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摘 要：本论文详细阐述了变压器直流电阻的测量原理、方法及相关数据的分析，并通过数据分析掌握变压器事故的特点，提出了相关解决措施。通过实际运行情况来看，能够有效保证变压器的安全稳定。
关键词：变压器；直流电阻；测量；数据分析
1 DL/T596—1996电力设备预防性试验规程中对电力变压器绕组直流电阻的试验和要求
1.1 试验周期
1.1.1变压器绕组直流电阻1 ～ 3年或自行规定检测一次；
1.1.2无励磁调压变压器变换分接位置后；
1.1.2有载调压变压器在分接开关检修后，对每个档位要进行直流电阻测试；
1.1.3 变压器大修后；
1.1.4 必要时进行检测。
1.2 試验要求：
1.2.1 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三相平均值的 2%，无中性点引出线的绕组间差别不应大于三相平均值的 1%；
1.2.2 变压器容量在 1.6MVA 以下，相间差别一般不大于三相平均值的 4%；线间差别一般不大于三相平均值的 2%；
1.2.3 与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于 2%；如直流电阻相间差在变压器出厂时超过规定，制造厂已说明了这种偏差的原因，也以变化不大于 2% 考核；
1.2.4 不同温度下的电阻值应换算到同一温度下进行比较，并按下式换算：
式中：R2—温度为t2时的电阻值；
R1—温度为t1时的电阻值；
T—计算常用数，其中铜导线为 235，铝导线为 225。
2 传统的变压器绕组直流电阻的测量方法
2.1 电流电压表法
目前我们测试仪器所使用的方法基本为电流电压表法，又称为电压降法。电压降法的测量原理，是在被测绕组中通以直流电流，因而在绕组的电阻上产生电压降，测量出通过绕组的电流及电阻上的电压降，根据欧姆定律，即可算出绕组的直流电阻。
2.2 平衡电桥法
平衡电桥法是采用电桥平衡的原理来测量直流电阻，常用的平衡电桥法有单臂电桥或双臂电桥两种。这种方法可以直接读取数据，准确度较高，在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1Ω以上的一般用单臂电桥测量，1Ω以下的则用双臂电桥测量。在使用双臂电桥接线时，电桥的电位桩头要靠近被测电阻，电流桩头要接在电位桩头的上面。测量前，应先估计被测线圈的电阻值，将电桥倍率旋钮置于适当位置，将非被测线圈短路并接地，然后打开电源开关充电，待充足电后按下检流计开关，迅速调节测量臂，使检流计指针向检流计刻度中间的零位线方向移动，进行微调，待指针平稳停在零位上时记录电阻值，此时，被测线圈电阻值=倍率数×测量臂电阻值。测量完毕，先放开检流计按钮，再放开电源开关。
2.3 三相绕组同时加压法
三相绕组同时加电压测量变压器的直流电阻，是根据楞次定律，E = vBL（v为杆在磁场中移动的速度），使各相电流所产生的磁通在铁芯中相互抵消，合成磁通为零，从而减小电感L值，使电路的时间常数减小，即减少了测量直流电阻的时间，提高了工作效率。在测量时，还应考虑绕组电阻的大小受温度影响的因素和直流电阻的不平衡率等问题。在变压器的三相绕组同时加电压，同时测量每相的直流电阻，可以达到此目的。三相绕组同时加电压时，在每相绕组中通入的电流从零开始增加，由右手螺旋定则可知，三相电流在每个铁芯柱中产生的磁通方向不同，它们的作用相互抵消，结果是使铁芯中的合成磁通近似为零。这使电感值L大为减小，因此时间常数t也就降为最低，测试时电流变化的过渡过程大为缩短，短时间内便能获得稳定的电流值，进而求出绕组的直流电阻值。
传统变压器绕组直流电阻的测量方法缺点是费工费时，测量数据不准确。近年来国内在缩短时间测量方法的研究有新进展，生产出KRI9300手持型直流电阻测试仪
3 KRI9300手持型直流电阻测试仪
3.1 原理
测量变压器直流电阻与测量一般电阻不同，变压器铁芯的电感值较大，它可用如图 1 所示的等值电路表示。L 为变压器绕组的电感，其值可达数百至上千亨；R 为变压器的直流电阻，其值大约在 1×10-2 ～ 1Ω。合上开关 K 时，过渡过程方程式为 U=L（di/dt）+iR
4 具体案例分析
1.1 某SFSLBl31500A10型变压器，预防性试验时发现35kV侧运行Ⅲ分接头直流电阻不平衡率超标。
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，所以转动分接开关后复测，其不平衡率仍然很大，又分别测其他几个分接位置的直流电阻，其不平衡率都在11%以上，而且规律都是A相直流电阻偏大，好似在A相绕组中串入了一个电阻，这一电阻的产生可能出现在A相绕组的首端或套管的引线连接处，是否为连接不良造成。经分析确认后，停电打开A相套管下部的手孔门检查，发现引线与套管连接松动（螺丝连接），主要由于安装时未装紧，且无垫圈而引起，经紧固后恢复正常。
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。
4.2 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）对变压器直流电阻进行测量时，其电感值较高；一定要充电到位，提高铁芯磁通密度，使铁芯趋于饱和，将自感效应降低到最小程度；对于有中性点引出的变压器绕组可以采用三相同时通入同方向电流的所谓零序法使磁路磁阻增加，使其电感降低；待仪表指针稳定后，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）在回路中串入电阻，若试验电源电压不变，则测量电流变小，因而使电桥的灵敏度降低。为保证电桥的灵敏度，必须使相应地提高试验电源电压，以使测量回路的电流足够大。
3）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。
4）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。
5）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。
6）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，能够有效验证分接相关的档位，而且还能检验出变压器绕组的连接组别是否正确。
5.结束语
通过在实践工作中对不同变压器的试验，变压器绕组直流电阻测试与故障诊断的分析方法和注意的事项，直流电阻的测试，是常规性试验项目，如果针对某种型号、容量的变压器，根据其阻值发生变化作为研判的依据，再通过油色谱分析、绝缘电阻和局放等试验项目的数据，综合其运行情况、工作情况和上次试验及出厂试验数据进行全面研判，在具体工作中具有实际指导的意义。
关键词：变压器；直流电阻；测量；数据分析
1 DL/T596—1996电力设备预防性试验规程中对电力变压器绕组直流电阻的试验和要求
1.1 试验周期
1.1.1变压器绕组直流电阻1 ～ 3年或自行规定检测一次；
1.1.2无励磁调压变压器变换分接位置后；
1.1.2有载调压变压器在分接开关检修后，对每个档位要进行直流电阻测试；
1.1.3 变压器大修后；
1.1.4 必要时进行检测。
1.2 試验要求：
1.2.1 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三相平均值的 2%，无中性点引出线的绕组间差别不应大于三相平均值的 1%；
1.2.2 变压器容量在 1.6MVA 以下，相间差别一般不大于三相平均值的 4%；线间差别一般不大于三相平均值的 2%；
1.2.3 与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于 2%；如直流电阻相间差在变压器出厂时超过规定，制造厂已说明了这种偏差的原因，也以变化不大于 2% 考核；
1.2.4 不同温度下的电阻值应换算到同一温度下进行比较，并按下式换算：
式中：R2—温度为t2时的电阻值；
R1—温度为t1时的电阻值；
T—计算常用数，其中铜导线为 235，铝导线为 225。
2 传统的变压器绕组直流电阻的测量方法
2.1 电流电压表法
目前我们测试仪器所使用的方法基本为电流电压表法，又称为电压降法。电压降法的测量原理，是在被测绕组中通以直流电流，因而在绕组的电阻上产生电压降，测量出通过绕组的电流及电阻上的电压降，根据欧姆定律，即可算出绕组的直流电阻。
2.2 平衡电桥法
平衡电桥法是采用电桥平衡的原理来测量直流电阻，常用的平衡电桥法有单臂电桥或双臂电桥两种。这种方法可以直接读取数据，准确度较高，在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1Ω以上的一般用单臂电桥测量，1Ω以下的则用双臂电桥测量。在使用双臂电桥接线时，电桥的电位桩头要靠近被测电阻，电流桩头要接在电位桩头的上面。测量前，应先估计被测线圈的电阻值，将电桥倍率旋钮置于适当位置，将非被测线圈短路并接地，然后打开电源开关充电，待充足电后按下检流计开关，迅速调节测量臂，使检流计指针向检流计刻度中间的零位线方向移动，进行微调，待指针平稳停在零位上时记录电阻值，此时，被测线圈电阻值=倍率数×测量臂电阻值。测量完毕，先放开检流计按钮，再放开电源开关。
2.3 三相绕组同时加压法
三相绕组同时加电压测量变压器的直流电阻，是根据楞次定律，E = vBL（v为杆在磁场中移动的速度），使各相电流所产生的磁通在铁芯中相互抵消，合成磁通为零，从而减小电感L值，使电路的时间常数减小，即减少了测量直流电阻的时间，提高了工作效率。在测量时，还应考虑绕组电阻的大小受温度影响的因素和直流电阻的不平衡率等问题。在变压器的三相绕组同时加电压，同时测量每相的直流电阻，可以达到此目的。三相绕组同时加电压时，在每相绕组中通入的电流从零开始增加，由右手螺旋定则可知，三相电流在每个铁芯柱中产生的磁通方向不同，它们的作用相互抵消，结果是使铁芯中的合成磁通近似为零。这使电感值L大为减小，因此时间常数t也就降为最低，测试时电流变化的过渡过程大为缩短，短时间内便能获得稳定的电流值，进而求出绕组的直流电阻值。
传统变压器绕组直流电阻的测量方法缺点是费工费时，测量数据不准确。近年来国内在缩短时间测量方法的研究有新进展，生产出KRI9300手持型直流电阻测试仪
3 KRI9300手持型直流电阻测试仪
3.1 原理
测量变压器直流电阻与测量一般电阻不同，变压器铁芯的电感值较大，它可用如图 1 所示的等值电路表示。L 为变压器绕组的电感，其值可达数百至上千亨；R 为变压器的直流电阻，其值大约在 1×10-2 ～ 1Ω。合上开关 K 时，过渡过程方程式为 U=L（di/dt）+iR
4 具体案例分析
1.1 某SFSLBl31500A10型变压器，预防性试验时发现35kV侧运行Ⅲ分接头直流电阻不平衡率超标。
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，所以转动分接开关后复测，其不平衡率仍然很大，又分别测其他几个分接位置的直流电阻，其不平衡率都在11%以上，而且规律都是A相直流电阻偏大，好似在A相绕组中串入了一个电阻，这一电阻的产生可能出现在A相绕组的首端或套管的引线连接处，是否为连接不良造成。经分析确认后，停电打开A相套管下部的手孔门检查，发现引线与套管连接松动（螺丝连接），主要由于安装时未装紧，且无垫圈而引起，经紧固后恢复正常。
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。
4.2 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）对变压器直流电阻进行测量时，其电感值较高；一定要充电到位，提高铁芯磁通密度，使铁芯趋于饱和，将自感效应降低到最小程度；对于有中性点引出的变压器绕组可以采用三相同时通入同方向电流的所谓零序法使磁路磁阻增加，使其电感降低；待仪表指针稳定后，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）在回路中串入电阻，若试验电源电压不变，则测量电流变小，因而使电桥的灵敏度降低。为保证电桥的灵敏度，必须使相应地提高试验电源电压，以使测量回路的电流足够大。
3）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。
4）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。
5）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。
6）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，能够有效验证分接相关的档位，而且还能检验出变压器绕组的连接组别是否正确。
5.结束语
通过在实践工作中对不同变压器的试验，变压器绕组直流电阻测试与故障诊断的分析方法和注意的事项，直流电阻的测试，是常规性试验项目，如果针对某种型号、容量的变压器，根据其阻值发生变化作为研判的依据，再通过油色谱分析、绝缘电阻和局放等试验项目的数据，综合其运行情况、工作情况和上次试验及出厂试验数据进行全面研判，在具体工作中具有实际指导的意义。