剩磁對大容量變壓器直阻試驗的影響及解決辦法

張曉軍 楊浩旋

摘 要：本文分析了剩磁對大容量變壓器直流電阻試驗的影響，同時提出了能夠有效克服剩磁影響的措施和方法，供試驗人員參考。

關(guān)鍵詞：大容量變壓器 剩磁 直流電阻 助磁法

中圖分類號：TM401 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（a）-0143-01

在2013年，我廠#2機(jī)組的小修期間，對主變低壓側(cè)進(jìn)行直流電阻試驗時，發(fā)現(xiàn)直阻不平移衡率達(dá)到3.49%，通過多次試驗，直阻不平衡率均不合格。我廠主變采用天威保變的SFP-720000/220型三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻變壓器。根據(jù)規(guī)程規(guī)定對1600 kVA以上的變壓器，各相線圈間同檔分接開關(guān)的直流電阻相互間差別不大于三相平均值的2%；各線間同檔分接開關(guān)的直流電阻相互間差別不大于三相平均值的1%。后經(jīng)綜合分析是由于之前主變的直流偏磁使鐵芯剩磁過大所致。

1 變壓器剩磁產(chǎn)生的原因

大型變壓器的鐵芯產(chǎn)生剩磁的情況很普遍，產(chǎn)生的原因總的來說主要有以下四個：（1）變壓器的鐵芯都是采用高導(dǎo)磁的硅鋼片疊壓而成，存在磁滯現(xiàn)象；（2）將空載變壓器拉閘時由于找不到三相電流同時過零的瞬間，自然而然的也會產(chǎn)生剩磁；（3）隨著我國超高壓直流輸電的發(fā)展，當(dāng)附近有直流變電站采用單極運行時，附近電廠或者變電站中經(jīng)中性點接地的變壓器就會產(chǎn)生直流偏磁，導(dǎo)致鐵芯的嚴(yán)重飽和，同樣也會產(chǎn)生較大的剩磁；（4）在變壓器直流電阻試驗時通入較大的直流電流也會產(chǎn)生剩磁。在變壓器直流電阻試驗中為了縮短試驗時間和提高測量精度，通常采用的是快速的測量儀器，輸出直流電流從5～20 A，超過了正常勵磁電流，也必然使鐵芯嚴(yán)重飽和而產(chǎn)生剩磁。

2 剩磁對直流電阻試驗的影響

剩磁會對充電繞組的電感值產(chǎn)生影響，從而使測量時間增長，從而對測量產(chǎn)生影響。由于變壓器繞組通電后呈現(xiàn)電感大，電阻小的特性，特別是對于大容量變壓器，電感值可以達(dá)到數(shù)百亨，而低壓側(cè)電阻值只有幾毫歐。當(dāng)直流電流通入變壓器繞組后，必然有一個暫態(tài)過渡過程，充電電流達(dá)到穩(wěn)定值需要一定長的時間?，F(xiàn)場工作實踐表明，主變?nèi)萘吭酱?，充電時間越長。

根據(jù)充電電流，其中τ=（τ為回路時常數(shù)），理論上i達(dá)到穩(wěn)定的時間無限長，但當(dāng)t=4τ時可視為充電電流基本穩(wěn)定。

同時大型變壓器絕緣采用夾層絕緣較多，由于剩磁存在，在做變壓器局部放電等試驗時會出現(xiàn)局部強(qiáng)電場，破壞絕緣，造成故障。因此對大型變壓器繞組進(jìn)行直流電阻測量時應(yīng)控制充電電流小于繞組額定電流的20%，從而減小剩磁。

3 克服剩磁影響的試驗方法及措施

變壓器制造廠為了保證出廠試驗數(shù)據(jù)的正確性，在出廠試驗中都是在鐵芯去磁的情況下進(jìn)行的，而現(xiàn)場試驗時由于各試驗項目的次序安排不科學(xué)從而使鐵芯中存在剩磁，造成鐵芯勵磁特性發(fā)生變化，影響了試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，給試驗結(jié)果的判斷帶來困難。在條件允許的情況下，使用專用的變壓器消磁設(shè)備對鐵芯進(jìn)行消磁，同時也可以采用逐相測量的方法，通過延長測量時間來進(jìn)行測量。測量時間隨著變壓器容量的不同而不同，同時也與變壓器鐵芯的飽和程度有關(guān)，容量越大，鐵芯飽和程度越高，測量時間越長。

為了提高實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和縮短試驗時間，我們可以采用助磁法。但助磁法僅適用于低壓繞組的測量，其做法是將高壓繞組也接入充電回路。由于高壓繞組的匝數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低壓繞組，通入直流電流后，利用高壓繞組產(chǎn)生的巨大磁勢，使變壓器鐵芯飽和，從而降低電感（即降低充電時間常數(shù)），達(dá)到快速測量的目的。

以我廠SFP-720000/220型鐵芯為五柱式Y(jié)ND11接線的變壓器，采用助磁法測量為例。低壓側(cè)繞組直流電阻有如下接線方法：（1）測Rac：高壓A接儀器+I端子；低壓c接儀器-I端子；高壓B、C短接后，接到低壓a。低壓a接到儀器+V端子；低壓c接到儀器-V端子；（2）測Rbc：高壓C接儀器+I端子；低壓b接儀器-I端子；高壓A、B短接后，接到低壓c。低壓c接到儀器+V端子；低壓b接到儀器-V端子；（3）測Rab：高壓B接儀器+I端子；低壓a接儀器-I端子；高壓A、C短接后，接到低壓b。低壓b接到儀器+V端子；低壓a接到儀器-V端子。（如圖1）

4 結(jié)論

變壓器繞組的直流電阻試驗相較于其他預(yù)防性試驗來說是比較費時費力的一項試驗。一旦變壓器的剩磁過大對試驗數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響就容易誤導(dǎo)試驗人員對試驗結(jié)果做出錯誤判斷，通過以上分析，采用助磁法或者加大測量回路電流可以有效的克服剩磁的影響，不但可以提高工作效率，同時提高了試驗數(shù)據(jù)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] DL/T596-1996.電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，1997.

[2] 變壓器直流電阻測試儀RZC-10TC操作手冊[S].