变压器绕组直流电阻快速测量方法研究论文_王海忠

特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100

摘要:在变压器温升、验收、例行、修后等相关试验当中,绕组直流电阻测量工作是非常重要的一个项目,绕组直流电阻能够有效的对导线连接处的电阻率以及焊接质量进行直接反应,并且可以判断绕组当中是否出现匝间短路等问题,所以对绕组直流电阻进行测量具有非常重要的意义,变压器铁芯的剩磁特性也会直接影响直流电阻的测量结果,所以如何对变压器低压绕组直流电阻进行准确的测量,让工作的效率提高,是当前电气工作者需要关心的问题之一。

关键词:变压器绕组;直流电阻;快速测量;方法;应用

1变压器绕组直流电阻快速测量概述

在常规测量当中,变压器绕组直流电阻测量是非常重要的一个项目,不管是在生产时或是在事故分析时都需要进行。这项试验这项试验非常重要,而且简便,是保证变压器检修质量生产质量以及运行的关键,对直流电阻进行测量可以对变压器焊接质量绕组材质以及开关接触等进行准确的体现,比如说在变压器进行绕组制造的时候,如果使用的导线是不同厂家的,很容易造成电阻值不平衡的情况。在一些110千伏的大型变压器高压绕组当中,通常使用的是纠结式绕组,具有很多的焊点,某些大型变压器低压绕组铝铜线使用的是铝铜接头,具有需要具有较高的焊接工艺。中型变压器低压绕组当中具有多根并联线路,若是出现假焊,就可能导致电阻值不平衡等情况。

2有铁芯的直流电路过渡过程

在电流通过绕组的过程中,在铁芯当中励磁安匝会出现磁通。在此过程中会产生相应的电感。

(1)

在设备接入直流电源之后,因为接入的初始电流相对较小,在励磁安匝数相对较小,磁通密度相对较低,所以电磁导率也较大,在此过程中电流增长的速度不变较慢,励磁线圈当中具有较大的电感。由于电流逐步增加,在此过程中励磁安匝数也相对增加,导致铁芯磁导率出现下降的趋势,电流出现较快速度的增长。电流增大的速度进一步加快在铁芯磁通密度方面达到饱和值,这个时候铁芯磁导率出现一定程度的减小,导致电感产生下降的趋势,这个时候电流会处于一个较为稳定的值,产生缓慢的增长。所以在对绕组直流电直流电阻进行测量的过程中,一定要保证回路电流处于稳定的状态。

2 助磁法

助磁法也被叫做是绕组串联法,在对低压三角形联结绕组直流电阻进行测定的过程中,可以串联高、低压绕组,这样能够让两侧绕组当中的电流影响铁芯的励磁方向保持一致。让铁芯电感减小,符合让直流电阻测量时间缩短的目的。

图1主要指的是Y/△接线的助磁法接线图。在对低压Rab进行测量的过程中,因为低压绕组匝数相对比较少,使用需要保证铁芯在饱和条件下具有较大的直流电流。在线路当中进行匝数较多的高压绕组串入后,B相铁芯当中的励磁安匝数则可以控制在2/3INL+INH,能大幅度让绕组直流电阻测量时间减少。

图1助磁法接线图

3剩磁对直流电阻测量的影响

在对电阻值a和b进行测量的过程中,其绕组的磁通方向和图3-a当中箭头的方向相同。在进行电阻b、c测量的过程中,绕组当中会出现剩磁,这个时候绕组a当中的剩磁和绕组b、绕组c形成的磁通方向相同,产生了助磁的效果,在此过程中b绕组以及c绕组当中的剩磁会影响测量b电阻、c电阻,形成方向相反的磁通,要想对电阻b、c进行准确的测量,首先需要将b、c铁芯当中的剩磁消除,形成反向磁通,只有如此才能让b铁芯、c铁芯重新恢复饱和状态,这样会让测量的时间增加,为了对铁芯剩磁进行充分的利用,防止甚至出现的影响,相关人员提出了一种改进助磁的方式。让恒流源输出电流的方向改变,对低压电绕组的测量顺序进行调整,可以有效的控制,甚至将剩磁利用率从原来的1/3转变为2/3,这样可以把剩磁在测量过程中的阻碍作用降低,通过实际分析发现符合准确度的具体需要,在改进后和原方法相比,改进过程中测量速度有了大幅度的提高,尽管这种助磁法在改进的过程中提高了工作的效率,但是依然会出现其他的问题,需要后续进行注意。

图2改进助磁法接线图

在低压侧三相绕组进行测试的过程中,其时间依然会达到40分钟,在变压器容量进一步增大的条件下,其时间会逐步延长,所以在测试的过程中需要进一步控制时间,其次铁芯剩磁会直接影响测试的过程,这种影响依然无法得到控制,所以在测量过程中,时间和结果方面的准确性依然会出现一定的影响,通过实验分析发现,△连接的低压绕组直流电阻测量过程中依然出现了两快一慢的情况,在测试的时候有一项绕组在测试时间方面会比其他两项慢很多,在充电电流无法符合仪器需要的条件下进行测量会严重影响判断的结果,所以一定要对大型变压器低压侧位△连接方式条件下的直流电阻测量进行控制。

首先需要依照图5a当中的接线,依照助磁原理,等到回路稳定时,铁芯饱和的状态下,把电压表的开关设置到一处,对a相绕组电压进行测量,设定为u1,接着将电压表开关设置到2处,对b相绕组电压进行测量,设置为U2,依照欧姆定理公式如下:

接着依照图5b当中的接线进行测量,因为a相和c相绕组在励磁方向上和上次测量结束之后的方向是相同的,所以会在此次测量的过程中具有助磁的效果,在b相绕组低压侧以及b相绕组高压侧,尽管在电流励磁方向上有一定的区别,然而总励磁安匝控制在12INH到13INL之间,在此过程中b相铁芯剩磁会起到正向助磁的效果,如此一来,三相绕组铁芯当中的剩磁都有益于本次测量,另外依照相同的原理可以在电流回路稳定以及铁芯饱和的条件下,对c相绕组电压进行测量,设置为U3。U4则是所测b相绕组的电压,依照欧姆定律公式如下。

完成测试之后,对相关方程式进行联立就可以将Ra、Rb、Rc的值测算出来,具有较高的准确性,可以多次测验取平均值作为最终的效果,符合测试的要求。

结束语

对变压器绕组直流电阻进行测试的过程中,一定要注意创新的使用相关的方法,可以有效的减少测量过程中的时间,防止铁芯剩磁影响测量的效果,让铁芯剩磁饱和速度加快。

参考文献:

[1]孙锋,陈志国,黄宝新.双通道助磁法电阻测量在温升试验中的应用[J].变压器,2014,51(4):68,69

[2]张军强,赵纲,罗蕾,李清贵,江航,张兴立.大型变压器低压绕组直流电阻快速测量方法[J].电工技术,2016(04):65-67.

论文作者:王海忠

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/22

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