【正文】 間 0,ts 穩(wěn)定電流 I,A 電阻測得值 39。由仿真波形可以看出在自然情況下，變壓器衰減時(shí)間常數(shù)很大，繞組充電電流達(dá)穩(wěn)定電流的 %需 1300秒左右。從建模角度講，這既適用于自上而下（ Topdown）的設(shè)計(jì)流程（概念、功能、系統(tǒng)、子系統(tǒng)、直至器件），又適用于自下而上（ Bottumup） 的逆程設(shè)計(jì)。利用 “ 三點(diǎn)法 ” 在 1t 、 2t 、 3t 時(shí)刻分別測取 0R 兩端的電壓值 1u 、 2u 、3u ，并使 2 1 3 2t t t t t? ? ? ? ?，則經(jīng)推導(dǎo)可得變壓器繞組的直流電阻 xR 為 2 1 30022 1 32 ( )x u u uR E R Ru u u????? （ 260） 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 由式（ 260）可知，只要等時(shí)間間隔測取采樣電阻 0R 兩端的電壓值，即可用“三點(diǎn)法”求出變壓器 繞組的 直流電阻 xR 的值 [24]。 因?yàn)?函數(shù) (1 )tye???? 與函數(shù) tye??? 的導(dǎo)數(shù)只差一個(gè)符號(hào)，所以上述結(jié)論及推論 仍適用 于函數(shù) (1 )tye???? 。因此，提出了通過改變電源電壓及 串 入 電阻的阻值， 從而 達(dá)到不論試品參數(shù)如何， 其回路 充電 電流曲線完全一樣（總回路的時(shí)間常數(shù) ? 和 穩(wěn)態(tài)電流 I 完全相同），從而提高測量準(zhǔn)確 度的原理， 即 為“同一化”原理。人們采取了很多措施 來減小時(shí)間常數(shù) ,但 都不能使充電電流一次跳變到穩(wěn)定值 ,為解決 這些問題 ,考慮到變壓器工作時(shí)的去磁作用 ,將一般采用的一階動(dòng)態(tài)電路改接為 二階動(dòng)態(tài)電路 ,提出了 一種與靜態(tài)測量法相對應(yīng)的動(dòng)態(tài)測量法 ,即可以 提高測量速度的二階振蕩法。 當(dāng)時(shí)間 0t ?? 時(shí)（即 K剛閉合的瞬間）， 回路 充電電流為： ? ?1 10 Ui RR? ? ? （ 228） 可見， K 閉合后的瞬間，充電電流發(fā)生了跳變，這正是由于短路繞組中電流的去磁作用所導(dǎo) 致 的 。 短路去磁法 以最大限度實(shí)現(xiàn)了快速充磁。 當(dāng) 1K 閉合、 2K 置 上 位 使 L導(dǎo)通 時(shí)，電流 121 ( ) (1 )R tLEEi t eR ???? （ 212） 式中， t 為 暫態(tài)過程的維持 時(shí)間，時(shí)間常數(shù) 1 LR? ? .當(dāng) 15t ?? 時(shí)，可以認(rèn)為暫態(tài)過程基本 上結(jié)束。 增大回路電阻法 增大回路電阻法 的測量 原理電路如圖 22所示 K 1L xR xK 2RE 圖 22 增大回路電阻的電路突變法原理接線圖 圖 23 增大回路電阻的電路突變法充電電流曲線 它的 測量原理是使電路 從一種自然參數(shù)決定的過渡過程強(qiáng)制 改變 到另一種自然參數(shù)決定的過渡過程。對于具有大電阻大電感的變壓器，例 如試驗(yàn)變壓器 YDJ500，由于測量時(shí)間太長，消耗功率大，準(zhǔn)確度低，因而 不宜用壓降法。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 電力變壓器直流電阻的測量方法 測量的基本原理 當(dāng)變壓器非被測繞組開路時(shí)，被測繞 組可等效為一個(gè)電感 L和一個(gè)電阻 0R 的 串聯(lián)電路，見圖 21。 ③保持充電回路時(shí)間常數(shù)不變 ，減小 穩(wěn)態(tài)電流 [10]。 因此 , 確定正確的測量方法 , 選用 適當(dāng)?shù)臏y量設(shè)備 , 是保證測量繞組電阻準(zhǔn)確度的關(guān)鍵 [7]。電氣試驗(yàn)人員在現(xiàn)場測試中 對此常常 感到無所適從，有時(shí)甚至?xí)龀鲎儔浩骶€圈 出現(xiàn)問題的錯(cuò)誤判斷 [5]。 (六 )檢查繞組所用導(dǎo)線的規(guī)格是否符合設(shè)計(jì) , 三相繞組是否平衡 [2]。 the quality of welding wire and winding。 二○一一 年六月 題 目 ： 變壓 器繞組直流電阻的測量 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論文 ) ` 院 系 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 二○一一 年六月 題 目 ： 變壓器繞組直流電阻的測量 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 變壓器繞組直流電阻的測量 摘要 測量繞組 的 直流電阻， 可檢查變壓器繞組內(nèi)的焊接質(zhì)量；引線和繞組的焊接質(zhì)量；分接開關(guān)、引出線和 套管等載流部分的接觸是否良好；三相電阻是否平衡。 關(guān)鍵詞 ：繞組直流電阻；快速測量；仿真； SIMULINK 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） MEASUREMENT OF TRANSFORMER WINDING DC RESISTANCE Abstract Measuring winding DC resistance, you can check the quality of welding transformer Winding。 (五 )檢查并絞導(dǎo)線及 并聯(lián)支路的正確性 , 是否存在由幾根并聯(lián)導(dǎo)線繞制成的繞組發(fā)生一處或多處斷線 的情 況 。 實(shí)踐表明，變壓器容量愈大，充電時(shí)間愈長，還有鐵芯剩磁對充電過程的影響，使 充電電流不穩(wěn)， 從而 使測量電橋 的指針來 回?cái)[動(dòng)，甚至偏轉(zhuǎn)到正負(fù)最大刻度，產(chǎn) 生儀表損壞的危險(xiǎn)；而對于數(shù)字化智能測試儀則 會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示紊亂，甚至測不出數(shù)據(jù)而報(bào)錯(cuò)的情況 。 變壓器溫升試驗(yàn)中 , 用電阻法測量 變壓器 繞組 的 平均溫度時(shí) , 繞組電阻的測量誤差 不 應(yīng) 超過 ? 0. 2%, 即測量方法 應(yīng) 能有效地分辨 10u? 左右的電阻變化 , 以 達(dá)到溫升試驗(yàn)的要求。 ②減小流過線圈 電流衰減分量的初始值，即減小衰減分量初 值和 穩(wěn)態(tài)分量的比值。 （ 3）按測量原理利用所需軟件進(jìn)行仿真，得出相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析 。 當(dāng)電壓表的正極端接到電流表之前，測量的為電流表和繞組串聯(lián)后兩端的電壓時(shí) ，考慮到電流表 內(nèi)阻 aR 上的電壓降，若仍 按 R UI? 計(jì)算，電力變壓器繞組 直流 電阻為 Ax U IrR I??? （ 25） 其誤差 ( ) 100 %AxrR? ?? （ 26） 這時(shí) xR 越大，誤差越小，所以這種接線適用 測量大電阻。為 達(dá)到快速測量的目的 ,通常有以下幾種方法 [15]。 磁通泵法 rLRR xL xK 1K 2E 1E 2 圖 25 磁通泵法測量原理圖 測量電 路如圖 25所示，其中 xR 、 xL 分別是 被試?yán)@組的電阻和電感， R 、 r 均為 串接 電阻， L為 電感， 1E 、 2E 均為電源 電壓， 1K 、 2K 為開關(guān)， 該測量回路可使繞組的磁鏈和電流步進(jìn)跳變至接近于所需要的量值，因此 稱之為磁通泵。人們采取許多辦法來 減小時(shí)間常數(shù) , 但 都不能使充電電流一次跳變到穩(wěn)定值。 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 KR R 1 R 2( L 1 + M ) S( L 2 + M ) S M SE / S 圖 26 復(fù)頻域等效電路 圖中， R? — 限流電阻 ； 1()it— 充電電流 ； 1R 、 1L — 高壓側(cè)繞組 直流電阻和電感； 2R 、 2L — 低壓側(cè)繞組 直流電阻和電感； M兩側(cè)繞組 互感； S復(fù)頻率 在圖 26 中，從電源端看 進(jìn) 去的等效運(yùn)算阻抗為 211 22()() SMZ S R R S L R S L?? ? ? ? ? (220) 而等效運(yùn)算導(dǎo)納為 2221 1 2 21() ( ) ( ) ( ) ( )R S LYS Z S R R S L R S L S M??? ? ? ? ? (221) 則電流響應(yīng)象函數(shù)為 221 21 1 2 2( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )R S L UI S Y S U S R R S L R S L S M S?? ? ?? ? ? ? (222) 由于 1k? ,即 212 0L L M??， 故有 ? ?221 1 2 2 1 1 2() [ ( ) ]R S L UIS S R R L R L R R R S???? ? ? ? (223) 將 （ 223） 進(jìn)行拉普拉斯反變換， 時(shí)域電流響應(yīng)為 ? ?1 121 121() ()[ 1 ] tUUi t eR R LRR RRRL???? ???? （ 224） 其 中 ? ?? ? 121 2 2 1R R RR R L R L? ?? ?? （ 225） 若使 ? ?21 2 2 1100R R L R L?? （ 226） 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 則有 211210 RLRRL?? (227) 滿足式（ 226）的關(guān)系， 則 式（ 227）中的自由分量便可以忽略不計(jì)。 二階振蕩法 通常，變壓器繞組的充電電路為一階動(dòng)態(tài)電路， 接通 直流電源 后 ,回路電流便從零按指數(shù)規(guī)律逐步 上升到某一穩(wěn)定值 ,其穩(wěn)定時(shí)間取決于電路時(shí)間常數(shù)的大小。聯(lián)立兩式可得 ? ? ? ?? ? ? ?dd||dd||21211 t 2 t1 t 2 tiiu t u tttR= iii t i ttt?? （ 238） 由于不同被測變壓器繞組 的 直流 電阻 R 及時(shí)間常數(shù) ? 相差較大，故充電電流曲線并不相同，但在實(shí)際測算時(shí) 式（ 238）中的微分值 ddit只能 采 用離散采樣值按差分值 it??來計(jì)算，當(dāng) t? 為某一定值時(shí)，測得的 ? ? ? ?i i t t i t? ? ? ? ?相差不大， 因此 測出的 R 的準(zhǔn)確度 較低 。 推論 2：對 于 同一條指數(shù)曲線，當(dāng)離散采樣時(shí)間 的間隔固定時(shí)，任意兩 點(diǎn)數(shù)值微分的比值（12||ttyy??）的誤差 為 0. 兩個(gè)推論對兩點(diǎn)法和 三點(diǎn)法數(shù)值微分都適用。 實(shí)際測量時(shí)，為測得等效 電路的 回路電流，在電路中串入 一個(gè)采樣電阻 0R ，測其 兩端電壓便可得到回路電流。它外表以方塊圖形式呈現(xiàn)，且采用分層結(jié)構(gòu)。仿真波形如圖 32所示。xR ,? 誤差 39。按圖 31所示電路圖連接電路，改變相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行仿真后 可知 K1斷開前 t=24s左右時(shí)回路電流達(dá)到預(yù)定值。 磁通泵法 磁通泵法測量電路圖如圖 37 所示。同時(shí)，測量電路中所需加入的 E ER、 L、 r 的值應(yīng)適當(dāng)選擇，以減小電流穩(wěn)定時(shí)間。 仿真數(shù)據(jù) 圖 310 短路去磁法與傳統(tǒng)測量方法仿真曲線比較 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 表 36 串入電阻大小對測量準(zhǔn)確度的影響 E=25V R1=? R2=? L1=100H L2= M= 串入電阻 R,? 穩(wěn)定電流 ,IA 電阻測得值 39。電壓值可在較大范圍內(nèi)改變。 基于同一化原理的動(dòng)態(tài)測量方法 基于 同一化原理的測量方法的電路如圖 313 所示。 表 39 采樣時(shí)間對測量準(zhǔn)確度的影響 E=100V R0=100? Rx=? L=100H 1t ,s 2t ,s 1I ,A 1I? ,A 2I ,A 2I? ,A 1U ,V 2U ,V 39。()x x xR R R? ,% 1 1 1 1 2 3 1 1 4 1 3 5 2 1 1 6 1 4 7 3 表 311 采樣位置對測量準(zhǔn)確度的影響 E=50V ， R=20? ， Rx=? ， L=200H， t? =2s 1t ， s 2t ， s 3t ,s 1U ,V 2U ,V