梁鼎杰

（廣西柳州特種變壓器有限責任公司，廣西 柳州545006）

0 引言

變壓器繞組直流電阻測量試驗屬于變壓器的例行試驗，是變壓器出廠時、投運前、檢修后都必須進行的試驗項目。GB／T6451—2008《油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求》明確規(guī)定了對變壓器直流電阻不平衡率的要求。因此，必須正確分析試驗數(shù)據(jù)，嚴把質(zhì)量關(guān)，避免由于直流電阻不平衡引起故障而造成損失。

1 變壓器繞組直流電阻測試標準、目的、影響

標準：對于配電變壓器，繞組直流電阻的不平衡率：相為不大于4%，線為不大于2%；對于電力變壓器，繞組直流電阻的不平衡率：相（有中性點引出時）為不大于2%，線（無中性點引出時）為不大于1%。如果由于線材及引線結(jié)構(gòu)等原因而使直流電阻不平衡率超過上述規(guī)定，除應(yīng)在生產(chǎn)記錄中記錄實測值外，還應(yīng)寫明引起這一偏差的原因。使用單位應(yīng)與同溫度下的出廠實測值進行比較，其偏差應(yīng)不大于2%。

目的：檢查繞組導(dǎo)線焊接處是否良好；檢查繞組是否有匝間短路；檢查引線與套管、引線與分接開關(guān)是否連接好，分接開關(guān)是否與實際位置相一致；檢查三相電阻是否平衡，是否達到國家標準；變壓器溫升試驗時，也要準確測量直流電阻，因為這需要根據(jù)繞組在溫升試驗之前所測量的冷態(tài)電阻和溫升試驗之后所測量的瞬間熱態(tài)電阻計算而得。

影響：變壓器在實際運行中如果直流電阻不平衡會使變壓器相間或相對地間產(chǎn)生循環(huán)電流，增加變壓器的附加損耗，嚴重的話甚至可以導(dǎo)致變壓器的不對稱運行，所以必須嚴格把關(guān)變壓器繞組的不平衡率，找出原因，分析原因，進而解決問題。

2 變壓器繞組直流電阻的測量方法和結(jié)果計算

2．1 測量方法

（1）平衡電橋法。是采用電橋平衡的原理來測量直流電阻的方法，常用的平衡電橋有單臂電橋和雙臂電橋2種。測量變壓器的直流電阻時，應(yīng)在變壓器停電并拆去高壓引線后進行。對大型大容量電力變壓器，因RL串聯(lián)電路的充電時間常數(shù)很大，使得每次測量需很長時間來等候電流、電壓表指示穩(wěn)定，因而工作效率很低，常采用特殊儀器（如恒流電源）來代替測試中的電源，這樣可大大縮短測試時間。（2）電流、電壓表法。又稱電壓降法，其原理是在被測電阻中通以直流電流，測量該電阻上的電壓降，根據(jù)歐姆定律即可算出被測電阻值。由于電流表和電壓表的內(nèi)阻對測量結(jié)果會產(chǎn)生影響，所以它們被接入測量電路的方式應(yīng)慎重考慮。（3）變壓器專用直流電阻測量裝置。近年來由于電子技術(shù)的發(fā)展，許多儀器制造廠開發(fā)出基于電流、電壓表法的測量裝置。這些儀器不但使用方便，而且測量精度高，被廣泛采用。不論采用哪一種方法，都只有在電路中電流達到穩(wěn)定時才能讀數(shù)，以提高測量數(shù)據(jù)的準確度。

2．2 結(jié)果計算

（1）繞組直流電阻不平衡率應(yīng)以三相實測最大值減最小值作為分子、三相實測平均值作為分母計算。

（2）測量繞組的冷電阻應(yīng)該換算到標準規(guī)定的參考溫度75℃。換算公式為：

R75＝Rt（k＋75）／（k＋t）

式中，R75為換算到參考溫度75℃時的電阻值（Ω）；Rt為測量時變壓器內(nèi)油溫度t時的冷態(tài)電阻值（Ω）；k為溫度換算系數(shù)，鋁線為225，銅線為235；t為測量時變壓器內(nèi)油溫度（℃）。

3 生產(chǎn)特例分析

在變壓器的實際生產(chǎn)中，我們經(jīng)常會遇到由于變壓器結(jié)構(gòu)問題而由引線引起的低壓電阻不平衡。下面通過圖形來分析某公司在生產(chǎn)變壓器過程中所遇到的問題，總結(jié)出準確的測試方法及應(yīng)該怎樣評價測量結(jié)果，最終以此來判斷變壓器產(chǎn)品是否能通過測量試驗。

一些小型的降壓電力變壓器，例如315 k VA及以下的產(chǎn)品，低壓線圈為圓筒式結(jié)構(gòu)，Yn接線，中性點引出線在線圈的上端，并且出線很短（圖1）。盡管設(shè)計部門規(guī)定中性點引線按1／4額定電流設(shè)計，但在實際的生產(chǎn)制造過程中，中性點使用了與其他三相引線相同的線材，甚至有些使用橫截面略小的線材，故此中性點引線電阻所占比例不大，最終測量相電阻能滿足國標要求，變壓器順利通過試驗。

圖1 引線上出圖

1 000 k VA及以上的電力變壓器，低壓線圈多數(shù)為螺旋式結(jié)構(gòu)，Yn接線，中性點引出線在線圈的下端，并且出線相對較長（圖2）。盡管設(shè)計部門規(guī)定中性點引線按1／4額定電流設(shè)計，但是在實際的生產(chǎn)制造過程中，中性點引線電阻會隨著容量的增大而使得其所占的三相直流電阻比重越來越多，故而會出現(xiàn)Rac＞Rab＝Rbc，這一情況經(jīng)過分析是由于引線的結(jié)構(gòu)所造成的。某廠家甚至在型號為SFSZ10－31500／110和SFZ10－63000／110的變壓器制造中，都出現(xiàn)過這樣的問題。分析如下（排除線圈直流電阻不平衡情況）：

圖2 引線下出圖

從圖 2 中可以看出：Rab＝Rbc，Rac＞Rab，推出 Rac＞Rab＝Rbc。

從圖2中還可以看出：Rao＝Ra＋0．5R2ab＋R1，Rbo＝Rb＋0．5R2ab，Rco＝Rc＋0．5R2ab＋R2bc＋R1。因為 R2ab＝R2bc，所以Rco＝Rc＋1．5R2bc＋R1；又因為Ra＝Rb＝Rc，所以可以推出：Rbo最小；Rao比Rbo大，多了R1這段引線的電阻；而Rco比Rao多了R2bc這段引線的電阻。

因此最終可以得出結(jié)論：Rco＞Rao＞Rbo。這一現(xiàn)象是由于引線的布置也就是變壓器的結(jié)構(gòu)所造成的，與變壓器的其他部件沒關(guān)系，屬于正?，F(xiàn)象。

有的客戶經(jīng)過測試，發(fā)現(xiàn)變壓器低壓三相直流電阻超過國標要求，不平衡率大于2%，于是要求廠家吊罩檢修，這是不經(jīng)過認真分析的表現(xiàn)。假設(shè)這類電力變壓器的三相電阻不平衡率小于2%，則說明該產(chǎn)品有可能存在問題，因為應(yīng)該小的電阻沒有小，可能是多根導(dǎo)線并繞時，其中的一根或幾根沒焊好。如果這樣的變壓器被當成合格產(chǎn)品出廠，并且投入運行，危害極大。

有些生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)這類變壓器的過程中，由于國標規(guī)定和用戶要求這些硬指標，盲目追求三相直流電阻小于2%的平衡率，于是采取以下辦法：（1）為了增大B相的引線電阻，而減小B相引線面積。這樣做是非常錯誤的，因為減小引線面積會導(dǎo)致運行中的變壓器引線過熱，從而對變壓器產(chǎn)生極大的不良影響。（2）為了減小引線R1和R2bc的電阻，而增大這2段引線面積，在引線R1段和R2bc段加焊銅排，以達到電阻平衡的目的。這樣的結(jié)果是不僅浪費了材料，而且對產(chǎn)品毫無用處。

那么應(yīng)該怎樣來執(zhí)行GB／T6451—2008呢？不管是測量線電阻還是相電阻，都應(yīng)符合Rac＞Rab＝Rbc或Rco＞Rao＞Rbo這一規(guī)律，因為這一規(guī)律是經(jīng)過大量試驗數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論。可以在試驗報告中注明變壓器直流電阻不平衡的原因，客戶在現(xiàn)場測試時應(yīng)參照出廠數(shù)據(jù)進行比較，而不要片面地追求小于2%的標準。

4 結(jié)語

在變壓器試驗中，經(jīng)常出現(xiàn)直流電阻不合格的情況，原因很多。試驗人員應(yīng)根據(jù)具體情況，提前對相關(guān)部件進行檢查、測試，查閱歷史數(shù)據(jù)，認真研究，仔細分析，以避免返工造成的損失。只有這樣，變壓器產(chǎn)品質(zhì)量才能得到良好的保證，客戶才會滿意，電力建設(shè)工作才能真正上一個新臺階。

［1］GB／T6451—2008 油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求［S］

［2］保定天威保變電氣股份有限公司．變壓器試驗技術(shù)［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2000

［3］變壓器制造技術(shù)叢書編審委員會．變壓器試驗［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2005