測量變壓器直流電阻應注意的問題

賈 震

(陽城國際發電有限責任公司，山西 晉城 048102)

測量變壓器直流電阻應注意的問題

賈 震

(陽城國際發電有限責任公司，山西 晉城 048102)

介紹了電力變壓器繞組直流電阻現場測量時應注意的幾個問題，對現場的相關電氣試驗工作起到借鑒作用。

直流電阻；測試；注意事項

測量變壓器繞組的直流電阻是出廠、交接和預防性試驗的基本項目之一，也是變壓器日常試驗和故障后的重要檢查項目。通過該項試驗可以檢查變壓器繞組焊接質量；檢查分接開關各個位置接觸是否良好；檢查繞組或引出線有無折斷處；檢查并聯支路的正確性，是否存在由幾根并聯導線繞制成的繞組發生一處或多處斷線的情況；檢查層、匝間有無短路的現象；確定繞組的平均溫度等。所以變壓器繞組直流電阻測量既是簡單、常規的試驗項目，但又是耗時、準確度要求高的項目，它是確保變壓器檢修質量和安全運行的一個重要手段，直流電阻的測試對綜合判斷變壓器繞組的故障及缺陷具有重要的意義。但在試驗過程中，多種可控或不可控的因素導致試驗結果偏差很大，使人員對試驗結果產生誤判斷，本文主要說明在測量變壓器直流電阻時應注意的幾個問題，對相關試驗的結果分析起到借鑒作用。

1 測量變壓器直流電阻后鐵芯中剩磁的影響

1.1 剩磁產生的原因

大型變壓器多采用冷軋硅鋼片，Bs/Be比較小，而剩磁可能比較大，有時甚至達0.9 Bm。特別是變壓器在進行繞組直流電阻測試后，會在鐵芯中殘留剩磁。一般說來，直流磁化的安匝愈大，剩磁愈嚴重。剩磁的多少取決于變壓器繞組通過的直流電流強度和時間。也就是說在變壓器繞組上輸入的電功率越大，時間越長，剩磁量就越大，反之亦相反。例如，一臺750MVA、500 kV三相變壓器，額定電壓下的高壓側勵磁電流為0.87 A。如果采用5 A電流測試高壓繞組的直流電阻，其直流磁勢(安匝)是額定電壓下交流磁勢(峰值)的4倍，剩磁將比較嚴重。

1.2 測量時注意事項

(1)《DL/T 596—1996，電力設備預防性試驗規程》規定：在對油浸變壓器、電抗器220 k及以上繞組進行直流電阻測試時，測試電流不宜大于5 A。如果測試電流大于5 A，應對變壓器采取去磁措施。因此在現場測試時，要嚴格控制測試電流值小于等于5 A，不能采用為了節省測試時間而增大測試電流的做法。這樣會導致變壓器剩磁較嚴重，產生一些不良后果。

實例1:天津某電廠，兩臺主變壓器為保定變壓器廠生產的3×210 000 kVA單相變壓器。2005年一年內兩臺主變壓器共發生5次因為剩磁造成主變壓器充電不成功的事件。原因分析結果表明：主變檢修時采用LZ-C(50A)變壓器直流電阻測試儀，選擇了20A的檔位，持續時間為5min。由于變壓器剩磁的存在造成變壓器在充電時合閘角大的相與直流剩磁疊加，造成磁路嚴重飽和，產生較大的沖擊電流，使鐵芯、繞組振動，從而導致變壓器內油流涌動，致使重瓦斯保護動作。

(2)在采用150~250 Hz的中頻電源進行局部放電試驗時，如果變壓器鐵心具有剩磁，則在中頻勵磁下，兩者疊加會導致鐵芯勵磁在磁場方向一致的半波飽和，另一半波不飽和，其結果是動態地改變試驗等效電路的電感參數，可能引起變壓器繞組施加電壓的躍變，當躍變頻率接近中頻電源頻率的兩倍時，將可能在被試變壓器高壓側出現異常過電壓，對變壓器絕緣造成不必要的損傷。對于殼式變壓器，該問題比較突出。因此在現場特別是大型變壓器直流電阻測試后，采用中頻電源進行局部放電試驗前，一定要對變壓器進行去磁試驗。

2 直流電阻不平衡率超標時，不要輕易判斷為設備故障，應綜合考慮，認真分析

電力設備預防性試驗規程有關規定，容量1 600 kVA以上變壓器，各相繞組電阻相互間的差別不應大于三相平均值的2%，無中性點引出的繞組其線間差別不應大于三相平均值的1%。容量1 600 kVA及以下的變壓器，相間差別一般不大于三相平均值的4%，線間差別一般不大于三相平均值的2%。在實際測量中，試驗數據除了符合規程要求外，還應和歷史試驗數據進行綜合比較，綜合考慮引起數據偏差的各種因素，認真分析試驗數據，避免造成誤判斷。

(1)電阻不平衡率超標時，應將測量數據與歷史數據進行綜合比較，特別要與出廠或交接試驗數據進行比較。因為這有可能是由于引線電阻的差異引起的。

實例2:

表1 某變壓器交接時低壓側繞組直流電阻

從試驗數據可知，低壓側繞組直流電阻不平衡率遠遠大于8.3%，采取打磨導電銅桿、拆除接線板(貓爪子)等各種措施重做后試驗數據變化不大。通過與出廠試驗報告比較后，可以判斷試驗結果是合格的，因為這是由于低壓側各相引線電阻值不同造成的(如表1所示)。

實例3：某電廠一臺廠用變壓器，容量5 600 kVA，電壓11 kV/3.3 kV。在某年預試中測量低壓側線間直流電阻的不平衡率為1.4%，按照《預規》要求，低于標準2%應該是合格的，但與上一年測量值0.21%比較，增長了近7倍，變化較大。為慎重起見，將貓爪子拆掉檢查，發現接線柱和接線板之間確實存在接觸松動現象，處理后再測量時不平衡率為0.7%。

以上實例表明，將測量數據與歷史數據進行綜合比較是一個十分重要的步驟，不但要看百分比(不平衡率絕對值)，還要看發展趨勢。

(2)分接開關電阻不平衡率超標時，要循環操作分接開關幾次后復測，消除觸頭間油膜、氧化物等的影響后，結果可能就合格了。

實例4:某臺40MVA變壓器直流電阻試驗數據見表2。

表2 分接開關循環操作前測試結果

數據分析可知：分接位置1→8檔檔間阻值梯度不好，呈現出由大→小→大→小的有規律排列，即奇數檔→偶數檔阻值差偏大，偶數檔→奇數檔阻值差偏小。從分接開關結構上分析，其梯度阻值應該是相同的。

分接開關循環操作2次后，重新測試結果見表3。

分接開關循環操作后可以看出，由于循環操作后，消除了分接開關觸頭間油膜等的影響后，分接位置1→8檔梯度很好，試驗結果合格。

表3 分接開關循環操作2次后測試結果

3 現場測試時應注意的其他事項

(1)在線圈溫度穩定的情況下進行測量時，要求變壓器油箱上、下部的溫度之差不能超過3℃。

(2)由于變壓器線圈存有電感，測量時的充電電流不太穩定，一定要在測試電流穩定后再計數，這時數據才是真實的。

(3)盡量減少試驗回路中的導線接觸電阻，運行中的變壓器分接頭常受油膜等影響使其接觸不良，一般需進行多次切換后再進行測量，以免造成對結果的誤判斷。

(4)在進行數據比較分析時，一定要在相同溫度下進行，假如溫度不同，則要按換算公式統一至20℃時的電阻值再進行比較。換算公式為，式中：R1、R2分別為在溫度 t1、t2下的電阻值；T為電阻溫度常數。

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Jia Zhen

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TM 47

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1000-8136(2011)29-0008-02