電力系統的核心就是變壓器，而為了使其可以良好、安全地運行，就要求我們對變壓器進行各種測試。測量變壓器繞組的直流電阻能有效檢查繞組焊接質量及壓接質量，調壓分接開關是否良好及并聯支路連接是否正確，線圈故障狀況及繞組所用導線的規格是否符合設計，三相電壓之間是否平衡。綜上所述，通過對繞組直流電阻的計算分析可以排除或整改變壓器潛在的問題。

 目前測量直流電阻有兩種方法：一是電壓降法；二是電橋法。本文主要解決變壓器繞組異常的情況，采用壓降法分析計算從而找到故障的基本原因。

1 變壓器繞組直流電阻相關原理

1.1 壓降法概述

 壓降法計算變壓器繞組的直流電阻的方法主要是根據歐姆定律，即當變壓器中通入穩定的直流電后，計算通入繞組電流和該電流在繞組上產生的電壓降。壓降法的原理如圖1所示，我們通常使用變壓器直流電阻測試儀來測量相關參數。

閉合開關時，穩定的電壓及穩定的電流開始向繞組供電。

 圖1中Rx為當前儀器處于穩定電流狀態時，該變壓器繞組的直流電阻，具有純組性；Rn為標準電阻；繞組兩邊的電壓分別為Vn、Vx，根據歐姆定律，*終測出的直流電阻值為：

Rx = VxVn× Rn （1）

1.2 相關規定

根據《電力設備預防性試驗規程》及《電力變壓器》等相關法規中的規定：

 1）首先需要區分變壓器中有無中性點引出的纏繞電阻，若無，則在變壓器達到1600 kVA時，線電阻的互差需要小于其平均值的1%；若有，則繞組電阻的互差不應超過其繞組平均值的2%。電阻間互差計算公式如下：

ΔRx = Rmax - RminRav× 100% （2）

其中，Rav——三項繞電阻的平均值；

Rmax——各項繞電阻中的*大值；

Rmin——各項繞電阻的*小值。

 2）同時還需要考慮測試過程中的溫度問題。若檢測環境溫度相同時，變壓器的直流電阻與出廠測試時的直流電阻之間的變化控制在2%以內；若測試過程中與出廠測試時溫度不同，則需要按照下列公式進行換算：

R2 = R1 × T + t2T + t1（3）

其中，R1——溫度在t1時的電阻值；

R2——溫度在t2時的電阻值；

T——不同導線材料的常用系數，如銅導線為235，鋁導線為225。

1.3 繞組電阻換算原理

 在測試繞組直流電阻中，當繞組電阻不合格時，*難的是確認哪一部分的電阻出現問題。此時，我們一般采用相電阻替換線電阻的方法。其中，當三角接線a與y、b與z、c與x互相連接時，換算公式如下：

Ra = ( Rac - Rp ) - RabRbcRac - Rp

Rb = ( Rab - Rp ) - RacRbcRab - Rp

Rc = ( Rbc - Rp ) - RabRacRbc - Rp

Rp = Rab + Rbc + Rac2

（4）

2 故障詳述

 某變壓器在預防性測試中，發現低壓繞組電阻誤差與出廠測試時的互差有較大差別。根據1.2中所闡述的相關規定，線電阻的互差應小于其平均值的1%。在預防性測試中，我們采用了多種一起進行測試，其結果均接近。故根據規定該變壓器因其互差不合格不能投入使用。追本溯源發現變壓器因為運輸不當，相關的套管有被撞壞的情況發生，但安裝人員進行了及時的維修并更換相應套管，從而順利完成安裝，表示該變壓器可以正常投入使用。表1列出了該變壓器在不同測試中繞組電阻的情況，并根據公式（2）得到其溫度、電阻及互差情況。

3 故障排查及分析

3.1 基本判斷

 通過對變壓器繞組電阻的數據對比可以看出，在運輸過程中雖然出現了低壓C相套管撞壞的現象，但通過更換低壓C相套管后，其安裝測試的互差與出廠測試相差不大，且均滿足規程規定，說明運輸的損壞對變壓器未造成較大影響，但使用過程中出現了互差超差嚴重的情況。

3.2 故障位置判斷依據

 通過表1的分析結果可以看到，在預防性測試中測試溫度為35℃，而出廠測試溫度為31℃，考慮到環境因素對電阻的影響很大，故將預防性測試溫度根據公式（3）進行換算，得到在出廠測試溫度 31℃情況下的相應的預防性測試繞組電阻的組值：

Rab = 6.935 mΩ

Rbc = 6.922 mΩ

Rac = 6.922 mΩ（5）

 該變壓器的界限繞組僅為a、b、c三只套管引出，接線組別為YN，d11，并未有中性點引出。因此只能測得三相線電阻值Rab、Rbc、Rac。

 我們將計算出的在出廠測試31℃的情況下，三項線電阻值分別換算成相電阻，根據公式（4）得到計算結果見表2。

為了更好判斷故障位置，對比出廠測試與預防性測試在同溫度下的相電阻，可得誤差如下：

 Ra' - RaRa= 0.0066 = 0.66%Rb' - RbRb= -0.01896 = -1.896%Rc' - RcRc= -0.01434 = -1.434%（6）

其中，計算誤差結果出現負值現象其解釋原因如下：

 1）如上文所述，溫度對電阻的精度影響很大，可能兩次測試中所采用的溫度點不同，從而導致預防性測試中使用了不同的溫度點，而后續做溫度換算時帶來了誤差。

 2）兩次測試所使用的儀器不同，因其帶來的充電容量和電流的大小也不相同，從而影響充電時間的長短及測試的精度，而產生測試**誤差。通過誤差對比可以看到，與出廠測試相電阻相比誤差*大的是a相，因此需要重點檢修a相的各個連接部位。

3.3 故障排查步驟

 通過對該電阻結構的分析，我們可以得知該電阻是使用了三組導線并繞的方式，一共有6只壓接管進行連接，并且其引出端使用的是冷壓管連接方式進行壓接。檢查步驟分以下兩步進行：

1）觀察其在放置時的導電連接情況，如無異常將進行下一個步驟。

 2）為了可以看到線圈的全部面貌，將變壓器芯體吊起懸停。測量得到三組并繞導線短接后（解開三相電阻套管）的電阻值為 Ra=10.02 mΩ、Rb=9.590 mΩ、Rc=9.531 mΩ，其互差為5.03%。在3.2中我們決定重點排查a相的各個連接部位，我們將a相兩節的3個繞線圈兩端的6只壓接管外包絕緣紙全部剝離，測得電阻值分別為：Rax1=28.27mΩ、Rax2=28.28 mΩ、Rax3=31.46mΩ。從結果可以看出 Rax3的電阻值與 Rax1、Rax2相差較大，可以推斷出Rax3的兩端連接可能出現了問題。

 3）針對 Rax3調整后，計算其電阻為 Rax3=28.38 mΩ，與 Rax1、Rax2電阻值基本一致。

 4）將相關部位復原，得到電阻值分別為Rab=6.423 mΩ、Rbc=6.409 mΩ、Rac=6.454 mΩ，計算其互差為 0.731%。互差滿足規程的規定，且與出廠測試指標一致。

4 相關措施

針對如何迅速找到故障部位，我們做了如下處理：

1）在吊芯前需要經過周密的計算。

 2）需要排除相關誤差帶來的影響，如不同溫度的影響、不同儀器的影響，這樣我們可以通過計算快速確定故障位置，對比盲目拆除變壓器各個部件，我們可以更好地保護產品，提高效率，也保證了安全。

5 總結

通過這一產品不合格案例的分析，總結措施如下：

 1）出廠測試及安裝測試時，需要對各部分裝配、固定情況及其兩節螺栓的裝配、緊固情況進行**細致的檢查。

2）安裝吊芯時需要特別嚴格檢查其各個連接部位是否正確連接，提高變壓器安裝及檢修質量。

3）實時對產品進行監管，盡早發現問題。

 變壓器直流電阻的測量是變壓器出故障后檢查的重要手段，也是變壓器在各項環節中（包括交接、修理及更換分接開關等）不可或缺的測試項目。為了保證變壓器的正常運行及電網的穩定運行，進行周密的直流電阻的測量具有重要意義。

 本研究主要通過一起實踐中遇到的變壓器繞組直流電阻測試結果異常的故障案例，通過吊裝前精密的測試計算，準確快速地排除誤差干擾，從而找到故障部位并提出有效的整改措施，做到快速、準確解決變壓器直流電阻超標問題。