工频干扰下空心电抗器直流电阻的测试方法

谭小兵，吕 玮

(浙江省送变电工程公司，杭州 310020)

空心电抗器是电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等电感性高压电器，磁通经空气形成回路，主要分空心串联电抗器、空心滤波电抗器、空心并联电抗器、空心限流电抗器、空心分裂电抗器及空心起动电抗器等类型，常用于无功补偿、滤除谐波、限流等场合。

空心电抗器结构特点具体如下：采用无油结构，避免油浸电抗器漏油、易燃的缺点；没有铁芯，不存在铁磁饱和，电感值的线性度好；采用多层绕组并联的筒形结构，各包封之间有通风气道，散热性好，热点温度低；选用小截面圆导线多股平行绕制绕组，可使涡流损耗和漏磁损耗明显减小；空心电抗器内外涂有抗紫外线防护层。

1 空心电抗器直流电阻测量方法

空心电抗器的直流电阻测量主要考察电抗器绝缘和电流回路连接状况，反映了电抗器焊接质量、匝间短路、断股及导线接触不良等故障[1-2]。直流电阻测量的主要方法有电流电压法和平衡电桥法。

1.1 电流电压法

电流电压法原理是使被试设备通过适当大小的直流电流，然后测量电流和设备两端的电压降，再根据欧姆定律，即可算出绕组的直流电阻。 测量时，所用仪表应不低于0.5级，电流表应选用内阻较小的素，电压表应选用内阻较高的表，引线要有足够的截面。因为每相绕组可以等效成电阻和电感的串联电路，在接通电源后，电感中电流从零逐渐增加到电源电压，然后逐渐下降到稳态值，需要一个过渡过程，过渡时间的长短取决于电路的时间常数。部分直流电阻测试仪通过改进设备试验原理，通过恒流充电等方式可以有效缩短试验时间，提高试验效率。

1.2 平衡电桥法

平衡电桥法是采用电桥平衡的原理来测量直流电阻，常用的平衡电桥法有单臂电桥或双臂电桥两种。这种方法可以直接读取数据，准确度较高，在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1 Ω以上的一般用单臂电桥测量，电阻值在1 Ω以下的则用双臂电桥测量。测量前，应先估计被测线圈的电阻值，将电桥倍率旋钮置于适当位置，再进行测量。目前使用平衡电桥法原理的仪器，抗干扰能力较差，不适合有强感应电情况下的试验环境。

2 某500 kV变电站空心电抗器的直流电阻测量试验事例

2.1 现场试验情况

2016年11月28日，在某500 kV变电站进行3号主变及三侧C级检修工作。3号主变4号电容器串联电抗器直流电阻试验发现：C相串联电抗器直流电阻为6.834 mΩ，约为初值的60%。试验初值，电抗器直流电阻9.017 mΩ，环境温度10℃。根据例行检修规程，该数据严重超差。

该串联电抗器是北京电力设备总厂2009年生产的CCK-1200/35-6型串联电抗器。该电抗器设备参数额定容量1 200 kVA、额定电压35 kV、额定电流909 A。试验仪器采用保定金达2008年生产的变压器直流电阻测试仪，仪器型号BZC3395，仪器编号009。

该设备间隔相邻2号主变3号电容器组，该间隔设备带电运行。

2.2 试验数据超差原因分析

造成设备数据超差的原因主要有试验人员、试验方法、试验仪器、外部干扰和设备本身故障。

现场试验人员是有多年工作经验的技术员，熟悉空心电抗器设备结构和试验方法，并且工作时精神饱满、态度端正。因此，人为因素可以排除。该试验仪器在相邻间隔电抗器直流电阻试验时，试验数据正常。为了进一步排除试验仪器原因，采用相同型号的编号084变压器直流电阻测试仪进行测量。直流电阻测量结果为7.844 mΩ，与真实值相比超差15%。与009仪器结果相比，数据增大15%，有明显差异。

试验人员仔细检查设备外观，设备表面情况良好，未发现绝缘漆掉落现象；观察该设备周围情况，相邻2号主变3号电容器组距离2.5 m左右，该间隔设备带电运行。

空心电抗器磁通经空气形成回路，是否是相邻无功间隔带电原因造成的。

试验人员用万用表测量3号主变4号电容器C相串联电抗器两端电压，发现电压有100 V左右。因此，初步确定是相邻无功间隔带电原因。相邻间隔无功电流磁链耦合到C相串抗形成感应电势，反向抵消了部分试验仪器的部分输出电压，导致试验数据偏小。

2.3 利用外部并联法测量直流电阻

电抗器两端的电势差造成了数据超差，将电抗器两端短接后，电抗器两端就不存在电势差。

为了进行验证，试验人员采用外部并联导线的方法测量导线和电抗器的并联电阻，进而通过计算间接测量电抗器的直流电阻。为了减小误差，采用长短不同的三根导线分别短接，两台直流电阻测试仪分别进行测量。试验时环境温度12℃，相对湿度58%。试验数据如表1至表3。

表1 导线的直流电阻 mΩ

表2 导线和电抗器的并联直流电阻 mΩ

表3 电抗器的直流电阻计算值 mΩ

由试验数据可知，并联不同的导线，分别采用009和084两台不同仪器测量的结果基本一致。通过并联电阻计算公式，电抗器的直流电阻计算值基本相同。

将电抗器计算值通过225温度系数换算至初值温度，与初值相比，误差为-0.93%，满足检修规程的技术要求，符合设备安全投产条件。

3 结语

电力设备检修工作现场环境复杂，相邻间隔和上层母线带电运行会导致设备产生感应电势和感应电流，干扰工作的正常进行，也会使工作存在危险性。实际工作中要具体情况具体分析，采用多种方法排除设备隐患，保障电网安全可靠运行。

参考文献：

[1] 输变电设备状态检修试验规程，Q/GDW-1168-2013[S]．

[2]电气装置安装工程电气设备交接试验标准，GB50150-2016[S]．