110kV主变直流电阻不平衡的原因及分析

赵庆新，董万光，李 颖

(聊城供电公司，山东 聊城 252000)

主变直流电阻的测试是变压器交接试验和预试试验的重要项目之一。通过这些试验，可对绕组接头焊接是否存在质量问题，绕组有无层间、匝间短路，引出线有无断裂，多股导线并绕的绕组是否有断股，电压分接开关的各个位置接触是否良好，分接开关实际位置是否相符等问题进行检查。

在试验过程中，直流电阻可以反映绕组是否存在多点接地的情况，其纵向变化率可反映有载开关触点损坏的情况，直流电阻不平衡率可发现绕组引线与导电杆焊接质量存在的问题。试验时，不平衡率可能完全符合规程规定，但各相电阻的变化会显示变压器电流回路的异常情况。因此，仅套用平衡率的标准是不够的，还应对直流电阻测量数据的隐含信息给予足够的重视，并对其进行深入的分析，以保证试验结论的正确性。

1 引起直流电阻不平衡的原因及分析

在实际测量过程中，引起变压器直流电阻值不符合规范要求的原因可归纳为测量技术和变压器本身两方面，其中变压器本身因素是主要原因。

1.1 测量技术

引起直流电阻不平衡的主要因素包括：仪器选型不当、测量接线错误、引线电阻及其接线电阻过大、放电不充分等。对于这些技术上的因素，可以在采取更换仪器、变更接线、处理套管外表面等相关措施后，重新试验进行验证，予以排除。

1.2 变压器

110 kV 主变大多为两绕组或三绕组变压器，其共同点是，在其高压侧采用有载调压装置，高压侧接头较多，接线复杂，发生不平衡的可能性大。因此，由变压器自身因素引起的直流电阻不平衡不易排除。

造成变压器绕组直流电阻不平衡率超标的主要原因有：

(1)各相绕组的引线长短不同，造成各相绕组的直流电阻不同；

(2)变压器绕组的制造工艺不同，导线截面尺寸存在偏差；

(3)绕组与套管导电杆连接处有氧化层或紧固螺母松动；

(4)绕组分接引线电缆头与分接开关导电柱连接松动；

(5)套管导电杆与引线间的接触不良；

(6)穿缆引线鼻与将军帽等连接部件接触不良；

(7)有载开关接触点压力不够、接点表面镀层材料氧化或长期使用被电弧烧伤，分接开关切换不到位等；

(8)变压器绕组断股、变形等。

对于变压器自身因素引起的绕组直流电阻不平衡率超标，一般处理原则如下：

(1)与出厂、交接试验报告的数据相比较，可以排查因引线电阻的差异、分接开关指位指针移位、导线质量引起的直流电阻不平衡率超标；

(2)多次操作分接开关，不平衡率无明显降低，且每档的直流电阻不平衡率无明显变化，可以排除分接开关接触不良这一因素；

(3)对于断裂、套管导杆与引线接触不良、线圈匝间、层间、相间发生短路等引起的直流电阻不平衡率超标的因素，可参照表1 进行排查。

表1 几种常见故障现象的测量分析结果

2 实例分析

2011年3月，在对某变电站1 号主变(型号：SZ10-50000/110)进行预防性试验过程中发现，分接开关1 档和8 档直流电阻的测试数据正常，其他几档测试数据散乱，不符合正常规律，直流电阻不平衡率超标，其中某一档最大不平衡率系数达5.03 %。具体试验数据如表2 所示。

表2 直流电阻试验数据(油温22 ℃)

《电力设备交接和预防性试验规程》规定：1 600 kV·A 以上的变压器，相间电阻差别一般不大于三相平均值的2 %，线间电阻差别一般不大于三相平均值的1 %；1 600 kV·A 及以下的变压器，相间电阻差别一般不大于三相平均值的4 %，线间电阻差别一般不大于三相平均值的2 %，测得的相间差与以前相应部位测得的相间差比较其变化也不应大于2 %。《山东电力集团公司输变电设备状态检修试验规程实施细则》规定：变压器在运行中，相间互差不大于2 %，同相初值差不超过±2 %。

正常情况下，在有载调压装置分接开关的各分接位置所测得直流电阻应符合按分接位置递增或递减的规律。根据试验测试结果，1 档和8 档测试数据正常，可排除测量技术，线圈或引线焊接断裂，线圈匝间、层间、相间发生短路等原因。其他几档测量数据不符合正常规律，可能是由于变压器内部电流回路连接部件接触不良引起的。变压器高压侧接线复杂，接头也多，高压侧的接线结构顺序是：引出线接线帽→套管内下引线→高压侧绕组→转换开关→分接开关→调压绕组→中性点，其中任何一个连接部位出现问题都会导致所测直流电阻变化。

套管导杆与引线及分接开关是最易出现问题的部件。从试验结果看，1 档和8 档测试数据正常，所以可排除因套管导杆与引线接触不良引起直流电阻不平衡的可能性。以往经验表明，分接开关接触点压力不够易导致接触点表面镀层材料氧化，而测量直流电阻的设备输出电压低、电流小，不能够击穿开关动、静触头间的氧化层，会造成测试的误差。

根据分析结果，对变压器的分接开关可以采用大电流测量直流电阻法将其分接开关的氧化层烧掉, 使分接开关的接触电阻恢复正常。另外，也可以多次切换分接开关，以消除触头表面的氧化膜。由于测试设备不能长时间输出大电流等原因，分接开关通大电流不易实现，故采用多次切换分接开关的方法来消除触头表面的氧化膜和油垢，先后对分接开关进行了1 200 次换挡操作。在对变压器分接开关进行处理后，重新进行直流电阻测试，再次测试的结果符合规程规定，试验结果如表3 所示。

表3 直流电阻试验数据(油温30 ℃)

在实际运行过程中，某些变电站主变很少或几乎不使用有载调压开关，易造成分接开关触头表面的氧化，因而使预试过程中的测量结果出现误差，易造成误判，影响主变的正常运行。

3 结束语

多年的试验经验表明，变压器回路过渡、转换部件出现故障是引起直流电阻不平衡率不合格的主要原因，根据以上提到的原则进行分析判断，可较快、正确地处理问题，保证变压器的正常运行。

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