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摘要:对于变压器来说,直阻数值是非常重要的参数之一,该数值能够正确发硬绕组短路、断股、接触状态、导线电阻差异、接头不良等各类缺陷故障问题,也可以判定绕组直流电阻是否均衡、开关挡位是否有效等。可见,加强变压器直阻测试有着重要意义。本文首先探究变压器直阻测试方法,进而提出相关的注意事项。
关键词:变压器;直阻测试;方法;注意事项
变压器直阻测试作为一项十分重要的测试项目,在电气工程检验标准中有着很高的地位。如果变压器出现了大修、无载开关调级、出口短路等问题,必须要对直阻进行测试,同时直阻测试也是一项定期检验内容,通常为1-3年测试一次。直阻测试能够反应绕组短路、断路、开关接触状态、导线电阻、接头不良等各类故障问题。对于电气工程量来说,绕组电阻测量一直都是变压器考察的重要手段之一,也是判定变压器是否出现了电流回路连接的唯一方法。
1、变压器直阻测试方法
1.1中小型变压器测试
在对中小型变压器进行测试中,通常都是采用直流电桥方法(双臂电桥)。其主要的测试流程为:在测量前需要事先调节电桥检流计机械零位旋钮,并将指针调整到零位上。之后在接通测量器电源,需要把放大器中的检流计调整电桥零位旋钮,并将指针调整到零位上。待到被测电阻被接通时,要确保双臂电桥电压桩头和被测电阻更近一些,电流桩头和电压桩头相连接。检测人员需要估计被测线圈的电阻值,把倍率旋钮放置到指定位置上,非被测线圈短路、接地,之后即可打开电源进行充电处理,充电完毕后按下检流计开关按钮,调整测量臂,这样指针就会向零位移动,还需要人工辅助微调,直到在零位上稳定为止。此时即可进行电阻值计算:
电阻值=倍率数值*测量臂电阻值在测量完毕后,要将检流计按钮松开,之后再放开电源开关,这样即可避免电感直流电阻值测试中电感电动损坏检流计。
1.2大型变压器测试
总体来说,变压器绕组的核心组成部分就是电感L与电阻R,从而构成一个较为复杂的电路。直阻在绕组被测试端子通过直流电,这时会出现瞬变情况,待到瞬变结束且电流稳定后,即可测试电阻、绕组温度。电路是否稳定和L、R比值有着直接关系,公式为:T(时间常数)=L/R。如果是6T时电流的稳定值会高达99.75%,所以为了降低误差,需要确保充电时间在6T以上。大型变压器的容量更大,因此内部会有较大的电感,相应的会减少电阻,时间常数随之增加。
如在大型变压器测试道中,电感为100H、电阻0.4Ω,此时的T=100/0.4=250s,如果为6T时,需要充电3.3小时。可见,想要测试大型变压器直阻数值需要花费更多的时间。如果依然采用中小型变压器测试方法,通常想要电流达到稳定水平需要花费十几个小时,不仅消耗过多的时间,同时也难以保证测试精准性。从本质上说,直阻测试的关键点就是将自感效应降到最低,减少测量时间。为了能够保证测量精度和效率,可以从以下几点出发:
(1)助磁法
助磁法也就是通过外力让铁芯磁力快速饱和,这样即可减少自感效应的时间常数。可以采用大容量蓄电池或稳定流源通大电流展开测试。也可以采用恒压恒流源法的测量仪器。在低压绕组实际测试当中,将高低压串联通电测试,采取相同位、同极性高压绕组助磁。由于高压绕组匝数相比低压绕组更多,所以可以通过高压绕组让铁芯饱和,实现快速测试目的。
(2)消磁法
相比助磁法,消磁法是此技术恰好相反,也就是让铁芯无磁力。实现无磁可以通过以下两种方法进行:一是零序阻抗法。该技术通常是应用在三柱铁芯YN的变压器。把三相绕组并联通电,一偶遇磁通需要气隙闭合,可以大大增加电路和电磁,减少电感,从而减少测试时间;二是磁通势抵消法。在开展试验过程中,不仅要给被测绕组通电,同时也要给非被测绕组通电,让二者磁通势相同、方向相反而抵消磁力,这样即可让铁芯磁力接近零,减少电感,实现缩短时间目的。
2、变压器直阻测量中的注意事项
2.1温度
在对变压器直阻展开测试时,需要时刻注意测量时的温度,特别是对于新安装好的电压器,需要将时刻关注温度变化情况,把上层温度作为绕组的温度。在线圈温度保持稳定基础上再开展测量工作,在变压器油箱上下位置的温度不得过大,通常在5℃范围内,为了能够和变压器出厂历次进行测量值对比,需要将不同温度下所测定直阻数值转换到相同标准下,这样比较更有意义。
2.2电力稳定后计数
对于变压器来说,其线圈多多少少都会存在电感,所以在测量时的充电电流不是非常稳定,所以要在电流保持稳定之后再进行计数,这样可以提高一次回路直阻测量的精准性。如果无法保持长期的稳定,需要缩短测量时间。
2.3感应电势问题
感应电势会直接影响测量结果,容易造成结果分散,特别是对于大型变压器来说,绕组之间存在着影响,待到测量完一相时,由于试验接线与顺序较为混乱,在前一相充电电视与两相感应电势恰好相反,结合楞次定律和法拉第电磁感应,此时感应电势所产生的感应电荷会对充电电流造成影响,这就造成测量电阻产生变化,所以测量顺序分散性会导致测量结果产生分散和误差。
2.4剩磁影响
剩磁会对充电绕组的电感值造成影响,增加测试时间,对整个测试工作造成影响。对于大型变压器来说,由于内部的夹层绝缘相对较多,再加上剩磁问题的影响,所以在变压器局部放电中会导致局部电场过强,最终会出现故障问题。因此,可以对大型变压器绕组展开直阻测试中,需要将充电电流控制在1.0A即可,这样即可降低剩磁。
2.5引线电阻对各相绕组直阻影响
由于变压器各相绕组引线长度存在着差异,所以会造成不平衡率超标情况,其中两相绕组所受到的直阻影响最大。引线与套管导杆或分接开关间的衔接不紧密,也会导致变压器组织不平衡超标问题出现。
2.6分接开关接触不良造成直阻超标
如果分接开关接触点压力不足而造成接触不良,或者接电表面镀层材料出现氧化问题造成接触不良,都会对直阻测试造成影响。由于开关接触不良的问题,会导致直阻超标。某企业曾对SFL2-16000/35型变压器,35KV直阻进行测试,发现直阻产生了明显的不平衡情况。在实际试验过程中,出现了一相偶数分接的直阻大于相邻分接直阻,因此怀疑是开关接触不良导致的结果,通过检查发现该相双数触动和开关之间出现了一条引线连接螺栓松动。故障接触电子为2300μΩ,在重新紧固之后测量发现绕组直阻变为正常。可见,开关接触不良会导致直阻测试产生偏差,为了避免分接开关产生故障问题,要在分接开关换挡过程中,反复转动分接开关手柄10次以上,这样可以将表面上油污和氧化膜磨掉,从而提高接触质量,避免产生测量误差等问题。
结束语
综上所述,变压器在电气工程中有着重要作用,加强直阻测试是保证变压器平稳运行的重要手段之一,这就需要针对不同型号的变压器采用对应的测试方法,从而提高测试精度、缩短测试时间,同时也要注重变压器直阻测试的要点,确保测试工作准确无误。
参考文献
[1]袁燕岭,甘景福,陈震,等.变压器直流电阻测试数据异常分析与处理[J].变压器,2011,48(4):60-62.
[2]曾生健.一例主变压器直流电阻测试结果异常分析[J].农村电工,2014(9):38-39.
[3]曹小龙,曹小虎,陈平,等.Excel在变压器直流电阻测试分析中的应用[C]//甘肃省电机工程学会2011年学术年会.2011.
[4]孙俊劲,郭小凯,谢观成.变压器直流电阻测试影响因素分析及处理方法[J].现代制造,2017(27):3-4.