电力变压器变低绕组直流电阻异常分析及对策

摘要：变压器绕组直流电阻的测试是预防性试验和设备交接试验的基本项目之一，也是运行中变压器发生故障后重要的检查试验项目。它是发现变压器绕组缺陷的重要手段。我们在对某220kV变电站#1主变压器进行变压器绕组直流电阻试验时，其变低绕组直流电阻试验结果超出《电力设备预防性试验规程》允许范围，结合该变压器的历史数据和运行概况，使用多种不同的试验方法来进行试验，详细分析了变低绕组直流电阻试验结果增大的原因，就变压器绕组直流电阻试验，提出了防止试验失真再次发生的措施。

关键词：变压器；绕组直流电阻；试验结果

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）02-0123-03

1 概述

变压器是电力系统中的重要设备，它担负着电能的传输和分配，所以它的安全稳定运行有着重要意义。而三相电力变压器绕组直流电阻测试是变压器出厂及预防性试验的主要项目之一，也是变压器发生故障后的重要检查项目。按照IEC标准和国标GB1094，变压器在制造过程中修和大修后、交接试验和预防性试验以及绕组平均温升的测定和故障诊断中等都必须进行该项试验。根据标准规定：1.6MVA以上的变压器，相电阻不平衡率应≤2%，无中性点引出的绕组，线电阻不平衡率应≤1%；1.6MVA以下的变压器，相电阻不平衡率应≤4%，线电阻不平衡率应≤2%。以下就我们在一次预防性试验中，按照规程规定的试验方法，运用各种试验设备，针对各试验数据综合分析，发现影响变压器绕组直流电阻试验数据的因素，提出了消除不良因素的相应处理措施，准确测量变压器绕组直流电阻的注意事项，避免以后出现类似问题。

2 电力变压器变低绕组直流电阻异常原因分析

该220kV电站#1主变压器型号为SFSZ9－150000/220，结线方式为YnoYno△。该变压器于2003年12月投产以来，班组严格按照规程按时对该变压器进行预防性试验，多次试验中，各项试验数据均无明显变化。而在2009年对该变压器进行预防性试验时却发现，其变低各相绕组直流电阻数据及相互间的差别有了明显变化，而且各相绕组直流电阻相互间的差别也超出规程标准，而变高和变中直流电阻试验数据却无明显变化。我们查找历年试验数据和运行情况分析，寻找原因，采取措施以得到准确真实的试验数据性试验。

在2009年，我们按照预试周期对某220kV变电站#1主变压器进行绕组直流电阻试验，发现变低绕组直流电阻的三相不平衡率和变化率都超出了规程允许的范围（见表1），并经多次复试仍然是一样，在向运行人员询问了#1主变压器运行情况正常后，基于多方面因素的考虑，对该项工作申请延期，并回去商讨合适方案，于第二天进行复试。

回到班组后，我们马上查找该220kV变电站#1主变压器历年试验的各项试验数据，特别是变低绕组直流电阻的试验数据（见表1）和#1主变压器本体油中溶解气体组分含量（见表2）。

表1 ＃1主变压器变低绕组直流电阻试验数据（mΩ）

试验时间 Rab Rbc Rca 相差（%）

出厂试验 2.893 2.882 2.907 0.86

交接试验 2.911 2.897 2.910 0.03

2004-11-24 2.912 2.901 2.915 0.48

2006-12-11 2.917 2.909 2.920 0.37

2009-10-18 3.503 3.310 3.207 8.86

2009-10-19

（复试） 2.903 2.898 2.912 0.48

表2 ＃1主变压器油中溶解气体组分析数据

生产厂家 保定天威保变电气股份

有限公司 型号 SFSZ9-150000/220

额定容量 150000kVA 出厂编号 2003 3S07

出厂日期 2003-03-31 投运日期 2003-11-28

试验日期 06-05

-16 2006-11-16 2007-05-17 2007-

11-22 2008-

05-27 2008-11-13 2009-06-08

H2 14 10 6 7 7.1 7.87 7.72

CH4 2.24 1.55 5.30 5.26 5.68 6.27 5.99

C2H6 1.40 0 1.23 1.12 1.21 1.48 0.93

C2H4 0.20 0 0.42 0.61 0.55 0.74 0.56

C2H2 0 0 0 0 0 0 0

CO 223 170 436 528 547 556.73 497.07

CO2 360 1001 867 846 894 919.01 854.19

总烃 3.84 1.55 6.95 6.99 7.44 8.49 7.48

由表1可看出本次试验数据比往年均有明显增长且线间三相不平衡率达到8.86%，远超出规程的要求，而且阻值均有不同程度的提高，Rab竟然达到20%，这种变化是巨大的，也是电力系统所不允许的。然而我们从#1主变压器本体油中溶解气体组分含量试验数据分析中可以看到，各种气体组分含量及总烃均远小于各气体组分注意值及总烃注意值，并结合以前的绕组直流电阻试验数据，进行了原因分析及排查：

（1）三相绕组中存在匝间短路：根据上述表格数据，由于高压侧和中压侧直流电阻试验结果平衡，且与往年相差不大，没有突变性，而且根据运行人员反映，变压器一直正常运作，没有发生过事故跳闸，可以判断没有匝间短路存在。

（2）引线与相关部件接触不良：根据色谱分析和对变低套管的检查，无发现裂痕或放电现象，排除该原因。

（3）分接开关接触不良：分接开关接触不良对变低无明显影响，且变高数据正常，排除该原因。

（4）绕组焊接不良或断股：根据油色谱与变高、变中直流电阻数据可以排除该原因。

3 进一步确定原因及确定试验措施

查找资料，并组织班组成员进行讨论，初步判断是由于试验时，对变压器绕组充电时间过短，试验电流小从而测得数据不准确，而我们使用的测试仪器，最高电流只能达到20A，而该主变是220kV主变，属于大型大容量变压器。考虑到变压器绕组直流电阻测试回路的时间常数为：

T＝L/R

式中：L为绕组的电感；R为绕组的阻值。

而不同时间的试验充电电流是不同的，充电电流增长的快慢完全决定于测量回路的T，电流达到基本稳定能够满足测量要求通常要在接通试验电路5T以后，而对大型、大容量电力变压器的绕组，其电感大而电阻小，使到整个试验回路的T很大，所以需要较长的试验充电时间。

复试的时候，考虑到前一天直阻测试仪所用的充电电流最大是20A，试验时间最多也是3分钟左右，但试验结果已经无明显变化，因而我们决定增大试验电流，使用试验电流最高为50A的直阻测试仪，并延长试验充电时间。

试验过程中，使用50A的充电电流，并耐心等候。测量Rab充电时间到了10分钟，直阻测试仪显示的绕组直流电阻读数长达1分钟不再发生变化，记录数据。然后依次测量Rbc、Rca，数据如表1中“2009-10-19”一行所示。单相数据比出厂值变化最大为0.55%，线间三相不平衡率为0.48%，符合规程要求。

4 结语

经过对测量该220kV变电站#1主变压器变低绕组直流电阻的异常数据分析及采取的试验对策，说明了在电气试验中必须综合运用电气试验手段，结合现场情况，横向及纵向综合对比分析过往的试验数据，采用变压器油色谱分析与测量直流电阻相结合的方法，正确判断电气试验结果的准确性。预防性试验的试验结果是很重要的，不由得我们马虎判断，因为这个关乎着设备安全、人身安全及电网的稳定运行，这就要求我们试验人员要不断加强试验知识的培训、现场的应急处理培训，多与其他班组人员交流增加相关知识以扩大知识面，加大电气试验标准的执行力度，配合巡维中心加强监视，并对预防性试验工作要做到严、细、实，善于对试验数据进行分析，从中不断积累经验，以此来确保安全生产，保证电网的稳定运行。

参考文献

[1] 电力设备预防性试验规程（Q/CSG 1 0007-2004）[S]．

[2] 陈化钢．电力设备预防性试验方法及诊断技术[M]．北京：中国科学技术出版社．

[3] 韩军．变压器直流电阻不平衡原因及分析[J]．电气制造，2006，（7）．

[4] 蒋福娟，杨贤军．浅议变压器直流电阻不平衡原因分析与处理[J]． 魅力中国，2009，（25）.

作者简介：朱仲燊（1981-），男，广东台山人，广东电网公司江门供电局试验研究所助理电气工程师，研究方向：电气工程高压试验。

（责任编辑：文 森）