變壓器線圈直流電阻測(cè)量及其結(jié)果分析

尹浩

[摘 要]：本文主要分析探討變壓器直流電阻的多種測(cè)量方法以及注明相關(guān)的注意事項(xiàng)，之后對(duì)測(cè)量得到的電阻進(jìn)行分析，觀察理論值與實(shí)際值之間的差距，最后詳細(xì)的對(duì)電路中出現(xiàn)的一些小故障進(jìn)行分析，并提出一些相關(guān)問題的解決方法。

[關(guān)鍵詞]：變壓器 直流電阻 電橋法 規(guī)范要求 結(jié)果分析

一、變壓器線圈直流電阻測(cè)量的方法

1.選用的測(cè)量方法

到目前為止，有電壓降法和電橋法能夠?qū)ψ儔浩骶€圈的直流電阻進(jìn)行測(cè)量，而在實(shí)驗(yàn)室最常用的是電橋法，這是因?yàn)殡妷航捣ㄓ幸欢ǖ木窒扌裕荒苁志_地測(cè)出變壓器線圈的直流電阻。由于變壓器中的每相繞組相當(dāng)于電感與定值電阻相串聯(lián)，電感的阻值在短時(shí)間內(nèi)難以達(dá)到穩(wěn)定，所以最后得到的阻值并不準(zhǔn)確。為什么電感的阻值會(huì)發(fā)生變化呢？在通電后，電感中的電流逐漸增大，由楞次定律可知，電感中產(chǎn)生了反向阻礙電流，但這并不能改變電感中電流增大的趨勢(shì)，經(jīng)過一段時(shí)間后，電流會(huì)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值，此時(shí)電感電壓也會(huì)達(dá)到穩(wěn)定值，到了這個(gè)時(shí)候才能利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，最后可以得到比較精確的變壓器線圈直流電阻。這種方式明顯效率太低，不符合當(dāng)今高效率的理念，因此我們常常采用另外一種測(cè)量方式――電橋法，電橋法可分為單臂電橋法和雙臂電橋法，利用相關(guān)設(shè)備我們可以直接讀數(shù)得到變壓器直流阻值（線圈電阻值等于測(cè)量的臂電阻值乘以倍率數(shù)）。

除了以上兩種方法以外，還可以采用三相繞組同時(shí)加壓法，該方法可以說是電壓降法的升級(jí)版，原理是根據(jù)楞次定律，使電感中最終產(chǎn)生的合磁通量為零，也就是說將各相電流產(chǎn)生的磁通量相互抵消，使之不產(chǎn)生阻礙電流，因此可以減少直流電阻的測(cè)量時(shí)間，能夠提高測(cè)量效率。具體操作為：對(duì)三相繞組同時(shí)加電壓，其中各相繞組中的電流逐漸增大，根據(jù)右手定則，三相電流各個(gè)鐵芯產(chǎn)生的磁通作用相互抵消，最后幾乎不產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以該方法能夠在短時(shí)間獲得穩(wěn)定的電流，大大縮短了操作時(shí)間。

2.測(cè)量相關(guān)注意的事項(xiàng)

就電橋法來說，單線橋適用于測(cè)量1歐以上阻值的電阻，若測(cè)量的阻值低于1歐則會(huì)影響精確度，這是因?yàn)槭褂脝尉€橋法測(cè)量時(shí)，它測(cè)出的阻值是有誤差的，其中包含了實(shí)測(cè)電阻兩邊的導(dǎo)線的電阻，當(dāng)被測(cè)的電阻越小，對(duì)最后得出的阻值影響越大。而雙線橋法則可以消除導(dǎo)線電阻的影響，能夠大大提高測(cè)量的精度，因此在平時(shí)測(cè)量中我們最常用的就是雙線橋法，不過需要注意是：在測(cè)量大電感量繞組的電阻時(shí)，需要提前對(duì)繞組進(jìn)行充電，使電流值趨于穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)量。

除了以上注意事項(xiàng)外，我們還不能忽視控制通電時(shí)間和變壓器接頭的檢測(cè)，時(shí)間通電一旦過久就會(huì)導(dǎo)致電阻發(fā)熱，此時(shí)電阻值就會(huì)發(fā)生變化，再進(jìn)行的變壓器直流阻值就不再精確，因此要注意盡快完成實(shí)驗(yàn)；以防變壓器生銹常常用油膜進(jìn)行保護(hù)，因此在使用的時(shí)候要保證變壓器各分接頭不受油膜的干擾，以免使接頭接觸不良影響最后的測(cè)量結(jié)果。

二、直流電阻測(cè)量結(jié)果的簡(jiǎn)要分析

1.規(guī)范要求

根據(jù)相關(guān)的要求，交接試驗(yàn)要求從調(diào)壓變、本體變以及兩者連接的阻值進(jìn)行測(cè)量，并且必須測(cè)量各分接頭的位置的線圈阻值；在調(diào)試的過程中，只要在需要用到的部位進(jìn)行測(cè)試電阻，同時(shí)要求110kv繞組測(cè)試電流不宜大于20A，1000kv繞組測(cè)試電流不宜大于2.5A。這是因?yàn)殍F芯剩磁會(huì)對(duì)沖擊合閘產(chǎn)生一定的影響，可能會(huì)造成放電，因此在測(cè)量直流電阻時(shí)控制好測(cè)試的電流，或者能夠不停地更換測(cè)試電流極性以減少變壓器的剩磁。在規(guī)定中，對(duì)于2000kVA以及上的變壓器，直流電阻不平衡率相應(yīng)低于百分之二，而1600kVA及以下的變壓器的電阻不平衡率則應(yīng)該低于百分之四，使用單位應(yīng)該將理論值與實(shí)際值進(jìn)行比較，其偏差不大于百分之二。又由于儀器精度不夠，在測(cè)量的過程中會(huì)存在誤差，因此我們就必須進(jìn)行誤差分析：采用多次測(cè)量求平均值的方法。相應(yīng)的公式為Rp=（Rab+Rbc+Rca）/3，Rp表示實(shí)測(cè)的平均值

2.有關(guān)換算

在最后分析比較時(shí)，一定要保持溫度相同，如果不能保證在相同溫度上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)則可以采用換算的方法，K=（T+20）/（T+t），R=Rt·K，在表達(dá)式中，R代表在20攝氏度下的直流電阻值，Rt代表在t攝氏度下的直流電阻值，T表示常數(shù)（銅導(dǎo)線234.5），t表示測(cè)量時(shí)的溫度。

三、變壓器線圈直流電阻測(cè)量分析實(shí)例

按照常識(shí)，變壓線圈直流電阻的測(cè)量是為了對(duì)導(dǎo)線和繞組的材質(zhì)以及焊點(diǎn)質(zhì)量的好壞進(jìn)行驗(yàn)證，而三相電阻的不平衡率主要是對(duì)開關(guān)等載流不見得接觸是否良好和導(dǎo)線焊接的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的直流電阻三相繞組電阻應(yīng)基本相等的情況下，得到的制造偏差的限值，接下來就一相電阻對(duì)三相電阻的影響進(jìn)行分析研究，從而得到判斷產(chǎn)品質(zhì)量的方法。

那么對(duì)于更高壓的變壓器來說，其內(nèi)部為螺旋繞組且y接線在繞組下部，隨著電阻匝數(shù)的增多，電阻的影響會(huì)越來越大會(huì)出現(xiàn)Rca>Rab>Rbc。以下僅對(duì)y型接線進(jìn)行故障分析，幾種常見的故障可分為兩種情況：一是一相線圈出現(xiàn)故障，二是兩相線圈出現(xiàn)故障；例如：若一個(gè)線間的電阻值保持不變，另外兩個(gè)線間的電阻值無法測(cè)出（阻值很大）則表明一相線圈出現(xiàn)斷路故障：若一個(gè)線間的電阻值仍然保持不變，另外兩個(gè)線間電阻值減小，則表明一相線圈出現(xiàn)短路故障；若一個(gè)線間電阻值不變，另外兩個(gè)線間電阻值變大，則表明一相導(dǎo)線接觸不良。如果三線間電阻值都無法測(cè)出時(shí)，那么兩相線圈出現(xiàn)斷路，如果三線間電阻都減小，其中有一個(gè)減小程度更大，那么兩相線圈出現(xiàn)短路；最后如果三個(gè)線間電阻都增大，其中有一個(gè)電阻增加的幅度特別大，那么就是兩相導(dǎo)線接觸不良。除了y型接線方式以外還存在其他的接線型方式，在這里對(duì)于其他的接線型方式就不一一進(jìn)行分析了。

四、結(jié)論

通過以上的淺顯分析研究可以發(fā)現(xiàn)，我們可以通過變壓器線圈直流電阻的測(cè)量分析出變壓器內(nèi)部的故障所在，這將有助于工作人員高效的解決問題，但是對(duì)于變壓器的綜合性問題分析研究則還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，不可忽視的是，在變壓器工作的過程中，一定要通過及時(shí)的檢修對(duì)變壓器故障進(jìn)行預(yù)防。

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