主变压器直流电阻测量及消磁的问题分析.docx

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主变压器直流电阻测量及消磁的问题分析

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摘要：在变压器绕组中通直流电流时，就会在变压器铁心中产生剩磁，剩磁实质上是铁磁材料磁滞损耗的一种表现。在进行直流电阻试验时，试验时间越长，试验电流越大，剩磁量也就越大。磁工作确实很有必要，对消除变压器剩磁、减小励磁涌流和防止变压器误跳起到了非常大的作用，其中消磁可采用直流消磁和交流消磁两种方法。

关键词：特高压；主变；直流电阻测量；直流消磁

1、变压器绕组直流电阻测量的目的

以荆门特高压变电站主变为例，其调压开关是采用的德国MR公司无励磁调压开关，所以变压器在进行了分解开关调档后必须进行绕组连同套管的直流电阻测量，其目的在于，检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；电压分接开关的各个位置接触是否良好以及分接开关实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线并饶的绕组是否有断股等情况。另外分解开关的接触部分在运行中可能烧坏，没有用的分接头长期暴露在油中可能产生氧化膜等因数。

2、变压器直流电阻测量带来的问题

1）直流剩磁的产生

在变压器绕组中通直流电流时，就会在变压器铁心中产生剩磁，剩磁实质上是铁磁材料磁滞损耗的一种表现。磁滞损耗是铁磁元件吸收电能并转化成磁能的结果，在交流回路中表现为铁损。也就是说，磁滞损耗是能量转换所形成的，因此与输入的功率和时间有关。即在绕组上输入的电功率越大，作用时间越长，剩磁量也就越大。这是导致变压器产生剩磁的根本原因。在进行直流电阻试验时，试验时间越长，试验电流越大，剩磁量也就越大。

2）直流剩磁的危害

正是由于剩磁的存在，导致引言中所述的主变投运不成功。在实际工作中，变压器剩磁对设备正常运行的影响也是多方面的。

（1）对继电保护装置的影响

在继电保护装置中，剩磁对瓦斯保护和差动保护的影响最大。瓦斯保护动作的机理：变压器内部故障时，在故障点产生有电弧的电路电流，造成油箱内局部过热并使变压器油分解、产生气体（瓦斯），进而造成喷油、冲动气体继电器，瓦斯保护动作。瓦斯保护分轻重两种，轻瓦斯保护作用于信号，重瓦斯保护作用于切除变压器。当变压器带有的剩磁量较大时，空载充电将导致励磁涌流过大，产生较大的电动力，引起主变线圈、器身振动形成油流涌动，致使变压器内部的油液面波动增大，触发重瓦斯保护动作。过大的励磁电流还会导致变压器输入电流与输出电流相差较大，引起变压器差动保护误动作。

可以看出，调压变和补偿变的励磁绕组电流都出现了畸变，含有高次谐波；波形出现了明显的间断，波形峰值大，间断角明显；含有大量的非周期分量，涌流偏向时间轴的一侧。

（2）对一次设备的影响

变压器容量越小，空投时励磁涌流与其额定电流之比就越大。曾经发生过由于剩磁的原因，导致变电站站用变投运时高压侧熔丝熔断的事例。同时，空载充电时形成的冲击电流会引起绕组问的机械力作用，可能逐渐使其固定物松动、绕组变形，从而形成隐患。

（3）其它影响

励磁涌流中含有多种谐波成分及直流分量，使得变压器成为电网中的谐波源，降低了供电系统的供电质量；同时，谐波中的高次分量对电力系统中的敏感电力电子元器件也会产生较强的破坏作用

3、防范措施

综上分析可知，要控制变压器剩磁，就必须严控直流试验时的电流与试验时间。但如果剩磁已经超出允许范围，并对设备的正常运行产生影响时，就必须采取措施消除剩磁，或将其控制到一定的范围以内。根据剩磁的特点与产生机理，可以采取多种措施。

（1）直流电阻测量后进行消磁。

（2）对变压器测量直流电流的幅值进行控制。

（3）提高变压器保护的定植。

1）直流消磁

直流消磁法又称反向冲击法，是在变压器高压绕组两端正向、反向分别通入直流电流，并不断减小，以缩小铁心的磁滞回环，从而达到消除剩磁的目的，据相关研究资料表明，一般情况下，反复冲击4～5次即可以取得较好的效果。变压器变换档位后，是必须要进行电阻测量的，那么我门只有在如何去解决剩磁的问题去考虑。解决的思路主要从两个方面进行：

直流消磁是去磁装置会在绕组中通以交变的、峰值电流不断降低的电流，最终去磁电流为达到很小的电流。

由于直流剩磁与直流电流成正比，所以变压器在进行直流电阻测量时，对通以恒定的直流电流幅值进行限制，不大于2·5A。

2）交流消磁

交流消磁法的具体操作是给变压器用一个较低电压等级的电压充电。这样可以降低铁心磁通的峰值，从而达到减小励磁电流的目的。在本文引言案例中，电气试验人员根据现场情况，采用了交流消磁法对变压器的剩磁进行了处理，最终取得了较好的效果。

4、实施情况与效果

进行了调压补偿变的直流消磁和保护逻辑判别的修改，#1主变在以后的运行中投入多次，没有发生过因为励磁涌流导致的差动保护动作。

5、经验体会及建议

消磁工作确实很有必要，对消除变压器剩磁、减小励磁涌流和防止变压器误跳起到了非常大的作用。防止变压器再测量直流电