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电气工程师|直流电阻试验讲解

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Part 1:试验目的

直流电阻试验是变压器、电抗器等线圈类设备既简便又重要的一个试验项目。

1)测量绕组连同套管的直流电阻能够有效检测绕组内部导线接头的焊接质量

2)检查引线与绕组接头的焊接质量,电压分接开关各个分接位置及引线与套管的接触是否良好,并联支路连接是否正确,变压器载流部分有无断路,接触不良以及层、匝间有无短路现象。

Part 2:试验原理和仪器选择

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试验原理

目前我们试验仪器所使用的方法基本为电流电压表法,又称为电压降法。电压降法的测量原理,是在被测绕组中通以直流电流,因而在绕组的电阻上产生电压降,测量出通过绕组的电流及电阻上的电压降,根据欧姆定律,即可算出绕组的直流电阻。原理图如下:

图1 压降法测直流电阻原理图

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仪器选择

在选用直流电阻测试仪测量时,我们应该根据设备产品技术数据,如电阻值测量范围等,合理选择直流电阻测试仪,并在测试仪器面板设置放电完毕后的显示。常用的直流电阻测试仪有以下两种:

图2 DZ40直流电阻测试仪

图3 TD-44A直流电阻测试仪

Part 3:试验接线及注意事项

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试验原理

试验接线如下图所示:

图4 直流电阻测试仪测量相电阻接线图

图5 直流电阻测试仪测量线电阻接线图

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注意事项

1、检查仪器, 根据仪器使用说明书和绕组电阻大小选择直流电阻测试仪的测试电流。

2、各绕组引出端子必须全部处于开路状态

3、测量带分接的变压器绕组时, 有载 调压变压器不需切断测量电路进行连续测量。对于 无载 调压变压器在调节分接开关时,必须 切断测量电路

4、测量时一定要等待绕组自感效应影响降至最小程度(即读数稳定),再读取数据。

5、无励磁调压变压器改变分接位置后、有载调压变压器分接开关检修后更换套管后或者打开套管从事相关检修工作后,应测量绕组电阻。

6、测量绕组直流电阻时,能测量相电阻的均测量相电阻,无法测量相电阻时应测量线电阻,以便查找缺陷;三相变压器绕组为Y联结无中性点引出时,应测量其线电阻,例如AB、BC、CA;如有中性点引出时,应测量其相电阻,例如AO、BO、CO;绕组为三角形联结时,首末端均引出的应测量其相电阻;封闭三角形的试品应测定其线电阻。

7、连接导线应有足够截面,且接触必须良好。

8、绕组电阻测定时,应记录绕组温度

Part 4:试验数据处理和分析

在现场进行直流电阻测试时,影响测试结果的因素很多,如分接开关接触不良,测试时的温度,充电时间,测量接线,感应电压,套管中引线和导电杆接触不良等,都会造成三相电流不平衡。

1、相间差

直流电阻线间差或相间差百分数的计算,可按下式进行:

其中△Rx为直流电阻线间差或相间差的百分数,Rmax为三线或三相直流电阻实测值的最大值,Rmin为三线或三相直流电阻实测值的最小值,Rp为三线或三相直流电阻实测值的平均值。

2、温度影响

直流电阻与温度成正相关关系,不同油温下的直流电阻不同。为了与出厂及历次测量的数据比较,应将不同温度下测量的直流电阻换算到同一温度,以便比较。绕组直流电阻温度换算公式为:

式中R1,R2分别为在温度t1、t2下的电阻值,T为电阻温度常数,铜导线取235。

3、接线方式影响

对于变压器三相绕组Y连接无中性点引出线或变压器三相绕组∆连接,当三相线电阻不平衡值超过标准时,则需将线电阻换算成相电阻,以便找出缺陷相。

4、分接开关影响

在对有载调压变压器进行测量时,若遇测量结果不正确,根据1→n所有分接位置的直流电阻,找出规律,判断是否由有载开关内部的切换开关,选择开关,极性开关接触不良引起的,或是某一档的引线松动造成的。

5、接触不良影响

变压器套管中导电杆和内部引线如果接触不良,造成接头发热现象,可以结合红外成像来分析其发热的部位。

6、断线影响

三角形连接的变压器绕组,若其中一相断线,没有断线的两相线端电阻值为正常的1.5倍,而断线相端电阻值为正常值的3倍

7、变压器经受近区出口短路后测试结果应与历史数据进行比对。

对直流电阻进行判断分析时,有标准值的按标准值进行判断,若比较结果虽未超标,但每次测量数值都有所增加,这种情况也须引起注意;此外还需进行“纵横”比较,在设备未明确规定最低值的情况下,将结果与有关数据比较,包括同一设备的各相的数据,同类设备间的数据,同容量变压器的相同测量部位数据,出厂试验数据,经受不良工况前后,与历次同温度下的数据比较等,并结合油色谱分析等来进行分析比较,找出故障原因。

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