Thử nghiệm biến áp quang điện bao gồm những gì?
1. Đặc điểm và Yêu cầu Kiểm tra của Biến áp Năng lượng Mặt trời
Là một kỹ thuật viên hệ thống năng lượng mới, tôi nhận biết được thiết kế và đặc điểm ứng dụng độc đáo của biến áp năng lượng mặt trời: Đầu ra AC từ bộ nghịch lưu mang nhiều hài bậc lẻ thứ 5/7, với sự méo dạng dòng điện hài tại PCC đạt 1,8% (méo dạng điện áp cao hơn dưới tải thấp), gây nóng quá mức cho cuộn dây và làm già hóa cách điện nhanh chóng. Hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng tiếp đất TN - S, yêu cầu đầu ra pha N đáng tin cậy từ phía thứ cấp để tránh ngắn mạch. Về môi trường, chúng phải chịu nhiệt sa mạc lên đến 60°C, muối biển ven bờ, và nhiễu điện từ công nghiệp.
Những đặc điểm này đòi hỏi tính độc đáo trong kiểm tra: Ngoài các thử nghiệm điện trở DC thông thường, tỷ lệ điện áp, cách điện, và điện áp chịu đựng, cần thêm việc phát hiện hài (Fluke F435 cho THD), theo dõi tăng nhiệt (sử dụng máy ảnh hồng ngoại), kiểm tra hệ thống tiếp đất (phương pháp bốn cực cho điện trở tiếp xúc ≤0,1Ω), và thử nghiệm điện trở ngắn mạch. Mục tiêu chính là đảm bảo hoạt động an toàn trong môi trường điện tử điện lực đồng thời ngăn ngừa rủi ro liên quan đến hài, nhiệt, và tiếp đất.
2. Các Mục Kiểm tra Thông thường và Lựa chọn Công cụ cho Biến áp Năng lượng Mặt trời
2.1 Thử nghiệm Điện trở DC
Thử nghiệm này giúp xác định các đoạn ngắn mạch hoặc kết nối lỏng lẻo trong cuộn dây. Phương pháp bốn cực được sử dụng để loại bỏ can nhiễu từ điện trở đường dây, với các bước bao gồm xả điện khi tắt nguồn, làm sạch cuộn dây, đo nhiệt độ, lựa chọn dòng điện (1A/10A), và hiệu chỉnh nhiệt độ. Máy thử nghiệm điện trở DC ZSCZ - 8900 (độ chính xác: 0,2%±2μΩ, độ phân giải: 0,1μΩ) đáp ứng yêu cầu độ chính xác cao. Giá trị đo được phải so sánh với tiêu chuẩn/dữ liệu lịch sử; sai lệch đáng kể có thể chỉ ra lỗi - như đã thấy trong một trường hợp mà tiếp xúc cuộn dây kém đã được phát hiện thông qua thử nghiệm điện trở DC và sau đó được sửa chữa.
2.2 Thử nghiệm Tỷ lệ Điện áp
Đây là để xác minh tỷ lệ vòng cuộn có phù hợp với thông số thiết kế để đảm bảo điện áp đầu ra ổn định dưới tải. Phương pháp hai voltmeter tính toán tỷ lệ bằng cách đo điện áp sơ cấp/thứ cấp dưới điều kiện không tải, trong khi phương pháp cầu tỷ lệ điện áp cung cấp độ chính xác cao hơn. Ví dụ, mất cân đối điện áp ở đầu ra điện áp thấp của biến áp 800V/400V, do mạch mở phía điện áp cao, đã được phát hiện thông qua thử nghiệm tỷ lệ điện áp.
2.3 Thử nghiệm Hiệu suất Cách điện
2.4 Thử nghiệm Điện trở Ngắn mạch
Phương pháp volt-ampere đánh giá khả năng chịu đựng ngắn mạch: một bên được ngắn mạch, và áp dụng điện áp thử nghiệm vào bên kia để đưa dòng điện định mức qua cuộn dây, đo bằng máy thử nghiệm điện trở CS - 8. Sự thay đổi >±2% so với giá trị nhà máy có thể chỉ ra biến dạng cuộn dây. Lưu ý: Dòng điện thử nghiệm nên được kiểm soát ở 0,5% - 1% của dòng điện định mức để tránh méo dạng sóng.
2.5 Thử nghiệm Tăng Nhiệt
Sau khi hoạt động đầy tải, đo nhiệt độ của cuộn dây, lõi, và vỏ bằng nhiệt kế hoặc nhiệt kế hồng ngoại. Tăng nhiệt độ nên ≤60K cho biến áp ngâm dầu và ≤75K cho biến áp khô. Một biến áp khô hoạt động trong môi trường 60°C mà duy trì tăng nhiệt trong 65K đã kéo dài tuổi thọ hiệu quả.
2.6 Thử nghiệm Hệ thống Tiếp đất
Phương pháp bốn cực đo sự liên tục của tiếp đất để tránh sai lầm từ phương pháp hai cực. Các lỗi phổ biến bao gồm mối nối bị gỉ hoặc sử dụng đệm nhựa không đúng cách, yêu cầu kiểm tra định kỳ. Máy thử nghiệm điện trở tiếp đất bốn cực đảm bảo phép đo đạt tiêu chuẩn 0,1Ω.
2.7 Phát hiện Hài
Đây là thử nghiệm đặc biệt cho hệ thống năng lượng mặt trời, sử dụng Fluke F435 tại PCC để phát hiện hài đến bậc 50 (tập trung vào bậc 5/7). Kết quả phải tuân thủ GB/T 14549 - 93, cung cấp dữ liệu cho tối ưu hóa thiết bị.
3. Thủ tục Kiểm tra Trên Trường và Quy Định An toàn cho Biến áp Năng lượng Mặt trời
3.1 Chuẩn bị Trước Kiểm tra
Lập kế hoạch chi tiết chỉ rõ thông tin dự án, các mục kiểm tra, và danh sách thiết bị (bao gồm máy phân tích điện năng chính xác cao, máy thử nghiệm chất lượng điện, máy ảnh nhiệt hồng ngoại, v.v.). Kiểm tra tính toàn vẹn của thiết bị và điện áp nguồn (220V±10%), và theo dõi điều kiện môi trường - như bức xạ ≥700W/m², sự biến đổi bức xạ <2% trong 5 phút trước, không có gió mạnh hoặc mây - để đảm bảo độ chính xác của kiểm tra.
3.2 Kiểm tra Kết nối Điện
Sử dụng ampe-volt kế pha để xác minh cực tính đầu ra của bộ nghịch lưu phù hợp với đầu cuối sơ cấp tương ứng của biến áp, ngăn chặn tổn thất do dòng điện tuần hoàn. Kiểm tra độ chặt của các kết nối cáp. Đối với biến áp ngâm dầu, kiểm tra mức và màu dầu; đối với biến áp khô, xác minh quạt làm mát hoạt động bình thường.
3.3 Thử nghiệm Điện trở Cách điện
Khi tắt nguồn, sử dụng megohmmeter để kiểm tra cuộn dây điện áp cao/thấp và tiếp đất, ghi lại giá trị ổn định trong 1 phút. Sự giảm đột ngột của điện trở chỉ ra vấn đề về cách điện. Báo cáo thử nghiệm chi tiết phải được lập sau khi thử nghiệm.
3.4 Thử nghiệm Điện áp Chịu đựng AC
Kết nối đầu ra của thiết bị chịu đựng điện áp với các điểm thử nghiệm, đặt tham số là 2× điện áp định mức, tăng dần điện áp trong khi theo dõi sự vỡ, và duy trì trong 60 phút trước khi giảm điện áp.
3.5 Thử nghiệm Tải
Đo điện áp, dòng điện, và công suất đầu ra dưới tải đầy đủ để tính hiệu suất và tỷ lệ điều chỉnh điện áp, trong khi theo dõi tăng nhiệt. Tăng dần dòng điện tải và ghi lại sự thay đổi các tham số để phân tích.
3.6 Thử nghiệm Điện trở Ngắn mạch
Áp dụng điện áp vào phía điện áp cao với phía điện áp thấp được ngắn mạch (sử dụng dây có tiết diện đủ lớn). Kiểm soát dòng điện thử nghiệm ở 0,5% - 1% của giá trị định mức và hiệu chỉnh kết quả theo nhiệt độ (75°C cho biến áp ngâm dầu, 120°C cho biến áp khô) để tránh đánh giá sai về biến dạng cuộn dây.
3.7 Phát hiện Hài
Sử dụng máy phân tích chất lượng điện tại PCC để theo dõi nội dung hài bậc lẻ và tính toán THD, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn quốc gia cho hoạt động an toàn trong môi trường chứa hài.
