直流电阻篇1
同学们在学习了利用欧姆定律测量未知电阻后,老师引导同学们思考:可不可以制作一个直接测量电阻大小的仪器呢?学校物理小组同学经过与老师的交流,成功地制作了一个电阻测量仪。下面是制作流程,同学们不妨跟他们学习一下,也试着做一个。
1.所用器材:电源(电池组)、定值电阻R0、电流表、开关及导线若干。
2.电路图
3.实验原理:通过电流表示数的变化反映A、B间连入的电阻的变化,并在电流表的表盘标出对应的阻值即可。
4.调试过程:
(1)确定:“0Ω”位置:当A、B两点直接相连时,电路中的总电阻是R0,电源电压设为U,由欧姆定律I=U/R得,电流表的示数为U/R0,此时U/R0就是“0Ω”处,在电流表上的此处标上:“0”
(2)当A、B两点间连入某一阻值为R1的电阻时,电流表的读数为I1,在电流为I1处标上阻值R1。更换多种阻值的电阻进行多次实验,在电流表上标出多处电阻值。
(3)当A、B两点间连入某一阻值为Rx的电阻时,电流I=U/(R0+Rx),此时Rx=U/I-R0,由此可知,电流与待测电阻不成正比,则标出的阻值刻度应该是不均匀的,而且待测电阻随着指针的右偏(电流变大)而减小,即电流越小待测电阻越大,最后形成了如右图所示的表盘。
现在你知道怎样制作电阻测量仪了吧!尽管物理小组同学做出的电阻测量仪可能不够精确,但是可以粗略地测量一些电阻的大小。而且,物理小组同学的想法很好,他们的这种创新思维及勤于动手的好习惯值得我们去学习哦!
中考链接:
1.(2003·天津)某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表,如图所示,欧姆表电路由一只灵敏电流表G,定值电阻R0,滑动变阻器和干电池(设电压不变)组成。使用时可把待测电阻接在A、B两端。为了能直接从灵敏电流表表盘上读出A、B端接入的电阻的阻值,需在表盘上重新标注A、B间所测的电阻的阻值数。当将A、B两端直接连接在一起时,调节滑动变阻器使灵敏电流表指针偏转到最大位置处(满偏),已知此时灵敏电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总阻值为15Ω。问:
(1)在该欧姆表指针满偏的位置处,盘面应标注的示数是多少?
(2)当A、B间断开时,该欧姆表指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多少?
(3)该欧姆表表盘正中间位置处应标注的示数是多少?简要说明为什么?
(4)该欧姆表表盘上的刻度值是否均匀?请从电路原理上说明理由。
根据以上制作流程及分析得到解题过程如下:
解:(1)当AB直接连在一起时,AB间所接电阻为零,所以满偏位置处盘面应标注的示数为零。
(2)当AB断开时,AB间电阻无穷大,示数最小(零位置),此位置应标电阻值(无穷大)。
(3)表盘正中间的位置应标注示数是15Ω。
因为指针指在表盘中间位置时,电流表中的电流是指针满偏时的一半,由欧姆定律I=U/R
可知,当U不变时,电流减半,所以此时电路中的总电阻应是满偏时电阻的2倍,而原来的总电阻是15Ω,故这时AB间连入的电阻也是15Ω。
(4)表盘上的刻度值是不均匀的。
理由:设电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总阻值为R总(15Ω),设接入的待测电阻为Rx;由电流表表盘刻度均匀可知:电流表指针偏转角度与通过的电流成正比;若电流I与待测电阻Rx也成正比,则欧姆表的刻度也应该是均匀的.但是根据电路有:I=U/(R0+RX)得到Rx=U/I-R0,可见Rx与I不成正比,所以欧姆表刻度不均匀。
2.(2010年浙江省绍兴市)某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器,称之为欧姆表。连接的电路如图,制作步骤如下:
(1)在A与B之间连接导线,调节滑动变阻器R1,使电流表示数为0.6A(即满量程),把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”;
(2)保持滑动变阻器R1不变,当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时,电流表示数为0.3A。此时滑动变阻器R1的有效阻值为Ω,把“80Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处;
(3)据此原理,通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值,则在电流表刻度为“0.4A”处应标的电阻值是Ω;
(4)用此欧姆表能直接测量接入AB问导体的电阻阻值。
请写出按此方法制成的欧姆表刻度与电流表刻度的两处不同点:
根据以上制作流程及分析得到解题过程如下
解:(2)设电源电压是U,
由欧姆定律得:I1=U/R1
即:0.6A=U/R1①,
I2=U/(R1+R)
即:0.3A=U/(R1+80Ω)②,
由①②解得:U=48V,R1=80Ω.
(3)当电流I3=0.4A时,
I3=U/(R1+R′)=48V/(80Ω+R′)=0.4A,
解得:R′=40Ω;
(4)①由题意知,欧姆表的零刻度线在最右端,而电流表零刻度线在最左端;
流过欧姆表的电流I=U/(R1+R)
则R=U/I-R1,
②由此可见:R与I不成正比,欧姆表刻度线不均匀。
故答案为:(2)80;
(3)40;
直流电阻篇2
1仪器概述
这套RCL电学实验箱是通过对同样电压下不同支路中的同规格小灯泡亮度的对比,演示R、C、L3种元件在交、直流电路中的电学特性,以及元件在不同数值情况下对交、直流电的阻碍作用的强弱。K1支路是条导线,K2支路接了1个电阻,K3支路接了1个大电容,K4支路接了1个小电容,K5支路接了1个自感系数小的线圈,K6接了1个自感系数大的线圈,电路原理见图2。
2使用方法
2.1R、C、L元件对直流电的作用
(1)如图1所示,将附件中2根电源线上的2个插头分别插入RCL实验箱上的3V直流、3V交流电源插口,电源线另一端分别接到学生电源的直流输出、交流输出端口,将学生电源电压选择开关置于3V位置,所有开关都置于断开状态。
(2)将RCL实验箱上的交、直流转换开关K置于直流位置。
(3)将开关K1、K3、K5依次闭合,观察对应支路灯泡发光情况(K1、K5支路灯泡亮度一样,而K3支路不亮)。
(4)观察电阻对直流电的作用:将K1断开,K2闭合,观察发光情况(K2比接通K1时灯泡暗很多)。
表明:电阻对直流电有阻碍作用,电阻越大,阻碍作用也越大。
(5)观察电容器对直流电的作用:将K3断开,K4闭合,观察发光情况(无论K3还是K4接通,灯泡都不亮)。
表明:无论多大容量,电容器对直流电有隔断作用。
(6)观察电感对直流电的作用:将K5断开,K6闭合,观察发光情况(K1、K6支路灯泡亮度一样),K5、K6交替接通与断开,对比观察灯泡发光情况。
表明:电感线圈对直流电无阻碍作用,无论线圈的自感系数多大,电感线圈都等效于一条导线。
注:不经过此番比较,学生很难接受“电感线圈等效于一条导线”这个重要结论的。
2.2R、C、L元件对交流电的作用
(1)将开关K切换到交流位置。
(2)将K1、K3、K5接通,其余开关断开,观察此时各支路灯泡发光情况(刚才不亮的K3支路灯泡此时也亮了,且和K1、K5支路灯泡亮度一样)。
(3)观察电阻对交流电的作用:将K1断开,K2闭合,观察发光情况(K2比接通K1时灯泡暗很多)。
(4)观察电阻对交、直流电的作用:将开关K作直流、交流交替切换,观察发光情况(正常情况是无论是直流还是交流,只要电压相同,灯泡亮度就相同)。
表明:电阻对交流电有阻碍作用,电阻越大,阻碍作用也越大。电阻对交流电和对直流电的阻碍作用效果是相同的。
(5)观察电容器对交流电的作用:将K3断开,K4闭合,观察发光情况(K3或K4接通,灯泡都亮,但接通K3比接通K4时明显更亮了)。
表明:电容器能“通”交流电,且电容量越大,电容器对直流电的阻碍作用越小。电容器“通”交流,阻断直流。
(6)观察电感对交流电的作用:将K5断开,K6闭合,观察发光情况(接通K5、K6,灯泡都能亮,但接通K5比接通K6明显更亮了),K5、K6交替接通与断开,对比观察灯泡发光情况。
表明:电感线圈对交流电有阻碍作用,线圈的自感系数越大,阻碍作用越强;如果线圈的自感系数极小,则阻碍作用很小。
3小结
(1)通过这几步的操作演示,能说明电阻和电感既能通直流电,也能通交流电,而电容只能“通”交流电。
(2)电阻对交流、直流的阻碍效果是一样的,电阻越大,阻碍作用越强。
直流电阻篇3
关键词:三相异步电动机;恒流法;直流电阻;不平衡;
Abstract:Fortheunbalancedefectofthetwo160kWthree-phaseasynchronousmotor’sDCresistance,theDCresistancetestwasusedtofindthedefect.Bymeansofanalyzinganddiagnosingthedefect,thecauseofthedefectisdrawn,whatthepurposeistoreflecttheactualproblems,tosummarizetheexperience,tolearnlessonsandtoproposethecorrectivemeasures.
Keywords:Three-phaseasynchronousmotors;Constantcurrentmethod;DCresistance;Unbalanced
0前言
三相交流异步电动机,俗称马达,因其结构简单、运行可靠、使用和维护方便、投资少等优点,被广泛用作很多机械系统的动力机。自配用交流变频电源装置(变频器)以来,电动机又具备了像直流电动机那样的无极调速性能,而使它的应用范围更加广泛。惠州抽水蓄能水电厂(以下简称惠蓄)每台水泵水轮机的辅机系统中均包括19台电动机,以满足机组安全可靠运行的需要。
由于辅机设备往往是电厂设备状态监测的薄弱环节,是造成机组非计划停运的原因之一,保证电动机的安全运行是电厂检修维护的重要内容。定期对电动机进行直流电阻测量试验,可以有效的反映以下问题[1]:①中间连线不实,即存在虚接处;②一匝多股的绕组,接线时有的线股未接上或中间有断股现象;③导线粗细不均或电阻率有少量差异;④匝数多少有误;⑤故障后是否因短路冲击电流产生的内应力,使绕组因变形而发生匝间、相间短路故障。
参照南方电网公司《电力设备预防性试验规程Q/CSG114002-2011》[2]中对交流电动机的试验项目、周期的要求:3kV及以上或100kW及以上的交流电动机绕组的直流电阻测量应1年测量一次,各相绕组直流电阻值得相互差别不应超过最小值的2%;中性点未引出者,可测量线电阻,其相互差别不应超过1%;其余电动机根据实际情况规定。本文详细介绍了今年惠蓄#7机组检修过程中2台160kW电动机的直流电阻试验,对测量过程中发生的现象进行诊断和技术分析,对发生的缺陷进行处理,总结经验教训,为相关实践提供借鉴。
1测量原理及要求
电动机定子绕组直流电阻与变压器直阻测量的电路原理相同,以单相变压器为例,变压器直阻测量时绕组内通过直流电流i,会在铁心内产生单方向磁通Φ1,由于绕组是一个具有电阻的电感线圈,因而这一电路是一个具有电阻R和电感L的电路,如图1所示。图中R是绕组电阻,L是绕组的电感,Ra是绕组的附加电阻[3]。
惠蓄2014年03月#7机组检修中,对端电阻在1Ω及以下的电动机,采用武汉国电西高电气有限公司的GDZRC-3A直流电阻速测仪进行测量。该仪器采用了四端钮伏安法测量电阻的工作原理,能提供满足要求的恒定测试直流大电流,直接显示感性负载、电气设备和材料的直流电阻测量值[5]。该仪器通过广州市计量检测技术研究院于2013年07月16日依据国家计量检定规程《直流低电阻表》(JJG837-2003)开展校准,校准项目结果符合规程中0.5级技术要求,检定证书号为DA-20135066,有效期一年。
2试验与处理
惠蓄每台机组均配置2台型号为ETANORM-R300-400的技术供水泵,容量1200m3/h,扬程37m,转速1480r/min,轴功率160kW,由2台型号为1LG0316-4AB70的三相异步交流电动机拖动。电动机厂家为西门子,整机总质量1120kg,工作电压380V,采用接线方式,功率因数0.89,效率95.1%,额定线电流287A,防护等级IP55,配用施耐德ATS48C32Q软起动器启动。
2.1#7机组#1电动机直流电阻测试与处理过程
3结论
针对上述两起电动机缺陷发现和处理的过程,可以得出以下结论:
(1)通过分析两台电动机相似的缺陷情况,可知由于设计或制造的原因,西门子制造该型电机过程中由于端部引出线线耳选型不当,局部接触面积偏小,电机在正常工作电流下异常发热;应对其它同样型号电动机进行排查;
(2)工欲善其事必先利其器。之前的检修工作中因为未使用正确的测量工具,导致缺陷未能及时发现,以致情况恶化;
(3)大容量电动机若在运行中发生故障,不仅电动机自身损坏,造成损失,也将造成机组非计划停运,影响考核指标;
(4)对电厂稳定运行重要的电动机应进行早期故障诊断、分析,提前控制,可为电厂安全稳定经济运营,提供保障。
参考文献:
[1]才家刚编著.图解三相电动机使用与维修技术[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2]电力设备预防性试验规程[S](Q/CSG114002-2011).
[3]王正茂.电机学[M].西安:西安交通大学出版社,2000.
直流电阻篇4
对于GB/T3048.4-2007中规定需要采用长导体测量导体直流电阻的情况,从实际测量数据出发,分析了影响测量正确性因素,对比了不确定度因数的影响,提出应将导体长度测量与实测电阻代入公式计算后一起进行A类评定方法,并进行了评定。
关键词:
长导体;直流电阻测量;来源分析
中图分类号:
TB
文献标识码:A
文章编号:16723198(2015)11019302
0概述
电线电缆导体直流电阻测量的方法是GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法第4部分:导体直流电阻试验》。通常检测时依据标准将从电线电缆上切取长度不小于1m的试样,安装在专用的四端测量夹具测量。该夹具外侧为电流电极,内侧为电位电极。两个电位电极之间距离定长为1m。测量1m长度导体的电阻值,并根据公式(1)换算至导体在温度为20℃时每公里长度电阻值。
同时由于铝在空气中极易被氧化的特性,其表面均有一层氧化层,而氧化层的电阻率大于铝导体本身的电阻率。虽然标准中4.3款要求:“试样在接入测量系统前,应预先清洁其连接部位的导体表面,连接处表面的氧化层应尽可能除尽。”但是该氧化层不仅存在于绞合导体的外表面,还存在于绞合导体各个单线之间。导体的截面越大,单线之间的总接触电阻随之增大。通常采用增加导体电阻试样长度的方法,减少接触电阻对导体电阻测试的影响。标准的4.4.1款推荐了几种试样的长度,因此铝芯绞线的导体电阻测量时经常出现3m、5m、10m的试样。因此需要对这种较长的导体试样进行导体电阻测量不确定度的来源分析并加以控制。
1测量步骤及环境
1.1设备及样品
(1)本次测量样品是2014年由上海电缆研究所组织的能力验证的样品,是一根长约3.5m、7根单丝绞合的铝导体。
(2)PC36C直流电阻测量仪,该试验仪内置有铜、铝导线温度校正功能。既当试验温度在15℃-25℃范围内,通过设定温度校正开关,将实测的电阻值根据GB/T3048.4推荐的公式(2)自动换算到该导线在基准温度20℃时的电阻值。
1.2样品制备
依据GB/T3048.4的要求将3.5m样品去除两端的绝缘,露出导体。由于导体表面光洁,未见明显附着物和氧化层,因此未对接触部位酸洗,直接将导体端头用铝鼻子压接。将导体安装在四端夹具上,夹具的电流电极夹在铝鼻子上,同时闭合锋利的电位电极,保证其与导体表面可靠接触。同时打开房间空调,进行恒温处理24h。
2测量不确定度影响分析及评定
根据导体直流电阻测量方法及相关文献资料,结合日常检验的经验分析其不确定度的来源主要有:
依据检测方法,需对样品进行10次独立的测量计算重复性引入的相对标准不确定度。由于长导体的特殊性,无法依靠试验夹具本身的间距控制测量时导体的长度,因此采用取下样品反复安装上夹具进行重复的测量的方法,会导致每次实测导体长度出现较大的偏差。因此只能采用先测量电阻,根据电位电极位置在导体上划出相应的标记,将样品取下后拉直依据标记位置进行长度测量的方法。
考虑到进行测量时通过导体电流会导致导体的温度上升的因素,因此将测量间隔调为5min一次。测量数据见表1。
从上表中看出第6次和第10次测量值明显小于其他8次测量,这两次测量正好处于空调启动制热不久后进行的。应该是空调制热时将环境温度提升,检测人员按照水银温度计显示的温度输入设备进行计算,而导体本身的温度未产生变化导致。随后我们将检测间隔增加到1h,并且保证空调启动后15min进行测量。测量数据见第二次测量值。
分析其原因,一方面是由于样品为绞合导体本身有一定的扭曲应力,生产出来都是卷绕在线盘上存放,导致测量时无法绝对拉直;另一方面样品的长度超过了定值夹具的测量范围,测量时人员操作、读数存在较多的不确定因素。可以预见随着样品截面积的增大,样品长度增加到5m、10m时,长度测量的难度随之增大。因此根据实际情况出发,将10次电阻测量的平均值,分别与10次长度测量值进行计算,得出数据进行A类评定。
3结束语
从整个实验及不确定评定过程来看:
测量时温度计对环境温度灵敏度,远远高于试样导体的温度,因此测量时环境温度并不能真实的反映试样的温度,因此除了按照标准要求布置温度计位置外,还应该尽量避免在空调启动后马上对温度计进行读数。
直流电阻篇5
【关键词】导体直流电阻;电线电缆;不确定度
导体直流电阻检验是电线电缆产品质量检验中的重要检验项目。为了尽量实现对电线电缆导体直流电阻的测量结果与真实的电阻值相接近,需要对测量不确定度进行评定。
一、测量方法
电线电缆导体直流电阻测量要以GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法第4部分:导体直流电阻试验》为测量依据标准。
测量前要先制取试样。首先,在待测电线电缆上切取长度不少于1m的部分,去除切取部分表面的绝缘、护套或其它覆盖物,也可以只去除试样俩端与测量系统相连接部位的覆盖物、露出导体,防止损伤导体。在接入测试系统前,要去除连接部位的导体表面的附着物和油垢,尽可能除尽连接处表面的氧化层,并让试样冷却到室温。
测量使用的测量工具主要为双臂电桥、数字式温湿度计和专用四端夹具。将做好清洁工作的试样固定在专用四端夹具上,连接双臂电桥四个测试端与导体的两端,确定可靠连接后闭合直流电源开关。完成仪器预热后,开始对电桥进行测试,调节电桥平衡,读取电桥读数,记录至少四位有效数字,当试样的电阻值小于0.1Ω时,应将开关S1换向,用相反方向的电流再测量一次,读取读数。
二、测量不确定度的评定
(一)建立数学模型
根据GB/T3048.4-2007,温度20℃时每公里长度电线电缆在的电阻值计算公式为:
其中,表示20℃每公里长度的电阻值,单位为欧每千米(Ω/km);
表示t℃时L长电缆的实测电阻值,单位为欧(Ω);
表示在20℃时导体材料的电阻温度系数,单位为每摄氏度(1/℃)。常见的导体材料为铜和铝,电阻温度系数分别为:铜导体=3.93×℃-1,铝导体=4.03×℃-1;
t为测量时的导体温度(环境温度),单位为摄氏度(℃);
L为试样的测量长度(成品电缆的长度,而不是单根绝缘线芯的长度)单位为米(m)。
(二)不确定度来源
不确定度,是指表示被测量的真值将以一定的概率落入的测量结果的范围。受到测量时所采用的方法、设备、环境影响、认识能力的限制,导致测量所得数据必然与被测量真值之间存在误差。不确定度便于使用它的人评定其可靠性,也增强了测量结果之间的可比性,是测量结果质量的指标。
导致导体直流电阻测量结果的不确定度来源主要有以下几个方面:第一,重复性测量引起的不确定度,包括双臂电桥重复性测量的不确定度和温度重复性测量的不确定度;第二,测量时引起的温度变化度;第三,测量工具的不确定度,包括双臂电桥的不确定度、刻度尺的不确定度、温度计的不确定度。
(三)不确定度分量评定
不确定度评定方法可以分为A类和B类评定。A类评定是指对一系列观测值进行统计分析以评定标准不确定度的方法。B类评定则是指在无法通过A类评定得到不确定度的情况下,只能采取非统计方法评定不确定度的评定方法。在上述的不确定度来源中,重复性测量引起的不确定度(双臂电桥重复性测量引起的不确定度和温度重复性测量的不确定度)采取A类方法评定,环境温度t的不确定度和测量工具准确度的标准不确定度(双臂电桥的不确定度、刻度尺的不确定度、温度计的不确定度)采用B类方法评定。
(四)合成标准不确定度的评定
电线电缆导体直流电阻的合成标准不确定度为U=。
三、不确定度的控制
(一)仪器稳定性的控制
在每次测量后,都要让电子元件充分放电后再进行下一次测量。每次测量通电时间不宜太长,在对细微导体进行测量时,应在满足试验系统灵敏度要求的前提下,尽量选择最小的测试电流,避免因为导体升温影响到检测的结果。另外,测试时要保证电压稳定。
(二)温度测量和湿度的控制
为了尽量减少温度所造成的误差,试样应事先放置在在温度为(15~25)℃和空气湿度不大于85%的试验环境中,并保持一段比较长的时间。在试样放置和测量过程中,环境温度的变化应不超过±1℃。使用温度计测量环境温度时,要注意温度计的选择、距离墙面和试样的长度。一般来说,使用最小刻度为0.1℃的温度计测量环境温度,而且尽量使用温度计校准后的的修正值。温度计距离墙面应保持在10cm以外,距离试样在1m以内,保证二者大致在同一高度,尽量避免受到热辐射的空气对电流的影响。
四、总结
任何一个测量结果,都因为操作条件的限制只能获得一个对被测量值的估计值,不可避免地存在不确定度。本文通过建立导体直流电阻测量不确定度的数学评价模型,利用数学模型和测量结果计算得出不确定度,为客户了解产品质量提供了意见。
参考文献:
[1]吕家治.电线电缆产品质量检验中导体直流电阻测量不确定度评定[J].时代文学,2005(04).
直流电阻篇6
关键词:变压器;直流电阻;不平衡率
0引言
变压器直流电阻是反映变压器绕组物理特性的一个重要方面,直阻的异常变化往往表明变压器线圈存在损坏或局部接触不良。生产实践中,除了通过测量变压器各相绕组的直流电阻,并计算各相绕组直流电阻相互间的差别,也就是不平衡率是否超过一定标准来判定绕组电阻试验数据是否合格外,还应通过对历史测试数据的变化进行对比,才能更为有效,更为准确地发现设备存在的问题。
1测量分析
1.1规范要求
根据规范要求,三相变压器应测出线间电阻,有中性点引出的变压器,要测出相电阻;带有分接头的线圈,在大修和交接试验时,要测出所有分接头位置的线圈电阻,在小修和预试时,只需测出使用位置上的线圈电阻。由于变压器制造质量、运行单位维修水平、试验人员使用的仪器精度及测量接线方式的不同,测出的三相电阻值也不相同,通常引入如下误差公式进行判别:R%=[(Rmax-Rmin)/RP]×100%,RP=(Rab+Rbc+Rac)/3。
式中R%误差百分数
Rmax实测中的最大值(Ω)
Rmin实测中的最小值(Ω)
RP三相中实测的平均值(Ω)
规范要求,1.6MVA以上变压器,各相绕组电阻相互间的差别(又称相间差),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%。且三相不平衡率变化量大于0.5%应引起注意,大于1%应查明原因;各绕组电阻与以前相同部位、相同温度下的历次结果相比,不应有明显差别,其差别不应大于2%,当超过1%时应引起注意。
1.2有关换算
在进行比较分析时,一定要在相同温度下进行,如果温度不同,则要按下式换算至75℃时的电阻值:R75℃=RtK,K=(T+75))/(T+t)
式中R75℃75℃时的直流电阻值(Ω)
Rt实测直流电阻值时的温度(Ω)
T常数(铜导线为234.5,铝导线为225)
t测量时的温度
为了确定缺陷所在的相别,对于无中性点引出的三相变压器,还需将测得的线间电阻换算成每相电阻。设三相变压器的可测线间电阻为Rab、Rbc、Rac,每相电阻为Ra、Rb、Rc,式中RP=(Rab+Rbc+Rca)/2
当变压器线圈为Y型联接时,相电阻为:
Ra=(Rab+Rac-Rbc)/2
Rb=(Rab+Rbc-Rac)/2
Rc=(Rac+Rbc-Rab)/2
注:如果三相平衡,相电阻等于0.5倍线电阻。
当变压器线圈为型联接,且a连y、b连z、c连x时:
Ra=(Rac-RP)-RabRbc/(Rac-RP)
Rb=(Rab-RP)-RacRbc/(Rab-RP)
Rc=(Rbc-RP)-RabRac/(Rbc-RP)
当变压器线圈为型联接,且a连z、b连x、c连y时:
Ra=(Rab-RP)-RacRbc/(Rab-RP)
Rb=(Rbc-RP)-RabRac/(Rbc-RP)
Rc=(Rac-RP)-RabRbc/(Rac-RP)
注:如果三相平衡,相电阻等于1.5倍线电阻。
2实例介绍
2.1背景介绍
一台运行中的220kV变压器,设备型号为:SFPSZ9-120000/220,因电网运行方式变化需要从甲站移位到乙站投入运行,投运前按照电力设备交接和预防性试验规程进行了试验,各项试验数据均合格,符合投运要求。设备运行后,变电运行人员在进行红外测温时发现该变压器110kV侧A相导电杆和线夹连接处(即套管顶部)温度为81℃,而110kV侧B、C相该处的温度均为27℃,与环境温度一致。当时三相负荷运行平衡,输出功率约为变压器额定的一半,110kV侧A相套管顶部温度偏高属于不正常运行情况。
2.2原因分析
发热部位在套管顶端,绝缘油色谱试验中各项数据正常,排除了变压器内部有缺陷的可能。发热部位主要部件有导线下引线的线夹、导电杆、将军帽以及与导电杆连接的接线板,根据测温图显示的情况,初步分析认为发热的原因可能是接线板与导电杆连接不良。用接触电阻测量仪器进行测量后,发现两者之间的接触电阻只有20μΩ,因此线夹与导电杆接触不良的可能被排除。同样,又测试了接线板与下引线线夹、导电杆与绕组接线间的接触电阻,数值别为10μΩ、3μΩ,这样的接触电阻在当时的负荷情况下不会造成这种发热。拆除外部接线后,进行了变压器110kV绕组的直流电阻测量,测量结果为A相直阻130.4mΩ、B相直阻130.0mΩ、C相直阻130.0mΩ,计算得三相直阻不平衡率为0.31%,显然这一数据远小于规程对星形绕组不平衡率2%的上限要求,应判定其电流回路无异常。为了更好地分析问题,选取了该变压器几次典型的试验数据(如表1)。
分析这些数据可以看到,变压器在甲站最初交接时的直阻不平衡率为0.19%,运行中为0.26%,而移位到乙站安装后的交接报告中为0.086%。粗略地看,给人的感觉是变压器在乙站重新安装后,直阻的不平衡率这一指标不仅完全符合规程的要求,而且不平衡率的偏差反而更小了。
为进一步查找原因,将时间上最接近的甲站预试报告和乙站交接报告试验数据换算到75℃,进行比较并计算误差,测试结果(如表2)。从其中数据可以看到,相同温度下相同部位两次测量结果间最大的差别为0.51%,而发热相A相仅有0.15%的差别,数据远远小于规程规定的1%注意值。
既然测量数据在几个方面都满足规程规定,变压器的电流回路是否就是正常的呢?经过仔细分析了(表1)中的4组数据,发现了一个小的细节,当变压器在甲站运行时,不管是交接报告还是预试报告都显示A相绕组的直流电阻值在三相数据中是最小的,而当变压器在乙站重新安装后,交接报告和发热检查时的报告中A相的直阻值却变成了最大的,而温度、测试仪器等因素对三相测量数据的影响应该是一致的,并不会造成测量数据大小关系的变化,因此认为尽管直阻三相不平衡率变小了,但这种三相直阻大小关系的变化却提示这台变压器的电流回路存在着问题。由于B、C两相直阻在4组数据中均相等,可以认定B、C相电流回路无异常,而问题是出在A相回路中,这一判断也与A相套管顶端发热异常的现象相吻合。
2.3处理情况
经检修人员打开发热套管将军帽进行检查,发现固定导电杆的圆形锁母和与其接触的将军帽顶部内表面均有明显的放电痕迹。进一步检查确认,锁母与将军帽接触的上平面明显凹凸不平,导致锁母与将军帽接触不良运行中在两者接触面持续发生驱流放电,最终造成发热。更换锁母,投入运行后对该主变110kV侧A进行红外测温,发热现象消失。
2.4测试结果的分析判断
对测量的直流电阻数据认真分析,不仅要与规程对比,而且要与历次测量数据进行纵向对比,观察变化趋势,得出正确结论。发现直流电阻有异常或超标时,应重视综合方法的分析判断和验证,测量直流电阻综合分析判断,是验证运行变压器绕组直流电阻不平衡率超标的有效方法。
3结束语