電力變壓器繞組直流電阻測試及數(shù)據(jù)分析

1、 變壓器繞組的直流阻值測試是一項(xiàng) 非常重要的測試項(xiàng)目, 在新建變電站的 交接驗(yàn)收時(shí), 需要對變壓器的直流阻值 進(jìn)行測試, 測試結(jié)果必須符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB50150-2006的相關(guān)要求, 同時(shí)電力設(shè) 備 預(yù) 防 性 試 驗(yàn) 規(guī) 程 DL/T596-1996標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī)定了變壓器大修時(shí)、 變壓器無載開關(guān)開 體升級后、 變壓器發(fā)生內(nèi)部故障或嚴(yán)重的 內(nèi)部故障后以及每 1-3年的定檢中, 必須 對變壓器的直流阻值進(jìn)行測量, 它是考核 變壓器繞組是否正常的主要依據(jù), 該項(xiàng)試 驗(yàn)?zāi)軌驕?zhǔn)確的反應(yīng)繞組匝間短路、 繞組斷 股、 分接開關(guān)接觸狀態(tài)以及導(dǎo)線電阻差異 等各種缺陷或者故障, 同時(shí)它也是判斷各 相繞組直流電阻

2、是否平衡、 調(diào)壓開關(guān)檔位 是否在額定位置的主要依據(jù), 長期以來, 變壓器的直流阻值測試也是考驗(yàn)變壓器 絕緣水平的一各個(gè)指標(biāo), 有時(shí)也是判斷繞 組回路是否正確的主要手段, 在電力系統(tǒng) 規(guī)程規(guī)范中對變壓器直流阻值的測試都 有相應(yīng)的規(guī)定。1 變壓器繞組直流電阻測試的原理從上圖中可以看出, 在變壓器直流阻 值測試時(shí)需要將變壓器的兩側(cè)繞組短接, 并在低壓側(cè)可靠接地, 通過調(diào)壓控制器向 繞組回路中加入一定量的的電流, 在圖中 的電壓表中直接讀出數(shù)據(jù), 電壓表顯示的 數(shù)據(jù)即為直流阻值的實(shí)際電壓, 電流表的 數(shù)據(jù)為為升流前的數(shù)值, 在數(shù)據(jù)計(jì)算中需 要考慮變壓器的變比問題, 雖然目前的測 試儀器已經(jīng)看不到這樣的

3、回路, 但是其測電力變壓器繞組直流 電阻測試及數(shù)據(jù)分析劉銳力 廣東省輸變電工程公司 510000量原理依然如此, 先通過一個(gè)調(diào)壓控制器輸出電壓, 然后通過可調(diào)變壓器對測試電壓進(jìn)行調(diào)節(jié), 測試時(shí)將試驗(yàn)臺(tái)的接地點(diǎn)可靠接地, 待電壓表和電流表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)讀取數(shù)據(jù), 通過對電壓電流數(shù)值的計(jì)算得到相應(yīng)變壓器直流阻值的大小。2 變壓器繞組直流電阻測試的方法目前電力系統(tǒng)常用的測量變壓器直流阻值的試驗(yàn)方法有平衡電橋法、 電壓電流法, 其中, 電壓電流法是最為基本的方法, 而平衡電橋法, 由于測試結(jié)果準(zhǔn)確而被廣泛應(yīng)用于變壓器組直流電阻測試。2.1平衡電橋法所謂的平衡電橋法是指在測量阻值時(shí)應(yīng)用電測平衡的原理來

4、測量的一種方法, 常用的的直流電橋有單臂電橋和雙臂電橋, 單臂電橋通常用于測量小電阻的測量, 而雙臂電橋測量法常用于對測量準(zhǔn)確度較高的小電阻的測量, 采用電橋法測量變壓器的直流電阻時(shí), 應(yīng)在變壓器停電時(shí)進(jìn)行, 并在實(shí)驗(yàn)時(shí)拆去高壓引線后進(jìn)行。 對大型、 大容量的電力變壓器測試時(shí), 變壓器電阻電感回路充電時(shí)間大, 每次測量需要等待很長時(shí)間來保證電流、 電壓表指示處于穩(wěn)定狀態(tài), 所以測試時(shí)一般需要大量的時(shí)間, 因此我們可以采用恒流源進(jìn)行校驗(yàn)。 使用雙臂電橋的步驟是先將檢流計(jì)機(jī)械調(diào)零, 然后將雙臂電橋電壓端子 P1、 P2接到電阻的近端處, 將電流端子接在被測電阻的遠(yuǎn)端處, 測量前預(yù)先估計(jì)被測數(shù)值,

5、并按估計(jì)值選定電橋的標(biāo)準(zhǔn)電阻和適當(dāng)?shù)谋堵? 是比較臂的可調(diào)電阻被充分利用, 先接通電流回路, 等電流表數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí), 接通檢流計(jì), 調(diào)節(jié)讀數(shù)臂阻值使檢流計(jì)的數(shù)值為零, 測得對應(yīng)的數(shù)據(jù), 如公式 (1 :R=B*S 公式 (1 。 其中 :R 為被測電壓器的直流阻值 B為選取的倍率 S為讀數(shù)臂阻值的數(shù)據(jù) 2.2電流、 電壓表法。電流電壓法又稱電壓降法, 其主要原 理是采用歐姆定律的電阻測量法, 即在被 側(cè)電阻的兩端加上一定數(shù)值的直流電流, 和直流電壓, 對測得的數(shù)據(jù)帶入到歐姆公 式得到相應(yīng)電阻的數(shù)值, 由于采用歐姆原 理電阻法測量, 會(huì)受到電壓表和電流表內(nèi) 阻的影響, 使得測量的結(jié)果不準(zhǔn)確, 所以

6、 在測試時(shí), 預(yù)先預(yù)估電阻的大小, 然后根 據(jù)數(shù)值的大小選擇合適的試驗(yàn)方法, 通 常, 我們采用外接法側(cè)直流阻值和內(nèi)接法 測直流阻值, 測量時(shí), 線接好測試回路, 合 上開關(guān), 讀取電流表和電壓表的數(shù)值, 然 后根據(jù)歐姆定律, 由公式 (2 計(jì)算出變壓 器的直流阻值, 具體公式如公式 (2 :RX=U/I 公式 (2 其中 :RX 為被測變壓器的直流阻值, 單位為歐姆 U為被測變壓器直流阻值兩端的電 壓, 單位為伏特 I為通過被測變壓器直流阻值的電 流, 單位為安培 試驗(yàn)同時(shí)要注意的問題是盡量采用 粗導(dǎo)線,材質(zhì)比較好的導(dǎo)線, 以銀為最佳 材質(zhì)的導(dǎo)線, 同時(shí)要求測試導(dǎo)線要盡量的 短, 并且接觸端

7、子良好, 盡量減少由于引 起, 接觸引起的誤差, 當(dāng)變壓器電感比較 大時(shí)要測量更長的時(shí)間。 在以上兩種方法中, 由于受主變電感 分量的影響, 單雙臂電橋法由于其容量比 較小,不適宜用于主變直阻測量, 所以我 們通常采用電壓電流法作為主變直流阻 值測試的主要方法。 3 變壓器繞組直流電阻測試數(shù)據(jù)的分 析 從 表 1中 可 以 看 出 2012年 12月 1圖 1 現(xiàn)場實(shí)際 220kV 變壓器直阻測試表 1 某次變壓器故障后測得的數(shù)據(jù)與年檢數(shù)據(jù)對比表 日的測試數(shù)據(jù)和以往測得的數(shù)據(jù)有明顯的區(qū)別, 并且三相測得的不平衡了明顯不符合相關(guān)規(guī)程規(guī)定的要求, 同時(shí)三相的測試數(shù)據(jù)都有明顯的提高,AB 相間的直流

8、阻值增加的程度比較明顯, 達(dá)到 21%左右, 這種大范圍的變化對電力變壓器的安全影響有一定的影響, 所以在分析故障數(shù)據(jù)后必須查找引起測試阻值增加的原因并加以解決, 通過對變壓器其他數(shù)據(jù)的分析, 發(fā)現(xiàn)變壓器的性能指標(biāo)有明顯的下降, 此時(shí)我們可以根據(jù)以下的步驟進(jìn)行對阻值數(shù)值變大的原因進(jìn)行分析及解決。(1 首先可能由于存在匝間短路現(xiàn)象導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常, 但是通過對以上數(shù)據(jù)的分析可以看出, 雖然三相之間的電阻均有明顯的變化, 但是三相之間的阻值相對平衡, 同時(shí)測得的中壓測和低壓側(cè)的阻值并沒有明顯的變化, 且沒有出現(xiàn)突變的現(xiàn)象, 而且根據(jù)運(yùn)行人員的日檢中, 沒有發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象或者異常聲音, 也沒有發(fā)生繼電保護(hù)

9、跳閘或者主變瓦斯跳閘的現(xiàn)象, 所以匝間短路故障基本可以排除。(2 套管與外引線接觸不良由于數(shù)據(jù)測試結(jié)果不正確, 為了考慮此誤差是由外引線的接觸不可靠導(dǎo)致的,所以在拆除外引線后對該變壓器重新測試, 再次測試后的結(jié)果與之前一致, 所以可以排除外部因素。(3 最后通過實(shí)驗(yàn)人員現(xiàn)場分析, 初步確定為充電時(shí)間過短, 變壓器電感分量影響了變壓器直流阻值測試的正確性。所以通過對上述案例的分析, 我們可以看出變壓器繞組直流測試能夠發(fā)現(xiàn)繞組回路中一些輕微或者嚴(yán)重的故障,尤其對繼電保護(hù)裝置無法反應(yīng)的繞組匝間短路故障有很好的鑒別作用, 其判斷的結(jié)果能夠從數(shù)據(jù)中清晰的分析出來, 但是現(xiàn)場測試中應(yīng)該滿足以下的要求 :(

10、1 通變壓器直流阻值的測試, 由于受變壓器電感分量的影響, 所以測試時(shí)間一定要達(dá)到相關(guān)要求, 盡量減少由于電感帶來的影響, 待電壓表和電流表的數(shù)值穩(wěn)定后再進(jìn)行記錄相關(guān)數(shù)據(jù), 從而提高一次會(huì)里直流電阻測量的正確性以及準(zhǔn)確性。(2 進(jìn)行直流阻值測試時(shí), 對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向比較的同時(shí)還要進(jìn)行縱向比較, 同時(shí)對變壓器的其他參數(shù)進(jìn)行測量, 如溫度、 濕度、 運(yùn)行負(fù)荷等。(3 在數(shù)據(jù)分析時(shí), 要考慮其他因素和判斷依據(jù), 不能僅僅滿足規(guī)程要求下的數(shù)值就算合格, 實(shí)驗(yàn)人員必須通過現(xiàn)場的實(shí)際情況, 結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 從而更有準(zhǔn)確的確定個(gè)設(shè)備測量數(shù)據(jù)的發(fā)展和變化過程。(4 了解設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu), 能夠掌握故障可能發(fā)生的具體地點(diǎn)以及主要原因,根據(jù)不同設(shè)備采取針對性的直流阻值測量, 從而得到正確的判斷結(jié)果。4 總結(jié)本論文從變壓器繞組的直流阻值測 試的原理, 平衡電橋法、 電壓電流法等方 法, 數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)分析中應(yīng)該注意的 事項(xiàng)幾個(gè)方面進(jìn)行分析, 對今后變壓器直 流阻值測試工作具有指導(dǎo)意義, 從而有效 保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 所以本論文 具有以下的特點(diǎn) :(1 通過對原理、 方法和數(shù)據(jù)的分析, 提高變壓器直流阻值數(shù)據(jù)測試的正確性, 為今后的測試方法以及數(shù)據(jù)分析提供一 定的指導(dǎo)。(2 為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供 有效保證, 直流阻值測試能夠及早發(fā)現(xiàn)變