新形势下如何做好干式变压器的直流电阻测试

李德光

【摘  要】在配电系统中，变压器是整个系统中的连接枢纽，它是将不同电压等级的线路连接在一起的设备，具有分配电能和变换电压电流的作用。对干式变压器的直流电阻进行测试，通过对检测的数据进行分析，可以直观的了解到整个配电系统的运行状态，同时也可以及时发现变压器在运行过程中产生的问题，有利于对干式变压器运行产生的问题及时做出维修判断决策，有利于电力工作人员科学地安排配电计划，减少电力安全事故的发生。

【关键词】干式变压器;设备特性检测;变压器绕组;电阻测试

近年来，由于用电需求的不断增加，配电系统的稳定性和安全性也得到电力行业以及相关技术研究部门和人员的重视和关注。通过对干式变压器的直流电阻检测和评估，可以减少配网系统故障，同时也可以为干式变压器的故障预测提供数据参考，将设备监测数据与技术经验互相结合起来，从而提供一些维修决策。对干式变压器直流电阻测试做研究，能有效的辨识出正常及有绝缘缺陷的变压器的局部放电图谱，达到干式变压器的故障预防诊断，可减少变压器检测次数，并能有效提供维修时间，进而预防干式变压器意外事故，提升干式变压器预防性维护。笔者结合了自身多年的工作经验，将对干式变压器的直流电阻测试进行详细的分析，希望可以为广大行业相关工作者提供理论交流及实践参考。

变压器的直流电阻的测量是变压器生产以及出厂所必须测试的项目之一，在直流电阻的测量过程中主要包括平衡桥法、压降法和三相绕组同时加压法。平衡电桥法测试方法较为局限，只能测得相对稳定的物理量，在现实中不适合广泛应用;压降法是根据欧姆定律对直流电阻进行测量，由于电阻受温度以及电流不平衡率的影响，需要经过较长时间才能达到稳定的状态，所以仍然需要改进;三相绕组同时加压法在以上的基础上，通过楞次定律，降低电流所造成的磁通，进而降低压降法中的时间常数，达到稳定测量的目的，下文笔者将分别进行分析：

1.平衡电桥法

电桥在电学量和非电学量中得到了广泛的应用，主要是通过电位比较法来测量的常用仪器。在用途分类方面主要包括平衡电桥和非平衡电桥;在电源分类方面主要包括直流电桥和交流电桥;在结构分类方面包括单臂电桥和双臂电桥。在中小型变压器的直流电阻测量中主要采用的是直流平衡电桥法，其测量方法准确、方便。在测量之前应先预测出变压器绕组的电阻值，如果电阻值大于1欧姆则通常采用单臂电桥法，反之则采用双臂电桥法。在采用双臂电桥接线时，电位桩 头要接在电流桩头的下面，并且靠近被测电阻。测量时，将电桥倍率按钮调节合适位置，同时将不被测的线圈短路且接地，之后接通电源直到充足电时闭合检流计开关，并且快速调整测量臂，使检流计的指针指向检流计的零刻度线位置，然后缓慢调节测量臂，使之平稳停留在零位置，此时记录下电阻的大小。测量结束后，先停止检流计的测量再打开电源开关，由上可知，被测线圈的电阻值为所测测量臂的电阻值和倍率数相乘。

2.压降法

压降法也是测量变压器线圈电阻的方法之一，其主要根据欧姆定律。测量过程中，通过测量线圈中通过的所施的电流以及线圈两端的电压，就可以得出绕组的直流电阻。在电压表及电流表的选取方面有一定的要求，电流表应该选取内阻较小的，电压表应该选取内阻较大的，并且级别应高于0.5。同时引线的界面要足够大，对于所测的绕组，如果电感较大，应该对其进行足够的充电时间，同时，对绕组所通的电流不应超过额定电流的五分之一。由于在电源接通后，电感电流从零开始增加，一直增加到电源的电压，然后回稳到一个稳定值，其消耗了一定的时间即过渡过程，从而造成了需要较长的时间才测量出准 确的电阻值。而电路的时间常数t=L/R决定了过渡时间的长短。电感值L随着铁芯磁导率的增高而逐渐增大，与此同时线圈的直流电阻数值很小，所以过渡时间t很大，通常，电流表和电压表会对测量结果 造成相对误差，由于时间常数的增加，电流需要很久的过程才能达到稳定的状态，从而造成电阻的测量会消耗相当长的时间，所以压降法在实际应用时并不是很便利。

3.三相绕组加压法

基于以上关于平衡电桥法和压降法的介绍，本部分主要采用三相绕组同时加压法对直流电阻进行测试，因为在以上两种的介绍中可以看出，平衡电桥测试方法相对局限，只能用于测量具有相对稳定状态的物理量。而压降法测试过程过长，在变压器绕组材质的测量过程中并不是很便捷，影响工作效率。所以本文主要采用三相绕组同时加压的方式进行直流电阻的测量。基于楞次定律的三相绕组同时加压法即通过减小电感值来降低电路的时间常数，由于在产生电流的过程中会产生磁通，通过楞次定律可以将所产生的磁通通过铁芯抵消掉使磁通为零，达到降低电感值的目的。从而提高工作效率。在测量的过程中，如之前部分所介绍的压降法，由于绕组电阻的大小在温度和直流电阻不平衡率等影响因素的存在从而导致测量电阻的时间较长，主要是因为线圈中随着电流不稳定变化所产生的磁通，本节根据楞次定律可以通过高导磁率的铁芯抵消掉磁通从而降低L值，也就降低了电流变化的时间。变压器三相绕组同时加电压即在每相绕组中同时从零开始通入电流，随着电流的不断增加，根据右手螺旋定则判断每个铁芯柱中所通过的磁通方向，抵消相互之间的作用，从而使铁芯中通过的磁通为零，从而达到降低时间常数的目的，缩短整个测量过程。在很短的时间之内便可以获得稳定的电流值，从而测出直流电阻值。

4.结论

经过以上分析，三相绕组同时加压法是在平衡电桥和 压降法的基础上根据楞次定律所测得的直流电阻值，平衡桥法较局限，压降法所需时间较长，三相绕组同时加压平衡了以上两种缺点，根据 楞次定律对电流所产生的磁通进行抵消，从而降低了不平衡性，使测量时间缩短，达到了稳定测量的效果。

參考文献：

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（作者单位：顺特电气设备有限公司）