Không thể bỏ lỡ! Một lời giải thích toàn diện về thành phần, cấu trúc, hệ thống dầu và cách vận hành, bảo trì khi xảy ra sự cố.

Cấu trúc máy biến áp ngâm dầu

Phần lõi của máy biến áp ngâm dầu ba pha bao gồm một lõi sắt kín và một bộ cuộn dây được quấn trên cột lõi sắt. Ngoài ra, còn có các bình chứa nhiên liệu, bình giãn nở dầu, vỏ máy, thiết bị thông hơi, ống chống cháy nổ, bộ tản nhiệt, bộ chuyển đổi nấc điện áp, rơle khí, nhiệt kế, bộ lọc dầu, v.v.

1) lõi sắt

Lõi sắt là bộ phận mạch từ của máy biến áp. Để giảm tổn hao từ trễ và dòng điện xoáy trong lõi sắt, lõi sắt được làm bằng thép silic tấm dày 0,35mm~0,5mm. Theo cách bố trí cuộn dây trong lõi sắt, có loại lõi sắt và loại vỏ sắt. Phần thẳng đứng của lõi sắt của máy biến áp ba pha được gọi là cột lõi sắt, cuộn dây hạ áp và cuộn dây cao áp của máy biến áp được đặt trên cột; phần nằm ngang được gọi là gọng sắt, được sử dụng để tạo thành mạch từ kín.

Trong các máy biến áp công suất lớn, để nhiệt lượng sinh ra do sự hao hụt của lõi sắt được dầu cách điện hấp thụ hoàn toàn trong quá trình tuần hoàn, nhằm đạt được hiệu quả làm mát tốt, các đường dẫn dầu làm mát thường được bố trí trong lõi sắt.

(2) Cuộn dây

Cuộn dây, còn gọi là cuộn cảm, là bộ phận mạch điện của máy biến áp và được chia thành cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Cuộn dây nối với nguồn điện được gọi là cuộn sơ cấp, và cuộn dây nối với tải được gọi là cuộn thứ cấp. Cả cuộn sơ cấp và thứ cấp đều được quấn bằng dây đồng hoặc nhôm có lớp cách điện cường độ cao.

Cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của mỗi pha trong máy biến áp ba pha được làm thành hình trụ và được bọc quanh cùng một lõi sắt. Cuộn dây hạ áp có số vòng dây ít được bọc bên trong và sát với lõi sắt, còn cuộn dây cao áp có số vòng dây nhiều được bọc bên ngoài cuộn dây hạ áp. Cách bố trí này giúp cuộn dây hạ áp dễ cách điện với lõi hơn. Một lớp bọc bằng vật liệu cách điện được sử dụng để cách ly cuộn dây hạ áp với lõi sắt và giữa cuộn dây cao áp và cuộn dây hạ áp để cách điện chúng một cách hiệu quả. Để tạo điều kiện tản nhiệt, một khe hở nhất định được để lại giữa các cuộn dây cao áp và hạ áp làm đường dẫn dầu, cho phép dầu máy biến áp lưu thông.

Các lỗi chính của cuộn dây máy biến áp là ngắn mạch giữa các vòng dây và ngắn mạch với vỏ máy. Ngắn mạch giữa các vòng dây chủ yếu là do lão hóa vật liệu cách điện, hoặc do quá tải máy biến áp và hư hỏng cơ học vật liệu cách điện trong quá trình ngắn mạch lan truyền. Mức dầu trong máy biến áp giảm xuống, do đó khi cuộn dây tiếp xúc với dầu, cũng có thể xảy ra ngắn mạch giữa các vòng dây; ngoài ra, khi có sự phân nhánh, cuộn dây bị biến dạng do tác động của dòng điện quá tải, và vật liệu cách điện bị hư hỏng cơ học, cũng sẽ xảy ra ngắn mạch giữa các vòng dây.

Khi xảy ra hiện tượng ngắn mạch giữa các vòng dây, dòng điện trong cuộn dây bị ngắn mạch có thể vượt quá giá trị định mức, nhưng dòng điện tổng thể của cuộn dây không được vượt quá giá trị định mức. Trong trường hợp này, mạch bảo vệ khí sẽ hoạt động, và thiết bị bảo vệ chênh lệch cũng sẽ hoạt động khi tình huống trở nên nghiêm trọng.

Nguyên nhân gây ngắn mạch vào vỏ máy cũng có thể do lớp cách điện bị lão hóa hoặc hơi ẩm trong dầu, mực dầu giảm, hoặc do sét đánh và quá áp khi vận hành. Ngoài ra, khi xảy ra hiện tượng chập mạch, cuộn dây bị biến dạng do quá dòng, và cũng sẽ xảy ra ngắn mạch vào vỏ máy. Khi xảy ra ngắn mạch vào vỏ máy, đó thường là do hoạt động của thiết bị bảo vệ khí và thiết bị bảo vệ nối đất.

(3) Bình nhiên liệu

Thùng dầu là lớp vỏ ngoài của máy biến áp, lõi sắt và cuộn dây được lắp đặt bên trong, và được đổ đầy dầu biến áp. Đối với các máy biến áp có công suất tương đối lớn, bộ tản nhiệt hoặc ống dẫn nhiệt được lắp đặt bên ngoài thùng. Rò rỉ dầu là một vấn đề thường gặp ở các thùng nhiên liệu.

Dầu biến áp là một loại dầu khoáng có tính chất cách điện tốt, có hai chức năng:

Thứ nhất là khả năng cách điện. Khả năng cách điện của dầu máy biến áp tốt hơn so với không khí. Việc ngâm cuộn dây trong dầu có thể cải thiện khả năng cách điện ở nhiều vị trí khác nhau, đồng thời tránh tiếp xúc với không khí để ngăn ngừa hiện tượng ẩm ướt của cuộn dây;

Thứ hai là hiệu ứng tản nhiệt, sử dụng sự đối lưu của dầu để tản nhiệt sinh ra từ lõi sắt và cuộn dây ra bên ngoài thông qua thành hộp và ống tản nhiệt. Dầu máy biến áp được chia thành ba loại: số 10, số 25 và số 45 theo điểm đóng băng của nó. Điểm đóng băng của chúng là -10°C, -25°C và -45°C, thường được lựa chọn theo điều kiện khí hậu địa phương.

(4) Bộ bảo quản dầu (gối dầu)

Bình giãn nở dầu, thường được gọi là túi dầu, là một thùng chứa hình trụ được đặt nằm ngang phía trên thùng dầu và được nối với thùng dầu của máy biến áp bằng một đường ống. Thể tích của bình giãn nở dầu thường bằng khoảng 10% thể tích thùng dầu. Bình giãn nở dầu là loại bình dạng viên nang, và viên nang này cách ly dầu bên trong bình giãn nở khỏi không khí bên ngoài. Khi dầu máy biến áp giãn nở do nhiệt, dầu sẽ chảy từ thùng dầu vào bình giãn nở dầu; khi dầu máy biến áp co lại, dầu sẽ chảy từ bình giãn nở dầu trở lại thùng dầu. Bình giãn nở dầu có hai chức năng: Thứ nhất, khi thể tích dầu máy biến áp giãn nở hoặc co lại do thay đổi nhiệt độ dầu, bình giãn nở dầu hoạt động như một kho chứa và bổ sung dầu, đảm bảo thùng dầu luôn đầy dầu và lõi sắt cùng cuộn dây được ngâm trong dầu; thứ hai là giảm diện tích tiếp xúc giữa bề mặt dầu và không khí để ngăn dầu máy biến áp bị ẩm và hư hỏng.

Màn hình hiển thị mức dầu của bình giãn nở dầu sử dụng đồng hồ đo mức dầu từ tính kiểu thanh nối để quan sát mức dầu. Đồng hồ đo mức dầu được khắc vạch chuẩn mức dầu khi nhiệt độ dầu là -30℃, +20℃ và +40℃, được sử dụng làm chuẩn đổ dầu. Vạch +40℃ trên thang đo mức dầu cho biết mức dầu tối đa của máy biến áp khi vận hành đầy tải, với nhiệt độ môi trường cao nhất tại vị trí lắp đặt là +40℃, và mức dầu không được vượt quá vạch này; +20℃ cho biết mức dầu khi nhiệt độ trung bình hàng năm là +20℃ trong quá trình vận hành đầy tải; -30℃ là mức dầu tối thiểu của máy biến áp khi không tải, với môi trường là -30℃, và không được thấp hơn vạch này. Nếu mức dầu quá thấp, hãy thêm dầu. Bình chứa dầu được trang bị các lỗ thông hơi, để không gian phía trên của bình chứa dầu thông với khí quyển. Khi dầu máy biến áp giãn nở và co lại do nhiệt, không khí ở phía trên lớp dầu sẽ đi vào và ra qua lỗ thông hơi, giúp mực dầu có thể dâng lên hoặc hạ xuống để ngăn ngừa biến dạng hoặc hư hỏng thùng dầu.

(5) Tay áo

Dây dẫn của cuộn dây biến áp được nối với mạch ngoài thông qua thanh dẫn hướng. Ống lót là chất cách điện giữa thanh dẫn hướng và nắp hộp, có tác dụng cách điện và cố định thanh dẫn hướng. Có hai loại vỏ máy: vỏ máy áp suất cao và vỏ máy áp suất thấp.

ống cách nhiệt

Các dây dẫn của cuộn dây máy biến áp phải đi qua các ống cách điện để cách ly các dây dẫn mang điện khi chúng được dẫn ra khỏi thùng chứa nhiên liệu. Ống cách điện chủ yếu bao gồm một thanh dẫn điện ở giữa và một lớp từ tính. Một đầu của thanh dẫn điện nằm trong thùng nhiên liệu được nối với cuộn dây, và đầu kia ở bên ngoài được nối với mạch ngoài. Đây là một bộ phận dễ xảy ra lỗi của máy biến áp.

Cấu tạo của sứ cách điện chủ yếu phụ thuộc vào cấp điện áp. Đối với điện áp thấp, người ta thường sử dụng loại ống sứ từ tính đặc đơn giản. Khi điện áp cao, để tăng cường khả năng cách điện, một lớp dầu được để lại giữa ống sứ và thanh dẫn điện. Loại sứ này được gọi là sứ cách điện ngâm dầu. Khi điện áp trên 110kV, người ta sử dụng sứ cách điện tích điện, gọi tắt là sứ cách điện tích điện. Ngoài việc đổ đầy dầu vào khoang bên trong của ống sứ, sứ cách điện tích điện còn có một lớp cách điện tích điện giữa thanh dẫn điện trung tâm (ống đồng rỗng) và mặt bích để bao bọc thanh dẫn điện, đóng vai trò là lớp cách điện chính giữa mặt bích và thanh dẫn điện.

Rò rỉ dầu ở sứ cách điện máy biến áp là lỗi thường gặp nhất. Nguyên nhân gây rò rỉ dầu ở sứ cách điện là do sự lão hóa của vòng đệm cao su dạng hạt ở phần trên của sứ cách điện và gioăng cao su phẳng ở phần dưới của sứ cách điện.

(6) Mặt nạ phòng độc

Mặt nạ phòng độc, còn được gọi là thiết bị hút ẩm, thường bao gồm một ống và một bình thủy tinh chứa chất hút ẩm (gel silica hoặc alumina hoạt tính) bên trong. Khi không khí trong túi dầu giãn nở hoặc co lại theo thể tích dầu máy biến áp, không khí thở ra hoặc hít vào sẽ đi qua mặt nạ phòng độc, và chất hút ẩm trong mặt nạ sẽ hấp thụ hơi ẩm trong không khí và lọc không khí để giữ cho dầu sạch. Gel silica được tẩm coban clorua, các hạt của nó có màu xanh coban khi khô, nhưng khi gel silica hấp thụ nước và gần bão hòa, gel silica dạng hạt sẽ chuyển thành dạng bột màu trắng hoặc đỏ, và có thể đánh giá xem gel silica đã bị hỏng hay chưa. Gel silica ẩm có thể được tái tạo bằng cách đun nóng và sấy khô. Khi màu của các hạt gel silica chuyển sang màu xanh coban, quá trình tái tạo hoàn tất.

(7) Thiết bị giảm áp

Các thiết bị giảm áp đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ máy biến áp điện. Trong máy biến áp chứa đầy dầu biến áp, nếu xảy ra sự cố bên trong hoặc ngắn mạch, hiện tượng phóng điện hồ quang sẽ làm bốc hơi dầu ngay lập tức, dẫn đến sự tăng áp suất cực nhanh trong thùng chứa. Nếu áp suất này không được giải phóng nhanh chóng, thùng chứa nhiên liệu có thể bị vỡ, phun nhiên liệu dễ cháy ra một khu vực rộng lớn, có khả năng gây cháy và gây thiệt hại lớn hơn, vì vậy cần phải có biện pháp để ngăn chặn điều này xảy ra. Có hai loại thiết bị giảm áp: ống chống nổ và van giảm áp. Ống chống nổ được sử dụng cho máy biến áp nhỏ, còn van giảm áp được sử dụng cho máy biến áp cỡ lớn và trung bình.

Ống chống cháy nổ (còn được gọi là ống phun nhiên liệu)

Ống chống nổ được lắp đặt trên nắp trên của máy biến áp, ống hình loa được nối với khí quyển, và đầu phun được bịt kín bằng một lớp màng. Khi có sự cố bên trong máy biến áp, nhiệt độ dầu tăng lên, dầu bị phân hủy mạnh tạo ra một lượng lớn khí, và áp suất trong bình dầu tăng đột ngột. Khi áp suất trong bình dầu tăng lên đến 5×104Pa, lớp màng của ống chống nổ bị vỡ, và dầu cùng khí được đẩy ra ngoài qua đầu phun để ngăn ngừa sự nổ hoặc biến dạng của bình dầu máy biến áp.

bộ xả áp suất

So với các loại ống chống cháy nổ, van xả áp có ưu điểm là sai số áp suất khi mở nhỏ, thời gian trễ ngắn (chỉ 2ms), khả năng kiểm soát nhiệt độ cao và hoạt động lặp lại, do đó chúng được sử dụng rộng rãi trong các máy biến áp cỡ lớn và trung bình.

Thiết bị xả áp, còn được gọi là bộ giảm áp, được lắp đặt trên nắp trên của thùng chứa nhiên liệu, tương tự như van an toàn của nồi hơi. Khi áp suất trong thùng nhiên liệu vượt quá giá trị quy định, cửa (van) của thiết bị xả áp sẽ được đẩy mở, khí được xả ra, và sau khi áp suất giảm xuống, cửa sẽ đóng lại nhờ lực lò xo. Thiết bị xả áp có thể được tháo ra trước khi đưa vào vận hành hoặc trong quá trình bảo dưỡng để đo và điều chỉnh áp suất hoạt động.

Việc điều chỉnh áp suất hoạt động của van xả áp phải được phối hợp với việc điều chỉnh lưu lượng hoạt động của rơle khí.

Van xả áp được lắp đặt ở phần trên của nắp bình nhiên liệu, và thường được nối với một ống nâng sao cho chiều cao của van xả bằng với chiều cao của lớp đệm dầu, nhằm loại bỏ sự chênh lệch áp suất tĩnh của dầu trong điều kiện bình thường.

(8) Bộ tản nhiệt

Bộ tản nhiệt có nhiều hình dạng khác nhau, chẳng hạn như dạng lượn sóng, hình quạt, hình tròn, ống xả, v.v. Diện tích tản nhiệt càng lớn thì hiệu quả tản nhiệt càng tốt. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ dầu ở lớp trên và lớp dưới của máy biến áp, hiện tượng đối lưu dầu sẽ xảy ra thông qua bộ tản nhiệt, và sau khi được làm mát bởi bộ tản nhiệt, dầu sẽ chảy ngược trở lại bể chứa dầu, làm giảm nhiệt độ của máy biến áp. Để cải thiện hiệu quả làm mát của máy biến áp, có thể áp dụng các biện pháp như làm mát bằng không khí, làm mát bằng không khí cưỡng bức và làm mát bằng nước cưỡng bức. Hỏng hóc chính của bộ tản nhiệt là hiện tượng rò rỉ dầu.

(9) Trạm tiếp sức khí Buchholz

Lắp đặt rơle Buchholz giữa bình giãn nở dầu và ống nối của nắp thùng máy biến áp bằng cách sử dụng mặt bích. Trong quá trình hoạt động, rơle Buchholz chứa đầy dầu. Khi xảy ra sự cố nhỏ bên trong máy biến áp và tạo ra bọt khí, chúng sẽ tập trung trước tiên ở không gian phía trên của rơle Buchholz. Điều này làm cho mực dầu giảm xuống, khiến miệng rơle phía trên mất lực nổi và trọng lượng của chính nó tăng lên, dẫn đến bị lệch theo hướng ngược lại, làm cho nam châm di chuyển gần hơn đến công tắc lưỡi gà. Nguyên lý hoạt động của loại có vách ngăn tiếp điểm phía dưới cũng tương tự.

(10) Thiết bị đo nhiệt độ

Mức tăng nhiệt độ bề mặt dầu đề cập đến giá trị mà nhiệt độ bề mặt dầu trong thùng dầu được phép vượt quá nhiệt độ môi trường xung quanh khi máy biến áp hoạt động ở trạng thái định mức.

Nhiệt độ dầu của thân máy biến áp chính được tạm thời cài đặt để báo động ở 80°C và ngắt mạch ở 100°C.

(11) Dao nối đất trung tính

Phương pháp nối đất điểm trung tính của hệ thống điện 110kV nước ta chủ yếu sử dụng phương pháp nối đất trực tiếp điểm trung tính (bao gồm cả phương pháp nối đất điểm trung tính thông qua điện trở nhỏ), tức là hệ thống có dòng điện nối đất lớn. Bởi vì hệ thống này có dòng điện ngắn mạch nối đất lớn khi xảy ra sự cố chạm đất một pha.

Khi máy biến áp tắt nguồn, điểm trung tính của nó phải được nối đất. Vì cuộn dây máy biến áp là bán cách điện (còn gọi là cách điện phân cấp), nghĩa là, lớp cách điện chính nằm ở phần gần trung tính của cuộn dây máy biến áp, nên mức độ cách điện của nó thấp hơn mức độ cách điện của đầu cuộn dây. Do đó, để ngăn ngừa hư hỏng do quá áp đối với máy biến áp, điểm trung tính phải được nối đất khi máy biến áp tắt nguồn.

(12) Bộ đổi vòi (còn được gọi là bộ chuyển mạch)

Khi bình giãn nở dầu được sử dụng cho máy biến áp điều chỉnh điện áp khi có tải, một bình giãn nở dầu chuyển mạch không có vỏ bọc được lắp đặt ở đáy bình giãn nở dầu.

Các phương pháp điều chỉnh điện áp máy biến áp được chia thành hai loại: điều chỉnh điện áp khi có tải và điều chỉnh điện áp khi không tải:

Điều chỉnh điện áp khi có tải nghĩa là máy biến áp có thể điều chỉnh vị trí nấc điều chỉnh trong quá trình hoạt động, từ đó thay đổi tỷ số biến đổi của máy biến áp để đạt được mục đích điều chỉnh điện áp.

Các điểm đấu nối của máy biến áp thường được lấy từ phía điện áp cao, chủ yếu dựa trên các yếu tố sau:

(1) Cuộn dây cao áp của máy biến áp thường nằm ở bên ngoài và dễ dàng kết nối với đầu ra;

(2) Dòng điện ở phía điện áp cao nhỏ hơn, tiết diện dây dẫn của dây dẫn và phần dẫn điện của công tắc tách nhỏ hơn, và ảnh hưởng của tiếp xúc kém có thể dễ dàng được giải quyết.

Về nguyên tắc, điểm đấu nối có thể nằm ở một trong hai phía, và cần phải so sánh về mặt kinh tế và kỹ thuật. Ví dụ, điểm đấu nối của máy biến áp hạ áp công suất lớn 500kV được lấy từ phía 220kV, trong khi phía 500kV được cố định.

Khi điện áp quá thấp hoặc quá cao, và cần phải điều chỉnh một số nấc của bộ chuyển mạch nấc tải để đáp ứng yêu cầu, cần chú ý đến tình huống sau:

Cần điều chỉnh từng nấc một, nghĩa là mỗi lần nhấn nút N+1 hoặc N-1, máy sẽ tạm dừng 1 phút ở giữa, và khi số mới xuất hiện trên màn hình hiển thị nấc, hãy nhấn nút lại. Lặp lại quy trình trên cho đến khi đạt được mục tiêu cuối cùng. Khi thao tác điện được liên kết (nghĩa là một thao tác, nhiều nấc sẽ được điều chỉnh, thường được gọi là trượt), nấc thứ hai sẽ xuất hiện trên màn hình hiển thị nấc của bộ điều khiển máy biến áp chính, và ngay lập tức nhấn nút khẩn cấp. Nhấn nút dừng và chuyển sang chế độ điều khiển thủ công.

(13) Bộ lọc dầu (còn được gọi là bộ lọc chênh lệch nhiệt độ)

Bộ lọc dầu là một thùng chứa đầy chất hấp phụ (gel silica hoặc alumina hoạt tính), được lắp đặt trên thành bên của thùng máy biến áp hoặc phần dưới của bộ làm mát dầu mạnh. Khi máy biến áp hoạt động, do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp dầu trên và dưới, dầu máy biến áp sẽ chảy qua bộ lọc dầu từ trên xuống dưới tạo thành dòng đối lưu. Khi dầu tiếp xúc với chất hấp phụ, hơi ẩm, axit và oxit trong đó sẽ được hấp thụ, làm sạch dầu và kéo dài tuổi thọ của dầu.

Hệ thống dầu của máy biến áp ngâm dầu

Máy biến áp ngâm dầu có một số hệ thống dầu độc lập được cách ly với nhau. Khi máy biến áp ngâm dầu hoạt động, dầu trong các hệ thống dầu độc lập này không được thông với nhau, và chất lượng dầu cũng như điều kiện hoạt động cũng khác nhau.

(1) Hệ thống dầu bên trong thân chính

Các hệ thống dầu tiếp xúc với dầu xung quanh cuộn dây đều nằm trong thân máy chính, bao gồm dầu trong bộ làm mát hoặc bộ tản nhiệt, dầu trong bình giãn nở dầu và dầu trong ống lót chứa dầu đối với điện áp 35kV trở xuống.

Khi châm dầu, các van xả khí trong hệ thống dầu phải được mở ra. Nói chung, các bộ phận nêu trên đều phải có van xả khí riêng. Dầu trong thân máy chủ yếu đóng vai trò cách nhiệt và làm mát. Dầu cũng làm tăng độ bền điện của giấy cách điện hoặc bìa cách điện. Trong quá trình châm dầu chân không, nếu một số bộ phận không chịu được lực chân không tương đương với bể dầu chính, cần sử dụng van cách ly tạm thời, chẳng hạn như van giữa bình giãn nở dầu và bể dầu chính. Áp suất đầu bơm dầu chìm trên bộ làm mát phải đủ để tránh hút không khí do áp suất âm. Hệ thống dầu này phải có hệ thống bảo vệ thiết bị giảm áp để loại bỏ áp suất sinh ra khi thân máy bị lỗi.

(2) Dầu trong khoang công tắc chuyển hướng của bộ chuyển mạch tải

Phần dầu này có hệ thống bảo vệ riêng, cụ thể là rơle lưu lượng, bình giãn nở dầu và van giảm áp. Dầu trong phòng chuyển mạch này đóng vai trò cách điện và dập tắt dòng điện. Dầu sẽ được đưa vào hệ thống dầu sinh ra khi công tắc chuyển mạch ngắt dòng điện tải. Hệ thống dầu này cần có hiệu suất làm kín tốt, và hiệu suất làm kín phải được bảo vệ ngay cả khi áp suất hồ quang được tạo ra trong quá trình chuyển mạch.

Mặc dù dầu trong buồng chuyển mạch của bộ chuyển mạch tải được cách ly với dầu trong thân máy chính, nhưng để tránh làm hỏng gioăng của buồng chuyển mạch trong quá trình hút chân không, cần phải hút chân không dầu trong buồng này cùng lúc với dầu trong thân máy chính. Hệ thống phải có cùng mức độ chân không, nếu cần thiết, bình chứa dầu của hệ thống này cũng phải được cách ly khi hút chân không. Để thuận tiện cho việc thi công, bể chứa dầu của thân máy chính và bể chứa dầu của buồng chuyển mạch được thiết kế tách biệt nhau.

(3) Được niêm phong hoàn toàn cho mức điện áp từ 60kV trở lên

Chức năng chính của hệ thống dầu này là cách điện, hoặc tăng cường độ bền điện của giấy cách điện trong ống lót tụ điện dầu. Khi bơm dầu vào thân chính, đầu nối ở cuối ống lót phải được bịt kín tốt để tránh không khí lọt vào.

hình ảnh

(4) Dầu trong hộp đầu ra áp suất cao, hoặc dầu trong hộp đầu ra khí

Đường dây cao áp đầu ra của máy biến áp ba pha 500kV được cách ly thông qua hệ thống dầu cách điện dạng sóng. Hệ thống dầu này chủ yếu đóng vai trò cách điện.

Để đơn giản hóa cấu trúc, hệ thống dầu này cũng có thể được kết nối với hệ thống dầu trong thân chính thông qua một đường ống nối hoặc được thiết kế như một hệ thống dầu riêng biệt.

(5) Nhiều thử nghiệm cách điện được thực hiện trên máy biến áp ngâm dầu

Đầu tiên là quá trình xả khí, giải phóng khí có thể tích tụ thông qua một nút xả khí. Có thể dự đoán sự hiện diện hoặc vắng mặt của các sự cố tiềm ẩn bằng cách phân tích sắc ký khí trong dầu của từng hệ thống. Mỗi hệ thống dầu phải đáp ứng các yêu cầu vận hành, chẳng hạn như hấp thụ sự thay đổi thể tích dầu khi dầu giãn nở và co lại, van xả dầu, nút xả khí, van cách ly của bộ làm mát và bộ tản nhiệt và bể chứa dầu chính, v.v. Mỗi hệ thống dầu phải có hiệu suất làm kín tốt. Dầu trong phòng chuyển mạch bộ chuyển đổi nấc tải phải được thay thế riêng biệt mà không được xả dầu trong thân máy chính. Dầu trong thân máy chính có thể được xả ra và nạp khí nitơ khô trong quá trình vận chuyển.

Phân tích lỗi của máy biến áp ngâm dầu

Các lỗi thường gặp của máy biến áp trong quá trình vận hành bao gồm lỗi ở cuộn dây, sứ cách điện, bộ chuyển mạch, lõi sắt, thùng dầu và các phụ kiện khác.

(1) Hỏng cuộn dây

Các nguyên nhân chính bao gồm ngắn mạch giữa các vòng dây, chạm đất cuộn dây, ngắn mạch giữa các pha, đứt dây và hàn mối nối.

(2) Hỏng vỏ

Ống sứ cách điện của máy biến áp bị bẩn, gây ra hiện tượng phóng điện do ô nhiễm trong điều kiện sương mù dày đặc hoặc mưa nhẹ, dẫn đến hiện tượng nối đất một pha hoặc ngắn mạch giữa các pha ở phía cao áp của máy biến áp.

(3) Rò rỉ nghiêm trọng

Hiện tượng rò rỉ dầu của máy biến áp nghiêm trọng hoặc liên tục tràn ra từ vị trí bị hư hỏng, khiến kim chỉ mức dầu không còn hiển thị được mức dầu. Lúc này, cần phải dừng máy biến áp ngay lập tức để sửa chữa chỗ rò rỉ và tiếp nhiên liệu. Nguyên nhân gây rò rỉ dầu của máy biến áp là do mối hàn bị nứt hoặc các bộ phận bịt kín bị hỏng, và thùng nhiên liệu bị rỉ sét nghiêm trọng và hư hỏng do rung động và tác động từ bên ngoài trong quá trình vận hành.

(4) Lỗi bộ chuyển đổi nấc

Các lỗi thường gặp bao gồm tiếp xúc kém hoặc vị trí không chính xác của bộ chuyển mạch, chảy và cháy trên bề mặt tiếp xúc, và phóng điện ở các tiếp điểm giữa các pha hoặc phóng điện ở từng nấc chuyển mạch.

(5) Hỏng hóc do quá áp

Khi một máy biến áp đang hoạt động bị sét đánh, do điện thế cao của sét, nó sẽ gây ra hiện tượng quá áp bên ngoài máy biến áp. Khi một số thông số của hệ thống điện thay đổi do dao động điện từ, nó sẽ gây ra hiện tượng quá áp bên trong máy biến áp. Hầu hết các hư hỏng máy biến áp do quá áp gây ra là do sự phá vỡ lớp cách điện chính của cuộn dây, dẫn đến hỏng máy biến áp.

(6) Hỏng lõi sắt

Nguyên nhân chính gây hỏng lõi sắt là do hư hại lớp cách điện của vít xuyên lõi của cột lõi sắt hoặc vít kẹp của lõi sắt.

(7) Hiện tượng rò rỉ dầu

Nếu mực dầu trong máy biến áp quá thấp, các đầu dây sứ cách điện và bộ chuyển mạch sẽ tiếp xúc với không khí, làm giảm đáng kể mức độ cách điện, dễ gây ra hiện tượng phóng điện đánh thủng.

Vận hành và bảo trì máy biến áp

Để đảm bảo vận hành an toàn và cung cấp điện ổn định cho máy biến áp, khi xảy ra sự cố bất thường, cần phát hiện kịp thời, xử lý kịp thời và loại bỏ lỗi ngay từ đầu để ngăn ngừa sự cố xảy ra và lan rộng. Do đó, máy biến áp đang vận hành phải được kiểm tra thường xuyên và lập biên bản vận hành.

(1) Chế độ hoạt động bình thường của máy biến áp

① Chế độ hoạt động định mức

Trong điều kiện làm mát quy định, máy biến áp có thể hoạt động theo thông số kỹ thuật ghi trên nhãn. Nhiệt độ cho phép của máy biến áp ngâm dầu trong quá trình vận hành cần được kiểm tra dựa trên nhiệt độ dầu trên. Nhiệt độ dầu trên phải tuân thủ quy định của nhà sản xuất, nhưng tối đa không được vượt quá 95 ℃. Để tránh dầu máy biến áp bị hư hỏng quá nhanh, nhiệt độ dầu trên không được vượt quá 85℃ thường xuyên.

Điện áp đặt vào máy biến áp nói chung không được vượt quá 105% giá trị định mức. Ở mức điện áp này, phía thứ cấp của máy biến áp có thể tải dòng điện định mức. Trong một số trường hợp riêng lẻ, điện áp đặt vào có thể lên tới 110% điện áp định mức sau khi tiến hành thử nghiệm hoặc với sự đồng ý của nhà sản xuất.

② Cho phép quá tải

Máy biến áp có thể hoạt động trong điều kiện quá tải bình thường hoặc quá tải do sự cố. Quá tải bình thường có thể được sử dụng thường xuyên, và giá trị cho phép của nó được xác định theo đường cong tải của máy biến áp, điều kiện làm mát và tải mà máy biến áp mang trước khi quá tải. Quá tải do sự cố chỉ được phép trong các tình huống sự cố (máy biến áp vẫn đang hoạt động).

Giá trị quá tải ngẫu nhiên cho phép phải tuân thủ quy định của nhà sản xuất; nếu không có quy định của nhà sản xuất, máy biến áp ngâm dầu tự làm mát có thể được vận hành theo các yêu cầu trong bảng dưới đây.

(2) Vận hành bất thường và xử lý khẩn cấp máy biến áp

(a) Hiện tượng bất thường trong quá trình vận hành. Nếu phát hiện bất kỳ hiện tượng bất thường nào trong quá trình vận hành máy biến áp (chẳng hạn như rò rỉ dầu, mức dầu trong bình chứa dầu không đủ, hiện tượng quá nhiệt, phát ra âm thanh bất thường, v.v.), hãy cố gắng khắc phục. Nếu xảy ra một trong các trường hợp sau, hãy dừng máy ngay lập tức để sửa chữa.

① Âm thanh bên trong lớn, không đều và có tiếng nổ lách tách.

② Trong điều kiện làm mát bình thường, nhiệt độ lại bất thường và tiếp tục tăng.

③ Phương pháp bơm dầu vào ống hoặc ống chống cháy nổ.

④ Rò rỉ dầu khiến mực dầu giảm xuống dưới mức giới hạn trên bộ chỉ báo mực dầu.

⑤ Màu sắc của dầu thay đổi quá nhiều và có cặn carbon trong dầu.

⑥ Vỏ máy bị hư hỏng nghiêm trọng và bị rò rỉ.

(b) Quá tải không cho phép, tăng nhiệt độ bất thường và mức dầu. Nếu quá tải của máy biến áp vượt quá giá trị cho phép, cần điều chỉnh tải của máy biến áp kịp thời. Khi nhiệt độ dầu máy biến áp tăng vượt quá giới hạn cho phép, cần xác định nguyên nhân và có biện pháp khắc phục. Do đó, cần thực hiện các công việc sau.

① Kiểm tra tải của máy biến áp và nhiệt độ của môi chất làm mát, và so sánh với nhiệt độ lý tưởng dưới tải và nhiệt độ làm mát đó.

② Kiểm tra nhiệt kế.

③ Kiểm tra hệ thống thông gió của thiết bị làm mát cơ khí máy biến áp hoặc phòng máy biến áp.

Nếu phát hiện nhiệt độ dầu cao hơn 10°C so với bình thường dưới cùng tải và nhiệt độ làm mát, hoặc tải không thay đổi mà nhiệt độ dầu tiếp tục tăng, trong khi thiết bị làm mát, hệ thống thông gió phòng máy biến áp và nhiệt kế đều hoạt động bình thường, thì có thể là do lỗi bên trong máy biến áp (ví dụ như cháy lõi sắt, ngắn mạch giữa các lớp cuộn dây, v.v.), cần dừng máy ngay lập tức để sửa chữa.

Nếu dầu của máy biến áp đã đông đặc, vẫn có thể vận hành máy biến áp có tải, nhưng cần chú ý xem nhiệt độ dầu phía trên và sự tuần hoàn dầu có bình thường hay không.

Khi phát hiện mực dầu trong máy biến áp thấp hơn đáng kể so với mực dầu ở nhiệt độ dầu hiện tại, cần phải bổ sung dầu ngay lập tức. Nếu mực dầu giảm nhanh do rò rỉ lượng dầu lớn, tuyệt đối không được chỉ điều chỉnh rơle khí để hoạt động theo tín hiệu mà phải tiến hành các biện pháp để ngăn chặn sự rò rỉ và bổ sung dầu ngay lập tức.

(c) Xử lý khi rơle Buchholz hoạt động. Khi tín hiệu của rơle khí được kích hoạt, cần kiểm tra máy biến áp để tìm ra nguyên nhân gây ra tín hiệu, liệu đó có phải do không khí xâm nhập vào máy biến áp, do mức dầu giảm, hay do lỗi mạch thứ cấp. Nếu không phát hiện được lỗi bên ngoài máy biến áp, cần xác định bản chất của khí tích tụ trong rơle. Nếu khí không màu, không mùi và không cháy, đó là không khí tách ra từ dầu, và máy biến áp có thể tiếp tục hoạt động. Nếu khí dễ cháy, phải dừng máy biến áp và cần nghiên cứu kỹ nguyên nhân gây ra sự cố.

Khi kiểm tra xem khí có dễ cháy hay không, cần đặc biệt cẩn thận không đặt lửa quá gần đỉnh rơle, mà phải cách đó 5-6cm.

Nếu sự hoạt động của rơle Buchholz không phải do không khí xâm nhập vào máy biến áp gây ra, cần kiểm tra điểm chớp cháy của dầu. Nếu điểm chớp cháy thấp hơn giá trị đo trước đó quá 5°C, điều đó có nghĩa là máy biến áp bị lỗi.

Nếu máy biến áp bị ngắt mạch do tác động của rơle khí, và việc kiểm tra chứng minh đó là khí dễ cháy, thì máy biến áp không được phép vận hành trở lại nếu chưa được kiểm tra và thử nghiệm đặc biệt.

Tùy thuộc vào bản chất của sự cố, nhìn chung có hai loại hoạt động của rơle khí: một là hoạt động tín hiệu mà không gây ngắt mạch; loại kia là hoạt động đồng thời của cả hai.

Việc tín hiệu hoạt động mà không gây ngắt mạch thường có những nguyên nhân sau.

① Không khí xâm nhập vào máy biến áp do rò rỉ dầu, nạp nhiên liệu hoặc hệ thống làm mát kém.

② Mức dầu giảm dần do nhiệt độ giảm hoặc rò rỉ dầu.

③ Một lượng nhỏ khí được sinh ra do sự cố máy biến áp.

④ Gây ra do hiện tượng đoản mạch.

Tín hiệu và công tắc hoạt động đồng thời, hoặc chỉ công tắc hoạt động, điều này có thể do lỗi nghiêm trọng bên trong máy biến áp, mực dầu giảm quá nhanh, hoặc mạch thứ cấp của thiết bị bảo vệ bị lỗi. Trong một số trường hợp, chẳng hạn như sau khi sửa chữa, không khí trong dầu tách ra quá nhanh và cũng có thể làm ngắt công tắc.

(d) Xử lý rò rỉ dầu máy biến áp

There are two types of oil leakage: weld oil leakage and seal oil leakage. The oil leakage treatment of the welding seam is repair welding. When welding, the body should be lifted out and the oil should be drained. The cause of the oil leakage of the seal should be identified, such as poor operation (the sealing gasket is not placed correctly, the pressure is uneven, the pressure is not enough, etc.), and it should be repaired as appropriate. If the gasket is aged or damaged (such as the oil-resistant rubber is sticky, loses elasticity, cracks, etc.), the sealing material should be replaced.

(3) Patrol inspection of oil-immersed transformers

The transformers in operation should be regularly inspected and monitored in order to detect abnormal phenomena or faults in time and avoid serious accidents.

Items that should be checked and monitored generally include:

(1) Whether the transformer has abnormal sound, such as uneven sound or discharge sound.

(2) Whether the oil level is normal and whether there is leakage or oil leakage.

(3) Whether the oil temperature is normal (the upper oil temperature should not exceed 85℃ in general).

(4) Whether the casing is clean, whether there are cracks, damage and discharge.

(5) Whether the joint is hot or not.

(6) Whether the explosion-proof membrane of the explosion-proof pipe is complete.

(7) Check whether the Buchholz relay leaks oil and whether the inside is full of oil.

(8) Whether the respirator is unblocked, whether the oil level of the oil-sealed respirator is normal, and whether the silica gel in the respirator is saturated with moisture.

(9) Whether the cooling system is operating normally.

(10) Whether the ground wire of the casing is in good condition.