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变压器线圈直流电阻测量及其结果分析
2021-04-06

根据中小型变压器试验的实际,介绍了变压器线圈直流电阻的测量方法、注意事项及规范要求,并对线圈断裂、线圈匝间短路等常见故障的测量结果进行了具体分析。

    1 直流电阻测量

    1.1 测量方法

    测量直流电阻是变压器试验中的一个重要项目。通过测量,可以检查出设备的导电回路有无接触不良、焊接不良、线圈故障及接线错误等缺陷。在中、小型变压器的实际测量中,大多采用直流电桥法,当被试线圈的电阻值在1欧以上的一般用单臂电桥测量,1欧以下的则用双臂电桥测量。在使用双臂电桥接线时,电桥的电位桩头要靠近被测电阻,电流桩头要接在电位桩头的上面。测量前,应先估计被测线圈的电阻值,将电桥倍率选钮置于适当位置,将非被测线圈短路并接地,然后打开电源开关充电,待充足电后按下检流计开关,迅速调节测量臂,使检流计指针向检流计刻度中间的零位线方向移动,进行微调,待指针平稳停在零位上时记录电阻值,此时,被测线圈电阻值=倍率数×测量臂电阻值。测量完毕,先开放检流计按钮,再放开电源开关。                                           

    1.2 注意事项

        在测量过程中,除要严格遵守电气安全规程和设备试验规程外,还要特别注意:

      1)在线圈温度稳定的情况下进行测量,要求变压器油箱上、下部的温度之差不超过3℃;

        2)由于变压器线圈存有电感,测量时的充电电流不太稳定,一定要在电流稳定后再计数,必要时需采取缩短充电时间的措施;

        3)尽量减少试验回路中的导线接触电阻,运行中的变压器分接头常受油膜等污物的影响使其接触不良,一般需切换数次后再测量,以免造成判别错误。

    2 测量结果分析

    2.1规范要求

    根据规范要求,三相变压器应测出线间电阻,有中性点引出的变压器,要测出相电阻;带有分接头的线圈,在大修和交接试验时,要测出所有分接头位置的线圈电阻,在小修和预试时,只需测出使用位置上的线圈电阻。由于变压器制造质量、运行单位维修水平、试验人员使用的仪器精度及测量接线方式的不同,测出的三相电阻值也不相同,通常引入如下误差公式进行判别

    △R%=[(Rmax-Rmin)/RP]×100%

    RP=(Rab +Rbc +Rac )/3

    式中   △R%――――误差百分数

       Rmax――――实测中的最大值(Ω)

       Rmin――――实测中的最小值(Ω)

       RP――――三相中实测的平均值(Ω)                                            

    规范要求,1600KVA以上的变压器,各相线圈的直流电阻值相互间的差别不应大于三相平均值的2%,1600KVA以下的变压器,各相线圈的直流电阻值相互间的差别不应大于三相平均值的4%,线间差别不应大于三相平均值的2%;本次测量值与上次测量值相比较,其变化也不应大于上次测量值的2%。

    2.2 有关换算

        在进行比较分析时,一定要在相同温度下进行,如果温度不同,则要按下式换算至20℃时的电阻值

    R20℃=RtK, K=(T+20))/(T+t)

    式中 R20℃――――20℃时的直流电阻值(Ω)

    Rt――――t℃时的直流电阻值(Ω)

          T――――常数(铜导线为234.5,铝导线为225)

    t――――测量时的温度

    为了确定缺陷所在的相别,对于无中性点引出的三相变压器,还需将测得的线间电阻换算成每相电阻。设三相变压器的可测线间电阻为Rab、Rbc、Rac,每相电阻为Ra、Rb、Rc,当变压器线圈为Y型联接时,相电阻为

         Ra=(Rab+Rac-Rbc)/2

    Rb=(Rab+Rbc-Rac)/2

    Rc=(Rac+Rbc-Rab)/2,如果三相平衡,相电阻等                               

    于0.5倍线电阻;当变压器线圈为△型联接,且a连y、b连z、c连x时,Ra=(Rac-RP)-RabRbc/(Rac-RP)

            Rb=(Rab-RP)-RacRbc/(Rab-RP)

        Rc=(Rbc-RP)-RabRac/(Rbc-RP)

    当变压器线圈为△型联接,且a连z、b连x、c连y时,

        Ra=(Rab-RP)-RacRbc/(Rab-RP)

    Rb=(Rbc-RP)-RabRac/(Rbc-RP)

    Rc=(Rac-RP)-RabRbc/(Rac-RP)

    式中RP=(Rab+Rbc+Rca)/2,如果三相平衡,相电阻等于1.5倍线电阻

    3 实例分析

    从实际测量结果中可以看出,引起变压器线圈电阻值超出规范要求的因数很多,在测量技术上主要有电桥精度不够、测量接线错误、引线电阻及其接线电阻过大、变压器充电时间短、电桥的电压不足等;在变压器本身上,主要有分接头接触不良、线圈或引线焊接不良、断裂、套管导杆与引线接触不良、线圈匝间、层间、相间发生短路等。对于三角形接线的变压器,如果从电阻数值上已经反映出缺陷只在一相时,可按下列简化式求得相电阻进行分析确定,即当Rab=Rbc≠Rac,则Rb=Rc≠Ra。现将几种常见故障现象的测量结果分析如下表:

                故障现象(与正常情况下的测试值相比较)                分析结果
                Y型接线                △型接线
                一个线间电阻值不变,两个线间电阻值测不出
(阻值很大)
                两个线间电阻较正常值上升1.5倍,一个线间电阻值为正常值的3倍                一相线圈
断    裂
                一个线间电阻值不变,两个线间电阻值降为正常值的(0.5~1)倍                两个线间电阻值增至正常值的(1~3)倍,一个线间电阻值降至正常值的(0~1)倍                一相线圈
匝间短路
                一个线间电阻值不变,两个线间电阻值升高                一个线间电阻值不变,两个线间电阻值升高                一相引线与导电杆接触不良
                三个线间电阻值测不出
(阻值很大)
                一个线间电阻等于正常值的3倍,两个线间电阻值测不出(阻值很大)                两相线圈
断    裂
                三个线间电阻都降至正常值的(0.5~1)倍,其中有一个的阻值低得多                三个线间电阻值都降至正常值的(0~1)倍,其中有两个的阻值低得多                   两相线圈
匝间短路
                三个线间电阻值较正常值增大,其中有一个的阻值增的大得多                三个线间电阻值较正常值增大,其中有一个的阻值增的大得多                两相引线与导电杆接触不良

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