Hướng dẫn toàn diện về cách kiểm tra tụ bù shunt

Bộ hấp thụ shunt được định nghĩa là thiết bị hấp thụ công suất phản kháng từ hệ thống điện và giúp điều chỉnh mức điện áp. Bộ hấp thụ shunt thường được sử dụng trong các đường dây truyền tải điện áp cao và trạm biến áp để bù cho hiệu ứng dung lượng của cáp dài và đường dây trên không. Bộ hấp thụ shunt có thể cố định hoặc biến đổi, tùy thuộc vào mức độ điều chỉnh điện áp cần thiết.

Bộ hấp thụ shunt rất quan trọng để duy trì sự ổn định và hiệu quả của hệ thống điện, đặc biệt trong truyền tải xa và tích hợp năng lượng tái tạo. Do đó, chúng cần được kiểm tra định kỳ để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy. Kiểm tra bộ hấp thụ shunt bao gồm việc đo các thông số điện như điện trở, phản kháng, tổn thất, cách điện, cường độ điện môi, tăng nhiệt và mức độ tiếng ồn. Kiểm tra bộ hấp thụ shunt cũng giúp phát hiện bất kỳ khuyết tật hoặc lỗi nào có thể ảnh hưởng đến hoạt động hoặc an toàn của chúng.

Có nhiều tiêu chuẩn và quy trình khác nhau để kiểm tra bộ hấp thụ shunt, tùy thuộc vào loại, cấp, ứng dụng và nhà sản xuất của thiết bị. Tuy nhiên, một trong những tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi nhất là IS 5553, chỉ định các thử nghiệm phải thực hiện trên bộ hấp thụ shunt siêu cao áp (EHV) hoặc cực cao áp (UHV). Theo tiêu chuẩn này, các thử nghiệm có thể được phân thành ba nhóm:

• Thử nghiệm kiểu

• Thử nghiệm định kỳ

• Thử nghiệm đặc biệt

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích chi tiết từng thử nghiệm và đưa ra một số lời khuyên và thực hành tốt nhất để thực hiện chúng hiệu quả.

Thử nghiệm kiểu của bộ hấp thụ shunt

Các thử nghiệm kiểu được thực hiện trên bộ hấp thụ shunt để xác minh các tính năng thiết kế và cấu trúc của nó và chứng minh sự tuân thủ các yêu cầu đã chỉ định. Các thử nghiệm kiểu thường được thực hiện một lần cho mỗi loại hoặc mẫu bộ hấp thụ shunt trước khi đưa vào sử dụng. Các thử nghiệm sau đây được thực hiện cơ bản trên bộ hấp thụ shunt như các thử nghiệm kiểu:

Đo điện trở cuộn dây

Thử nghiệm này đo điện trở của mỗi cuộn dây của bộ hấp thụ shunt bằng nguồn điện một chiều (DC) điện áp thấp và đồng hồ đo điện trở. Thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ phòng và sau khi ngắt tất cả các kết nối ngoại vi. Mục đích của thử nghiệm này là kiểm tra tính liên tục và độ nguyên vẹn của cuộn dây và tính toán tổn thất đồng.

Các giá trị điện trở đo được nên được hiệu chỉnh theo nhiệt độ bằng công thức sau:

trong đó Rt là điện trở tại nhiệt độ t (°C), R20 là điện trở tại 20°C, và α là hệ số nhiệt độ của điện trở (0,004 cho đồng).

Các giá trị điện trở đã hiệu chỉnh nên được so sánh với dữ liệu của nhà sản xuất hoặc kết quả thử nghiệm trước đó để phát hiện bất kỳ bất thường hoặc sai lệch nào.

Đo điện trở cách điện

Thử nghiệm này đo điện trở cách điện giữa các cuộn dây và giữa cuộn dây và các phần tiếp đất của bộ hấp thụ shunt bằng nguồn DC điện áp cao (thường là 500 V hoặc 1000 V) và đồng hồ đo điện trở megaohm. Thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ phòng và sau khi ngắt tất cả các kết nối ngoại vi. Mục đích của thử nghiệm này là kiểm tra chất lượng và tình trạng của cách điện và phát hiện bất kỳ độ ẩm, bụi bẩn hoặc hư hỏng nào.

Các giá trị điện trở cách điện đo được nên được hiệu chỉnh theo nhiệt độ bằng công thức sau:

trong đó Rt là điện trở cách điện tại nhiệt độ t (°C), R20 là điện trở cách điện tại 20°C, và k là hằng số phụ thuộc vào loại cách điện (thường nằm trong khoảng từ 1 đến 2).

Các giá trị điện trở cách điện đã hiệu chỉnh nên được so sánh với dữ liệu của nhà sản xuất hoặc kết quả thử nghiệm trước đó để phát hiện bất kỳ bất thường hoặc sai lệch nào.

Đo phản kháng

Thử nghiệm này đo phản kháng của mỗi cuộn dây của bộ hấp thụ shunt bằng nguồn điện xoay chiều (AC) điện áp thấp (thường là 10% của điện áp định mức) và đồng hồ công suất hoặc máy phân tích công suất. Thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ phòng và sau khi ngắt tất cả các kết nối ngoại vi. Mục đích của thử nghiệm này là kiểm tra độ cảm và độ cản của cuộn dây và tính toán công suất phản kháng tiêu thụ.

Các giá trị phản kháng đo được nên được hiệu chỉnh theo điện áp bằng công thức sau:

trong đó Xt là phản kháng tại điện áp Vt, và X10 là phản kháng tại 10% điện áp định mức (V10).

Các giá trị phản kháng đã hiệu chỉnh nên được so sánh với dữ liệu của nhà sản xuất hoặc kết quả thử nghiệm trước đó để phát hiện bất kỳ bất thường hoặc sai lệch nào.

Đo tổn thất

Thử nghiệm này đo tổn thất của mỗi cuộn dây của bộ hấp thụ shunt bằng nguồn AC điện áp thấp (thường là 10% của điện áp định mức) và đồng hồ công suất hoặc máy phân tích công suất. Thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ phòng và sau khi ngắt tất cả các kết nối ngoại vi. Mục đích của thử nghiệm này là kiểm tra hiệu suất và hệ số công suất của cuộn dây và tính toán tổng tổn thất.

Các tổn thất đo được bao gồm hai thành phần:

• Tổn thất đồng: Đây là do hiệu Joule heating trong cuộn dây và có thể được tính bằng cách nhân điện trở cuộn dây đo được với bình phương của dòng điện định mức.

• Tổn thất sắt: Đây là do hysteresis và dòng điện Foucault trong lõi và có thể được tính bằng cách trừ tổn thất đồng từ tổng tổn thất.

Các giá trị tổn thất đo được nên được hiệu chỉnh theo điện áp bằng công thức sau:

trong