Những lỗi phổ biến trong biến áp phân phối một pha là gì?
Biến áp phân phối một pha, là thiết bị biến đổi điện áp và phân phối điện quan trọng trong hệ thống điện, được sử dụng rộng rãi trong lưới điện nông thôn, khu vực dân cư có điện áp thấp và khu vực có tải một pha tập trung. Với tỷ lệ tải một pha trong lưới phân phối không ngừng tăng lên, tỷ lệ hỏng hóc của biến áp một pha cũng đã tăng. Việc phát hiện và xử lý kịp thời các lỗi này rất quan trọng để đảm bảo cung cấp điện. Theo nghiên cứu mới nhất, các lỗi phổ biến của biến áp phân phối một pha chủ yếu tập trung vào năm loại: lỗi cuộn dây, lão hóa cách điện, rò rỉ dầu, nhiệt độ bất thường và lỗi tap điện áp thấp. Những lỗi này không chỉ làm gián đoạn hoạt động bình thường của biến áp mà còn có thể gây hư hỏng thiết bị và gián đoạn cung cấp điện. Bài viết này sẽ phân tích toàn diện nguyên nhân, đặc điểm và phương pháp xử lý các loại lỗi, cung cấp hướng dẫn thực tế cho nhân viên vận hành và bảo trì hệ thống điện.
1. Lỗi Cuộn Dây
Lỗi cuộn dây là loại lỗi phổ biến nhất trong biến áp phân phối một pha, bao gồm ngắn mạch giữa các vòng, đứt mạch và lỗi nối đất của cuộn dây. Chúng chủ yếu do vật liệu cách điện lão hóa, hư hại cơ học hoặc khuyết tật sản xuất. Ngắn mạch giữa các vòng cuộn sẽ gây ra quá nhiệt cục bộ bên trong biến áp, làm tăng tốc độ lão hóa cách điện và cuối cùng có thể dẫn đến hư hỏng hoàn toàn cuộn dây. Nghiên cứu cho thấy khi có sự cố ngắn mạch nhẹ trong cuộn dây biến áp, các thiết bị truyền thống như bảo vệ sai biệt và bảo vệ khí có thể không hoạt động ở giai đoạn đầu của sự cố, đặt yêu cầu cao hơn về khả năng nhận biết sự cố của nhân viên vận hành và bảo trì.
(1) Biểu hiện Sự Cố
(2) Phương Pháp Xử Lý
(3) Chiến Lược Phòng Ngừa
2. Lỗi Lão Hóa Cách Điện
Lão hóa cách điện là lỗi phổ biến thứ hai trong biến áp phân phối một pha, bao gồm lão hóa của vật liệu cách điện rắn và suy giảm cách điện dầu. Lão hóa cách điện sẽ làm giảm hiệu suất cách điện của biến áp và đẩy nhanh quá trình lão hóa tổng thể của thiết bị. Theo thống kê, nó có thể rút ngắn tuổi thọ thiết kế (35 - 40 năm) của biến áp xuống khoảng 20 năm, điều này đặc biệt nổi bật ở các biến áp đã hoạt động lâu dài, trong môi trường khắc nghiệt hoặc với việc vận hành và bảo dưỡng không đủ.
(1) Biểu hiện Sự Cố
(2) Phương Pháp Xử Lý
(3) Chiến Lược Phòng Ngừa
3. Lỗi Rò Rỉ Dầu
Rò rỉ dầu là lỗi thường gặp và có hại trong biến áp phân phối một pha. Nó chiếm hơn 40% lỗi trong các biến áp điện, sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất cách điện và tản nhiệt, và gây ra cháy nổ, ô nhiễm và tổn thất kinh tế.
(1) Biểu hiện Sự Cố
(2) Nguyên Nhân Sự Cố
Lão hóa/hư hỏng của gioăng, nứt mối hàn, lắp đặt đầu cắm không đúng, kết nối lỏng do rung, gỉ sét thùng chứa dầu, và áp suất dầu bất thường do van thở bị tắc.
(3) Phương Pháp Xử Lý
(4) Chiến Lược Phòng Ngừa
4. Lỗi Nhiệt Độ Bất Thường
Nhiệt độ bất thường là loại lỗi quan trọng trong biến áp phân phối một pha, bao gồm quá nhiệt cuộn dây, quá nhiệt cục bộ của lõi sắt, và tăng nhiệt độ dầu. Đó là "kích hoạt" cho các lỗi như lão hóa cách điện, rò rỉ dầu và biến dạng cuộn dây. Theo tiêu chuẩn IEC, khi nhiệt độ điểm nóng nhất đạt 140°C, bọt khí sẽ được tạo ra trong dầu, làm giảm cách điện hoặc gây chập, gây hư hỏng biến áp.
(1) Biểu hiện Sự Cố
(2) Nguyên Nhân Sự Cố
Biến áp quá tải, sự cố nội bộ (ngắn mạch cuộn dây/lõi sắt), sự cố hệ thống làm mát, nhiệt độ môi trường cao, thiếu dầu do niêm phong kém, và thông gió lắp đặt kém.
(3) Phương Pháp Xử Lý
(4) Chiến Lược Phòng Ngừa
5. Lỗi Tap Điện Áp Thấp
Lỗi tap điện áp thấp là đặc thù của biến áp phân phối một pha, bao gồm tiếp xúc kém, đứt mạch, và kết nối sai. Vì phía điện áp thấp chủ yếu sử dụng thiết kế tap-off (như ba/bốn tap), chất lượng kết nối trực tiếp ảnh hưởng đến điện áp đầu ra và ổn định hoạt động, điều này phổ biến ở các biến áp có dao động tải lớn và bảo dưỡng không đủ.
(1) Biểu hiện Sự Cố
(2) Nguyên Nhân Sự Cố
Hàn tap kém, oxi hóa bề mặt tiếp xúc, lắp đặt không chắc chắn, không khôi phục kết nối trong quá trình vận hành và bảo dưỡng, điện trở tiếp xúc lớn do môi trường ẩm, và mòn tiếp điểm do dao động tải.
(3) Phương Pháp Xử Lý
(4) Chiến Lược Phòng Ngừa
6. Ứng Dụng Công Nghệ Giám Sát Trí Tuệ trong Chẩn Đoán Sự Cố
Với sự phát triển của lưới điện thông minh, chế độ chẩn đoán truyền thống dựa trên kinh nghiệm thủ công và các thiết bị đơn giản đã dần được thay thế bằng công nghệ giám sát trí tuệ. Hệ thống chẩn đoán sự cố dựa trên trí tuệ nhân tạo có thể giám sát trạng thái hoạt động theo thời gian thực, cảnh báo rủi ro sớm, và cải thiện độ chính xác và hiệu quả của chẩn đoán.
(1) Công Nghệ Chủ Lưu
Đo nhiệt độ bằng cảm biến hồng ngoại: Với độ chính xác ±1°C, có thể phát hiện chính xác nhiệt độ bất thường.
Chẩn đoán nhận dạng dấu vân âm: Phân tích tần số và đặc tính của tiếng ồn hoạt động để phân biệt giữa tiếng ồn bình thường và tiếng ồn sự cố.
Phân tích khí hòa tan trong dầu: Phát hiện hàm lượng khí đặc trưng để xác định loại và mức độ sự cố nội bộ.
Hệ thống học máy: Kết hợp nhiều tham số để xây dựng mô hình dự đoán sự cố.
(2) Hiệu Quả Ứng Dụng
Sau khi áp dụng đo nhiệt độ hồng ngoại, một công ty điện đã tăng tỷ lệ phát hiện sự cố lên 65% và rút ngắn thời gian xử lý xuống 40%; nhận dạng dấu vân âm có thể phát hiện lỗi cuộn dây trước 3 - 6 tháng. Hệ thống thông minh cũng có thể xác định vị trí sự cố và đánh giá mức độ nghiêm trọng, cung cấp cơ sở cho quyết định vận hành và bảo dưỡng.
7. Các Biện Pháp Bảo Dưỡng và Phòng Ngừa cho Biến Áp Một Pha
Hầu hết các lỗi của biến áp phân phối một pha đều liên quan đến hoạt động lâu dài, môi trường và bảo dưỡng không đủ. Xây dựng hệ thống bảo dưỡng khoa học và thực hiện các biện pháp phòng ngừa là chìa khóa để giảm thiểu lỗi và kéo dài tuổi thọ.
(1) Bảo Dưỡng Hàng Ngày
(2) Phòng Ngừa Phân Loại
Lỗi cuộn dây: Tránh quá tải và thực hiện các bài kiểm tra cách điện định kỳ.
Lão hóa cách điện: Hoạt động theo nhiệt độ kiểm soát và thực hiện kiểm tra chất lượng dầu định kỳ.
Rò rỉ dầu: Thường xuyên kiểm tra gioăng và tăng cường cố định trong môi trường rung.
Nhiệt độ bất thường: Tối ưu hóa lắp đặt, đảm bảo thông gió, và lắp đặt thiết bị theo dõi nhiệt độ.
Lỗi tap: Thường xuyên kiểm tra kết nối, sử dụng quy trình hàn chất lượng cao, và ngăn chặn ẩm trong môi trường ẩm.
(3) Thích ứng và Tối ưu hóa Tiêu Chuẩn
Chọn biến áp hiệu suất cao theo GB20052 - 2020 để giảm tổn thất và tăng nhiệt độ; vận hành nhiều đơn vị song song trong khu vực tải cao để giảm áp lực tải trên một đơn vị; tăng cường quản lý môi trường để giảm sự xói mòn bên ngoài.
8. Kết Luận và Đề Xuất
Các lỗi phổ biến của biến áp phân phối một pha có mối quan hệ mật thiết, và hầu hết đều do một yếu tố duy nhất dẫn đến nhiều biểu hiện lỗi khác nhau. Xây dựng hệ thống chẩn đoán sự cố hoàn chỉnh kết hợp kinh nghiệm truyền thống và công nghệ thông minh có thể cải thiện độ chính xác và hiệu quả của chẩn đoán.
Đề Xuất Quản Lý Vận Hành và Bảo Dưỡng
Hệ thống theo dõi: Xây dựng hệ thống theo dõi toàn diện cho nhiều tham số như nhiệt độ, tiếng ồn, và chất lượng dầu để nắm bắt trạng thái theo thời gian thực.
Tối ưu hóa môi trường: Tối ưu hóa vị trí và phương pháp lắp đặt để giảm tác động của môi trường.
Kiểm tra trước bảo dưỡng: Thường xuyên thực hiện các bài kiểm tra phòng ngừa (kiểm tra điện trở cách điện, kiểm tra chất lượng dầu, v.v.) để phát hiện các mối nguy tiềm ẩn.
Điều chỉnh động: Điều chỉnh chế độ hoạt động và công suất biến áp theo sự thay đổi tải.
Nâng cấp công nghệ: Sử dụng thiết bị theo dõi hiệu suất cao và thông minh để cải thiện hiệu quả và khả năng chẩn đoán.
Sự phát triển của lưới điện thông minh giúp chẩn đoán và quản lý sự cố của biến áp phân phối một pha chuyển hướng tới sự thông minh và tinh vi. Đề nghị các công ty điện giới thiệu các công nghệ và tiêu chuẩn mới, xây dựng hệ thống quản lý sức khỏe dữ liệu lớn, thực hiện cảnh báo sự cố sớm và chẩn đoán chính xác, và cải thiện độ tin cậy và kinh tế của lưới phân phối.
