CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ SỐ TIỀM ẨN CỦA MÁY BIẾN ÁP LỰC Nội dung trọng tâm của chương là nghiên cứu về: Các lỗi thường xảy ra đối với MBA lực khi vận hành trong hệ thống điện; Quá trình chẩn đoán, cơ sở lý thuyết và các phương pháp chẩn đoán; Những kết quả nghiên cứu trước đây đã được công bố về chẩn đoán sự cố MBA; Phương pháp chẩn đoán sự cố MBA dựa trên phân tích khí hoà tan. Đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp. Nội dung được thể hiện bằng các mục sau.
Tổng quan về máy biến áp lực Như ta đã biết điện năng là loại năng lượng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống, việc điện khí hoá công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và các ngành kinh tế khác đòi hỏi phải có thiết bị khác nhau. Việc truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện và trạm biến áp (trạm biến áp giảm áp ở cuối đường dây cho phù hợp với điện áp của phụ tải tiêu thụ). Từ đó ta cũng thấy rõ MBA chỉ làm nhiệm vụ thay đổi cấp điện áp, hoặc phân phối năng lượng chứ không phải là chuyển hoá năng lượng. Hiện nay ngành chế tạo MBA của nước ta đã sản xuất được nhiều chủng loại MBA khác nhau, trước khi đưa MBA đưa vào vận hành đều phải thí nghiệm nghiệm thu, nhằm xác định chất lượng của MBA thông qua các thông số kỹ thuật.
Các thông số cơ bản của máy biến áp Các thông số định mức được ghi trên các máy, các thông số khác được nhà chế tạo ghi trong lý lịch máy. Cụ thể từng thông số như sau. a) Công suất định mức Là công suất biểu kiến (công suất toàn phần) đưa ra từ phía thứ cấp của MBA. - Ký hiệu: Sđm - Đơn vị tính: kVA (hay VA).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b) Điện áp định mức Điện áp sơ cấp định mức: là điện áp của cuộn dây sơ cấp. - Ký hiệu: U1đm - Đơn vị tính: kV (hay V). Điện áp thứ cấp định mức: là điện áp của dây quấn thứ cấp khi MBA không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức. - Ký hiệu: U2đm - Đơn vị tính: kV (hay V).
Đối với MBA 3 cuộn dây có UTđm, UHđm. c) Dòng điện định mức sơ cấp và thứ cấp: Là những dòng điện dây của dây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức. - Ký hiệu: I1đm, I2đm - Đơn vị tính: (hay A) Đối với MBA 1 pha: Sdm I1dm (0.1) U1dm Sdm I 2dm (0.2) U 2 dm Đối với MBA 3 pha: Sdm I1dm (0.3) 3U1dm Sdm I 2 dm (0.4) 3U 2 dm d) Tần số định mức: Tần số công nghiệp 50Hz - Ký hiệu: fđm. - Đơn vị tính: Hz.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com e) Điện áp ngắn mạch của MBA - Là điện áp đo được khi ngắn mạch một phía của cuộn dây sao cho dòng điện đạt giá trị định mức đối với MBA hai cuộn dây, ta có: Ucao-hạ. - 3 giá trị điện áp ngắn mạch với 3 cặp cuộn dây: Cao–Hạ; Cao–Trung; Trung– Hạ. - Điện áp ngắn mạch tính theo % (Uk %). f) Dòng điện không tải I0 (A) Dòng điện không tải là giá trị hiệu dụng của dòng điện đi qua cuộn dây, khi điện áp điện áp đặt vào cuộn dây đó là định mức với tần số định mức còn các cuộn dây khác để hở mạch, dòng điện này còn gọi là dòng từ hoá.
g) Tổn hao không tải Là công suất tác dụng bị hấp thụ khi không có tải đi qua cuộn dây. Tổn hao này còn gọi là tổn hao sắt. h) Tổn hao ngắn mạch Là phần công suất tác dụng bị hấp thụ trong dây quấn MBA khi có dòng tải đi qua cuộn dây. Khi có dòng điện định mức đi qua các cực của một trong các cuộn dây, còn các cực của cuộn dây kia nối tắt lại.
Nếu có các cuộn dây khác thì các cuộn dây này để hở mạch (IEC. - Ký hiệu: Pn - Đơn vị tính: W (hay kW). i) Tổ đấu dây Là góc lệch pha của điện áp dây sơ cấp và thứ cấp, có 12 tổ dấu dây, các cuộn dây có thể nối với nhau hay . Thí nghiệm máy biến áp Việc thí nghiệm MBA để xác định tình trạng các thành phần và sự làm việc của MBA.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com a) Kiểm tra tổng thể bên ngoài - Sứ không bị sứt mẻ. - Gioăng không dò dầu, hạt chống ẩm không đổi mầu. - Hệ thống quạt gió tốt, mức dầu đủ. - Các chi tiết được lắp đặt đúng thiết kế.
Các thông số của MBA phù hợp với tài liệu. b) Thí nghiệm không tải Mục đích: xác định tình trạng cuộn dây và lõi thép có bị chạm chập, xê dịch hoặc mạch từ bị xô, bu lông không ép chặt, chất lượng lõi thép xấu. Thí nghiệm không tải là hạng mục kiểm tra đầu tiên trước khi tiến hành thí nghiệm các hạng mục để tránh từ dư trong mạch từ khi nạp dòng điện một chiều. Kết quả đo được so với số liệu xuất xưởng hoặc giá trị cho trên mác máy.
Nếu kết quả đo không bình thường ta cần tìm lý do như khử từ và tiến hành thí nghiệm tỷ số biến và đo trên điện trở một chiều để kết luận chính xác. c) Đo điện trở cách điện và hệ số hấp thụ cuộn dây máy biến áp Đây là chỉ tiêu để đánh giá tình trạng cách điện của các cuộn dây thông qua trị số của điện trở R60” và R15”. Giá trị R60” phải đáp ứng được với cấp điện áp mà nó làm việc. Giá trị điện trở cách điện yêu cầu phụ thuộc vào thông số của nhà chế tạo.
- Với thiết bị dùng để đo điện trở cách điện dùng mêgôm 2500V hoặc 5000V. Các cuộn dây được nối tắt và nối đất ít nhất 5 phút để phóng hết điện tích gây sai số đo. - Đo điện trở cách giữa các cuôn dây với nhau, giữa các cuộn dây với vỏ, và nối vỏ với đất. d) Đo điện trở một chiều các cuộn dây Mục đích: - Xác định tình trạng nguyên vẹn của cuộn dây, tiếp xúc mối hàn, mối nối, tiếp xúc các dao lựa chọn của bộ chuyển nấc.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Quá trình thực hiện phép đo được tiến hành ở tất cả các cuộn dây cao áp, trung áp, hạ áp và ở các nhánh của cuộn dây, ở tất cả các pha. - Với MBA có các thiết bị chuyển mạch ta phải đo ở tất cả các nấc. Kết quả đo cho ta biết được các đầu phân nhánh đưa ra có đúng hay không. e) Kiểm tra tỷ số biến Mục đích: Xác định số vòng quấn của cuộn dây ở tất cả các nấc phân áp.
Kết hợp với các chỉ tiêu khác xác định chạm chập vòng dây. Xác định điện áp cuộn cao áp và cuộn hạ áp. f) Kiểm tra tổ nối dây Tổ nối dây là góc lệch pha giữa điện áp dây (hoặc điện áp pha) cuộn dây bên cao áp so với điện áp dây (điện áp pha) cuộn dây bên hạ áp cùng tên. Ký hiệu: - Đầu dây cao áp ABC cuối là XYZ.
- Đầu dây hạ áp abc cuối là xyz. Tổ đấu dây của MBA là một trong những điều kiện đưa MBA vào vận hành song song. Để xác định tổ đấu dây có đúng với ký hiệu ghi trên mác máy hay không, ta có thể dùng thiết bị chuyên dụng TETTEX-2793 để đo hoặc dùng phương pháp xung một chiều 3 trị số. Việc xác định tổ đấu dây còn làm cơ sở cho việc đấu đúng sơ đồ bảo vệ MBA.
g) Thí nghiệm dầu cách điện Nhiệm vụ của dầu trong MBA là cách điện và làm mát. Tiêu chuẩn của dầu MBA như trong Bảng 1. Thí nghiệm dầu MBA: để đảm bảo vận hành an toàn của MBA ta phải kiểm tra chất lượng của dầu thông qua các hạng mục. Đo điện áp phóng điện đánh thủng, đo góc tổn hao điện môi ở 90oC.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Bảng tiêu chuẩn của dầu MBA Hạng mục TN Udl (KV) Dầu mới trong máy Dầu đang vận hành Cấp Điện áp 110 – 220KV 60 55 tg % không quá ở 900C 2.2 7 Trên đây là giới thiệu một số thí nghiệm xác định thông số cơ bản , ngoài ra còn phải kể đến một số thí nghiệm xác định các thông số khác như: - Đo điện trở cách điện và tổn hao điện môi sứ đầu ra của MBA có cách điện giấy dầu. - Đo góc tổn hao điện môi phản ánh phẩm chất cách điện của cuộn dây. - Thí nghiệm máy biến dòng lắp sẵn ở MBA.
- Kiểm tra đồ thị vòng bộ điều chỉnh biến áp. - Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao tần số công nghiệp. Các phương pháp chẩn đoán lỗi tiềm ẩn Mối quan tâm chính về các lỗi tiềm ẩn của MBA lực là sự suy giảm phẩm chất của hệ thống cách điện. Điều này có thể dẫn đến vấn đề là hệ thống cách điện sẽ bị đánh thủng bởi xung dòng điện (các lực điện động trên cuộn dây) hay quá điện áp.
Chẩn đoán lỗi tiềm ẩn MBA là gắn liền với việc đánh giá các điều kiện cách điện của các vật liệu cách điện trong MBA. Việc đánh giá có thể được thực hiện một cách trực tiếp bằng thử cách định hoặc đánh giá gián tiếp qua các phương pháp khác nhau. Kiểm tra đánh giá về điều kiện cách điện Kiểm tra đánh giá về điều kiện cách điện chủ yếu muốn nói tới các kiểm tra off- line định kỳ, bao gồm việc đo điện trở cách điện (IR), hệ số tổn hao chất điện môi (DLF), sự phân cực hoá bề mặt (IP) có sử dụng IR bất thường và tần số phân tán của điện dung, hệ số xoay (TP), điện trở cuộn dây, điện trở cọc tiếp địa (CGR) và một số kiểm tra khác. Các kiểm tra trên được ứng dụng cho toàn bộ MBA và đó là sự đo đạc chính với điều kiện cách điện.
Chúng có thể cho thấy một số vấn đề về tình trạng MBA nhưng có thể không tìm được lỗi tiềm ẩn.