7 Bước Chính Để Đảm Bảo Lắp Đặt An Toàn và Tin Cậy cho Máy Biến áp Công Suất Lớn

1. Bảo trì và Khôi phục Điều kiện Cách điện như ở Nhà máy

Khi biến áp trải qua các bài kiểm tra chấp nhận tại nhà máy, điều kiện cách điện của nó ở trạng thái tối ưu. Sau đó, điều kiện cách điện có xu hướng suy giảm, và giai đoạn lắp đặt có thể là thời điểm quan trọng đối với sự suy giảm đột ngột. Trong trường hợp cực đoan, khả năng chịu điện có thể giảm đến mức thất bại, dẫn đến cháy cuộn dây ngay khi được cấp điện. Thông thường, chất lượng lắp đặt kém để lại các khuyết tật tiềm ẩn ở mức độ khác nhau. Do đó, mục tiêu chính của quá trình lắp đặt phải là duy trì và khôi phục điều kiện cách điện về trạng thái ban đầu tại nhà máy. Sự khác biệt giữa điều kiện cách điện sau lắp đặt và tại nhà máy là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá chất lượng công việc lắp đặt.

Để duy trì và khôi phục tính toàn vẹn của cách điện, cần ngăn ngừa ô nhiễm và duy trì vệ sinh. Chất gây ô nhiễm có thể được phân loại thành ba loại: tạp chất rắn, tạp chất lỏng và tạp chất khí.

• Tạp chất Rắn: Tất cả các bộ phận cần lắp đặt phải được làm sạch kỹ lưỡng. Việc làm sạch nên tiếp tục cho đến khi lau bằng vải trắng không sợi, không có dấu hiệu đổi màu hoặc hạt nhìn thấy.

• Tạp chất Lỏng và Khí (chủ yếu là hơi ẩm): Phương pháp hiệu quả nhất là xử lý chân không, bao gồm hai quy trình chính:

(1) Sấy và Giải khí trong Chân không:

• Sau khi tất cả phụ kiện được lắp đặt, hãy lắp tấm bịt vào flange ở phía rơ le khí của thùng chứa. Mở tất cả các van kết nối phụ kiện với thân chính để tất cả các bộ phận (bao gồm cả bộ làm mát), ngoại trừ bình chứa và rơ le khí, được hút chân không cùng với thùng chứa chính.

• Lắp van chân không hoặc van dừng tiêu chuẩn tại đường vào dầu trên đỉnh thùng chứa.

• Trước khi hút chân không thùng chứa, thực hiện kiểm tra chân không riêng lẻ trên đường ống để xác minh mức chân không thực tế có thể đạt được bởi hệ thống chân không. Nếu chân không vượt quá 10 Pa, hãy kiểm tra xem có rò rỉ trên đường ống hay không, hoặc bảo dưỡng bơm chân không.

• Theo dõi liên tục thùng chứa để phát hiện rò rỉ trong quá trình hút chân không.

• Khi bơm chân không đạt mức chân không tối đa có thể (không vượt quá 133,3 Pa), hãy giữ cho bơm hoạt động để duy trì mức chân không này. Bơm chân không nên hoạt động liên tục ít nhất 24 giờ.

(2) Đổ Dầu trong Chân không:

• Tiếp tục vận hành bơm chân không trong quá trình đổ dầu. Giữ tất cả các van mở như khi hút chân không để tất cả các bộ phận và phụ kiện được đổ dầu đồng thời với thùng chứa chính.

• Sử dụng máy lọc dầu chân không. Dầu nên được bơm thông qua van vào dầu dưới đáy thùng chứa, cho phép dầu chảy từ bên ngoài cuộn dây vào bên trong, giảm thiểu căng thẳng trên các rào cản.

• Khi mực dầu khoảng 200–300 mm dưới nắp thùng chứa, đóng van chân không và dừng hút chân không, nhưng tiếp tục đổ dầu bằng máy lọc dầu chân không.

• Đối với biến áp không có bộ chuyển đổi áp suất có tải (OLTC), việc đổ dầu có thể tiếp tục cho đến khi mực dầu gần tới tấm bịt của rơ le khí trước khi dừng máy lọc dầu.

• Đối với biến áp có OLTC, dừng máy lọc dầu ngay khi xi lanh cách điện của công tắc chọn được đầy, để cho phép ngắt kết nối công tắc khỏi thùng chứa.

• Trong mọi trường hợp, hãy đổ đầy thùng chứa càng nhiều càng tốt để giảm thể tích không khí còn lại. Khi phá bỏ chân không và bổ sung dầu, chỉ có một lượng nhỏ không khí vào không gian trên. Không khí này sẽ được đẩy vào bình chứa và sẽ không ảnh hưởng xấu đến cách điện lõi.

Cần nhấn mạnh rằng chìa khóa nằm ở việc đổ dầu chân không đúng cách; không nên dựa quá nhiều vào tuần hoàn dầu nóng sau đó. Trong quá trình tuần hoàn dầu nóng, chỉ có hơi ẩm di chuyển từ cách điện giấy vào dầu mới có thể được loại bỏ bởi máy lọc dầu chân không. Tuy nhiên, hơi ẩm đã hấp thụ vào giấy rất khó để giải phóng trở lại vào dầu, và cân bằng giữa hơi ẩm dầu và giấy rất chậm.

2. Vấn đề Rò Rỉ Dầu

Rò rỉ dầu là vấn đề phổ biến và nổi bật trong biến áp. Nguyên nhân rất nhiều, với lỗi thiết kế và sản xuất là những yếu tố đáng kể (ví dụ: thiết kế niêm phong không đúng, gia công kém, hoặc chất lượng hàn không đủ). Lỗi lắp đặt tại chỗ và sự cẩu thả trong công việc cũng góp phần đáng kể (ví dụ: làm sạch bề mặt flange không đủ, có dầu, gỉ, vết hàn; gioăng cao su cũ mất độ đàn hồi; bề mặt flange không khớp không được chỉnh sửa).

Giải quyết vấn đề rò rỉ dầu đòi hỏi công việc tỉ mỉ:

• Trước khi lắp đặt, thực hiện kiểm tra niêm phong áp lực trên bộ làm mát, bình chứa, đầu nâng, và máy lọc dầu, và sửa chữa kịp thời bất kỳ phần nào bị rò rỉ.

• Kiểm tra và chuẩn bị kỹ lưỡng tất cả các bề mặt niêm phong flange. Bất kỳ sự lệch lạc nào trong quá trình nâng đều phải được điều chỉnh trước khi lắp đặt; các trường hợp nghiêm trọng nên được giải quyết cùng với nhà sản xuất.

• Sau khi lắp đặt, tiến hành kiểm tra niêm phong tổng thể: áp dụng áp lực không quá 0,03 MPa lên nắp thùng chứa trong 24 giờ, không cho phép rò rỉ dầu.

3. Kiểm tra Xả Riêng Phần

Kiểm tra xả riêng phần (PD) đề cập đến bài kiểm tra chịu điện áp cảm ứng với khả năng đo PD. Theo GB 50150-91:

• Kiểm tra xả riêng phần được khuyến nghị cho biến áp 500 kV.

• Đối với biến áp 220 kV và 330 kV, kiểm tra PD được khuyến nghị nếu có thiết bị kiểm tra.

Mặc dù điện áp kiểm tra cho kiểm tra PD thấp hơn so với các bài kiểm tra điện áp cảm ứng tiêu chuẩn, thời gian kéo dài hơn 60 lần. Kết hợp với các thiết bị nhạy cảm theo dõi sự phát triển của xả nội bộ, tiềm năng phá hủy có thể được kiểm soát. Do đó, kiểm tra PD kết hợp đặc điểm của cả kiểm tra không phá hủy và phá hủy, phát hiện hiệu quả các khuyết tật cách điện. Do đó, nó đã trở nên phổ biến nhanh chóng. Hầu hết các chủ dự án hiện nay thực hiện kiểm tra PD trên biến áp mới lắp đặt hoặc đại tu, đạt được lợi ích đáng kể—phát hiện sớm lỗi lắp đặt, xác định hiệu suất PD không ổn định tại nhà máy, và đảm bảo khởi động ban đầu thành công.

4. Thử nghiệm Đóng Ngắt Nhịp Điện Áp Định mức

Thử nghiệm đóng ngắt nhịp điện áp định mức chủ yếu nhằm xác minh liệu dòng điện kích thích sinh ra trong quá trình cấp điện có khiến bảo vệ chênh lệch biến áp hoạt động hay không. Nó không nhằm mục đích kiểm tra sức chịu điện của biến áp.

Thực tế, trong thử nghiệm đóng ngắt nhịp, bên cạnh giám sát bảo vệ rơ le, không có thiết bị nào để phát hiện điện áp quá mức có thể xảy ra, và không có dữ liệu đo được ghi lại. Do đó, từ góc độ đánh giá cách điện, thử nghiệm này thiếu giá trị kết luận và cơ bản là vô nghĩa.

Tuy nhiên, các sự cố cách điện trong biến áp đã xảy ra trong quá trình thử nghiệm đóng ngắt nhịp—thường do tồn tại các khuyết tật nghiêm trọng trước đó trở nên rõ ràng ngay khi cấp điện. Ngược lại, có nhiều trường hợp biến áp đã qua năm lần đóng ngắt mà không gặp vấn đề, nhưng vẫn hỏng (cháy) trong vài phút đến vài ngày sau khi đưa vào sử dụng.

5. Đánh giá Điều kiện Cách điện

Đánh giá điều kiện cách điện bao gồm đo điện trở cách điện, tỷ số hấp thụ, chỉ số phân cực, dòng rò điện DC, và hệ số tổn thất dielectric (tan δ).

Sau khi lắp đặt, điều kiện cách điện của biến áp có thể đã suy giảm ở mức độ khác nhau so với điều kiện tại nhà máy, và phương pháp đo giữa hiện trường và nhà máy có thể khác nhau. Do đó, khi so sánh kết quả kiểm tra đưa vào sử dụng với dữ liệu nhà máy, cần phân tích toàn diện để đưa ra đánh giá chính xác. Các kết quả này cũng nên được dùng làm cơ sở cho các kiểm tra phòng ngừa trong tương lai.

Đặc biệt cần lưu ý: khi điện trở cách điện rất cao, tỷ số hấp thụ có thể giảm. Trong các trường hợp này, tỷ số hấp thụ dưới 1,3 không nên tự động được quy cho hơi ẩm trong cách điện.

6. Hiểu biết và Chức năng của Bộ Hấp thụ

Nếu bàng quang trong bình chứa tương tự như phổi, thì bộ hấp thụ đóng vai trò như mũi. Khi tải hoặc nhiệt độ môi trường tăng, khiến dầu trong thùng chứa nở, bàng quang "thở ra" thông qua bộ hấp thụ để ngăn chặn áp suất quá mức. Ngược lại, nó "thở vào" để ngăn chặn sự hình thành chân không trong thùng chứa. Nếu bộ hấp thụ bị tắc, hậu quả nhẹ có thể là chỉ báo mực dầu sai; trường hợp nghiêm trọng có thể kích hoạt rơ le khí hoặc thiết bị xả áp, dẫn đến tai nạn.

Bộ hấp thụ có thể bị tắc không chỉ nếu quên tháo niêm phong vận chuyển mà còn trong quá trình hoạt động do:

• Hấp thụ hơi ẩm và thoái hóa chất hấp thụ ẩm (silica gel đổi màu)

• Tích tụ bụi trong cốc dầu

Do đó, hai nhiệm vụ bảo trì là cần thiết:

• Đảm bảo silica gel trong bộ hấp thụ có đủ khả năng hấp thụ ẩm và tránh bão hòa. Thay thế hoặc tái tạo silica gel khi 1/5 của nó đã đổi màu.

• Vệ sinh cốc dầu định kỳ, bơm thêm dầu sạch, và duy trì mực dầu trên không khí chắn để đảm bảo không khí đi vào phải đi qua lớp dầu, lọc bỏ các hạt bụi.