变压器三相绕组直流电阻不平衡率计算

探析变压器绕组直流电阻不平衡的原因及处理措施曾春妹发表时间：2020-05-08T10:48:14.633Z 来源：《当代电力文化》2019年23期作者：曾春妹[导读] 测量电力变压器绕组的直流电阻是出厂试验、现场安装交接试验和预防性试验的基本项目摘要：测量电力变压器绕组的直流电阻是出厂试验、现场安装交接试验和预防性试验的基本项目，是判断变压器绕组是否存在缺陷和故障，确定变压器是否可以投入运行的重要手段之一。

关键词：变压器绕组直流电阻不平衡测量电力变压器绕组直流电阻的目的，就是借助测量仪器取得变压器三相绕组的电阻值，并对其进行数学计算和偏差分析，再与标准值进行比对，从而判断变压器绕组是否存在匝间层间短路、是否存在绕组断股、引线接头松动和脱落，分接开关运行是否正常等，并对变压器作出综合判断。

电力变压器在制作、运输、安装及运行过程中，可能受制作质量、运输碰撞和颠簸，安装疏忽以及运行过程中受到机械的，电动力的及外界短路冲击等原因，会使变压器绕组出现短路、断股、接头松动、虚焊、脱焊、分接开关触点出现拉弧烧伤情况。

其直接后果就是在测试变压器绕组直流电阻时，三相数据不相等，出现了不平衡现象，当相互之间差值很大时，就会超过国标允许值，表明变压器绕组有缺略和故障，必须查明原因进行检修。

一个完整的变压器绕组的电阻主要是由绕组本身、分接开关及其连接线和引出线所构成的，因此无论哪一部分出现问题，都会造成整个绕组的电阻值发生变化。

1.参数标准电力设备预防性试验规程明确规定，1600kV A以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%，无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1.0%；1600kV A及以下变压器，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%;与以前相同部位测得值比较其变化不应大于2%。

2.原因分析一是分接开关接触不良引起变压器直流电阻不平衡。

分接开关接触不良，反映在分接处电阻偏大，而且三相之间不平衡。

一种变压器直流电阻不平衡率的计算方法探讨与应用摘要：鉴于现在变压器直流电阻不平衡率计算方法复杂，计算用时久，效率低，给现场试验工作带来不便，高温时工作时间久可能会带来中暑的风险，不能对试验数据进行快递判断，造成停电时间久。

本文提出一种变压器直流电阻不平衡率的新计算方法，不受计算器条件限制，计算简单，效率高，大大提高现场试验工作效率，缩短设备的停电时间，增加经济效益。

标签：变压器直流电阻试验;不平衡率;计算方法;停电时间引言变压器直流电阻试验是变压器的常规试验，试验仪器测出三相变压器的直流电阻，通常情况下不能简单从变压器的直流电阻数据进行判断是否合格，而是要计算变压器直流电阻的不平衡率来判断，规程规定，1600kV A及以下三相变压器，各相绕组电阻相互间的差別不应大于三相平均值的4%;无中性点引出的绕组，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%;1600kV A 以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%;无中性点引出的绕组，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的1%[1-3]。

但是现在变压器直流电阻的不平衡率计算方法比较复杂，计算起来比较麻烦，用的时间久，但是变压器直流电阻试验一般都是在户外进行，户外温度比较高，夏日可能达到40度左右，对工作人员来说，工作时间越短越好，工作时间久了还会可能中暑，且这样工作时间久，让设备的停电时间久，经济效益低。

所以提出一种变压器直流电阻的不平衡率计算方法很有必要，本文提出了一种新的变压器直流电阻的不平衡率计算方法，计算方法简单、快速，试验人员可以从测得的试验数据快速判断变压器直流电阻是否合格，减少工作时间，提高工作效率，增加经济效益。

1研究的思路与方法变压器直流电阻不平衡率是指三相绕组中直流电阻最大值与最小值之差与三相直流电阻的平均值之比[4]，即这个新提出的变压器直流电阻的不平衡率计算方法，相对以前的常规计算方法，速度快了很多，且不管什么形式的计算器都很好计算，不用像以前的方法计算时，不是科学计数法的计算器还得算几次，并在草稿纸上记录才可以，现在这种新型计算方法，利用最大值除以最小值，得的结果再减1就可以了。

变压器绕组直流电阻不平衡的原因分析及处理措施摘要：变压器绕组直流电阻的测量是变压器试验中的一个重要试验项目。

直流电阻试验，可以检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与导线的焊接质量，分接开关、引线、与套管等载流部件的接触是否良好，三相电阻是否平衡等。

直流电阻不平衡会导致变压器相间或相对地间产生循环电流，增加变压器的附加损耗，甚至导致变压器的不对称运行，引发电力事故。

本文主要分析变压器绕组直流电阻不平衡的原因分析及处理措施。

关键词：变压器绕组；直流电阻不平衡的原因分析；处理措施引言在变压器检修和预防试验过程中，如果测量变压器三相绕组直流电阻不平衡率超过规定标准，维修试验者应引起高度重视，根据实验要求与实际相结合，对直流电阻进行分段综合考虑。

判断故障点，变压器和变压器高压套管应防止军帽潜伏性金属热，引起设备故障或事故。

1、变压器绕组直流电阻不平衡的原因分析根据试验数据，初步判断1至4档直流电阻值不平衡系数普遍偏大，4档至7档各档位直流电阻值不平衡系数变小均合格。

进一步分析1至4档电阻的极差基本保持一致，AO、BO数据基本大小平衡，可以判断有载开关状态良好，中性点线圈及A、B两相绕组正常，但C相存在问题。

接着，我们对试验接线、接线桩头连接处进行反复检查、打磨，发现试验接线正确，接线桩头与套管连接紧密，表面没有油膜等污物，打磨后测量，其测量值与前次测量值基本一致，可以基本排除由测量接线错误、引线电阻及其接线电阻过大而引起的C相直流电阻偏大这个可能性，初步怀疑有载开关可能存在问题。

接下来，为了确定变压器绕组内部是否存在故障，我们通过油色谱组分分析试验来检查确定。

变压器绝缘材料主要是绝缘油和绝缘纸，变压器在故障下产生的气体主要是来源于油和纸的热裂分解，气相色谱分析就是根据故障时产生的气体在绝缘油中含量的多少，判断其故障类型。

由于变压器油在高温下会分解出甲烷、乙烷、乙烯，乙炔更是要在上千度温度下才会生成，根据油样结果，乙炔数值为0，其他各气体成分均没有超标，也就是说变压器内部没有出现短路而引起的发热现象，那么由线圈匝间、层间、相间短路所引起的变压器内部故障可以基本排除。

浅议变压器直流电阻不平衡原因分析与处理三相变压器绕组的直流电阻不平衡是变压器试验中的一项重要性能参数，它的大小影响到变压器三相线圈的电压、电流的平衡。

国标GB6451.1—86，GB6450 — 86中规定，对于10kV 级，容量1600 k V A （干式变压器2500kVA）下变压器，其相直流电阻不平衡率为4%，线电阻不平衡率不为2%，并注明：如果三相变压器的直流电阻值由于线材及引线结构等原因超过规定值，应写明引起这一偏差的原因，同时出厂试验报告中应给出具体实测值，使用单位用验收试验值与出厂值进行比较，偏差不超过2%。

一、原因分析从整个变压器的制造工艺来看，对于容量1000kVA 以上变压器的低压绕组而言直流电阻不平衡又极容易出现，不平衡可分为结构及材质引起的和变压器本身缺陷引起的两种情况。

1.变压器本身缺陷引起的不平衡率超标（1）绕组在制造过程中的焊接引起的虚焊、假焊，采用冷压焊时的接触不良等情况；（2）多根导线并联时存在断根，或多根中有一根焊接不良；（3）有载开关或无励磁分接开关接触不良；（4）绕组中存在匝间短路；（5）绕组的几何尺寸出现较大偏差；（6）绕组匝数有误差。

2.绕组导体材质或结构引起的直流电阻不平衡3.导体截面大小引起的直流电阻不平衡率超标对于扁铜线主要表现为导体的宽度或厚度偏比较大，导致导体截面偏差较大，此类导体的几何尺寸往往不合格。

对于导体采用铜箔绕组主要表现为铜箔的厚度偏差上，以常规的0.5mm厚度的铜箔为例：制造厂的厚度偏差为±0.03，如果有两卷铜箔，第一卷为+0.03，另一卷铜箔为-0.03，如果加工成绕组，则绕组的不平衡率为：0.06÷0.5=12%，这已经远远超过了国家标准关于相电阻的4%的规定，但从单卷的铜箔来说它是合格的铜箔。

在采购扁铜线时需严格检测几何尺寸，这样基本可以控制直流电阻的不平衡。

（1）对铜箔厚度进行测量，尽量选择厚度比较接近的铜箔加工同一台变压器。

变压器直流电阻计算
1.电压比法：
电压比法是根据电压比等值原理来计算直流电阻的方法。

假设变压器主线圈和副线圈的电压比为N：1，主线圈和副线圈的直流电阻分别为R1和R2，则变压器直流电阻可以计算为：
Rt=N²R2/R1
其中，Rt为变压器的直流电阻。

2.电流比法：
电流比法是根据电流比等值原理来计算直流电阻的方法。

假设变压器主线圈和副线圈的电流比为I1：I2，主线圈和副线圈的直流电阻分别为R1和R2，则变压器直流电阻可以计算为：
Rt=(I1/I2)²(R2/R1)
同样地，Rt为变压器的直流电阻。

需要注意的是，在实际应用中，直流电阻还可能受到线圈的温度、材料和结构等因素的影响。

因此，在计算变压器直流电阻时，还需要考虑这些因素对电阻的影响。

此外，变压器直流电阻的计算还有其他考虑因素。

例如，由于变压器中的电流是交流电，因此还需要考虑交流电阻的影响。

同时，变压器的损耗以及温升也需要在计算中考虑进去。

综上所述，变压器直流电阻的计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。

只有在对变压器各个参数有充分了解的基础上，采用合适的方法进行计算，才能得到准确的结果。

变压器绕组直流电阻误差计算公式变压器绕组直流电阻误差计算公式变压器是电力系统中的一种重要设备，其作用是将电压进行变换，从而达到输电、照明、通信等用途。

在变压器运行过程中，其绕组直流电阻误差会对变压器的性能产生一定的影响，因此对其误差进行计算十分重要。

一、定义绕组直流电阻误差是指变压器绕组中的直流电阻与计算值之间的误差。

其计算公式如下：ΔR_R = (R_R - R_R0) / R_R0 × 100%其中，ΔR_R 表示绕组直流电阻误差，R_R 表示测量得到的绕组直流电阻，R_R0 表示理论计算值。

二、计算方法变压器绕组直流电阻误差的计算方法取决于绕组类型。

（一）单匝绕组对于单匝绕组，其绕组直流电阻误差可以通过以下式子进行计算：ΔR_R = (ρL / A - ρL0 / A0) / (ρL0 / A0) × 100%其中，ρ 为电阻率，L 为线长，A 为横截面积，ρL / A 为测量值，ρL0 / A0 为理论计算值。

（二）多匝绕组对于多匝绕组，其绕组直流电阻误差可以通过以下式子进行计算：ΔR_R = ∑(ρL_i / A_i - ρL_i0 / A_i0) / (∑ρL_i0 / ∑A_i0) × 100%其中，i 表示第 i 匝绕组，ρL_i / A_i 表示测量值，ρL_i0 / A_i0 表示理论计算值，∑ 表示对所有匝数求和。

三、应用场景绕组直流电阻误差的计算在变压器的制造、校验和维护等环节都有着广泛的应用。

通过计算误差，可以评估变压器的性能并及时进行维修和调整，从而保证变压器的正常运转。

四、总结绕组直流电阻误差是变压器运行中不可避免的问题。

通过计算误差，可以评估变压器的性能并及时进行维修和调整，从而保证变压器的正常运转。

因此，熟练掌握变压器绕组直流电阻误差计算公式，必将对变压器的制造、校验和维护产生积极的影响。

变压器直流电阻测试数据的几种不平衡及其处理方法根据变压器直流电阻测试的基本原理及测试结果判断标准，分析了影响变压器直流电阻测量准确性的一些因素，比如：测量仪器的选择不正确，仪器本身精度不够，测量方法选用不恰当;在测量变压器绕组的直流电阻前，未断开与变压器连接的设备，或未拆除外部短路接地线，造成测试受感应电压的影响;接线的方式不正确;测量线截面不够，测量线线夹与引线接触不良，测量线太长，线夹焊接不良;变压器连线接触不良，或运行中由于变压器的震动及热胀冷缩作用，连接处螺丝松动;分接开关接触不良;绕组断股、匝间短路等等。

并从实例分析变压器直流电阻不平衡的情况，同时介绍了根据不同情况下的处理方法。

标签：变压器;直流电阻;绕组;短路;不平衡前言：变压器绕组的直流电阻是变压器出厂交接和预防性试验的基本项目之一，也是变压器发生故障后的重要检查项目，这是因为直流电阻及其不平衡率对综合判断变压器绕组的故障可提供重要的信息。

通过直流电阻的试验，可以检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路，电压分接头各个位置接触是否良好，以及实际位置与分接指示位置是否一致，引线是否存在断裂，多股并绕的绕组是否断股情况。

1.直流电阻测量的基本原理变压器绕组可视为被测绕组的电感L与其电阻Rx串联等值电路。

如图所示。

图1 电力变压器绕组电阻测量基本电路当t=0，合上开关K，直流电压E加于被测绕组时，由于电感中的电流不能突变，所以直流电源刚接通的瞬间，电感L中的电流为零，电阻中也无电流，因此，电阻上没有压降，此时全部外施电压加在电感的两端。

回路电压方程为：E=+L则突加直流电压E时绕组电流为：由上式可以计算不同时刻的电流值，如下表1：t 0 0.5τ τ 2τ 3τ 4τ 5τ ∞i 0 0.393I 0.632I 0.865I 0.950I 0.982I 0.993I I在理论上i达到稳定的时间无限长，实际上，当t=4τ时，电流已达稳定值的98%，这时可认为电路已经稳定。

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·54·2019年第16期文章编号：2095－6835（2019）16－0054－03一起10kV配电变压器直流电阻不平衡率超标的原因分析与处理＊李绍栋（广西电力职业技术学院，广西南宁530007）摘要：变压器绕组直流电阻测试是查找变压器故障的重要手段之一。

通过对预防性试验中某10kV配电变压器低压侧出现的直流电阻不平衡率严重超标问题进行讨论和分析，查找到了引起该变压器直流电阻不平衡率超标的主要原因并成功排除故障，为现场变压器检修提供了理论依据和实践经验。

关键词：配电变压器；直流电阻；不平衡率；交接试验中图分类号：TM421文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.16.0221引言变压器绕组直流电阻试验是查找变压器故障的主要手段，直流电阻不平衡会导致变压器相间或相对地间产生循环电流，增加变压器的附加损耗，甚至导致变压器的不对称运行，可能导致变压器烧毁，引发电力事故[1]。

中国变压器技术标准《油浸式电力变压器技术参数和要求》（GB/T6451—2015）和《干式电力变压器技术参数和要求》（GB/T10228—2015）对变压器绕组直流电阻的不平衡率作了要求，明确规定了绕组直流电阻不平衡率的线间差和相间差的偏差限值。

在工程中，绕组直流电阻测量是变压器出厂试验、交接试验、运行期间的预防性试验必测项目，一方面是为了判断直流电阻不平衡率的是否满足要求；另一方面，是为了检查绕组、开关和套管之间引线的连接是否良好、绕组匝间是否存在短路等故障。

试验中如果发现直流电阻测试数据异常，则说明变压器可能存某种缺陷，需要及时分析处理，防止故障扩大，导致停电等事故发生。

本文以1台10kV配电变压器为实例，针对其在现场试验时低压绕组直流电阻异常的问题，通过分析直流电阻不平衡率超标的主要原因及预防措施，并对故障处理过程进行了描述，为现场变压器检修提供了理论和实践经验。

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%1003
)(⨯++-=C B A C A P R R R R R S 四、线电阻不平衡率
线电阻不平衡率是指三相变压器绕组的线直流电阻中最大值与最小值之差与三个线电阻平均值之比。

设三相变压器的三个线端A 、B 和C 中的任意两个端子间的直流电阻分别表示为CA BC AB R R R 、、，且设AB R 最大，BC R 最小。

则，线电阻不平衡率L S 为
%1003
)(⨯++-=CA BC AB BC AB L R R R R R S 按规定容量为1. 6MVA 以上的电力变压器，相电阻不平衡率不应大于2%，无中性点引出的绕组，线电阻不平衡率不应大于1%;容量在1.6MVA 及以下的电力变压器，相电阻不平衡率一般不大于4%，线电阻不平衡率一般不大于2%。

从工程实用的角度看，完全可以认为线电阻不平衡率为相电阻不平衡率的一半。

因此建议对所有三相变压器，无论其容量大小，均可只规定出直流线电阻的不平衡率限值为2%。