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組別和極性檢測

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發(fā)布時間：2025-07-28 13:43:26 更新時間：2025-07-27 13:43:26

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

組別和極性檢測

在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備（尤其是變壓器、互感器等）的制造、安裝、調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)中，精確確定繞組的連接組別（簡稱組別）和同名端極性（簡稱極性）是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。組別決定了不同繞組間電壓或電流的相位關(guān)系，直接關(guān)系到設(shè)備能否按照設(shè)計要求并入電網(wǎng)或與其他設(shè)備協(xié)同工作；而極性則關(guān)系到電流或磁通的瞬時方向，若連接錯誤，輕則導(dǎo)致測量、保護(hù)或控制系統(tǒng)失常，重則引發(fā)短路、設(shè)備損壞甚至系統(tǒng)癱瘓事故。因此，組別和極性檢測是確保電氣設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)性且強(qiáng)制性的檢測項目。

檢測項目

組別和極性檢測的核心目標(biāo)在于驗證和確認(rèn)以下幾個方面：

繞組連接組別的正確性： 驗證變壓器或互感器高、低壓（或一次、二次）繞組之間實際的相位關(guān)系（如0點、6點、11點等）是否符合銘牌標(biāo)識或設(shè)計要求（如常見的Yyn0， Dyn11， Yd11等）。
極性判定的準(zhǔn)確性： 確定各繞組的始端（同名端）和末端（異名端），確保在并聯(lián)運(yùn)行、差動保護(hù)回路、計量回路等場合，電流或電壓的瞬時方向滿足預(yù)期。
極性類型的識別： 明確是“減極性”（同一鐵心柱上的高、低壓繞組始端為同名端）還是“加極性”（同一鐵心柱上的高、低壓繞組始端為異名端，多見于特定老式或特殊用途設(shè)備）。
繞組連接方式的驗證： 間接驗證繞組是否按星形（Y）、三角形（D）或曲折形（Z）等正確連接。

檢測儀器

進(jìn)行組別和極性檢測通常需要以下專業(yè)儀器或設(shè)備組合：

變壓器變比測試儀： 這是最常用且高效的綜合檢測設(shè)備。現(xiàn)代數(shù)字變比測試儀不僅能精確測量變壓器的電壓比和變比誤差，還內(nèi)置了組別和極性測試功能。它通過向一次側(cè)注入特定電壓/電流信號，測量二次側(cè)各相輸出電壓的幅值和相位差，自動計算并顯示組別標(biāo)號和極性結(jié)果。
極性測試儀（專用）： 專門用于快速判斷繞組同名端的簡易儀器，通?；谥绷鞲袘?yīng)法原理，結(jié)構(gòu)小巧，操作簡單。
相位表（相位伏安表）： 可測量兩路信號之間的相位差，配合交流電源和電壓表，可用于手動法檢測組別。
數(shù)字萬用表 / 交流電壓表： 用于測量電壓值，是各種手動測試法的基礎(chǔ)工具。
直流電源（電池或直流穩(wěn)壓源）與直流毫安表/微安表： 用于直流法測試極性。
數(shù)字示波器（雙通道以上）： 可以直觀地觀測高、低壓側(cè)電壓波形的相位關(guān)系，用于組別驗證，尤其適用于復(fù)雜情況或研究分析。

檢測方法

常用的組別和極性檢測方法主要包括：

直流法（主要測極性）：
- 原理：利用電磁感應(yīng)定律和楞次定律。將直流電源（如電池）瞬間接通或斷開于一次繞組的某一相，同時在二次繞組對應(yīng)相上連接一個直流毫安表。
- 步驟：將電池正極接高壓繞組A相始端，負(fù)極接末端；毫安表正極接低壓繞組a相始端，負(fù)極接末端。瞬間接通電池開關(guān)，觀察毫安表指針偏轉(zhuǎn)方向：若正偏（與電池接通瞬間電流方向一致），則A與a為同名端（減極性）；若反偏，則為異名端（加極性）。需注意操作安全及防止剩磁影響。
- 特點：設(shè)備簡單，操作快速，主要用于極性判斷，對組別判斷有限。
交流法（相位表法，可測組別和極性）：
- 原理：通過比較一次側(cè)和二次側(cè)對應(yīng)相電壓之間的相位差來確定組別。
- 步驟：在一次側(cè)（如高壓側(cè)）施加適當(dāng)?shù)娜鄬ΨQ低壓交流電（注意安全）。用相位表測量一次側(cè)線電壓（如U_AB）與二次側(cè)對應(yīng)線電壓（如U_ab）之間的相位差角。根據(jù)相位差角（30°的整數(shù)倍）即可確定組別號（0-11）。同時觀察測量過程中電壓的方向關(guān)系可輔助判斷極性。
- 特點：需要外部電源，能同時獲得組別和極性信息，但操作相對復(fù)雜。
變比電橋法 / 現(xiàn)代變比測試儀法（主流方法）：
- 原理：現(xiàn)代數(shù)字變比測試儀是集成度最高的方法。儀器自動向一次側(cè)輸出測試信號（交流電壓/電流），精密測量所有二次繞組的響應(yīng)電壓值及其相對于一次參考信號的相位角。
- 步驟：按照儀器說明書正確連接高、低壓側(cè)所有繞組端子。啟動測試程序，儀器自動完成數(shù)據(jù)采集、計算和分析，直接在屏幕上顯示變比值、變比誤差、組別標(biāo)號以及極性結(jié)果（通常顯示“減極性”或“+”，或符合設(shè)計要求）。
- 特點：自動化程度高，速度快，精度高，功能全面（同時測變比、組別、極性、空載電流等），抗干擾能力強(qiáng)，是目前現(xiàn)場和實驗室最主流、最高效的檢測方法。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

組別和極性檢測必須嚴(yán)格遵循相關(guān)的國家、行業(yè)或國際標(biāo)準(zhǔn)，主要依據(jù)包括：

GB 1094.1-2013 《電力變壓器第1部分：總則》： 中國國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)部分，對變壓器的例行試驗、型式試驗和特殊試驗做了規(guī)定，連接組別和電壓矢量關(guān)系是必須檢查的項目。
GB/T 6451-2015 《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》： 明確規(guī)定了不同容量、電壓等級變壓器的標(biāo)準(zhǔn)連接組別（如10kV配電變壓器通常為Dyn11或Yyn0）。
GB 20840 系列標(biāo)準(zhǔn)（互感器）： 如GB 20840.1, .2, .3等，對電流互感器和電壓互感器的極性標(biāo)志、端子標(biāo)志和連接組別做出了詳細(xì)規(guī)定和試驗要求。
IEC 60076-1:2011 《Power transformers - Part 1: General》: 國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)，是GB 1094的主要參考依據(jù)，對變壓器極性、連接組別、相位移等有明確定義和試驗要求。
DL/T 596-2021 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》： 電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了運(yùn)行中變壓器、互感器等設(shè)備的周期性預(yù)防性試驗項目和要求，其中繞組連接組別和極性檢查是重要項目之一。

判定依據(jù)： 檢測結(jié)果的合格性判定核心是：

測量得到的連接組別標(biāo)號必須與設(shè)備銘牌標(biāo)識、設(shè)計圖紙或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)組別完全一致。
極性測量結(jié)果必須為“減極性”（除非特殊設(shè)計或舊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備明確要求為“加極性”），且符合設(shè)備標(biāo)志（如“A, a”為同名端）。
對于變比測試儀法，儀器顯示的組別和極性結(jié)果清晰明確，無歧義，滿足設(shè)計和運(yùn)行要求。