電力變壓器繞組的直流電阻測(cè)量及數(shù)據(jù)分析
電力變壓器繞組的直流電阻測(cè)量及數(shù)據(jù)分析，尤其是對(duì)低壓電阻的測(cè)量與分析是各生產(chǎn)商的一個(gè)難題，應(yīng)妥善解決。
GB／T6451-1999[1]中規(guī)定：“對(duì)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(diǎn)引出時(shí))為2％，線(無(wú)中性點(diǎn)引出時(shí))為1％。如果由于線材及引線結(jié)構(gòu)等原因而使直流電阻不平衡率超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，除應(yīng)在生產(chǎn)記錄中記錄實(shí)測(cè)值外，尚應(yīng)寫明引起這一偏差的原因。使用單位應(yīng)與同溫度下的出廠實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，其偏差應(yīng)不大于2％。”
眾所周知，測(cè)量直流電阻的目的是驗(yàn)證繞組和引線的材質(zhì)及焊點(diǎn)質(zhì)量的好壞，而三相電阻的不平衡率主要是檢驗(yàn)引線焊接的質(zhì)量和開(kāi)關(guān)、套管等載流組部件聯(lián)結(jié)和接觸是否良好。GB6451-1999中做了嚴(yán)格的規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的直流電阻三相偏差是在三相繞組電阻應(yīng)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(duì)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(cè)量方法及如何評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果，判斷產(chǎn)品的質(zhì)量。
JB／T501-1991[2]中規(guī)定：對(duì)于低壓400伏中性點(diǎn)引線電阻所占比重較大的yn聯(lián)結(jié)的配電變壓器，應(yīng)測(cè)量其線電阻(ab,bc,ca)及中性點(diǎn)對(duì)一個(gè)線端的電壓，如ao。這在實(shí)施GB/T645l-1999中對(duì)于1600kVA及以下的變壓器可以執(zhí)行，因?yàn)?/span>GB/T6451-1999中規(guī)定了相、線電阻的合格標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)小型配電變壓器，例如500kVA及以下的產(chǎn)品，低壓為圓筒式繞組，y接線在繞組的上部(見(jiàn)圖1)。中性點(diǎn)引線很短，雖然設(shè)計(jì)規(guī)定引線設(shè)計(jì)按25％額定電流設(shè)計(jì)，但在實(shí)際制造中，有的與其它引線相同，有的截面略小，因此中性點(diǎn)引線電阻所占比例不大，測(cè)線電阻、相電阻能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
圖1圓筒式繞組的低壓引線圖
但對(duì)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(diǎn)引線較長(zhǎng)，按25％額定電流設(shè)計(jì)。這樣，中性點(diǎn)引線電阻隨著容量的增大，所占的比重越來(lái)越大。執(zhí)行JB／T501-1991時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)Rca＞Rab=Rbc，這一規(guī)律完全是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)造成的。
圖2螺旋式繞組低壓引線圖
從圖2中可見(jiàn)：
Rab=Rbc(兩者相差一般不超過(guò)0.5％)
Rca>Rab=Rbc
Rca與Rab和Rbc差Rybc+Rs
一般情況下，10kV級(jí)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(gè)檔次。但是，對(duì)2000kVA及以上的變壓器，按照GB／T6451-1999的規(guī)定，只能測(cè)量相電阻，而且標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相電阻的不平衡率應(yīng)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?yàn)?/span>Ra=Rb=Rc，所以不難看出：Rbo最小；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(jié)構(gòu)上Rco>Rao>Rbo,這完全是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(chǎn)品有可能存在問(wèn)題，因?yàn)閼?yīng)該小的電阻沒(méi)有小，可能是多根導(dǎo)線并繞時(shí)，其中的一根或幾根沒(méi)焊好，那么，這樣本來(lái)是有故障的產(chǎn)品，會(huì)當(dāng)成好產(chǎn)品出廠或參與運(yùn)行。
由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用戶有要求，有的制造廠為了滿足標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)致引線過(guò)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(shí)補(bǔ)焊一塊不夠再焊一塊。這樣做既浪費(fèi)了銅排，也不美觀，而且對(duì)產(chǎn)品毫無(wú)好處，對(duì)運(yùn)行就更無(wú)好處。那么目前應(yīng)如何執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)呢?無(wú)論是測(cè)量線電阻還是測(cè)量相電阻，都應(yīng)符合規(guī)律，即Rac>Rab=Rbc或Rco>Rao>Rbo，然后在出廠報(bào)告中注明其原因，使用單位參照出廠數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，而不要片面地追求小于2％的標(biāo)準(zhǔn)。
GB／T6451-1999[1]中規(guī)定：“對(duì)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(diǎn)引出時(shí))為2％，線(無(wú)中性點(diǎn)引出時(shí))為1％。如果由于線材及引線結(jié)構(gòu)等原因而使直流電阻不平衡率超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，除應(yīng)在生產(chǎn)記錄中記錄實(shí)測(cè)值外，尚應(yīng)寫明引起這一偏差的原因。使用單位應(yīng)與同溫度下的出廠實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，其偏差應(yīng)不大于2％。”
眾所周知，測(cè)量直流電阻的目的是驗(yàn)證繞組和引線的材質(zhì)及焊點(diǎn)質(zhì)量的好壞，而三相電阻的不平衡率主要是檢驗(yàn)引線焊接的質(zhì)量和開(kāi)關(guān)、套管等載流組部件聯(lián)結(jié)和接觸是否良好。GB6451-1999中做了嚴(yán)格的規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的直流電阻三相偏差是在三相繞組電阻應(yīng)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(duì)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(cè)量方法及如何評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果，判斷產(chǎn)品的質(zhì)量。
JB／T501-1991[2]中規(guī)定：對(duì)于低壓400伏中性點(diǎn)引線電阻所占比重較大的yn聯(lián)結(jié)的配電變壓器，應(yīng)測(cè)量其線電阻(ab,bc,ca)及中性點(diǎn)對(duì)一個(gè)線端的電壓，如ao。這在實(shí)施GB/T645l-1999中對(duì)于1600kVA及以下的變壓器可以執(zhí)行，因?yàn)?/span>GB/T6451-1999中規(guī)定了相、線電阻的合格標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)小型配電變壓器，例如500kVA及以下的產(chǎn)品，低壓為圓筒式繞組，y接線在繞組的上部(見(jiàn)圖1)。中性點(diǎn)引線很短，雖然設(shè)計(jì)規(guī)定引線設(shè)計(jì)按25％額定電流設(shè)計(jì)，但在實(shí)際制造中，有的與其它引線相同，有的截面略小，因此中性點(diǎn)引線電阻所占比例不大，測(cè)線電阻、相電阻能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
圖1圓筒式繞組的低壓引線圖
但對(duì)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(diǎn)引線較長(zhǎng)，按25％額定電流設(shè)計(jì)。這樣，中性點(diǎn)引線電阻隨著容量的增大，所占的比重越來(lái)越大。執(zhí)行JB／T501-1991時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)Rca＞Rab=Rbc，這一規(guī)律完全是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)造成的。
圖2螺旋式繞組低壓引線圖
從圖2中可見(jiàn)：
Rab=Rbc(兩者相差一般不超過(guò)0.5％)
Rca>Rab=Rbc
Rca與Rab和Rbc差Rybc+Rs
一般情況下，10kV級(jí)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(gè)檔次。但是，對(duì)2000kVA及以上的變壓器，按照GB／T6451-1999的規(guī)定，只能測(cè)量相電阻，而且標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相電阻的不平衡率應(yīng)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?yàn)?/span>Ra=Rb=Rc，所以不難看出：Rbo最小；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(jié)構(gòu)上Rco>Rao>Rbo,這完全是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(chǎn)品有可能存在問(wèn)題，因?yàn)閼?yīng)該小的電阻沒(méi)有小，可能是多根導(dǎo)線并繞時(shí)，其中的一根或幾根沒(méi)焊好，那么，這樣本來(lái)是有故障的產(chǎn)品，會(huì)當(dāng)成好產(chǎn)品出廠或參與運(yùn)行。
由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用戶有要求，有的制造廠為了滿足標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)致引線過(guò)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(shí)補(bǔ)焊一塊不夠再焊一塊。這樣做既浪費(fèi)了銅排，也不美觀，而且對(duì)產(chǎn)品毫無(wú)好處，對(duì)運(yùn)行就更無(wú)好處。那么目前應(yīng)如何執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)呢?無(wú)論是測(cè)量線電阻還是測(cè)量相電阻，都應(yīng)符合規(guī)律，即Rac>Rab=Rbc或Rco>Rao>Rbo，然后在出廠報(bào)告中注明其原因，使用單位參照出廠數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，而不要片面地追求小于2％的標(biāo)準(zhǔn)。
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