Nguyên nhân gây ra hiện tượng ngắn mạch đột ngột của máy biến áp

■ Kiểm tra và thử nghiệm cuộn dây

Khi máy biến áp bị ngắn mạch, dưới tác động của lực điện động, cuộn dây đồng thời chịu áp lực, lực căng, lực uốn và các lực khác, dẫn đến sự che giấu lỗi nghiêm trọng, khiến việc kiểm tra và sửa chữa trở nên khó khăn, do đó cần kiểm tra cuộn dây sau khi xảy ra sự cố ngắn mạch.

■ Đo điện trở DC của máy biến áp

Dựa trên giá trị đo được của điện trở DC của máy biến áp, tỷ lệ mất cân bằng điện trở DC của cuộn dây được kiểm tra và so sánh với giá trị đo được trước đó, từ đó có thể điều tra hiệu quả sự hư hỏng của cuộn dây máy biến áp. Ví dụ, sau sự cố ngắn mạch của máy biến áp, điện trở DC theo hướng C ở phía điện áp thấp tăng khoảng 10%, do đó người ta cho rằng có thể có các sợi dây mới trong cuộn dây. Cuối cùng, cuộn dây được tháo ra để kiểm tra và phát hiện một sợi dây của cuộn dây pha C bị đứt.

■ Đo điện dung cuộn dây máy biến áp

Điện dung của cuộn dây bao gồm điện dung giữa các vòng dây, giữa các lớp và giữa các vòng dây, cũng như điện dung của toàn bộ cuộn dây. Điện dung này liên quan đến khe hở giữa các cuộn dây và lõi sắt với đất, khe hở giữa các cuộn dây và lõi sắt, khe hở giữa các cuộn dây, khe hở giữa các lớp và khe hở giữa các vòng dây. Khi cuộn dây bị biến dạng, nó thường bị uốn cong theo hình chữ "S", dẫn đến khe hở giữa cuộn dây và lõi sắt nhỏ hơn, và điện dung của cuộn dây so với đất lớn hơn. Khe hở càng nhỏ, sự thay đổi điện dung càng lớn. Do đó, điện dung của cuộn dây có thể phản ánh gián tiếp mức độ biến dạng của cuộn dây.

■ Kiểm tra sau khi mở nắp

Sau khi treo nắp máy biến áp, nếu phát hiện có xỉ đồng nóng chảy, xỉ nhôm hoặc mảnh vụn giấy cáp mật độ cao bên trong máy biến áp, có thể kết luận rằng cuộn dây đã bị biến dạng và đứt sợi ở mức độ lớn. Ngoài ra, mức độ hư hại của cuộn dây cũng có thể được đánh giá từ sự dịch chuyển và rơi của khối đệm cuộn dây, vị trí của tấm ép, sự dịch chuyển của chốt ép, v.v.

■ Kiểm tra lõi sắt và kẹp

Lõi sắt của máy biến áp phải có đủ độ bền cơ học, điều này được đảm bảo bởi độ bền của tất cả các chi tiết kẹp trên lõi sắt và các đầu nối của chúng. Khi cuộn dây tạo ra lực điện, lực dọc trục của cuộn dây sẽ được bù lại bởi lực phản lực của kẹp. Nếu độ bền của kẹp và tấm kéo nhỏ hơn lực dọc trục, kẹp, tấm kéo và cuộn dây sẽ bị hư hỏng. Do đó, cần phải kiểm tra cẩn thận tình trạng của lõi sắt, kẹp, tấm kéo và các đầu nối của nó, và kiểm tra các điều kiện sau:

① Kiểm tra xem chip kẹp trên lõi sắt có di chuyển lên xuống hay không.

② Phải đo điện trở cách điện giữa vít xuyên lõi và lõi sắt, kiểm tra vỏ vít xuyên lõi xem có bị hư hỏng không, và kiểm tra tấm kéo và đầu nối tấm kéo xem có bị hư hỏng không.

③ Khi máy biến áp bị ngắn mạch, có thể xảy ra sự dịch chuyển giữa tấm ép và miếng kẹp, điều này có thể khiến miếng nối đất của tấm ép và gọng sắt trên chốt ép bị đứt hoặc bị cháy do quá dòng. Do đó, đối với tấm ép cuộn dây, ngoài việc kiểm tra hư hỏng của chốt ép và tấm ép, cần kiểm tra xem kết nối nối đất giữa cuộn dây và chốt ép cũng như gọng trên có đáng tin cậy hay không.

■ Phân tích dầu và khí biến áp

Sau khi máy biến áp bị tác động ngắn mạch, một lượng lớn khí có thể tích tụ trong rơle khí. Do đó, sau sự cố máy biến áp, khí trong rơle khí và dầu trong máy biến áp có thể được lấy để phân tích hóa học nhằm đánh giá bản chất của sự cố.

■ Những vấn đề cần chú ý khi xử lý sự cố ngắn mạch máy biến áp

(1) Đảm bảo hiệu suất của các bộ phận cách điện khi thay thế các bộ phận cách điện

Trong quá trình bảo dưỡng, hiệu năng của các bộ phận cách điện được thay thế phải được kiểm tra, và chỉ được sử dụng sau khi đáp ứng các yêu cầu. Cần đặc biệt chú ý đến khả năng cách điện của khối gỗ đỡ chì. Khối gỗ phải được ngâm trong dầu biến áp nhiệt ở nhiệt độ khoảng 80 ℃ trong một khoảng thời gian trước khi lắp đặt để đảm bảo khả năng cách điện của khối gỗ.

(2) Thử nghiệm cách điện máy biến áp phải được thực hiện sau khi máy biến áp được đổ đầy dầu và để yên trong 24 giờ.

Do một số bộ phận cách điện bị giảm chấn sẽ khuếch tán ra bề mặt cách điện sau khi ngâm trong dầu nóng quá lâu, nên các khuyết tật cách điện không thể được phát hiện sau khi bơm dầu. Ví dụ, trong quá trình sửa chữa, một khối gỗ đỡ thanh đồng 10 kV đã được thay thế ở phía hạ áp của máy biến áp 31,5 MVA 110 kV. Sau khi máy biến áp được đổ đầy dầu, tất cả các thử nghiệm đều bình thường. Điện trở cách điện của phía hạ áp 10 kV với lõi sắt, kẹp và đất giảm xuống khoảng 1 MΩ. Sau khi kiểm tra vỏ treo, người ta phát hiện ra rằng khả năng cách điện của khối gỗ đỡ thanh đồng 10 kV rất thấp. Do đó, thử nghiệm cách điện phải được thực hiện một cách đáng tin cậy sau 24 giờ kể từ khi máy biến áp vẫn còn chứa đầy dầu.

(3) Cần chú ý đến các góc nhọn của lõi sắt trong quá trình lắp ráp lại

Khi lắp lại lõi sắt vào gông, cần chú ý đến góc nhọn của mảnh lõi sắt và kịp thời đo điện trở cách giữa các ống dẫn dầu, đặc biệt là góc nhọn của mảnh lõi sắt tại ống dẫn dầu, để tránh hiện tượng chạm đất đa điểm do mảnh lõi sắt bị dính vào. Ví dụ, đối với máy biến áp 220kV công suất 120MVA, khi thay cuộn dây phía hạ áp và lắp lại gông, điện trở cách giữa các kênh dẫn dầu được đo là 0 sau khi lắp đặt vì góc nhọn của mảnh lõi sắt không được phát hiện trong quá trình lắp đặt và điện trở cách giữa các kênh dẫn dầu không được đo kịp thời. Mất rất nhiều thời gian mới phát hiện ra rằng kênh dẫn dầu bị ngắn mạch tại góc nhọn của mảnh lõi sắt.

(4) Thay thế vật liệu cuộn dây bằng vật liệu có điện trở ngắn mạch cao

Độ bền cơ học của cuộn dây máy biến áp cấu trúc cải tiến chủ yếu được xác định bởi hai khía cạnh sau:

① Thứ nhất, độ bền cơ học của cuộn dây được xác định bởi các yếu tố cấu tạo của chính nó;

② Thứ hai là độ bền cơ học được xác định bởi sự hỗ trợ ở phía đường kính trong của cuộn dây, cấu trúc nén dọc trục của cuộn dây và quy trình sản xuất các tấm kéo và kẹp. Hiện nay, hầu hết các nhà sản xuất máy biến áp sử dụng dây đồng bán cứng hoặc dây dẫn chuyển vị tự dính để cải thiện khả năng chống ngắn mạch của chính cuộn dây, sử dụng ống giấy carton chất lượng tốt hơn hoặc tăng số lượng thanh giằng để cải thiện khả năng chịu lực hướng tâm của cuộn dây, và sử dụng các tấm kéo hoặc đinh tán lò xo để cải thiện khả năng chịu lực dọc trục của cụm cuộn dây.

Với tư cách là bộ phận kỹ thuật của nhà sản xuất máy biến áp, trong quá trình trình diễn kỹ thuật trước khi ký hợp đồng mua bán máy biến áp và thay thế cuộn dây máy biến áp, khả năng chống ngắn mạch của cuộn dây cần được kiểm tra kỹ lưỡng và chú trọng đầy đủ.

(5) Sấy khô máy biến áp

Vì máy biến áp cần được bảo dưỡng trong thời gian dài sau khi bị ảnh hưởng bởi sự cố ngắn mạch, nên có thể thực hiện hai biện pháp để ngăn máy biến áp bị ẩm:

① Đầu tiên, trước khi kết thúc mỗi ngày làm việc, máy biến áp phải được che phủ và sử dụng bơm chân không để hút chân không, loại bỏ nước tự do trên bề mặt thân máy biến áp. Khi bắt đầu công việc ngày hôm sau, phải sử dụng khí nitơ khô hoặc không khí khô để loại bỏ chân không. Thông thường, máy biến áp có thể được đưa vào vận hành trực tiếp sau 24 giờ tuần hoàn dầu nóng sau khi bảo dưỡng.

② Thứ hai, sau khi hoàn thành công việc mỗi ngày, cần thực hiện các biện pháp chống mưa cho máy biến áp. Sau khi hoàn thành công việc, máy biến áp phải được làm khô bằng phương pháp phun dầu nóng, thường mất từ ​​7 đến 10 ngày.

(6) Các biện pháp phòng ngừa khác

Sau sự cố ngắn mạch máy biến áp, ngoài việc kiểm tra máy biến áp theo các hạng mục thông thường, cần phải đánh giá và phân tích bản chất sự cố bằng cách kết hợp các kết quả kiểm tra dầu máy biến áp, khí rơle, điện trở DC cuộn dây, điện dung cuộn dây và đo biến dạng cuộn dây, đồng thời kiểm tra biến dạng cuộn dây, độ dịch chuyển và độ lỏng của lõi sắt và kẹp, sau đó xác định phương án xử lý và các biện pháp phòng ngừa cho máy biến áp. Khi cần thay thế cuộn dây do biến dạng nghiêm trọng gây ra bởi sự cố ngắn mạch máy biến áp, cần chú ý đến việc lắp ráp lại các mảnh vụn lõi sắt, làm khô tất cả các bộ phận cách điện, xử lý dầu máy biến áp và làm khô toàn bộ máy biến áp.