变压器绕组热阻——时间特性的动态同步测试

哈里森

用电阻法测试变压器绕组温升是安全测试的重要项目，GB 19212.1-2003《电力变压器、电源装置和类似产品的安全》第14.2条要求，在变压器断电后尽快在几个短时间段读取各电阻测量值，画出电阻随时间变化的曲线，确定断电时的电阻。
GB 4706.1-1998 《家用和类似用途电器的安全
第一部分
：通用要求》第11章、GB 4943-2001《信息技术设备的安全》第1.4.13条和附录E以及其他一些标准也有类似要求。
由于断电后绕组热阻均在连续动态变化之中，采用独立的计时器，如秒表，确定断电延迟时间，且人工观察该时间点数字万用表读数存在缺陷。一是很难观察和记录快速变化的数据，二是各断电延迟时间点与该时刻对应的电阻数据很难准确对应。虽然可以采用有录像功能的数码相机或数字录像机（DV）对测试过程数据变化进行反复查看、分析，但仍无法较好解决以上问题。采用直流电阻电桥测试电阻的方式还可能存在调节速度跟不上绕组电阻变化速度的问题。为此，本文介绍一种采用绕组热阻随时间变化特性的动态同步测试方法。

一、编制应用程序
数字万用表通常都配有RS-232C通讯接口，有的还选配了IEEE-488通讯接口。可以编制DOS应用程序或Windows应用程序，程序建立计算机与数字万用表之间的联络通讯，由计算机发出指令使数字万用表处于电阻测试状态并设置合适量程，计算机实现断电延迟时间计时，并在该间隔时间点将数字万用表测试电阻数据取回计算机存储。据各时间点的测试数据，可以得到变压器绕组断电后的电阻——时间变化曲线。

二、利用测试平台软件
编制DOS应用程序或Windows应用程序是相对较为基础的工作， RS-232C接口或IEEE-488接口通讯程序的调试实现都较为烦琐。可以利用一些测试平台软件，例如Agilent公司的VEE Pro或NI公司的Labview平台软件。VEE Pro和Labview可以方便实现计算机与测试仪器的联络通讯，提供可视化编程环境。在该环境下，按设定间隔时间将数字万用表测试电阻数据取回计算机存储。据各时间点的测试数据，可以得到变压器绕组断电后的电阻——时间变化曲线。

三、利用动态数据采集系统
动态数据采集仪主要由内置数字万用表（DMM）和数据切换巡检模块组成，采集仪本身可按设定间隔时间对电阻数据进行采集存储。利用动态数据采集仪随机提供的测试软件还可以通过计算机对采集数据进行下载、分析与处理。附表为某变压器初级绕组每隔3.3s的电阻值实测数据，附图为该变压器绕组电阻每隔3.3s的变化曲线。

四、数据处理
变压器绕组热阻——时间特性的动态同步测试.gif

利用回归计算，如指数回归、线性回归、多项式回归等或手画线方式可以得到断电零时刻的绕组电阻R2，结合其他测试数据即可按下式计算出绕组温升。
△t=(R2-R1)(X+t1)/R1-(t2-t1)
式中，对于铜导线绕组X=234.5 ，对于铝导线绕组X=225；△t为温升，K；R1为试验开始时绕组的电阻值，Ω；R2为试验结束时绕组的电阻值，Ω；t1为试验开始时的室温，℃；t2为试验结束时的室温，℃。
利用测试仪器的RS-232C通讯接口或IEEE-488通讯接口结合计算机程序，或利用动态数据采集仪解决了以往测试中存在的人工很难观察记录快速变化的数据，以及各断电延迟时间点与该时刻电阻数据难以准确对应等问题，提高了效率。

小韦

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