直流电阻试验

电力变压器的直流电阻试验一.试验原理二.试验目的三.DL/T596-1996预试规程的试验周期和要求四.直流电阻检测与故障诊断变压器直流电阻测量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。变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后必不可少的试验项目，也是故障后的重要检修项目。直流电阻试验，可以检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与绕组的焊接质量，绕组所用导线的规格是否符合设计要求，分接开关、引线与套管等载流部分的接触是否良好，三相电阻是否平衡等。直流电阻试验的现场实测中，发现了诸如变压器接头松动，分接开关接触不良，挡位错误等许多缺陷，对保证变压器安全运行起到了重要作用。综上所述，变压器直阻测量主要目的归纳如下：（1）检查绕组内部导线和引线的焊接质量（2）检查分接开关各个位置接触是否良好（3）检查绕组或引出线有无折断处（4）检查并联支路的正确性，是否存在由几条并联导线绕成的绕组发生一处或几处断线的情况（5）检查层、匝间有无短路的现象

一.试验目的一：测量的物理过程：变压器绕组可视为被测绕组的电感L与其电阻R串联的等值电路。如图10一1所示，当直流电压EN加于被测绕组，由于电感中’的电流不能突变，所以直流电源刚接通的瞬间，也即t=O时，L中的电流为零，电阻中也无电流，因此，电阻上没有压降，此时全部外施电压加在电感的两端。测量回路，（忽略回路引线电阻）的过渡过程应满足

电路达到稳定时间的长短，取决于L与R的比值．即T=L/R，T称为该电路的时间常数。由于大型变压器的T值比小变压器的大得多，所以大型变压器达到稳定的时间相当长，即r越大．达到稳定的时间越长，反之，则时间越短。

例如一台大型变压器。,高压绕组电感为100H，电阻为0.4Ω，这时T=100/0.4=250(S)。

由上图可知，理论上i达到稳定的时间无限长。实际上。当t=5T时，电流已达稳定值的99．3％，这时可认为电路已经稳定。因此，工程上常认为经过5T时间后，过渡过程便基本结束。

由于变压器绕组的电感较大、电阻较小，电感可达到数百亨，时间常数较大。一般当t=5T时，可认为过渡过程基本结束。但电流与稳态值仍可能差0.6％，会造成电阻测量附加误差。因此，充电时间应大于5r，测量结果才能准确。对于高压大容量变压器，测量一个电阻数值的稳定时间需要几分钟、几十分钟甚至数小时，所以选用适当的测量手段和测量设备是保证测量准确度的关键。测量大型变压器的直流电阻需要很长的时间，因此，缩短测量时间(即减小T值)，对提高试验工效很有意义。要使T减小，可用减小L或增加R(即增加附加电阻)的方法来达到。减小L可用增加测量电流，提高铁芯的饱和程度，即减小铁芯的导磁系数。增大R，可用在回路中串人适当的附加电阻来达到，一般附加电阻可为被测电阻的4～6倍，此时测量电压也应相应提高，以免电流过小而影响测量的灵敏度。二、直流电阻的测量方法一：电流电压表法

电流电压表法又称电压降法。电压降法的测量原理是在被测绕组中通以直流电流，因而在绕组的电阻上产生电压降，测量出通过绕组的电流及绕组上的电压降，根据欧姆定律．即可算出绕组的直流电阻，测量接线如图所示。

测量时，应先接通电流回路，待测量回路的电流稳定后再合开关S2．接人电压表。当测量结束，切断电源之前，应先断S2，后断S1，以免感应电动势损坏电压表。测量用仪表准确度应不低于0.5级，电流表应选用内阻小的电压表应尽量选内阻大的4位高精度数字万用表。当试验采用恒流源，数字式万用表内阻又很大时，一般来讲．都可使用图(b)接线测量。根据欧姆定律可以算出被电阻的电阻值RX=U/I电流表的导线应有足够的截面．并应尽量地短，且接触良好，以减小引线和接触电阻带来的测量误差；当测量电感量大的电阻时，要有足够的充电时间。二、平衡电桥法应用电桥平衡的原理来测鬣绕组直流电阻的方法称为电桥法。常用的直流电桥有单臂电桥及双臂电桥两种。

用电桥法测量时，常采用单臂电桥和双臂电桥等专门测量直流电阻的仪器。被测电阻100以上时采用单臂电桥；被测电阻10Ω及以下时。采用双臂电桥。对于小容量变压器．单臂电桥可采用4.5V及以上的千电池作为电源，双臂电桥采用l.5V---2V的多节并联干电池或蓄电池作为电源，直接测量变压器绕组直流电阻。1、单臂电桥测直阻

当变压器容量较大时，用干电池等作为电源-充电时间很长，现在一般厂家及运行部门均采用全压恒流电源作电桥的测量电源。常用的恒流源有QHY---5A型、QHY---7A型等。图7—13所示接线，大大缩短了测量时间，而且操作简单。受到了试验人员的欢迎。电桥测量直流电阻注意点：测量前，首先调节电桥机械零位旋钮，置检流计指针于零位。

接入被测电阻时，p1、p2端子引出线应比c1、c1端引出线更靠近被测电阻。

用电桥测量变压器绕组电阻时，由于绕组的电感较大，同样需等充电电流稳定后，再合上检流计开关，测取读数后拉开电源开关前，先断开检流计。测量220kv及以上的变压器绕组电阻时，在切断电源前，不但要断开检流计开关．而且要将被试品接人电桥的测量电压线也断开，防止由于拉电源瞬间的反电动势将桥臂电阻间的绝缘击穿和桥臂电阻对地等部位击穿。3、新式测量方法

由于变压器容量增大，特别是五柱铁芯和低压绕组为三角形联结的大型变压器，测试绕组直流电阻的电流达到稳定的时间达散小时甚至10多小时，不仅时间长，而且这不能保证测量准确。经过多年的研究，这个问题有了突破性进展。成功测量变压器绕组直流电阻最为关键的问题把自感效应降低到最小程度．其方法介绍如下：1．助磁法该方法是强迫铁芯磁通迅速饱和．从而降低自擦效应，减少测量时间。

(1)用大容量直漉电源，增加测量电流的值。如用2只190Ah的蓄电池，通40A的电流，测量250MVA／500kV自耦变压器中压绕组柏直流电阻值f每个分接只需l～2min。

(2)将高压、低压绕组串联起来通上电流．采用同相位和同极性的高压绕组助磁。由于高压绕组匣数远比低压绕组多，用较小的电流值使铁芯饱和。如一台360MVA／220kV变压器，铁芯为五柱式，低压绕组为三角形联结．通l0A电流，在15rain内就可以同时测出一相的高压、低压绕组的电阻值。一.试验原理基本原理都是建立在欧姆定律的基础之上.即在我们需要测试的试品上输入一个直流电流,从而测量出它的直流电阻.

根据公式：R=U/I三.DL/T596-1996预试规程的试验周期和要求（一）试验周期（1）对无励磁调压变压器变换分接位置后必须进行检测（对使用的分接锁定后检测）。变压器绕组直流电阻正常情况下1—3年检测一次，但有如下情况必须检测：（2）有载调压变压器在分接开关检修后必须对所以分接进行检测。（3）变压器大修后必须进行检测。（4）必要时进行检测。如变压器经出口短路后必须进行检测。（二）试验要求（1）变压器容量在1.6MVA及以上，绕组直流电阻互相间差别不应大于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%。（2）容量在1.6MVA以下，相间差别一般不大于三相平均值的4%；线间差别一般不大于三相平均值的2%。（3）与以前相同部分测得值比较其变化不应大于2%；如直流电阻相间差在变压器出厂时超过规定，制造厂已说明了这种偏差的原因，也以变化不大于2%考核。（4）不同温度下的电阻值应换算到同一温度下进行比较，并按下式换算：式中、——温度、时的电阻值；

——常数，其中铜导线为235，铝导线为225。四.直流电阻检测与故障诊断（一）绕组断股故障的诊断某变压器低压侧10kV线间直流电阻不平衡率为2.17%，超出部颁标准值1%的一倍还多。发现缺陷后，先后对各引线与导线电杆连接点进行了紧固处理，又对其进行几次跟踪试验，但缺陷仍存在。（1）色谱分析。色谱分析结果该组变压器C2H2超标，从0.2uL/L上升到7.23uL/L,说明存在放电性故障。但从该主变压器的检修记录中得知，在发现该变压器C2H2变化前曾补焊过两次，而且未进行脱气处理。其他气体的含量基本正常，用三比值法分析，不存在过热故障，且历年预试数据反映除直流电阻不平衡率超标外，其他项目均正常。（2）直流电阻超标分析。经换算确定C相电阻值较大，怀疑是否由于断股引起，经与制造厂了解，该绕组股数为24股，据此计算，若断一股造成的误差与实际测量误差一致，判断故障为C相内部有断股问题。经吊罩检查，打开绕组三角接线的端子，用万用表测量，验证C相有一股断开。（二）有载调压切换开关故障的诊断某变压器110kV侧直流电阻不平衡，其中C相直流电阻和各个分接之间电阻值相差较大。A、B相的每个分接之间的直流电阻相差为10～11.7uΩ,而C相每个分接之间直流电阻相差为4.9～6.4uΩ和14.1～16.4uΩ，初步判断C相回路不正常。通过其直流电阻数据CO（C端到中性点O端）的直流回路进行分析，确定绕组本身缺陷的可能性小，有载调压装置的极性开关和选择开关缺陷的可能性也极小，所以，缺陷可能在切换开关上。经对切换开关吊罩检查发现，有一个固定切换开关的一个极性点到选择开关的固定螺丝被拧断，致使零点的接触电阻增大，从而出现直流电阻规律性不正常的现象。（三）无载调压开关故障的诊断在对某电力修造厂改造的变压器进行交接验收试验时，发现其中压绕组Am、Bm、Cm三相无载磁分接开关的直流电阻数据混乱、无规律，分接位置与所测直流电阻的数值不对应。经吊罩检查，发现三相开关位置与指示位置不符，且没有空挡位置，经重新调整组装后恢复正常。11.90.10390.10380.1167复试(转动分接开关后）12.10.1030.1030.116预试ComBom

Aom最大不平衡率（%）

直流电阻（Ω）测试时间

（四）绕组引线连接不良故障的诊断某SFSLB131500A10型变压器，预防性试验时发现35kV侧运行Ⅲ分接头直流电阻不平衡率超标。测试结果见下表该变压器35kV侧直流电阻不平衡率远大于2%，怀疑分接开关有问题，所以转动分接开