变压器直流电阻测试分析.docx

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1、变压器直流电阻测试分析概述:变压器绕组的直流电阻是变压器出厂、交接和预防性试验测试的根本工程之一，也是变压器发生事故后的重要检查工程，这是由于直流电阻及其误差对综合诊断变压器绕组饱括导电杆、引线的连接、分接开关及其绕组整个系统的故障可供给重要信息。通过测量直流电阻，可以检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路，电压分接头各个位置接触是否良好，以及实际位置与分接指示位置是否全都，引线是否存在断开，多股并绕的绕组是否断股的状况。本文介绍了变压直流电阻误差产生的缘由、并进展结果分析。关键词：变压器 直流电阻 绕组 不平衡率前言：变压器绕组直流电阻的测试试验是变压器出厂、交接和预试时的根本工程,也是变

2、压器消灭故障后分析故障缘由常常使用的方法。直流电阻不平衡率是推断变压器是否合格的重要因素，以下介绍一些三相变压器直流电阻误差产生的缘由、结果分析。1.变压器直流电阻测量反方法的根本原理电 力变压器绕组可用等效于被测绕组的电感 L 和电阻 R 串联电路表示。如图一所示。当 t=0，合上开关 K，直流电压 E 加于被测绕组时，由于电感中的电流不能突变，所以直流电源刚接通瞬间，L 中的电流为零，电阻中也无电流， 图一变压器直流电阻测量根本电路因此，电阻上没有压降，此时 E-外施直流电压；K-开关；R-绕组的直流电阻；全部外施电压加在电感的两端。 Lx-绕组电感；i-通过绕组的电流回路方程式：E=iR

3、+Ldi/dt则突然加一个直流电压时绕组电流为： i=E/R(1-e-/T)式中 =L/R 为回路时间常数。由此可见，接通直流电压时，i 含有 1 个直流重量和 1 个衰减重量。当衰减重量衰减至 0 时，即 i 到达稳定值 I=E/R 时，可以通过测量 E 和 I，得到 R。电路到达稳定时间的长短，取决于 L 和 R 的比值，即该电路的时间常数 =L/R。由于大型变压器的 值比小变压器的 值大得多， 所以大型变压器到达稳定的时间相当长，即 越大，到达稳定的时间越长；反 之， 越小，时间越短。2.常用测量方法(1)电压电流法又称电压降法如图二所示其原理是在被测绕组施加始终流电压，测出通过绕组的电

4、流，依据欧姆定律， 即可算出绕组的直流电阻。即：R=U/I式中 R-依据欧姆定律算出的直流电阻值，； U-施加在被测绕组两端的直流电压，V)；I-测出通过绕组的电流，A)。在被试绕组上通以直流电流，再测量绕组两端的电压降，绕后按1式算出绕组。为 减小仪表造成的测量误差，测量小电阻时承受图二a接线，图中电压表的内阻应尽量选用较大的；测量大电阻时承受图二b的接线图中电流表的内阻应尽量选用较小的。(a) (b)(a)测量小电阻接线(b)测量大电阻接线图二 用电压降法测狼变压器绕组直流电阻的接线图有时为了获的更进一步的准确数值，测量的电阻还应承受下面方法进展校正：如用图二a接线时，考虑电压表内阻 rV

5、上分路电流 I ，则被测绕组电阻V应为：R=U/(I-I )=U/(I-U/r )VV如用图二b接线时，考虑电流表内阻 rA上的电压降，则被测绕组电阻应为：R=(U-Ir )/IA电压降法所用的直流电源，承受蓄电池比较适宜。由于变压器线圈的电感较大，所以在测量时，必需留意待充电电流稳定后，方可接入电压表进展读数。而在断开电源前，肯定要先断开电压表，以防反电势损坏电压表。测量时所加电流，不要超过变压器线圈额定电流的 20%或 Ie/5),以免发热造成测量误差。同样，测量时间过长，也会引起发热，因而力求测量快速。由于电压降法需要换算，消耗电能多等缘由，所以除测量微小电阻10-3 欧姆左右承受外，一

6、般很少承受电压降法，而承受电桥法或直流电阻测量仪1.电桥法常用直流电桥有单臂电桥和双臂电桥。1.直流电阻测量仪法该测量仪可以在较短时间内测量出变压器绕组的直流电阻，主要用于大型变压器的自流电阻测量。3. 测量结果诊断标准依据 GB501502023电气装置安装工程电气设备交接试验标准； DL/T591996电力设备预防性试验规程和 Q/CSG1140022023电力设备预防性试验规程规定，各相电阻与历次测得值各自相比较，互差(R-R )/R。大小平均1600kVA 及以下三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的 4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的 2%；1600kVA 以上三相变压

7、器，各相测得值的相互差值应小于平均值的 2%，线间测得值的相互差值应小于平均值的 1%。上述内容要校正引线影响并换算至同一温度比较。相间超过 2%为不合格。4. 直流电阻测试分析试验中造成直流电阻不平衡超标的因素是多方面的。我们要找出引起测量结果超标的缘由，从而进展缺陷处理，最终诊断变压器是否可以安全投入运行。4.1 试验过程有人为因素引起的测量结果不合格在对试验结果是否合格诊断中，首先排解人为因素造成的试验结果不准确因 素，然后才可进一步对变压器进展有序、合理的测试，并依据测量结果进展诊断。常见的人为因素造成的测试不准确可有以下几种因素：（1） 测量仪器的选择不正确，仪器本身精度不够，测量方

8、法选用不恰当。常用的直流电桥有单臂电桥和双臂电桥。一般测量 2 欧以上电阻时用单臂电桥，测量 2 欧以下电阻时用双臂电桥，测量仪器的正确度应不低于 0.5 级。局部直流电阻测试仪的准确度本身存在着不合格的问题，引起测量的误差。因此，要求测量前要对仪器有清楚的了解，并比照仪器出厂说明书了解变压器的类型、容量，从而选用适宜的经有关部门鉴定合格的仪器及承受合理的测量方法。仪器应按有关规定送检。例如测量一台 S -50/10 的油浸变压器，测量低压侧绕组直流电阻用单臂电桥，9测试结果误差较大，后更换双臂电桥，误差在规定的范围内。（2） 在测量变压器绕组直流电阻前，未断开与变压器连接的设备，造成测量的影

9、响。例 1.一台 800kVA 的变压器，测量高压侧绕组时因低压侧重复接地未撤除， 直流电阻测量时指针摇摆厉害，化费很长时间才能稳定，后分析查出缘由，撤除重复接地线，测试才得以顺当进展。（3） 接线的方法不正确。试验时接线挨次混乱会使测量数据有较大的分散性。电压线接头应在电流线接头内侧仪器电位线在绕组接线端子靠近绕组一侧。试验人员要留意在试验开头之前对试验设备的连线状况进展检查。（4） 充电时间短。测量时间应充分。由于变压器绕组具有较大的电感，通过绕组的电流，将从零到稳定值的充电过程。（5） 绕组的平均温度测量不准确，造成直流电阻换算结果超出规定范围。为了与以前的数值比较，应将不同温度下测得的

10、直流电阻按下式换算到同一温度下进展比较。R =Rt(T+)/(T+t)1.测量引线截面不够，接触不良，长度太长，线夹焊接不良。这些缘由造成电阻值增加，引起测量结果不准确。2.对前次直流电阻测试没有充分放电，也会造成其次次测试时指针摇摆厉害。4.2 变压器本身存在问题造成的测量结果不合格影响直流电阻不平衡的因数很多，有的与变压器的设计构造、导线材质、绕组回路各个元件本身故障等愿因有关，也有与变压器的运行、维护状况有关。1.引线电阻的差异及导线质量问题，使的相间距离总是存在着Lca2Lab2Lcb2M0 的关系，这一关系将导致三相变压器存在着程度不同的直流电阻构造性不平衡。在接线组别为 Yyn0

11、的 10kV 配变 0.4kV 侧大容量尤为突出。对三相绕组直流电阻格外接近状况，a、c 两相绕组受引线影响很大。以630kVA1000kVA 的配变低压直流电阻不平衡率为主。经调查有关资料分析，由于引线构造的缘由引起直流电阻不平衡率超标占相当的比例80%左右。110kV 级有载变压器的有载调压开关布置在 A 相侧，C 相引线的长度比 A 相长，也存在构造缘由引起直流电阻不平衡率超标的可能。例 2.一台 SFSZ-240000/220kV 主变低压侧绕组直流电阻出厂试验实测数据：R ab=2.447m； Rbc=2.424m； Rca=2.456m。线间最大误差 1.27%，缘由是变压器引线造

12、成，由于低压是接连接线长度分别 Lab=Lbc=2.8m； Lca=8.1m。导线截面均为 4240mm2，后更换连接线截面连接线截面均为 4400mm2，低压电阻平衡率降低至 1%以内满足规程要求。实际连线如图三示。图三 低压接连接线图例 3.一台 S -630/10kV 变压器各相直流电阻如表 1 所示。9表 1 S -630/10kV 变压器直流电阻9直流电阻Ra0(Rb0(Rc0(误差)%实测值0.0010.0010.0014.51630607681出厂说明书各出引0.0000.0000.00029线电阻311265355扣除引线电阻后0.0010.0010.0011.73319342

13、326明显，依据实测结果，直流电阻不平衡率为 4.51%，超出了试验规程的规定值。制造厂家应写明缘由并按实际数据考核出厂，在交接试验中加以复测，并核对出厂试验数据。由于扣除引线电阻后的误差小于 2%，因此，可以认为变压器直流电阻不平衡率是不合格的。（2） 连接接触不良，一般表现为某档或某几个档的直流电阻的不平衡率超标。测试试验说明，引线和套管导电杆或分接开关之间连接不紧，都可能导致变压器直流电阻不平衡超标。例 4.一台 S -1250/10kV，连接组别为 Yyn0 变压器,其直流电阻如表 2 所示。9表 2 S -1250/10 变压器联结直流电阻值。9直流电阻)最大不分接位平衡率置RABR

14、BCRCA%0.6220.6210.53714.330.5120.5090.5110.530.4880.4890.4900.20从表 2 数据看出，档 R 、R线间电阻大于 R线间电阻，、档数据正ABBCCA常，可以认为档 B 相绕组直流电阻有问题。现将线电阻换算成相电阻，可以看出 B 相电阻最大，计算公式为：R =(R +RA CA-R )/2=(0.537+0.622-0.621)/2=0.269)ABBCR =(R +RB AB-R )/2=(0.622+0.621-0.537)/2=0.353)BCCAR =(R +RC BC-R )/2=(0.621+0.537-0.622)/2=0

15、.268)CAAB式中 R、R 、R-绕组线电阻；ABBCCAR 、R 、R -绕组相电阻ABC经吊芯检查觉察，10kV 侧 B 相绕组档分接引线与分接开关导电杆内螺丝连接松动，紧固螺丝后，在测平衡率符合要求。1.分接开关问题，主要分为以下两种分接开关接触不良，多表现为某档或几档的直流电阻的不平衡率超标。 分接开关接触压力不够将导致接触点外表镀层材料易于氧化，进而引发接触不良。因此，有载和无载励磁分接开关接触不良也是导致变压器直流电阻不平衡率超标的一个缘由。分接开关指位指针移位也会导致变压器绕组直流电阻不平衡超标。一般为测量数据散乱，不符合正常规律。在正常状况下，在分接开关各分接位置下所测直流

16、电阻应符合按分接位置递减的规律。假设不符合这个规律，且三相分接开关状况右一样，此现象可能是分接开关位置指示器角度安装得不正确而引起。对于分相切换接头位置的分接开关，这种不规律现象可能只发生在一相上，这就是分接开关的错位。例 5.一台 S -1000/10 变压器预防性试验中，觉察直流电阻不平衡率达 8.2%,9与上次数据比较，各数据都明显偏大。经吊芯检查，分接开关接触点压力不够，A 相尤为明显，有过热变色、烧损痕迹。更换分接开关后，测试数据正常。例 6.一台 S -1600/10 变压器，第一次测测得 R 直流电阻数据如表 3 所示。9A0表 3 S -1600/10 变压器直流电阻数据9分1

17、234567899接位ab置R1111111121A01.511.731.631.182.102.602.55.946.1661.87分911111111接位c01234567置R111111111A01.711.881.561.331.671.411.521.52.97从表 3 变压器实测直流电阻值可见，数据杂乱无章，无规律可循。通过变比 测试，觉察变比也是如此，诊断可能分接开关有问题。在厂家技术人员的帮助下， 翻开有在开关进展检查，觉察场安装指示不明确，安装人员在例行试验后二次安装时位置装错，导致实际档位与显示档位不符。处理后，其次次测量直流电阻数据如表 4，试验结果正。表 4 S -16

18、00/10 变压器故障处理后的直流电阻数据9分1234567899接位ab置R1111111111A0.740.706.673.639.608.576.544.514.480.478分911111111接位c01234567置R111111111A0.477.508.539.567.597.627.654.684.714如原始档直流电阻平衡，调动分接开关后直流电阻不平衡时，应首先考虑分接开关是否有问题。1.绕组断股、匝间短路变压器绕组断股多数为短路断股，一般发生在变压器事故中，易造成绕组烧断、烧损，其结果必定导致直流电阻不平行率超标。完毕语：（1） 、在对试验结果是否合格诊断中，先排解人为因素造成的试验结果不准确因素，然后才可进一步对变压器进展合理的测试，并依据测量结果进展诊断。（2） 、影响直流电阻不平衡的因数很多，有的与变压器的设计构造、导线材质、绕组回路各个元件本身故障等愿因有关，也有与变压器的运行、维护状况有关，所以在试验时应当综合分析直流电阻不平衡的因数。致谢：本部门各位师傅对本文撰写提出贵重意见,特此致谢。参考文献1Q/CSG1140022023电力设备预防性试验规程2GB501502023电气装置安装工程电气设备交接试验标准。3陈化钢，电力设备预防性试验方法及诊断技术，中国科学技术出版社。8