摘要：变压器直流电阻测试是变压器出厂检验、交接试验、预防性试验工作中的必测项目，能有效提高产品质量和防止电力事故的发生。其测试结果可以比较准确的反映绕组质量及回路完整性，以发现制造、运输或运行中因振动所造成的导线断裂、接头开焊、接触不良、匝间短路、分接开关接头接触情况等缺陷。大型有载调压变压器档位较多，测试直流电阻时所需时间较长，因此如何缩短测试时间将是一个很有意义的研究方向。
关键词：有载调压变压器；分接挡位；直流电阻
引言
变压器绕组直流电阻测量，是诊断变压器生产、检修质量和安全运行的重要手段，可以比较直观地反映绕组的焊接质量、绕组有无匝间短路、分接开关各接头是否接触良好、引线与绕组的接触是否良好等情况，是变压器的重要测试项目之一。随着工业和机械制造水平的不断提升，电力系统容量越来越大，单台变压器容量不断上升，其绕组电感也在不断增大，测试直流电阻时充电时间也变长，因此如何快速、准确地测量变压器绕组直流电阻成为众多学者的研究目标。提出了一种基于助磁法和全压恒流电源法的新方法，可以实现大型变压器绕组电阻的快速测量；设计了一种集一次接线、智能测试、分析判断功能的快速试验系统，缩短了测试时间；采用高直电势法加助磁法快速测试主变低压绕组的直流电阻，取得了很好的效果；设计了一种可调恒流源，通过助磁法与恒流源器件相结合的方法，缩短了测试时间。分析铁心剩磁的产生原理、特点以及消除方法，为助磁法测试的实施提供参考；提出了将高低压绕组串联同向施加激励的方法，使铁心的磁通密度快速饱和，从而缩短了测试时间。本研究通过分析变压器绕组直流电阻的测试原理，研究采用不同接线方式测试三相五柱式变压器高、低压绕组时对铁心剩磁的影响，对比不同接线方式下铁心中磁通的变化情况，优化测试方法，最后以某500kV变压器的测试为例进行验证。
1直流电阻测量的基本原理
变压器绕组可看成电感L与电阻Rx串联的等值电路。理论上，电流i达到稳定需经历很长一段时间，实际上，当经历t=4τ的时间后，回路基本趋于稳定。大型变压器绕组其电感大而电阻小，需经过很长一段时间电流才能达到稳定，方能保证测量的准确性。因此，缩短测量时间（即减小τ值）对提高试验工效很有意义。
2大型有载调压变压器直流电阻测试方法的改进
2.1测试手段的改进
大型有载调压变压器挡位较多，每挡直流电阻测试完毕后放电，测试下一挡时需要重新注磁测试，因此所需时间较长。有载分接开关主要包括两个部分：切换开关和分接选择器，如图1所示。调节挡位时分接选择器首先动作配合调压绕组完成挡位的选择，然后切换开关动作完成挡位的切换。以图1中第7挡至第6挡的切换过程为例介绍其动作原理。如图2所示此时分接开关处于第7个分接位置，主触头x通过负载电流，H触头臂接第8分接（过程1）；分接选择器开始动作，移至第6个分接位置，完成挡位的选择（过程2）；切换开关开始动作，滑环开始移动，负载电流在第一次过零时灭弧（过程3）；电弧完全熄灭后，过渡触头y及过渡电阻Ry通过负载电流（过程4）。滑环继续移动，过渡触头y及u均接通，两个过渡电阻各通过1/2的负载电流，分接头7、6够成闭合回路，产生的环流受Ry、Ru限制（过程5）；滑环在离开过渡触头y时也会有一个短暂的熄弧环节（过程6）；电弧熄灭后，负载电流通过过渡电阻Ru以及第6个分接位置流出（过程7）；然后滑环接触触头v，主触头v通过负载电流，开关完成第7挡到6挡的切换（过程8）。滑环接触触头x，回路电阻为R0（内阻）；滑环接触x、y，R1被短路，回路电阻仍为R0；滑环接触y，R1被接入回路，回路电阻为R0+R1；滑环接触y、u，R1、R2并联后接入回路，回路电阻为R0+R1∥R2；滑环接触u，R2被接入回路，回路电阻为R2；滑环接触u、v，R2被短路，回路电阻仍为R0；滑环接触v，回路电阻为R0，切换过程完成。过渡电阻、调压绕组和公共绕组阻值均为毫欧级，每次测试均有调压绕组和公共绕组串联其中；且调整挡位时分接开关动作环节均有过渡电阻串在回路中，所以一个挡位测试结束可以直接调至下一挡进行测试，这样以来节省了放电的时间且不需要重新注磁，进一步缩短测试时间。
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2.2低压绕组测试
测试低压绕组时常用到助磁法。以测试绕组ab为例，设高压绕组B相中电流为I，则低压绕组b相中的电流为2/3I，设高、低压绕组的匝数分别为N1、N2，则相应磁势分别为IN1和2/3IN2，由于高低压绕组串联，铁心助磁效果加深。测试Rab时，在高压侧有iA=iC=0.5iB，因而ΦA=ΦC=0.5ΦB，即ΦA+ΦC=ΦB；在低压侧有ia=ic=0.5ib，因而Φa=Φc=0.5Φb，即Φa+Φc=Φb，所以在两个旁柱中基本没有磁通量。
3变压器本身存在问题
（1）绕组引线电阻存在差异或质量问题，一般反映为某相直流电阻值明显偏大。过往经验表明，由于变压器制造工艺水平有高有低，导线的截面尺寸总是存在一定的偏差，某些厂家甚至出现了导线中铜和银的含量低于国家标准的现象，从而导致绕组直流电阻不平衡率超标。为此，在变压器出厂监造过程中我们要严抓关键点，把控好每一个环节。（2）引线与绕组焊接处接触不良或引线与套管导电杆连接处接触不良，都可能导致变压器直流电阻不平衡率超标。（3）分接开关接触不良，多表现为某档或某几档的直流电阻不平衡率超标。分接开关接触点压力不够将导致接触点表面镀层材料易氧化，进而引发触点接触不良，导致直流电阻不平衡率超标。为检查出测试数据异常的原因，我们对该主变进行了油色谱分析与变比测量，排除绕组本身发生匝、层间短路等可能。接着，将切换开关（切换开关和选择开关组成调压开关）从变压器本体中吊出后再次测量直流电阻，发现相间差较小，并且各相电阻值折算到上次相同温度对比，与上次历史数据接近。于是，我们就将问题所在集中到了切换开关上，再次检查切换开关和切换开关绝缘筒，发现A相切换开关与绝缘筒之间静触头压力偏小，导致了A相直流电阻偏大，且造成相间不平衡率超标。
结语
大型有载调压变压器挡位多，测试直流电阻时工作量大。本文中笔者分别从接线方式、测试手段两部分展开分析，提出直流电阻测试的改进方法。所提出的改进方法可以减小测试时铁心中磁通变化，从而缩短测试时间；同时节省了每次测试放电和重新注磁的时间，是一种有效并值得在大型有载调压变压器试验中推广应用的方法。
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