淺談變壓器直流電阻試驗(yàn)研究

張志敏 張麗英 王慧茹 董勇杰 張建華

（濮陽(yáng)供電公司，河南 濮陽(yáng) 457000）

變壓器繞組直流電阻測(cè)量屬于變壓器的例行試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量變壓器繞組直流電阻，可以檢查繞組導(dǎo)線(xiàn)連接處的焊接或機(jī)械連接是否良好；電壓分接開(kāi)關(guān)的各個(gè)位置接觸是否良好及分接開(kāi)關(guān)實(shí)際位置與指示位置是否相符；引出線(xiàn)有無(wú)斷裂；多股導(dǎo)線(xiàn)并繞的繞組是否有斷股等情況。變壓器繞組的直流電阻是變壓器在交接、大修和改變分接開(kāi)關(guān)后，必不可少的試驗(yàn)項(xiàng)目，也是故障后的重要檢查項(xiàng)目。

1 測(cè)量方法

測(cè)量變壓器直流電阻主要有電流電壓表法、平衡電橋法和輔助測(cè)量法（數(shù)字電橋法）。變壓器直流電阻縮短測(cè)量時(shí)間的方法主要有回路電阻突變法、恒流源法、助磁法、消磁法和數(shù)字式直流電阻測(cè)試儀。

1.1 電流電壓表法。電流電壓表法又稱(chēng)電壓降法。電壓降法的測(cè)量原理是在被測(cè)繞組中通以直流電流，因而在繞組的電阻上產(chǎn)生電壓降，測(cè)量出通過(guò)繞組的電流及繞組上的電壓降，根據(jù)歐姆定律即可算出繞組的直流電阻。測(cè)量接線(xiàn)如圖1所示。

圖1 電流電壓表法測(cè)量直流電阻原理圖

測(cè)量時(shí)應(yīng)先接通電流回路，待測(cè)量回路的電流穩(wěn)定后再合開(kāi)關(guān)K2，接入電壓表。當(dāng)測(cè)量結(jié)束，切斷電源之前，應(yīng)先斷K2后斷K1，以免感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)損壞電壓表。測(cè)量用儀表應(yīng)不低于0.5級(jí)，電流表應(yīng)選用內(nèi)阻小的；電壓表應(yīng)盡量選內(nèi)阻大的。連接電流表及電壓表的導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)有足夠的截面，并盡量的短，切接觸良好，以減小引線(xiàn)和接觸電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。當(dāng)測(cè)量電感量大的電阻時(shí)，要有足夠的充電時(shí)間。

如不計(jì)電流表及電壓表對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響時(shí)采用圖1（a）的接線(xiàn)，測(cè)得的電阻數(shù)值偏大；當(dāng)被測(cè)電阻越小偏大的越多，因?yàn)楸粶y(cè)電阻越小，在一定的測(cè)量電壓下，電流表內(nèi)阻上產(chǎn)生的電壓降也越大，而電壓表測(cè)得的數(shù)值中包含了這個(gè)電壓降，所以圖1（a)適用于測(cè)1歐以上的大電阻。采用圖1（b）的接線(xiàn)時(shí)，由于電壓表分流的影響，電流表測(cè)的數(shù)值偏大，因此計(jì)算出的數(shù)值偏小，所以在一定的外施電壓下，當(dāng)被測(cè)電阻越大，回路電流越小，則電流偏大的越多，算出的電阻誤差也就越大，所以這種接線(xiàn)適用于測(cè)1Ω以下的小電阻。

1.2 增大回路電阻——回路電阻突變法。變壓器內(nèi)部的參數(shù)電感和繞組電阻是不能改變的，但可以增加電路內(nèi)的串聯(lián)電阻來(lái)減小線(xiàn)路的時(shí)間常數(shù)，從而縮短直流電阻的測(cè)量時(shí)間。

在測(cè)量回路中串入附加電阻R，既“電阻突變法”，如圖2所示，測(cè)量時(shí)先合上K2,將R短接，再合K1，待電流增加到預(yù)定值I2后，立即斷開(kāi)K2，電阻R串入測(cè)量回路，電流很快就穩(wěn)定下來(lái)，然后再接入電壓表，測(cè)量繞組上的電壓降。

圖2 大型變壓器直流電阻測(cè)量接線(xiàn)圖

應(yīng)用電壓降法測(cè)量直流電阻，是根據(jù)測(cè)量的電流和電壓值，用歐姆定律計(jì)算得到的。一般大型變壓器繞組的直流電阻比較小，因此應(yīng)選用靈敏度及準(zhǔn)確度較高的電流電壓表，以減小測(cè)量誤差。

1.3 減小回路電感——全壓恒流源法。全壓恒流電源是由一恒壓電壓源和一恒流源及控制回路構(gòu)成，恒壓源的無(wú)載直流電壓一般為45-100V，其作用是在充電初始使電流有較快的上升速度；恒流源則強(qiáng)迫充電電流很快穩(wěn)定在預(yù)定值（即恒壓源下充電，恒流源下測(cè)量）。將其應(yīng)用于電橋法或電壓降法中，能大大減少充電時(shí)間，準(zhǔn)確迅速地測(cè)量大型變壓器繞組的直流電阻。

1.4 減小回路電感——助磁法。變壓器鐵心是非線(xiàn)性鐵磁材料，當(dāng)勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁勢(shì)足夠大時(shí)，變壓器鐵心會(huì)因磁飽和而使L減小，助磁法就是基于鐵心的這樣一種特性提出來(lái)的。

1.5 減小回路電感——消磁法。同一鐵心柱的兩個(gè)繞組中通以相反的的電流以使磁通抵消，從而使測(cè)量電路達(dá)到基本屬于純電阻（L≈0）的線(xiàn)性電路，使測(cè)量準(zhǔn)確穩(wěn)定、簡(jiǎn)單迅速。

2 測(cè)量中的注意事項(xiàng)

由于影響測(cè)量結(jié)果的因素很多，如儀表精度、引線(xiàn)松緊、溫度高低、接觸情況和穩(wěn)定時(shí)間等。因此應(yīng)注意以下事項(xiàng)：接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)注意儀表的正、負(fù)極性且儀表的準(zhǔn)確度應(yīng)不低于0.5級(jí)；使用的直流電源應(yīng)電壓穩(wěn)定，容量充足，以防止由于電流波動(dòng)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性；準(zhǔn)確測(cè)量繞組的平均溫度，一般以變壓器的上層油溫作為繞組溫度；試驗(yàn)電流不得大于被測(cè)繞組額定電流的20%，且通過(guò)電流的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以減少被測(cè)電阻因發(fā)熱而產(chǎn)生較大的誤差，連接導(dǎo)線(xiàn)接觸必須良好。

3 對(duì)測(cè)量結(jié)果的判斷

對(duì)于630千伏安以上的變壓器，當(dāng)無(wú)中性點(diǎn)引出線(xiàn)時(shí)，同一位置測(cè)量的繞組直流電阻，直接用線(xiàn)電阻相互比較，既RAB、RBC、RCA相互比較，其最大差值應(yīng)不大于平均值的2%；與以前（出廠(chǎng)、交接或者上次）測(cè)量的結(jié)果比較，其最大差值也不大于平均值的2%（本次測(cè)量值與以前測(cè)量值換算至同一溫度，其差值與以前數(shù)值之比）。630千伏安及以下的變壓器，相間差值一般應(yīng)不大于三相平均值的4%，線(xiàn)間差值應(yīng)不大于三相平均值的2%。每次所測(cè)電阻值都必須換算到同一溫度下進(jìn)行比較，若比較結(jié)果直流電阻雖未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，但是每次測(cè)量的數(shù)值都有所增加，這種情況也應(yīng)引起足夠的重視。如變壓器的中性點(diǎn)無(wú)引出線(xiàn)時(shí)，三相電阻不平衡值超過(guò)2%時(shí)，則需將線(xiàn)電阻換算成相電阻，以便找出缺陷相。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)變壓器繞組進(jìn)行直流電阻測(cè)量，可以檢查繞組接頭的焊接質(zhì)量和繞組有無(wú)匝間短路；電壓分接開(kāi)關(guān)的各個(gè)位置接觸是否良好及分接開(kāi)關(guān)實(shí)際位置與指示位置是否相符；引出線(xiàn)有無(wú)斷裂；多股導(dǎo)線(xiàn)并繞的繞組是否有斷股等情況。變壓器繞組的直流電阻是變壓器在交接、大修和改變分接開(kāi)關(guān)后，必不可少的試驗(yàn)項(xiàng)目，也是故障后的重要檢查項(xiàng)目。

[1]范輝.電氣試驗(yàn)[M].北京：中國(guó)電力出版社.

[2]胡啟凡.變壓器試驗(yàn)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社.