变压器直流电阻不平衡率超标的原因及纠正方法
摘要：对变压器直流电组在现场测试时发现不平衡。经过分析研究，找到了原因。并且提出了防
止措施。
关键词：变压器直阻测试
1、
前言
测量变压器绕组的直流电阻是出厂、交接和预防性试验的基本项目之一，也是变压器故障后的重要检查项目，这是因为直流电阻及其不平衡率对综合判断变压器绕组（包括导杆与引线的连接、分接开关及线圈整个系统）的故障具有重要的意义。事故分析表明，影响直流电阻不平衡率的因素很多，本文结合岳阳电厂二期工程启备变直流电阻超标的问题，以及通过其它情况重点分析变压器结构设计、导线材质以及绕组回路各元件本身故障等原因引起的不平衡率超标，并提出防止措施。
2、不平衡率超标的原因
2.1问题的出现
岳阳电厂二期工程启动/备用变是由西安变压器厂生产的SFPFZ7——50000/220三相有载
变压器，其的两个低压绕组按上、下结构方式布置的轴向，高压绕组在外面。
2005年9月我们在现场对该变压器进行直流电阻测试时，发现两个低压绕组上、下段直流电阻不平衡分别超标达3.25%和7.03%(t=9oC)，超过国标规定：相间的直流电阻值不平衡度不大于2%，线间直流电阻值不平衡度不大于1%。为了防止试验有误，我们第二天又进行了测试，做进一步验证，其结果是该变压器低压线圈直流电阻不平衡上段为3.3%，下段为4.%（t=1oC），见下表：
岳阳电厂二期工程启备变低压侧直流电阻值
一、西安变压器厂出厂电阻值单位uΩ互差%上段12oC75oCalol2.1042.579下段12oC75oCblol2.0102.5233.35%clol2.4836.2%a2o21.930b2o21.908c2o22.4232.3951.9732.477
二、火电公司实测数据日期
2005.9.5
下
日下午上段
段
9oC75oCalol1.867blol2.3731.8502.351
9oC75oCclol1.9112.4293.25%a2o22.029b2o21.930c2o21.07.03%2.5792.4022.453
日
期
2005.9.6
日
下
午
上
段
1oC75oCalol1.8402.397
下
段
1oC75oCblol1.822clol2.3741.8832.4533.3%a2o22.007b2o21.913c2o21.8826.46%2.6152.4932.452
三、电厂实测电阻值日期
2005.9.19
日上段
1oC75oCalol3.4504.534blol3.3784.439clol3.3842.1%4.447
下段1oC75oCa2o23.570b2o23.480c2o23.5702.5%4.6914.5734.691注：直流电阻不平衡率计算应以三相实测最大值减最小值作分子，三相实测平均值作分母来计算。
从上表可以看出，厂家将低压线圈直流电阻上、下段的测试结果搞反了。
为了慎重起见，岳阳电厂要求生产人员测试该变压器低压侧相与相直流电阻后发现该变压器直流电阻不平衡，上段达2.1%，下段达2.5%（t=1oC），超过规程1%的要求。
有关技术专业人员都清楚，变压器直流电阻投运前的测试结果，是检验变压器投运后运行好坏的一项指标。而且由于岳阳二期工程是单电源供电，一旦启备变有质量问题，将使整个工程无法试运转，其损失是巨大的。因而应对该变压器直流电阻超标的原因引起足够的重视，并进行认真的分析。（1）不平衡率超标的原因
岳阳电厂二期工程启备变引线结构示意图如附所示。
由以上附图可见，各相绕组的引线长短不同，因此各相绕组的直流电阻就不同，可能导致其不平衡率超标。为了说明问题，以下段引线为例，按实际导线结构电阻值分别计算相加，得出每相引线电阻值，进行分析比较。
以下是对下半相每相引线电阻进行复算，得出三相引线直流电阻的设计值：
①、下半相A202引线主要由7部分导体组成：
1234567材料8某80铜排φ56某6铜排8某80铜排8某80铜排φ30铜园5某50铜排扁钢线总截面788.4mm275oC时总A2O2相直流电阻:0.002635Ω②、下半相B2O2引线主要由5部分导电体组成：
12345材料8某80铜排φ56某6铜排φ30铜园5某50铜排扁钢线总截面788.4mm275oC时总B2O2相直流电阻:0.0024756Ω③下半相C2O2引线主要由6部分导电体组成：
123456材料8某80铜排φ56某6铜排8某80铜排φ30铜园5某50铜排扁钢线总截面788.4mm275oC时总C2O2相直流电阻:0.002461Ω
上述的计算数据与试验值见下表：
A202B202C20275oC时计算值折算到12oC时计算值12oC时试验测试值0.0026350.0024760.0024610.00209950.001972530.001960750.0021040.0020220.001978
有
效
长
度
mm94424005602450401830075oC
计
算
值
Ω0.000031490.000054370.000018680.000074040.0000342450.002248mm194824002450401830075oC
计
算
有效长度
值
Ω0.00009840.000054370.000074040.000034250.002248有效长度mm4147-475-3672240072923202450401830075oC
计
算
值
Ω0.00012250.000054370.000024320.000077390.000074040.000034250.002248
三相平均电阻不平衡率0.0025246.9%0.0020226.9%0.0020316.2%由此可见，由于引线的影响可导致变压器绕级的不平衡率超标。对于三相线圈直流电
阻非常相近的变压器，A、C两相绕组的直流电阻受引线的影响最大（见变压器的结构图），因此其不平衡率容易超标。（2）结论分析
由以上分析得出，启备变SFPFZ7——50000/220三相有载变压器是西安变压器厂新设计的一台产品，由于该台产品低压电压较低（仅为6.3KV），且采用星形接线，低压电流较大，线圈直流电阻较小，计算值仅为0.002248Ω（折算到75oC时），因此低压引线的长短不同，直接影响三相引线的直流电阻不同，从变压器内部引线的排布的情况可以看出（见变压器结构图），其三相直流电阻不平衡率超过2%是由于引线长短不同引起的。
3、
解决的办法
为了消除引线电阻差异对变压器绕组造成的不平衡率超标的影响，可采取以下措施：a)在保证机械强度和电气绝缘距离的情况下，尽量增大低压套管间的距离，使A、C相的
引线缩短，因而引线电阻减少。这样可以使三相引线电阻尽量接近。
b)适当增加A、C相首端引线铜（铝）排的厚度或宽度。如能保证各相的引线长度和截面
近似相等，则三相电阻值也近似相等。
c)适当减小B相引线的截面。在保证引线允许载流量的条件下，适当减小B相引线截面
使三相引线电阻近似相等，这也是一种可行的办法。
d)寻找中性点引线的合适焊点。对A、B、C三相末端连接铜（铝）排，用仪器找出三相
电阻相平衡的点，然后将中性点引出线焊在此点上。e)在最长引线的绕组末端连接上并联铜板以减小其引线电阻。
f)将三个线圈中电阻值最大的线圈套在B相，这样可以弥补B相引线短的影响。对上述方法，在实际中可以选择其中之一单独使用，也可综合使用。
针对该台启备变直流电阻超标的问题，西变厂在设计时就没有采取任何措施消除超标原因，
致使该变压器生产出来后先天不足，造成直流电阻超标。尽管我们判断该台变压器焊接是良好的，引线的材质也是良好的，线圈电阻值也是平衡的（0.002248Ω）。但毕竟造成该启备变直流电阻超标，为以后的安全运行带来一定的问题。
4、
其它原因引起的直流电阻超标及防止措施
岳阳电厂一、二期工程共计大型变压器6台，至今就发现二期启备变SFPFZ7——50000/220直流电阻有超标现象，针对这一现象，应对变压器绕组直流电阻测试给予足够重视。另外对其它原因引起变压器直流电阻超标进行分析，以保证变压器运行的可靠安全。i.
导线质量
实测表明，有的变压器绕组的直流电阻偏大，有的偏差较大，其主要原因是某些导线的铜和银的含量低于国家标准规定限额。有的即使采用合格的导线，但由于导线截面尺寸偏差不同，也可能导致绕组直流电阻不平衡率超标。为消除导线质量问题的因素可采取下列措施：
（1）加强对入库线材的检测，控制劣质导线流入生产的现象，以保证直流电阻不平
衡率合格。
（2）把作为标准的最小截面Smin改为标称截面，有的厂采用这种方法，把测量电
阻值与标称截面的电阻值比较，这样就等于把偏差范围缩小一半，有效地消除直流电阻不平衡率超标的现象。
ii.连接不紧
测试实验表明，引线与套管导杆或分接开关之间连接不紧，都可能导致变压器直流电阻不平衡率超标。
消除连接不紧应采取下列措施：
（1）提高安装与检修质量，严格检查各连接部位是否连接良好。
（2）在运行中，可利用色谱分析结果综合判断，及时检查出不良部位，及早处理。iii.
分接开关接触不良
有载和无载分接开关接触不良的缺陷，是主变压器各类缺陷中数量最多的一种，这给变压器安全运行带来很大的威胁。
分接开关接触不良的直接原因是：接触点压力不够和接触点表面镀层材料易于氧化，而根本原因则是结构设计有不合理之处，也没有采取有效的保证接触良好的措施。改善接触不良的主要措施有：
（1）在结构设计上采取有效措施保证触头接触良好。（2）避免分接开关机件的各部分螺钉松动。
（3）有载调压5~6年至少检修一次。即使切换次数很少，也应照此执行。iv.
绕组断股
变压器绕组断股往往导致直流电阻不平衡率超标。
为消除由于断股引起的直流电阻不平衡率超标，宜采取的措施有：
（1）变压器受到短路电流冲击后，应及时测量其直流电阻，及时发现断股故障，及
时检修。
（2）利用色谱分析结果进行综合分析判断，经验证明，这是一种有效的方法。
5、
结束语
5.1变压器绕组直流电阻不平衡率超标的原因很多，本文仅涉及几个重要方面供分析故障
参考。
5.2采用色谱分析与测量直流电阻综合分析判断，是检测运行变压器绕组直流电阻不平衡
率超标的有效方法，可在实践中采用。
5.3精心设计，认真安装与检修，加强运行管理是减少和消除直流电阻不平衡率超标的主
要措施，应当引起有关方面重视。
1、《电气装置安装工程》交接试验标准
2、电机学叶东编天津科学技术出版社
