剩磁對大容量變壓器直阻試驗的影響及解決辦法

張曉軍 楊浩旋

摘 要：本文分析了剩磁對大容量變壓器直流電阻試驗的影響，同時提出了能夠有效克服剩磁影響的措施和方法，供試驗人員參考。

關鍵詞：大容量變壓器 剩磁 直流電阻 助磁法

中圖分類號：TM401 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0143-01

在2013年，我廠#2機組的小修期間，對主變低壓側進行直流電阻試驗時，發現直阻不平移衡率達到3.49%，通過多次試驗，直阻不平衡率均不合格。我廠主變采用天威保變的SFP-720000/220型三相強迫油循環風冷卻變壓器。根據規程規定對1600 kVA以上的變壓器，各相線圈間同檔分接開關的直流電阻相互間差別不大于三相平均值的2%；各線間同檔分接開關的直流電阻相互間差別不大于三相平均值的1%。后經綜合分析是由于之前主變的直流偏磁使鐵芯剩磁過大所致。

1 變壓器剩磁產生的原因

大型變壓器的鐵芯產生剩磁的情況很普遍，產生的原因總的來說主要有以下四個：（1）變壓器的鐵芯都是采用高導磁的硅鋼片疊壓而成，存在磁滯現象；（2）將空載變壓器拉閘時由于找不到三相電流同時過零的瞬間，自然而然的也會產生剩磁；（3）隨著我國超高壓直流輸電的發展，當附近有直流變電站采用單極運行時，附近電廠或者變電站中經中性點接地的變壓器就會產生直流偏磁，導致鐵芯的嚴重飽和，同樣也會產生較大的剩磁；（4）在變壓器直流電阻試驗時通入較大的直流電流也會產生剩磁。在變壓器直流電阻試驗中為了縮短試驗時間和提高測量精度，通常采用的是快速的測量儀器，輸出直流電流從5～20 A，超過了正常勵磁電流，也必然使鐵芯嚴重飽和而產生剩磁。

2 剩磁對直流電阻試驗的影響

剩磁會對充電繞組的電感值產生影響，從而使測量時間增長，從而對測量產生影響。由于變壓器繞組通電后呈現電感大，電阻小的特性，特別是對于大容量變壓器，電感值可以達到數百亨，而低壓側電阻值只有幾毫歐。當直流電流通入變壓器繞組后，必然有一個暫態過渡過程，充電電流達到穩定值需要一定長的時間。現場工作實踐表明，主變容量越大，充電時間越長。

根據充電電流，其中τ=（τ為回路時常數），理論上i達到穩定的時間無限長，但當t=4τ時可視為充電電流基本穩定。

同時大型變壓器絕緣采用夾層絕緣較多，由于剩磁存在，在做變壓器局部放電等試驗時會出現局部強電場，破壞絕緣，造成故障。因此對大型變壓器繞組進行直流電阻測量時應控制充電電流小于繞組額定電流的20%，從而減小剩磁。

3 克服剩磁影響的試驗方法及措施

變壓器制造廠為了保證出廠試驗數據的正確性，在出廠試驗中都是在鐵芯去磁的情況下進行的，而現場試驗時由于各試驗項目的次序安排不科學從而使鐵芯中存在剩磁，造成鐵芯勵磁特性發生變化，影響了試驗數據的準確性，給試驗結果的判斷帶來困難。在條件允許的情況下，使用專用的變壓器消磁設備對鐵芯進行消磁，同時也可以采用逐相測量的方法，通過延長測量時間來進行測量。測量時間隨著變壓器容量的不同而不同，同時也與變壓器鐵芯的飽和程度有關，容量越大，鐵芯飽和程度越高，測量時間越長。

為了提高實驗數據的準確度和縮短試驗時間，我們可以采用助磁法。但助磁法僅適用于低壓繞組的測量，其做法是將高壓繞組也接入充電回路。由于高壓繞組的匝數遠遠高于低壓繞組，通入直流電流后，利用高壓繞組產生的巨大磁勢，使變壓器鐵芯飽和，從而降低電感（即降低充電時間常數），達到快速測量的目的。

以我廠SFP-720000/220型鐵芯為五柱式YND11接線的變壓器，采用助磁法測量為例。低壓側繞組直流電阻有如下接線方法：（1）測Rac：高壓A接儀器+I端子；低壓c接儀器-I端子；高壓B、C短接后，接到低壓a。低壓a接到儀器+V端子；低壓c接到儀器-V端子；（2）測Rbc：高壓C接儀器+I端子；低壓b接儀器-I端子；高壓A、B短接后，接到低壓c。低壓c接到儀器+V端子；低壓b接到儀器-V端子；（3）測Rab：高壓B接儀器+I端子；低壓a接儀器-I端子；高壓A、C短接后，接到低壓b。低壓b接到儀器+V端子；低壓a接到儀器-V端子。（如圖1）

4 結論

變壓器繞組的直流電阻試驗相較于其他預防性試驗來說是比較費時費力的一項試驗。一旦變壓器的剩磁過大對試驗數據產生影響就容易誤導試驗人員對試驗結果做出錯誤判斷，通過以上分析，采用助磁法或者加大測量回路電流可以有效的克服剩磁的影響，不但可以提高工作效率，同時提高了試驗數據的可靠性。

參考文獻

[1] DL/T596-1996.電力設備預防性試驗規程[S].北京：中國電力出版社，1997.

[2] 變壓器直流電阻測試儀RZC-10TC操作手冊[S].