变压器中直流电阻测试方法描述

    变压器绕组的直流电阻测试是变压器在交接、大修和改变分接开关后,必不可少的试验项目.在通常情况下,用传统的方法(电桥法和压降法)测量变压器绕组以及 大功率电感设备的直流电阻是一项费时费工的工作.为了改变这种状况,缩短测量时间以及减轻测试人员的工作负担,本公司开发了直流电阻测试仪,是测量变压器 绕组以及大功率电感设备直流电阻的理想设备.DL/T596--1996预试规程的试验次序排在变压器试验项目的第二位.

 

    一、DL/T 596--1996预试规程的试验周期和要求

 

    1、试验周期:变压器绕组直流电阻正常情况下1~3年检测一次.但有如下情况必须检测:

 

    (1)无励磁调压变压器变换分接位置后必须进行检测;

 

    (2)有载调压变压器在有载分接开关检修后必须对所有分接进行检测;

 

    (3)变压器大修后必须进行检测;

 

    (4)必要时进行检测.如变压器经出口短路后必须进行检测.

 

    2、试验要求

 

    变压器容量在1.6MVA及以上,绕组直流电阻相互间差别不应大于2%;无中性点引出的绕组线间差别不应大于三相平均值的1%.

 

    容量在1.6MVA以下,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%.

 

    与以前相同部位测得值比较其变化不应大于2%;如直流电阻相间差在变压器出厂时超过规定,制造厂已说明了这种偏差的原因,也以变化不大于2%考核.

 

    不同温度下的电阻值应换算到同一温度下进行比较,并按下式换算:

    式中:R1、R2--分别为温度t1、t2时的电阻值;T-常数,其中铜导线为235,铝导线为225.

 

    二、减少测量时间提高检测准确度的措施

 

    一般使用电压降法和电桥法.对于大型变压器,其电感非常大,为了加快测量速度,可采用快速测量方法.

 

    变压器绕组是由分布电感、电阻及电容组成的复杂电路.测直流电阻是在绕组的被试端子间通以直流,待瞬变过程结束、电流达到稳定后,记录电阻值及绕组温度.测直流电阻的关键问题是将自感效应降低到最小程度.为解决这个问题分为以下两种方法.

 

    1、助磁法

 

    助磁法是迫使铁心磁通迅速趋于饱和,从而降低自感效应,归纳起来可缩短时间常数,大体有以下几种方法:

 

    (1)用大容量蓄电池或稳流源通大电流测量.

 

    (2)把高、低压绕组串联起来通电流测量,采用同相位和同极性的高压绕组助磁.由于高压绕组的匝数远比低压的多,借助于高压绕组的安匝数,用较小的电流就可使铁心饱和.

 

图1－1  变压器绕组直流电阻测量接线图

    2、消磁法

 

    消磁法与助磁法相反,力求使通过铁心的磁通为零.使用的方法有两种:

 

    (1)零序阻抗法.该方法仅适用于三柱铁心Y-N连接的变压器.它是将三相绕组并联起来同时通电,由于磁通需经气隙闭合,磁路的磁阻大大增加,绕组的电感随之减小,为此使测量电阻的时间缩短.

 

    (2)磁通势抵消法.试验时除在被测绕组通电流外,还在非被测绕组中通电流,使两者产生的磁通势大小相等、方向相反而互相抵消,从而保持铁心中磁通趋近于零,将绕组的电感降到最低限度,达到缩短测量时间的目的.其测量接线如图1-2所示.

图1－2   磁通势抵消法测量接线图

    三、直流电阻检测与故障诊断实例

 

    1、绕组断股故障的诊断

 

    某变压器低压侧l0kV线间直流电阻不平衡率为2.17%,超过部颁标准值1%的一倍还多.发现缺陷后,先后对各引线与导线电杆连接点进行紧固处理,又对其进行几次跟踪试验,但缺陷仍存在.

 

    (1)色谱分析.色谱分析结果该主变压器C2H2超标,从0.2上升至7.23μL/L,说明存在放电性故障.但从该主变压器的检修记录中得知,在发现该变压器C2H2变化前曾补焊过2次,而且未进行脱气处理.其它气体的含量基本正常,用三比值法分析,不存在过热故障,且历年预试数据反映除直流电阻不平衡率超标外,其他项目均正常.

 

    (2)直流电阻超标分析.经换算确定C相电阻值较大,怀疑是否由于断股引起,经与制造厂了解该绕组股数为24股,据此计算若断一股造成的误差与实际测量误 差一致,判断故障为C相绕组内部有断股问题.经吊罩检查,打开绕组三角接线的端子,用万用表测量,验证C相有一股开断.

 

    2、有载调压切换开关故障的诊断

 

    某变压器110kV侧直流电阻不平衡,其中C相直流电阻和各个分接之间电阻值相差较大.A、B相的每个分接之间直流电阻相差约为10~11.7u欧,而C 相每个分接之间直流电阻相差为4.9-6.4 u欧和14.1~16.4 u欧,初步判断C相回路不正常.通过其直流电阻数据C-O(C端到中性点O端)的直流回路进行分析,确定绕组本身缺陷的可能性小,有载调压装置的极性开关 和选择开关缺陷的可能性也极小,所以,缺陷可能在切换开关上.经对切换开关吊盖检查发现,有一个固定切换开关的一个极性点到选择开关的固定螺丝被拧断,致 使零点的接触电阻增大,而出现直流电阻规律性不正常的现象.

 

    3、无载调压开关故障的诊断

 

    在对某电力修造厂改造的变压器进行交接验收试验时,发现其中压绕组Am、Bm、Cm三相无载磁分接开关的直流电阻数据混乱、无规律,分接位置与所测直流电阻的数值不对应.

 

    经吊罩检查,发现三相开关位置与指示位置不符,且没有空档位置,经重新调整组装后恢复正常.

 

    4、绕组引线连接不良故障的诊断

 

    某SFSLBl31500A10型变压器,预防性试验时发现35kV侧运行Ⅲ分接头直流电阻不平衡率超标.测试结果如表4-18所示:

表4－18  某SFSLBl31500A10型变压器预防性试验测试结果

测试时间	直流电组（Ω）			最大不平衡率（％）
	Aom	Bom	Com
预    试	0.116	0.103	0.103	12.1
复试（转动分接开关后）	0.1167	0.1038	0.1039	11.9

    该变压器35kV侧直流电阻不平衡率远大于2%,怀疑分接开关有问题,所以转动分接开关后复测,其不平衡率仍然很大,又分别测其他几个分接位置的直流电 阻,其不平衡率都在11%以上,而且规律都是A相直流电阻偏大,好似在A相绕组中已串入一个电阻,这一电阻的产生可能出现在A相绕组的首端或套管的引线连 接处,怀疑为连接不良造成.经分析确认后,停电打开A相套管下部的手孔门检查,发现引线与套管连接松动(螺丝连接),主要由于安装时未装紧,且无垫圈而引 起,经紧固后恢复正常.

 

    通过上述案例可见,变压器绕组直流电阻的测量能发现回路中某些重大缺陷,判断的灵敏度和准确性亦较高,但现场测试中应遵循如下相关要求,才能得到准确的诊断效果.

 

    (1)对变压器直流电阻进行测量分析时,其电感较大,一定要充电到位,将自感效应降低到最小程度,待仪表指针基本稳定后读取电阻值,提高一次回路直流电阻测量的正确性和准确性.

 

    (2)测量的数据要进行横向和纵向的比较,对温度、湿度、测量仪器、测量方法、测量过程和测量设备进行分析.

 

    (3)分析数据时,要综合考虑相关的因素和判据,不能单搬规程的标准数值,而要根据规程的思路、现场的具体情况,具体分析设备测量数据的发展和变化过程.

 

    (4)要结合设备的具体结构,分析设备内部的具体情况,根据不同情况进行直流电阻的测量,以得到正确判断结论.

 

    (5)重视综合分析判断与验证.如有些案例中通过绕组分接头电压比试验,能够有效验证分接相关的档位,而且还能检验出变压器绕组的连接组别是否正确. 同时对于匝间短路等故障也能灵敏地反映出来,实际上电压比试验,也是一种常规的带有检验和验证性质的试验手段.进行综合分析可进一步提高故障诊断的可靠 性.