SFZY-10A直流电阻快速测试仪【厂家直供】

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如何测量变压器线圈的直流电阻？

       测量变压器绕组直流电阻的目的是：检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路现象；电压分接开关的各个位置接触是否良好及分接的实际位置是否相符；引出线有无断裂，多股导线并绕组是否有断股等情况。变压器在大修时或改变分接头位置后，或者出口故障短路后，需要测量绕组连同套管一起的直流电阻。测量方法如下。

       （1）电流、电压表法。又称电压降法，其原理是在被测电阻中通以直流电流，测量该电阻上的电压降，根据欧姆定律即可算出被测电阻值。由于电流表和电压表的内阻对测量结果会产生影响，所以它们被接入测量电路的方式应慎重考虑。

       （2）平衡电桥法。它是一种采用电桥平衡的原理来测量直流电阻的方法，常用的平衡电桥有单臂和双臂电桥两种。测量变压器的直流电阻时，应在变压器停电并拆去高压引线后进行。对大型大容量电力变压器，因RL串联电路的充电时间常数τ很大，使得每次测量需很长时间来等候电流、电压表指示稳定，因而工作效率很低，常采用特殊仪器（如恒流电源）来代替试中的电源，这样可大大缩短测试时间。测量变压器线圈直流电阻的标准是：对于1600kVA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%，无中性点引出线的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%，对于1600kVA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%，与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%。

快速测量变压器绕组直流电阻的新方法

       摘要：针对变压器绕组的特性，提出了一种在过渡过程中测取其直流电阻的新方法，该方法具有简单、快速、准确的特点。同时进行了模拟试验，并给出了以单片机为核心的智能仪器实现方案。

       关键词：变压器直流电阻快速测量单片机

       1前言

       电力变压器在制造、大修后，交接和预防性试验中以及绕组平均温升的测定和故障诊断等都必须进行绕组直流电阻的测量，以对电力变压器的特性进行分析与判断[1]。特别在预防性试验中，试验人员希望快速测出绕组的直流电阻并接近于实际运行状态下的直流电阻值。但在实际测量中，由于变压器的绕组具有很大的电感和微小的电阻，其固有时间常数t=L/R很大，采用常规的电桥法或直流压降法测量，常常需要较长的时间才能达到平衡，从而无法实现快速测量[2]。尽管以后采取增大回路电阻的电路突变法、短路去磁法等方法来加快电路电流达到稳定值的时间，虽然有所改善，但效果不大，不能从根本上实现快速测量。现研究出一种新的快速测量方法，该方法简易可靠，易于扩展。现介绍如下供参考。

       2新方法的基本原理

       电力变压器绕组可等效为一个电感和电阻R的串联回路。绕组直流电阻的基本测量电路图见图1所示。合上开关K，回路电压方程式为:E=L（di/dt） iR。考虑到开关的非理想性，设合上开关后电压E的时刻为t=0，此时电路中的瞬

       由式（5）可见，测量变压器绕组直流电阻时不管电路状态如何,只需依次测取式（5）中的i(t1)、i(t2)、i(t3)，在电源电势E已知的条件下即可得到R的值。因此可使测量时间任意的短,以实现快速测量电力变压器绕组的直流电阻R。

       本方法的突出优点是，从根本上排除了电路的稳定状态对测量的影响，可最大限度地实现快速测量。这是其它测量方法无法达到的，它克服了传统测量方法所需电源容量大及串入电阻、电容等附加测量元件对测量准确度的影响。

       3新方法的模拟试验

       根据上述原理，使用Y/D（Z）工频试验变压器和直流稳压电源进行了模拟试验。试验中利用串联在测试电路中的取样电阻来取得电流信号，电源电压取为2.02V，取样电阻R5=3.11Ω。用TDS-220型示波器录取试验波形。

       式中:US1、US2、US3分别为式（5）式中的i(t1)、i(t2)、i(t3)相对应的取样电阻上的电压。利用示波器所取得的数据进行计算处理,可以得到A值与时间的对应关系。

       显然，i=Us/Rs，据此比较式（6）与式（5）可得:R=Rs·E·A……(7)

       即A值与R值仅相差一系数。比较图3与图2可见，当时间经过约0.4s，即电源电压达到稳定后，A值几乎不变，求得这一段中A的平均值为0.525(V-1)，从而由式（7）求得R=3.298Ω，去除取样电阻后为0.188Ω（这当中还包含有接触电阻）。这一结果与使用CA10型号速测仪测得的结果（0.180Ω）十分接近，说明了式（5）的正确性与可行性。由图3可见，测量所需时间不足1s，达到了快速测量的目的。

       虽然模拟试验所采用的是工频试验变压器与实际的电力变压器的特性不尽相同，但能反映基本实质过程。实际中的电力变压器绕组直流电阻为mΩ级，可能会出现由于取样电阻值的微小变化而引起测取的直流电阻存在较大的误差，从而影响测量准确度。所以在实际测量中应采用准确度高、频带宽的电流传感器，而尽量避免采用取样电阻。如果电流信号过小还应当在取样/保持电路之前加放大器以放大信号满足测量的需要。

       4新方法的具体实现

       综上所述，新方法是依次测取式（5）中的各电流值，并进行一定的计算，另外还需进行一定的分析比较以提高测量准确度。

       单片机内含定时/计数器，并能进行一定量的计算，完全能满足上述要求，选用单片机制作的智能仪器还具有简单、可靠、易于扩展的优点。图4示出实现新方法以单片机为核心的智能仪器，以实现直流电阻的快速测量。

       图中，单片机数据处理部分主要完成从A/D转换器读入并存储数据（即式（5）中的各电流值），利用式（5）进行计算并存储所得结果，分析、比较计算所得数据，对有效数据进行平均得出最终结果以及将最终结果转化为BCD码以供显示等。单片机的控制部分主要是定时以控制采样/保持电路和A/D转换器的工作，控制单片机读入A/D转换的结果和显示所得结果等。单片机采用图5所示的程序流程。

       图5单片机程序流程

       5结语

       经过理论推导和模拟试验得出了一种快速测量电力变压器绕组直流电阻的新方法，并初步简要介绍了智能仪器系统中单片机的功能和程序流程及实现方法，对电力部门测量变压器绕组直流电阻有积极推动作用。

       这种新方法具有以下的特点:

       (1)在现场试验测量中，可以实现快速测量;

       (2)不需要大容量电源，可减轻试验设备重量和体积，从而降低了试验成本;

       (3)无需减小时间常数τ，提高了测量准确度;

       (4)采用了以单片机为核心的智能仪器系统，可进行数据处理、分析、显示，进一步提高了测量准确度;

       (5)智能仪器系统简单、可靠，测量过程能自动完成，不需要人工干预;

       (6)易于扩展,可方便实现其他功能，如人机对话、计算机网络联网通讯;通过修改程序，还能实现其他的功能等。

如何检定直流电阻测试仪以及误差的分析

       过去一般检定直流电阻测试仪，是采用大功率模直流电阻标准电阻器，对其进行检定。检定接线复杂，而且检定过程中直流电阻测试仪输出的直流电流通过调制转换成小电流，再由固定阻值的直流标准电阻产生不同的电压输出，模拟不同阻值的大功率电阻，但始终无法消除波纹给检测结果带来的影响。经过几年的探索研究，研制了有源大功率直流电阻器，用其做为标准器进行检定直流电阻，接线简便，同时能够消除大电流引起的发热和波纹影响，使检测结果更精确，而且也大大缩短检定时间，提高了工作效率。

       1 大功率电阻标准电阻器

       大功率电阻标准电阻器大体上可分为三大类：大功率微电阻标准电阻器、大功率模拟直流标准电阻器、有源大功率标准直流电阻器。

       1．1大功率微电阻标准电阻器

       大功率微电阻标准电阻器，由多个电阻串联构成，见图l。作为标准直流电阻检定直流电阻时?输出的大电流在电阻器各端形成不同的分压，由此测得不同阻值的直流电阻。尽管此标准电阻为实物电阻，能够反映直流电阻测量仪测量的真实情况。但由于其为充油电阻，体积大，发热高，稳定性很难保证。因此，逐步被大功率模拟直流标准电阻器所取代。

       1．2大功率模拟直流标准电阻器

       大功率模拟直流标准电阻器，是将直流电阻测试仪输出的直流电流通过调制解调器转换成小电流，由固定电阻值产生压降，作为电压输出，以此模拟不同阻值的大功率直流电阻，见图2。该标准电阻器工作范围较宽，准确度较高，稳定性也很好；但接线端子过多，接线比较复杂，试验中始终存在波纹对检测的影响。

       1．3有源大功率直流标准电阻器

       有源大功率标准直流电阻器它的组成是采用1个固定阻值的大功率直流标准电阻器和l台精密电子变压箱共同构成。实际上精密电子变压箱与大功率直流电阻构成1个四端电阻。C1、C：为电流端，P。、P2为电压端。从C卜C：端输人大功率直流电流f，通过高稳定的大功率直流定值标准电阻rl产生压降毗。即先将大电流变换为小电压，避免了大电流给测量带来的发热现象。而且，高精密电子变压箱通过低通滤波又抵消了波纹的影响，确保了检定的准确。因此，有源大功率直流标准电阻器，是目前用于校准直流电阻测试仪比较理想的仪器。

       2 有源大功率电阻器检定系统及误差分析

       2．1 有源大功率直流标准电阻器检定系统设计

       有源大功率直流标准电阻器中的高精度电子变压箱的电路主要是由模／数转换器ADC、DSP、数／模转换器DAC、放大、滤波电路和外部接口等组成，。从式，．=11．0rs／u；=／o-．中看出，在检定中需要等效电阻值精准的关键是电子变压箱的变压系数后精准。电子变压箱通过其系统的一系列滤波采样能够读取精准Ⅱ；，相对于UO、n；的误差可以忽略不计。采用高分辨率的DAC和温度系数不低于I肛V／"C的电压参考源共同保障‰的准确度。所以，理论上后的准确度可以达到0．05%。

       2．2误差分析

       有源大功率直流电阻器的直流标准电阻等级一般在0．01%，而高精度电子变压箱的误差主要来源于其中的数／模转换器DAC，转换带来约lO斗V的误差。因此，理论误差应不低于0．05%砍可面两‘可而再矛一o．05%检定直流电阻测试仪使用的有源大功率电阻器，在不同测量范围的实际准确度

       3 结束语

       3.1实验表明：采用固定电阻值的大功率直流标准电阻与精密电子变压箱构成的有源大功率直流标准电阻器可有效避免校验时大电流、大功率带行堆焊处理(管子与鳍片同时堆焊)，堆焊区域为原焊缝上下各约50 mill。堆焊后打磨，使管子与堆焊层之间平滑过渡，过渡区域长度约20一25衄。

       目前部分电厂在该部位采用喷涂防磨涂层处理，但一般防磨涂层与基材结合达不到冶金结合的强度，加上涂层与管材膨胀系数的差异及热阻的存在，防磨涂层容易形成分层鼓包脱落，在脱落处形成磨损。另外，防磨涂层给该区域磨损后焊接修补处理带来极大不便。

       3.2根据炉膛四角第一根水冷壁管子容易磨损的特点，在夹角第一根水冷壁管两侧鳍片焊上Y型抓钉，再防磨浇注料将夹角两侧第一根水冷壁管包缚处理。当然，此种方法会使炉内容积稍微减小，受热面对流、辐射传热量减小，锅炉热效率会受到一定的影响，但总之是利多弊少。

       3.3防磨浇注料应选择既耐磨又具有较强结合强度的材料，浇注应请有资质的专业施工队伍进行，严格按照要求保养，避免快速升温升压而降低其性能。检查发现有局部浇注料脱落时，应将原来浇注料尽量打掉，使之露出抓钉，对缺少抓钉的部位先进行补焊抓钉后再进行浇注料修补。

       3.4运行人员应不断总结经验，合理配风，保持适当床压，减少超负荷超煤量运行，使各项参数处于合理的范围内。

       3.5检修维护人员要增强责任心，加强停炉检查，发现问题及时按工艺要求进行处理，尽可能将事故消除在萌芽阶段。

       3.6由于3台锅炉配2台汽轮发电机，可以定期轮流停1台锅炉进行检查，这样既可以平均利用3台锅炉，又可以及时检查水冷壁磨损情况。

       3.7循环流化床锅炉是高效环保型锅炉，虽然存在受热面磨损的缺点，但只要综合考虑各方面的影响因素，并积极采取应对措施，就一定能够较大程度的减少磨损停炉事故，提高循环流化床锅炉的可靠性、安全性、经济性。