變壓器繞組直流電阻的測(cè)量是變壓器試驗(yàn)中一個(gè)重要的試驗(yàn)項(xiàng)目。直流電阻試驗(yàn),可以檢查出繞組內(nèi)部導(dǎo)線(xiàn)的焊接質(zhì)量,引線(xiàn)與繞組的焊接質(zhì)量,繞組所用導(dǎo)線(xiàn)的規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求,分接開(kāi)關(guān)、引線(xiàn)與套管等載流部分的接觸是否良好,三相電阻是否平衡等。直流電阻試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)中,發(fā)現(xiàn)了諸如變壓器接頭松動(dòng),分接開(kāi)關(guān)接觸不良、檔位錯(cuò)誤等許多缺陷,對(duì)保證變壓器安全運(yùn)行起到了重要作用。
一、測(cè)量方法
1.壓降法
這是一種測(cè)量直流電阻的簡(jiǎn)單的方法。在被試電阻上通以直流電流,用合適量程得毫伏表或伏特表測(cè)量電阻上的壓降,然后根據(jù)歐姆定律計(jì)算出電阻,即為壓降法。
為了減小接線(xiàn)所造成的測(cè)量誤差,測(cè)量小電阻(1Ω以下)時(shí),采用圖7-12(a)所示接線(xiàn),測(cè)量大電阻(1Ω及以上)時(shí),采用圖7-12(b)所示接線(xiàn)。
按圖7-12(a)接線(xiàn)時(shí),考慮電壓表PV內(nèi)阻rv的分錄電流Iv,則被試?yán)@組電阻應(yīng)為
實(shí)際上,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量一般均為R=U/I計(jì)算,則繞組電阻測(cè)量誤差為(R/rv)×100%。R越小,誤差越小,所以此種接線(xiàn)適用于測(cè)量小電阻。
按圖7-12(b)接線(xiàn)時(shí),考慮電流表PA電阻上的電壓降,則被試?yán)@組電阻應(yīng)為
若仍以R=U/I計(jì)算,繞組實(shí)際電阻應(yīng)減去差值,繞組電阻測(cè)量誤差為(/R)×100%,R越大,誤差越小,所以此種接線(xiàn)使用與測(cè)量大電阻。
壓降法所用的直流電源,可采用蓄電池、精度較高的整流電源、恒流源等。
由于變壓器繞組的電感較大,所以測(cè)量時(shí)必須注意在電源電流穩(wěn)定后,方可接入電壓表進(jìn)行讀數(shù);而在斷開(kāi)電源前,一定要先斷開(kāi)電壓表,以免反電動(dòng)勢(shì)損壞電壓表。壓降法雖然比較簡(jiǎn)便,但準(zhǔn)確度不高,靈敏度偏低,廠家與運(yùn)行部門(mén)多采永電橋法測(cè)量繞組直流電阻。
2.電橋法
用電橋法測(cè)量時(shí),常采用單臂電橋和雙臂電橋等專(zhuān)門(mén)測(cè)量直流電阻的儀器被測(cè)電阻10Ω以上時(shí),采用單臂電橋;被測(cè)電阻10Ω及以下時(shí),采用雙臂電橋。對(duì)于小容量變壓器單臂電橋可采用4.5V及以上的干電池作為電源,雙臂電橋采用1.5~2V的多節(jié)并聯(lián)干電池或蓄電池作為電源,直接測(cè)量變壓器繞組直流電阻。
當(dāng)變壓器容量較大時(shí),用于電池等作為電源,充電時(shí)間很長(zhǎng),現(xiàn)在一般廠家及運(yùn)行部門(mén)均采用全壓恒流電源作電橋的測(cè)量電源。常用的恒流源有QHY-5A型、QHY-7A型等。圖7-13所示接線(xiàn),大大縮短了測(cè)量時(shí)間,而且操作簡(jiǎn)單,受到了試驗(yàn)人員的歡迎。
用電橋法測(cè)量準(zhǔn)確度高,靈敏度高,并可直接讀數(shù)。
用電橋測(cè)量準(zhǔn)確度高,靈敏度高,并可直接讀數(shù)。
用電橋測(cè)量變壓器繞組電阻時(shí),由于繞組的電感較大,同樣需等充電電流穩(wěn)定后,再合上檢流計(jì)開(kāi)關(guān);測(cè)取讀數(shù)后拉開(kāi)電源開(kāi)關(guān)前,先斷開(kāi)檢流計(jì)。測(cè)量220KV即以上的變壓器繞組電阻時(shí),在切斷電源前,不但要斷開(kāi)檢流計(jì)開(kāi)關(guān),而且要將被試品接入電橋的測(cè)量電壓線(xiàn)也斷開(kāi),防止由于電源瞬間的反電動(dòng)勢(shì)將橋臂電阻間的絕緣擊穿和橋臂電阻對(duì)地等部位擊穿。
二、新的測(cè)量方法
由于變壓器容量增大,特別是五柱鐵芯和低壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)的大型變壓器,測(cè)試?yán)@組直流電阻的電流達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間達(dá)數(shù)小時(shí)甚至10多小時(shí),不僅時(shí)間長(zhǎng),而且還不能保證測(cè)量準(zhǔn)確。經(jīng)過(guò)多年的研究,這個(gè)問(wèn)題有了突破性進(jìn)展。
成功測(cè)量變壓器繞組直流電阻為關(guān)鍵的問(wèn)題把自感效應(yīng)降低到小程度,其方法介紹如下。
1.助磁法
該方法是強(qiáng)迫鐵芯磁通迅速飽和,從而降低自感效應(yīng),減少測(cè)量時(shí)間。
(1)用大容量直流電源,增加測(cè)量電流的值。如用2只190Ah的蓄電池,通40A的電流,測(cè)量250MVA/500KV自耦變壓器中壓繞組的直流電阻值,每個(gè)分接只需1~2min.
(2)將高壓、低壓繞組串聯(lián)起來(lái)通上電流,采用同相位和同極性的高壓繞組助磁。由于高壓繞組匝數(shù)遠(yuǎn)比低壓繞組多,用較小的電流值使鐵芯飽和,如一臺(tái)360MVA/220變壓器,鐵芯為五柱式,低壓繞組為三角形聯(lián)結(jié),通10A電流,在15MIN內(nèi)就可以同時(shí)測(cè)出一相的高壓、低壓繞組的電阻值。
(3)采用恒壓恒流源法的直阻測(cè)量?jī)x法。它利用電子電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié),在極短時(shí)間內(nèi)把穩(wěn)壓源平穩(wěn)地轉(zhuǎn)入穩(wěn)流源,而且輸出電流zhui大達(dá)40A,適用于各類(lèi)變壓器測(cè)量。如果把高、低壓繞組串聯(lián)起來(lái)應(yīng)用雙通道對(duì)高、低壓繞組同時(shí)測(cè)量,解決了三相互柱式大容量變壓器直流測(cè)量的困難。如測(cè)量一臺(tái)360MVA/500KV變壓器繞組直流電阻大約30~40min。該方法測(cè)量接線(xiàn)圖如圖7—14所示。
2.消磁法
和上面講的助磁法相反,消磁法力求通過(guò)鐵芯的磁通為零。使用的方法有以下兩種:
(1)零序阻抗法。該方法僅適用于三柱鐵芯YN聯(lián)結(jié)的變壓器。將三相繞組并聯(lián)起來(lái)同時(shí)加電流,由于磁通需經(jīng)過(guò)氣隙閉合,磁路的磁阻增大,繞組的電流隨之減小。達(dá)到測(cè)量電阻時(shí)間短的目的。
(2)磁通勢(shì)抵消法。試驗(yàn)時(shí)除被測(cè)繞組加電流外,非被測(cè)繞組中也同電流,使兩者產(chǎn)生的磁通勢(shì)大小相等而方向相反,達(dá)到互相抵消,使對(duì)一臺(tái)120MVA/220KV三相五柱式變壓器采用消磁法和恒流法測(cè)量高、中、低壓繞組的直流電阻測(cè)量,3min達(dá)到穩(wěn)定。比單用恒流法縮短充電時(shí)間10倍以上。
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