Các Lỗi Thường Gặp ở Máy Biến Áp Điện Lực và Công Nghệ Phân Tích, Chẩn Đoán (2024)
Máy biến áp lực là thiết bị điện cao áp quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện. Một khi xảy ra sự cố trong quá trình vận hành, nó sẽ ảnh hưởng đến việc cung cấp điện của lưới điện và có thể gây ra những tổn thất kinh tế trực tiếp lớn hơn. Mặc dù hiện nay máy biến áp được trang bị nhiều bảo vệ, nhưng do chính nguyên nhân từ bản thân nó mà tỷ lệ hỏng hóc vẫn còn cao. Kingrun Instruments tổng hợp các nguyên nhân gây ra sự cố phổ biến của máy biến áp và các kỹ thuật chẩn đoán thông dụng thông qua việc phân tích dữ liệu hiện trường sự cố do khách hàng phản hồi.
Trong quá trình truyền tải và phân phối điện, máy biến áp lực là trung tâm của việc chuyển đổi và truyền tải năng lượng. Các sự cố nghiêm trọng của máy biến áp không chỉ gây hư hỏng cho chính nó mà còn làm gián đoạn cung cấp điện, gây ra những tổn thất kinh tế khổng lồ. Các loại sự cố của máy biến áp rất đa dạng, và xu hướng xảy ra sự cố cũng khác nhau. Chỉ bằng cách hiểu rõ tình trạng vận hành thực tế của máy biến áp, áp dụng toàn diện các dữ liệu trực tuyến và lịch sử, và sử dụng nhiều kỹ thuật chẩn đoán khác nhau, mới có thể phát hiện kịp thời các lỗi tiềm ẩn và loại bỏ sự cố ngay từ khi còn trong trạng thái manh nha, từ đó đảm bảo vận hành ổn định của hệ thống điện.
1 Phân tích các sự cố thường gặp của máy biến áp điện lực
1.1 Sự cố mạch dẫn điện và bộ chuyển đổi điện áp
Sự cố mạch dẫn điện chủ yếu do tiếp xúc kém của dây dẫn, hàn không đảm bảo tại mối nối dây cuộn và hàn giả. Kết nối kém tại các mối nối sẽ gây ra nhiệt độ cao thậm chí cháy, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động bình thường của máy biến áp và cung cấp điện an toàn của lưới điện; các đầu nối dây dẫn của máy biến áp đều làm bằng đồng, và dây dẫn nhôm không thể được bắt vít kết nối với đầu nối đồng ở những nơi ngoài trời và ẩm ướt. Khi nước chứa muối hòa tan, tức là chất điện phân, thấm vào giữa các bề mặt tiếp xúc của đồng và nhôm, dưới tác dụng của ghép nối điện, nhôm bị ăn mòn điện mạnh, các điểm tiếp xúc nhanh chóng bị phá hủy, dẫn đến phát nhiệt và thậm chí tai nạn lớn.
Sự cố của bộ chuyển đổi điện áp chủ yếu do hỏng tiếp điểm chính, lỏng dây dẫn đầu ra, cháy tiếp điểm, áp lực tiếp xúc không đủ; tiếp xúc kém trong bộ chuyển đổi điện áp có tải, tiếp điểm công tắc bị cháy.
1.2 Sự cố cách điện
Cách điện bên trong của máy biến áp điện lực lớn là cấu trúc composite gồm các vật liệu cách điện như dầu, giấy, và bìa cứng, liên tục bị lão hóa dưới tác động của ứng suất điện, nhiệt, cơ học. Đặc biệt đối với máy biến áp gần hết tuổi thọ thiết kế, vật liệu cách điện của chúng bị lão hóa nhanh dưới tác động của không khí và nước, gây ảnh hưởng lớn đến an toàn và độ tin cậy vận hành máy biến áp. Nước vào máy biến áp gây ẩm (bao gồm nước vào đầu nối ống cách điện), chất lượng dầu kém (tổn hao điện môi quá lớn, có vi sinh vật, hàm lượng nước cao), và quá nhiệt cục bộ cũng sẽ gây hư hỏng cách điện và phân hủy nhiệt vật liệu cách điện.
1.3 Sự cố sinh khí
Các sự cố sinh khí thường gặp bao gồm phóng điện và quá nhiệt. Theo mật độ năng lượng phóng điện, sự cố phóng điện của máy biến áp thường được chia thành ba loại: phóng điện cục bộ, phóng điện tia lửa và phóng điện năng lượng cao. Sự cố quá nhiệt chủ yếu là sự cố dây dẫn, sự cố mạch từ, tiếp xúc và kết nối kém.
1.3.1 Phóng điện cục bộ chủ yếu do sự hiện diện của bọt khí trong dầu hoặc khoang trống trong vật liệu cách điện rắn, dễ gây phóng điện trước trong khe hở không khí; ảnh hưởng của điều kiện môi trường bên ngoài. Nếu xử lý dầu không triệt để, hình thành bọt khí trong dầu, v.v. Chất lượng chế tạo kém. Nếu một số bộ phận có góc nhọn, xảy ra phóng điện. Phóng điện do tiếp xúc kém giữa các bộ phận kim loại hoặc dây dẫn điện. Mặc dù mật độ năng lượng của phóng điện cục bộ không lớn, nhưng nếu phát triển thêm, sẽ hình thành vòng luẩn quẩn phóng điện, cuối cùng dẫn đến đánh thủng hoặc hư hỏng thiết bị, và gây ra tai nạn nghiêm trọng.
1.3.2 Phóng điện tia lửa do điện thế nổi. Các thành phần ở điện thế đất, như tấm chắn từ silic thép và các bu lông kim loại cố định khác, v.v., kết nối lỏng lẻo với đất và rơi ra, dẫn đến phóng điện điện thế nổi. Tiếp xúc kém ở đầu ống cách điện cao áp của máy biến áp cũng sẽ hình thành điện thế nổi và gây phóng điện tia lửa. Nguyên nhân chính của phóng điện tia lửa trong máy biến áp là ảnh hưởng của tạp chất trong dầu. Phóng điện tia lửa có thể xảy ra ở điện áp thấp hơn.
1.3.3 Phóng điện hồ quang là phóng điện năng lượng cao, thường do cách điện bị đánh thủng giữa các vòng dây, tiếp theo là đứt dây dẫn hoặc phóng điện chạm đất và hồ quang ở bộ chuyển đổi đầu ra.
Sự cố quá nhiệt chủ yếu do sự cố dây dẫn, sự cố mạch từ, tiếp xúc và kết nối kém.
1.4 Sự cố cuộn dây
Sự cố cuộn dây chủ yếu bao gồm hàn mối nối, ngắn mạch, ngắn mạch pha, chạm đất cuộn dây, ngắn mạch giữa các vòng dây, v.v. Nguyên nhân chính là (1) cách điện cục bộ của máy biến áp bị hư hỏng trong quá trình bảo trì và chế tạo.
②Quá tải lâu dài và tản nhiệt kém trong quá trình vận hành máy biến áp, tạp chất rơi vào cuộn dây, dẫn đến lão hóa cách điện; ③Ép không chặt, quy trình chế tạo kém, độ bền cơ học của máy biến áp không chịu được va đập ngắn mạch, cách điện bị hư hỏng, cuộn dây biến dạng; ④Cuộn dây bị ẩm và hư hỏng. Nó sẽ làm cho cách điện nở ra chặn đường dầu, dẫn đến quá nhiệt cục bộ của máy biến áp.
1.5 Sự cố rò rỉ dầu
Rò rỉ dầu máy biến áp không chỉ gây thiệt hại kinh tế lớn và ô nhiễm môi trường cho các công ty điện lực, mà còn ảnh hưởng đến vận hành an toàn của máy biến áp. Rò rỉ dầu chủ yếu xảy ra ở đường hàn của thùng dầu. Có thể hàn trực tiếp cho chỗ rỉ dầu tại các mối nối phẳng. Đối với chỗ rỉ dầu tại các góc và mối nối sườn, thường khó tìm chính xác điểm rò rỉ, hoặc sau khi hàn sửa chữa, lại rò rỉ do ứng suất bên trong. Đối với điểm rỉ như vậy, có thể thêm tấm sắt để hàn sửa chữa, và cắt tấm sắt thành hình con thoi để hàn sửa chữa tại kết nối hai bên; có thể cắt tấm sắt thành hình tam giác để hàn sửa chữa theo vị trí thực tế của kết nối ba bên.
Rỉ dầu từ đế nâng hoặc mặt bích của ống cách điện cao áp. Các bộ phận này chủ yếu do lắp đặt không đúng của đệm cao su, và mặt bích có thể được dán keo và bịt kín trong quá trình vận hành. Rò rỉ của vỏ bọc phía hạ áp là do sự kéo dài của thanh dẫn và đầu ra ngắn của phía hạ áp, và hạt keo bị ép trên ren.
Ống chống nổ rò rỉ dầu. Ống chống nổ là biện pháp an toàn để tránh vỡ thùng máy biến áp do sự cố bên trong máy biến áp dẫn đến áp suất quá cao bên trong máy biến áp. Tuy nhiên, màng kính của ống chống nổ dễ vỡ do rung động trong quá trình vận hành máy biến áp, và không thể thay kính kịp thời, do đó độ ẩm xâm nhập vào thùng dầu, làm cho dầu cách điện bị ẩm, mức cách điện giảm, và an toàn thiết bị bị đe dọa. Vì vậy, loại bỏ ống chống nổ và có thể sửa đổi van xả áp.
1.6 Sự cố tiếp đất nhiều điểm
Lõi thép của máy biến áp chỉ có thể được tiếp đất tại một điểm, và tiếp đất tại hai điểm trở lên là tiếp đất nhiều điểm. Vận hành tiếp đất nhiều điểm lõi thép máy biến áp một mặt sẽ gây ngắn mạch cục bộ và quá nhiệt lõi thép. Mặt khác, do dòng điện tuần hoàn sinh ra bởi dây tiếp đất bình thường của lõi thép, có thể xảy ra quá nhiệt cục bộ máy biến áp, và cũng có thể xảy ra sự cố phóng điện, gây nguy hiểm cho vận hành an toàn máy biến áp và nên được xử lý kịp thời.
2 Phương pháp chẩn đoán sự cố và công nghệ giám sát trực tuyến máy biến áp điện lực
2.1 Phương pháp phân tích và chẩn đoán sự cố máy biến áp
Có nhiều phương pháp phân tích và chẩn đoán sự cố máy biến áp, chủ yếu bao gồm phương pháp kiểm tra trực quan, phương pháp thử nghiệm phòng ngừa điện, và phương pháp phân tích khí hòa tan trong dầu.
2.1.1 Phương pháp kiểm tra trực quan. Đối với máy biến áp đang vận hành, một số tính chất sự cố rõ ràng có thể được chẩn đoán trực tiếp thông qua kiểm tra hàng ngày hiện tượng bất thường.
2.1.2 Phương pháp thử nghiệm phòng ngừa điện. Phương pháp thử nghiệm này là phương pháp chẩn đoán chính cho máy biến áp, và hiệu quả của nó là yếu tố quyết định cho độ chính xác của kết quả chẩn đoán. Thu được kết quả thử nghiệm đáng tin cậy và chính xác thông qua các thử nghiệm hiệu quả khác nhau là tiền đề cơ bản để chẩn đoán đúng sự cố máy biến áp.
2.1.3 Phân tích khí hòa tan trong dầu. Loại khí hòa tan trong dầu có mối quan hệ tương ứng với tính chất sự cố bên trong máy biến áp. Do đó, phương pháp này rất hiệu quả để chẩn đoán sự cố bên trong máy biến áp.
2.2 Công nghệ giám sát trực tuyến máy biến áp
Mục đích giám sát trực tuyến máy biến áp là xác định trạng thái máy biến áp bằng cách thu thập và phân tích tín hiệu đặc trưng của máy biến áp, để phát hiện sự cố ban đầu của máy biến áp và theo dõi xu hướng phát triển trạng thái sự cố. Hiện nay, giám sát trực tuyến máy biến áp điện lực là một trong những đối tượng được nghiên cứu nhiều nhất trên thế giới, và nhiều phương pháp khác nhau đã được đề xuất. Công nghệ phân tích khí hòa tan trong dầu. Vì các sự cố khác nhau bên trong máy biến áp sẽ sinh ra các khí khác nhau, mục đích chẩn đoán cách điện máy biến áp có thể đạt được bằng cách phân tích thành phần, hàm lượng, tốc độ sinh khí và tỷ lệ phần trăm tương đối của các khí trong dầu.
Công nghệ giám sát trực tuyến phóng điện cục bộ. Phóng điện cục bộ (PD) có thể xảy ra do cường độ trường cục bộ quá cao
Công ty TNHH Thiết bị Máy biến áp Kingrun



Thêm các Máy kiểm tra Máy biến áp từ Kingrun

