Phân tích và Giải quyết Sự cố Đa Điểm Tiếp đất Bất thường trong Lõi Biến áp Điện

Sự tồn tại của nhiều điểm nối đất trong lõi biến áp gây ra hai vấn đề chính: thứ nhất, nó có thể dẫn đến hiện tượng quá nhiệt do ngắn mạch cục bộ trong lõi, và trong trường hợp nghiêm trọng, có thể gây hư hại cháy cục bộ cho lõi; thứ hai, dòng điện vòng sinh ra trong dây nối đất bình thường của lõi có thể gây hiện tượng quá nhiệt cục bộ trong biến áp và có thể dẫn đến sự cố phóng điện. Do đó, sự cố nối đất nhiều điểm trong lõi biến áp trực tiếp đe dọa hoạt động hàng ngày của trạm biến áp. Bài báo này phân tích một vấn đề bất thường về nối đất nhiều điểm trong lõi biến áp, giới thiệu quy trình phân tích sự cố và các biện pháp giải quyết tại chỗ.

1.Tổng quan về Sự cố Nối Đất

Biến áp chính số 1 tại một trạm biến áp 220 kV là loại SFPSZB-150000/220, được sản xuất vào ngày 11 tháng 11 năm 1986 và đưa vào sử dụng vào ngày 8 tháng 8 năm 1988. Ban đầu, nó sử dụng hệ thống làm mát bằng tuần hoàn dầu ép nhưng đã được chuyển đổi sang hệ thống làm mát bằng tuần hoàn tự nhiên vào năm 2012. Vào ngày 5 tháng 3, thử nghiệm dòng điện nối đất lõi biến áp chính số 1 cho thấy giá trị 40 mA, chênh lệch đáng kể so với kết quả kiểm tra trước đó. Kiểm tra thiết bị theo dõi dòng điện nối đất lõi trực tuyến và thiết bị hạn chế dòng điện cho thấy dòng điện nối đất lõi là 41 mA. 

Hồ sơ lịch sử cho thấy thiết bị đã tự động kích hoạt điện trở hạn chế dòng điện 115 Ω vào ngày 27 tháng 2. Sau khi xác định rằng biến áp chính số 1 có thể gặp phải vấn đề nối đất nhiều điểm ở lõi, nhân viên đã xem xét dữ liệu theo dõi sắc ký trực tuyến nhưng không phát hiện bất kỳ bất thường nào. Nhân viên kiểm tra dầu đã lấy mẫu từ biến áp chính số 1 vào chiều ngày 5 tháng 3 để phân tích sắc ký dầu, nhưng dữ liệu thử nghiệm không cho thấy sự thay đổi đáng kể, như được hiển thị trong Bảng 1 cho kết quả kiểm tra sắc ký khí hòa tan. Theo cài đặt của thiết bị theo dõi trực tuyến, khi dòng điện nối đất vượt quá 100 mA, thiết bị sẽ tự động kích hoạt điện trở để hạn chế dòng điện nối đất. Dựa trên điều này, đã xác định rằng biến áp chính số 1 có sự cố nối đất nhiều điểm ở lõi.

2 Phân tích lỗi thiết bị

Dữ liệu thử nghiệm dòng điện nối đất lõi của máy biến áp chính trong ba năm qua được hiển thị trong Bảng 2. So sánh dữ liệu thử nghiệm lịch sử cho thấy các phép đo dòng điện nối đất lõi của máy biến áp chính số 1 luôn nằm trong phạm vi bình thường, không phát hiện xu hướng bất thường nào trong khí hòa tan trong dầu. Tuy nhiên, dòng điện nối đất đã tăng đáng kể và thiết bị hạn chế dòng điện đã tự động kích hoạt điện trở hạn chế.

Dựa trên phân tích tổng hợp các điều kiện này, có thể xác định rằng máy biến áp chính số 1 có lỗi nối đất nhiều điểm trên lõi. Tuy nhiên, khi xảy ra nối đất nhiều điểm, hệ thống giám sát trực tuyến nối đất lõi và thiết bị hạn chế dòng điện đã ngay lập tức kích hoạt điện trở vào thời điểm dòng điện tăng, hiệu quả hạn chế mức độ dòng điện. Do đó, không xuất hiện bất thường nào trong phân tích sắc ký khí hòa tan trong dầu biến áp.

Vào ngày 28 tháng 3, trong quá trình kiểm tra mất điện định kỳ của biến áp số 1, các phép đo điện trở cách điện lõi đã xác nhận tình trạng tiếp đất đa điểm. Nhân viên kiểm tra đã đo điện trở cách điện lõi bằng điện áp 1.000 V, kết quả cho thấy điện trở cách điện là "0". Sử dụng đồng hồ vạn năng để đo điện trở tiếp đất lõi cho thấy trạng thái liên tục là "điện" với giá trị điện trở là "0". Các phép đo này chứng minh rằng lõi biến áp chính số 1 có tiếp đất đa điểm, cụ thể là tiếp đất kim loại.

3 Biện pháp Giải quyết

(1) Cân nhắc đến khả năng lỗi tiếp đất do tiếp xúc kim loại mềm, phương pháp xung tụ điện đã được thử nghiệm để loại bỏ lỗi: Một tụ điện (có dung lượng 26,94 μF) được sạc lên 2.500 V và xả ba lần vào biến áp chính số 1. Sau các xung, điện trở cách điện lõi được đo để xác định xem nó đã hồi phục hay chưa. Nếu không hồi phục, điện áp kiểm tra được tăng lên 5.000 V cho thêm ba xung. Nếu lỗi vẫn còn, các nỗ lực tiếp theo sẽ bị dừng lại.

(2) Nếu phương pháp xung tụ điện không thành công trong việc loại bỏ lỗi tiếp đất, khi điều kiện cho phép, một cuộc kiểm tra nâng mui biến áp sẽ được thực hiện để trực tiếp xác định điểm tiếp đất và triệt để loại bỏ lỗi tiếp đất đa điểm lõi.

(3) Nếu biến áp chính không thể ngay lập tức ngừng cấp điện để kiểm tra và bảo dưỡng, biện pháp tạm thời là nối một điện trở hạn chế dòng điện串联电抗器的临时措施可以实施。1号主变压器配备了JY-BTJZ铁芯接地在线监测及限流装置，该装置包含四个电阻设置（115、275、600和1500欧姆），根据接地电流的大小已经自动投入了115欧姆的电阻。设备投运后，加强了监测，缩短了铁芯接地电流测量和变压器油色谱分析的测试周期。 具体现场实施过程如下：首先断开外部铁芯接地连接线，使用直流高压发生器对电容器充电。充电约3分钟后，电压达到2.5kV。然后用绝缘棒将引线连接到铁芯引下线，使电容器对变压器铁芯放电。经过一次电容器对1号主变压器铁芯放电后，60秒时铁芯绝缘电阻恢复至9.58GΩ，吸收比为1.54，与之前测试结果一致，接地点消除成功。 1号主变压器恢复运行后，我们使用铁芯接地电流测试仪测量铁芯接地电流，显示为2mA。同时，实时铁芯接地电流监测装置也显示为2mA，确认故障已消除。 请允许我更正并完成翻译：

Biện pháp tạm thời là nối một điện trở hạn chế dòng điện vào dây dẫn tiếp đất. Biến áp chính số 1 đã được trang bị thiết bị giám sát trực tuyến và hạn chế dòng điện JY-BTJZ, chứa bốn cài đặt điện trở (115, 275, 600 và 1.500 Ω), đã tự động kích hoạt điện trở 115 Ω dựa trên cường độ dòng điện tiếp đất. Sau khi thiết bị được đưa vào sử dụng, giám sát đã được tăng cường với chu kỳ kiểm tra ngắn hơn cho việc đo dòng điện tiếp đất lõi và phân tích sắc ký dầu biến áp để theo dõi.

Quá trình triển khai cụ thể tại hiện trường như sau: Đầu tiên, kết nối tiếp đất lõi bên ngoài được ngắt, và máy phát điện áp cao DC được sử dụng để sạc tụ điện. Sau khoảng 3 phút sạc, điện áp đạt 2,5 kV. Sau đó, sử dụng thanh cách điện, dây dẫn được kết nối với dây dẫn xuống lõi để xả tụ điện vào lõi biến áp. Sau một lần xả tụ điện vào lõi biến áp chính số 1, điện trở cách điện lõi sau 60 giây đã hồi phục lên 9,58 GΩ, với tỷ lệ hấp thụ là 1,54, phù hợp với kết quả kiểm tra trước đó. Điểm tiếp đất đã được loại bỏ thành công.

Sau khi biến áp chính số 1 được đưa trở lại hoạt động, chúng tôi đã đo dòng điện tiếp đất lõi bằng máy đo dòng điện tiếp đất lõi, kết quả hiển thị là 2 mA. Đồng thời, thiết bị giám sát dòng điện tiếp đất lõi thời gian thực cũng hiển thị 2 mA, xác nhận rằng lỗi đã được loại bỏ.