變壓器的基本知識(shí)及測(cè)量方法

一、簡(jiǎn)介

變壓器是借助于電磁感應(yīng)，在繞組之間交換交流電壓或電流的一種電氣設(shè)備。從電廠發(fā)出的電能，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的輸電線路輸送給遠(yuǎn)方的用戶，為了減少輸電線路上的電能損耗，必須采用高壓或超高壓輸送。而目前一般發(fā)電廠發(fā)出的電壓，由于受到絕緣水平的限制，電壓不能太高，這就要經(jīng)過(guò)變壓器將電廠發(fā)出的電壓進(jìn)行升高送到電力網(wǎng)。這種變壓器統(tǒng)稱升壓變壓器。對(duì)各用戶來(lái)說(shuō)，各種電氣設(shè)備所要求的電壓又不太高，也要經(jīng)過(guò)變壓器，將電力系統(tǒng)的高電壓變成符合用戶各種電氣設(shè)備要求的額定電壓。作為這種用途的變壓器統(tǒng)稱降壓變壓器。電力變壓器是電力系統(tǒng)中，用以改變電壓的主要電氣設(shè)備

二、 變壓器的分類

變壓器有不同的使用條件、安裝環(huán)境，有不同的電壓等級(jí)和容量級(jí)別，有不同的結(jié)構(gòu)形式和冷卻方式，所以應(yīng)按不同原則進(jìn)行分類。

三、 結(jié)  構(gòu)

1.鐵心

普通變壓器硅鋼片疊成，變壓器的鐵芯由硅鋼帶繞制而成。鐵芯是完成電能---磁能---電能轉(zhuǎn)換的主體。

2.繞組(俗稱線圈)

一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞制而成。包含一次、二次（高壓、低壓）兩組。連接方法（D角接或Y星接）連接的。

3．器身絕緣

包括初次級(jí)絕緣，匝間絕緣和與鐵芯絕緣，與外殼間絕緣。所用材料有：紙板，環(huán)氧樹脂，各種絕緣材料，變壓器油，電工木材等。其中變壓器油除了具備良好的絕緣作用外，還有幫助變壓器散熱的作用，用以冷卻運(yùn)行的鐵芯和線圈。

4.油箱及底座 

油箱裝有絕緣和冷卻用的變壓器油，用鋼板加工制成，要求機(jī)械強(qiáng)度高，變形小，焊接處不滲漏。 

5．附 件

1）套管和引線  

一、二次繞組與外部線路的連接部件。既可固定引線，又起引線對(duì)地的絕緣作用。

2）分接開關(guān)

連接和切斷變壓器繞組分接頭，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的裝置。分無(wú)載分接開關(guān)和有載分接開關(guān)。無(wú)載分接開關(guān)必須在切斷變壓器電源后進(jìn)行調(diào)壓。

3）壓力釋放閥:

當(dāng)變壓器內(nèi)部壓力達(dá)到一定值時(shí)，壓力釋放閥動(dòng)作，可排除油箱內(nèi)的過(guò)壓。內(nèi)部壓力經(jīng)釋放后，釋放閥自動(dòng)關(guān)閉。

4）氣體繼電器

氣體繼電器是變壓器重要的保護(hù)組件。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，油中產(chǎn)生氣體或油氣流動(dòng)時(shí)，則氣體繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)或切斷電源，以保護(hù)變壓器，另外，發(fā)生故障后，可以通過(guò)氣體繼電器的視窗觀察氣體顏色，以及取氣體進(jìn)行分析，從而對(duì)故障的性質(zhì)做出判斷。

四、主要技術(shù)參數(shù)

主要包括：額定容量、額定電壓及其分接、額定頻率、繞組聯(lián)結(jié)組以及額定性能數(shù)據(jù)（阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負(fù)載損耗）和總重。

五、預(yù)防性實(shí)驗(yàn)關(guān)于直流電阻標(biāo)準(zhǔn)

六、測(cè)量直流電阻的目的

測(cè)量變壓器繞組的直流電阻是一個(gè)很重要的試驗(yàn)項(xiàng)目，在《電力設(shè)備試驗(yàn)規(guī)程》中，其次序排在變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目的**位，《規(guī)程》規(guī)定在變壓器交接、大修、小修、變更分接頭位置、故障檢查及預(yù)試等，必須測(cè)量變壓器繞組的直流電阻，

1.檢查繞組內(nèi)部導(dǎo)線和引線的焊接質(zhì)量

2.檢查分接開關(guān)各個(gè)位置接觸是否良好；

3.檢查繞組或引出線有無(wú)折斷處；

4.檢查并聯(lián)支路的正確性，是否存在由幾條并聯(lián)導(dǎo)線繞成的繞組發(fā)生一處或幾處斷線的情況；

5.檢查層、匝間有無(wú)短路的現(xiàn)象。

七、三相繞組的不平衡率計(jì)算方法、

用三相中*大數(shù)減*小數(shù)除以三相平均數(shù)即為不平衡率。如OA=5.761, OB=5.772, OC=5.758

直流電阻不平衡率=（OB-OC）/((OA+OA+OC)/3)=(5.772-5.758)/((5.761+5.772+5.758)/3)=0.014/5.7636667=0.002429*100%=0.2429

八、直流電阻測(cè)試儀的原理

四線法測(cè)試，通過(guò)歐姆定律計(jì)算電阻。

九、直流電阻測(cè)試儀的選型及常見問(wèn)題

儀器特點(diǎn)

1、采用高速16位A/D轉(zhuǎn)換器，測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性好。

2、自動(dòng)測(cè)試無(wú)需量程選擇，自動(dòng)程控電流源技術(shù)，電流檔位無(wú)級(jí)可調(diào)，由內(nèi)部微控制器根據(jù)被測(cè)電阻自動(dòng)控制，從而達(dá)到比較寬的測(cè)量范圍和*佳的測(cè)量狀態(tài)，也可手動(dòng)切換電流換檔。

3、抗干擾能力強(qiáng)，保護(hù)功能完善，避免反向電壓打壞儀器，具有自動(dòng)放電聲音指示功能，充放電速度快。

4、測(cè)試重復(fù)性好，儀器內(nèi)部程序采用防脈沖干擾平均濾波法將瞬間干擾造成的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)濾除。

5、響應(yīng)速度快，采用增強(qiáng)型單片處理器，速度是普通單片機(jī)的12倍。

 6、可顯示測(cè)量電流，電阻，同時(shí)顯示測(cè)量時(shí)間。

7、儀器內(nèi)部時(shí)鐘電路，方便記錄測(cè)試時(shí)間和日期。

8、可儲(chǔ)存100次測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)可以刪除，單次打印，全部打印，測(cè)試數(shù)據(jù)掉電不丟失。

9、儀器內(nèi)部可充電電池，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需電源可測(cè)試

儀器選型 原則上變壓器容量越大要求測(cè)試電流越大,一般 

35KV以上用10A 20A

35KV 以下用 3A  5A  10A

10A及以上都不帶電池

3A 5A可帶電池

型號(hào)意義  DCR-10AP  DCR –直流電阻測(cè)試儀  10A-電流為10A   P為帶打印機(jī)  

現(xiàn)場(chǎng)常見問(wèn)題

1、大型變壓器特別是120MVA以上容量低壓三角形接法變壓器應(yīng)盡量使用助磁法測(cè)量，但是有些變壓器無(wú)法利用高壓側(cè)繞組，在這種情況下要利用鐵芯的剩磁特性，注意測(cè)量的順序。在測(cè)量時(shí)按順序分別測(cè)量Rab→Rac→Rbc。

2、在直流電阻測(cè)試完成后，變壓器有時(shí)會(huì)有剩磁，造成不能立即運(yùn)行的情況出現(xiàn)，在測(cè)試完成后，將測(cè)試線正負(fù)極顛倒，進(jìn)行一下反向充電，可有效避免上述情況出現(xiàn)。具體時(shí)間，根據(jù)變壓器容量不同，以及測(cè)試電流的大小，靈活掌握。

3、有載調(diào)壓的變壓器測(cè)量高壓側(cè)電阻時(shí)從1或17*大電阻檔開始測(cè)量。

4、為節(jié)約時(shí)間，測(cè)試過(guò)程中可按復(fù)位鍵 不必等待放電過(guò)程結(jié)束，便可直接再次啟動(dòng)測(cè)量。

5、量程范圍內(nèi)盡量選用大電流以增強(qiáng)穩(wěn)定性能，同時(shí)也應(yīng)考慮試品電流的承受能力。

數(shù)據(jù)的判讀

1、時(shí)間經(jīng)驗(yàn)：不同容量變壓器，不同的測(cè)量方法，不同的電壓等級(jí)，不同的鐵芯結(jié)構(gòu)等測(cè)量的時(shí)間不一樣。對(duì)于一臺(tái)2400MVA的變壓器其低壓側(cè)電阻若采用助磁法每相大約用8~10分鐘，若直接在低壓側(cè)單相測(cè)量需要用40~50分鐘測(cè)量一相。對(duì)于150MVA的變壓器助磁法測(cè)量每相大約需用3~5分鐘，不助磁，每相大約用30分鐘左右。以上是針對(duì)低壓三角形接法三芯五柱式變壓器，一般電壓等級(jí)在110KV以上的情形。對(duì)于電壓等級(jí)在35KV的變壓器，其測(cè)量時(shí)間大大縮減不用使用助磁法，對(duì)于120MVA以下的三芯變壓器，也不用助磁法，可直接進(jìn)行測(cè)量一般不超過(guò)20分鐘，而對(duì)于星形接法，測(cè)量數(shù)據(jù)顯示出來(lái)就是穩(wěn)定的。

2、阻值經(jīng)驗(yàn)：在進(jìn)行直阻測(cè)量之前先了解一下各線圈阻值大小，以便于進(jìn)行數(shù)據(jù)真實(shí)性判斷。比如240MVA或360MVA的巨型變壓器，其低壓側(cè)電阻一般1mΩ或2mΩ左右。若不用助磁法測(cè)量，初始的測(cè)量數(shù)據(jù)大概在4mΩ~10mΩ之間，且數(shù)據(jù)非常穩(wěn)定大約經(jīng)過(guò)10分鐘左右數(shù)據(jù)才開始變小。

3、數(shù)據(jù)的變化規(guī)律：在進(jìn)行大型變壓器低壓側(cè)直阻測(cè)量時(shí)，**個(gè)顯示出的數(shù)據(jù)與真實(shí)值相差甚遠(yuǎn)，且保持一段時(shí)間的穩(wěn)定，然后逐漸開始變化，變大或變小，變化的速度逐漸加快，然后逐漸變饅*后達(dá)到幾乎不在變化，得到真實(shí)阻值。這種變化一般是朝一個(gè)方向變化，比如一直變小到真實(shí)值。出現(xiàn)忽大忽小，長(zhǎng)時(shí)間飄忽不定，或很長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)保持不變或變化甚小且距真實(shí)值相差甚遠(yuǎn)則應(yīng)檢查接線是否有誤。但對(duì)于超大型變壓器如370MVA或400MVA變壓器在助磁測(cè)量時(shí)有一個(gè)過(guò)沖，在變小過(guò)程中有一個(gè)低于真實(shí)值區(qū)然后回升到真實(shí)值。

4、真實(shí)值判數(shù)：根據(jù)以上三點(diǎn)綜合判斷，認(rèn)為*后數(shù)據(jù)接近真實(shí)值且1分鐘內(nèi)數(shù)據(jù)變化不超過(guò)1~2字，此時(shí)可認(rèn)為數(shù)據(jù)可靠，可作為*終的測(cè)量值。