Các lỗi trong biến áp là gì?

Điều gì là Sự cố trong Biến áp?

Định nghĩa về Sự cố trong Biến áp

Sự cố trong biến áp đề cập đến các vấn đề như sự hỏng hóc của lớp cách điện và sự cố lõi có thể xảy ra bên trong hoặc bên ngoài biến áp.

Sự cố Ngoài Biến áp Điện

Sự cố Chập Ngắn Ngoài Biến áp Điện

Chập ngắn có thể xảy ra ở hai hoặc ba pha của hệ thống điện. Dòng điện lỗi thường rất lớn, tùy thuộc vào điện áp chập ngắn và trở kháng mạch lên đến điểm lỗi. Dòng điện lỗi cao này làm tăng tổn thất đồng, gây ra hiện tượng nóng nội bộ trong biến áp. Nó cũng tạo ra các ứng suất cơ học nghiêm trọng, đặc biệt là trong chu kỳ đầu tiên của dòng điện lỗi.

Sự Cản Trở Điện Áp Cao trong Biến áp Điện

Cản trở điện áp cao trong biến áp điện có hai loại,

• Điện Áp Sóng Tạm Thời

• Điện Áp Quá Cao Tần Số Công Suất

Điện Áp Sóng Tạm Thời

Điện áp cao và tần số sóng cao có thể xuất hiện trong hệ thống điện do một trong những nguyên nhân sau,

• Địa chỉ tiếp đất nếu điểm trung tính được cách ly.

• Thao tác chuyển mạch của các thiết bị điện khác nhau.

• Xung sét từ khí quyển.

Bất kể nguyên nhân nào gây ra điện áp sóng, nó cuối cùng vẫn là một sóng di chuyển có dạng sóng cao và dốc, cũng như có tần số cao. Sóng này di chuyển trong mạng lưới hệ thống điện, khi đến biến áp, nó gây ra sự hỏng hóc của lớp cách điện giữa các vòng dây gần với đầu cuối đường dây, điều này có thể tạo ra chập ngắn giữa các vòng dây.

Điện Áp Quá Cao Tần Số Công Suất

Luôn có khả năng xảy ra điện áp quá cao trong hệ thống do ngắt kết nối đột ngột của tải lớn. Mặc dù biên độ của điện áp này cao hơn mức bình thường nhưng tần số vẫn giống như trong điều kiện bình thường. Điện áp quá cao trong hệ thống gây ra sự gia tăng stress trên lớp cách điện của biến áp. Như chúng ta biết, điện áp, điện áp tăng lên gây ra sự tăng tỷ lệ của luồng từ.

Do đó, điều này gây ra, tăng tổn thất sắt và tăng tỷ lệ lớn dòng từ hóa. Luồng từ tăng được chuyển hướng từ lõi biến áp sang các phần thép cấu trúc khác của biến áp. Các bulông lõi, vốn mang ít luồng từ, có thể chịu một thành phần lớn của luồng từ được chuyển hướng từ vùng bão hòa của lõi. Trong điều kiện như vậy, bulông có thể bị nóng lên nhanh chóng và phá hủy lớp cách điện của chính nó cũng như lớp cách điện của cuộn dây.

Tác động của Tần Số Thấp trong Biến áp Điện

Như, điện áp theo số vòng dây trong cuộn dây là cố định. Từ phương trình này, rõ ràng rằng nếu tần số giảm trong hệ thống, luồng từ trong lõi tăng, tác động tương tự như điện áp quá cao.

Sự cố Trong Biến áp Điện

Các sự cố chính xảy ra bên trong biến áp điện được phân loại như sau,

• Hỏng hóc cách điện giữa cuộn dây và đất

• Hỏng hóc cách điện giữa các pha khác nhau

• Hỏng hóc cách điện giữa các vòng dây liền kề, tức là sự cố giữa vòng dây

• Sự cố lõi biến áp

Sự cố Trái Đất Trong Biến áp Điện

Sự cố Trái Đất Trong Cuộn Dây Kết Nối Sao với Điểm Trung Tính Được Tiếp Đất Qua Một Trở Kháng

Trong cuộn dây kết nối sao với điểm trung tính được tiếp đất qua một trở kháng, dòng điện lỗi phụ thuộc vào trở kháng tiếp đất và khoảng cách từ điểm lỗi đến điểm trung tính. Điện áp tại điểm lỗi sẽ cao hơn nếu nó xa điểm trung tính, dẫn đến dòng điện lỗi lớn hơn. Dòng điện lỗi cũng phụ thuộc vào phản kháng rò của phần cuộn dây từ điểm lỗi đến điểm trung tính, nhưng thường thấp so với trở kháng tiếp đất.

Sự cố Trái Đất Trong Cuộn Dây Kết Nối Sao với Điểm Trung Tính Được Tiếp Đất Rắn

Trong trường hợp này, trở kháng tiếp đất lý tưởng là không. Dòng điện lỗi phụ thuộc vào phản kháng rò của phần cuộn dây từ điểm lỗi đến điểm trung tính của biến áp. Dòng điện lỗi cũng phụ thuộc vào khoảng cách giữa điểm trung tính và điểm lỗi trong biến áp.

Như đã nói trong trường hợp trước, điện áp giữa hai điểm này phụ thuộc vào số vòng dây nằm giữa điểm lỗi và điểm trung tính. Vì vậy, trong cuộn dây kết nối sao với điểm trung tính được tiếp đất rắn, dòng điện lỗi phụ thuộc vào hai yếu tố chính, thứ nhất là phản kháng rò của phần cuộn dây từ điểm lỗi đến điểm trung tính, và thứ hai là khoảng cách giữa điểm lỗi và điểm trung tính. 

Nhưng phản kháng rò của cuộn dây thay đổi theo cách phức tạp với vị trí của điểm lỗi trong cuộn dây. Có thể thấy rằng, phản kháng giảm rất nhanh khi điểm lỗi tiếp cận điểm trung tính và do đó dòng điện lỗi cao nhất khi điểm lỗi gần điểm trung tính. Tại điểm này, điện áp sẵn có cho dòng điện lỗi thấp và đồng thời phản kháng chống lại dòng điện lỗi cũng thấp, do đó giá trị của dòng điện lỗi đủ cao. 

Lại nữa, tại điểm lỗi xa điểm trung tính, điện áp sẵn có cho dòng điện lỗi cao nhưng đồng thời phản kháng do phần cuộn dây giữa điểm lỗi và điểm trung tính cung cấp cao. Có thể nhận thấy rằng, dòng điện lỗi duy trì ở mức rất cao suốt chiều dài cuộn dây. Nói cách khác, dòng điện lỗi duy trì mức độ rất lớn không phụ thuộc vào vị trí của điểm lỗi trên cuộn dây.

Sự cố Giữa Pha Trong Biến áp Điện

Sự cố giữa pha trong biến áp rất hiếm. Nếu sự cố như vậy xảy ra, nó sẽ tạo ra dòng điện lớn để hoạt động relay dòng điện quá tải tức thì trên phía sơ cấp cũng như relay sai biệt.

Sự cố Giữa Vòng Dây Trong Biến áp Điện

Biến áp điện kết nối với hệ thống truyền tải điện cực cao, rất dễ bị ảnh hưởng bởi điện áp xung có cường độ cao, mặt trước dốc và tần số cao do xung sét trên đường dây truyền tải. Áp lực điện áp giữa các vòng dây trở nên rất lớn, không thể chịu đựng được và gây ra sự hỏng hóc cách điện giữa các vòng dây ở một số điểm. Đồng thời, cuộn dây LV cũng bị căng thẳng do điện áp xung được chuyển. Rất nhiều sự cố biến áp điện phát sinh từ lỗi giữa các vòng dây. Sự cố giữa vòng dây cũng có thể xảy ra do lực cơ học giữa các vòng dây do chập ngắn bên ngoài.

Sự cố Lõi Trong Biến áp Điện

Nếu bất kỳ phần nào của tấm lõi bị hỏng hoặc bị cầu chì bằng vật liệu dẫn điện, nó có thể gây ra dòng điện Foucault và nóng cục bộ. Điều này cũng có thể xảy ra nếu lớp cách điện của bulông dùng để siết chặt các tấm lõi bị hỏng. Những sự cố này gây ra hiện tượng nóng cục bộ nghiêm trọng nhưng không ảnh hưởng đáng kể đến dòng điện vào và ra của biến áp, khiến chúng khó phát hiện bằng các sơ đồ bảo vệ điện thông thường. Nóng quá mức có thể làm hỏng dầu biến áp, giải phóng khí tích tụ trong rơle Buchholz và kích hoạt báo động.