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[摘 要]主要针对大型变压器直流电阻测试仪快速测量原理及其在量值传递过程中的一些问题，本文简要分析快速测量的原理以及对量值传递结果不确定度的评定。
[关键词]大型变压器；快速测量；不确定度评定
中图分类号：S405 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0156-01
一、概述
随着电力技术快速发展，电力运行安全性至关重要，变压器作为电力系统运行中重要的器件，测量直流电阻是变压器试验中的一个重要项目。通过测量，可以检查出设备的导电回路有无接触不良、焊接不良、线圈故障及接线错误等缺陷。而变压器直流电阻的测量仪与传统的直流电桥和普通的电阻测试仪有很大的区别。简单讨论一下大型变压器绕组直流电阻的快速测量方法。以及测量仪检定方法和结果不确定度评定。
二、绕组直流电阻测试测量原理
电力变压器绕组的电感很大为数百亨至数千亨，而直流电阻很小最小至数百微欧，用稳压电源给大型变压器绕组充电达到稳定的时间可能长达数十分钟至数小时，因此如何快速准确测量电力变压器绕组的直流电阻一直是人们研究和追求的目标。
下图为稳压电源给绕组充电原理图见图1：
Lx，Rx為绕组电感和电阻，合上开关K后可知：
E= i=
其中，τ=为回路时间常数。
由此可见，i含有一直流分量和一衰减分量，当衰减分量衰减至零时i达到稳定值I=时，电感不起作用，此时可通过测量E和I来得到Rx。其充电曲线为图三所示的曲线①，由于大型变压器绕组的LX很大、RX很小，所以时间常数τ很大，需很长一段时间电流才能达到稳定，充电时间为5τ时，通过计算可知测得电阻比真实电阻还有0.67%的误差。
为解决稳压电源给绕组充电的稳定时间过于长的问题，而采用稳压稳流电源充电的方法可使稳定时间大为缩短。稳压稳流电源可根据电源负载的大小，来决定稳压稳流电源是工作于稳压状态还是稳流状态，电源只能工作于其中一种状态，在稳流状态下电源可保持回路电流恒定。
图2为稳压稳流电源给绕组充电原理图：
RN为电流取样电阻，E为稳压稳流电源的最大稳压电压，I为仪器设定的稳流电流，开关K合上后，稳压稳流电源刚开始工作于稳压状态，回路电流逐步上升，当充电电流达到仪器设定的稳流电流时，稳压稳流电源进入稳流状态，其充电曲线为图3所示的曲线②。
从图3可以看出，稳压稳流电源充电达到电流稳定的时间比稳压电源充电达到电流稳定的时间快得多，E越高，充电达到设定的稳流电流I的速度越快，所以说稳压稳流电源用于变压器直流电阻测量是一种快速充电方法。由于Vx为：
Vx=iRX+Lx
电源进入稳流状态后，=0，这时通过测量绕组两端的电位VX及取样电阻RN两端的电位VN，可得绕组直流电阻RX为：RX=RN
三、测量方法及结果不确定度评定
1.测量方法
直流电阻测试仪通常采用四端钮法测量电阻，在输出电流的同时对电阻的两端采样，显示测到的电阻值。
本文用MZB-200标准电阻额定电流1A 示值1Ω（上级校准值999.8mΩ，校准不确定度0.1 mΩ）为标准，以检定BKZ-C型直流电阻快速测试仪的1A电流1Ω点为例，分析直流电阻测试仪电阻示值误差的测量结果不确定度。
2.数学模型
式中：—直流电阻测试仪显示的电阻读数（Ω）；—标准电阻值（Ω）。
3.方差和灵敏系数
依照方差公式：
方差
灵敏系数
4.计算分量标准不确定度
4.1 标准电阻的不确定度
标准电阻的不确定度为±0.05%，属均匀分布，覆盖因子，故
其自由度为
4.2 直流电阻测试仪显示分辩力的不确定度
直流电阻测试仪在1Ω处的电阻分辩力为0.01%，属均匀分布，覆盖因子，按半宽计算
其自由度为
4.3 测量重复性的不确定度
对BKZ-C型直流电阻测试仪的1Ω点进行10次等精度测量，所得数据如表1所示：
平均值 mΩ
单次测量的实验标准差 mΩ
由于测量一次，故其相对不确定度
自由度为
5.合成标准不确定度
有效自由度为
6.扩展不确定度
取置信概率p=95%，则相对扩展不确定度为
U95rel=t95（νeff）·uc=2.04×1.72×10-4=0.064%
参考文献
[1] JJG1052-2009《回路电阻测试仪，直阻仪》检定规程.
[2] 电气设备预防性试验方法，陈化纲编.
[3] 变压器绕组直流电阻快速测试方法，管云金.
[4] 大型电力变压器直流电阻测试的方法及特点，李满坤.
[关键词]大型变压器；快速测量；不确定度评定
中图分类号：S405 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0156-01
一、概述
随着电力技术快速发展，电力运行安全性至关重要，变压器作为电力系统运行中重要的器件，测量直流电阻是变压器试验中的一个重要项目。通过测量，可以检查出设备的导电回路有无接触不良、焊接不良、线圈故障及接线错误等缺陷。而变压器直流电阻的测量仪与传统的直流电桥和普通的电阻测试仪有很大的区别。简单讨论一下大型变压器绕组直流电阻的快速测量方法。以及测量仪检定方法和结果不确定度评定。
二、绕组直流电阻测试测量原理
电力变压器绕组的电感很大为数百亨至数千亨，而直流电阻很小最小至数百微欧，用稳压电源给大型变压器绕组充电达到稳定的时间可能长达数十分钟至数小时，因此如何快速准确测量电力变压器绕组的直流电阻一直是人们研究和追求的目标。
下图为稳压电源给绕组充电原理图见图1：
Lx，Rx為绕组电感和电阻，合上开关K后可知：
E= i=
其中，τ=为回路时间常数。
由此可见，i含有一直流分量和一衰减分量，当衰减分量衰减至零时i达到稳定值I=时，电感不起作用，此时可通过测量E和I来得到Rx。其充电曲线为图三所示的曲线①，由于大型变压器绕组的LX很大、RX很小，所以时间常数τ很大，需很长一段时间电流才能达到稳定，充电时间为5τ时，通过计算可知测得电阻比真实电阻还有0.67%的误差。
为解决稳压电源给绕组充电的稳定时间过于长的问题，而采用稳压稳流电源充电的方法可使稳定时间大为缩短。稳压稳流电源可根据电源负载的大小，来决定稳压稳流电源是工作于稳压状态还是稳流状态，电源只能工作于其中一种状态，在稳流状态下电源可保持回路电流恒定。
图2为稳压稳流电源给绕组充电原理图：
RN为电流取样电阻，E为稳压稳流电源的最大稳压电压，I为仪器设定的稳流电流，开关K合上后，稳压稳流电源刚开始工作于稳压状态，回路电流逐步上升，当充电电流达到仪器设定的稳流电流时，稳压稳流电源进入稳流状态，其充电曲线为图3所示的曲线②。
从图3可以看出，稳压稳流电源充电达到电流稳定的时间比稳压电源充电达到电流稳定的时间快得多，E越高，充电达到设定的稳流电流I的速度越快，所以说稳压稳流电源用于变压器直流电阻测量是一种快速充电方法。由于Vx为：
Vx=iRX+Lx
电源进入稳流状态后，=0，这时通过测量绕组两端的电位VX及取样电阻RN两端的电位VN，可得绕组直流电阻RX为：RX=RN
三、测量方法及结果不确定度评定
1.测量方法
直流电阻测试仪通常采用四端钮法测量电阻，在输出电流的同时对电阻的两端采样，显示测到的电阻值。
本文用MZB-200标准电阻额定电流1A 示值1Ω（上级校准值999.8mΩ，校准不确定度0.1 mΩ）为标准，以检定BKZ-C型直流电阻快速测试仪的1A电流1Ω点为例，分析直流电阻测试仪电阻示值误差的测量结果不确定度。
2.数学模型
式中：—直流电阻测试仪显示的电阻读数（Ω）；—标准电阻值（Ω）。
3.方差和灵敏系数
依照方差公式：
方差
灵敏系数
4.计算分量标准不确定度
4.1 标准电阻的不确定度
标准电阻的不确定度为±0.05%，属均匀分布，覆盖因子，故
其自由度为
4.2 直流电阻测试仪显示分辩力的不确定度
直流电阻测试仪在1Ω处的电阻分辩力为0.01%，属均匀分布，覆盖因子，按半宽计算
其自由度为
4.3 测量重复性的不确定度
对BKZ-C型直流电阻测试仪的1Ω点进行10次等精度测量，所得数据如表1所示：
平均值 mΩ
单次测量的实验标准差 mΩ
由于测量一次，故其相对不确定度
自由度为
5.合成标准不确定度
有效自由度为
6.扩展不确定度
取置信概率p=95%，则相对扩展不确定度为
U95rel=t95（νeff）·uc=2.04×1.72×10-4=0.064%
参考文献
[1] JJG1052-2009《回路电阻测试仪，直阻仪》检定规程.
[2] 电气设备预防性试验方法，陈化纲编.
[3] 变压器绕组直流电阻快速测试方法，管云金.
[4] 大型电力变压器直流电阻测试的方法及特点，李满坤.