变压器直流电阻测量与实例分析

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摘􀀁要:变压器绕组直流电阻测量是变压器的电气试验中的重要项目，是考察变压器中绝缘的主要手段之一，有时还是判断回路连接状况的唯一办法。在对变压器直流电阻测量结果进行分析时，不能机械地按照相关规程作为判断试验数据是否合格的依据，应该根据现场测量数据之间的大小关系，以及历次数据不平衡率的变化进行深入的分析，对设备运行状况进行客观评价，从而准确地掌握设备的健康情况。

关键词:变压器；直流电阻；不平衡率

0引 言

变压器直流电阻是反映变压器绕组物理特性的一个重要方面，直阻的异常变化往往表明变压器线圈存在损坏或局部接触不良。生产实践中，除了通过测量变压器各相绕组的直流电阻,并计算各相绕组直流电阻相互间的差别,也就是不平衡率是否超过一定标准来判定绕组电阻试验数据是否合格外，还应通过对历史测试数据的变化进行对比，才能更为有效，更为准确地发现设备存在的问题。

1 测量分析

1.1规范要求

根据规范要求，三相变压器应测出线间电阻，有中性点引出的变压器，要测出相电阻；带有分接头的线圈，在大修和交接试验时，要测出所有分接头位置的线圈电阻，在小修和预试时，只需测出使用位置上的线圈电阻。由于变压器制造质量、运行单位维修水平、试验人员使用的仪器精度及测量接线方式的不同，测出的三相电阻值也不相同，通常引入如下误差公式进行判别：R%=[(Rmax-Rmin)/RP]×100% ， RP=(Rab +Rbc +Rac)/3 。

式中 R%误差百分数

Rmax 实测中的最大值(Ω)

Rmin 实测中的最小值(Ω)

RP 三相中实测的平均值(Ω)

规范要求，1.6MVA以上变压器,各相绕组电阻相互间的差别(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,线间差别不应大于三相平均值的1%。且三相不平衡率变化量大于0.5%应引起注意,大于1%应查明原因;各绕组电阻与以前相同部位、相同温度下的历次结果相比,不应有明显差别,其差别不应大于2%,当超过1%时应引起注意。

1.2 有关换算

在进行比较分析时，一定要在相同温度下进行，如果温度不同，则要按下式换算至75℃时的电阻值：R75℃=RtK，K=(T+75))/(T+t)

式中 R75℃75℃时的直流电阻值(Ω)

Rt实测直流电阻值时的温度(Ω)

T常数(铜导线为234.5,铝导线为225)

t测量时的温度

为了确定缺陷所在的相别,对于无中性点引出的三相变压器,还需将测得的线间电阻换算成每相电阻｡设三相变压器的可测线间电阻为Rab､Rbc､Rac,每相电阻为Ra､Rb､Rc, 式中RP=(Rab+Rbc+Rca)/2

当变压器线圈为Y型联接时,相电阻为：

Ra=(Rab+Rac-Rbc)/2

Rb=(Rab+Rbc-Rac)/2

Rc=(Rac+Rbc-Rab)/2

注:如果三相平衡,相电阻等于0.5倍线电阻。

当变压器线圈为型联接,且a连y､b连z､c连x时:

Ra=(Rac-RP)-RabRbc/(Rac-RP)

Rb=(Rab-RP)-RacRbc/(Rab-RP)

Rc=(Rbc-RP)-RabRac/(Rbc-RP)

当变压器线圈为型联接,且a连z､b连x､c连y时：

Ra=(Rab-RP)-RacRbc/(Rab-RP)

Rb=(Rbc-RP)-RabRac/(Rbc-RP)

Rc=(Rac-RP)-RabRbc/(Rac-RP)

注：如果三相平衡,相电阻等于1.5倍线电阻｡

2􀀁实例介绍

2.1 背景介绍

一台运行中的220kV变压器,设备型号为：SFPSZ9-120000/220，因电网运行方式变化需要从甲站移位到乙站投入运行，投运前按照电力设备交接和预防性试验规程进行了试验,各项试验数据均合格，符合投运要求。设备运行后,变电运行人员在进行红外测温时发现该变压器110kV侧A相导电杆和线夹连接处（即套管顶部）温度为81℃，而110kV侧B、C相该处的温度均为27℃，与环境温度一致。当时三相负荷运行平衡，输出功率约为变压器额定的一半，110kV侧A相套管顶部温度偏高属于不正常运行情况。

2.2 原因分析

发热部位在套管顶端,绝缘油色谱试验中各项数据正常，排除了变压器内部有缺陷的可能。发热部位主要部件有导线下引线的线夹、导电杆、将军帽以及与导电杆连接的接线板，根据测温图显示的情况,初步分析认为发热的原因可能是接线板与导电杆连接不良。用接触电阻测量仪器进行测量后,发现两者之间的接触电阻只有20μΩ,因此线夹与导电杆接触不良的可能被排除。同样,又测试了接线板与下引线线夹、导电杆与绕组接线间的接触电阻,数值别为10μΩ、3μΩ，这样的接触电阻在当时的负荷情况下不会造成这种发热。拆除外部接线后,进行了变压器110kV绕组的直流电阻测量，测量结果为A相直阻130.4mΩ、B相直阻130.0mΩ、C相直阻130.0mΩ，计算得三相直阻不平衡率为0.31%,显然这一数据远小于规程对星形绕组不平衡率2%的上限要求,应判定其电流回路无异常。为了更好地分析问题,选取了该变压器几次典型的试验数据（如表1）。

分析这些数据可以看到,变压器在甲站最初交接时的直阻不平衡率为0.19%,运行中为0.26%,而移位到乙站安装后的交接报告中为0.086%。粗略地看,给人的感觉是变压器在乙站重新安装后,直阻的不平衡率这一指标不仅完全符合规程的要求,而且不平衡率的偏差反而更小了。

为进一步查找原因，将时间上最接近的甲站预试报告和乙站交接报告试验数据换算到75℃,进行比较并计算误差,测试结果（如表2）。从其中数据可以看到,相同温度下相同部位两次测量结果间最大的差别为0.51%,而发热相A相仅有0.15%的差别,数据远远小于规程规定的1%注意值。

既然测量数据在几个方面都满足规程规定,变压器的电流回路是否就是正常的呢？经过仔细分析了（表1）中的4组数据,发现了一个小的细节，当变压器在甲站运行时,不管是交接报告还是预试报告都显示A相绕组的直流电阻值在三相数据中是最小的，而当变压器在乙站重新安装后,交接报告和发热检查时的报告中A相的直阻值却变成了最大的，而温度、测试仪器等因素对三相测量数据的影响应该是一致的,并不会造成测量数据大小关系的变化，因此认为尽管直阻三相不平衡率变小了,但这种三相直阻大小关系的变化却提示这台变压器的电流回路存在着问题。由于B、C两相直阻在4组数据中均相等,可以认定B、C相电流回路无异常,而问题是出在A相回路中，这一判断也与A相套管顶端发热异常的现象相吻合。

2.3 处理情况

经检修人员打开发热套管将军帽进行检查，发现固定导电杆的圆形锁母和与其接触的将军帽顶部内表面均有明显的放电痕迹。进一步检查确认,锁母与将军帽接触的上平面明显凹凸不平,导致锁母与将军帽接触不良运行中在两者接触面持续发生驱流放电,最终造成发热。更换锁母,投入运行后对该主变110kV侧A进行红外测温，发热现象消失。

2.4测试结果的分析判断

对测量的直流电阻数据认真分析，不仅要与规程对比，而且要与历次测量数据进行纵向对比，观察变化趋势，得出正确结论。发现直流电阻有异常或超标时，应重视综合方法的分析判断和验证，测量直流电阻综合分析判断，是验证运行变压器绕组直流电阻不平衡率超标的有效方法。

3􀀁结束语

变压器直流电阻测量是项简单的工作，但是影响测量准确度的因素很多，对变压器绕组直流电阻测量数据的隐含信息,给予足够的重视和进行深入的综合分析,而不应做出轻率的结论，要反复确认试验结果的真实性，并结合其他试验结果及影响因素综合分析判断，才可以保证得出正确的试验结论。

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