浅谈变压器直流电阻的试验

摘 要：本文浅谈变压器直流电阻试验的目的意义以及基本原理，讲述变压器直流电阻试验的测量方法以及故障排除方法。

关键词：变压器；直流电阻；试验

中图分类号：TM406 文献标识码：A

1.变压器直流电阻试验测试的目的和意义

变压器的直流电阻试验是一项重要的试验项目，试验结果将对变压器的性能起到决定性作用。测量变压器的直流电阻有以下几点作用：

测量变压器的直流电阻能够检查电压分接开关的各个位置接触性能，能够确定分接开关是否接触不良，以及分接开关的真正位置是否正确。

测量变压器的直流电阻能够检查绕组接头的焊接质量是否达标，检测出绕组是否存在匝间短路。

测量变压器的直流电阻能够核对绕组所作用的导线规格与设计要求是否一致。

测量变压器的直流电阻能够确定引出线是否断裂，检查多股导线的绕组是否出现断股的现象。

2.变压器直流电阻试验的基本原理

如图1所示中变压器直流电阻测量的基本电路图所示，电力变压器绕组可以被视为与被测电阻的电感与其电阻串联电路相等同。当t=0时，电源开关K闭合，由于电感中的电流不能突变，当全部直流电压E作用于被测绕组时，在直流电源刚刚接通的瞬间，L中的通过电流为0，所以电阻中也无电流通过。此时电阻上没有任何降压作用，全部的外来电压将直接作用在电感的两端。

根据回路方程式：

E=iR+Ldi/dt，可以得出，施加一个直流电压时，可得电流为：i=E×（1-eτ/T）/R，其中“τ=L/R”，τ为回路的时间常数。由此可见，当直流电压接通时，电流i中含有一个滞留分量和一个衰减分量。当衰减分量逐渐减小，直至为零时，I值将达到稳定，此时I=E/R。可以通过测量E和I，得到数值，通过公式即可得到R值。电路中电流达到稳定时间长短取决于该电路的时间常数τ，即L与R的比值。在大型变压器中，时间常数τ要比小型变压器的时间常数大得多，即L与R的比值越大，整个回路达到稳定时间越短；反之，L与R比值越小，回路达到稳定时间越长。

3.常用测量方法和仪器

变压器直流电阻测量方法一般有3种：

（1）电压电流法。电压电流法也称为电压降法。其主要的测试原理就是用直流电流通过将被检测的电阻，然后对其进行测量，可以得出通过绕组的电流；再应用欧姆定律，即可得出被测绕组的直流电阻值。此种方法往往存在很大误差，所以并不推荐使用此种方法测量绕组的直流电阻值。

（2）平衡电桥法。平衡电桥法也被称为电桥法。单臂电桥和双臂电桥是最常用的两种电桥方法。其主要工作方式是要将变压器断电并且要将高压引线拆去之后才能对变压器的直流电阻进行测量。在测量电阻的过程中，要对绕组的电感进行充电，在测量精度上虽然能够达到要求，但是由此所造成的人员浪费也是很大的。

（3）直流电阻测试仪法。直流电阻测试仪主要应用于大型变压器的电阻测量，因为直流电阻测试仪可以在短时间内测量出绕组的直流电阻。如今技术人员喜欢用的直流电阻测试仪一般是由电子集成电路所制成的测试仪。该类型测试仪不仅测量直流电阻时间很短，它的测量速度还很快。与电桥法测量直流电阻的电阻值相比，能够节省数倍甚至数十倍的时间，这样也大大提高了工作人员的工作效率。

4.测量结果判断标准

对于1600kVA及以上的变压器来讲，各相绕组电阻间的差别应该小于等于2%，无中性点引出时的绕组，线间差别应该小于等于三相平均值的1%。上述判断结果应该换算到同一温度下进行比较，同时也应该校正引线的影响。由公式R2=R1×（T+t2）/（T+t1），可以将不同温度下的电阻值换算到相同温度下电阻值。其公式中，R1和R2分别为温度在t1和t2时的电阻值。T为计算常数，当导线为铝线时，T取值为225，当导线为铜线时，T取值235。

5.测量变压器直阻不平衡率不合格的原因及日常预防性措施

测量变压器的直流电阻可以发现试验中存在很多问题，主要问题及日常防护措施有以下几种。

（1）不同引线的电阻不一样引起的变压器直流电阻不平衡率超标。

主要原因：

变压器的每个绕组不一样，其中的引线长度也不同，每个不一样的绕组都有不同的直流电阻值，这样就会给电阻的不平衡率造成影响，引起电阻不平衡率超标。

防护措施：

（a）要将中性点的引线焊接在适当的地方。将铜排或者铝排连接在三相末端，三相电阻之间的平衡点需要用仪器来寻找，将中性引线焊接在这个位置上。

（b）在中间相套上最大电阻值的线圈，用以减少中间相引线短所造成的影响。

（2）连接有空隙导致的变压器直流电阻不平衡率超标。

主要原因：根据实践可以得知，引线与套管导杆之间或者与分接开关没有紧密联系在一起也会影响电阻值的变化，造成超标。

防护措施：

（1）在变压器日常运行过程中，采用气相色谱仪综合分析结果，对于出现不合格的部位进行及时处理。

（2）将安装与检修的质量进行提高，严格检查各连接部位是否连接妥当。

（3）导线规格不同也会影响直流电阻的不平衡率超标。

主要原因：

研究事实表明，一些导线的铜、铝含量不能达到国家要求标准，导致一些变压器的直流电阻的电阻值偏差较大。即使所有导线符合规定，但是对于不同尺寸的导线的横切面也会对电阻值的偏差有影响。

防护措施：

（1）将入库线材的质量进行严格检验，避免劣质导线入库，减少直流电阻的不平衡率。

（2）将标称截面改成导线的最小界面，然后进行电阻值测量，与标称截面所测量出的电阻值进行对比，将偏差范围缩小到一半，这样可以很好地降低电阻值不平衡率。

（4）绕组不结实导致的电阻的不平衡率超标。

主要原因：一个变压器的绕组不结实或者出现断股情况，会对变压器的电流造成直接影响，直接作用于直流电阻，会影响直流电阻的不平衡率。

防护措施：

（1）通过气相色谱仪进行全面综合测量判断结果。

（2）遇到变压器短路时，要对变压器的直流电阻进行测量，及时检修出现的绕组不结实或者断股情况。

6.测量变压器的直流电阻数值不稳定的故障查找及处理措施

故障原因1：仪器及测量引线存在问题。

处理措施：

（1）在测量变压器的电阻值之前，要保证测量引线完好无损，同时需要处理好接头的氧化层。

（2）将双臂电桥打开，观察电池工作是否正常，对于比较陈旧的双臂电桥，可以更换新的测量仪器来替换。

故障原因2：在过渡^程中，稳定时间太长。

处理措施：

（1）缩短稳定时间可以采用新型的电阻测试仪器。

（2）可以采取在充电时用高压充电，在测量时用低压进行测量的方法。

结语

变压器直流电阻试验是一项十分重要的试验项目，试验过程中得出的数据结果可以直接判断一个变压器的质量好坏。然而影响变压器的直流电阻测量值的因素有很多，要求我们一步步探索挖掘深层原因，以达到更精确的测量数据。

参考文献

[1]苏金福.变压器直流电阻试验分析[J].变压器，2005，42（8）：22-26.

[2]金盛.浅谈变压器直流电阻试验[J].江西电力，2006（5）：23-25.