變壓器直流電阻不平衡分析

李志軍

(廣州中電荔新電力實業有限公司，廣東廣州511340)

直流電阻測試是電力變壓器交接試驗及預防性試驗必不可少的，是判斷變壓器是否存在故障的有效手段之一〔1〕。通過直流電阻的試驗，可以檢查繞組接頭的焊接質量和繞組有無匝間短路、電壓分接頭各個位置接觸是否良好和實際位置與分接頭指示位置是否一致以及引線是否存在斷裂、多股并繞的繞組有否斷股情況〔2〕。因此，研究分析變壓器直流電阻不平衡率超標具有十分重要的作用。

中電荔新2×330 MW熱電聯產機組低壓干式變壓器型號為 SCB10－RL－2000/6，容量為 2 000 kVA，在設備安裝過程中，按照文獻〔3，6〕的要求對其進行直流電阻測試。測量設備為RSZRC－10A直流電阻測試儀。

1 變壓器直流電阻測試

受檢低壓變壓器為4臺三維立體卷鐵芯樹脂絕緣干式變壓器，實際運行中有噪音小、溫升低的優勢。其結構特殊性表現在三相繞組在空間上呈“△”立體布置，其低壓側引線結構如圖1所示。現場進行交接試驗時，受檢干式變壓器低壓側直流電阻實測值超標。實測數據見表1。

圖1 受檢變壓器低壓側引線結構示意圖

表1 受檢變壓器直流電阻實測數據及不平衡率

2 試驗數據及對比

根據文獻〔3〕第7.0 3.3條的要求:“容量為1 600 kVA以上三相變壓器各相測得值的相互差值應小于平均值的2%”和文獻〔6〕的第5.3條規定:“對于2 500 kVA及以下的配電變壓器，其繞組直流電阻不平衡率:相為不大于4%，線為不大于2%”。從表1可以看出，受檢變壓器低壓側出廠數據與現場實測數據存在較大差異，現場實測數據最大偏差相間偏差達7.7%，最小也達5.7%，超出了交接試驗標準要求的2%，也超出了文獻〔6〕規定的4%。

按廠家要求，選取1A工作變的不同測點進行復測。圖2為復測示意圖，所測數據如表2。

表2 1A工作變復測數據及不平衡率

圖2 1A工作變復測測點示意圖

3 數據和結構分析

表3為受檢變壓器出廠試驗直流電阻數據。

表3 受檢變壓器出廠直流電阻數據

從表1，3的對比發現，雖然出廠數據符合交接試驗標準要求，但現場實測數據偏差較大，尤其是b相數值明顯偏大。

再則選擇不同的測量點對直流電阻的不平衡率有直接的影響。

根據數據分析，認為此類型變壓器低壓三相直流電阻不平衡率超標一般有2種原因:一是線圈本身，特別是b相，在制作過程中因銅線材質不好或焊接質量等原因造成三相引線直流電阻不平衡;二是由于低壓引線結構不合理，即各相引出線長短不一，b相引出線過長，造成直流電阻不平衡。從變壓器結構的一般性特點及對照圖1可知，b相繞組至中性點銅排距離較a，c相至中性點銅排距離長。該變壓器各相引線長短不同，因此各相繞組的直流電阻就不同，即可得出Ra0≈Rc0＜Rb0。

為消除中性點銅排對實測數據的影響，對其中1A工作變銅排實測直流電阻，測量結果為0.010 2 mΩ。消除測量部分銅排影響后，1A工作變測量數據如表4所示。表5數據為變壓器生產廠家提供變壓器單純繞組不帶引出線銅排的直流電阻值。

根據表4，5的數據知，消除銅排影響后，變壓器相間不平衡率為1.9%，變壓器低壓側繞組不帶銅排的直流電阻值均符合文獻〔3，6〕的要求。

表4 消除銅排影響后1A工作變直流電阻實測值

表5 廠家提供變壓器純繞組結構直流電阻

4 結論及處理

(1)現場實測直流電阻值不平衡率超標是因為變壓器自身結構特性導致各相引線長度不一致引起的，繞組線圈本身三相直流電阻符合標準規定。

(2)測量選取的測點位置與測量數據相關。適當增加a，c相首段引線銅排的長度，或適當減小b相引線長度或者b相與中性點之間銅排長度，可保證三相直流電阻值近似相等。

(3)該變壓器投運后，按照《電力設備預防性試驗規程》在大修后以及必要時進行繞組的直流電阻測量。

〔1〕王克娜，武英明，孫志清.變壓器直流電阻不平衡率超標原因分析〔J〕.東北電力技術，2006，27(3):33-36.

〔2〕蘇金福.變壓器直流電阻試驗分析〔J〕.變壓器，2005，42(8):22-26.

〔3〕GB50150－2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準〔S〕.北京:中國標準出版社.

〔4〕Q/CSG1007－2004電力設備預防性試驗規程〔S〕.

〔5〕劉利成，黃曙霞.站用干式變壓器低壓直流電阻不平衡研究〔C〕∥第十六屆華東六省一市電機工程 (電力)學會輸配電技術研討會論文集.2008:100-102.

〔6〕GB/T10228－2008干式電力變壓器技術參數和要求〔S〕.北京:中國標準出版社.