0 引言
变压器绕组的直流电阻试验包括变压器出厂、安装、交接及预防性试验，能有效发现变压器线圈的选材、焊接、连接部位松动、缺股、断线等隐患。变压器直流电阻测试值需要换算到与出厂同一温度下进行比较，初值差不超过±2%为合格。变压器绕组直流电阻与绕组温度密切相关，换算温度每偏差1 ℃，直流电阻换算值将偏差 0.5% 左右，初值差超过2% 即可判定变压器状态异常，因此准确测量变压器绕组温度是变压器直流电阻测试过程中*重要的因素。
现场测试过程中往往选择变压器油温表作为绕组平均温度，将测试直阻换算到出厂油温与出厂值进行比较。因油温表不能准确反映变压器绕组平均温度，造成换算到出厂温度下直流电阻值初值差偏差巨大。同时直流电阻测试过程中绕组发热也会增减测试误差。亟需一种能够准确获取变压器绕组平均温度的方法来解决上述问题。
1 变压器直流电阻测试原理
直流电阻测试过程中被试品等效于电感 L1和电阻R1串联，如图1所示。
合上开关K1，直流电压E1加于被测绕组两端，电流表 A1测试流过被试品的电流，电压表 V1测试被试品两端的电压。由于流过电感L1中的电流不能突变，
所以电源接通瞬间，流过 L1的电流为零，R1中也无电流流过，因此，电阻上没有压降，此时全部外施电压加在电感的两端。设流过绕组电流为i，则：
E=i×R+Ldi/dt （1）
i = E/ ( R × (1 - e-τ/T)) （2）
式中：τ=L1/R1为回路时间常数。因此 i 含由 1 个直流分量和 1 个衰减分量组成。当 τ=0 时，i=E/R、R=E/i。电流达到稳定的时间取决于 τ 的大小。τ 越大，时间越长；τ越小，时间越短[1]。
2 常规变压器直流电阻测试存在的问题
2.1 测试方法
某 500 kV 变电站交接试验，需测试 1、2、3 号变压器直流电阻。以测试 1 号变压器高压绕组直流电阻为例，如图2所示，HA为1号变压器 A相高压套管，
OA为1号变压器A相中性点套管；HB为1号变压器 B相变压器高压套管，OB为1号变压器B相中性点套管；HC为1号变压器C相高压套管，OC为1号变压器C相
中性点套管。以测试1号变压器A相高压绕组直流电阻为例，拆除变压器一次侧所有外部接线，直流电阻测试仪的测试线 U1（电压测试线）、I1（电流测试线）接HA顶端接线端子，测试线U2（电压测试线）、I2（电流测试线）接OA顶端接线端子，操作直流电阻测试仪测试1号变压器 A相高压绕组直流电阻值。同样的方法测试1号变压器 B、C两相高压绕组直流电阻。
2.2 存在问题
按照变压器油温表示数，将变压器直流电阻测试值换算到与出厂值同温度下的直流电阻值，计算初值差和三相互差，测试结果如表1所示。1号主变C相初值差达到了3.53%；2号主变A相初值差达到了-2.66%，2号主变C相初值差达到了3%；3号主变A相初值差达到了-3.26%，C相初值差达到了3.79%，均超过规程要求的不超过±2% 的规定。1 号主变三相之间的互差达到4.80%；2号主变三相之间的互差达到5.49%；1号主变三相之间的互差达到6.93%，均超过规程要求不超过±2%的规定[2]。3组变压器共9相，其中5相直阻测试值初值差超标，三组主变三相互差均超标[3]。初步判断三组变压器试验，间隔数小时，绕组温度差异大，油温表不能准确反映绕组平均温度是造成测试纸超差的主要原因[4]。
3 同场、同构、同温、同流测试法
3.1 测试方法
在变电站内，三相主变温度场相同、结构相同，因此三相主变绕组温度相同。以测量变压器1 三相高压绕组为例，改进测试接线如图 3 所示。拆 除 1 号 变 压 器 一 次 侧 所 有 外 部 接 线 ，将 套 管OA、HB 和 套 管 OB、HC 顶 端 接 线 端 子 用 10 mm2铜线短接；电流输出线 I1 接套管 HA 顶端接线端
子，I2 接套管 OC 顶端接线端子；电压测试线 U1接 HA 顶端接线端子，U2 接 OA 顶端接线端子，电压测试线 U3 接 HB 顶端接线端子，U4 接 OB 顶端
接线端子，电压测试线 U5 接 HC 顶端接线端子，U6 接 OC 顶端接线端子。操作变压器直流电阻测试仪，输出电流I1→HA→OA→HB→OB→HC→OC→I2 流回变压器直流电阻测试仪。电压测量端子 U1、U2 测量绕组 HA - OA 的直流电阻；U3、U4 测量绕组 HB - OB 的直流电阻；U5、U6 测量绕组 HC - OC 的直流电阻。因为 1 号变压器 A、B、C 三相结构相同、热场相同，因此绕组平均温度也相同。整个试验过程 1 号变压器 A、B、C 三相串联，同时升流、同时测试，整个测试过程 1 号变压器三相绕组平均温度相同。依据 GB1094.2 7.3.2，可通过测量直流电阻值确定绕组平均温度。因此可以通过测量 1 号变压器 A 相绕组直流电阻的方法换算 1 号变压器 A 相绕组平均温度 t1。公式（3）为同一铜制绕组不同温度下的直流电阻换算公式，变压器绕组出厂平均温度和出厂直流电阻为已知量，实测直流电阻为已知量，依据公式（3）可求出 1 号变压器 A 相绕组平均温度。1 号变压器 B、C 相绕组平均温度与 1 号变压器 A 相绕组平均温度相同。变压器绕组平均温度具体测试流程如图 4 所示。一次接线测试同时获得三相变压器的测试数据，测试一组 500 kV 变压器直流电阻仅需 0.5 h。
R1=R2×（235+t1）（/ 235+t2） （3）
式中：R1为 t1温度下的直流电阻；R2为 t2温度下的直流 电 阻 ；t1 为 绕 组 的 平 均 温 度 ；t2 为 绕 组 的 平 均温度。
3.2 测试效果分析
某 500 kV 变电站交接试验，采用同场、同构、同温、同流测试法测试 1、2、3 号变压器高压绕组直流电阻，测试数据如表 2 所示，三组变压器初值差在0.07%～0.13%之间，三相互差均小于0.5%，远小于规程要求的初值差和三相之间互差不超过±2%的规定。
3.3 试验效果验证
3.3.1 变压器油充分循环测试法
开启变压器所有油泵，变压器油充分循环，缩小变压器各个部位温度差。在变压器5面每个面选择9个测点，用红外测温仪测试 45个测点温度。在 45个测点*高和*低温度差小于0.5 ℃且持续时间大于半小时，认为主变表面温度与主变绕组温度一致。用45 个测点平均温度作为变压器绕组平均温度，测试
变压器绕组直流电阻值。由于需要等待变压器油充分循环，测试一组 500 kV 变压器直流电阻平均需要4.5 h。
3.3.2 效果验证
为验证四同测试法的可靠性，同步对比采用变压器油充分循环测试法（下文简称充分循环测试法）测试三组变压器高压绕组直流电阻。测试结果如表 3
所示。四同测试法与油充分循环测试法相比互差在0.13%～0.13%之间。仪器的测试精度为±0.2%，即四同测试法与油充分循环测试法相比，互差仅为变压器直流电阻测试仪的精度偏差，二者测试精度一致[5]。
4 结语
获取变压器绕组平均温度，是准确测量变压器直流电阻的关键。常规方法采用变压器油温表作为变压器绕组平均温度，测试数据偏差较大。变压器油充分循环法要求变压器自身带有油泵，且测试时间长不适合现场使用。同场、同构、同温、同流测试法彻底解决，其它测试方法测试准确度低、测试效率低的缺点，取得以下有益效果：一是准确获取变压器绕组平均温度，相比常规测试方法，测试初值差由 3.79% 降低为0.13%，三相之间互差由 6.93% 降低为 0.33%；二是提升测试效率相比变压器油循环测试法一组500 kV变压器测试时间由 4.5 h降低为 0.5 h，效率提升了 8倍。可作为变电站现场直流电阻测试标准方法进行推广。
