yo（即 Y/Y-12）、D,zO（即Δ/Z-12）、Y,d11（即Y/Δ-11）、Y,z11(即 Y/Z-11)。

变压器的变比、极性及接线组别试验一、试验目的变压器的绕组间存在着极性、变比关系，当需要几个绕组互相连接时，必须知道极性才能正确地进行连接。

而变压器变比、接线组别是并列运行的重要条件之一，若参加并列运行的变压器变比、接线组别不一致，将出现不能允许的环流。

因此，变压器在出厂试验时，检查变压器变比、极性、接线组别的目的在于检验绕组匝数、引线及分接引线的连接、分接开关位置及各出线端子标志的正确性。

对于安装后的变压器，主要是检查分接开关位置及各出线端子标志与变压器铭牌相比是否正确，而当变压器发生故障后，检查变压器是否存在匝间短路等。

二、试验仪器、设备的选择根据对变压器变比、极性、接线组别试验的要求，测试仪器、仪表应能满足测量接线方式、测试电压、测试准确度等，因此需对测试仪器的主要参数进行选择。

(1)仪表的准确度不应低于0.5级。

(2)电压表的引线截面≮1.5mm2。

(3)对自动测试仪要求有高精度和高输入阻抗。

这样仪器在错误工作状态下能显示错误信息，数据的稳定性和抗干扰性能良好，一次、二次信号同步采样。

三、危险点分析及控制措施1.防止高处坠落使用变压器专用爬梯上下，在变压器上作业应系好安全带。

对220kV及以上变压器，需解开高压套管引线时，宜使用高处作业车，严禁徒手攀爬变压器高压套管。

2.防止高处落物伤人高处作业应使用工具袋，上下传递物件应用绳索拴牢传递，严禁抛掷。

3.防止工作人员触电在测试过程中，拉、合开关的瞬间，注意不要用手触及绕组的端头，以防触电。

严格执行操作顺序，在测量时要先接通测量回路，然后接通电源回路。

读完数后，要先断开电源回路，然后断开测量回路，以避免反向感应电动势伤及试验人员，损坏测试仪器。

四、试验前的准备工作1.了解被试设备现场情况及试验条件查勘现场，查阅相关技术资料，包括该设备出厂试验数据、历年试验数据及相关规程等，掌握该设备运行及缺陷情况。

2.试验仪器、设备准备选择合适的被试变压器测试仪、测试线(夹)、温(湿)度计、接地线、放电棒、万用表、电源线(带剩余电流动作保护器)、电压表、极性表、电池、隔离开关、二次连接线、安全带、安全帽、电工常用工具、试验临时安全遮栏、标示牌等，并查阅试验仪器、设备及绝缘工器具的检定证书有效期、相关技术资料、相关规程等。

华北电力大学电机学实验报告实验名称三相变压器的联结组系别班级姓名学号同组人姓名实验台号日期教师成绩一、实验目的1、掌握用实验方法测定三相变压器的极性。

2、掌握用实验方法判别变压器的联接组。

二、预习要点1、联接组的定义。

为什么要研究联接组。

国家规定的标准联接组有哪几种。

2、如何把Yy0联接组改成Yy6联接组；以及如何把Yd11改为Yd5联接组（每种Yd联结组别都有两种不同的绕组连接方式）。

三、实验项目1、测定极性2、连接并判定以下联接组1) Yy0 2) Yy6 3) Yd11 4) Yd5四、实验方法1、实验设备2、测定极性1) 测定相间极性被测变压器选用三相心式变压器DJ12，用其中高压和低压两组绕组，额定容量PN =152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Yy接法。

测得阻值大的为高压绕组，用A、B、C、X、Y、Z标记。

低压绕组标记用a、b、c、x、y、z。

a) 按图1接线。

A、X接电源的U、V两端子，Y、Z短接。

b) 接通交流电源，在绕组A、X间施加约50%的额定相电压。

c) 用电压表测出电压U BY、U CZ、U BC，若U BC=│U BY-U CZ│，则首末端标记正确；若U BC=│U BY+U CZ│，则标记不对。

须将B、C两相任一相绕组的首末端标记对调。

d) 用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、末端正确的标记。

cabx yz图1 测定相间极性接线图 图2 测定原、副方极性接线图2) 测定原、副方极性a) 暂时标出三相低压绕组的标记a 、b 、c 、x 、y 、z,然后按图2接线，原、副方中点用导线相连。

b) 高压三相绕组施加约50%的额定线电压，用电压表测量电压U AX 、U BY 、U CZ 、U ax 、U by 、U cz 、U Aa 、U Bb 、U Cc ，若U Aa =U Ax -U ax ，则A 相高、低压绕组同相，并且首端A 与a 端点为同极性。

测量变压器变比、极性和联接组别变压器变比指空载运行时一次绕组和二次绕组的线电压之比。

一、二次侧接线相同，变比等于匝数比， 11221212124.44 4.44E fN E fN U U E E N N =Φ=Φ≈=（如下图）；一次侧为三角形接线，二次侧为星形接线的三相变压器电压比为12K N ；一次侧为星形接线，二次侧为星形接线的三相变压器电压比2K N =。

AX试验目的：测变比、联接组别和设计值是否相符（验证项目），是否和厂家铭牌相符（变比，一档最大，二档次之，三档最小）；检查分接开关接线是否良好，确定分接开关指示位置与实际位置相符；判断单相变压器两个（几个）绕组感应电动势相位是否正确；综合判断变压器是否可以并列运行。

交接时，大修后，诊断试验需要测量变压器变比、极性和联接组别。

诊断试验中，可以和直流电阻相互验证。

测试方法：①双电压表法 ②变比电桥法 ③变比测试仪1． 双电压表法（如上右图），同时读取一次、二次绕组两端电压，12K N N =。

缺点：电压不稳定，读数不准确；波动时两表要同时读数，误差大。

当单相电源施加在A 、B 绕组之上（下图），一次侧、二次侧电压表读数分别为1U 、2U ，则一次绕组的相电压1/2U ，一1/2，二次绕组线电压为2U ，所以变比12/2K U 。

ABC2. 变比电桥法通过调节1R ，使a ，b 两点电位相同，则变比1212212()1K U U R R R R R ==+=+，电阻r 用于测量误差。

3. 变比测试仪变比误差：(K K )100%N N K K ∆=-⨯，公式中N K 为额定变比，不同分接头下，额定变比不同，比如额定变比100005%/400±，分接头二档时额定变比为25，分接头一档时，额定变比为26.5，分接头三档时，额定变比为23.5。

在额定档时，变比误差要求在0.5%±以内，其他档位变比误差要求在1%±以内；对于电压等级在35kV 以下，电压比小于3的变压器，额定档时变比误差要求在1%±以内，其他档位时，变比误差应在变压器阻抗电压值（%）的1/10（与书上22页内容有不同）以内，但不得超过1%±。

校核三相变压器的组别和单相变压器的极性试验标准化作业指导书1.1试验目的由于变压器的绕组在一次、二次间存在着极性关系，当几个绕组互相连接组合时，无论接成串联或并联，都必须知道极性才能正确进行。

变压器接线组别是并列运行的重要条件之一，若参加并列运行的变压器接线组别不一致，将出现不能允许的环流。

1.2该项目适用范围交接时、更换绕组后、内部接线变动后1.3试验时使用的仪器万用表或直流毫伏表、电压表、相位表变压器变比测试仪1.4试验方法1.4.1极性校核试验方法1.4.1.1直流法如图8-1所示，将1.5～3V直流电池经开关S接在变压器的高压端子A、X上，在变压器二次绕组端子上连接一个直流毫伏表（或微安表、万用表）。

注意，要将电池和表计的同极性端接往绕组的同名端。

例如电池正极接绕组A端子，表计正端要相应地接到二次a端子上。

测量时要细心观察表计指针偏转方向，当合上开关瞬间指针向右偏（正方向），而拉开开关瞬间指针向左偏时，则变压器是减极性。

若偏转方向与上述方向相反，则变压器就是加极性。

试验时应反复操作几次，以免误判断。

在开、关的瞬间，不可触及绕组端头，以防触电。

1.4.1.2交流法如图8-2所示，将变压器的一次的A 端子与二次的a 端子用导线连接。

在高压侧加交流电压，测量加入的电压U AX 和低压侧电压U ax 与未连接的一对同名端子间的电压U Xx 。

如果U Xx =U AX －U ax ，则变压器为减极性，若U Xx =U AX ＋U ax ，则变压器为加极性。

交流法比直流法可靠，但在电压比较大的情况下（K ＞ 20），交流法很难得到明显的结果，因为（U AX －U ax ）与（U Xx =U AX ＋U ax ）的差别很小。

这时可以从变压器的低压侧加压，使减图8-1用直流法检查极性(a)加极性(b)减极性极性和加极性之间的差别增大。

如图8-2（b）所示，一台220／10kV变压器，其变比K=22。

若在10kV侧加压20V，则U Xx=440－20（V）为减极性或U Xx=440＋20（V）为加极性一般电压表的最大测量范围为0～600V，而且差值为440土2（V）时分辨明显，完全可以满足要求。