馮 旭，周俊華，鄒高增，雷挺宇

(湖北清江水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，湖北 宜昌 443000)

變壓器繞組直流電阻的測(cè)量是變壓器試驗(yàn)中的一個(gè)重要試驗(yàn)項(xiàng)目。直流電阻試驗(yàn)，可以檢查出繞組內(nèi)部導(dǎo)線的焊接質(zhì)量，引線與導(dǎo)線的焊接質(zhì)量，分接開(kāi)關(guān)、引線、與套管等載流部件的接觸是否良好，三相電阻是否平衡等[1]。直流電阻不平衡會(huì)導(dǎo)致變壓器相間或相對(duì)地間產(chǎn)生循環(huán)電流，增加變壓器的附加損耗，甚至導(dǎo)致變壓器的不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行，引發(fā)電力事故。

本文對(duì)某20 kV干式變壓器低壓繞組直流電阻三相不平衡開(kāi)展分析與研究，發(fā)現(xiàn)故障原因?yàn)闇y(cè)量取點(diǎn)不當(dāng)致使測(cè)量誤差偏大，改變測(cè)量點(diǎn)后消除故障。

1 直流電阻不平衡的要求

電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 596-1996 《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[2]中規(guī)定了變壓器繞組直流電阻不平衡率的要求：

1)1.6 MVA以上變壓器，各相繞組電阻相互間的差別不應(yīng)大于三相平均值的2%，無(wú)中性點(diǎn)引出的繞組，線間差別不應(yīng)大于三相平均值的1%；

2)1.6 MVA及以下的變壓器，相間差別一般不大于三相平均值的4%，線間差別一般不大于三相平均值的2%；

3)與以前相同部位測(cè)得值比較，其變化不應(yīng)大于2%。

2 分析研究

2.1 發(fā)現(xiàn)缺陷

圖1 某廠20 kV變壓器結(jié)構(gòu)示意圖(a0b0c0為測(cè)量取點(diǎn)處)

試驗(yàn)人員于2019年3月測(cè)量低壓繞組直流電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)三相直流電阻偏差達(dá)到了4.57%遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的1%。為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，現(xiàn)場(chǎng)分別使用了3套不同型號(hào)的試驗(yàn)儀器(包括試驗(yàn)線) 重復(fù)多次測(cè)量，測(cè)量所得結(jié)果如表1所示。

表1 變壓器低壓側(cè)直流電阻測(cè)試數(shù)據(jù)表

2.2 計(jì)算分析

2.2.1 計(jì)算各分支等效電阻值

該變壓器低壓側(cè)為三角形連接，其等效電路圖如圖2所示。

圖2 低壓側(cè)等效電路圖以及星三角變換圖

先采用Δ-Y變換，運(yùn)用公式(1)求出Ra0，Rb0，Rc0，之后采用Y-Δ變換，運(yùn)用公式(2)求出Ra0b0，Rb0c0，Rc0a0。求出等效電阻值如表2所示。

(1)

(2)

表2 變壓器低壓側(cè)直流電阻等效值表 μΩ

2.2.2 結(jié)果分析

從計(jì)算結(jié)果可以得出Rc0a0最大，結(jié)合變壓器結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)c0a0之間的連接母排最長(zhǎng)。初步判斷可能由于變壓器連接母排接觸電阻較大，影響了直流電阻的測(cè)量值。將連接母排接觸電阻考慮進(jìn)去之后測(cè)量等效電路圖如圖3所示。

圖3 等效電路圖

為驗(yàn)證推測(cè)，拆除聯(lián)接母排，測(cè)量各個(gè)分段電阻值，具體如表3。

表3 變壓器低壓側(cè)各電阻值表 μΩ

由表3可得，a0b0間連接母排電阻為Rb0b+Rya0=149，約占了總測(cè)量電阻的9.08%；b0c0間連接母排電阻為Rc0c+Rzb0=58，約占了總測(cè)量電阻的3.73%；c0a0間連接母排電阻為Ra0a+Rxc0=215，約占了總測(cè)量電阻的12.57%。

由此可以確定上述推測(cè)的正確性：由于干式變壓器連接母排間電阻值過(guò)大，明顯影響測(cè)量值，導(dǎo)致三相直流電阻不平衡。

3 改進(jìn)措施及驗(yàn)證

在c0a0處測(cè)量繞組直流電阻理論推導(dǎo)如式(3)所示：

+(Ra0a+Rxc0)

(3)

在ax處測(cè)量繞組直流電阻理論推導(dǎo)如公式(4)所示：

(4)

從公式3、公式4可以得出：

在ax處測(cè)量繞組的直流電阻R′ax僅與Rax有關(guān)，能夠有效屏蔽連接母排電阻Ra0a與Rxc0對(duì)于測(cè)量值的影響，降低測(cè)量誤差。

為驗(yàn)證上述分析計(jì)算，采取改進(jìn)后測(cè)量方法，在ax,by,cz處進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量所得結(jié)果如表4所示。

表4 兩種不同測(cè)量方法所得結(jié)果表

從表4可得，改進(jìn)后試驗(yàn)方法能夠有效屏蔽母排連接電阻對(duì)于低壓繞組直流電阻測(cè)量值的影響，降低測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。

4 結(jié) 語(yǔ)

本次干式變壓器低壓側(cè)直流電阻偏差超標(biāo)的原因?yàn)椋簻y(cè)量時(shí)未能充分考慮連接母排電阻對(duì)于測(cè)量值的影響，致使測(cè)量誤差偏大，導(dǎo)致三相直流電阻不平衡。改變測(cè)量位置后，有效消除了連接母排電阻對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響，降低了測(cè)量誤差，試驗(yàn)合格。

在測(cè)量大容量，高變比的變壓器低壓側(cè)直流電阻時(shí)，由于其本身阻值較小，應(yīng)充分考慮到連接母排電阻對(duì)于測(cè)量值的影響。

致使變壓器直流電阻偏差超標(biāo)原因很多，建議反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，深入分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果綜合判斷。