關(guān)于變壓器繞組熱電阻的一種測(cè)量方法介紹

上海自?xún)x公司在GB1094.2-2013《電力變壓器第2 部分液浸式變壓器的溫升》中規(guī)定：繞組平均溫度是通過(guò)測(cè)量繞組電阻確定的，在切斷電源和斷開(kāi)短路接線(xiàn)后，立即將待測(cè)電阻的繞組兩端接入直流測(cè)量回路，因?yàn)楫?dāng)繞組開(kāi)始冷卻時(shí)，繞組電阻隨時(shí)間發(fā)生變化，測(cè)量時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)，應(yīng)用外推法推算電源切斷瞬間的繞組溫度。由于繞組的電氣時(shí)間常數(shù)（L/R）較大，因而只有經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后，才能測(cè)得準(zhǔn)確的熱電阻值。對(duì)于中華電力的電力變壓器，上海自?xún)x公司由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，只有選擇正確的試驗(yàn)線(xiàn)路才能迅速的得到有效直流電阻。本臺(tái)產(chǎn)品的型號(hào)為ODFPZ-335000/500，一個(gè)變壓器油箱內(nèi)有兩個(gè)鐵心和兩個(gè)熱電阻器身，兩個(gè)器身上的繞組互相連接，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，具體的繞組連接圖如下：該變壓器分為主體和增壓兩個(gè)變壓器，主體變?yōu)? 柱鐵芯，主柱上繞有平衡繞組TV，調(diào)壓繞組TAP，公共繞組CV 和串聯(lián)繞組SV；增壓變主柱上繞有增壓繞組BV 和勵(lì)磁繞組EV。

采用這一結(jié)構(gòu)的目的是為了降低有載分接開(kāi)關(guān)的絕緣水平，設(shè)置了高低壓等匝的增壓變，增壓變的勵(lì)磁繞組與主體變的調(diào)壓繞組相并聯(lián)。調(diào)壓方式為主體變恒磁通調(diào)壓方式，增壓變變磁通調(diào)壓方式。溫升試驗(yàn)中，首臺(tái)要求所有熱電阻繞組都進(jìn)行溫升測(cè)量，為了測(cè)量調(diào)壓TAP和勵(lì)磁EV 繞組，引出試驗(yàn)端子T1、T2，所有繞組的測(cè)量同常規(guī)產(chǎn)品。但是第二臺(tái)和第三臺(tái)沒(méi)有試驗(yàn)端子，要求測(cè)量串聯(lián)SV、公共CV 和增壓BV 繞組的溫升，油面溫升和線(xiàn)油溫差需要在非常大損耗分接（即1 分接）施加，如果在1 分接進(jìn)行串聯(lián)和公共的熱電阻測(cè)量，當(dāng)串聯(lián)和公共繞組開(kāi)始施加直流電壓時(shí)，會(huì)在鐵心內(nèi)產(chǎn)生磁通，而熱電阻調(diào)壓繞組又與勵(lì)磁繞組并聯(lián)，這就相當(dāng)于調(diào)壓繞組對(duì)增壓變勵(lì)磁，這時(shí)有一個(gè)反方向的電流流過(guò)調(diào)壓繞組，使得主體變壓器鐵心的磁勢(shì)降低，從而延長(zhǎng)鐵心磁飽和的時(shí)間，而且勵(lì)磁的增加變相當(dāng)于一個(gè)非線(xiàn)性負(fù)荷，反過(guò)來(lái)又會(huì)影響串聯(lián)和公共繞組的電壓，因此需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能消除電感的影響，得到有效的繞組電阻。首臺(tái)產(chǎn)品上實(shí)際測(cè)量需要10min 數(shù)據(jù)才能達(dá)到穩(wěn)定，而IEC 要求4min之內(nèi)測(cè)量有效數(shù)據(jù)，不能滿(mǎn)足要求，當(dāng)分接開(kāi)關(guān)置于15 分接即分開(kāi)關(guān)正負(fù)K 位置時(shí)，此時(shí)勵(lì)磁繞組短路，調(diào)壓繞組開(kāi)路，此時(shí)只有調(diào)壓繞組的一端連接到勵(lì)磁繞組，兩個(gè)變壓器的磁通不會(huì)互相影響，測(cè)量串聯(lián)和公共繞組熱電阻時(shí)與常規(guī)自耦變壓器產(chǎn)品測(cè)量狀態(tài)相同，可以快速的得到有效電阻，實(shí)際溫升試驗(yàn)中，斷電后切換有載分接開(kāi)關(guān)和斷開(kāi)封線(xiàn)同時(shí)進(jìn)行，2min 內(nèi)可以得到有效電阻。

測(cè)量增壓繞組時(shí)，線(xiàn)油溫差也需要在1 分接施加，由于增壓變的勵(lì)磁繞組與主體變調(diào)壓繞組并聯(lián)，如果也在15 分接進(jìn)行測(cè)量的話(huà)，因?yàn)橛休d分接開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭連接至K 點(diǎn)，實(shí)際勵(lì)磁繞組是處于被短路的狀態(tài)，也就是說(shuō)在15分接測(cè)量增壓繞組時(shí)，增壓變的非被試端子處于短路狀態(tài)，此時(shí)增壓繞組施加直流電壓，會(huì)在短路的勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生直流電流，該直流電流由于直流電阻的作用會(huì)逐漸減小，這時(shí)會(huì)影響增壓繞組的熱電阻測(cè)量，測(cè)量時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)，實(shí)際測(cè)量時(shí)需要6min 數(shù)據(jù)才可以達(dá)到穩(wěn)定，不能滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。當(dāng)有載分接開(kāi)關(guān)切換至1 分接時(shí)，勵(lì)磁繞組雖然帶有負(fù)載，但是在預(yù)先給鐵心注磁的前提下，仍然可以保證3min 出的數(shù)據(jù)是有效的。

當(dāng)變壓器進(jìn)行直流電阻測(cè)量時(shí)，如果試品分接不正確也不能得到正確結(jié)果，如測(cè)量增壓繞組時(shí)，在高壓端A2 注入電流I+，中性點(diǎn)Na 取U+，低壓端a1 分別取I—和U—，加電后儀器會(huì)出現(xiàn)接線(xiàn)錯(cuò)誤，這是由于在充電過(guò)程中在公共繞組上產(chǎn)生的匝電壓會(huì)超過(guò)儀器所允許的40V 測(cè)量電壓，因此儀器會(huì)保護(hù)。如果在中性點(diǎn)Na 注入電流I+，高壓端A2 取U+，低壓端a1 分別取I－和U－，在串聯(lián)繞組上產(chǎn)生的匝電壓不會(huì)超過(guò)儀器允許的電壓，測(cè)量可以進(jìn)行；或者在高壓端A2 注入電流I+，中性點(diǎn)Na 取U+，低壓端a1 分別取I—和U—，此時(shí)電壓回路先斷開(kāi)，即U+和U－不要同時(shí)接好，等待電流穩(wěn)定充到40A 時(shí)，再將電壓回路接好，上海自?xún)x公司會(huì)很快達(dá)到穩(wěn)定的正確數(shù)據(jù)。結(jié)論：對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的變壓器，尤其是具有多個(gè)鐵心的變壓器，其直流電阻測(cè)量中應(yīng)充分考慮各個(gè)鐵心磁路的互相影響，選擇合適的分接和合適的試驗(yàn)線(xiàn)路，這樣才能得到正確的結(jié)果。