变压器直流电阻试验不平衡率超标原因分析及处理

舟山供电公司 顾林春 金 腾

1 前言

变压器故障的检测技术主要手段包括油中气体的色谱分析、直流电阻检测、绝缘电阻及吸收比、极化指数检测、绝缘介质损失角正切检测、油质检测、局部放电检测及绝缘耐压试验等在变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法，对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判。因为不可能具有一种包罗万象的检测方法，也不可能存在一种面面俱到的检测仪器，只有通过各种有效的途径和利用各种有效的技术手段，才能取得较好的故障诊断效果。下面就几起变压器直流电阻试验不平衡率超标故障，结合其他有效的检测手段和方法，进行综合分析判断处理。

2 变压器绕组直流电阻检测的原理及要求

变压器绕组直流电阻的检测是一项很重要的试验项目，在变压器的所有试验项目中是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，它能够反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷故障，也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档位是否正确的有效手段。长期以来，绕组直流电阻的测量一直被认为是考查变压器纵绝缘的主要手段之一，有时甚至是判断电流回路连接状况的唯一办法。

变压器绕组是由分布电感、电阻及电容组成的复杂电路。直流电阻测量方法从理论分为电压降法和电桥法，测直流电阻是在绕组的被试端子间通以直流，待瞬变过程结束、电流达到稳定后，记录电阻值及绕组温度。

试验要求：变压器容量在1.6MVA及以上，绕组直流电阻相互间差别不应大于2%；无中性点引出的绕组线间差别不应大于三相平均值的1%。纵向比较变化不应大于2%[1]。

不同温度下的电阻值换算成75℃值R2

R2= R1×（T+75）（T+ t1）

R1、R2——分别为温度t1、t2时的电阻值；

T—常数，其中铜导线为235，铝导线为225。

3 通过直流电阻检测发现变压器内部故障实例

实例一、沈家门变电所投运一台型号为SZ9-20000/35的2#主变，有载分接开关型号为CV型号，在投运一年后进行预防性试验，发现该变压器高压侧35kV相间直流电阻不平衡率为3%，超过«规程»规定2%，经过多次转换有载分接开关直流电阻不平衡率仍大于«规程»要求，但每次测量数据均不同，色谱分析未见异常，结合其他试验结果，初步认定为变压器有载分接开关动静触头接触不良原因造成。为了弄清不平衡率超标的原因，决定将有载分接开关油放掉，并吊出分接开关芯体，进行检查，发现分接开关芯体上动触头、筒体静触头上均有氧化膜，为保证分接开关动静触头接触良好，为了防止触头表面受到伤害，决定先使用金相砂纸打磨触头，然后用棉布擦拭干净，处理完毕后，将芯体放回有载分接开关筒体，复装完毕继续进行直流电阻测量，测量结果直流电阻相互间差别不大于0.5%。该故障存在原因主要是变压器有载分接开关动静触头上氧化膜造成，有载分接开关长期不调节在触头上产生氧化膜。

实例二、沈家门变电所投运一台型号为SZ9-20000/35的1#主变，有载分接开关型号为CV型号，在投运一年后进行预防性试验，发现该变压器35kV侧相间直流电阻不平衡率远远超出«规程»要求，测试结果如表1所示。

表1 沈家门变1#主变直阻

该变压器35kV侧直流电阻不平衡率远大于2%，怀疑分接开关有问题，将有载分接开关油放掉，并吊出分接开关芯体，进行检查，发现分接开关芯体上动触头、筒体静触头上均有氧化膜，有载分接开关过渡电阻合格。经过处理后进行直流电阻测量，测量结果直流电阻相互间差别远大于2%，测试结果如表2所示。

对本体油进行取样分析，色谱分析虽然未见异常，但是与上一次相比产气速率较大，如表3。

表3 沈家门变1#主变油中气体含量

从测试结果，发现B相绕组直流电阻偏大，结合色谱分析情况，经过综合分析判断，认为问题出在B相绕组的公共部分或套管的引线连接处，因连接不良造成接头发热、绕组直流电阻偏大。向上一级汇报后，同意停止投运1#变压器。

检修人员对1#变压器本体进行放油，放油结束后打开人孔，人从人孔进入本体，进行内部检查。检查发现，B相调压绕组与主绕组连接接头处有明显放电现象，同时发现该处螺丝有松动，轻轻一拧动发现该螺丝已倒牙。其它内部检查均正常。现场对该处接头用砂纸打磨，除去放电痕迹，重新更换螺丝，拧紧螺丝，并对其它螺丝进行检查、紧固，对主变本体油进行滤油脱气处理。处理完毕，对主变本体直流电阻重新试验，数值正常。投运前对主变本体油进行取样，投运后四天内色谱跟踪监视，油取样试验数值无变化后，一个月内无变化后恢复了正常周期。

通过上述案例可见，变压器绕组直流电阻的测量能发现回路中某些重大缺陷，判断的灵敏度和准确性亦较高，但现场测试中应遵循如下相关要求，才能得到准确的诊断效果。

1）通过对变压器直流电阻进行测量分析时，其电感较大，一定要充电到位，将自感效应降低到最小程度，待仪表指针基本稳定后读取电阻值，提高一次回路直流电阻测量的正确性和准确性。

2）测量的数据要进行横向和纵向的比较，对温度、湿度、测量仪器、测量方法、测量过程和测量设备进行分析。

3）分析数据时，要综合考虑相关的因素和判据，不能单搬规程的标准数值，而要根据规程的思路、现场的具体情况，具体分析设备测量数据的发展和变化过程。

4）要结合设备的具体结构，分析设备内部的具体情况，根据不同情况进行直流电阻的测量，以得到正确判断结论。

5）重视综合方法的分析判断与验证。如有些案例中通过绕组分接头电压比试验，能够有效验证分接开关的档位，而且还能检验出变压器绕组的连接组别是否正确。同时对于匝间短路等故障也能灵敏地反映出来，实际上电压比试验，也是一种常规的带有检验和验证性质的试验手段，通过综合分析可进一步提高故障诊断的可靠性。

4 故障分析及启示

从对1#主变压器本体内检查发现，B相调压绕组与主绕组连接接头处有明显放电现象。主要原因是该处螺丝松动且螺丝倒牙，接触电阻增大，导致主变直流电阻不平衡率超标并有乙炔气体。

此次发生的异常，主要原因为出厂时该处螺丝倒牙可能性很大，由于出厂螺丝已倒牙，运行中有载调压操作时振动，导致该处螺丝进一步松动，最终导致主变直流电阻不平衡率超标。

从近年来连续出现主变内部故障来看，由于对大型设备采取集中招投标政策，部分大型变压器制造厂中标的设备数量远超过其实际生产能力，在供货期相对较紧的情况下，放松了产品制造质量的要求，导致产品出厂就存在缺陷，在设备运行过程逐步暴露出来。因此设备运行单位在设备制造过程中，要加强对变压器的监造工作，同时加强相关专业人才的培训，在制造过程中能够全过程参与监造与验收。

数据分析不能仅局限于与规程比较，还应该进行横向和纵向比较，才能对故障进行正确判断。从这次故障分析可以看出，与历史数据的比较非常重要。

[1]DL/T596-1996,电力设备预防性试验规程[S].