变压器直流电阻试验注意事项及结果分析

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    一、测量中的注意事项
    影响变压器绕组直流电阻测量准确的因素有很多，如测量表计的准确度等级、接线的方法，电流的稳定情况等均会影响测量的准确度。测量前应对这些因素加以考虑，以减小或避免可能产生的测量误差，而得到较为准确的测量电阻值。
    测量时应注意以下方面：
    (1)测量仪表的准确度不应低于0.5级。
    (2)导线与仪表及测试绕组端子的连接必须良好。用单臂电桥测量结果应减去引线电阻。测量时双臂电桥的四根线(C1、P1、C2、P2)应分别连接，C1、C2引线应接在被测绕组外侧，P1、P2接在被测绕组内侧，以避免将C1、C2与绕组连接处的接触电阻测量值在内。
    (3)准确记录被试绕组的温度。IEC国际标准中规定测量绕组温度的要求和方法。对于干式变压器，温度应取绕组表面不少于温度计平均值。油浸变压器，器身浸入油中，停电静放3h后，方能确定油的平均温度，认为此时绕组温度与油的平均温度相同。油的温度为变压器上层油温减去冷却装置进出口油温差的1／2。
    为了便于与出厂和历次测量的数值比较，应将不同温度下测得的绕组电阻值换算至75℃时的阻值，换算公式为
        R_75℃＝R_t(T﹢75)／(T﹢t)
    式中 R_75℃——75℃时的电阻值；
         R_t——实测温度下的电阻值；
         T——常数，铜导线为235，铝导线为225；
         t——测试时绕组温度，℃。
    (4)测量大型高压变压器绕组的直流电阻时测量绕组及其他非被测的各电压等级的绕组应与其他设备断开(如避雷器），不能接地并禁止有人工作，以防止直流电源投入或断开时可能产生的感应高压危及安全，且被测绕组接地会导致产生较大的测量误差。
    二、试验结果判断
    1.《规程》规定
    (1)1.6MVA以上的变压器，各相绕组直流电阻互相间的差别（又称相间差）不应大于三相平均值的2%；无中性点引出的绕组直流线电阻相互间的差别（又称线间差）不应大于三相的平均值的1%。
    (2)1.6MVA及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%；线间差别一般不大于三相平均值的2%。
    (3)测得值与以前(出厂或交接时)相同部位测得值比较，其变化不应大于2%。
    线间差或相间差百分数的计算公式为
        ΔR_x＝(R_max﹣R_min)／R_av×100%
    对线电阻而言
        R_av＝1／3(R_AB﹢R_BC﹢R_AC)
    对相电阻而言
        R_av＝1／3(R_A0﹢R_B0﹢R_C0)
    式中 ΔR_x——线间差或相间差的百分数，%；
         R_max——三线或三相实测值中的最大电阻值，Ω；
         R_min——三线或三相实测值中的最小电阻值，Ω；
         R_av——三线或三相实测值中的平均电阻值，Ω。
    例7-2 某SFSL-10000／110型变压器测得高压绕组线电阻分别为R_AB＝0.763Ω，R_BC＝0.772Ω，R_AC＝0.760Ω，求ΔR_x。
  解
        R_av＝(0.763﹢0.772﹢0.760)／3＝0.765Ω
        ΔR_x＝(0.772﹣0.760)×100%＝1.57%
    按《规程》规定ΔR_x应不大于1%，该变压器线间电阻差ΔR_x＝1.57%＞1%，为不合格。
    有载调变压器应在所有分接头上测量直流电阻；无载调变压器大修后应在各侧绕组的所有分接头位置上测量直流电阻，运行中更换分接头位置后，只在使用分接头位置上测量直流电阻。
    2.三相电阻不平衡的分析
    三相电阻不平衡或实测值与设计值(出厂或试验值)相差太多，一般有以下几种原因：
    (1)变压器套管中导电杆和内部引线接触不良。现场发现多起变压器大修后套管中导电杆和内部引线接触螺栓紧固不紧，造成接头发热现象。
    (2)分接开关接触不良由于分接开关内部不清洁、电镀脱落、弹簧压力不够等造成个别分接头的电阻偏大。三相电阻不平衡。
    (3)大容量变压器的低压绕组采用双螺旋或四螺旋式，由于螺旋间导线互移，引起每组间的电阻不平衡。
    (4)焊接不良。由于引线和绕组焊接质量不良造成接触电阻偏大，或多股并绕绕组的一股或几股没有焊接上，造成电阻偏大。
    (5)电阻相间差在出厂时就已超过规定。
    (6)试验方法错误。
    1)造成电阻不平衡的错误测量接线和试验方法一般有：1.充电时间不够，电流未稳定时即读取数量值。2.测量接线与变压器接头位置不对，即测量时电压引线在电流的外侧或与电流引线同一位置，至使接触电阻也包括在测量值之内。3.测量某一绕组时，未将其他绕组与接地体断开，造成充电不稳。
    2)造成绝对值偏大的常见错误接线是用QJ-44型双臂电桥测量电阻时，仅用两根引线，即C1、P1、C2、P2引线未分开，如图7-16(a)所示。这种接线将引线电阻测量在内，不符合QJ-44型电桥测量原理，造成三相电阻值均较出厂值偏大，而且有三相电阻不平衡率反而合格。笔者在一些现场运行部门场发现用两根较粗的引线来代替四根引线的错误接线方法。正确的接线图如图7-16(b)所示，四根独立的引线(一般为同长度、同型号、同截面的导线）分别与变压器QJ-44型电桥的端子相连，与变压器连接的C1与P1引线、C2与P2引线不能再同一位置连接，C1、C2应分别连接在接头外侧，P1、P2应分别连接在接头的内侧。

图7-16 接线的比较
(a)错误接线；(b)正确接线

    3.线电阻换算为相电阻的方法
    当现场实测中发现电阻不平衡率不合格时，往往不能判断出究竟哪个部位电阻不合格。为了便于分析出不合格的确切部位，一般应将电阻换算为相电阻。

图7-17 三种变压器绕组的接线图
(a)星形接线，无中性线引出时；(b)三角形接线，且为a-y,b-z,c-x相连接；
(c)三角形接线，且为a-z、b-x、c-y相连接。

    当绕组为星形接线，且无中性引线引出时，见图7-17(a)，有
        R_a＝(R_ab﹢R_ac﹣R_bc)／2
        R_b＝(R_ab﹢R_bc﹣R_ac)／2
        R_c＝(R_bc﹢R_ac﹣R_ab)／2
    当绕组为三角形接线时，并为a-y,b-z,c-x相连接时，见图7-17(b)，有
        R_a＝(R_ac﹣Rp)﹣R_abR_bc／(R_ac﹣R_p)
        R_b＝(R_ab﹣Rp)﹣R_abR_bc／(R_ab﹣R_p)
        R_b＝(R_bc﹣Rp)﹣R_abR_ac／(R_bc﹣R_p)
        R_p＝(R_ab﹢R_ac﹢R_bc)／2
    当绕组为三角形接线时，并为a-z、b-x、c-y接线时，见图7-17(c)，有
        R_a＝(R_ab﹣R_p)﹣R_acR_bc／(R_ab﹣R_p)
        R_b＝(R_bc﹣R_p)﹣R_abR_ac／(R_bc﹣R_p)
        R_c＝(R_ac﹣R_p)﹣R_abR_bc／(R_ac﹣R_p)
        R_p＝(R_ab﹢R_ac﹢R_bc)／2
    以上各式中 R_a、R_b、R_c——各相电阻；
               R_ab、R_ac、R_bc——线电阻。

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来源：恒盛兴电力