Phân tích và Chẩn đoán Sự cố trên Biến áp Dòng
Các biến áp dòng điện có số lượng lớn trong các trạm biến áp và là thiết bị quan trọng để đảm bảo hoạt động bình thường của hệ thống. Nếu biến áp dòng điện gặp sự cố, nó sẽ khiến cầu chì nhảy và thậm chí có thể dẫn đến sự cố mất điện, điều này sẽ có tác động tiêu cực đến hoạt động an toàn và ổn định của lưới điện. Lấy ví dụ về một sự kiện bảo vệ sai biệt chính của biến áp chính do sự cố của biến áp dòng điện ở phía áp thấp của biến áp chính trong một trạm biến áp 66 kV, thông qua kiểm tra hiện trường, xem xét thử nghiệm và nghiên cứu tháo dỡ, nguyên nhân gây ra sự cố được phân tích và chẩn đoán, đồng thời đưa ra các đề xuất để ngăn ngừa sự cố cùng loại.
1 Phân tích và Chẩn đoán Sự cố
1.1 Tình hình cơ bản tại hiện trường
Trong tháng 9 năm 2020, máy tính nền của một trạm biến áp 66 kV đang vận hành báo động, cho thấy bộ bảo vệ sai biệt dọc thứ hai của biến áp chính số 2 đã hoạt động. Cầu chì trên cả phía áp cao và áp thấp của biến áp chính số 2 đã nhảy, tự động đóng lại phần mạch và cầu chì phần mạch đã đóng mà không mất tải. Sau khi đến hiện trường, nhân viên vận hành và bảo dưỡng trạm đã kiểm tra tất cả các thiết bị liên quan và không phát hiện bất kỳ dấu hiệu bất thường nào, vật lạ treo, mùi cháy, hoặc dấu hiệu phóng điện. Sau khi đến hiện trường, nhân viên bảo dưỡng trạm phát hiện rằng bộ bảo vệ thứ nhất của biến áp chính số 2 không phát hiện dòng sai biệt, chỉ có bảo vệ dự phòng bắt đầu, nhưng sau khi bắt đầu, không đạt giá trị cài đặt trì hoãn, và bộ bảo vệ thứ hai phát hiện dòng sai biệt và làm nhảy cầu chì ở cả hai bên của biến áp chính.
1.2 Phân tích Nguyên nhân Gây ra Sự cố
Các giá trị cài đặt của thiết bị bảo vệ được hiển thị trong Bảng 1, và các thông số kỹ thuật của biến áp dòng điện phía áp thấp được hiển thị trong Bảng 2. Sau khi kiểm tra, các giá trị cài đặt là chính xác, và kết quả của các bài kiểm tra độ chính xác lấy mẫu, phanh tỷ lệ, sai biệt, và phanh sóng thứ hai là tốt. Các dây nối thứ cấp của biến áp dòng điện phía áp thấp của biến áp chính được xem xét, và cách thức đấu dây bên ngoài của các đầu cắm là chính xác.
Phân tích dữ liệu và dạng sóng bảo vệ sai biệt cho thấy có một đường rẽ ở pha A của biến áp dòng điện phía áp thấp thứ hai. Để kiểm chứng, 30 A được cấp vào pha A/B của phía sơ cấp. Bộ thứ nhất cho thấy giá trị đúng (A: 0.100 A, B: 0.099 A); bộ thứ hai có B là 0.098 A nhưng A là 0.049 A, cho thấy sự cố ở pha A.
Áp dụng ~5 A vào 1S1–1S2 phía thứ cấp gây ra dòng điện nhỏ trong bộ thứ hai; áp dụng trực tiếp vào bộ thứ nhất không cho thấy dòng điện trong bộ thứ hai, xác nhận dây nối thứ cấp đúng. Các bài kiểm tra chịu điện áp và phóng điện cục bộ trên biến áp đạt tiêu chuẩn. Sau khi tháo bỏ dây nối bên ngoài của pha A, bài kiểm tra cách điện giữa các pha cho thấy 0 ohm giữa 1S2 và 2S1, chứng tỏ sự phá vỡ hoàn toàn.
Sự phá vỡ này đã gây ra đường rẽ ở pha A của bộ thứ hai, dẫn đến lỗi đo lường. Trước khi bảo vệ hoạt động, bộ thứ nhất đo 8.021 A, bộ thứ hai 4.171 A—lỗi thực tế là 3.850 A. Khi chuyển đổi, điều này tạo ra dòng sai biệt 3.217 A (vượt quá giá trị cài đặt), kích hoạt bảo vệ.
1.3 Chẩn đoán Sự cố
Tháo rời biến áp dòng điện bị hỏng và quan sát cấu trúc nội bộ và quy trình sản xuất cho thấy nguyên nhân gốc rễ: Trong quá trình sản xuất, các dây dẫn sơn (với việc loại bỏ sơn quá mức) được hàn vào các đầu cắm thứ cấp. Dù sử dụng ống cách điện, nhưng các thao tác thủ công và hạn chế về không gian dẫn đến khoảng cách cách điện giữa các dây dẫn thứ cấp không đủ. Theo thời gian, tiếp xúc với dòng điện kéo dài làm suy giảm cách điện cuộn dây thứ cấp, gây ra sự phá vỡ giữa các cuộn và kích hoạt sự cố.
2 Xử lý Sự cố
Các biến áp dòng điện ở pha B và C trong cùng khoảng cách đã được kiểm tra. Sau khi xác nhận lắp đặt/dây nối đúng và vượt qua các bài kiểm tra bàn giao được tiến hành lại, chúng được giữ lại. Các biến áp dòng điện được mua khẩn cấp (cùng thông số kỹ thuật, lô khác) được lắp đặt sau khi vượt qua các bài kiểm tra, khôi phục hoạt động bình thường của trạm biến áp (ổn định cho đến nay).
3 Đề xuất và Biện pháp Kiểm soát Trước
Dựa trên sự cố này:
Các nhà sản xuất phải tăng cường kiểm soát quy trình sản xuất (ví dụ: kiểm tra lại các bước dẫn dây/viết khuôn) và thực hiện kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt.
Tăng mức điện áp cho các bài kiểm tra chịu điện áp giữa các cuộn trong quá trình kiểm tra tại nhà máy.
Các đơn vị vận hành/bảo dưỡng nên lên lịch bảo dưỡng chủ động, dự trữ phụ tùng thay thế, và kiểm tra kỹ lưỡng các biến áp dòng điện cùng lô—thay thế các đơn vị bị hỏng kịp thời.
