變壓器繞組的直流電阻測試是變壓器在交接、大修和改變分接開關后,*的試驗項目.在通常情況下,用傳統(tǒng)的方法(電橋法和壓降法)測量變壓器繞組以及大功率電感設備的直流電阻是一項費時費工的工作.為了改變這種狀況,縮短測量時間以及減輕測試人員的工作負擔,本公司開發(fā)了直流電阻測試儀,是測量變壓器繞組以及大功率電感設備直流電阻的理想設備.DL/T596--1996預試規(guī)程的試驗次序排在變壓器試驗項目的第二位.  
一、DL/T596--1996預試規(guī)程的試驗周期和要求  
1、試驗周期:變壓器繞組直流電阻正常情況下1~3年檢測一次.但有如下情況必須檢測:  
(1)無勵磁調壓變壓器變換分接位置后必須進行檢測;  
(2)有載調壓變壓器在有載分接開關檢修后必須對所有分接進行檢測;  
(3)變壓器大修后必須進行檢測;  
(4)必要時進行檢測.如變壓器經(jīng)出口短路后必須進行檢測.  
2、試驗要求  
變壓器容量在1.6MVA及以上,繞組直流電阻相互間差別不應大于2%;無中性點引出的繞組線間差別不應大于三相平均值的1%.  
容量在1.6MVA以下,相間差別一般不大于三相平均值的4%;線間差別一般不大于三相平均值的2%.  
與以前相同部位測得值比較其變化不應大于2%;如直流電阻相間差在變壓器出廠時超過規(guī)定,制造廠已說明了這種偏差的原因,也以變化不大于2%考核.  
不同溫度下的電阻值應換算到同一溫度下進行比較,并按下式換算:  
式中:R1、R2--分別為溫度t1、t2時的電阻值;T-常數(shù),其中銅導線為235,鋁導線為225.  
二、減少測量時間提高檢測準確度的措施  
一般使用電壓降法和電橋法.對于大型變壓器,其電感非常大,為了加快測量速度,可采用快速測量方法.  
變壓器繞組是由分布電感、電阻及電容組成的復雜電路.測直流電阻是在繞組的被試端子間通以直流,待瞬變過程結束、電流達到穩(wěn)定后,記錄電阻值及繞組溫度.測直流電阻的關鍵問題是將自感效應降低到小程度.為解決這個問題分為以下兩種方法.  
1、助磁法  
助磁法是迫使鐵心磁通迅速趨于飽和,從而降低自感效應,歸納起來可縮短時間常數(shù),大體有以下幾種方法:  
(1)用大容量蓄電池或穩(wěn)流源通大電流測量.  
(2)把高、低壓繞組串聯(lián)起來通電流測量,采用同相位和同極性的高壓繞組助磁.由于高壓繞組的匝數(shù)遠比低壓的多,借助于高壓繞組的安匝數(shù),用較小的電流就可使鐵心飽和.  
(3)采用恒壓恒流源法的直流電阻測試儀.使用時可把高、低壓繞組串聯(lián)起來,應用雙通道對高、低壓繞組同時測量,較好地解決了三相五柱式大容量變壓器直流電阻測試的困難.一般測試一臺360MVA,500kV或220kV變壓器繞組直流電阻約需30~40min,測量接線如圖1-1所示.  
2、消磁法  
消磁法與助磁法相反,力求使通過鐵心的磁通為零.使用的方法有兩種:  
(1)零序阻抗法.該方法僅適用于三柱鐵心Y-N連接的變壓器.它是將三相繞組并聯(lián)起來同時通電,由于磁通需經(jīng)氣隙閉合,磁路的磁阻大大增加,繞組的電感隨之減小,為此使測量電阻的時間縮短.  
(2)磁通勢抵消法.試驗時除在被測繞組通電流外,還在非被測繞組中通電流,使兩者產(chǎn)生的磁通勢大小相等、方向相反而互相抵消,從而保持鐵心中磁通趨近于零,將繞組的電感降到低限度,達到縮短測量時間的目的.其測量接線如圖1-2所示.  
三、直流電阻檢測與故障診斷實例  
1、繞組斷股故障的診斷  
某變壓器低壓側l0kV線間直流電阻不平衡率為2.17%,超過部頒標準值1%的一倍還多.發(fā)現(xiàn)缺陷后,先后對各引線與導線電桿連接點進行緊固處理,又對其進行幾次跟蹤試驗,但缺陷仍存在.  
(1)色譜分析.色譜分析結果該主變壓器C2H2超標,從0.2上升至7.23μL/L,說明存在放電性故障.但從該主變壓器的檢修記錄中得知,在發(fā)現(xiàn)該變壓器C2H2變化前曾補焊過2次,而且未進行脫氣處理.其它氣體的含量基本正常,用三比值法分析,不存在過熱故障,且歷年預試數(shù)據(jù)反映除直流電阻不平衡率超標外,其他項目均正常.  
(2)直流電阻超標分析.經(jīng)換算確定C相電阻值較大,懷疑是否由于斷股引起,經(jīng)與制造廠了解該繞組股數(shù)為24股,據(jù)此計算若斷一股造成的誤差與實際測量誤差一致,判斷故障為C相繞組內(nèi)部有斷股問題.經(jīng)吊罩檢查,打開繞組三角接線的端子,用萬用表測量,驗證C相有一股開斷.  
2、有載調壓切換開關故障的診斷  
某變壓器110kV側直流電阻不平衡,其中C相直流電阻和各個分接之間電阻值相差較大.A、B相的每個分接之間直流電阻相差約為10~11.7u歐,而C相每個分接之間直流電阻相差為4.9-6.4u歐和14.1~16.4u歐,初步判斷C相回路不正常.通過其直流電阻數(shù)據(jù)C-O(C端到中性點O端)的直流回路進行分析,確定繞組本身缺陷的可能性小,有載調壓裝置的極性開關和選擇開關缺陷的可能性也極小,所以,缺陷可能在切換開關上.經(jīng)對切換開關吊蓋檢查發(fā)現(xiàn),有一個固定切換開關的一個極性點到選擇開關的固定螺絲被擰斷,致使零點的接觸電阻增大,而出現(xiàn)直流電阻規(guī)律性不正常的現(xiàn)象.  
3、無載調壓開關故障的診斷  
在對某電力修造廠改造的變壓器進行交接驗收試驗時,發(fā)現(xiàn)其中壓繞組Am、Bm、Cm三相無載磁分接開關的直流電阻數(shù)據(jù)混亂、無規(guī)律,分接位置與所測直流電阻的數(shù)值不對應.  
經(jīng)吊罩檢查,發(fā)現(xiàn)三相開關位置與指示位置不符,且沒有空檔位置,經(jīng)重新調整組裝后恢復正常.  
4、繞組引線連接不良故障的診斷  
某SFSLBl31500A10型變壓器,預防性試驗時發(fā)現(xiàn)35kV側運行Ⅲ分接頭直流電阻不平衡率超標.測試結果如表4-18所示:  
表4－18某SFSLBl31500A10型變壓器預防性試驗測試結果  
測試時間  
直流電組（Ω）  
大不平衡率（％）  
Aom  
Bom  
Com  
預試  
0.116  
0.103  
0.103  
12.1  
復試（轉動分接開關后）  
0.1167  
0.1038  
0.1039  
11.9  
該變壓器35kV側直流電阻不平衡率遠大于2%,懷疑分接開關有問題,所以轉動分接開關后復測,其不平衡率仍然很大,又分別測其他幾個分接位置的直流電阻,其不平衡率都在11%以上,而且規(guī)律都是A相直流電阻偏大,好似在A相繞組中已串入一個電阻,這一電阻的產(chǎn)生可能出現(xiàn)在A相繞組的首端或套管的引線連接處,懷疑為連接不良造成.經(jīng)分析確認后,停電打開A相套管下部的手孔門檢查,發(fā)現(xiàn)引線與套管連接松動(螺絲連接),主要由于安裝時未裝緊,且無墊圈而引起,經(jīng)緊固后恢復正常.  
通過上述案例可見,變壓器繞組直流電阻的測量能發(fā)現(xiàn)回路中某些重大缺陷,判斷的靈敏度和準確性亦較高,但現(xiàn)場測試中應遵循如下相關要求,才能得到準確的診斷效果.  
(1)對變壓器直流電阻進行測量分析時,其電感較大,一定要充電到位,將自感效應降低到小程度,待儀表指針基本穩(wěn)定后讀取電阻值,提高一次回路直流電阻測量的正確性和準確性.  
(2)測量的數(shù)據(jù)要進行橫向和縱向的比較,對溫度、濕度、測量儀器、測量方法、測量過程和測量設備進行分析.  
(3)分析數(shù)據(jù)時,要綜合考慮相關的因素和判據(jù),不能單搬規(guī)程的標準數(shù)值,而要根據(jù)規(guī)程的思路、現(xiàn)場的具體情況,具體分析設備測量數(shù)據(jù)的發(fā)展和變化過程.  
(4)要結合設備的具體結構,分析設備內(nèi)部的具體情況,根據(jù)不同情況進行直流電阻的測量,以得到正確判斷結論.  
(5)重視綜合分析判斷與驗證.如有些案例中通過繞組分接頭電壓比試驗,能夠有效驗證分接相關的檔位,而且還能檢驗出變壓器繞組的連接組別是否正確.同時對于匝間短路等故障也能靈敏地反映出來,實際上電壓比試驗,也是一種常規(guī)的帶有檢驗和驗證性質的試驗手段.進行綜合分析可進一步提高故障診斷的可靠性.