变压器绕组的直流电阻测试

变压器绕组的直流电阻测试

郝莹莹

中国大唐集团内蒙分公司唐浩公司             内蒙古赤峰市024000

摘要:变压器是电力系统的核心设备，而变压器绕组的直流电阻测试又是变压器非常重要的试验项目。变压器直流电阻试验可以检查引线的焊接或连接质量、绕组有无匝间短路或开路以及分接开关的接触是否良好等缺陷。同时介绍了对直流电阻测量结果的判断方法和实际工作中经常遇到的几种典型的三相电阻不平衡原因，最后总结了这些年来对测量直流电阻试验时的注意事项。

关键词:变压器；直流电阻；分析判断

1引言

变压器绕组的直流电阻是变压器出厂交接和预防性试验的基本项目之一，也是变压器发生故障后的重要检查项目。在规程中，其次序排在变压器试验项目的第二位，这是因为直流电阻及其不平衡率对综合判断变压器绕组(包括导杆和引线，分接开关及绕组)的故障可提供重要的信息。通过直流电阻的试验可以检查：绕组回路是否有短路、开路或接错线；绕组焊接质量；分接开关各个位置接触是否良好；绕组或引出线有无折断处；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以及层、匝间有无短路的现象。此测试项目对发现上述缺陷具有重要意义。

2变压器绕组的直流电阻测试周期

《电力设备预防性试验规程》中规定变压器绕组直流电阻的测量周期为：

(1)1～3年；

(2)无励磁调压变压器变换分接位置后；

(3)有载调压变压器的分接开关检修后（在所有分接侧）；

(4)大修后；

(5)必要时。

3变压器绕组连同套管的直流电阻测试方法及注意事项

3.1测试方法

使用变压器直流电阻测试仪进行测量。

3.2试验步骤

(1)变压器各绕组短路接地充分放电；

(2)记录变压器编号、铭牌等相关参数；

(3)测量并记录上层油温及环境温度和湿度；

(4)将测量设备或仪表通过测试线与被测绕组有效连接，开始测量；

(5)直阻显示测量数据后，一般应继续等待2min-3min，进一步确认数据稳定后方可记录，对大容量变压器的低压绕组尤其要如此；

(6)测试完毕应使用测量设备或仪表上的“放电”或“复位”键对被测绕组充分放电；

(7)在更改接线或拆线前，还应用接地线人为放电。

3.3试验结果判断依据

(1)按公式R2=R1(T+t2)/(T+t1)将测量值换算到同一温度（式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值；T为计算用常数，铜导线取235，铝导线取225）；

(2)1.6MVA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%，无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%；

(3)1.6MVA及以下的变压器，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%；

(4)与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%；

(5)三相不平衡率是判断的重要标准，各种标准、规程都作了详细明确的规定；交接时与出厂时比较三相不平衡率应无明显变化，否则即使小于规定值也不能简单判断为合格。

3.4注意事项

(1)测量一般应在油温稳定后进行。只有油温稳定后，油温才能等同绕组温度，测量结果才不会因温度差异而引起温度换算误差；

(2)根据变压器绕组电压等级选择合适的测试电流；

(3)对于大型变压器测量时充电过程很长，应予足够的重视，可考虑使用去磁法或助磁法；

(4)应注意在测量后对被测绕组充分放电；

(5)测试时非被试绕组应处于自然状态，不应短路。

4直流电阻三相不平衡原因分析

4.1分接开关接触不良。分接开关接触不良反映在一两个分接处电阻偏大或电阻每次测量数值都不-样，而且三相之间不平衡。这主要是分接开关长期不动作，表面不清洁，电镀层脱落，弹簧压力不够等原因造成的。固定在箱盖上的分接开关，也可能在箱盖紧固后，使开关受力不均造成接触不良。

案例分析： 某公司有一台110kV变压器，试验人员在测量直流电阻时，发现其高压绕组直流电阻相间不平衡率超标。该主变高压绕组C相的10-17档位直流电阻相对A，B相偏大，且直流电阻相间差接近或超过2%。将该温度的直流电阻换算至20℃后，与该主变交接试验的直流电阻数据比较，发现A，B相所有档位及C相的1-9档位的直流电阻与交接试验数据的一致性较好。考虑到该主变投产仅仅1年，在向运行人员询问该主变运行状况后，了解到该主变运行中负荷比较小，有载分接开关切换不频繁，现场试验人员认为“分接开关档位切换操作的循环数次不够，分接开关主触头上的油膜没有打磨掉”是造成C相数据异常，三相不平衡率超标的原因的可能性较大。现场试验人员决定增加分接开关档位切换操作的循环次数，使分接开关触头在运动的过程中，其表面的油膜被充分挤压后,触头之间的接触达到良好。通过再次对分接开关档位切换10个循环后，对C相绕组重新测量，所有档位的直流电阻相间差均不超过2%，试验结果合格。这是一起人为因素造成的测量结果不合格的案例，通过与历史数据比较，相间比较，结合实际运行状况，分析造成测量结果不合格的可能原因，采取相应措施，从而避免了因人为因素而造成的试验结果误判。

案例分析：某公司有一台220kV变压器，预试时直流电阻三相平衡，但运行8个月后，220kV侧B相套管喷油，温度达85℃，色谱分析结果认为该变压器内部有过热故障，最热点温度为150-300℃，分析是导电回路电阻接触不良造成的。又进行直流电阻测试，在高压运行分接位置IV时的结果是AO为0.286Ω，BO为0.281Ω，CO为0.350Ω，不平衡率为24.55%。其他部位测试结果正常，这样就把缺陷范围缩小在高压C相的引线-分接开关-套管之内。吊芯检查发现高压C相分接开关IV分头的动静触头接触不良，且有过热变色和烧损情况。更换分接开关后，运行良好。

4.2焊接不良。由于引线和绕组接触不良，造成电阻偏大，多股并联绕组，其中有一、二股没有焊上或运输过程中运输不当造成引线和绕组接触不良。

案例分析：某公司有一台220kV变压器，主变预防性试验过程中,高压绕组B相直流电阻比A，C相绕组直流电阻偏大，但A，C相绕组直流电阻相差不大，三相绕组直流电阻不平衡率达到30.9%(远远大于2%，严重超标)。查阅了上一年试验数据，发现本次试验的A，C相绕组直流电阻与上一年试验数据相差不大，而且上一年测量的高压绕组直流电阻三相不平衡率仅有0.69%，初步判断B相绕组存在故障。将B相的每一档位数据同时与A，C相同一档位的数据进行比较，发现 B相每一档位的直流电阻均比A，C相同一档位的直流电阻大0.5Ω左右，故判断B相绕组存在接触不良或是断股。经过检查发现B相绕组引出线与高压套管导电杆焊接处的四股导线中的一股断线。

4.3三角形连接绕组其中一相断线。测出的三个线端的电阻比设计值大得多，没有断线的两相线端电阻为正常时的1.5倍，而断线相线端的电阻为正常值的3倍。

4.4运行中大型变压器套管的导电杆与线夹处接触不良。

案例分析：某变电站运行人员在巡视时，对变压器桩头进行红外测温，发现B相桩头温度近100℃，比A相、C相高出几十度，后来停电检查。首先解开引线T型线夹，测量直流电阻，发现电阻不平衡率超标；再解开套管导电杆设备线夹，直接夹在套管导电杆上测量，电阻不平衡率达标。经处理，送电后再次进行红外测温，温度恢复正常。所以此次温度升高的原因是由变压器套管的导电杆与设备线夹处接触不良引起的。此外，变压器套管的导电杆和绕组连接处，由于接触不良也会引起直流电阻增加。

5结束语

直流电阻作为变压器预防性试验中一项主要试验项目，尤其在变压器出口短路后，必须进行直流电阻及油中溶解气体分析，以判断变压器有无故障。掌握好变压器直流电阻测试技术，对于发现变压器可能潜在的绝缘缺陷具有重要的意义。

参考文献:

[1] DL/T 596《电力设备预防性试验规程》 中国电力出版社

[2]陈化钢《电力设备预防性试验方法及诊断技术》中国科学技术出版社

[3]李建明、朱康《高压电气设备试验方法》（第二版）