变压器绕组同名端与首尾端判别辨析

许昌技师学院 苗小利

变压器绕组同名端与首尾端判别辨析

许昌技师学院 苗小利

绕组是变压器的电路部分，变压器工作依靠的主要就是绕组。变压器进行工作时，绕组之间需进行正确的连接。一旦接错，就可能导致变压器的严重损坏。因此，变压器绕组在进行连接前，应进行极性和首尾判断。判断三相变压器绕组首尾端和同名端与单相变压器绕组极性和首尾判断都可用直流法。方法相似，结论却完全相反。通过辨析，希望有助于明确认识，正确掌握。

绕组；同名端；首尾端；极性

绕组是变压器的电路部分，变压器工作依靠的主要就是绕组。变压器进行工作时，绕组之间需进行正确的连接。一旦接错，就可能导致变压器的严重损坏。因此，变压器绕组在进行连接前，应进行极性和首尾判断。

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。

首尾端是对绕组的线端的标称。三相绕组的星形连接或三角形连接就是通过首尾端的不同联结形式实现的。对某相绕组而言，通常把电流流入的一端称为首端，电流流出的一端称为尾端。首尾标示正确与否直接关系到变压器能否正常运行。

一、单相变压器极性和首尾端的判断

在绕组极性的测定中，可采用的方法有多种。在此我们主要对单相变压器和三相变压器都常采用的直流法进行详细辨析。

1.单相变压器绕组极性测定

用直流法测单相变压器的极性时，为了安全，一般多采用1.5V的干电池或2-6V的蓄电池和直流电流表或直流电压表，在变压器高压绕组接通直流电源的瞬间，根据低压绕组电流或电压的正负方向，来确定变压器各出线端的极性。

步骤一，设定线端。假定高压绕组1U1、1U2端与低压绕组2U1、2U2端，并做好标记。如图1所示。

步骤二，连接线路。如图2所示，将电池的“-”极接至高压绕组1U2，而“+”极接到开关SA，然后接到高压绕组1U1，在低压绕组间接入一个直流毫伏表（或直流毫安表），表的“+”端子与变压器低压绕组2U1相接，表的“-”端子与低压绕组2U2相接。

步骤三，测定判断。如图3所示，当合上开关SA的瞬间，变压器铁心充磁，根据电磁感应定律，在变压器两绕组中有感应电动势产生，如直流毫伏表（或直流毫安表）的指针向零刻度的正方向（右方）正摆，则被测变压器1U1与2U1，1U2与2U2是同名端。如指针向负方向（左方）反摆，则被测变压器1U1与2U2，2U1与1U2是同名端。

2.单相变压器绕组首尾判定：

如果我们规定1U1为高压绕组首端，则与1U1为同名端的2U1或2U2（指针反偏）则是低压绕组的首端。尾端则是剩下的一对端子。

即被同一个交变磁通贯通的线圈，同极性（相同的同名端）则同首尾（同为首端或尾端）。

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，其它与它通过同一个交变磁通的线圈就根据同名端的关系定下了，首尾也就确定了。

二、三相变压器极性和首尾判断

三相变压器绕组之间也需进行极性和首尾判断。如极性判误，首尾接错，就会破坏三相磁通的相位平衡，使空载电流增加，造成严重后果。

三相变压器绕组极性判断，也可用直流法。与单相变压器方法相同，但有区别。对于三相变压器来说，它的每一相的一次侧、二次侧绕组之间同名端判断与单向变压器相同，与首尾端关系系仍然遵循同极性（相同的同名端）则同首尾关系。但三相绕组之间严格来讲不属于同名端判别范畴，因为它们分别绕在不同的铁心柱上，有各自的磁通，因此不存在同名端关系。但根据三相磁场的对称要求，也有一个首尾判别问题。

为了解决问题的方便，我们也可以借助同名端来实施判定。前提条件就是把三相绕组中的任意两相绕组单独隔离出来，看成单相变压器来处理，这样就把三相变压器绕组的首尾端与同名端联系起来。

1.三相变压器三相绕组首尾判断

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

步骤一，分相设定标记。首先用万用表电阻档测量12个出线端间通断情况及电阻大小，找出三相高压线圈。假定标记为1U1、1V1、1W1、1U2、1V2、1W2，如图4所示。

步骤二，连接线路。将一个1.5V的干电池（用于小容量变压器）或2-6V的蓄电池（用于电力变压器）和开关接入三相变压器高压侧任一相中（如V相）如图5所示。

步骤三，测量判断。在V相（假设1V1是首端）上加直流电源，电源的“+”接1V1，电源的“-”经开关SA接至1V2.然后用一个直流电流表（或直流电压表）测量另外两相电流（或电压）的方向来判断其相间极性。

(1)如果在合上开关SA的瞬间，两表同时向正方向（右方）摆动，则接在直流电流表“+”端子上的线端是相尾1U2、1W2，接在表“-”端子上的线端是相首1U1和1W1，如图5所示。

(2)如果在合闸的瞬间，两表同时向反方向（左边）摆动时，则接在直流表的“+”端子上的线端是相首1U1和1W1，接在表“-”端子上的线端是相尾1U2和1W2。

2.三相变压器三相绕组间极性判断

如图6所示，三个线圈分别为三相变压器一次侧绕组，假设1V1是绕组首端，由前面判断分析，我们可知1U1和1W1与1V1为共首端关系，则端子1U2、1V2、1W2为共尾端关系。

如图7所示，把U、V两相线圈单独隔离，近似看成一个单相变压器，V相线圈看做初级绕组，U相线圈看成次级绕组，且V相线圈接直流电源，假定端子1V1为V相线圈首端。闭合开关SA，在闭合瞬间利用右手螺旋定则可知，V相端子1V1和U相端子2U2互为同名端。同理可知，端子1U1和端子1V2也互为同名端。

同理，把W、V两相线圈单独隔离，也近似看成一个单相变压器（如图8所示），V相线圈看做初级绕组，W相线圈看成次级绕组，V相线圈接直流电源，假定端子1V1为V相线圈首端。闭合开关SA，在闭合瞬间利用右手螺旋定则可知，V相端子1V1和W相端子2W2互为同名端。同理可知，端子1W1和端子1V2也互为同名端。

由以上分析可知，端子1U1、1V1、1W1为共首关系，端子1U2、1V2、1W2为共尾关系，但隔离后用直流法的同名端判定，端子1V1和1U2互为同名端，端子1V1和1W2互为同名端。比较后发现，同名端的两个端子，端子1V1为V相线圈首端，端子1U2为U相线圈尾端。也就是说，在利用直流法同名端来判定三相变压器三相绕组首尾端时，同名端的两端子，其中一个端子为相首，另一个端子则为相尾，异名端的两端子为共首（或共尾）关系。也就是说，测试三相变压器相间极性与测试单相变压器的极性其判断结果恰好相反。追究其因，则是由于三相绕组分别绕在不同的铁心柱上，没有被同一个交变磁通贯通。因此严格讲，并不存在同名端的关系，才会出现与单相变压器判断结果相反的情况。

[1]张彪.教学中直流法判断首尾端与同名端辨析[J].数理化研究,2008,4.

[2]电机与变压器(第四版)[M].中国劳动出版社.