变压器直阻平衡率及换算
一种变压器直流电阻不平衡率的计算方法探讨与应用
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。
变压器试验基本计算公式
变压器试验基本计算公式一、电阻温度换算：不同温度下的电阻可按下式进行换算：R=Rt（T+θ）/（T+t）θ：要换算到的温度；t：测量时的温度；Rt：t温度时测量的电阻值； T ：系数，铜绕组时为234.5，铝绕组为224.5。
二、电阻率计算：ρ=RtS/L R=（T+θ）/（T+t）电阻参考温度20℃三、感应耐压时间计算：试验通常施加两倍的额定电压，为减少励磁容量，试验电压的频率应大于100Hz，最好频率为150-400Hz，持续时间按下式计算：t=120×fn/f，公式中：t为试验时间，s；fn为额定频率，Hz；f为试验频率， Hz。
如果试验频率超过400 Hz，持续时间应不低于15 s。
四、负载试验计算公式：通常用下面的公式计算：Pk =（Pkt+∑In2R×（Kt2-1））/Kt式中：Pk为参考温度下的负载损耗；Pkt为绕组试验温度下的负载损耗；Kt为温度系数；∑In2R为被测一对绕组的电阻损耗。
三相变压器的一对绕组的电阻损耗应为两绕组电阻损耗之和，计算方法如下：“Y”或“Yn ”联结的绕组：Pr=1.5In2Rxn=3 In2Rxg；“D”联结的绕组：Pr=1.5In2Rxn=In2Rxg。
式中：Pr为电阻损耗；In为绕组的额定电流；Rxn为线电阻；Rxg为相电阻。
五、阻抗计算公式：阻抗电压是绕组通过额定电流时的电压降，标准规定以该压降占额定电压的百分数表示。
阻抗电压测量时应以三相电流的算术平均值为准，如果试验电流无法达到额定电流时，阻抗电压应按下列公式折算并校准到表四所列的参考温度。
ekt=（Ukt ×In）/（Un×Ik）×100%， ek=1)-(K)/10S(Pe22Nkt2kt %式中：ekt为绕组温度为t℃时的阻抗电压，%；U kt 为绕组温度为t℃时流过试验电流Ik的电压降，V；Un为施加电压侧的额定电压，V；In为施加电压侧的额定电流，A；ek为参考温度时的阻抗电压，%；P kt 为t℃的负载损耗，W；Sn为额定容量，kVA；Kt为温度系数。
变压器直阻试验
变压器直阻试验一、试验原理及作用原理：电力变压器绕组可等效于一个被测绕组电感L与电阻R串联的等值电路，见图1。
绕组的电感很大，约为数百至数千亨，而直流电阻较小，并且变压器的容量越大，电压等级越高，电感与电阻的比值就越大。
当直流电压加于被测绕组，由于电感中的电流不能突变，所以直流电源刚接通的瞬间，即t=0时，L中的电流为零，电阻中也无电流，因此,电阻上没有压降，全部外施电压加在电感的两端。
测量回路（忽略回路引线电阻）的过渡过程应满足以下公式：图 1（1）（2）式（1）、（2）中，为外施直流电压，V；R为绕组的直流电阻，Ω；L为绕组的电感，H；i为通过绕组的直流电流，A。
电路达到稳定时间的长短，取决于R 与L的比值，即τ=L/R，τ称为该电路的时间常数，即τ越大，达到稳定的时间越长。
由于大型变压器的τ值比小变压器的大得多，所以大型变压器达到稳定的时间相当长。
在进行低压测量时，应注意选择合适的测量仪器和测量方法，大容量的变压器应选用充电电流为20 A 以上的测试仪，测试过程中绕组不能短路，测量时间应足够。
作用：测量变压器绕组的直流电阻是变压器预防性和交接试验中一个非常重要的项目。
通过这个试验可以检查绕组和引出线是否有断股和焊接质量问题, 绕组层、匝间是否有短路, 检查并联支路的正确性以及是否存在几条导线绕成的绕组发生断线, 还可以检查分接开关各位置接触是否良好等等。
在一定意义上说变压器绕组直流电阻的测量有时候是判断电流回路连接状况最有效的办法。
二、仪器使用（讲解/实操）JYR-50A直流电阻测试仪技术指标：（1）输出电流：50A 、20A、10A、5A（2）输出电压：DC20V（3）量程：0Ω～0.4Ω（50A）500μΩ～1Ω（20A）1mΩ～2Ω（10A）2mΩ～4Ω（5A）（4）准确度：0.2%±0.5μΩ（5）最小分辨率：0.1μΩ（6）显示位数：四位（7）工作温度：-20～40℃（8）环境湿度：≤80%RH，无结露（9）工作电源：AC220V±10%，50HZ±110、体积：长440mm×宽240mm×高390mm11、净重：15Kg仪器面板见下图：1、电源开关：整机电源输入口，带有交流插座，保险仓和开关。
浅议变压器直流电阻不平衡原因分析与处理
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。
变压器绕组直阻不平衡率计算表
变压器试验计算公式汇总
可编辑版变压器试验计算版第一部分直流电阻的计算第二部分绝缘特性的计算第三部分工频外施耐压试验的计算第四部分空载试验的计算第五部分负载试验与短路阻抗的计算第六部分零序阻抗的计算第七部分温升试验的计算第八部分声级测定的计算第九部分计算案例一、直流电阻的计算1.电阻（Ω）=电阻率（Ω/m）×长度（m）/截面积（mm2）2.电阻温度的换算铜 R T=R t×(235+T)/(235+t)铝 R T=R t×(225+T)/(225+t)R T：需要被换算到T℃的电阻值（Ω）R t：t℃下的测量电阻值（Ω）T ：温度，指绕组温度（℃）t ：温度，指测量时绕组的温度（℃）3.绕组相电阻与线电阻的换算R a=1/2（R ab+R ac-R bc）R b=1/2（R ab+R bc-R ac）R c=1/ 2（R bc+R ac-R ab）D接，且a-y、b-z、c-xR a=（R ac-R p）-（R ab R bc）/（R ac-R p）R b=（R ab-R p）-（R ac R bc）/（R ab-R p）R c=（R bc-R p）-（R ab R ac）/（R bc-R p）R p=（R ab+ R bc + R ac）/2R ab=R a（R b+R c）/（R a+R b+R c）R L=2R p/3R AB、R BC、R AC、R ab、R bc、R ac、：绕组线电阻值（Ω）R a、R b、R c、 R AN、R BN、R CN：绕组相电阻值（Ω）R p：三相电阻平均值（Ω）4.三相绕组不平衡率计算β=（R MAX-R min）/R（三相平均值）β：三相绕组电阻值的不平率（%）R MAX：测量电阻的最大值（Ω）R min：测量电阻的最小值（Ω）5.测量直阻时所需的直流电流计算I Y =1.41×K×i oI D =1.22×K×i oK :系数，取3-10i o ：空载电流，A6.试品电感的计算L=ф/I=K×I×n×S/(l×I)=K×n×S×μ/lL：试品电感（H）K：k=0.4π×10-6 （H/m）S：铁心截面（cm2）l：铁心回路长度（m）μ：导磁系数n ：匝数7.测量直阻对所需充电稳定时间的计算T=L/RT : 充电时间常数（S）当I1=I O时，t≥5T时才能稳定L : 试品测量绕组电感（L） I1 ：测量充电电流（A）R ：试品测量绕组电阻（R） I O ：试品空载电流（A）8.试品磁场强度的计算H=nI/lH ：磁场强度（A/m） I ：流经绕组的电流（A）n ：匝数 l ：铁心回路长度（m）二、绝缘特性的计算1.吸收比的计算吸收比=R60s/R15S S:秒2.极化指数的计算极化指数=R10min/R1min min：分3.位移电流衰减时间的计算T d=RC×10-6T d :衰减时间（S）R ：绝缘电阻值，MΩC :变压器的几何电容值（PF）4.吸收电流的估算I a（t）=BCUt-nI a（t）：吸收电流（A）B ：因数，与绝缘材料的性质、状态、温度有关C ：绝缘体的等效电容n ：常数，0＜n＜15.绝缘电阻值不同温度的换算R2=R1×1.5(t1-t2)10R2 : 温度为t2℃时的绝缘电阻值R1：温度为t1℃时的绝缘电阻值6.绝缘介质损耗的计算P=UIcosφ=ωCU2tanσP ：绝缘内部消耗的功率U ：施加于绝缘介质两端的电压C :绝缘介质的等效电容7.介质损耗不同温度下的换算tanσ2=tanσ1×1.3(t2-t1)/10tanσ2 ：温度为t2℃时的tanσ值tanσ1 ：温度为t1℃时的tanσ值三.工频外施耐压试验的计算1.同步发动机组未带电抗器不自激的计算X c＞X d+X2+X kX c ：折算到发电机端的负载容抗Xc=1/ωc (Ω)C ：试品电容X d ：发电机的同步阻抗（Ω）X2 ：发电机的逆序阻抗（Ω）X k ：试验变压器的短路阻抗（Ω）2.同步发电机带电抗器不自激的计算X c＞（X d+X2）X L /（X d+X2+ X L） + X kX L ：并联补偿电抗器的感抗（Ω）3.试验变压器容升的计算△U=I1/I N［e r cosφ1±e x sinφ1+1/2（e x cosφ1±e r sinφ1）2］△U ：电压变化%值I1 ：试验变压器低压侧电流（A）I N ：试验变压器低压侧额定电流（A）e r ：试验变压器短路阻抗的有功分量 e r=P kt/10S N （%）e x ：试验变压器短路阻抗的无功分量 e x=U xt2 - e r2 （平方根）cosφ1：电压与电流的功率因数，等同于变压器介损测量值tanφsinφ1 ：sinφ=1-tanφ（cosφ1）2 （平方根）4.补偿电抗器容量选择的计算S C＜S X≤S G+S CS X ：补偿电抗器50HZ的容量（KVA）S C ：被试变压器在工频耐压时的试验容量，S C=U2ωcS G ：发电机容量（KVA）5.电容分压器分压比的计算K c=（C2+C1）/C1K c ：分压比C1 ：高压臂电容（F）C2 ：低压臂电容（F）6.变压器漏抗的计算X S=(U H/I H)×U K%X S ：变压器漏抗（Ω）U H ：变压器额定电压（V）U H ：变压器额定电流（A）U K ：变压器短路阻抗（%）四.空载试验的计算1.空载损耗的计算P o1=P o〃- P WV - P sP o1：空载损耗（W）P o〃：实测损耗（W）P WV ：仪表损耗（W）P s ：测量电缆损耗（W）2.空载电流的计算I o=（I ao+I bo+I co）/3I rI o ：空载电流（%）I ao、I bo、I co ：三相实测空载电流（A）I r ：励磁绕组额定电流（A）3.空载损耗校正的计算P o =P o1［1+（U1- U r）/U1］P o ：校正后的空载损耗值（W）P o1 ：校正前的空载损耗值（W）U1 ：平均值电压表测量值（V）U r：有效值电压表测量值（V）4.空载试验电源容量的计算S o=0.01× K ×i o ×S nS o ：试验电源容量（KVA）K ：系数，1≤K≤10，基本取K≥5可满足波形要求。
变压器绕组直流电阻不平衡原因的分析
变压器绕组直流电阻不平衡原因的分析【摘要】在发电厂中由于各种原因容易引起变压器绕组直流电阻不平衡的问题，本文根据多年的工作经验和相关知识的积累，对其内在的原因进行了分析，并提出了控制的方法。
【关键词】变压器绕组直流电阻不平衡原因分析一、原因分析1、引线结构的原因对于常规结构的配电变压器，低压直流电阻不平衡主要是由引线结构决定。
配电变压器(2000kV A以下)低压出线方式传统结构如图1所示，采用单面出线结构，这种结构使a、b、c三相引线长短不一，通常c相电阻要大于a、b相电阻，这直接导致三相相电阻和线电阻的不平衡。
图1 低压出线方式传统结构2、引线电阻的原因大容量的配电变压器(2000kV A以上)，由于其电流大，低压绕组匝数较少，绕组并联根数多，其导线总的截面积较大，因此绕组自身的电阻较小，而引线电阻相对直流电阻占较大比例，每相引线长度又不相等，使得三相电阻不平衡更加明显。
3、绕组导线及引线材质的原因配电变压器低压绕组一般采用层式或新型螺旋式结构，对于同一台变压器其三个绕组的导线要选用同一厂家同一批次的，导电杆、铜排、引线也应该选取得当，配置合理，否则对三相电阻不平衡率将产生极大影响。
4、生产工艺的原因引线在焊接过程中有虚焊、引线接线片与铜排接触不良等因素，尤其是低压绕组为螺旋式时，其并绕根数多，若有某根焊接不良等都会对三相电阻不平衡率产生影响；绕组绕制过程中若是松紧不一也容易使三相电阻不平衡。
二、变压器绕组直流电阻不平衡检测处理1、外部查找及处理高压侧引线座解体检查处理。
变压器高压侧套管是由南瓷厂生产的，这种套管的桩头与变压器引出线，是由引出线顶端螺纹与桩头连接，再用螺帽固定，我怀疑在安装过程中连接处螺纹没有处理干净，造成接触不良，使接触电阻增大。
拆下套管桩头顶端4只M10螺丝，拔出变压器引线，拔出的引线的长度以试验用夹子的厚度为准，不能过大，以免损坏变压器引线及绝缘层。
用HDBZ-3型变压器直流电阻测试仪测量，结果与以前测量数据相差不大。
变压器试验计算公式汇总
—变压器试验计算版第一部分直流电阻的计算第二部分绝缘特性的计算第三部分工频外施耐压试验的计算!第四部分空载试验的计算第五部分负载试验与短路阻抗的计算第六部分零序阻抗的计算第七部分温升试验的计算/第八部分声级测定的计算第九部分计算案例$一、直流电阻的计算1.电阻（Ω）=电阻率（Ω/m）×长度（m）/截面积（mm2）2.电阻温度的换算铜 R T=R t×(235+T)/(235+t)铝 R T=R t×(225+T)/(225+t)R T：需要被换算到T℃的电阻值（Ω）R t：t℃下的测量电阻值（Ω）T ：温度，指绕组温度（℃））t ：温度，指测量时绕组的温度（℃）3.绕组相电阻与线电阻的换算R a=1/2（R ab+R ac-R bc）R b=1/2（R ab+R bc-R ac）R c=1/ 2（R bc+R ac-R ab）·D接，且a-y、b-z、c-xR a=（R ac-R p）-（R ab R bc）/（R ac-R p）R b=（R ab-R p）-（R ac R bc）/（R ab-R p）R c=（R bc-R p）-（R ab R ac）/（R bc-R p）R p=（R ab+ R bc + R ac）/2R ab=R a（R b+R c）/（R a+R b+R c）R L=2R p/3…R AB、R BC、R AC、R ab、R bc、R ac、：绕组线电阻值（Ω）R a、R b、R c、 R AN、R BN、R CN：绕组相电阻值（Ω）R p：三相电阻平均值（Ω）4.三相绕组不平衡率计算β=（R MAX-R min）/R（三相平均值）β：三相绕组电阻值的不平率（%）R MAX：测量电阻的最大值（Ω）R min：测量电阻的最小值（Ω）]5.测量直阻时所需的直流电流计算I Y =×K×i oI D =×K×i oK :系数，取3-10i o ：空载电流，A6.试品电感的计算L=ф/I=K×I×n×S/(l×I)=K×n×S×μ/lL：试品电感（H）<K：k=π×10-6 （H/m）S：铁心截面（cm2）l：铁心回路长度（m）μ：导磁系数n ：匝数7.测量直阻对所需充电稳定时间的计算T=L/RT : 充电时间常数（S）当I1=I O时，t≥5T时才能稳定'L : 试品测量绕组电感（L） I1 ：测量充电电流（A）R ：试品测量绕组电阻（R） I O ：试品空载电流（A）8.试品磁场强度的计算H=nI/lH ：磁场强度（A/m） I ：流经绕组的电流（A）n ：匝数 l ：铁心回路长度（m）二、绝缘特性的计算1.吸收比的计算-吸收比=R60s/R15S S:秒2.极化指数的计算极化指数=R10min/R1min min：分3.位移电流衰减时间的计算T d=RC×10-6T d :衰减时间（S）R ：绝缘电阻值，MΩC :变压器的几何电容值（PF）…4.吸收电流的估算I a（t）=BCUt-nI a（t）：吸收电流（A）B ：因数，与绝缘材料的性质、状态、温度有关C ：绝缘体的等效电容n ：常数，0＜n＜15.绝缘电阻值不同温度的换算R2=R1×(t1-t2)10：R2 : 温度为t2℃时的绝缘电阻值R1：温度为t1℃时的绝缘电阻值6.绝缘介质损耗的计算P=UIcosφ=ωCU2tanσP ：绝缘内部消耗的功率U ：施加于绝缘介质两端的电压C :绝缘介质的等效电容7.介质损耗不同温度下的换算@tanσ2=tanσ1×(t2-t1)/10tanσ2 ：温度为t2℃时的tanσ值tanσ1 ：温度为t1℃时的tanσ值三.工频外施耐压试验的计算1.同步发动机组未带电抗器不自激的计算X c＞X d+X2+X kX c ：折算到发电机端的负载容抗Xc=1/ωc (Ω)(C ：试品电容X d ：发电机的同步阻抗（Ω）X2 ：发电机的逆序阻抗（Ω）X k ：试验变压器的短路阻抗（Ω）2.同步发电机带电抗器不自激的计算X c＞（X d+X2）X L /（X d+X2+ X L） + X kX L ：并联补偿电抗器的感抗（Ω）3.试验变压器容升的计算!△U=I1/I N［e r cosφ1±e x sinφ1+1/2（e x cosφ1±e r sinφ1）2］△U ：电压变化%值I1 ：试验变压器低压侧电流（A）I N ：试验变压器低压侧额定电流（A）e r ：试验变压器短路阻抗的有功分量 e r=P kt/10S N （%）e x ：试验变压器短路阻抗的无功分量 e x=U xt2 - e r2 （平方根）cosφ1：电压与电流的功率因数，等同于变压器介损测量值tanφsinφ1 ：sinφ=1-tanφ（cosφ1）2 （平方根）4.>5.补偿电抗器容量选择的计算S C＜S X≤S G+S CS X ：补偿电抗器50HZ的容量（KVA）S C ：被试变压器在工频耐压时的试验容量，S C=U2ωcS G ：发电机容量（KVA）6.电容分压器分压比的计算K c=（C2+C1）/C1K c ：分压比&C1 ：高压臂电容（F）C2 ：低压臂电容（F）7.变压器漏抗的计算X S=(U H/I H)×U K%X S ：变压器漏抗（Ω）U H ：变压器额定电压（V）U H ：变压器额定电流（A）U K ：变压器短路阻抗（%）;四.空载试验的计算1.空载损耗的计算P o1=P o〃- P WV - P sP o1：空载损耗（W）P o〃：实测损耗（W）P WV ：仪表损耗（W）P s ：测量电缆损耗（W）2.空载电流的计算:I o=（I ao+I bo+I co）/3I rI o ：空载电流（%）I ao、I bo、I co ：三相实测空载电流（A）I r ：励磁绕组额定电流（A）3.空载损耗校正的计算P o =P o1［1+（U1- U r）/U1］P o ：校正后的空载损耗值（W）P o1 ：校正前的空载损耗值（W）)U1 ：平均值电压表测量值（V）U r：有效值电压表测量值（V）4.空载试验电源容量的计算S o=× K ×i o ×S nS o ：试验电源容量（KVA）K ：系数，1≤K≤10，基本取K≥5可满足波形要求。