基于DSP的变压器直流电阻的“消磁动态”法测试

产生影响。动态测试法必须经过认真研究及大量仿真试验，方可得出最优测量方案。但在测量过程中通以消磁电流后，电流的变化相对比较稳定一些（即Δi较小），采样点数就可以取得少一些，因此，Δt取值就可以相对偏大一些，减轻了微处理器的计算负担。本测试仪根据下式确定采样点数：
式（11）中，Δi和δ事先由计算机设定。在Δt（事先由计算机设定）时间间隔内连续采样电压，并进行判断，一旦满足要求就不需采样电压，而进行数据处理，完成显示和PC通讯等功能。

3 测试系统介绍

整个测试系统以TMS320F240为控制中心，系统框图如图5所示。TMS320F240（16位定点处理器），将高性能DSP内核和丰富的微控制器外设功能集于单片之中，从而成为传统的多微处理器单元（MCU）和昂贵的多片设计的理想替代品〔5〕。F240具有16路10bit A／D输入接口，由于它优良的性能使得依靠单一的芯片基本上可以完成系统全部功能，与常规的设计相比，利用F240芯片使得系统硬件电路简单，体积减小，软件编程也变得容易。为实现本系统功能，F240外扩64Kbyte数据存储单元用于数据的运算处理和存储；采用MAX715芯片提供系统所需的多种电压；电源监控芯片MAX691确保电源的正常供应、RAM的写保护以及系统低压检测功能；通信接口采用MAX232芯片；选用了REF02精密电压／温度传感器芯片，可以同时测量环境温度；用户接口配备了192×128点阵液晶显示器和4×4键盘便于参数的显示和用户的各种功能操作；而数据的采集、跳变沿捕捉、“看门狗”、程序的存储等都由F240实现。在测试前将全部测试钳夹住变压器端子，由计算机控制换接测量端。
4 测量任务

4．1 计算相间电阻、线间电阻的不平衡率

在GB6451－86《三相浸式电力变压器技术参数和要求》系列标准中，规定了三相绕组直流电阻不平衡率的限值。当容量为1600kVA时，要求相电阻不平衡率≤±4％、线电阻不平衡率≤±2％；当容量更大时，则相电阻不平衡率（中性点引出时）和线电阻不平衡率均≤2％。所以，必须根据测量结果计算出相应电阻不平衡率。

4．1．1 相及线电阻不平衡率表达式

设三相变压器三个相绕组的电阻值分别为Ra、Rb和Rc；设最大相绕组、最小相绕组分别为Rmaxp和Rminp。由此，按相电阻不平衡率Sp的定义，有：
又设在三相变压器的三个线端a、b和c中的任意两个端子间的线电阻分别表示为Rab、Rbc和Rca，且设Rmaxl最大、Rminl最小。由此，按线电阻不平衡率Sl的定义有：
4．1．2Y或Z联结时线电阻不平衡率表达式

从用直流电源测电流电阻角度看，Y联结与Z联结并没有什么区别，均有：

Rab＝Ra＋Rb，
Rbc＝Rb＋Rc，
Rca＝Rc＋Ra。

当Ra最大Rc最小时，则Rab最大，Rbc最小。则式（13）变换为：
由式（14）可知，在Y联结及Z联结时的线电阻不平衡率S1总是等于相电阻不平衡率Sp的一半。

4．1．3 D联结时线电阻不平衡率的计算

在D联结时，每次测得的线电阻，是由两相绕组串联后再与第三相绕组并联。设Ra最大、Rc最小，因此，线电阻不平衡率S1为：
4．2 绕组直流电阻值R75的换算

变压器绕组的电阻大小受温度影响，测量时，应记录当时的环境温度（最好测出绕组温度）。没有浸油的变压器，以室温作为测试温度。已浸油的，以油面温度作为测试温度。若变压器运行后，绕组温度比室温高得多，最好待温度降低到稳定后再测量。有关R75换算方法，参见相关资料，此处省略。  
5 测试结果及可信度分析

表1中的A表示一台报废的三相变压器（容量为1250kVA，联接组别：Y0／Δ），B表示一台1250kVA的三相变压器（联接组别：Y0／Δ），H表示高端直流电阻。表2为某工厂巨型三相五柱变压器：容量240MVA，电压242／15．75kV，联接组别：Y0／Δ，其中，L表示低端直流电阻，H表示高端直流电阻。观察测量数据可知，它们的差别属于正态分布，数据是可信的〔6，7〕，并且测量时间较短，效率高。由表1中的SP和SL可知：A报废，B是正常的。由表2可知：该变压器的SP和SL已经超过2％，应该着手检查及时排除故障。

6 结束语

本方法的特点在于合理地将静态与动态测试方法有机地统一了起来，它特别适用于各种不同容量、不同联结组、铁心为五柱式或三柱式的电力变压器的绕组直流电阻的快速、准确、可靠的测量；该方法的另一个特点是合理地选用DSP数字处理器，可以快速、准确地进行数据处理；由于采用蓄电池供电，不需要增加新的设备，该方法极易于在现场实施。