變壓器直流電阻測量及其結果分析

林清松

摘 要：變壓器繞組直流電阻的測量是變壓器試驗中一個重要的試驗項目。直流電阻試驗可以檢查出繞組內部導線的焊接質量，引線與繞組的焊接質量，繞組所用導線的規格是否符合設計要求，分接開關、引線與套管等載流部分的接觸是否良好，三相電阻是否平衡等。直流電阻試驗的現場實測中，發現了諸如變壓器接頭松動，分接開關接觸不良、檔位錯誤等許多缺陷。對保證變壓器安全經濟運行起到了重要作用。

關鍵詞：變壓器 直流電阻 經濟運行

1、變壓器直流電阻測量方法

1.1.降壓法

這是一種測量直流電阻的最簡單的方法。在被測試電阻通以直流電流，用合適量程的毫伏表或伏特表測量電阻上的降壓，然后根據歐姆定律計算出電阻，即為降壓法。

為了減小接線所造成的測量誤差，測量小電阻（1Ω以下）時，降壓法所用的直流電源，可采用蓄電池，精度較高的整流電源、恒電流等。由于變壓器繞組電感較大，在測量時必須注意電源電流值，待電源電流穩定后，方可接入電壓表進行讀數；而在斷開電源前，一定要先斷開電壓表，以免反電動勢損壞電壓表。

降壓法雖然比較簡單，但準確度不高，靈敏度偏低，廠家與運行部門多采用電橋法測量繞組直流電阻。

1.2.電橋法

用電橋法測量時，常采用單臂電橋法和雙臂電橋法等專門測量直流電阻的儀器進行測量。測量220kV及以上的變壓器繞組電阻時，在切斷電源前，不但要斷開檢流計開關，而且要將被試品接入電橋的測量電壓線也斷開，防止由于斷開源瞬間的反電動勢將橋臂電阻的絕緣擊穿和橋臂電阻對地等部位擊穿。

1.3、新的測量方法

由于變壓器容量增大，特別是五柱鐵芯和低壓繞組為三角形聯結的大型變壓器，測試繞組直流電阻的電流達到穩定的時間達數小時甚至10多小時，不僅時間長，而且還不能保證測量準確。經過多年的深入研究，這個問題有了突破性進展。

成功測量變壓器繞組直流電阻最為關鍵的問題在于如何自感效應降到最小程度，其方法介紹如下。

（1）.助磁法

該方法是強迫鐵芯磁通迅速飽和，從而降低自感效應，減少測量時間。

（A）用大容量直流電源，增加測量電流的值。

（B）將高壓、低壓繞組串聯起來通上電流，采用同相位和同極性的高壓繞組助磁。由于高壓繞組匝數遠比低壓繞組多，用較小的電流值使鐵芯飽和。

（C）采用恒壓恒流源法的直阻測量儀法。它利用電子電路實現自動調節，在極短時間內把穩壓源平穩地入穩流源，而且輸出電流最大達40A，適用于各類變壓器測量。

（2）.消磁法

與和上面講述的助磁法相反，消磁法力求通過鐵芯的磁通為零。使用的方法有以下兩種：

（A）零序阻抗法。該方法僅適用于三柱鐵芯YN聯接的變壓器。

（B）磁通勢抵消法。試驗時除被繞組加電流外，非被測繞組中也通電流，使兩者產生的磁通勢大小相等而方向相反，達到相互抵消，使鐵芯中磁通趨近與零，繞組中的電感量降到最小值達到縮短測試時間和目的。

2、變壓器直流電阻試驗結果的分析

2.1、《規程》規定

（1）1.6MVA以上的變壓器，各相繞組直流電阻互相間的差別（又稱相間差）不應大于三相平均值的2%；無中性點引出的繞組直流線電阻相互間的差別（又稱線間差）不應大于三相的平均值的1%。

（2）1.6MVA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%。

（3）測得值與以前（出廠或交接時）相同部位測得值比較，其變化不應大于2%。

按《規程》規定ΔRx應不大于1%，該變壓器線間電阻差ΔRx=1.57%>1%，為不合格。

有載調變壓器應在所有分接頭上測量直流電阻；無載調變壓器大修后應在各側繞組的所有分接頭位置上測量直流電阻，運行中更換分接頭位置后，只在使用分接頭位置上測量直流電阻。

2.2、三相電阻不平衡的分析

三相電阻不平衡或實測值與設計值（出廠或試驗值）相差太多，一般有以下幾種原因：

1.變壓器套管中導電桿和內部引線接觸不良。現場發現多起變壓器大修后套管中導電桿和內部引線接觸螺栓緊固不緊，造成接頭發熱現象。

2.分接開關接觸不良由于分接開關內部不清潔、電鍍脫落、彈簧壓力不夠等造成個別分接頭的電阻偏大。三相電阻不平衡。

3.大容量變壓器的低壓繞組采用雙螺旋或四螺旋式，由于螺旋間導線互移，引起每組間的電阻不平衡。

4.焊接不良。由于引線和繞組焊接質量不良造成接觸電阻偏大，或多股并繞繞組的一股或幾股沒有焊接上，造成電阻偏大。

5.電阻相間差在出廠時就已超過規定。

6.試驗方法錯誤。

（1）造成電阻不平衡的錯誤測量接線和試驗方法一般有：

①充電時間不夠，電流未穩定時即讀取數量值。

②測量接線與變壓器接頭位置不對，即測量時電壓引線在電流的外側或與電流引線同一位置，至使接觸電阻也包括在測量值之內。

③測量某一繞組時，未將其他繞組與接地體斷開，造成充電不穩。

（2）造成絕對值偏大的常見錯誤接線是用YZC-X直流電阻測試儀測量電阻時，僅用兩根引線，即C1、P1、C2、P2引線未分開，如圖1-1（a）所示。這種接線將引線電阻測量在內，不符合YZC-X直流電阻測試儀測量原理，造成三相電阻值均較出廠值偏大，而且有三相電阻不平衡率反而合格。

3、結論

（1）測量一般應在油溫穩定后進行。只有油溫穩定后，油溫才能等同繞組溫度，測量結果才不會因溫度差異而引起溫度換算誤差。

（2）對于調壓變壓器應確保檔位切換到位后，才可測量直阻。所有檔位直阻測量好后應在額定檔位重新測量直阻，所得數據與之前測試數據相比應無明顯差別。

（3）應注意在測量后對被測繞組充分放電。

參考文獻：

[1]甄旭鋒. 電力變壓器直流電阻快速測量的研究[D].華北電力大學（河北），2007.

[2]劉凱. 新型電力變壓器繞組直流電阻速測儀的研制[D].武漢大學，2004.

[3]劉俊珍. 變壓器線圈直流電阻測量及其結果分析[J]. 內蒙古科技與經濟，2008，14：216-217+219.

[4]許琤，鐘曉波，張平，韓幸軍. 一起變壓器直流電阻測量結果異常的原因分析[J]. 電氣技術，2011，07：41-42+52.

[5]夏志云. 雙臂電橋測量變壓器直流電阻的方法與測量結果分析[J]. 科技創新導報，2011，33：28.