變壓器線圈直流電阻測(cè)量及其結(jié)果分析


根據(jù)中小型變壓器試驗(yàn)的實(shí)際，介紹了變壓器線圈直流電阻的測(cè)量方法、注意事項(xiàng)及規(guī)范要求，并對(duì)線圈斷裂、線圈匝間短路等常見故障的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了具體分析。1 直流電阻測(cè)量
1.1 測(cè)量方法
測(cè)量直流電阻是變壓器試驗(yàn)中的一個(gè)重要項(xiàng)目。通過測(cè)量，可以檢查出設(shè)備的導(dǎo)電回路有無接觸不良、焊接不良、線圈故障及接線錯(cuò)誤等缺陷。在中、小型變壓器的實(shí)際測(cè)量中，大多采用直流電橋法，當(dāng)被試線圈的電阻值在１歐以上的一般用單臂電橋測(cè)量，１歐以下的則用雙臂電橋測(cè)量。在使用雙臂電橋接線時(shí)，電橋的電位樁頭要靠近被測(cè)電阻，電流樁頭要接在電位樁頭的上面。測(cè)量前，應(yīng)先估計(jì)被測(cè)線圈的電阻值，將電橋倍率選鈕置于適當(dāng)位置，將非被測(cè)線圈短路并接地，然后打開電源開關(guān)充電，待充足電后按下檢流計(jì)開關(guān)，迅速調(diào)節(jié)測(cè)量臂，使檢流計(jì)指針向檢流計(jì)刻度中間的零位線方向移動(dòng)，進(jìn)行微調(diào)，待指針平穩(wěn)停在零位上時(shí)記錄電阻值，此時(shí)，被測(cè)線圈電阻值＝倍率數(shù)×測(cè)量臂電阻值。測(cè)量完畢，先開放檢流計(jì)按鈕，再放開電源開關(guān)。                                           
1.2 注意事項(xiàng)
    在測(cè)量過程中，除要嚴(yán)格遵守電氣安全規(guī)程和設(shè)備試驗(yàn)規(guī)程外，還要特別注意：
　  １）在線圈溫度穩(wěn)定的情況下進(jìn)行測(cè)量，要求變壓器油箱上、下部的溫度之差不超過３℃；
    2）由于變壓器線圈存有電感，測(cè)量時(shí)的充電電流不太穩(wěn)定，一定要在電流穩(wěn)定后再計(jì)數(shù)，必要時(shí)需采取縮短充電時(shí)間的措施；
    3）盡量減少試驗(yàn)回路中的導(dǎo)線接觸電阻，運(yùn)行中的變壓器分接頭常受油膜等污物的影響使其接觸不良，一般需切換數(shù)次后再測(cè)量，以免造成判別錯(cuò)誤。
2 測(cè)量結(jié)果分析
2.1規(guī)范要求
根據(jù)規(guī)范要求，三相變壓器應(yīng)測(cè)出線間電阻，有中性點(diǎn)引出的變壓器，要測(cè)出相電阻；帶有分接頭的線圈，在大修和交接試驗(yàn)時(shí)，要測(cè)出所有分接頭位置的線圈電阻，在小修和預(yù)試時(shí)，只需測(cè)出使用位置上的線圈電阻。由于變壓器制造質(zhì)量、運(yùn)行單位維修水平、試驗(yàn)人員使用的儀器精度及測(cè)量接線方式的不同，測(cè)出的三相電阻值也不相同，通常引入如下誤差公式進(jìn)行判別
△Ｒ％＝［（Ｒ_ｍａｘ－Ｒ_ｍｉｎ）/Ｒ_P］×100％
Ｒ_P＝（Ｒ_ａｂ +Ｒ_ｂｃ +Ｒ_ａｃ ）／３
式中   △Ｒ％――――誤差百分?jǐn)?shù)
   Ｒ_ｍａｘ――――實(shí)測(cè)中的最大值（Ω）
   Ｒ_ｍｉｎ――――實(shí)測(cè)中的最小值（Ω）
   Ｒ_P――――三相中實(shí)測(cè)的平均值（Ω）                                            
規(guī)范要求，1600KVA以上的變壓器，各相線圈的直流電阻值相互間的差別不應(yīng)大于三相平均值的２％，1600KVA以下的變壓器，各相線圈的直流電阻值相互間的差別不應(yīng)大于三相平均值的４％，線間差別不應(yīng)大于三相平均值的２％；本次測(cè)量值與上次測(cè)量值相比較，其變化也不應(yīng)大于上次測(cè)量值的２％。
2.2 有關(guān)換算
    在進(jìn)行比較分析時(shí)，一定要在相同溫度下進(jìn)行，如果溫度不同，則要按下式換算至20℃時(shí)的電阻值
Ｒ_20℃＝Ｒ_tＫ，?。耍剑═＋20））/（T＋t）
式中?。?sub>20℃――――20℃時(shí)的直流電阻值（Ω）
　　　Ｒ_t――――t℃時(shí)的直流電阻值（Ω）
      T――――常數(shù)（銅導(dǎo)線為234.5，鋁導(dǎo)線為225）
　　?。舁D―――測(cè)量時(shí)的溫度
為了確定缺陷所在的相別，對(duì)于無中性點(diǎn)引出的三相變壓器，還需將測(cè)得的線間電阻換算成每相電阻。設(shè)三相變壓器的可測(cè)線間電阻為Ｒ_ａｂ、Ｒ_ｂｃ、Ｒ_ａｃ，每相電阻為Ｒ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ，當(dāng)變壓器線圈為Ｙ型聯(lián)接時(shí)，相電阻為
     Ｒ_ａ＝（Ｒ_ａｂ＋Ｒ_ａｃ－Ｒ_ｂｃ）／２
Ｒ_ｂ＝（Ｒ_ａｂ＋Ｒ_ｂｃ－Ｒ_ａｃ）／２
Ｒ_ｃ＝（Ｒ_ａｃ＋Ｒ_ｂｃ－Ｒ_ａｂ）／２，如果三相平衡，相電阻等                               
于0.5倍線電阻；當(dāng)變壓器線圈為△型聯(lián)接，且ａ連ｙ、ｂ連ｚ、ｃ連ｘ時(shí)，Ｒ_ａ＝（Ｒ_ａｃ－Ｒ_Ｐ）－Ｒ_ａｂＲ_ｂｃ／（Ｒ_ａｃ－Ｒ_P）
        Ｒ_b＝（Ｒ_ａｂ－Ｒ_Ｐ）－Ｒ_ａｃＲ_ｂｃ／（Ｒ_ａｂ－Ｒ_P）
    Ｒ_c＝（Ｒ_ｂｃ－Ｒ_P）－Ｒ_ａｂＲ_ａｃ／（Ｒ_ｂｃ－Ｒ_P）
當(dāng)變壓器線圈為△型聯(lián)接，且ａ連ｚ、ｂ連ｘ、ｃ連ｙ時(shí)，
    Ｒ_ａ＝（Ｒ_ａｂ－Ｒ_Ｐ）－Ｒ_ａｃＲ_ｂｃ／（Ｒ_ａｂ－Ｒ_P）
　?。?sub>b＝（Ｒ_ｂc－Ｒ_Ｐ）－Ｒ_ａｂＲ_ａｃ／（Ｒ_ｂｃ－Ｒ_P）
Ｒ_c＝（Ｒ_ａｃ－Ｒ_P）－Ｒ_ａｂＲ_ｂｃ／（Ｒ_ａｃ－Ｒ_P）
式中Ｒ_P＝（Ｒ_ａｂ＋Ｒ_ｂｃ＋Ｒ_ｃａ）／２，如果三相平衡，相電阻等于1.5倍線電阻
3 實(shí)例分析
從實(shí)際測(cè)量結(jié)果中可以看出，引起變壓器線圈電阻值超出規(guī)范要求的因數(shù)很多，在測(cè)量技術(shù)上主要有電橋精度不夠、測(cè)量接線錯(cuò)誤、引線電阻及其接線電阻過大、變壓器充電時(shí)間短、電橋的電壓不足等；在變壓器本身上，主要有分接頭接觸不良、線圈或引線焊接不良、斷裂、套管導(dǎo)桿與引線接觸不良、線圈匝間、層間、相間發(fā)生短路等。對(duì)于三角形接線的變壓器，如果從電阻數(shù)值上已經(jīng)反映出缺陷只在一相時(shí)，可按下列簡(jiǎn)化式求得相電阻進(jìn)行分析確定，即當(dāng)Ｒ_ａｂ=Ｒ_ｂｃ≠Ｒ_ａｃ，則Ｒ_ｂ＝Ｒ_ｃ≠Ｒ_ａ?，F(xiàn)將幾種常見故障現(xiàn)象的測(cè)量結(jié)果分析如下表：

故障現(xiàn)象（與正常情況下的測(cè)試值相比較）		分析結(jié)果
Ｙ型接線	△型接線
一個(gè)線間電阻值不變，兩個(gè)線間電阻值測(cè)不出 （阻值很大）	兩個(gè)線間電阻較正常值上升1.5倍，一個(gè)線間電阻值為正常值的3倍	一相線圈 斷    裂
一個(gè)線間電阻值不變，兩個(gè)線間電阻值降為正常值的（0.5～1）倍	兩個(gè)線間電阻值增至正常值的(1～3)倍，一個(gè)線間電阻值降至正常值的（0～1）倍	一相線圈 匝間短路
一個(gè)線間電阻值不變，兩個(gè)線間電阻值升高	一個(gè)線間電阻值不變，兩個(gè)線間電阻值升高	一相引線與導(dǎo)電桿接觸不良
三個(gè)線間電阻值測(cè)不出 （阻值很大）	一個(gè)線間電阻等于正常值的3倍，兩個(gè)線間電阻值測(cè)不出（阻值很大）	兩相線圈 斷    裂
三個(gè)線間電阻都降至正常值的（0.5～1）倍,其中有一個(gè)的阻值低得多	三個(gè)線間電阻值都降至正常值的(0～1)倍，其中有兩個(gè)的阻值低得多	兩相線圈 匝間短路
三個(gè)線間電阻值較正常值增大，其中有一個(gè)的阻值增的大得多	三個(gè)線間電阻值較正常值增大，其中有一個(gè)的阻值增的大得多	兩相引線與導(dǎo)電桿接觸不良