王月華

摘 要：在進(jìn)行變壓器的維修和測試的實(shí)習(xí)教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生對于變壓器的三相繞組的不同連接組別及變換形式認(rèn)識較淺，在進(jìn)行兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行連線時(shí)經(jīng)常出錯(cuò)，在測試時(shí)出現(xiàn)變壓器發(fā)熱現(xiàn)象。針對學(xué)生出現(xiàn)的問題，改變原來的教學(xué)模式，采用不同的教學(xué)方法后，取得了比較滿意的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：繞組連接組別；標(biāo)號；電動勢相量；接線圖

一、強(qiáng)調(diào)三相變壓器連接組別的重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和重視程度

在日常講解三相變壓器的連接組別之前，首先在課堂上強(qiáng)調(diào)三相變壓器連接組別的重要性，即要明確告訴同學(xué)們，在兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，有三個(gè)條件必須同時(shí)滿足：①是兩臺變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)的電壓分別相等；②是兩臺變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)連接組別應(yīng)分別相等；③是兩臺變壓器的短路阻抗（或阻抗電壓）相等。其中第②個(gè)條件尤為重要。但在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)將兩臺變壓器的副邊繞組接錯(cuò)相位的現(xiàn)象。例如，某兩臺變壓器的其他條件均相同，而連接組別標(biāo)號分別為Y，y0和Y，d11；在將這樣的兩臺變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，它們的二次側(cè)繞組之間的線電壓之差為ΔU2=U20-U211=2U2NSin =0.518U2N，其中U2N為變壓器二次側(cè)額定電壓有效值；可見其電壓差超過額定電壓的一半多，這樣的電壓差會在兩臺變壓器之間產(chǎn)生很大的環(huán)流，此環(huán)流產(chǎn)生的熱量將在短時(shí)間內(nèi)燒壞變壓器繞組。所以，連接組別在變壓器實(shí)際運(yùn)行中是非常重要的，連接組別不相同的變壓器決不允許并聯(lián)運(yùn)行。

二、 采用多種教學(xué)方式講解三相變壓器繞組連接組別的變換實(shí)質(zhì)及標(biāo)號意義

（1）目前國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了五種常用的連接組別標(biāo)號分別為：①Y，yn0；②Y，d11；③YN，d11；④YN，y0；⑤Y，y0。

（2）在日常教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)各版本的教材中對三相變壓器連接組別的變換形式討論較少，學(xué)生對各種連接組別變換形式的認(rèn)識也比較淺，對繞組連接組別及標(biāo)號的概念理解不透，其主要原因是學(xué)生對變壓器一次側(cè)和二次側(cè)各相繞組對應(yīng)相電動勢（如1U1與2U1）之間的相位關(guān)系沒有掌握好。針對學(xué)生出現(xiàn)的不同情況，在實(shí)習(xí)教學(xué)中主要抓好以下幾個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：①帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地觀看裸殼的變壓器實(shí)物，讓學(xué)生通過實(shí)物對變壓器有真正的認(rèn)識；②分配實(shí)驗(yàn)小組，讓學(xué)生自己組裝兩臺微型三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行，進(jìn)行低電壓實(shí)驗(yàn)，測量在不同連接組別的標(biāo)號下并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，變壓器內(nèi)部的環(huán)流情況，記錄環(huán)流參數(shù)，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，加深學(xué)生對三相變壓器連接組別的認(rèn)識；③利用多媒體動畫的形式，將變壓器的各種連接方式及變換形式展現(xiàn)出來，再配以鮮艷的色彩，使學(xué)生對畫面內(nèi)容一目了然、印象深刻，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在輕松愉快中獲得知識。④對課后作業(yè)中出現(xiàn)的普遍問題，先讓學(xué)生自己進(jìn)行討論，針對學(xué)生的討論內(nèi)容，有啟發(fā)地引導(dǎo)學(xué)生自己思考出解決問題的方法。⑤加強(qiáng)課后練習(xí)是非常必要的，在課堂教學(xué)效果好的基礎(chǔ)上，課后進(jìn)行一定量的實(shí)際訓(xùn)練，鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的知識，會起到事半功倍的效果。三相變壓器繞組的連接組別形式有幾十種之多，但教科書中講解極少。現(xiàn)在以連接組別的標(biāo)號為Y，y0為基礎(chǔ)，對幾種常用的連接組別的變換進(jìn)行討論。

（3）連接組別為Y，y0的三相變壓器的接線圖、相量圖和時(shí)鐘圖表示如下：

現(xiàn)將連接組別的常見變換形式簡述如下：

變換1：如果將標(biāo)號為Y，y0的接線圖中的同名端全部換成另一端（即2U2，2V2，2W2端），則實(shí)質(zhì)相當(dāng)于對應(yīng)的各個(gè)相電動勢2U1、2V1、2w1反相， 則對應(yīng)的線電動勢 2U1,2V1也應(yīng)該反相，即相量 2U1, 2V1應(yīng)指向6點(diǎn)鐘，其連接組別標(biāo)號應(yīng)為Y，y6，其標(biāo)號變化為Y，y0 →Y，y6。其接線圖和時(shí)鐘相量圖如圖所示：

變換2：如果將標(biāo)號為Y，y0的接線圖中的二次側(cè)標(biāo)志接錯(cuò)，即2U1改成2W1，2V1改成2U1，2W1改成2V1；則各相電動勢的對應(yīng)關(guān)系為：2w1與1U1同相位，2U1與1V1同相位， 2V1與1W1同相位；相對于標(biāo)號為Y，y0的二次側(cè)各相電動勢而言，其實(shí)質(zhì)是將二次側(cè)各相電動勢的相量2U1、2V1、2W1全部沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)120°，則其對應(yīng)的線電動勢2U1, 2V1也應(yīng)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)120°，其連接組別標(biāo)號為Y，y4，其變化為Y，y0→ Y，y4。其接線圖和相量圖如圖所示：

變換3：如果將標(biāo)號為Y，y0的接線圖中的二次側(cè)標(biāo)志接錯(cuò)，即2U1改成2V1，2V1改成2W1，2W1改成2U1，則 2V1與1U1同相位， 2w11V1同相位， 2U1與1W1同相位，相對于標(biāo)號為Y，y0的二次側(cè)各相電動勢而言，其實(shí)質(zhì)是將二次側(cè)各相電動勢的相量2U1，2V1，2W1全部沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)120°，則其對應(yīng)的線電動勢2U1, 2V1也應(yīng)沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 120°，其連接組別標(biāo)號為Y，y8，其變化為Y，y0→Y，y8。其接線圖和相量圖如圖所示：

變化4：如果將變換2中的二次側(cè)各繞組的同名端全部換成另一端（即換成2U2，2V2，2W2），則其線電動勢相量2U1, 2V1應(yīng)該反相，其連接組別標(biāo)號應(yīng)為Y，y10， 其變化為Y，y4 → Y，y10；如果將變換3中的二次側(cè)各繞組的同名端全部換成另一端，則其線電動勢相量2U1, 2V1應(yīng)該反相，其連接組別標(biāo)號應(yīng)為Y，y2，其變化為Y，y8 →Y，y2。

綜上所述，三相變壓器繞組的連接組別有很多，通過多年的教學(xué)探討發(fā)現(xiàn)，無論三相變壓器繞組如何連接，只要把二次側(cè)相電動勢相量2U1、2V1、2W1與所對應(yīng)的一次側(cè)相電動勢相量1U1、1V1、1W1的同相位對應(yīng)關(guān)系找到，再在二次側(cè)相量圖中標(biāo)出各相電動勢相量并畫出線電動勢相量2U1，2V1，即可確定連接組別的標(biāo)號。

三、關(guān)于三相變壓器繞組連接組別授課方式探討

為提高教學(xué)質(zhì)量，滿足不同基礎(chǔ)層次的學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，我在實(shí)際教學(xué)中曾經(jīng)采用過三種方法施教：第一種方法是在黑板上徒手畫相量圖和時(shí)鐘圖，雖然直觀性好，但作圖麻煩，每節(jié)授課內(nèi)容的信息量少、不新穎，對學(xué)生的吸引力不夠；第二種方法是自制相量的相位變換圓盤，其特點(diǎn)是使用方便、快捷，但制作過程需要時(shí)間，且教具體積較大，搬動不方便；第三種方法是在電腦上制作具有動畫效果的接線圖和相量圖、時(shí)鐘圖，所有的變換過程都通過動畫方式進(jìn)行顯示，可以形象地反映各相量之間的相位關(guān)系及時(shí)鐘的變化情況，同時(shí)也能吸引學(xué)生的眼球，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果最好。實(shí)踐證明，采用多元化的教學(xué)方式，可以彌補(bǔ)教學(xué)過程中的許多漏洞和不足，充實(shí)了教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)的靈活性，豐富了教學(xué)的多彩性，收到了滿意的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐政.電機(jī)與變壓器[M].北京:中國勞動社

會保障出版社,2005.

（舞鋼冶金高級技工學(xué)校）