測(cè)量變壓器直流電阻應(yīng)注意的問(wèn)題

賈 震

(陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

測(cè)量變壓器直流電阻應(yīng)注意的問(wèn)題

賈 震

(陽(yáng)城國(guó)際發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102)

介紹了電力變壓器繞組直流電阻現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)電氣試驗(yàn)工作起到借鑒作用。

直流電阻；測(cè)試；注意事項(xiàng)

測(cè)量變壓器繞組的直流電阻是出廠、交接和預(yù)防性試驗(yàn)的基本項(xiàng)目之一，也是變壓器日常試驗(yàn)和故障后的重要檢查項(xiàng)目。通過(guò)該項(xiàng)試驗(yàn)可以檢查變壓器繞組焊接質(zhì)量；檢查分接開(kāi)關(guān)各個(gè)位置接觸是否良好；檢查繞組或引出線(xiàn)有無(wú)折斷處；檢查并聯(lián)支路的正確性，是否存在由幾根并聯(lián)導(dǎo)線(xiàn)繞制成的繞組發(fā)生一處或多處斷線(xiàn)的情況；檢查層、匝間有無(wú)短路的現(xiàn)象；確定繞組的平均溫度等。所以變壓器繞組直流電阻測(cè)量既是簡(jiǎn)單、常規(guī)的試驗(yàn)項(xiàng)目，但又是耗時(shí)、準(zhǔn)確度要求高的項(xiàng)目，它是確保變壓器檢修質(zhì)量和安全運(yùn)行的一個(gè)重要手段，直流電阻的測(cè)試對(duì)綜合判斷變壓器繞組的故障及缺陷具有重要的意義。但在試驗(yàn)過(guò)程中，多種可控或不可控的因素導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果偏差很大，使人員對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤判斷，本文主要說(shuō)明在測(cè)量變壓器直流電阻時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題，對(duì)相關(guān)試驗(yàn)的結(jié)果分析起到借鑒作用。

1 測(cè)量變壓器直流電阻后鐵芯中剩磁的影響

1.1 剩磁產(chǎn)生的原因

大型變壓器多采用冷軋硅鋼片，Bs/Be比較小，而剩磁可能比較大，有時(shí)甚至達(dá)0.9 Bm。特別是變壓器在進(jìn)行繞組直流電阻測(cè)試后，會(huì)在鐵芯中殘留剩磁。一般說(shuō)來(lái)，直流磁化的安匝愈大，剩磁愈嚴(yán)重。剩磁的多少取決于變壓器繞組通過(guò)的直流電流強(qiáng)度和時(shí)間。也就是說(shuō)在變壓器繞組上輸入的電功率越大，時(shí)間越長(zhǎng)，剩磁量就越大，反之亦相反。例如，一臺(tái)750MVA、500 kV三相變壓器，額定電壓下的高壓側(cè)勵(lì)磁電流為0.87 A。如果采用5 A電流測(cè)試高壓繞組的直流電阻，其直流磁勢(shì)(安匝)是額定電壓下交流磁勢(shì)(峰值)的4倍，剩磁將比較嚴(yán)重。

1.2 測(cè)量時(shí)注意事項(xiàng)

(1)《DL/T 596—1996，電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定：在對(duì)油浸變壓器、電抗器220 k及以上繞組進(jìn)行直流電阻測(cè)試時(shí)，測(cè)試電流不宜大于5 A。如果測(cè)試電流大于5 A，應(yīng)對(duì)變壓器采取去磁措施。因此在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，要嚴(yán)格控制測(cè)試電流值小于等于5 A，不能采用為了節(jié)省測(cè)試時(shí)間而增大測(cè)試電流的做法。這樣會(huì)導(dǎo)致變壓器剩磁較嚴(yán)重，產(chǎn)生一些不良后果。

實(shí)例1:天津某電廠，兩臺(tái)主變壓器為保定變壓器廠生產(chǎn)的3×210 000 kVA單相變壓器。2005年一年內(nèi)兩臺(tái)主變壓器共發(fā)生5次因?yàn)槭４旁斐芍髯儔浩鞒潆姴怀晒Φ氖录Ｔ蚍治鼋Y(jié)果表明：主變檢修時(shí)采用LZ-C(50A)變壓器直流電阻測(cè)試儀，選擇了20A的檔位，持續(xù)時(shí)間為5min。由于變壓器剩磁的存在造成變壓器在充電時(shí)合閘角大的相與直流剩磁疊加，造成磁路嚴(yán)重飽和，產(chǎn)生較大的沖擊電流，使鐵芯、繞組振動(dòng)，從而導(dǎo)致變壓器內(nèi)油流涌動(dòng)，致使重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

(2)在采用150~250 Hz的中頻電源進(jìn)行局部放電試驗(yàn)時(shí)，如果變壓器鐵心具有剩磁，則在中頻勵(lì)磁下，兩者疊加會(huì)導(dǎo)致鐵芯勵(lì)磁在磁場(chǎng)方向一致的半波飽和，另一半波不飽和，其結(jié)果是動(dòng)態(tài)地改變?cè)囼?yàn)等效電路的電感參數(shù)，可能引起變壓器繞組施加電壓的躍變，當(dāng)躍變頻率接近中頻電源頻率的兩倍時(shí)，將可能在被試變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)異常過(guò)電壓，對(duì)變壓器絕緣造成不必要的損傷。對(duì)于殼式變壓器，該問(wèn)題比較突出。因此在現(xiàn)場(chǎng)特別是大型變壓器直流電阻測(cè)試后，采用中頻電源進(jìn)行局部放電試驗(yàn)前，一定要對(duì)變壓器進(jìn)行去磁試驗(yàn)。

2 直流電阻不平衡率超標(biāo)時(shí)，不要輕易判斷為設(shè)備故障，應(yīng)綜合考慮，認(rèn)真分析

電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程有關(guān)規(guī)定，容量1 600 kVA以上變壓器，各相繞組電阻相互間的差別不應(yīng)大于三相平均值的2%，無(wú)中性點(diǎn)引出的繞組其線(xiàn)間差別不應(yīng)大于三相平均值的1%。容量1 600 kVA及以下的變壓器，相間差別一般不大于三相平均值的4%，線(xiàn)間差別一般不大于三相平均值的2%。在實(shí)際測(cè)量中，試驗(yàn)數(shù)據(jù)除了符合規(guī)程要求外，還應(yīng)和歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較，綜合考慮引起數(shù)據(jù)偏差的各種因素，認(rèn)真分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，避免造成誤判斷。

(1)電阻不平衡率超標(biāo)時(shí)，應(yīng)將測(cè)量數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較，特別要與出廠或交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。因?yàn)檫@有可能是由于引線(xiàn)電阻的差異引起的。

實(shí)例2:

表1 某變壓器交接時(shí)低壓側(cè)繞組直流電阻

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，低壓側(cè)繞組直流電阻不平衡率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于8.3%，采取打磨導(dǎo)電銅桿、拆除接線(xiàn)板(貓爪子)等各種措施重做后試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化不大。通過(guò)與出廠試驗(yàn)報(bào)告比較后，可以判斷試驗(yàn)結(jié)果是合格的，因?yàn)檫@是由于低壓側(cè)各相引線(xiàn)電阻值不同造成的(如表1所示)。

實(shí)例3：某電廠一臺(tái)廠用變壓器，容量5 600 kVA，電壓11 kV/3.3 kV。在某年預(yù)試中測(cè)量低壓側(cè)線(xiàn)間直流電阻的不平衡率為1.4%，按照《預(yù)規(guī)》要求，低于標(biāo)準(zhǔn)2%應(yīng)該是合格的，但與上一年測(cè)量值0.21%比較，增長(zhǎng)了近7倍，變化較大。為慎重起見(jiàn)，將貓爪子拆掉檢查，發(fā)現(xiàn)接線(xiàn)柱和接線(xiàn)板之間確實(shí)存在接觸松動(dòng)現(xiàn)象，處理后再測(cè)量時(shí)不平衡率為0.7%。

以上實(shí)例表明，將測(cè)量數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較是一個(gè)十分重要的步驟，不但要看百分比(不平衡率絕對(duì)值)，還要看發(fā)展趨勢(shì)。

(2)分接開(kāi)關(guān)電阻不平衡率超標(biāo)時(shí)，要循環(huán)操作分接開(kāi)關(guān)幾次后復(fù)測(cè)，消除觸頭間油膜、氧化物等的影響后，結(jié)果可能就合格了。

實(shí)例4:某臺(tái)40MVA變壓器直流電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 分接開(kāi)關(guān)循環(huán)操作前測(cè)試結(jié)果

數(shù)據(jù)分析可知：分接位置1→8檔檔間阻值梯度不好，呈現(xiàn)出由大→小→大→小的有規(guī)律排列，即奇數(shù)檔→偶數(shù)檔阻值差偏大，偶數(shù)檔→奇數(shù)檔阻值差偏小。從分接開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)上分析，其梯度阻值應(yīng)該是相同的。

分接開(kāi)關(guān)循環(huán)操作2次后，重新測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

分接開(kāi)關(guān)循環(huán)操作后可以看出，由于循環(huán)操作后，消除了分接開(kāi)關(guān)觸頭間油膜等的影響后，分接位置1→8檔梯度很好，試驗(yàn)結(jié)果合格。

表3 分接開(kāi)關(guān)循環(huán)操作2次后測(cè)試結(jié)果

3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)應(yīng)注意的其他事項(xiàng)

(1)在線(xiàn)圈溫度穩(wěn)定的情況下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要求變壓器油箱上、下部的溫度之差不能超過(guò)3℃。

(2)由于變壓器線(xiàn)圈存有電感，測(cè)量時(shí)的充電電流不太穩(wěn)定，一定要在測(cè)試電流穩(wěn)定后再計(jì)數(shù)，這時(shí)數(shù)據(jù)才是真實(shí)的。

(3)盡量減少試驗(yàn)回路中的導(dǎo)線(xiàn)接觸電阻，運(yùn)行中的變壓器分接頭常受油膜等影響使其接觸不良，一般需進(jìn)行多次切換后再進(jìn)行測(cè)量，以免造成對(duì)結(jié)果的誤判斷。

(4)在進(jìn)行數(shù)據(jù)比較分析時(shí)，一定要在相同溫度下進(jìn)行，假如溫度不同，則要按換算公式統(tǒng)一至20℃時(shí)的電阻值再進(jìn)行比較。換算公式為，式中：R1、R2分別為在溫度 t1、t2下的電阻值；T為電阻溫度常數(shù)。

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Jia Zhen

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TM 47

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1000-8136(2011)29-0008-02