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。

我们排除了这种故障可能。

用分析测试仪分析切换开关的切换波形，从波形图中可以看出分接开关测试波形良好。

但B、C相触头可能接触不良，有缺陷。

2、内部查找以及处理
（1）有载选择开关的检查
MIII-350Y/63-1019 3W型有载调压分接开关应放在调整档位吊出，1号主变有载分接开关应放在整定位置，当整定位置调好，应切断动机构保护开关电源，防止电动操作，打开有载开关放油阀门，把有载开关的油放出，发现油特别黑，油中的游离碳比例比较高。

拆下有载开关上的水平连杆8个M6螺丝，保管好螺丝、锁片。

拆下水平连杆。

用套筒扳手拆下盖板上M10螺丝24只，留心弹簧垫片。

卸下盖板，留心密封圈。

指示盘上的三角标示与法兰盘上的定位销，两者应是对准的。

卸下指示位置盘上的卡簧片，取下指示位置盘，用套筒扳手卸下5个M8的螺帽，但红色区域内的螺帽不能动，并注意弹簧垫圈的保管，用钓钩缓慢吊出有载切换开关芯子，放在清洁的油盘上，将切换开关油室的油全部放出、拆下吸油管、清洗内壁，用清洁的-25号变压器冲洗后把油排放干净。

用绸布把桶内的油擦干净。

认真检查筒壁上的连接触头。

筒壁上的触头镀银完好，无发热烧伤痕迹。

用短接线将筒壁上每相触头短接。

测量变压器线圈、选择开关的直流电阻，结果三相直流电阻平衡，排除了变压器内部线圈、选择开关故障的可能。

（2）有载切换开关的检查及处理
在切换开关芯子复装之前暂时先盖上开关头部的盖板，然后进行切换开关芯子的外观检查。

测量过渡电阻是在切换开关扇形组敞开一侧的上部和下部定组弧触头和静过渡触头之间进行，必须对每个过渡电阻的阻值进行测量，测量与铭牌上的比较，允许有+10%的误差。

测量结果在正常范围内，对过渡电阻的外观，接头引线检查，也没有发现过热现象。

检查时要特别细心，当弧形板装好之后，在储能机构的上滑板和下滑板之间要插入一把螺丝刀，用扳手推动偏心，使弧卡锁住，然后拔出螺丝刀，将切换开关在两个工作位置上多次动作，以检查储能机
构是否扣上。

切换开关组装后应认真检查并产量触头间的接触电阻≤500μΩ。

把切换开关慢慢地吊入油室内，检查切换开关支撑板上的三角标记和开关头部中心轴的键槽是否对正，固定支撑板上5个螺栓，把切换开关固定，装上位置指示盘，检查顶盖密封圈，组装上顶盖，连接水平连杆，把变压器油加入有载开关，调节油位并排出顶部、瓦斯继电器，吸油管中的空气，检查电动机构。

手摇操作机构，在正反两个方向上旋转，转速应该平衡，正负不能超过4圈，并手动检查机构限位保护功能，然后进行电动操作有载开关，检查各部份是否正常，通过整个工作范围，检查功能，吊芯检查后，再次测量变压器回路直流电阻，并与出厂资料对比，基本保持一致。

三、直流电阻不平衡的控制方法
变压器直流电阻不平衡是以变压器引线出头之间的电阻(线电阻）测量值为依据。

其电阻值包括绕组本身的与引线的电阻，对有载调压变压器，电阻值还包括调压分接的电阻及有载开关触头的接触电阻。

按规定，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%；1600kV A及以下的变压器，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%。

目前，火电厂作为变压器的用户在控制、解决变压器直流电阻不平衡的方法较多，总体来说有以下几种方法：
1、yn联结优化
图2
由图2联结方式可得出直流电阻不平衡率为：
假定绕组电阻相等，即Rcz-Rax＝0，则有：
由此可以看出：套装变压器绕组时，要将直流电阻较大的绕组套装在靠近中性点o的心柱上；直流电阻较小的绕组套装在远离中性点o的心柱上，这样有利于直流电阻不平衡的降低。

而在绕组直流电阻近似相等的情况下，影响yn联结方式的变压器直流电阻不平衡率的主要因素是zy与yx连线的直流电阻，且此段电阻值越小越好。

当采用上述方法直流电阻不平衡率仍无法满足要求时，可通过改变引线连线方式来降低直流电阻平衡率。

同样为yn联结方式的变压器，改用如图3所示引线连接方式，我们就可以通过调整中性点焊接点n的位置使直流电阻趋于平衡。

图3
2、d联结的优化
对于d联结的变压器，每相直流电阻不仅有每相绕组本身直流电阻，还有与引线出头连接的连线长度、截面等形成的固有电阻，所以有选择地将绕组与连线相连，即可将直流电阻的平衡率控制在国家标准范围内。

对于正d联结的变压器，如图4所示，正d接线图。

图4
将直流电阻最小值的绕组装在a相心柱上，因为a相的连线最长，这样连线的直流电阻便可弥补固有直流电阻小的a相电阻，使其三相直流电阻基本上趋于平衡。

对于反d联结的产品，如图5所示，反d接线图。

将最小的直流电阻绕组套装在c相心柱上。

由于c相的连线最长，这样连线的直流电阻便可弥补固有直流电阻小的c相电阻，使其三相直流电阻基本上趋于平衡。

图5
当d联结的变压器采用上述方法仍无法达到直流电阻不平衡率要求时，解决的方法是改变连线的横截面积，即对于相电阻大的绕组的连线，截面积要相应增大，也就是用连线的直流电阻值调节三相绕组直流电阻值，以达到控制绕组直流电阻不平衡的目的。

结束语
变压器绕组直流电阻不平衡的因素很多，除了本文中所分析的几种以外还存在着其他的因素。

因此在解决此问题时必须全面考虑各种因素的影响，从而由针对性的提出有效的解决措施。

参考文献
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