變壓器直流電阻異常的診斷和處理

袁世平

（天臺供電局，浙江 天臺 317200）

變壓器繞組是用電磁線繞制而成的，在變壓器制作及運行過程中，如果電磁線的焊接質量不良、電磁線直徑不符合要求或與套管及分接開關等各種引接線接觸不良，都將引起線圈直流電阻改變。因此規程規定：在變壓器大修后的預防性試驗、無載開關調檔、有載開關檢修后都必須進行直流電阻檢測。通過對變壓器各相繞組直流電阻相間差或線間差及與以前相同檢測部位的比較，可以發現分接開關接觸不良、套管下部樁頭連接松動、將軍帽與線圈出線頭之間的接觸不良、引線脫焊、繞組脫焊及層/匝間短路等故障。但在實際檢測時，由于受環境、儀器、檢測方法等因素的影響，會出現一些異常現象，造成判斷困難。本文通過對現場實例的診斷分析，總結出檢測、分析、判斷的一些要點，以供參考。

1 變壓器直流電阻的檢測方法

變壓器繞組是電感元件，測量繞組直流電阻時必有充電過程，其時間常數與繞組電感量成正比、與繞組電阻成反比，為減少充電時間、提高檢測效率，可利用變壓器鐵芯飽和后電感迅速下降的特點，選擇較大的檢測電流進行測量，但如果電流過大，檢測時會造成繞組發熱、阻值變大，使檢測后的變壓器剩磁過大，影響變壓器安全運行，所以選擇變壓器額定空載電流的1.5～1.8倍為宜。測試儀器應選用精度為0.5級以上的變壓器直流電阻檢測儀，測試前后應對變壓器進行充分放電，確保人身安全及測量結果的精度。測試時還應拆除套管接線板，用儀器配套的專用線連接套管引出頭，確保接觸良好，連接牢固，接觸電阻降至最低，等充電結束讀數穩定后立即讀取數據。然后根據變壓器油溫將阻值折算到75℃下，并計算出相間差或線間差及相同檢測部位前后變化率，判斷是否存在繞組故障。必要時可以借助油色譜、變比等測試數據進行綜合分析，提高判斷的準確性。

2 直流電阻異常的原因

2.1 繞組斷股故障

某變壓器10 kV低壓側直流電阻C相阻值偏大，線間差為2.17%，超過1%的標準值一倍以上。分解試驗發現線圈阻值異常，引線與導線電桿等各連接點接觸正常，油色譜分析顯示變壓器本體C2H2超標，從0.2上升至7.23 μg/mL，用三比值法分析后認為存在高能放電性故障，懷疑是線圈斷股引起。經向制造廠了解，該線圈電磁線為24股，據此計算若斷1股造成的誤差與實際測量誤差一致，因此判斷故障為C相繞組內部有斷股。吊出器身、打開繞組三角接線的端子后，用萬用表測量C相每股導線的通斷情況，證實C相確有1股斷開。

2.2 分接開關接觸不良

有載和無載分接開關接觸不良的缺陷約占主變壓器各類缺陷的40%，是各類缺陷事故中較多的一種，給變壓器安全運行帶來很大威脅。某35 kV主變壓器型號為SZ9-10000/35，2000年6月投入運行，在某次有載分接開關正常調檔時（由2檔調至3檔）重瓦斯動作，35 kV和10 kV開關動作跳閘，10 kV母線電壓失壓。事故發生后，對該主變壓器進行全面檢查，發現35 kV高壓線圈Ⅱ檔和Ⅲ檔直流電阻明顯偏大，相間差達15%以上。有載開關動作異常，波形不平穩且有明顯脈沖。取油樣分析后確認主變壓器本體油樣正常，因而初步斷定是有載開關出現問題，決定對有載開關作吊芯檢查，發現35 kV有載開關Ⅱ檔和Ⅲ檔靜觸頭已損壞，更換有載開關后直流電阻恢復正常。由此可以看出，對相關數據進行綜合分析，有助于準確判斷故障部位。

2.3 結構設計中引線電阻存在差異

中小型變壓器各相繞組的引線長度不同且線徑較細，容易出現各相繞組直流電阻測試值異常，從而導致相（線）間差超標。對于三相線圈直流電阻非常相近的變壓器，A相和C相繞組的直流電阻受引線影響最大。為消除引線電阻的影響，可采取以下措施：

（1）在保證機械強度和電氣絕緣距離的情況下，盡量降低低壓套管間的距離，減小A相和C相的引線電阻，使三相引線電阻盡量接近。

（2）適當增加A相和C相首端引線銅（鋁）排的厚度或寬度。如能保證各相的引線長度和截面之比近似相等，則三相電阻值也近似相等。

（3）適當減小B相引線的截面。在保證引線允許載流量的條件下，使三相引線電阻近似相等。

（4）將3個線圈中電阻最大的線圈換至B相，以彌補B相引線短的影響。

上述方法在實際中可以選擇其中之一單獨使用，也可綜合使用。

2.4 引線連接不緊密

引線與套管導桿、分接開關與線圈引線之間等連接不緊密，容易導致變壓器直流電阻相（線）間差超標。例如：某35 kV 1號主變壓器，型號為SZ7-5000/38.5，正常運行時線路遭雷擊后本體重瓦斯動作造成全站失壓。事故后對該變壓器進行檢查試驗，發現高壓繞組Ⅲ檔直流電阻相間差為79%，計算得出A相直流電阻為1.2395 Ω，B相為0.787 5 Ω，C相為 3.886 5 Ω，可見 C相明顯偏大，判斷分接開關與線圈引接線處可能存在連接不良，吊芯檢查發現C相繞組分接開關Ⅲ檔引線已有多股燒斷。將引線重新焊接、整理包扎并作絕緣處理后，測試數據恢復正常。

又如某35 kV 2號主變壓器，型號為SZ9-5000/38.5，預防性試驗時發現35 kV側C相各分接直流電阻均偏大，相間差達3%～12%。為排除分接開關油膜的影響，在反復多次調節分接開關后重新檢測，但直流電阻無變化。吊出有載開關后，測量各靜觸頭與線圈的直流電阻均為正常，而C相靜觸頭與中性點之間的直流電阻明顯偏大。吊罩檢查發現C相開關靜觸頭到中性點的外連接引線松動，連接處無鎖緊裝置。經緊固連接螺絲并加裝鎖緊螺母、重新配置開關分接引線后恢復正常。

3 總結

上述案例的處理結果說明，通過測量變壓器繞組直流電阻能發現檢測回路中存在的重大缺陷，靈敏度和準確性較高，結合變壓器結構及解體試驗可判斷故障部位，但現場測試中應遵循以下要求，才能得到良好的診斷效果。

（1）測量變壓器直流電阻時，因其電感較大，測量電流應選擇變壓器額定空載電流的1.5～1.8倍，快速完成充電，待儀表讀數穩定后讀取電阻值，提高測量的正確性和準確性。

（2）采用色譜分析、變比試驗、變壓器空載試驗等，與直流電阻測量相配合進行綜合判斷，是查找變壓器繞組直流電阻異常的有效方法，可進一步提高故障診斷的準確性和可靠性。測量時要記錄溫度、濕度的變化，隨時關注測量儀器是否正常，測量方法及測量過程是否正確。

（3）分析數據時要進行橫向和縱向比較，綜合考慮各種相關因素和判據，不能簡單照搬規程中的標準數值，要根據現場的具體情況，分析測量數據的發展和變化過程。

（4）要結合變壓器的具體結構，根據不同的內部情況對直流電阻進行分解測量，才能獲得正確的判斷結論。

（5）直流電阻異常超標的原因很多，本文僅從幾個主要方面進行了分析。要消除此類故障，必須在設計、制造、調試、安裝與運行檢修等環節實施工藝質量全過程管理，相互協調配合，把好工藝技術關。

[1]高建橋.中小型變壓器低壓直流電阻不平衡率問題的探討[J].變壓器，1994（2）：25-26.

[2]孔世錄.導線對繞組直流電阻不平衡率的影響[J].變壓器，1994（7）：27.

[3]汪學勤.電氣試驗與油化驗[M].北京：中國電力出版社，2003.

[4]陳化鋼.電氣設備預防性試驗方法[M].北京：水利電力出版社，1999.

[5]陳天翔.電氣試驗[M].北京：中國電力出版社，2005.

[6]電氣裝置安裝工程施工及驗收規范合編[M].北京：中國計劃出版社，1999.

[7]DL/L 596-1996電力設備預防性試驗規程[S].北京：中國電力出版社，1997.

[8]DL/T 722-2000變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則[S].北京：中國電力出版社，2001.