Thí nghiệm máy biến áp là gì? CÔNG TY TNHH CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC HÀ NỘI

Chu Văn An

1. Khái niệm kiểm tra máy biến áp là gì?

Thí nghiệm máy biến áp là quá trình kiểm tra máy móc trong quá trình sản xuất, khi rời khỏi nhà máy hoặc trong quá trình vận hành máy biến áp nhằm mục đích giám sát chất lượng và giảm xác suất xảy ra sự cố, trong vận hành lưới điện cũng như trong các nhà máy công nghiệp.

Máy biến áp được coi là trái tim của hệ thống truyền tải và phân phối điện. Vì vậy, máy biến áp cần được kiểm tra đầy đủ và nghiêm ngặt trước khi đưa vào vận hành. Đây là bước quan trọng không thể bỏ qua, vì nếu máy gặp sự cố hoặc hư hỏng thì toàn bộ hệ thống điện sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

2. Phân loại thí nghiệm máy biến điện lực

2.1. Phân loại theo mục đích:

• Thí nghiệm giám sát chất lượng trong sản xuất máy biến áp.
• Thí nghiệm xác định chất lượng của một loạt sản phẩm: Đây là những thí nghiệm đặc biệt được tiến hành chỉ để đánh giá một kiểu thiết kế máy biến áp.
• Thử nghiệm tại nhà máy: Là thử nghiệm máy biến áp trước khi xuất xưởng để sản xuất.
• Nghiệm thu trước khi đưa máy biến áp vào vận hành: Là bước kiểm tra máy biến áp sau khi đã được lắp đặt vào trạm điện và chuẩn bị đấu nối vào hệ thống lưới điện.
• Kiểm tra định kỳ: Thực hiện kiểm tra định kỳ hàng năm hoặc 2-3 năm một lần khi máy biến áp đã được sử dụng trong hệ thống điện.
• Thí nghiệm kiểm tra sự cố bất thường: Khi hệ thống lưới điện đang vận hành và xảy ra sự cố bất thường, chúng ta cần thí nghiệm máy biến áp để kiểm tra nguyên nhân và khắc phục.

2.1. Phân loại theo ý nghĩa của thí nghiệm:

• Thí nghiệm xác định chất lượng cách nhiệt.
• Thí nghiệm xác định các thông số kỹ thuật và kết cấu.
• Các thí nghiệm xác định thông số kỹ thuật mở rộng.

3. Trình tự thực hiện thí nghiệm máy biến áp:

3.1. Kiểm tra tình trạng bên ngoài:

1. Quan sát điện áp tổng thể của máy biến áp, kiểm tra tình trạng vỏ, tản nhiệt, gốm đầu vào, bình dầu phụ….
2. Đối với máy biến áp có thiết bị kiểm tra độ rung trong quá trình vận chuyển cần xem kết quả đo độ rung có đạt yêu cầu hay không?
3. Kiểm tra dây trung tính nối đất bằng dây trung tính được nối đất trực tiếp.
4. Kiểm tra mặt đất khung gầm.
5. Kiểm tra điểm trung tính nối đất của cuộn dây với điểm trung tính nối đất với trục.
6. Kiểm tra việc lắp đặt đúng các thiết bị như rơle hơi, van chống cháy nổ…
7. Kiểm tra lắp đặt và tình trạng đúng các van dầu tuần hoàn, van dầu mẫu, van dầu liên thông…
8. Kiểm tra mức dầu trong máy: Mức dầu trong máy cần phù hợp với nhiệt độ theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất.
9. Kiểm tra màu Silecagen ở ống thở, kiểm tra mức dầu trong cốc dầu của ống thở.

3.2. Đo điện trở cách điện:

1. Máy biến áp cần được tách ra khỏi tất cả các dây kết nối với hệ thống. Đầu ra của mỗi cuộn dây cần được nối tắt để tránh gây ra sai số đo.

2. Các đầu ra của cuộn dây máy biến áp phải được nối tắt và nối đất để xả điện tích dư ít nhất 5 phút trước khi đo điện trở cách điện đầu tiên.
3. Giữa hai lần đo điện trở cách điện, đối tượng đo cần được nối tắt và nối đất để xả điện tích dư ít nhất 2 phút trước khi thực hiện phép đo tiếp theo.
4. Khi đo điện trở cách điện, chúng ta đồng thời xác định giá trị điện trở cách điện ở 15s và 60s. Tính hệ số hấp thụ KHT=R60″:R15″.
5. Khi có yêu cầu đặc biệt hoặc đối với máy biến áp từ 110KV trở lên có thể lấy giá trị đo điện trở cách điện tại các thời điểm 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 phút và tính hệ số phân cực PI=R10′:R1′.
6. Đối với máy biến áp và máy biến áp siêu cao áp, cần đo điện trở cách điện của gốm đầu vào và cách điện của điểm đo hệ số tổn thất điện môi gốm.
7. Kết quả đo điện trở cách điện cần được so sánh với dữ liệu của nhà máy hoặc thử nghiệm trước đó.
8. Cần loại bỏ các lỗi do độ ẩm bề mặt khiến dòng rò bề mặt tăng lên.

3.3. Thí nghiệm kiểm tra nhóm nối dây

Phương pháp tạo xung DC sử dụng nguyên lý cảm ứng: Khi đưa một xung dòng điện một chiều vào cuộn dây máy biến áp, một điện áp cảm ứng sẽ xuất hiện trên các cuộn dây còn lại theo chiều ngược lại với dòng điện tạo ra nó.

3.4. Thí nghiệm không phóng điện máy biến áp:

Kiểm tra không tải nên được tiến hành trong các thử nghiệm lắp đặt mới và thử nghiệm để kiểm tra các bất thường của máy biến áp sau sự cố nếu có nghi ngờ rằng sự cố có thể ảnh hưởng đến các bộ phận của máy như hư hỏng lõi thép, đoản mạch trong vòng dây hoặc chập dây đai giữa các pha.

Nếu máy biến áp có thể tiến hành thử nghiệm không tải với điện áp danh định thì có thể đưa ra kết luận sơ bộ về chất lượng cách điện và cách điện pha trong máy biến áp.

3.5. Kiểm tra ngắn mạch:

Kiểm tra ngắn mạch xác định hai thông số cơ bản của máy biến áp: thông số điện áp ngắn mạch và tổn thất ngắn mạch.

1. Tính toán xác định hiệu suất máy biến áp.
2. Tính toán và xác định sự thay đổi điện áp theo phụ tải của máy biến áp
3. Tính toán và lựa chọn làm việc song song của máy biến áp.
4. Tính toán hiệu quả kinh tế của trạm biến áp.
5. Tính toán và lựa chọn giá trị tác động của bảo vệ rơle.

3.6. Kiểm tra dầu máy biến áp

1. Thí nghiệm xác định điện áp đánh thủng tần số nguồn trong điện trường đều của một điện cực chuẩn.
2. Thí nghiệm xác định hệ số tổn hao điện môi.
3. Thí nghiệm xác định nhiệt độ chớp cháy.
4. Thí nghiệm xác định chỉ số Axit.
5. Thí nghiệm xác định độ nhớt động học.
6. Thí nghiệm xác định tính chất cơ học.
7. Thí nghiệm xác định độ ẩm.
8. Thí nghiệm phân tích chức năng đo khí hòa tan.

3.7. Thí nghiệm đo hệ số tổn thất điện môi

• Hệ số tổn thất điện môi là tỷ số giữa thành phần va đập và thành phần điện trở của dòng điện qua lớp cách điện khi đặt trong điện trường xoay chiều.
• Kiểm tra hệ số tổn thất điện môi được sử dụng để xác định chất lượng cách điện sơ cấp của máy điện nói chung và máy biến áp nói riêng.
• Các hạng mục thí nghiệm xác định hệ số tổn thất điện môi được quy định trong thí nghiệm lắp đặt mới và thí nghiệm định kỳ hàng năm đối với máy biến áp có điện áp danh định từ 20KV trở lên và công suất từ ​​1000KVA trở lên.
• Khi kiểm tra các bất thường sau sự cố, nếu nghi ngờ sự cố có ảnh hưởng đến cách điện chính, bất kể công suất và điện áp. Tùy theo tầm quan trọng của máy biến áp trong hệ thống điện mà có thể tiến hành thí nghiệm xác định hệ số tổn thất điện môi để đánh giá chất lượng cách điện sơ cấp.

3.8. Thí nghiệm đo điện trở dây dẫn bằng dòng điện một chiều

• Điện trở DC của cuộn dây thể hiện sự hoàn thiện của kết cấu dẫn dòng điện trong máy biến áp.
• Điện trở DC của cuộn dây là thông số xác định tình trạng của phần dẫn dòng điện trong máy biến áp. Hạng mục kiểm tra này phải được đo lường trong các cuộc kiểm tra lắp đặt mới và kiểm tra định kỳ. Trong thí nghiệm bất thường sau sự cố, khi cần xác định chất lượng phần dẫn điện và các tiếp điểm của phần chuyển mạch phân áp trong máy biến áp, chúng tôi tiến hành thí nghiệm đo điện trở DC của cuộn dây.

4. Một số công nghệ thiết bị dùng để thử nghiệm máy biến áp hiện nay:

Để đảm bảo kết quả đo, thử nghiệm máy biến áp chính xác và hiệu quả, phòng thí nghiệm thử nghiệm máy biến áp cần được trang bị đầy đủ các thiết bị như:

• Bộ đo công suất WT 333 E được sản xuất bởi YOKOGAWA Nhật Bản.
• Máy biến điện áp tự động tự động công suất 150 kVA, điện áp 0 440 Vol được sản xuất bởi ABB.
• Máy phát tần số 100 Hz công suất 50 kW do Hitachi – Nhật Bản sản xuất.
• Máy biến áp cao thế 150 kV công suất 100 kVA do hãng máy biến áp sản xuất.
• Hệ thống kiểm tra xung sét đến 400 kV.
• Hệ thống đồng bộ dân tộc thiểu số của công ty HAEFELY Thụy Sĩ.

Hệ thống KCS của Haefely được CTBA sử dụng cho Phòng thí nghiệm

5. Thử nghiệm máy biến áp đáp ứng tiêu chuẩn của Tập đoàn Điện lực Việt Nam và IEC Quốc tế

Hiểu rõ vai trò của việc thử nghiệm sản phẩm trước khi đưa vào sử dụng và vận hành. Tùy theo yêu cầu sử dụng khác nhau, chúng ta có thể thử nghiệm theo các tiêu chuẩn khác nhau như sau: • IEC 60076-1-2-3-5:2011 và TCVN 6306-1-2-3-5:2015. • Tiêu chuẩn Việt Nam: ISO 8525:2015 về hiệu suất năng lượng của máy biến áp. • Tiêu chuẩn theo Quyết định số 1011/QĐ-EVN NPC ngày 7/4/2015 của Tổng công ty Điện lực miền Bắc về ban hành tiêu chuẩn tổn thất trong phân phối máy biến áp. • Quyết định số 62/QĐ -EVN ngày 05/5/2017 của Tổng công ty Điện lực Việt Nam. • Tiêu chuẩn của Tổng công ty Điện lực miền Trung: Quyết định số 6954/QD-EVNCPC ngày 31/7/2019 của Tổng công ty Điện lực miền Trung. Tiêu chuẩn của Tổng công ty Điện lực TP.HCM: Quyết định số 3370/EVN TP.HCM-KT ngày 04/9/2018 của Tổng công ty Điện lực TP.HCM.

6. Một số bài viết tham khảo

Dịch vụ sửa chữa máy biến áp

Máy biến áp sứ

Dầu máy biến áp là gì?

Phương pháp làm mát máy biến áp