李德光

【摘 ?要】在配電系統(tǒng)中，變壓器是整個系統(tǒng)中的連接樞紐，它是將不同電壓等級的線路連接在一起的設(shè)備，具有分配電能和變換電壓電流的作用。對干式變壓器的直流電阻進(jìn)行測試，通過對檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以直觀的了解到整個配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的問題，有利于對干式變壓器運(yùn)行產(chǎn)生的問題及時(shí)做出維修判斷決策，有利于電力工作人員科學(xué)地安排配電計(jì)劃，減少電力安全事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】干式變壓器;設(shè)備特性檢測;變壓器繞組;電阻測試

近年來，由于用電需求的不斷增加，配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性也得到電力行業(yè)以及相關(guān)技術(shù)研究部門和人員的重視和關(guān)注。通過對干式變壓器的直流電阻檢測和評估，可以減少配網(wǎng)系統(tǒng)故障，同時(shí)也可以為干式變壓器的故障預(yù)測提供數(shù)據(jù)參考，將設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)互相結(jié)合起來，從而提供一些維修決策。對干式變壓器直流電阻測試做研究，能有效的辨識出正常及有絕緣缺陷的變壓器的局部放電圖譜，達(dá)到干式變壓器的故障預(yù)防診斷，可減少變壓器檢測次數(shù)，并能有效提供維修時(shí)間，進(jìn)而預(yù)防干式變壓器意外事故，提升干式變壓器預(yù)防性維護(hù)。筆者結(jié)合了自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，將對干式變壓器的直流電阻測試進(jìn)行詳細(xì)的分析，希望可以為廣大行業(yè)相關(guān)工作者提供理論交流及實(shí)踐參考。

變壓器的直流電阻的測量是變壓器生產(chǎn)以及出廠所必須測試的項(xiàng)目之一，在直流電阻的測量過程中主要包括平衡橋法、壓降法和三相繞組同時(shí)加壓法。平衡電橋法測試方法較為局限，只能測得相對穩(wěn)定的物理量，在現(xiàn)實(shí)中不適合廣泛應(yīng)用;壓降法是根據(jù)歐姆定律對直流電阻進(jìn)行測量，由于電阻受溫度以及電流不平衡率的影響，需要經(jīng)過較長時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，所以仍然需要改進(jìn);三相繞組同時(shí)加壓法在以上的基礎(chǔ)上，通過楞次定律，降低電流所造成的磁通，進(jìn)而降低壓降法中的時(shí)間常數(shù)，達(dá)到穩(wěn)定測量的目的，下文筆者將分別進(jìn)行分析：

1.平衡電橋法

電橋在電學(xué)量和非電學(xué)量中得到了廣泛的應(yīng)用，主要是通過電位比較法來測量的常用儀器。在用途分類方面主要包括平衡電橋和非平衡電橋;在電源分類方面主要包括直流電橋和交流電橋;在結(jié)構(gòu)分類方面包括單臂電橋和雙臂電橋。在中小型變壓器的直流電阻測量中主要采用的是直流平衡電橋法，其測量方法準(zhǔn)確、方便。在測量之前應(yīng)先預(yù)測出變壓器繞組的電阻值，如果電阻值大于1歐姆則通常采用單臂電橋法，反之則采用雙臂電橋法。在采用雙臂電橋接線時(shí)，電位樁 頭要接在電流樁頭的下面，并且靠近被測電阻。測量時(shí)，將電橋倍率按鈕調(diào)節(jié)合適位置，同時(shí)將不被測的線圈短路且接地，之后接通電源直到充足電時(shí)閉合檢流計(jì)開關(guān)，并且快速調(diào)整測量臂，使檢流計(jì)的指針指向檢流計(jì)的零刻度線位置，然后緩慢調(diào)節(jié)測量臂，使之平穩(wěn)停留在零位置，此時(shí)記錄下電阻的大小。測量結(jié)束后，先停止檢流計(jì)的測量再打開電源開關(guān)，由上可知，被測線圈的電阻值為所測測量臂的電阻值和倍率數(shù)相乘。

2.壓降法

壓降法也是測量變壓器線圈電阻的方法之一，其主要根據(jù)歐姆定律。測量過程中，通過測量線圈中通過的所施的電流以及線圈兩端的電壓，就可以得出繞組的直流電阻。在電壓表及電流表的選取方面有一定的要求，電流表應(yīng)該選取內(nèi)阻較小的，電壓表應(yīng)該選取內(nèi)阻較大的，并且級別應(yīng)高于0.5。同時(shí)引線的界面要足夠大，對于所測的繞組，如果電感較大，應(yīng)該對其進(jìn)行足夠的充電時(shí)間，同時(shí)，對繞組所通的電流不應(yīng)超過額定電流的五分之一。由于在電源接通后，電感電流從零開始增加，一直增加到電源的電壓，然后回穩(wěn)到一個穩(wěn)定值，其消耗了一定的時(shí)間即過渡過程，從而造成了需要較長的時(shí)間才測量出準(zhǔn) 確的電阻值。而電路的時(shí)間常數(shù)t=L/R決定了過渡時(shí)間的長短。電感值L隨著鐵芯磁導(dǎo)率的增高而逐漸增大，與此同時(shí)線圈的直流電阻數(shù)值很小，所以過渡時(shí)間t很大，通常，電流表和電壓表會對測量結(jié)果 造成相對誤差，由于時(shí)間常數(shù)的增加，電流需要很久的過程才能達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，從而造成電阻的測量會消耗相當(dāng)長的時(shí)間，所以壓降法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)并不是很便利。

3.三相繞組加壓法

基于以上關(guān)于平衡電橋法和壓降法的介紹，本部分主要采用三相繞組同時(shí)加壓法對直流電阻進(jìn)行測試，因?yàn)樵谝陨蟽煞N的介紹中可以看出，平衡電橋測試方法相對局限，只能用于測量具有相對穩(wěn)定狀態(tài)的物理量。而壓降法測試過程過長，在變壓器繞組材質(zhì)的測量過程中并不是很便捷，影響工作效率。所以本文主要采用三相繞組同時(shí)加壓的方式進(jìn)行直流電阻的測量?；诶愦味傻娜嗬@組同時(shí)加壓法即通過減小電感值來降低電路的時(shí)間常數(shù)，由于在產(chǎn)生電流的過程中會產(chǎn)生磁通，通過楞次定律可以將所產(chǎn)生的磁通通過鐵芯抵消掉使磁通為零，達(dá)到降低電感值的目的。從而提高工作效率。在測量的過程中，如之前部分所介紹的壓降法，由于繞組電阻的大小在溫度和直流電阻不平衡率等影響因素的存在從而導(dǎo)致測量電阻的時(shí)間較長，主要是因?yàn)榫€圈中隨著電流不穩(wěn)定變化所產(chǎn)生的磁通，本節(jié)根據(jù)楞次定律可以通過高導(dǎo)磁率的鐵芯抵消掉磁通從而降低L值，也就降低了電流變化的時(shí)間。變壓器三相繞組同時(shí)加電壓即在每相繞組中同時(shí)從零開始通入電流，隨著電流的不斷增加，根據(jù)右手螺旋定則判斷每個鐵芯柱中所通過的磁通方向，抵消相互之間的作用，從而使鐵芯中通過的磁通為零，從而達(dá)到降低時(shí)間常數(shù)的目的，縮短整個測量過程。在很短的時(shí)間之內(nèi)便可以獲得穩(wěn)定的電流值，從而測出直流電阻值。

4.結(jié)論

經(jīng)過以上分析，三相繞組同時(shí)加壓法是在平衡電橋和 壓降法的基礎(chǔ)上根據(jù)楞次定律所測得的直流電阻值，平衡橋法較局限，壓降法所需時(shí)間較長，三相繞組同時(shí)加壓平衡了以上兩種缺點(diǎn)，根據(jù) 楞次定律對電流所產(chǎn)生的磁通進(jìn)行抵消，從而降低了不平衡性，使測量時(shí)間縮短，達(dá)到了穩(wěn)定測量的效果。

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（作者單位：順特電氣設(shè)備有限公司）