快速測量干式變壓器繞組DC電阻的新方法

根據繞組的特點，提出了一種簡單、快速、準確的測量過渡過程中繞組DC電阻的新方法。同時進行了仿真實驗，給出了以單片機為核心的智能儀器的實現方案。關鍵詞：DC電阻快速測量1前言繞組的DC電阻必須在制造、檢修、交接和預防性試驗，以及繞組平均溫升的測定和故障診斷后進行測量，以便分析和判斷干式電力變壓器的特性。特別是在預防性試驗中，試驗人員希望快速測量繞組的DC電阻，該電阻接近實際運行狀態下的DC電阻。但在實際測量中，由于干式變壓器的繞組電感大，電阻小，其固有時間常數t=L/R很大，采用常規電橋法或DC壓降法往往需要很長時間才能達到平衡，無法實現快速測量[2]。雖然未來會采用電路突變法和短路退磁法來增加電路電阻，以加快電路電流達到穩定值的時間，雖然做了一些改進，但效果不大，不能從根本上實現快速測量。開發了一種簡單、可靠、易于擴展的新型快速測量方法。以下介紹供參考。2新方法的基本原理

電力干式變壓器的繞組可以等效為電感和電阻r的串聯電路，繞組DC電阻的基本測量電路圖如圖1所示。合上開關k，回路電壓方程式為：E=L(di/dt) iR。考慮到開關的非理想性，假設t=0是閉合開關后電壓e的時間，然后是電路中的瞬時電壓

從公式(5)可以看出，在測量干式變壓器繞組的DC電阻時，無論電路狀態如何，只需依次測量公式(5)中的i(t1)、i(t2)和i(t3)，就可以在電源電位E已知的閾值下得到R的值。因此，測量時間可以任意縮短，可以快速測量電力干式變壓器繞組的DC電阻R。這種方法的突出優點是從根本上消除了電路穩定狀態對測量的影響，較大限度地實現了快速測量。這是其他測量方法無法實現的，克服了傳統測量方法的大電源容量和串聯電阻、電容等附加測量元件對測量精度的影響。3新方法模擬試驗根據上述原理，采用Y/D(Z)干式工頻試驗變壓器和HT-1712F DC穩壓電源進行模擬試驗。測試時，利用測試電路中串聯的采樣電阻獲得電流信號，電源電壓為2.02V，采樣電阻R5為3.11。用TDS-220示波器記錄測試波形(見圖2)。

其中：US1、US2和US3是分別對應于公式(5)中i(t1)、i(t2)和i(t3)的采樣電阻上的電壓。利用示波器獲得的數據進行計算處理，可以得到A值與時間的對應關系，如圖3所示。

顯然，i=Us/Rs，通過比較公式(6)和公式(5)，我們可以得出： r=Rs E A……(7 ^ 7)，即A的值與r的值只相差一個系數。對比圖3和圖2可以看出，當時間經過0.4s左右，即電源電壓達到穩定后，a的值幾乎不變，這一段a的平均值為0.525(V-1)，所以R=3.298由公式(7)計算，去掉采樣電阻(包括接觸電阻)后為0.188。該結果與CA10型快速測試儀測得的結果(0.180)非常接近，說明公式(5)的正確性和可行性。從圖3可以看出，測量所需時間小于1s，從而達到快速測量的目的。雖然模擬試驗中使用的工頻試驗干式變壓器的特性與實際的工頻試驗干式變壓器有所不同，但它能反映基本的實質性過程。在實踐中，電力干式變壓器繞組的DC電阻為m級，由于采樣電阻值的微小變化，可能會導致測量的DC電阻產生較大誤差，從而影響測量精度。因此，實際測量中應使用精度高、頻帶寬的電流傳感器，并盡可能避免采樣電阻。如果電流信號太小，應在采樣/保持電路之前增加一個放大器來放大信號，以滿足測量需要。4新方法的具體實現 #p#分頁標題#e#

總結rn，新方法是依次測量公式(5)中的各個電流值，并做一定的計算。此外，還需要進行一些分析和比較，以提高測量精度。單片機包含定時器/計數器，可以進行一定量的計算，完全可以滿足上述要求。用單片機制成的智能儀器還具有簡單、可靠、易于擴展的優點。圖4是以單片機為核心實現DC電阻快速測量的智能儀器。在圖中，單片機的數據處理部分主要完成從A/D轉換器中讀取并存儲數據(即公式(5)中的每個電流值)，用公式(5)計算并存儲得到的結果，對計算出的數據進行分析比較，對有效數據進行平均得到較終結果，并將較終結果轉換成BCD碼進行顯示等。單片機的控制部分主要是定時控制采樣/保持電路和A/D轉換器的工作，控制單片機讀取A/D轉換的結果并顯示結果。單片機采用圖5所示的程序流程。圖5單片機程序流程

結論通過理論推導和仿真試驗，獲得了一種測量干式變壓器繞組DC電阻的新方法，并簡要介紹了智能儀表系統中單片機的功能、程序流程和實現方法，對電力部門干式變壓器繞組DC電阻的測量具有積極的推動作用。這種新方法具有以下特點：(1)可以在現場測試測量中實現快速測量；(2)不需要大容量電源，可以減輕測試設備的重量和體積，從而降低測試成本；(3)不需要減小時間常數，提高了測量精度；(4)采用以單片機為核心的智能儀器系統，可以對數據進行處理、分析和顯示，進一步提高測量精度；(5)智能儀器系統簡單可靠，測量過程無需人工干預即可自動完成；(6)易于擴展，可實現其他功能，如人機對話、計算機網絡通訊等；其他功能可以通過修改程序來實現。參考[1]鐘洪比，《電力干式變壓器檢修及試驗手冊[M】。北京：中電力出版社。2000 2]李。周麗兵，大功率干式變壓器DC電阻測試方法及特點[[J]。干式變壓器。2000.37 (7) [3]邱光恩