Vấn đề và Giải pháp về Kiểm tra Điện Áp Dẫn cho Biến áp Lò hồ quang HKSSPZ-6300/110

Một biến áp lò hồ quang điện HKSSPZ-6300/110 có các thông số cơ bản sau:

Công suất định mức S = 6300 kVA, điện áp sơ cấp U₁ = 110 kV, điện áp thứ cấp U₂ = 110–160 V, nhóm vectơ YNd11, với cả hai đầu cuộn áp thấp (đầu và cuối) được dẫn ra, và được trang bị 13 bước điều chỉnh điện áp khi tải. Mức cách điện: HV/HV neutral/LV, LI480AC200 / LI325AC140 / AC5.

Biến áp sử dụng thiết kế điều chỉnh điện áp bằng hai lõi nối tiếp, với cấu hình cuộn áp thấp dạng "8". Sơ đồ cho phép thử nghiệm điện áp cảm ứng được hiển thị trong Hình 1.

Điều kiện thử nghiệm: bộ điều chỉnh đặt ở vị trí 13; áp dụng 10 kV lên cuộn phụ Am, Bm, Cm; với K = 2, chỉ minh họa pha A (pha B và C tương tự). Giá trị tính toán: UZA = K × 10 = 20 kV, UG₀ = K × 110 / √3 ≈ 63.509 kV, UGA = 3 × 63.509 = 190.5 kV (95% của định mức), UAB = 190.5 kV, tần số = 200 Hz.

Sau khi hoàn thành các kết nối thử nghiệm theo sơ đồ, thử nghiệm điện áp cảm ứng bắt đầu. Khi UZA được tăng lên 4000–5000 V, tiếng nổ rõ rệt do phóng điện corona được quan sát gần các đầu cắm cuộn áp thấp, kèm theo mùi ozon. Đồng thời, máy phát hiện phóng điện cục bộ (PD) chỉ báo mức PD vượt quá 1400 pC. Tuy nhiên, điện áp đo giữa các đầu cắm cuộn áp thấp vẫn chính xác. Ban đầu, chúng tôi nghi ngờ vấn đề về vật liệu đầu cắm cuộn áp thấp hoặc tác động của tần số thử nghiệm 200 Hz lên đầu cắm nhựa. Trong lần thử nghiệm thứ hai sử dụng nguồn điện 50 Hz ở cùng một điện áp (4000–5000 V), các hiện tượng tương tự cũng được quan sát, do đó loại trừ ảnh hưởng của tần số 200 Hz.

Chúng tôi sau đó xem xét kỹ sơ đồ mạch thử nghiệm và các kết nối thực tế. Được ghi nhận rằng, các đầu cuộn áp thấp (đầu và cuối) đều được dẫn ra ngoài và thường được kết nối bên ngoài thành hình tam giác hoặc sao khi kết nối với lò. Tuy nhiên, trong thử nghiệm điện áp cảm ứng, các đầu cắm cuộn áp thấp không được kết nối thành hình sao hay tam giác, cũng không được nối đất—làm cho chúng ở trạng thái điện thế nổi. Liệu điện thế nổi này có thể là nguyên nhân?

Để kiểm tra giả thuyết này, chúng tôi tạm thời kết nối các đầu cắm x, y, và z lại với nhau và nối đất đáng tin cậy trước khi chạy lại thử nghiệm. Các hiện tượng phóng điện nêu trên đã biến mất hoàn toàn. Khi điện áp được tăng lên 1,5 lần, PD chỉ khoảng 20 pC. Điện áp thử nghiệm được tăng lên gấp đôi, và biến áp đã vượt qua thử nghiệm chịu đựng điện áp cảm ứng thành công.

Kết luận: Đối với loại biến áp lò điều chỉnh điện áp bằng hai lõi nối tiếp với cả hai đầu cuộn áp thấp được dẫn ra, mặc dù điện áp giữa các đầu cắm (ví dụ: a và x) thấp, nhưng thiếu kết nối nối đất đáng tin cậy có thể tạo ra điện thế nổi, dẫn đến hiện tượng phóng điện cục bộ được quan sát. Do đó, trong thử nghiệm điện áp cảm ứng, các đầu cắm x, y, và z nên được nối ngắn lại và nối đất đáng tin cậy để loại bỏ các bất thường như vậy.