淺談用沖擊電壓法判別變壓器及電動機繞組同極性的方法
變壓器、電動機大修或新安裝試驗時,我們應(yīng)要做極性的檢測,變壓器線圈的極性主要取決于線圈的繞向,繞向改變極性也會改變。極性是變壓器并聯(lián)的主要條件之一,如果極性接反,在線圈中將出現(xiàn)很大的短路電流,甚至把變壓器燒毀。同樣電動機的引出線接錯,電機也將無法正常運行。另外,變壓器、電動機的接線頭標(biāo)識在無法辯識時,也必須設(shè)法查明繞組的極性。由于采用沖擊電壓法(即電池一毫伏表法)判別變壓器、電動機繞組的極性比較簡便,因此,這種判別方法在我們的檢驗工作中得到廣泛的應(yīng)用。
1方法及分析在任一瞬間原、副繞組的感應(yīng)電動勢電位情況都相同的對應(yīng)端稱為變壓器繞組的同極性(或同名端)。用沖擊電壓法判別變壓器繞組的極性時,其接線如所示,有節(jié)干電池串聯(lián)一開關(guān)接到其一次繞組,二次繞組接入直流毫伏表,利用合上開關(guān)2瞬間的電流沖擊突變,使表頭指針發(fā)生擺動,若毫伏表指示為正值(或負值),則與電池正極相連接的端點和與毫伏表“+”柱(或柱相連接的端點為同極性。
將中的鐵芯如展開,當(dāng)合上開關(guān)后,瞬變電流通入繞組AX時,在鐵芯中就產(chǎn)生逐漸增大的主磁通與此同時,在繞組AX和ax中便感應(yīng)出電動勢,根據(jù)愣次定律,感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場企圖阻止主磁通的變化,即方向與!a相反。根據(jù)右手螺旋定則,繞則ax中的感應(yīng)電流必然從x經(jīng)過繞組流向a,使毫伏表正轉(zhuǎn)。此時a端為高電位,同理,繞組AX中的A端亦為高電位。因此,A與a端為同極性。因A端與電池正極相連,端與毫伏表“+”柱相連,故說明上述繞組極性的判別方法是正確的。
三相電動機中各個繞組的首(或尾)端稱為電動機繞組的同極性。用沖擊電壓法判別電動機繞組的極性時,接線如所示。同樣,有12節(jié)電池串聯(lián)一開關(guān)接到其中一相,另一相接入直流毫伏表,利用合上開關(guān)2瞬間的電流沖擊突變,使表頭指針發(fā)生擺動,若毫伏表指針的指示為“正”(或負時),則與電池正極相連接的端點和與毫伏表(或“+”)相連接的端點為同極性。
將中的三相電動機定子繞組用展開圖表示,當(dāng)合上2時,流入AX繞組的瞬變電流方向所示,隨之產(chǎn)生的主磁通的方向如的電動機端面中的虛線所示。這電網(wǎng)內(nèi)部電網(wǎng)內(nèi)運行的各種電氣設(shè)備,有時會在并無雷閃放電情況下遭受損壞。究其原因:一是設(shè)備絕緣老化等原因出現(xiàn)故障;二是短時間作用于設(shè)備上的電壓可能超過設(shè)備*高工作電壓,若此電壓已高到超過該設(shè)備所具有的耐受能力,就會損壞絕緣。通常把作用于設(shè)備而幅值超過其*高工作電壓的電壓統(tǒng)稱為過電壓,而其中由于電網(wǎng)內(nèi)部原因所產(chǎn)生的稱之為內(nèi)部過電壓。
電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備具有電感、電容元件,這些元件中能量都不能突變的。當(dāng)電網(wǎng)運行狀態(tài)發(fā)生改變時,如投切電感、電容元件、投切線路或當(dāng)電網(wǎng)故障等都引起電感、電容元件的工作狀態(tài)發(fā)生變動。正是由于初始和穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)的不同,將激發(fā)電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)換、振蕩,從而導(dǎo)致了過電壓的出現(xiàn),這就是形成內(nèi)部過電壓的根源。盡管由于內(nèi)部過電壓產(chǎn)生原因各異,但基本思路是設(shè)法消除或抑制這種振蕩過程,從而達到限制過電壓的目的。
1電網(wǎng)內(nèi)部過電壓的類型電網(wǎng)內(nèi)部形成或產(chǎn)生的過電壓通常分為:暫態(tài)過電壓和操作過電壓兩大類。
暫態(tài)過電壓是指快速突升的高電壓脈沖疊加到供電電壓上引起電壓升高,它是一種在持續(xù)時間范圍內(nèi)衰減較慢的過電壓。它形成原因是多方面的,如雷擊殘壓,電容器切換、感性負載切換等。
操作過電壓則是運行人員在操作過程中人為或事故所產(chǎn)生的過電壓。它產(chǎn)生原因是由于操作而引起電網(wǎng)運行狀態(tài)的改變。如投切大容量變配電設(shè)備、操作設(shè)備不當(dāng)?shù)纫痣妷荷?。操作過電壓的特點是:波頭部分的等值頻率低,不重復(fù),其過電壓及其防護福建福安市賽歧供電公司金秋生幅值常與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備特性一一特別是開關(guān)的特性有關(guān)。
2暫態(tài)過電壓形成的機理
2.1單相接地故障形成過電壓在中性點不接地的電網(wǎng)中,單相接地故障出現(xiàn)的概率*大,而且這一概率將隨電網(wǎng)電壓升高而增加。當(dāng)電網(wǎng)某相發(fā)生接地時,將會引起正常相電壓的升高。
電網(wǎng)線路在運行中,由于種種原因而發(fā)生單相接地,接地形成的對地電容與變壓器勵磁電感形成振蕩而產(chǎn)生諧振過電壓。
2.2負荷突變形成過電壓電網(wǎng)運行中,當(dāng)突然切除或因事故而甩掉大負荷時,均會造成電壓升高。如電網(wǎng)內(nèi)并網(wǎng)運行水電站,在電網(wǎng)甩掉大負荷時,發(fā)電機的磁鏈不能突變,具有保持原輸出功率時的暫態(tài)電勢不變的性質(zhì)。若因事故甩掉大負荷,由于水輪機的調(diào)速器和制動設(shè)備的惰性,使剛甩掉負荷時發(fā)電機轉(zhuǎn)速增快,而導(dǎo)致發(fā)電機電壓升高。若是在輸電線路末端甩掉負荷,由于架空線路具有電容效應(yīng),造成線路末端電壓的升高;且電源容量愈小,輸電線路末端電壓升高值愈大。
2.3諧振形成的過電壓欄目編輯/羅斌時由于!A是逐漸增大的,因此接有毫伏表的C相繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流,其方向是阻礙5的變化。根據(jù)右手螺旋定則,C相感應(yīng)電流方向應(yīng)如、5所示,磁通方向如圖;中實線所示??煞纸夂痛怪庇冢蕦χ鞔艌霾划a(chǎn)生影響,而方向相反,是抵消的分量。由于感應(yīng)電流由C端經(jīng)繞組Z端流向毫伏表“+”柱,因此毫伏表正轉(zhuǎn)。與A端相對應(yīng)的C端是和毫伏表的柱相連,這與上述電動機繞組極性的判別方法是一致的。當(dāng)檢測B相繞組極性時,B相的感應(yīng)電流方向和形成的磁場如,其極性判別方法與C相相同。
3 綜述無論是變壓器或電動機,當(dāng)采用沖擊電壓法判別繞組同極性時,繞組中的感應(yīng)電動勢所產(chǎn)生的電流總是要阻止感生它的磁場變化的,即感應(yīng)電流與瞬變電流的方向是相反的,但由于變壓器與電動機同極性的定義,繞組的分布和鐵芯磁路的結(jié)構(gòu)不同,因此檢測時毫伏表的指示亦相反。