电力变压器绕组直流电阻测试及数据分析

1、 变压器绕组的直流阻值测试是一项 非常重要的测试项目, 在新建变电站的 交接验收时, 需要对变压器的直流阻值 进行测试, 测试结果必须符合国家标准 GB50150-2006的相关要求, 同时电力设 备 预 防 性 试 验 规 程 DL/T596-1996标 准 规定了变压器大修时、 变压器无载开关开 体升级后、 变压器发生内部故障或严重的 内部故障后以及每 1-3年的定检中, 必须 对变压器的直流阻值进行测量, 它是考核 变压器绕组是否正常的主要依据, 该项试 验能够准确的反应绕组匝间短路、 绕组断 股、 分接开关接触状态以及导线电阻差异 等各种缺陷或者故障, 同时它也是判断各 相绕组直流电阻

2、是否平衡、 调压开关档位 是否在额定位置的主要依据, 长期以来, 变压器的直流阻值测试也是考验变压器 绝缘水平的一各个指标, 有时也是判断绕 组回路是否正确的主要手段, 在电力系统 规程规范中对变压器直流阻值的测试都 有相应的规定。1 变压器绕组直流电阻测试的原理从上图中可以看出, 在变压器直流阻 值测试时需要将变压器的两侧绕组短接, 并在低压侧可靠接地, 通过调压控制器向 绕组回路中加入一定量的的电流, 在图中 的电压表中直接读出数据, 电压表显示的 数据即为直流阻值的实际电压, 电流表的 数据为为升流前的数值, 在数据计算中需 要考虑变压器的变比问题, 虽然目前的测 试仪器已经看不到这样的

3、回路, 但是其测电力变压器绕组直流 电阻测试及数据分析刘锐力 广东省输变电工程公司 510000量原理依然如此, 先通过一个调压控制器输出电压, 然后通过可调变压器对测试电压进行调节, 测试时将试验台的接地点可靠接地, 待电压表和电流表的实验数据稳定时读取数据, 通过对电压电流数值的计算得到相应变压器直流阻值的大小。2 变压器绕组直流电阻测试的方法目前电力系统常用的测量变压器直流阻值的试验方法有平衡电桥法、 电压电流法, 其中, 电压电流法是最为基本的方法, 而平衡电桥法, 由于测试结果准确而被广泛应用于变压器组直流电阻测试。2.1平衡电桥法所谓的平衡电桥法是指在测量阻值时应用电测平衡的原理来

4、测量的一种方法, 常用的的直流电桥有单臂电桥和双臂电桥, 单臂电桥通常用于测量小电阻的测量, 而双臂电桥测量法常用于对测量准确度较高的小电阻的测量, 采用电桥法测量变压器的直流电阻时, 应在变压器停电时进行, 并在实验时拆去高压引线后进行。 对大型、 大容量的电力变压器测试时, 变压器电阻电感回路充电时间大, 每次测量需要等待很长时间来保证电流、 电压表指示处于稳定状态, 所以测试时一般需要大量的时间, 因此我们可以采用恒流源进行校验。 使用双臂电桥的步骤是先将检流计机械调零, 然后将双臂电桥电压端子 P1、 P2接到电阻的近端处, 将电流端子接在被测电阻的远端处, 测量前预先估计被测数值,

5、并按估计值选定电桥的标准电阻和适当的倍率, 是比较臂的可调电阻被充分利用, 先接通电流回路, 等电流表数据稳定时, 接通检流计, 调节读数臂阻值使检流计的数值为零, 测得对应的数据, 如公式 (1 :R=B*S 公式 (1 。 其中 :R 为被测电压器的直流阻值 B为选取的倍率 S为读数臂阻值的数据 2.2电流、 电压表法。电流电压法又称电压降法, 其主要原 理是采用欧姆定律的电阻测量法, 即在被 侧电阻的两端加上一定数值的直流电流, 和直流电压, 对测得的数据带入到欧姆公 式得到相应电阻的数值, 由于采用欧姆原 理电阻法测量, 会受到电压表和电流表内 阻的影响, 使得测量的结果不准确, 所以

6、 在测试时, 预先预估电阻的大小, 然后根 据数值的大小选择合适的试验方法, 通 常, 我们采用外接法侧直流阻值和内接法 测直流阻值, 测量时, 线接好测试回路, 合 上开关, 读取电流表和电压表的数值, 然 后根据欧姆定律, 由公式 (2 计算出变压 器的直流阻值, 具体公式如公式 (2 :RX=U/I 公式 (2 其中 :RX 为被测变压器的直流阻值, 单位为欧姆 U为被测变压器直流阻值两端的电 压, 单位为伏特 I为通过被测变压器直流阻值的电 流, 单位为安培 试验同时要注意的问题是尽量采用 粗导线,材质比较好的导线, 以银为最佳 材质的导线, 同时要求测试导线要尽量的 短, 并且接触端

7、子良好, 尽量减少由于引 起, 接触引起的误差, 当变压器电感比较 大时要测量更长的时间。 在以上两种方法中, 由于受主变电感 分量的影响, 单双臂电桥法由于其容量比 较小,不适宜用于主变直阻测量, 所以我 们通常采用电压电流法作为主变直流阻 值测试的主要方法。 3 变压器绕组直流电阻测试数据的分 析 从 表 1中 可 以 看 出 2012年 12月 1图 1 现场实际 220kV 变压器直阻测试表 1 某次变压器故障后测得的数据与年检数据对比表 日的测试数据和以往测得的数据有明显的区别, 并且三相测得的不平衡了明显不符合相关规程规定的要求, 同时三相的测试数据都有明显的提高,AB 相间的直流

8、阻值增加的程度比较明显, 达到 21%左右, 这种大范围的变化对电力变压器的安全影响有一定的影响, 所以在分析故障数据后必须查找引起测试阻值增加的原因并加以解决, 通过对变压器其他数据的分析, 发现变压器的性能指标有明显的下降, 此时我们可以根据以下的步骤进行对阻值数值变大的原因进行分析及解决。(1 首先可能由于存在匝间短路现象导致数据异常, 但是通过对以上数据的分析可以看出, 虽然三相之间的电阻均有明显的变化, 但是三相之间的阻值相对平衡, 同时测得的中压测和低压侧的阻值并没有明显的变化, 且没有出现突变的现象, 而且根据运行人员的日检中, 没有发现异常现象或者异常声音, 也没有发生继电保护

9、跳闸或者主变瓦斯跳闸的现象, 所以匝间短路故障基本可以排除。(2 套管与外引线接触不良由于数据测试结果不正确, 为了考虑此误差是由外引线的接触不可靠导致的,所以在拆除外引线后对该变压器重新测试, 再次测试后的结果与之前一致, 所以可以排除外部因素。(3 最后通过实验人员现场分析, 初步确定为充电时间过短, 变压器电感分量影响了变压器直流阻值测试的正确性。所以通过对上述案例的分析, 我们可以看出变压器绕组直流测试能够发现绕组回路中一些轻微或者严重的故障,尤其对继电保护装置无法反应的绕组匝间短路故障有很好的鉴别作用, 其判断的结果能够从数据中清晰的分析出来, 但是现场测试中应该满足以下的要求 :(

10、1 通变压器直流阻值的测试, 由于受变压器电感分量的影响, 所以测试时间一定要达到相关要求, 尽量减少由于电感带来的影响, 待电压表和电流表的数值稳定后再进行记录相关数据, 从而提高一次会里直流电阻测量的正确性以及准确性。(2 进行直流阻值测试时, 对测得的数据进行横向比较的同时还要进行纵向比较, 同时对变压器的其他参数进行测量, 如温度、 湿度、 运行负荷等。(3 在数据分析时, 要考虑其他因素和判断依据, 不能仅仅满足规程要求下的数值就算合格, 实验人员必须通过现场的实际情况, 结合实时数据进行分析, 从而更有准确的确定个设备测量数据的发展和变化过程。(4 了解设备的内部结构, 能够掌握故障可能发生的具体地点以及主要原因,根据不同设备采取针对性的直流阻值测量, 从而得到正确的判断结果。4 总结本论文从变压器绕组的直流阻值测 试的原理, 平衡电桥法、 电压电流法等方 法, 数据分析以及数据分析中应该注意的 事项几个方面进行分析, 对今后变压器直 流阻值测试工作具有指导意义, 从而有效 保证变压器的安全稳定运行。 所以本论文 具有以下的特点 :(1 通过对原理、 方法和数据的分析, 提高变压器直流阻值数据测试的正确性, 为今后的测试方法以及数据分析提供一 定的指导。(2 为电力系统的安全稳定运行提供 有效保证, 直流阻值测试能够及早发现变