電力變壓器的直流電阻試驗(yàn)一.試驗(yàn)原理二.試驗(yàn)?zāi)康娜?DL/T596-1996預(yù)試規(guī)程的試驗(yàn)周期和要求四.直流電阻檢測(cè)與故障診斷變壓器直流電阻測(cè)量變壓器繞組直流電阻的測(cè)量是變壓器試驗(yàn)中一個(gè)重要的試驗(yàn)項(xiàng)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(kāi)關(guān)后必不可少的試驗(yàn)項(xiàng)目，也是故障后的重要檢修項(xiàng)目。直流電阻試驗(yàn)，可以檢查出繞組內(nèi)部導(dǎo)線的焊接質(zhì)量，引線與繞組的焊接質(zhì)量，繞組所用導(dǎo)線的規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求，分接開(kāi)關(guān)、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(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)中，發(fā)現(xiàn)了諸如變壓器接頭松動(dòng)，分接開(kāi)關(guān)接觸不良，擋位錯(cuò)誤等許多缺陷，對(duì)保證變壓器安全運(yùn)行起到了重要作用。綜上所述，變壓器直阻測(cè)量主要目的歸納如下：（1）檢查繞組內(nèi)部導(dǎo)線和引線的焊接質(zhì)量（2）檢查分接開(kāi)關(guān)各個(gè)位置接觸是否良好（3）檢查繞組或引出線有無(wú)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(dǎo)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(wú)短路的現(xiàn)象

一.試驗(yàn)?zāi)康囊唬簻y(cè)量的物理過(guò)程：變壓器繞組可視為被測(cè)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(dāng)直流電壓EN加于被測(cè)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(shí)，L中的電流為零，電阻中也無(wú)電流，因此，電阻上沒(méi)有壓降，此時(shí)全部外施電壓加在電感的兩端。測(cè)量回路，（忽略回路引線電阻）的過(guò)渡過(guò)程應(yīng)滿足

電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間的長(zhǎng)短，取決于L與R的比值．即T=L/R，T稱(chēng)為該電路的時(shí)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(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，即r越大．達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間越長(zhǎng)，反之，則時(shí)間越短。

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

由上圖可知，理論上i達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)。實(shí)際上。當(dāng)t=5T時(shí)，電流已達(dá)穩(wěn)定值的99．3％，這時(shí)可認(rèn)為電路已經(jīng)穩(wěn)定。因此，工程上常認(rèn)為經(jīng)過(guò)5T時(shí)間后，過(guò)渡過(guò)程便基本結(jié)束。

由于變壓器繞組的電感較大、電阻較小，電感可達(dá)到數(shù)百亨，時(shí)間常數(shù)較大。一般當(dāng)t=5T時(shí)，可認(rèn)為過(guò)渡過(guò)程基本結(jié)束。但電流與穩(wěn)態(tài)值仍可能差0.6％，會(huì)造成電阻測(cè)量附加誤差。因此，充電時(shí)間應(yīng)大于5r，測(cè)量結(jié)果才能準(zhǔn)確。對(duì)于高壓大容量變壓器，測(cè)量一個(gè)電阻數(shù)值的穩(wěn)定時(shí)間需要幾分鐘、幾十分鐘甚至數(shù)小時(shí)，所以選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量手段和測(cè)量設(shè)備是保證測(cè)量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。測(cè)量大型變壓器的直流電阻需要很長(zhǎng)的時(shí)間，因此，縮短測(cè)量時(shí)間(即減小T值)，對(duì)提高試驗(yàn)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(lái)達(dá)到。減小L可用增加測(cè)量電流，提高鐵芯的飽和程度，即減小鐵芯的導(dǎo)磁系數(shù)。增大R，可用在回路中串人適當(dāng)?shù)母郊与娮鑱?lái)達(dá)到，一般附加電阻可為被測(cè)電阻的4～6倍，此時(shí)測(cè)量電壓也應(yīng)相應(yīng)提高，以免電流過(guò)小而影響測(cè)量的靈敏度。二、直流電阻的測(cè)量方法一：電流電壓表法

電流電壓表法又稱(chēng)電壓降法。電壓降法的測(cè)量原理是在被測(cè)繞組中通以直流電流，因而在繞組的電阻上產(chǎn)生電壓降，測(cè)量出通過(guò)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(cè)量接線如圖所示。

測(cè)量時(shí)，應(yīng)先接通電流回路，待測(cè)量回路的電流穩(wěn)定后再合開(kāi)關(guān)S2．接人電壓表。當(dāng)測(cè)量結(jié)束，切斷電源之前，應(yīng)先斷S2，后斷S1，以免感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)損壞電壓表。測(cè)量用儀表準(zhǔn)確度應(yīng)不低于0.5級(jí)，電流表應(yīng)選用內(nèi)阻小的電壓表應(yīng)盡量選內(nèi)阻大的4位高精度數(shù)字萬(wàn)用表。當(dāng)試驗(yàn)采用恒流源，數(shù)字式萬(wàn)用表內(nèi)阻又很大時(shí)，一般來(lái)講．都可使用圖(b)接線測(cè)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(dǎo)線應(yīng)有足夠的截面．并應(yīng)盡量地短，且接觸良好，以減小引線和接觸電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差；當(dāng)測(cè)量電感量大的電阻時(shí)，要有足夠的充電時(shí)間。二、平衡電橋法應(yīng)用電橋平衡的原理來(lái)測(cè)鬣繞組直流電阻的方法稱(chēng)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(cè)量時(shí)，常采用單臂電橋和雙臂電橋等專(zhuān)門(mén)測(cè)量直流電阻的儀器。被測(cè)電阻100以上時(shí)采用單臂電橋；被測(cè)電阻10Ω及以下時(shí)。采用雙臂電橋。對(duì)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(cè)量變壓器繞組直流電阻。1、單臂電橋測(cè)直阻

當(dāng)變壓器容量較大時(shí)，用干電池等作為電源-充電時(shí)間很長(zhǎng)，現(xiàn)在一般廠家及運(yùn)行部門(mén)均采用全壓恒流電源作電橋的測(cè)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(cè)量時(shí)間，而且操作簡(jiǎn)單。受到了試驗(yàn)人員的歡迎。電橋測(cè)量直流電阻注意點(diǎn)：測(cè)量前，首先調(diào)節(jié)電橋機(jī)械零位旋鈕，置檢流計(jì)指針于零位。

接入被測(cè)電阻時(shí)，p1、p2端子引出線應(yīng)比c1、c1端引出線更靠近被測(cè)電阻。

用電橋測(cè)量變壓器繞組電阻時(shí)，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(jì)開(kāi)關(guān)，測(cè)取讀數(shù)后拉開(kāi)電源開(kāi)關(guān)前，先斷開(kāi)檢流計(jì)。測(cè)量220kv及以上的變壓器繞組電阻時(shí)，在切斷電源前，不但要斷開(kāi)檢流計(jì)開(kāi)關(guān)．而且要將被試品接人電橋的測(cè)量電壓線也斷開(kāi)，防止由于拉電源瞬間的反電動(dòng)勢(shì)將橋臂電阻間的絕緣擊穿和橋臂電阻對(duì)地等部位擊穿。3、新式測(cè)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(jié)的大型變壓器，測(cè)試?yán)@組直流電阻的電流達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間達(dá)散小時(shí)甚至10多小時(shí)，不僅時(shí)間長(zhǎng)，而且這不能保證測(cè)量準(zhǔn)確。經(jīng)過(guò)多年的研究，這個(gè)問(wèn)題有了突破性進(jìn)展。成功測(cè)量變壓器繞組直流電阻最為關(guān)鍵的問(wèn)題把自感效應(yīng)降低到最小程度．其方法介紹如下：1．助磁法該方法是強(qiáng)迫鐵芯磁通迅速飽和．從而降低自擦效應(yīng)，減少測(cè)量時(shí)間。

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

(2)將高壓、低壓繞組串聯(lián)起來(lái)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(yuǎn)比低壓繞組多，用較小的電流值使鐵芯飽和。如一臺(tái)360MVA／220kV變壓器，鐵芯為五柱式，低壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)．通l0A電流，在15rain內(nèi)就可以同時(shí)測(cè)出一相的高壓、低壓繞組的電阻值。一.試驗(yàn)原理基本原理都是建立在歐姆定律的基礎(chǔ)之上.即在我們需要測(cè)試的試品上輸入一個(gè)直流電流,從而測(cè)量出它的直流電阻.

根據(jù)公式：R=U/I三.DL/T596-1996預(yù)試規(guī)程的試驗(yàn)周期和要求（一）試驗(yàn)周期（1）對(duì)無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器變換分接位置后必須進(jìn)行檢測(cè)（對(duì)使用的分接鎖定后檢測(cè)）。變壓器繞組直流電阻正常情況下1—3年檢測(cè)一次，但有如下情況必須檢測(cè)：（2）有載調(diào)壓變壓器在分接開(kāi)關(guān)檢修后必須對(duì)所以分接進(jìn)行檢測(cè)。（3）變壓器大修后必須進(jìn)行檢測(cè)。（4）必要時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。如變壓器經(jīng)出口短路后必須進(jìn)行檢測(cè)。（二）試驗(yàn)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(yīng)大于2%；無(wú)中性點(diǎn)引出的繞組線間差別不應(yīng)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(cè)得值比較其變化不應(yīng)大于2%；如直流電阻相間差在變壓器出廠時(shí)超過(guò)規(guī)定，制造廠已說(shuō)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(yīng)換算到同一溫度下進(jìn)行比較，并按下式換算：式中、——溫度、時(shí)的電阻值；

——常數(shù)，其中銅導(dǎo)線為235，鋁導(dǎo)線為225。四.直流電阻檢測(cè)與故障診斷（一）繞組斷股故障的診斷某變壓器低壓側(cè)10kV線間直流電阻不平衡率為2.17%，超出部頒標(biāo)準(zhǔn)值1%的一倍還多。發(fā)現(xiàn)缺陷后，先后對(duì)各引線與導(dǎo)線電桿連接點(diǎn)進(jìn)行了緊固處理，又對(duì)其進(jìn)行幾次跟蹤試驗(yàn)，但缺陷仍存在。（1）色譜分析。色譜分析結(jié)果該組變壓器C2H2超標(biāo)，從0.2uL/L上升到7.23uL/L,說(shuō)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(bǔ)焊過(guò)兩次，而且未進(jìn)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(guò)熱故障，且歷年預(yù)試數(shù)據(jù)反映除直流電阻不平衡率超標(biāo)外，其他項(xiàng)目均正常。（2）直流電阻超標(biāo)分析。經(jīng)換算確定C相電阻值較大，懷疑是否由于斷股引起，經(jīng)與制造廠了解，該繞組股數(shù)為24股，據(jù)此計(jì)算，若斷一股造成的誤差與實(shí)際測(cè)量誤差一致，判斷故障為C相內(nèi)部有斷股問(wèn)題。經(jīng)吊罩檢查，打開(kāi)繞組三角接線的端子，用萬(wàn)用表測(cè)量，驗(yàn)證C相有一股斷開(kāi)。（二）有載調(diào)壓切換開(kāi)關(guān)故障的診斷某變壓器110kV側(cè)直流電阻不平衡，其中C相直流電阻和各個(gè)分接之間電阻值相差較大。A、B相的每個(gè)分接之間的直流電阻相差為10～11.7uΩ,而C相每個(gè)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(guò)其直流電阻數(shù)據(jù)CO（C端到中性點(diǎn)O端）的直流回路進(jìn)行分析，確定繞組本身缺陷的可能性小，有載調(diào)壓裝置的極性開(kāi)關(guān)和選擇開(kāi)關(guān)缺陷的可能性也極小，所以，缺陷可能在切換開(kāi)關(guān)上。經(jīng)對(duì)切換開(kāi)關(guān)吊罩檢查發(fā)現(xiàn)，有一個(gè)固定切換開(kāi)關(guān)的一個(gè)極性點(diǎn)到選擇開(kāi)關(guān)的固定螺絲被擰斷，致使零點(diǎn)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(wú)載調(diào)壓開(kāi)關(guān)故障的診斷在對(duì)某電力修造廠改造的變壓器進(jìn)行交接驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中壓繞組Am、Bm、Cm三相無(wú)載磁分接開(kāi)關(guān)的直流電阻數(shù)據(jù)混亂、無(wú)規(guī)律，分接位置與所測(cè)直流電阻的數(shù)值不對(duì)應(yīng)。經(jīng)吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)三相開(kāi)關(guān)位置與指示位置不符，且沒(méi)有空擋位置，經(jīng)重新調(diào)整組裝后恢復(fù)正常。11.90.10390.10380.1167復(fù)試(轉(zhuǎn)動(dòng)分接開(kāi)關(guān)后）12.10.1030.1030.116預(yù)試ComBom

Aom最大不平衡率（%）

直流電阻（Ω）測(cè)試時(shí)間

（四）繞組引線連接不良故障的診斷某SFSLB131500A10型變壓器，預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)35kV側(cè)運(yùn)行Ⅲ分接頭直流電阻不平衡率超標(biāo)。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表該變壓器35kV側(cè)直流電阻不平衡率遠(yuǎn)大于2%，懷疑分接開(kāi)關(guān)有問(wèn)題，所以轉(zhuǎn)動(dòng)分接開(kāi)