Cách Xác Định Phát Hiện và Sửa Chữa Lỗi Lõi Biến áp

1.1 Nguy cơ của lỗi nối đất đa điểm trong lõi

Trong quá trình hoạt động bình thường, lõi biến áp phải được nối đất tại một điểm duy nhất. Trong quá trình hoạt động, các trường từ xoay quanh cuộn dây. Do cảm ứng điện từ, tồn tại các điện dung ký sinh giữa cuộn dây cao áp và cuộn dây thấp áp, giữa cuộn dây thấp áp và lõi, và giữa lõi và vỏ. Các cuộn dây có điện kết hợp thông qua các điện dung ký sinh này, gây ra cho lõi phát triển một tiềm năng nổi so với đất. Do khoảng cách giữa lõi (và các bộ phận kim loại khác) và cuộn dây không đều nhau, dẫn đến sự chênh lệch tiềm năng giữa các thành phần. Khi chênh lệch tiềm năng giữa hai điểm vượt quá sức chịu đựng điện môi giữa chúng, hiện tượng phóng điện tia lửa xảy ra. Những phóng điện này là gián đoạn và theo thời gian, làm suy giảm cả dầu biến áp và vật liệu cách điện rắn.

1.2 Nguyên nhân của lỗi nối đất lõi
Nguyên nhân phổ biến bao gồm:

• Chập mạch do kỹ thuật xây dựng kém hoặc lỗi thiết kế trong dây nối đất;
• Nối đất đa điểm do phụ kiện hoặc yếu tố bên ngoài;
• Vật thể kim loại lạ còn lại bên trong biến áp trong quá trình lắp ráp, hoặc gai, rỉ sét, và bọt hàn từ quy trình sản xuất lõi kém.

1.3 Loại lỗi lõi
Các loại lỗi lõi biến áp phổ biến bao gồm sáu loại sau:

• Lõi tiếp xúc với vỏ hoặc cấu trúc kẹp:
  Trong quá trình lắp đặt, các vít vận chuyển trên nắp vỏ có thể không được lật hoặc tháo bỏ, khiến lõi chạm vào vỏ. Các trường hợp khác bao gồm tấm kẹp chi tiết chạm vào chi tiết lõi, tấm thép silic cong chạm vào tấm kẹp, giấy cách điện rơi giữa chân kẹp dưới cùng và yoke cho phép tiếp xúc với laminat, hoặc ống nhiệt kế dài quá chạm vào kẹp, yoke, hoặc cột lõi.Ống thép dài quá trên bulông xuyên lõi ngắn mạch với tấm thép silic.
• Vật thể lạ trong vỏ gây chập mạch cục bộ trong lõi:Ví dụ, một biến áp điện 31,500/110 kV tại một trạm biến áp ở Shanxi đã được phát hiện có tay cầm tua vít kẹt giữa kẹp và yoke khi nâng nắp. Một biến áp 60,000/220 kV khác đã được tìm thấy chứa một sợi dây đồng 120 mm.
• Ẩm ướt hoặc hư hỏng cách điện lõi:Bùn và độ ẩm tích tụ ở đáy giảm điện trở cách điện. Sự suy thoái hoặc xâm nhập độ ẩm trong cách điện kẹp, cách điện đế, hoặc cách điện hộp lõi (giấy carton hoặc khối gỗ) có thể dẫn đến nối đất đa điểm điện trở cao.
• Bạc đạn mòn trong bơm ngập dầu:Các hạt kim loại đi vào vỏ, lắng xuống đáy, và dưới tác dụng lực điện từ - tạo cầu dẫn giữa yoke lõi dưới cùng và đế hoặc đáy vỏ, gây nối đất đa điểm.
• Quản lý và bảo dưỡng kém, như không thực hiện kiểm tra định kỳ.

2.1 Phương pháp thử nghiệm lỗi lõi

• Nếu điện trở nằm trong khoảng 200–400 Ω: tồn tại hiện tượng nối đất có điện trở cao; máy biến áp cần được sửa chữa.
• Nếu điện trở >1.000 Ω: dòng điện nối đất nhỏ và khó loại bỏ; thiết bị có thể tiếp tục vận hành kèm theo giám sát trực tuyến định kỳ (sử dụng kìm đo dòng hoặc DGA).
• Nếu điện trở nằm trong khoảng 1–2 Ω: khẳng định xảy ra hiện tượng nối đất kim loại; bắt buộc phải thực hiện hành động khắc phục ngay lập tức.

2.2 Các phương pháp xử lý hiện tượng nối đất đa điểm

• Đối với các biến áp có dây nối đất lõi bên ngoài, có thể chèn một điện trở vào mạch nối đất để hạn chế dòng điện lỗi - đây chỉ là biện pháp tạm thời khẩn cấp.
• Nếu lỗi do vật lạ kim loại gây ra, việc kiểm tra bằng cách nâng nắp thường giúp xác định vấn đề.
• Đối với các lỗi do gai hoặc bột kim loại tích tụ, các phương pháp khắc phục hiệu quả bao gồm xung phóng điện tụ điện, hồ quang AC hoặc kỹ thuật xung dòng điện lớn.

• Lõi phải phẳng, lớp phủ cách điện nguyên vẹn, các lá thép được xếp chồng chặt chẽ, không có hiện tượng cong vênh hay sóng ở mép. Bề mặt phải sạch sẽ, không có vết dầu và tạp chất; không có ngắn mạch giữa các lá thép hoặc cầu nối; khe hở của các mối ghép phải đáp ứng tiêu chuẩn.
• Lõi phải duy trì cách điện tốt với kẹp trên/dưới, sắt vuông, tấm ép và đế.
• Phải có khe hở đồng đều và nhìn thấy được giữa tấm ép thép và lõi. Tấm ép cách điện phải nguyên vẹn - không có nứt hoặc hư hỏng - và được xiết chặt đúng cách.
• Tấm ép thép không được tạo thành vòng kín và phải có chính xác một điểm nối đất.
• Sau khi ngắt kết nối giữa kẹp trên và lõi, và giữa tấm ép thép và kẹp trên, đo điện trở cách điện giữa lõi/kẹp và lõi/tấm ép. Kết quả đo phải không thay đổi đáng kể so với dữ liệu lịch sử.
• Ốc vít phải được xiết chặt; các đinh tán áp suất dương/âm và đai ốc khóa trên kẹp phải chắc chắn, tiếp xúc tốt với các đệm cách điện, và không có dấu hiệu phóng điện hoặc cháy. Đinh tán âm phải giữ khoảng cách đủ từ kẹp trên.
• Ốc vít xuyên lõi phải được xiết chặt, điện trở cách điện phải phù hợp với kết quả thử nghiệm lịch sử.
• Các đường dẫn dầu phải thông suốt; các thanh cách dầu phải được sắp xếp gọn gàng, không bị rơi hoặc chặn dòng chảy.
• Lõi chỉ được có một điểm nối đất. Dây nối đất phải làm bằng đồng tím, dày 0,5 mm và rộng ≥30 mm, được chèn vào 3–4 lá thép lõi. Đối với các biến áp lớn, độ sâu chèn phải ≥80 mm. Phần lộ ra phải được cách điện để tránh ngắn mạch lõi.
• Cấu trúc nối đất phải cơ học vững chắc, cách điện tốt, không tạo thành vòng kín và không tiếp xúc với lõi.
• Cách điện phải tốt và nối đất phải tin cậy.