直流電阻試驗

電力變壓器的直流電阻試驗一.試驗原理二.試驗目的三.DL/T596-1996預試規(guī)程的試驗周期和要求四.直流電阻檢測與故障診斷變壓器直流電阻測量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。變壓器繞組的直流電阻是變壓器在交接、大修和改變分接開關后必不可少的試驗項目，也是故障后的重要檢修項目。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(guī)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(xiàn)場實測中，發(fā)現(xiàn)了諸如變壓器接頭松動，分接開關接觸不良，擋位錯誤等許多缺陷，對保證變壓器安全運行起到了重要作用。綜上所述，變壓器直阻測量主要目的歸納如下：（1）檢查繞組內部導線和引線的焊接質量（2）檢查分接開關各個位置接觸是否良好（3）檢查繞組或引出線有無折斷處（4）檢查并聯(lián)支路的正確性，是否存在由幾條并聯(lián)導線繞成的繞組發(fā)生一處或幾處斷線的情況（5）檢查層、匝間有無短路的現(xiàn)象

一.試驗目的一：測量的物理過程：變壓器繞組可視為被測繞組的電感L與其電阻R串聯(lián)的等值電路。如圖10一1所示，當直流電壓EN加于被測繞組，由于電感中’的電流不能突變，所以直流電源剛接通的瞬間，也即t=O時，L中的電流為零，電阻中也無電流，因此，電阻上沒有壓降，此時全部外施電壓加在電感的兩端。測量回路，（忽略回路引線電阻）的過渡過程應滿足

電路達到穩(wěn)定時間的長短，取決于L與R的比值．即T=L/R，T稱為該電路的時間常數(shù)。由于大型變壓器的T值比小變壓器的大得多，所以大型變壓器達到穩(wěn)定的時間相當長，即r越大．達到穩(wěn)定的時間越長，反之，則時間越短。

例如一臺大型變壓器。,高壓繞組電感為100H，電阻為0.4Ω，這時T=100/0.4=250(S)。

由上圖可知，理論上i達到穩(wěn)定的時間無限長。實際上。當t=5T時，電流已達穩(wěn)定值的99．3％，這時可認為電路已經穩(wěn)定。因此，工程上常認為經過5T時間后，過渡過程便基本結束。

由于變壓器繞組的電感較大、電阻較小，電感可達到數(shù)百亨，時間常數(shù)較大。一般當t=5T時，可認為過渡過程基本結束。但電流與穩(wěn)態(tài)值仍可能差0.6％，會造成電阻測量附加誤差。因此，充電時間應大于5r，測量結果才能準確。對于高壓大容量變壓器，測量一個電阻數(shù)值的穩(wěn)定時間需要幾分鐘、幾十分鐘甚至數(shù)小時，所以選用適當?shù)臏y量手段和測量設備是保證測量準確度的關鍵。測量大型變壓器的直流電阻需要很長的時間，因此，縮短測量時間(即減小T值)，對提高試驗工效很有意義。要使T減小，可用減小L或增加R(即增加附加電阻)的方法來達到。減小L可用增加測量電流，提高鐵芯的飽和程度，即減小鐵芯的導磁系數(shù)。增大R，可用在回路中串人適當?shù)母郊与娮鑱磉_到，一般附加電阻可為被測電阻的4～6倍，此時測量電壓也應相應提高，以免電流過小而影響測量的靈敏度。二、直流電阻的測量方法一：電流電壓表法

電流電壓表法又稱電壓降法。電壓降法的測量原理是在被測繞組中通以直流電流，因而在繞組的電阻上產生電壓降，測量出通過繞組的電流及繞組上的電壓降，根據(jù)歐姆定律．即可算出繞組的直流電阻，測量接線如圖所示。

測量時，應先接通電流回路，待測量回路的電流穩(wěn)定后再合開關S2．接人電壓表。當測量結束，切斷電源之前，應先斷S2，后斷S1，以免感應電動勢損壞電壓表。測量用儀表準確度應不低于0.5級，電流表應選用內阻小的電壓表應盡量選內阻大的4位高精度數(shù)字萬用表。當試驗采用恒流源，數(shù)字式萬用表內阻又很大時，一般來講．都可使用圖(b)接線測量。根據(jù)歐姆定律可以算出被電阻的電阻值RX=U/I電流表的導線應有足夠的截面．并應盡量地短，且接觸良好，以減小引線和接觸電阻帶來的測量誤差；當測量電感量大的電阻時，要有足夠的充電時間。二、平衡電橋法應用電橋平衡的原理來測鬣繞組直流電阻的方法稱為電橋法。常用的直流電橋有單臂電橋及雙臂電橋兩種。

用電橋法測量時，常采用單臂電橋和雙臂電橋等專門測量直流電阻的儀器。被測電阻100以上時采用單臂電橋；被測電阻10Ω及以下時。采用雙臂電橋。對于小容量變壓器．單臂電橋可采用4.5V及以上的千電池作為電源，雙臂電橋采用l.5V---2V的多節(jié)并聯(lián)干電池或蓄電池作為電源，直接測量變壓器繞組直流電阻。1、單臂電橋測直阻

當變壓器容量較大時，用干電池等作為電源-充電時間很長，現(xiàn)在一般廠家及運行部門均采用全壓恒流電源作電橋的測量電源。常用的恒流源有QHY---5A型、QHY---7A型等。圖7—13所示接線，大大縮短了測量時間，而且操作簡單。受到了試驗人員的歡迎。電橋測量直流電阻注意點：測量前，首先調節(jié)電橋機械零位旋鈕，置檢流計指針于零位。

接入被測電阻時，p1、p2端子引出線應比c1、c1端引出線更靠近被測電阻。

用電橋測量變壓器繞組電阻時，由于繞組的電感較大，同樣需等充電電流穩(wěn)定后，再合上檢流計開關，測取讀數(shù)后拉開電源開關前，先斷開檢流計。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．而且要將被試品接人電橋的測量電壓線也斷開，防止由于拉電源瞬間的反電動勢將橋臂電阻間的絕緣擊穿和橋臂電阻對地等部位擊穿。3、新式測量方法

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(lián)結的大型變壓器，測試繞組直流電阻的電流達到穩(wěn)定的時間達散小時甚至10多小時，不僅時間長，而且這不能保證測量準確。經過多年的研究，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把自感效應降低到最小程度．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．從而降低自擦效應，減少測量時間。

(1)用大容量直漉電源，增加測量電流的值。如用2只190Ah的蓄電池，通40A的電流，測量250MVA／500kV自耦變壓器中壓繞組柏直流電阻值f每個分接只需l～2min。

(2)將高壓、低壓繞組串聯(lián)起來通上電流．采用同相位和同極性的高壓繞組助磁。由于高壓繞組匣數(shù)遠比低壓繞組多，用較小的電流值使鐵芯飽和。如一臺360MVA／220kV變壓器，鐵芯為五柱式，低壓繞組為三角形聯(lián)結．通l0A電流，在15rain內就可以同時測出一相的高壓、低壓繞組的電阻值。一.試驗原理基本原理都是建立在歐姆定律的基礎之上.即在我們需要測試的試品上輸入一個直流電流,從而測量出它的直流電阻.

根據(jù)公式：R=U/I三.DL/T596-1996預試規(guī)程的試驗周期和要求（一）試驗周期（1）對無勵磁調壓變壓器變換分接位置后必須進行檢測（對使用的分接鎖定后檢測）。變壓器繞組直流電阻正常情況下1—3年檢測一次，但有如下情況必須檢測：（2）有載調壓變壓器在分接開關檢修后必須對所以分接進行檢測。（3）變壓器大修后必須進行檢測。（4）必要時進行檢測。如變壓器經出口短路后必須進行檢測。（二）試驗要求（1）變壓器容量在1.6MVA及以上，繞組直流電阻互相間差別不應大于2%；無中性點引出的繞組線間差別不應大于三相平均值的1%。（2）容量在1.6MVA以下，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）與以前相同部分測得值比較其變化不應大于2%；如直流電阻相間差在變壓器出廠時超過規(guī)定，制造廠已說明了這種偏差的原因，也以變化不大于2%考核。（4）不同溫度下的電阻值應換算到同一溫度下進行比較，并按下式換算：式中、——溫度、時的電阻值；

——常數(shù)，其中銅導線為235，鋁導線為225。四.直流電阻檢測與故障診斷（一）繞組斷股故障的診斷某變壓器低壓側10kV線間直流電阻不平衡率為2.17%，超出部頒標準值1%的一倍還多。發(fā)現(xiàn)缺陷后，先后對各引線與導線電桿連接點進行了緊固處理，又對其進行幾次跟蹤試驗，但缺陷仍存在。（1）色譜分析。色譜分析結果該組變壓器C2H2超標，從0.2uL/L上升到7.23uL/L,說明存在放電性故障。但從該主變壓器的檢修記錄中得知，在發(fā)現(xiàn)該變壓器C2H2變化前曾補焊過兩次，而且未進行脫氣處理。其他氣體的含量基本正常，用三比值法分析，不存在過熱故障，且歷年預試數(shù)據(jù)反映除直流電阻不平衡率超標外，其他項目均正常。（2）直流電阻超標分析。經換算確定C相電阻值較大，懷疑是否由于斷股引起，經與制造廠了解，該繞組股數(shù)為24股，據(jù)此計算，若斷一股造成的誤差與實際測量誤差一致，判斷故障為C相內部有斷股問題。經吊罩檢查，打開繞組三角接線的端子，用萬用表測量，驗證C相有一股斷開。（二）有載調壓切換開關故障的診斷某變壓器110kV側直流電阻不平衡，其中C相直流電阻和各個分接之間電阻值相差較大。A、B相的每個分接之間的直流電阻相差為10～11.7uΩ,而C相每個分接之間直流電阻相差為4.9～6.4uΩ和14.1～16.4uΩ，初步判斷C相回路不正常。通過其直流電阻數(shù)據(jù)CO（C端到中性點O端）的直流回路進行分析，確定繞組本身缺陷的可能性小，有載調壓裝置的極性開關和選擇開關缺陷的可能性也極小，所以，缺陷可能在切換開關上。經對切換開關吊罩檢查發(fā)現(xiàn)，有一個固定切換開關的一個極性點到選擇開關的固定螺絲被擰斷，致使零點的接觸電阻增大，從而出現(xiàn)直流電阻規(guī)律性不正常的現(xiàn)象。（三）無載調壓開關故障的診斷在對某電力修造廠改造的變壓器進行交接驗收試驗時，發(fā)現(xiàn)其中壓繞組Am、Bm、Cm三相無載磁分接開關的直流電阻數(shù)據(jù)混亂、無規(guī)律，分接位置與所測直流電阻的數(shù)值不對應。經吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)三相開關位置與指示位置不符，且沒有空擋位置，經重新調整組裝后恢復正常。11.90.10390.10380.1167復試(轉動分接開關后）12.10.1030.1030.116預試ComBom

Aom最大不平衡率（%）

直流電阻（Ω）測試時間

（四）繞組引線連接不良故障的診斷某SFSLB131500A10型變壓器，預防性試驗時發(fā)現(xiàn)35kV側運行Ⅲ分接頭直流電阻不平衡率超標。測試結果見下表該變壓器35kV側直流電阻不平衡率遠大于2%，懷疑分接開關有問題，所以轉動分接開