浅谈变压器直流电阻三相同时测量中存在的问题

摘要：本文根据作者多年的工作经验通过测试实例，分析了测量原理，提出变压器直流电阻三相同时测量须注意的问题。

关键词：变压器 直流电阻 三相测试 装置

中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：

1、双臂电桥法

由于双臂电桥的电源为1.5伏的多节干电池或蓄电池作为电源，进行变压器绕组电阻的测量。由于变压器绕组绕在铁芯上，绕组存在电感，绕组回路具有时间常数t=L/R。当变压器容量较大时，用电池作为电源测试时，充电时间很长,电池容量也很难支持长时间的测量。

2、单相直流压降法

采用较大功率的升流装置，对变压器绕组分别施以较高的电压，待电流升至要求设定值且稳定后测试绕组两端电压，将电压除以电流即得电阻值。该方法采用大功率源，充电时间短，能缩短测试时间。

3 、三相同时测量的直流压降测试法

采用较大功率的升流装置对三相绕组同时施以较高的电压，待电流升至要求设定值且稳定后测试绕组两端电压（一端为中性点），将电压除以电流即得电阻值。该方法比单相直流压降法更具效率。

三相同时测量的直流压降测试法测试时间远远短于上述的其他两种方法，因此07年的时候，我们试验班购买了武汉华天生产HTZZ-S10A的三回路变压器直流电阻测试仪。在现场多次使用后发现，这种三回路变压器直流电阻测试仪在提高工作效率同时，也存在一些问题，下面是具体分析：

一、变压器三相同时测量绕组直流电阻的接线及案例分析

HTZZ-S10A三回路变压器直流电阻测试仪对于YN星型接线的变压器可以三相同时测量绕组直流电阻，测量接线如图1所示：

图1 测量接线图

由直流电阻测试仪的四只测试线夹引至被试验变压器的A、B、C相及中性点引出线N桩头。简化了试验接线。

在试验过程中发现：当中性点桩头的试验夹子脱落的时候，测试仪测量值较正常情况无明显偏差，下面是一次具体测量的案例：

试验地点：110kV北郊变电所 试验设备：110kV #1主变

主变型号：SSZ11-63000/110

试验时间：2007.10.11天气：晴 温度：26℃湿度：65%

上层油温：35℃

因为当时数据平衡，我们没有发现，测完之后所有档位后，变更试验接线时我们才发现中性点的夹子已经脱落，我们就觉得有问题，于是取其中一档，运用双臂电桥测量，进行数据比对：

表1

从表1数据可以看到，当中性点线夹与主变中性点桩头连接松动、甚至脱落，实际测量数据并不能有效反映，为了弄清楚原因，接下来分析三相同时测量直流电阻的原理。

二、测阻仪的测量原理分析

三相同时测量的接线图如下所示：

图2 测量原理图

Ia、Ib、Ic—A、B、C相的电流；

Ra1、Rb1、Rc1—A、B、C相的直流电阻；

Ra1、Rb1、Rc1、Rn1—A、B、C、N的引线电阻及接触电阻

测试仪器测得的电压：

测试仪器测得的电阻：

根据基尔霍夫定律：

在测试过程中，用外加电流表测试每相电流，发现测试仪恒流源三通道的电流满足：Ia、Ic大小相等，方向相同，Ib大小为Ia、Ic的两倍。即

根据以上推导过程发现： 测试仪器的测量结果中包含测试仪引线电阻及测试线夹与主变桩头之间的接触电阻。测试结果与Rn1的大小无关，即测试夹子松动与否对试验数据不存在影响。

由于，即中性点电流回路可以视为断开，也说明测试仪与主变中性点电流回路间无引线，我们仔细观察了测试仪的线夹结构，发现A、B、C相线夹的结构相同，每支线夹均集成了电压、电流两条连接线；而测试仪中性点结构与A、B、C相线夹不同，只集成了一条电压线。因此测试的测量电压、电流接线如下图所示

图3 测量电压、电流接线图

从上述分析中可以看出，该型号测试仪中性点线夹与主变中性点连接，仅采集主变中性点的电压信号。

三、分析中性点断线对测阻仪电压回路的影响：

当中性点线夹脱落时，电压回路由于中性点回路断线，主变中性点电压信号测试仪器采集不到，此时测试仪中性点与主变中性点的压差是否会影响试验结果，我们作以下分析。

由于测试仪提供的电流为恒流源，当测试电路达到稳态时候，变压器绕组上的电压也保持不变，所以在电压回路中变压器绕组可以视为衡压源，由于

所以A、C相绕组电压相等，设为U，B相绕组电压为2U，方向相反

因为A、B、C三相测量电压表可视同型号，即三只测量电压表的内阻相同，设三只电压表内阻为R

测量电压回路如下图：

由基尔霍夫定律得：

由式

将代入式

得

由式

将代入式

得

此时

n与N点间的压差

所以：n与N点等位

由此我们可以发现：即使电压回路由于中性点回路断线，测试仪器的中性点端子仍然能保持与主变中性点电位相等，中性点回路断线对电压采集无影响。

四、结论

目前，国内的三相同时测量直阻仪的原理都相同，故问题有一定的共性，在实际测量过程时需要注意以下方面。

各夹头接触良好，可排除变压器桩头接触电阻对试验结果的影响，在夹接线桩头的时候要多摩擦数次，去处氧化层。

在时间允许的情况下可采用单相测量，一般三相同时测量直流电阻阻仪都具备该功能。

由于测量仪器对中性点回路的阻值不敏感，因此在三相测量工作结束后应任取其中一挡，采用单相测量，数据和相同挡位三相测量时比对必须几乎一致，以确定中性点不存在缺陷。