8 Biện Pháp Chính Để Giảm Phóng Điện cục Bộ trong Máy Biến áp

Yêu cầu Tăng Cường đối với Hệ Thống Làm Mát Biến áp và Chức năng của Máy Làm Mát

Với sự phát triển nhanh chóng của lưới điện và sự tăng cường điện áp truyền tải, lưới điện và người dùng điện đang đòi hỏi độ tin cậy cách điện cao hơn cho các biến áp lớn. Do kiểm tra xả cục bộ không gây hỏng hóc cách điện nhưng rất nhạy, có thể phát hiện hiệu quả các khuyết tật nội tại trong cách điện của biến áp hoặc các khuyết tật nguy hiểm được tạo ra trong quá trình vận chuyển và lắp đặt, việc kiểm tra xả cục bộ tại chỗ đã được áp dụng rộng rãi. Nó đã được liệt kê là một mục kiểm tra bắt buộc cho các biến áp có điện áp định mức từ 72,5 kV trở lên.

1. Xả Cục Bộ và Nguyên Lý Của Nó

Xả cục bộ, còn được gọi là ion hóa tĩnh điện, đề cập đến dòng điện tích tĩnh. Dưới một điện áp nhất định, điện tích tĩnh đầu tiên trải qua quá trình ion hóa ở vị trí có cách điện yếu hơn trong khu vực có điện trường mạnh, mà không gây ra sự phá vỡ hoàn toàn cách điện. Hiện tượng dòng điện tích tĩnh này được gọi là xả cục bộ. Xả cục bộ xảy ra gần các dây dẫn bao quanh bởi khí được gọi là corona.

Xả cục bộ là một hiện tượng phóng điện xảy ra tại các vị trí cục bộ bên trong cách điện của biến áp. Do phóng điện cục bộ và có năng lượng thấp, nó không gây ra sự phá vỡ hoàn toàn cách điện nội bộ.

Đối với việc kiểm tra xả cục bộ của biến áp, Trung Quốc ban đầu chỉ thực hiện yêu cầu cho các biến áp có điện áp định mức từ 220kV trở lên. Sau đó, tiêu chuẩn IEC mới quy định rằng việc đo xả cục bộ phải được thực hiện khi điện áp hoạt động tối đa Um ≥ 126kV. Tiêu chuẩn quốc gia cũng quy định rằng, đối với các biến áp có điện áp hoạt động tối đa Um ≥ 72,5kV và công suất định mức P ≥ 10.000kVA, cần phải tiến hành đo xả cục bộ trừ khi có thỏa thuận khác.

Phương pháp kiểm tra xả cục bộ tuân theo quy định trong GB1094.3-2003, với giới hạn tiêu chuẩn được đặt không vượt quá 500pC. Tuy nhiên, trong các hợp đồng thực tế, khách hàng thường yêu cầu giới hạn ≤300pC hoặc ≤100pC. Các thỏa thuận kỹ thuật như vậy yêu cầu nhà sản xuất biến áp duy trì tiêu chuẩn kỹ thuật sản phẩm cao hơn.

2. Nguy Cơ của Xả Cục Bộ

Mức độ nghiêm trọng của nguy cơ xả cục bộ liên quan đến nguyên nhân, vị trí và mức điện áp khởi phát và tắt. Điện áp khởi phát và tắt cao hơn nghĩa là ít nguy hiểm hơn, và ngược lại. Về đặc điểm phóng điện, phóng điện ảnh hưởng đến cách điện rắn gây nguy hiểm nhất cho biến áp, làm giảm sức chịu đựng cách điện hoặc thậm chí gây hư hại.

3. Nguyên Nhân Gây Ra Xả Cục Bộ

Các yếu tố gây ra xả cục bộ bao gồm những cân nhắc thiết kế không đầy đủ, nhưng chủ yếu xuất phát từ quá trình sản xuất:

• Cạnh sắc và gờ trên các thành phần làm méo điện trường và giảm điện áp khởi phát;

• Vật ngoại lai và bụi làm tập trung điện trường, dẫn đến xả corona hoặc xả phá vỡ dưới tác động của điện trường bên ngoài;

• Độ ẩm hoặc bọt khí. Do hằng số điện môi của nước và khí thấp hơn, xả sẽ xảy ra đầu tiên dưới ảnh hưởng của điện trường;

• Tiếp xúc kém của các thành phần cấu trúc kim loại treo tạo ra sự tập trung điện trường hoặc gây ra xả tia lửa.

4. Biện Pháp Giảm Xả Cục Bộ

4.1 Kiểm Soát Bụi

Trong các yếu tố gây ra xả cục bộ, vật ngoại lai và bụi là các tác nhân kích hoạt cực kỳ quan trọng. Kết quả kiểm tra cho thấy hạt kim loại lớn hơn 1,5μm có thể tạo ra lượng xả vượt xa 500pC dưới ảnh hưởng của điện trường. Cả bụi kim loại và phi kim đều tạo ra điện trường tập trung, làm giảm điện áp khởi phát và điện áp phá vỡ của cách điện.

Do đó, việc duy trì môi trường và thân máy sạch sẽ trong quá trình sản xuất biến áp là rất quan trọng, và phải thực hiện kiểm soát bụi nghiêm ngặt. Cần thiết lập các xưởng sản xuất kín bụi dựa trên mức độ mà sản phẩm có thể bị ảnh hưởng bởi bụi trong quá trình sản xuất. Ví dụ, trong quá trình làm thẳng dây, bọc giấy dây, chế tạo cuộn dây, lắp ráp cuộn dây, xếp lõi, sản xuất thành phần cách điện, lắp ráp lõi, và hoàn thiện lõi, tuyệt đối không để lại hoặc để các vật ngoại lai hoặc bụi xâm nhập.

4.2 Xử Lý Tập Trung Thành Phần Cách Điện

Thành phần cách điện đặc biệt dễ bị ô nhiễm bởi bụi kim loại, vì một khi bụi kim loại bám vào thành phần cách điện, rất khó để loại bỏ hoàn toàn. Do đó, việc xử lý tập trung trong xưởng cách điện là cần thiết, với khu vực gia công cơ khí riêng biệt được cách ly khỏi các khu vực sinh bụi khác.

4.3 Kiểm Soát Ngặt Nghiêm Gờ Trên Tấm Silicon

Lớp lõi biến áp được hình thành thông qua các quy trình cắt dọc và cắt ngang, điều này không tránh khỏi tạo ra gờ ở mức độ khác nhau. Những gờ này không chỉ gây ra ngắn mạch giữa các lớp, tạo ra dòng điện vòng nội bộ làm tăng tổn thất không tải, mà còn hiệu quả tăng độ dày lõi trong khi giảm số lượng lớp thực tế. Quan trọng hơn, trong quá trình lắp ráp lõi hoặc hoạt động dưới sự rung động, gờ có thể rơi xuống thân lõi, gây ra xả. Ngay cả gờ rơi xuống đáy thùng cũng có thể sắp xếp dưới ảnh hưởng của điện trường, gây ra xả điện势的继续

场。因此，应尽可能减少铁芯层间的毛刺。对于110kV产品，铁芯层间毛刺不应超过0.03mm；对于220kV产品，不应超过0.02mm。

4.4 冷压端子用于引线

4. Kiểm soát chặt chẽ gờ trên tấm silicon

Lớp lõi biến áp được hình thành thông qua các quy trình cắt dọc và cắt ngang, điều này không tránh khỏi tạo ra gờ ở mức độ khác nhau. Những gờ này không chỉ gây ra ngắn mạch giữa các lớp, tạo ra dòng điện vòng nội bộ làm tăng tổn thất không tải, mà còn hiệu quả tăng độ dày lõi trong khi giảm số lượng lớp thực tế. Quan trọng hơn, trong quá trình lắp ráp lõi hoặc hoạt động dưới sự rung động, gờ có thể rơi xuống thân lõi, gây ra xả. Ngay cả gờ rơi xuống đáy thùng cũng có thể sắp xếp dưới ảnh hưởng của điện trường, gây ra xả điện thế. Do đó, nên giảm thiểu gờ trên lớp lõi càng nhiều càng tốt. Đối với sản phẩm 110kV, gờ trên lớp lõi không nên vượt quá 0,03mm; đối với sản phẩm 220kV, không nên vượt quá 0,02mm.

4.4 Đầu nối lạnh cho dây dẫn

Sử dụng đầu nối ép lạnh cho dây dẫn là biện pháp hiệu quả để giảm lượng phóng điện cục bộ. Hàn đồng phốt pho tạo ra nhiều hạt bắn văng dễ rơi vào thân lõi và các thành phần cách điện. Ngoài ra, khu vực biên giới hàn cần được cách ly bằng dây thừng amiăng ngâm nước, đưa độ ẩm vào cách điện. Nếu độ ẩm không được loại bỏ hoàn toàn sau khi bọc cách điện, nó sẽ tăng lượng phóng điện cục bộ của biến áp.

4.5 Làm tròn mép các bộ phận

Làm tròn mép các bộ phận có hai mục đích: 1) Cải thiện phân bố trường điện và tăng điện áp khởi phát phóng điện. Do đó, các bộ phận cấu trúc kim loại trong lõi như kẹp, tấm kéo, đế chân, giá đỡ, tấm ép, mép đầu ra, tường riser bushing, và các tấm chắn từ trên thành trong của thùng chứa đều phải được làm tròn mép. 2) Ngăn chặn ma sát tạo ra mạt sắt. Ví dụ, các bộ phận tiếp xúc giữa lỗ nâng kẹp và dây hoặc móc cần được làm tròn mép.

4.6 Môi trường sản phẩm và hoàn thiện lõi trong quá trình lắp ráp cuối cùng

Sau khi sấy khô chân không lõi, phải thực hiện hoàn thiện lõi trước khi lắp thùng. Các sản phẩm lớn hơn với cấu trúc phức tạp đòi hỏi thời gian hoàn thiện lâu hơn. Vì việc ép lõi và siết chặt các vít được thực hiện khi lõi tiếp xúc với không khí, nên có thể xảy ra hấp thụ độ ẩm và nhiễm bụi trong thời gian này. Do đó, công đoạn hoàn thiện lõi phải được thực hiện trong khu vực chống bụi. Nếu thời gian hoàn thiện (hoặc thời gian tiếp xúc với không khí) vượt quá 8 giờ, cần phải xử lý sấy khô lại.

Sau khi hoàn thiện lõi, phần thùng trên được lắp đặt theo sau là bơm hút chân không và đổ dầu. Vì cách điện lõi hấp thụ độ ẩm trong giai đoạn hoàn thiện, nên cần xử lý khử ẩm, đạt được bằng cách bơm hút chân không sản phẩm. Đây là biện pháp quan trọng để đảm bảo sức mạnh cách điện của các sản phẩm điện áp cao. Mức độ chân không được xác định dựa trên độ ẩm lõi và môi trường cũng như tiêu chuẩn hàm lượng độ ẩm, trong khi thời gian hút chân không được xác định dựa trên thời gian ra khỏi lò, nhiệt độ và độ ẩm môi trường.

4.7 Đổ dầu chân không

Mục đích của việc đổ dầu chân không là để loại bỏ các điểm chết trong cấu trúc cách điện của biến áp thông qua việc bơm hút chân không, hoàn toàn đẩy không khí ra ngoài, sau đó đổ dầu biến áp dưới điều kiện chân không để đảm bảo sự ngấm hoàn toàn của lõi. Sau khi đổ dầu, biến áp phải đứng ít nhất 72 giờ trước khi thử nghiệm, vì mức độ ngấm của vật liệu cách điện phụ thuộc vào độ dày vật liệu cách điện, nhiệt độ dầu và thời gian ngâm. Việc ngấm tốt hơn giảm thiểu khả năng phóng điện, do đó thời gian đứng đủ là rất cần thiết.

4.8 Kín kẽ thùng và các bộ phận

Chất lượng các cấu trúc kín kẽ直接影响翻译质量，我将继续完成越南语的翻译：

Chất lượng các cấu trúc kín kẽ ảnh hưởng trực tiếp đến rò rỉ của biến áp. Nếu có điểm rò rỉ, độ ẩm chắc chắn sẽ xâm nhập vào bên trong biến áp, khiến dầu biến áp và các thành phần cách điện khác hấp thụ độ ẩm—đây là một yếu tố gây ra phóng điện cục bộ. Do đó, hiệu suất kín kẽ hợp lý phải được đảm bảo.