摘要：本文通過對(duì)一臺(tái)220V變壓器低壓側(cè)直流電阻不平衡率超標(biāo)現(xiàn)象進(jìn)行了原因分析和故障排除，找出了主要原因并提出了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)方案，為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和生產(chǎn)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：變壓器;直流電阻;不平衡率

1.引言

國(guó)標(biāo)GB/T 6451-2015 《油浸式電力變壓器 技術(shù)參數(shù)和要求》9.3.2規(guī)定：“繞組直流電阻不平衡率：相（有中性點(diǎn)引出時(shí)）為不大于2%，線（無中性點(diǎn)引出時(shí)）為不大于1%”三相變壓器繞組的直流電阻不平衡率是變壓器的一個(gè)重要參數(shù)，是判斷線圈機(jī)械連接或焊接是否可靠的一個(gè)依據(jù)。變壓器繞組的直流電阻不平衡率試驗(yàn)作為變壓器的例行試驗(yàn)，是查找其故障的主要方法之一，直流電阻不平衡會(huì)導(dǎo)致變壓器相間或?qū)Φ亻g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)稱運(yùn)行，可能導(dǎo)致變壓器燒毀，引發(fā)電力事故。

繞組直流電阻不平衡率設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)以三相實(shí)測(cè)最大值減最小值作為分子，三相實(shí)測(cè)平均值作為分母?？紤]到三相材料電阻率的偏差和實(shí)際裝配誤差，在設(shè)計(jì)時(shí)，最大線電阻不平衡率控制在0.5%以內(nèi)，以確保試驗(yàn)值在國(guó)標(biāo)允許范圍內(nèi)！

2.變壓器的基本信息

1.型號(hào)：SFSZ-75000/220

2.容量比：75 / 75 / 1 ?MVA

3.電壓比：220±（14×1.04166%）/30/6.6kV

4.連接組別：YNyn0d11

低壓接線原理圖如圖1：

設(shè)計(jì)時(shí)三維模型電纜使用情況如表1：

注：①185T3：185指引線內(nèi)銅線截面積為185mm2，T3指銅線包的絕緣厚度為3mm;

②銅在75℃時(shí)電阻率為2.135×10-8Ω·m。

低壓線圈電阻的設(shè)計(jì)值為5.07mΩ，計(jì)算線不帶套管電阻不平衡率如表2：

計(jì)算線帶套管電阻不平衡率如表3：

3.問題描述及原因分析

裝配完成后，在實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)SFSZ-75000/220變壓器低壓線電阻不平衡率不滿足國(guó)標(biāo)要求，電阻值具體情況如下表4：

在實(shí)驗(yàn)站測(cè)量變壓器電阻不平衡率的主要有油箱外套管、油箱內(nèi)線圈、引線、引線間連接處冷壓接頭這四個(gè)變量存在。對(duì)引起電阻不平衡的過大進(jìn)行以下分析：油箱外套管由于制造工藝偏差、批次不同導(dǎo)致本身電阻值存在較大差異;油箱內(nèi)線圈電阻設(shè)計(jì)值為5.07mΩ，實(shí)際繞組繞制時(shí)因線材廠家、批次不一樣，或者繞制工藝的不同導(dǎo)致與電阻設(shè)計(jì)值偏差大;各段引線設(shè)計(jì)值長(zhǎng)度與實(shí)際連接時(shí)存在較大差異，導(dǎo)致各段引線電阻與設(shè)計(jì)值偏差較大;引線間某連接處冷壓接頭不牢固、松動(dòng)，導(dǎo)致此處電阻值偏大。

為排除套管存在的電阻不平衡的影響，進(jìn)行拆除套管后測(cè)量電阻值具體情況如下表5：

變壓器返工處理后，在引線車間剝開線圈首尾端冷壓接頭的絕緣發(fā)現(xiàn)并沒有松動(dòng)現(xiàn)象，引線間某連接處冷壓接頭不牢固、松動(dòng)，導(dǎo)致電阻不平衡率偏大。

為排除三相線圈存在的電阻不平衡的影響，斷開，測(cè)量三相線圈電阻值如下表6所示：

線圈相電阻不平衡率為0.13%，對(duì)低壓線電阻不平衡率影響不大。

以上排除了線圈電阻的影響，再次分析其電阻不平衡率的原因，可能就是實(shí)際的各段引線電阻與設(shè)計(jì)值偏差較大導(dǎo)致線電阻不平衡率較大的可能性。將實(shí)際各段引線與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比無較大差異，只有尾端三段35T3電纜長(zhǎng)度存在一定差異。為得到更為有效的數(shù)據(jù)，分別在套管內(nèi)冷壓接頭末端（），冷壓接頭下端（設(shè)為）和電纜合并處（）測(cè)量其電阻不平衡率，具體位置如下圖2所示：

測(cè)量其電阻值并計(jì)算線電阻不平衡率，具體如下表7所示：

分析上表所得數(shù)據(jù)端線電阻不平衡率為2.53%，端線電阻不平衡率為2.59%，在冷壓接頭末端及下部測(cè)量結(jié)果相差很小，可排除電纜尾端冷壓接頭的原因。而端線電阻不平衡率為0.49%，滿足國(guó)標(biāo)要求且與前面數(shù)據(jù)相差巨大。端線電阻計(jì)算公式如下：

端線電阻計(jì)算公式如下：

故線電阻不平衡率過大主要原因是三段35T3電纜電阻值相差大所導(dǎo)致。

實(shí)際測(cè)量的長(zhǎng)度分別為600mm、600mm、800mm。200mm長(zhǎng)35T3電纜的電阻值為0.1098，用其除以端平均線電阻4.405mΩ：

一段200mm長(zhǎng)35T3電纜對(duì)三相線電阻不平衡率產(chǎn)生了2.49%的影響。

4.改進(jìn)方案

針對(duì)以上的原因分析，提出改進(jìn)方案：將t相首端35T3的線在木件加持下方的連接處斷開，剪斷200mm后重新用冷壓接頭連接，包扎相應(yīng)絕緣層。

再次測(cè)量其電阻值并計(jì)算電阻不平衡率如下表8，滿足國(guó)標(biāo)要求。

此臺(tái)變壓器低壓線圈電阻的設(shè)計(jì)值為5.07，和大部分220kv等級(jí)的變壓器相比是較小的，導(dǎo)致其本身的線電阻的基數(shù)小。而其低壓線電流較小，所使用的電纜橫截面積都較小，電阻值相對(duì)而言就大，每一段的長(zhǎng)度都對(duì)其線電阻不平衡率會(huì)產(chǎn)生較大的影響，實(shí)際裝配時(shí)一段200mm長(zhǎng)35T3電纜對(duì)三相線電阻不平衡率產(chǎn)生了2.49%的影響。設(shè)計(jì)時(shí)三維模型中電纜長(zhǎng)度是一樣的，但未在圖紙中明確標(biāo)注，實(shí)際卻因現(xiàn)場(chǎng)裝配的簡(jiǎn)便而忽略了此問題。設(shè)計(jì)者和裝配人員都未曾想到一段200mm的電纜會(huì)產(chǎn)生如此大的影響。

5.結(jié)束語

變壓器直流電阻試驗(yàn)和分析可以查出變壓器實(shí)際運(yùn)行中可能存在的諸多隱患，可以從存在的變量油箱外、油箱內(nèi)線圈、引線、引線間連接處冷壓接頭進(jìn)行逐一排查，根據(jù)需要對(duì)其電阻值或者電阻不平衡率進(jìn)行逐一試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)并且有針對(duì)性的解決，保證變壓器的安全運(yùn)行。

筆者通過對(duì)一臺(tái)220kV油浸式電力變壓器低壓電阻不平衡率超標(biāo)問題進(jìn)行分析，通過排除法逐一排除影響變量，分析了導(dǎo)致電阻不平衡率超標(biāo)的主要原因，并提出了合理的解決方案，完成了變壓器的故障處理，為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和生產(chǎn)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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[3]胡啟凡，變壓器試驗(yàn)技術(shù)[M]，北京;中國(guó)電力出版社，2010.

姓名：鐘櫸霈，出生年月：1992年01月，性別：男，民族：漢族，籍貫：福建省龍巖市，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)