電力變壓器繞組的直流電阻測量及數據分析
電力變壓器繞組的直流電阻測量及數據分析，尤其是對低壓電阻的測量與分析是各生產商的一個難題，應妥善解決。
GB／T6451-1999[1]中規(guī)定：“對于1600kVA及以下的變壓器，直流電阻不平衡率相為4％，線為2％；2000kVA及以上的變壓器，直流電阻不平衡率相(有中性點引出時)為2％，線(無中性點引出時)為1％。如果由于線材及引線結構等原因而使直流電阻不平衡率超過上述規(guī)定時，除應在生產記錄中記錄實測值外，尚應寫明引起這一偏差的原因。使用單位應與同溫度下的出廠實測值進行比較，其偏差應不大于2％。”
眾所周知，測量直流電阻的目的是驗證繞組和引線的材質及焊點質量的好壞，而三相電阻的不平衡率主要是檢驗引線焊接的質量和開關、套管等載流組部件聯結和接觸是否良好。GB6451-1999中做了嚴格的規(guī)定，標準中規(guī)定的直流電阻三相偏差是在三相繞組電阻應基本相等的情況下(即圖1、圖2中，Ra-Rb=Rc)，制造偏差的限值。下面我們就分析一相引線電阻對三相電阻(線電阻ab、bc、ca和相電阻如ao、bo、co)的影響，從中得到正確的測量方法及如何評價測量結果，判斷產品的質量。
JB／T501-1991[2]中規(guī)定：對于低壓400伏中性點引線電阻所占比重較大的yn聯結的配電變壓器，應測量其線電阻(ab,bc,ca)及中性點對一個線端的電壓，如ao。這在實施GB/T645l-1999中對于1600kVA及以下的變壓器可以執(zhí)行，因為GB/T6451-1999中規(guī)定了相、線電阻的合格標準。
對小型配電變壓器，例如500kVA及以下的產品，低壓為圓筒式繞組，y接線在繞組的上部(見圖1)。中性點引線很短，雖然設計規(guī)定引線設計按25％額定電流設計，但在實際制造中，有的與其它引線相同，有的截面略小，因此中性點引線電阻所占比例不大，測線電阻、相電阻能滿足標準要求。
圖1圓筒式繞組的低壓引線圖
但對于630kVA及以上的配電變壓器，低壓多為螺旋式繞組，y接線在繞組的下部(如圖2所示)。中性點引線較長，按25％額定電流設計。這樣，中性點引線電阻隨著容量的增大，所占的比重越來越大。執(zhí)行JB／T501-1991時，就會出現Rca＞Rab=Rbc，這一規(guī)律完全是產品結構造成的。
圖2螺旋式繞組低壓引線圖
從圖2中可見：
Rab=Rbc(兩者相差一般不超過0.5％)
Rca>Rab=Rbc
Rca與Rab和Rbc差Rybc+Rs
一般情況下，10kV級800kVA及以下的變壓器，Rca與Rab和Rbc的偏差在2％以下。
1000kVA～1250kVA的變壓器，Rca較Rab或Rbc大2.4％以下為正常；
1600kVA～2000kVA的變壓器，Rca較Rab或Rbc大2.7％以下為正常；
2500kVA以上的變壓器，Rca較Rab或Rbc大3.0％以下為正常。
如果是35kV的變壓器，其三相線電阻的不平衡率較10kV升一個檔次。但是，對2000kVA及以上的變壓器，按照GB／T6451-1999的規(guī)定，只能測量相電阻，而且標準規(guī)定相電阻的不平衡率應小于2％。從圖2中我們可以看出：
Rao=Ra+0.5Ryab+Rs
Rbo=Rb+0.5Ryab
Rco=Rc+0.5Ryab+Rybc+Rs，Ryab=Rybc
Rco=Rc+1.5Rybc+Rs
因為Ra=Rb=Rc，所以不難看出：Rbo最?。?/span>Rao比Rbo略大，多了Rs引線的電阻；Rco比Rbo多了Rybc+Rs的引線的電阻。
因此，在結構上Rco>Rao>Rbo,這完全是產品結構造成的。有的用戶刻意地要求三相電阻的不平衡率小于2％，這是不客觀的。如果配電變壓器的三相電阻不平衡率小于2％，則該產品有可能存在問題，因為應該小的電阻沒有小，可能是多根導線并繞時，其中的一根或幾根沒焊好，那么，這樣本來是有故障的產品，會當成好產品出廠或參與運行。
由于標準規(guī)定，用戶有要求，有的制造廠為了滿足標準要求，滿足用戶要求，采用如下辦法：①增大B相引線電阻(縮小面積)。這樣做極不可取，縮小面積的后果可能導致引線過熱。②減小Rs和Rybc的電阻，即增大截面，如何增大截面呢?就是在Rs引線部分和1.5Rybc部分上再焊上銅排，有時補焊一塊不夠再焊一塊。這樣做既浪費了銅排，也不美觀，而且對產品毫無好處，對運行就更無好處。那么目前應如何執(zhí)行標準呢?無論是測量線電阻還是測量相電阻，都應符合規(guī)律，即Rac>Rab=Rbc或Rco>Rao>Rbo，然后在出廠報告中注明其原因，使用單位參照出廠數據進行比較，而不要片面地追求小于2％的標準。
GB／T6451-1999[1]中規(guī)定：“對于1600kVA及以下的變壓器，直流電阻不平衡率相為4％，線為2％；2000kVA及以上的變壓器，直流電阻不平衡率相(有中性點引出時)為2％，線(無中性點引出時)為1％。如果由于線材及引線結構等原因而使直流電阻不平衡率超過上述規(guī)定時，除應在生產記錄中記錄實測值外，尚應寫明引起這一偏差的原因。使用單位應與同溫度下的出廠實測值進行比較，其偏差應不大于2％。”
眾所周知，測量直流電阻的目的是驗證繞組和引線的材質及焊點質量的好壞，而三相電阻的不平衡率主要是檢驗引線焊接的質量和開關、套管等載流組部件聯結和接觸是否良好。GB6451-1999中做了嚴格的規(guī)定，標準中規(guī)定的直流電阻三相偏差是在三相繞組電阻應基本相等的情況下(即圖1、圖2中，Ra-Rb=Rc)，制造偏差的限值。下面我們就分析一相引線電阻對三相電阻(線電阻ab、bc、ca和相電阻如ao、bo、co)的影響，從中得到正確的測量方法及如何評價測量結果，判斷產品的質量。
JB／T501-1991[2]中規(guī)定：對于低壓400伏中性點引線電阻所占比重較大的yn聯結的配電變壓器，應測量其線電阻(ab,bc,ca)及中性點對一個線端的電壓，如ao。這在實施GB/T645l-1999中對于1600kVA及以下的變壓器可以執(zhí)行，因為GB/T6451-1999中規(guī)定了相、線電阻的合格標準。
對小型配電變壓器，例如500kVA及以下的產品，低壓為圓筒式繞組，y接線在繞組的上部(見圖1)。中性點引線很短，雖然設計規(guī)定引線設計按25％額定電流設計，但在實際制造中，有的與其它引線相同，有的截面略小，因此中性點引線電阻所占比例不大，測線電阻、相電阻能滿足標準要求。
圖1圓筒式繞組的低壓引線圖
但對于630kVA及以上的配電變壓器，低壓多為螺旋式繞組，y接線在繞組的下部(如圖2所示)。中性點引線較長，按25％額定電流設計。這樣，中性點引線電阻隨著容量的增大，所占的比重越來越大。執(zhí)行JB／T501-1991時，就會出現Rca＞Rab=Rbc，這一規(guī)律完全是產品結構造成的。
圖2螺旋式繞組低壓引線圖
從圖2中可見：
Rab=Rbc(兩者相差一般不超過0.5％)
Rca>Rab=Rbc
Rca與Rab和Rbc差Rybc+Rs
一般情況下，10kV級800kVA及以下的變壓器，Rca與Rab和Rbc的偏差在2％以下。
1000kVA～1250kVA的變壓器，Rca較Rab或Rbc大2.4％以下為正常；
1600kVA～2000kVA的變壓器，Rca較Rab或Rbc大2.7％以下為正常；
2500kVA以上的變壓器，Rca較Rab或Rbc大3.0％以下為正常。
如果是35kV的變壓器，其三相線電阻的不平衡率較10kV升一個檔次。但是，對2000kVA及以上的變壓器，按照GB／T6451-1999的規(guī)定，只能測量相電阻，而且標準規(guī)定相電阻的不平衡率應小于2％。從圖2中我們可以看出：
Rao=Ra+0.5Ryab+Rs
Rbo=Rb+0.5Ryab
Rco=Rc+0.5Ryab+Rybc+Rs，Ryab=Rybc
Rco=Rc+1.5Rybc+Rs
因為Ra=Rb=Rc，所以不難看出：Rbo最?。?/span>Rao比Rbo略大，多了Rs引線的電阻；Rco比Rbo多了Rybc+Rs的引線的電阻。
因此，在結構上Rco>Rao>Rbo,這完全是產品結構造成的。有的用戶刻意地要求三相電阻的不平衡率小于2％，這是不客觀的。如果配電變壓器的三相電阻不平衡率小于2％，則該產品有可能存在問題，因為應該小的電阻沒有小，可能是多根導線并繞時，其中的一根或幾根沒焊好，那么，這樣本來是有故障的產品，會當成好產品出廠或參與運行。
由于標準規(guī)定，用戶有要求，有的制造廠為了滿足標準要求，滿足用戶要求，采用如下辦法：①增大B相引線電阻(縮小面積)。這樣做極不可取，縮小面積的后果可能導致引線過熱。②減小Rs和Rybc的電阻，即增大截面，如何增大截面呢?就是在Rs引線部分和1.5Rybc部分上再焊上銅排，有時補焊一塊不夠再焊一塊。這樣做既浪費了銅排，也不美觀，而且對產品毫無好處，對運行就更無好處。那么目前應如何執(zhí)行標準呢?無論是測量線電阻還是測量相電阻，都應符合規(guī)律，即Rac>Rab=Rbc或Rco>Rao>Rbo，然后在出廠報告中注明其原因，使用單位參照出廠數據進行比較，而不要片面地追求小于2％的標準。
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