三相变压器连接组别分析方法的介绍

在使用变压器或其他磁耦合线圈时，经常会遇到两个线圈的正确连接问题，如果连接不正确就有可能将变压器烧毁。但是，要正确进行变压器绕组的连接，必须事先确定好绕组的同名端和连接组别。
二、同名端的确定方法
1.分析法
对两个绕向已知的绕组而言，可这样判断：当电流从两个同名端流入(或流出)时，铁心中所产生的自感磁通和互感磁通方向是一致的。如图1所示，1端和4端为同名端，电流从这两个端点流入时，它们在铁心中产生的自感磁通和互感磁通方向相同。
2.实验法
对于一台已经制成的变压器，无法从外部观察其绕组的绕向，因此无法辨认其同名端，此时可用实验的方法进行测定，测定的方法有交流法和直流法两种。
(1)交流法
将一次、二次绕组各取一个接线端连接在一起，如图中的2(即U2)和4(即u2)，并在一个绕组上(图中为N1绕组)加一个较低的交流电压u12，再用交流电压表分别测量U12、U13、U34各电压值。
如果测量结果为：U13=U12-U34，则说明N1、N2绕组为反向串联，即同名端相串联，故2和4为同名端，1和3也为同名端。
如果测量结果为：U13=U12+U34，则说明N1、N2绕组为顺向串联， 即异名端相串联，故2和4为异名端，1和4即为同名端。
(2)直流法
用1.5V或3V的直流电源，按图3所示连接，直流电源接在高压绕组上，而直流毫伏表接在低压绕组两端。当开关S合上的一瞬间，观察直流毫伏表指针摆动的方向，就可确定变压器绕组的同名端。
如果毫伏表指针向正方向（向右）摆动，则接直流电源正极的端子与接直流毫伏表正极的端子为同名端。
如果毫伏表指针向反方向（向左）摆动，则接直流电源正极的端子与接直流毫伏表负极的端子为同名端。
3.三相变压器绕组同名端的确定
对于三相变压器，其绕组同名端分析判断稍复杂一点，在已知绕向时可用分析法进行确定；不知绕向时可结合下面的方法进行测试确定。
（1）高低压绕组的判定
根据高压绕组阻值大，低压绕组阻值小进行判别。将万用表置电阻档测量高、低压绕组的阻值，就可测出三相高、低压绕组来。
（2）同相绕组的判别
在某一高压绕组如U1、U2两端加一交流电压，用万用表交流电压档测各低压绕组两端的电压，其中必有一个低压绕组u1、u2两端的电压最大，并且约等于其他两个低压绕组的电压之和，那么高压绕组U1、U2和低压绕组u1、u2就为同相绕组。同理可判断其他两相的同相绕组。
（3）同相绕组的同名端的判定
同相绕组的同名端的判定方法同前面所述同名端判定方法相同。
（4）高、低压绕组的同名端的判别
将两个高压组的任意两端相串接，然后在另一个高压绕组的两端加一交流电压，分别测量未连接在一起这两个高压绕组的两端电压，再测两个连接在一起的两端电压，(电工之家http://www.pw0.cn)若测得电压绝对值约等于这两个高压绕组的电压之差，则连在一起的两端为同名端；反之，若测得电压绝对值约等于这两个高压绕组的电压之和，则连在一起的两端为异名端。同理，可测另外两个高压绕组的同名端。低压绕组同名端可用同样的方法测出。
根据上述方法可测出三相变压器高、低压绕组的同名端。
三、三相变压器连接组别的判断
两台或多台变压器并联运行时，除了要知道原、副绕组的连接方式外，还需知道原、副绕组对应的线电势(或线电压)之间的相位关系，以便确定各台变压器能否并联运行。变压器的连接组就是用来表征上述相位差的一种标志。
1.变压器连接组标记
由于三相变压器的各相绕组之间可采用不同的连接，使得高、低压绕组中的线电动势具有不同的相位差。三相变压器高、低压绕组线电动势相量间的相位差，不仅决定于三相绕组的连接方法，而且还与绕组的绕向和绕组首、末端的标记有关。高、低压绕组线电动势之间的相位差，决定于相电动势之间的相位差，所以，要先研究变压器的连接，弄清高、低压绕组间相电动势间的相位差。
无论单相变压器还是三相变压器的高、低压绕组，都是绕在一个铁心柱上，当高、低压绕组的同名端同时标为首端或末端时，这时高低压绕组相电动势同相位。如果取高、低压侧绕组的异名端同时标为首端或末端，则高、低压侧绕组相电动势相位反相。
三相变压器的连接组标号不仅与绕组的同名端及首末端的标记有关，还与三相绕组的连接法有关。通过三相变压器的连接图可以画出它的相量图，根据相量图可以得出变压器的连接组标号。也可以通过连接组的标号，画出变压器的连接图。
2.变压器连接组别的判断
绕组的连接图可按传统的标志方法，高压绕组画于上面，低压绕组画于下面。根据连接图，用相量图可确定连接组的标号。要判断变压器连接组别，一般可按下面的方法进行。
第一步测出高、低压绕组首端或末端的极性（是同名端或异名端）。
第二步测绘出高、低压绕组的连接方式（是星形或三角形连接）。
笫三步标出连接图中高、低压侧绕组相电动势的正方向。
第四步作出高压侧的电动势相量图，将相量图的V点放在钟面的“12”点，U、V、W三点按顺时针方向排列。
笫五步作出低压侧的电动势相量图，以高、低压侧同一铁心柱上绕组的相电动动势之间的相位关系，来确定低压侧相电动势的位置，此时u点必须和高压侧的U点重合。
第六步根据高、低压绕组线电动势的相位差，确定联结组的标号。
例如测得三相变压器的高、低压绕组的异名端作为首端，高、低压侧绕组都是星形连接，如图4（a）所示，高、低压绕组各对应的相电动势相位相反，此时高、低压绕组线电动势èUV和èuv相位也相反，高压绕组线电动势指向时钟“12”点，则低压绕组线电动势指向时钟“6”点，得连接组为Y,y6。
对于其它的连接组别也是同样的分析方法。例如把Y，y0连接组的低压绕组端头标志改变一下，把v1改成u1，w1改成v1，u1改成w1，每个相量都顺移1200，便可得到Y,y4连接组。对于已经制造好的三相变压器，可以先测首端的极性，确定其连接方式，然后再画出高、低压绕组的线电动势相量图，最后确定其连接组别。