变压器直流电阻测量浅析

变压器直流电阻测量浅析

母昌芮邓亚奎赵元东

（云南电网公司红河供电局云南蒙自661100）

摘要：变压器绕组直流电阻是变压器主要参数之一。本文从变压器直流电阻测量原理出发，结合现有主流仪器及现场试验数据，对不同电压等级变压器绕组直流电阻测量时该如何选用设备进行了分析比较。同时从测量数据出发，总结Y联结方式下直流电阻的典型分布规律。

关键词：绕组直流电阻；“V”型分布；断线；直阻特点；

0前言

变压器的预防性试验项目很多。主要包括常规的绝缘特性试验，油中溶解气体色谱分析以及绕组直流电阻测量等。长期以来，绕组直流电阻的测量一直被认为是考查变压器纵绝缘的主要手段之一，由此可见其重要性。本文结合现场实际工作，对变压器直流电阻测试过程中存在的问题进行总结，分析了星形接线变压器高压侧各档位间直流电阻变化规律。

1变压器直流电阻测量原理

变压器绕组直流电阻的测量是变压器试验中一个重要的试验项目。从变压器绕组结构特点出发，将变压器一相绕组等效为一个电感与一个电阻的串联，现阶段直流电阻测试仪采用的是恒流恒压源充电的方法解决这一问题，它利用电子电路实现自动调节，在极短的时间内把稳压源平稳地转入稳流源，保持回路电流恒定。下图为稳压稳流电源给绕组充电原理图：

图1稳压稳流电源充电原理图

Rn为电流取样电阻，E为稳流稳压电源最大稳压电压，I为仪器设定的稳定电流，稳压稳流电源刚开始工作处于稳压状态，回路中电流逐步上升，当电流达到回路设定值时，平稳的把稳压源过渡为稳流源，

由图1可得：

（1）

当电源进入稳流状态后，Lx=0，这时通过测量Ux及取样电阻两端的电压Un，可得绕组直流电阻Rx为：

Rx=Rn（2）

由上可得，稳压稳流电源的稳压电压E和最大稳流电流I决定了仪器的电源功率，E越高充电速度越快，I越大铁芯磁通密度饱和程度越高，可有效降低电感L以缩短稳定的时间，另外I越大测量信号Ux越大，数据越准确稳定。

2现场试验分析

2.1变压器绕组为Y联接的预试试验分析

2014年3月5日，我班对220kV某变电站#1主变进行了预防性试验，这台主变为油浸式三相有载调压变压器，这次试验中，我们分别用两种输出电流不同的直流电阻测试仪来测量主变高压侧的直流电阻。

表12007年#1主变大修更换分接开关后首次测量数据

表2测试仪1测量数据

使用测试仪1测量时，优点在于其可以三相同测，在测量有载调压变压器直流电阻时只需调档一周（17个档位）即可测出所需数据，在一定程度上缩短了测量的时间，提高工作效率。表2为本次测量部分数据，其中以2档、6档测量数据为例，将该组数据代入公式：不平衡系数=可计算得出三相不平衡系数分别为3.35%、2.51%，其不满足规程1600kVA以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%，据公式R2=R1换算到与表1数据同一温度下进行比较，发现同样不满足规程所述与历史数据对比差值在2%范围内。于是将变压器调档一周（目的是为了除去分接开关触头表层的氧化膜与油污）后，再用该仪器进行复测，结果发现同一档位新测数据与表2数据间存在较大差异，因此在怀疑绕组变压器直流电阻有问题的同时提出了采用测试仪1所测数据是否准确这一疑问，故采用测试仪2进行复测。

表3：测试仪2测量数据

用测试仪2测量时只能单相逐档测量（需要调档51次方能测完），较上一台仪器耗时稍长。测量数据如表3所示。从以上两组数据中，得出采用测试仪1与测试仪2所测量结果有较大差别，结合两台仪器参数与上节所述内容进行分析，发现测试仪1最大输出电流为10A，充电时铁芯磁通密度不够饱和，对于单次测量来说，充电时间较长，同时测量信号Ux不够大，影响了数据的准确性。而测试仪2最大输出电流为40A，充电时铁芯磁通密度饱和程度高，单次测量充电时间短，测出的数据较为精确。由此可得出在测量大容量变压器直流电阻时应尽量选择大功率直流电阻测试仪，结合以往直流电阻试验经验，对于电压等级220kV及以上或容量大于120MVA的变压器，测量时应选用输出容量较大的仪器。其他的变压器可使用三相同测，缩短测量时间，提高效率。

另根据表1和表3的测量数据做散点分布图，如下所示：

图22007年及2014年测试数据散点分布图

由上图及表1、表3可以看出，绕组直流电阻在1到17档位上成“V”型分布。从现代变压器制造工艺中绕组的抽头设计与有载调压变压器分接开关结构特点上可分析出现这种情况的原因，有载变压器的制造中绕组只有9个抽头，且每个抽头间的电阻值之差大致相等，而有载分接开关通过极性开关（1至9档为“+”分接，9至17档为“–”分接）的转换来实现1至17档的电压、电流调整，故其绕组直流电阻在1至17档上成“V”型分布。因此在我们进行直流电阻测量时，可以根据有载调压变压器绕组直流电阻这一特点来判断所测数据正确与否，这在无原始数据对比时显得尤为重要。

3结论

1.测量变压器绕组直流电阻时应根据其电压等级及容量选择测量仪器，电压等级220kV及以上、容量120MVA以上变压器的绕组直流电阻测量应尽量选用大功率直流电阻测试仪。

2.有载调压变压器高压侧绕组联结方式为Y联结时，所测直流电阻数据成“V”型分布。

参考文献：

[1]电力设备预防性试验规程（Q/CSG114002-2011）中国南方电网有限责任公司企业标准，2011-10-26发布

[2]电气试验（第二版）陈天翔、王寅仲、海世杰中国电力出版社，2008

[3]电机学（第四版）李法海、朱东起科学出版社，2007

[4]变压器绕组直流电阻测试有关问题探讨张新功，2008