變壓器繞組直流電阻的測量是變壓器試驗中一個(gè)重要的試驗項目。直流電阻試驗可以檢查出繞組內部導線(xiàn)的焊接質(zhì)量，引線(xiàn)與繞組的焊接質(zhì)量，繞組所用導線(xiàn)的規格是否符合設計要求，分接開(kāi)關(guān)、引線(xiàn)與套管等載流部分的接觸是否良好，三相電阻是否平衡等。直流電阻試驗的現場(chǎng)實(shí)測中，發(fā)現了諸如變壓器接頭松動(dòng)，分接開(kāi)關(guān)接觸不良、檔位錯誤等許多缺陷。對保證變壓器安全運行起到了重要作用。
一、變壓器直流電阻測量方法
1.降壓法
這是一種測量直流電阻的最簡(jiǎn)單的方法。在被試電阻通以直流電流，用合適量程的毫伏表或伏特表測量電阻上的降壓，然后根據歐姆定律計算出電阻，即為降壓法。
為了減小接線(xiàn)所造成的測量誤差，測量小電阻(1Ω以下)時(shí)，采用圖1-1(a)所示接線(xiàn)，測量大電阻(1Ω及以上)時(shí)，采用圖1-1(b)所示接線(xiàn)。
按圖1-1(a)接線(xiàn)時(shí)，考慮電壓表PV內阻rV的分路電流IV，則被試繞組電阻應為：
R'=U/(I﹣IV)=U/(I﹣U/rV)
實(shí)際上，現場(chǎng)測量一般均以R=U/I計算，則繞組電阻測量誤差為(R/rV)×100%，R越小，誤差越小，所以此種接線(xiàn)適用于小電阻?！ ?/span>
圖1-1 降壓法測量電阻接線(xiàn)圖
(a)測量小電阻;(b)測量大電阻
按圖1-1(b)接線(xiàn)時(shí)，考慮電流表PA電阻rA上的電壓降，則被試繞組電阻應為
R'=(U﹣I/rV)/I
若仍以R=U/I計算，繞組實(shí)際電阻應減去差值α=rA，繞組電阻測量誤差為(rA/R)×100%，R越大，誤差越小，所以此種接線(xiàn)適用于測量大電阻。
降壓法所用的直流電源，可采用蓄電池，精度較高的整流電源、恒電流等。
由于變壓器繞組電感較大，所以測量時(shí)必須注意在電源電流穩定后，方可接入電壓表進(jìn)行讀數;而在斷開(kāi)電源前，一定要先斷開(kāi)電壓表，以免反電動(dòng)勢損壞電壓表。
降壓法雖然比較簡(jiǎn)單，但準確度不高，靈敏度偏低，廠(chǎng)家與運行部門(mén)多采用電橋法測量繞組直流電阻。
2.電橋法
用電橋法測量時(shí)，常采用單臂電橋法和雙臂電橋等專(zhuān)門(mén)測量直流電阻的儀器。被測電阻10Ω以上時(shí)，采用單臂電橋;被測電阻1Ω及以下時(shí)，采用雙臂電橋。對于小容量變壓器，單臂電橋可采用4.5V以上的干電池作為電源，雙臂電橋采用1.5～2V的多節并聯(lián)干電池或蓄電池作為電源，直接測量變壓器繞組直流電阻。
當變壓器容量較大時(shí)，用干電池等作為電源，充電時(shí)間很長(cháng)，現在一般廠(chǎng)家及運行部門(mén)均采用全壓恒電流作電橋的測量電源。常用分恒流源有QHY-5A型、QHY-7A型等。圖1-2所示接線(xiàn)，大大縮短了測量時(shí)間，而且操作簡(jiǎn)單，受到了試驗人員的歡迎?！ ?/span>
圖1-2 用全壓恒流源作電源測量直流電阻的接線(xiàn)圖
用電橋法測量準確度高，靈敏度高，并可直接讀數。
用電橋測量變壓器繞組時(shí)，由于繞組電感較大，同樣需等充電電流穩定后，在合上檢流計開(kāi)關(guān);測取讀數后拉開(kāi)電源開(kāi)關(guān)前，先斷開(kāi)檢流計。測量220kV及以上的變壓器繞組電阻時(shí)，在切斷電源前，不但要斷開(kāi)檢流計開(kāi)關(guān)，而且要將被試品接入電橋的測量電壓線(xiàn)也斷開(kāi)，防止由于拉電源瞬間的反電動(dòng)勢將橋臂電阻的絕緣擊穿和橋臂電阻對地等部位擊穿。
二、新的測量方法
由于變壓器容量增大，特別是五柱鐵芯和低壓繞組為三角形聯(lián)結的大型變壓器，測試繞組直流電阻的電流達到穩定的時(shí)間達數小時(shí)甚至10多小時(shí)，不僅時(shí)間長(cháng)，而且還不能保證測量準確。經(jīng)過(guò)多年的研究，這個(gè)問(wèn)題有了，突破性進(jìn)展。
成功測量變壓器繞組直流電阻最為關(guān)鍵的問(wèn)題把自感效應降到最小程度，其方法介紹如下。
1.助磁法
該方法是強迫鐵芯磁通迅速飽和，從而降低自感效應，減少測量時(shí)間。
(1)用大容量直流電源，增加測量電流的值。如用2只190Ah的蓄電池，通40A的電流，測量250MVA/500kV自耦變壓器中壓繞組的直流電阻值，每個(gè)分接只需1～2min。
(2)將高壓、低壓繞組串聯(lián)起來(lái)通上電流，采用同相位和同極性的高壓繞組助磁。由于高壓繞組匝數遠比低壓繞組多，用較小的電流值使鐵芯飽和。如一臺360MVA/220kV變壓器。鐵芯為五柱式，低壓繞組為三角形聯(lián)接，通10A電流，在15min內就可以同時(shí)測出一相的高壓、低壓繞組的電阻值。
(3)采用恒壓恒流源法的直阻測量?jì)x法。它利用電子電路實(shí)現自動(dòng)調節，在極短時(shí)間內把穩壓源平穩地入穩流源，而且輸出電流最大達40A，適用于各類(lèi)變壓器測量。如果高、低壓繞組同時(shí)測量，解決了三相五柱式大容量變壓器直流電阻測量的困難。如電阻大約30～40min，該方法測量接線(xiàn)圖如圖1-3所示?！ ?/span>
圖1-3 助磁法同時(shí)測量高低壓繞組電阻接線(xiàn)圖
2.消磁法
和上面講的助磁法相反，消磁法力求通過(guò)鐵芯的磁通為零。使用的方法有以下兩種：
(1)零序阻抗法。該方法僅適用于三柱鐵芯YN聯(lián)接的變壓器。將三相繞組并聯(lián)起來(lái)同時(shí)加電流，由于磁通需經(jīng)過(guò)氣隙閉合，磁路的磁阻增大，繞組的電流隨之減小，達到測量電阻時(shí)間短的目的。
(2)磁通勢抵消法。試驗時(shí)除被繞組加電流外，非被測繞組中也通電流，使兩者產(chǎn)生的磁通勢大小相等而方向相反，達到相互抵消，使鐵芯中磁通趨近與零，繞組中的電感量降到最小值達到縮短測試時(shí)間和目的。如對一臺120MVA/220kV三相五柱式變壓器采用消磁法和恒流法測量高、中、低壓繞組的直流電阻測量，3min達到穩定。比單用恒流法縮短充電時(shí)間10倍以上。消磁法測量高壓繞組直流電阻接線(xiàn)圖如圖1-4所示?！ ?/span>
圖1-4 消磁法測量高壓繞組電阻接線(xiàn)圖
3.新的測試儀器特點(diǎn)
現場(chǎng)目前使用的變壓器繞組直流電阻測試儀品種比較多，但共同的一個(gè)特點(diǎn)就是快速測量。
直流電阻的測量是變壓器、互感器、電抗器、電磁操作機構等感性線(xiàn)圈制造中半成品、成品出廠(chǎng)試驗、安裝、交接試驗及電力部門(mén)預防性試驗的必測項目，能有效發(fā)現感性線(xiàn)圈的選材、焊接、連接部位松動(dòng)、缺股、斷線(xiàn)等制造缺陷和運行后存在的隱患。在通常情況下，用傳統的方法(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(shí)費工的工作。
為了滿(mǎn)足感性線(xiàn)圈直流電阻快速測量的需要，我公司利用自身技術(shù)優(yōu)勢依據《DL/T845.3-2004：電阻測量裝置通技術(shù)條件
第3部分:直流電阻測試儀》研制了系列變壓器直流電阻測試儀。該儀器采用全新電源技術(shù)，由點(diǎn)陣式液晶顯示測量結果?？朔似渌?lèi)產(chǎn)品由LED顯示值在陽(yáng)光下不便讀數的缺點(diǎn)，同時(shí)具備了自動(dòng)消弧功能。整機由單片機控制，自動(dòng)完成自檢、數據處理、顯示等功能，具有自動(dòng)放電和放電指示功能。儀器測試精度高，操作簡(jiǎn)便，可實(shí)現直阻的快速測量。
變壓器直流電阻測試儀專(zhuān)門(mén)用于測試變壓器、電機、互感器等感性設備的直流電阻。儀器操作簡(jiǎn)單，測試全過(guò)程由軟件控制完成，測試數據穩定快速準確，具有完善的反電勢保護功能和現場(chǎng)抗干擾能力，適用于配電變壓器到大型電力變壓器等電力設備的直流電阻測試。
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