快速测量干式变压器绕组DC电阻的新方法

根据绕组的特点，提出了一种简单、快速、准确的测量过渡过程中绕组DC电阻的新方法。同时进行了仿真实验，给出了以单片机为核心的智能仪器的实现方案。关键词：DC电阻快速测量1前言绕组的DC电阻必须在制造、检修、交接和预防性试验，以及绕组平均温升的测定和故障诊断后进行测量，以便分析和判断干式电力变压器的特性。特别是在预防性试验中，试验人员希望快速测量绕组的DC电阻，该电阻接近实际运行状态下的DC电阻。但在实际测量中，由于干式变压器的绕组电感大，电阻小，其固有时间常数t=L/R很大，采用常规电桥法或DC压降法往往需要很长时间才能达到平衡，无法实现快速测量[2]。虽然未来会采用电路突变法和短路退磁法来增加电路电阻，以加快电路电流达到稳定值的时间，虽然做了一些改进，但效果不大，不能从根本上实现快速测量。开发了一种简单、可靠、易于扩展的新型快速测量方法。以下介绍供参考。2新方法的基本原理

电力干式变压器的绕组可以等效为电感和电阻r的串联电路，绕组DC电阻的基本测量电路图如图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，假设t=0是闭合开关后电压e的时间，然后是电路中的瞬时电压

从公式(5)可以看出，在测量干式变压器绕组的DC电阻时，无论电路状态如何，只需依次测量公式(5)中的i(t1)、i(t2)和i(t3)，就可以在电源电位E已知的阈值下得到R的值。因此，测量时间可以任意缩短，可以快速测量电力干式变压器绕组的DC电阻R。这种方法的突出优点是从根本上消除了电路稳定状态对测量的影响，较大限度地实现了快速测量。这是其他测量方法无法实现的，克服了传统测量方法的大电源容量和串联电阻、电容等附加测量元件对测量精度的影响。3新方法模拟试验根据上述原理，采用Y/D(Z)干式工频试验变压器和HT-1712F DC稳压电源进行模拟试验。测试时，利用测试电路中串联的采样电阻获得电流信号，电源电压为2.02V，采样电阻R5为3.11。用TDS-220示波器记录测试波形(见图2)。

其中：US1、US2和US3是分别对应于公式(5)中i(t1)、i(t2)和i(t3)的采样电阻上的电压。利用示波器获得的数据进行计算处理，可以得到A值与时间的对应关系，如图3所示。

显然，i=Us/Rs，通过比较公式(6)和公式(5)，我们可以得出： r=Rs E A……(7 ^ 7)，即A的值与r的值只相差一个系数。对比图3和图2可以看出，当时间经过0.4s左右，即电源电压达到稳定后，a的值几乎不变，这一段a的平均值为0.525(V-1)，所以R=3.298由公式(7)计算，去掉采样电阻(包括接触电阻)后为0.188。该结果与CA10型快速测试仪测得的结果(0.180)非常接近，说明公式(5)的正确性和可行性。从图3可以看出，测量所需时间小于1s，从而达到快速测量的目的。虽然模拟试验中使用的工频试验干式变压器的特性与实际的工频试验干式变压器有所不同，但它能反映基本的实质性过程。在实践中，电力干式变压器绕组的DC电阻为m级，由于采样电阻值的微小变化，可能会导致测量的DC电阻产生较大误差，从而影响测量精度。因此，实际测量中应使用精度高、频带宽的电流传感器，并尽可能避免采样电阻。如果电流信号太小，应在采样/保持电路之前增加一个放大器来放大信号，以满足测量需要。4新方法的具体实现 #p#分页标题#e#

总结rn，新方法是依次测量公式(5)中的各个电流值，并做一定的计算。此外，还需要进行一些分析和比较，以提高测量精度。单片机包含定时器/计数器，可以进行一定量的计算，完全可以满足上述要求。用单片机制成的智能仪器还具有简单、可靠、易于扩展的优点。图4是以单片机为核心实现DC电阻快速测量的智能仪器。在图中，单片机的数据处理部分主要完成从A/D转换器中读取并存储数据(即公式(5)中的每个电流值)，用公式(5)计算并存储得到的结果，对计算出的数据进行分析比较，对有效数据进行平均得到较终结果，并将较终结果转换成BCD码进行显示等。单片机的控制部分主要是定时控制采样/保持电路和A/D转换器的工作，控制单片机读取A/D转换的结果并显示结果。单片机采用图5所示的程序流程。图5单片机程序流程

结论通过理论推导和仿真试验，获得了一种测量干式变压器绕组DC电阻的新方法，并简要介绍了智能仪表系统中单片机的功能、程序流程和实现方法，对电力部门干式变压器绕组DC电阻的测量具有积极的推动作用。这种新方法具有以下特点：(1)可以在现场测试测量中实现快速测量；(2)不需要大容量电源，可以减轻测试设备的重量和体积，从而降低测试成本；(3)不需要减小时间常数，提高了测量精度；(4)采用以单片机为核心的智能仪器系统，可以对数据进行处理、分析和显示，进一步提高测量精度；(5)智能仪器系统简单可靠，测量过程无需人工干预即可自动完成；(6)易于扩展，可实现其他功能，如人机对话、计算机网络通讯等；其他功能可以通过修改程序来实现。参考[1]钟洪比，《电力干式变压器检修及试验手册[M】。北京：中电力出版社。2000 2]李。周丽兵，大功率干式变压器DC电阻测试方法及特点[[J]。干式变压器。2000.37 (7) [3]邱光恩