Những nguyên nhân gây ra sự cố của biến áp điện áp từ tính trong các trạm điện năng lượng mới là gì
Bởi Felix, 15 Năm Trong Ngành Điện
Xin chào mọi người, tôi là Felix, và tôi đã làm việc trong ngành điện trong 15 năm.
Từ việc tham gia sớm vào việc đưa vào sử dụng và bảo trì trạm biến áp truyền thống đến nay quản lý hoạt động hệ thống điện cho nhiều dự án năng lượng mặt trời và gió, một trong những thiết bị tôi thường gặp nhất là Máy biến điện áp điện từ (PT).
Một ngày nọ, một nhân viên ca tại nhà máy năng lượng mới hỏi tôi:
“Chúng tôi có một máy biến điện áp điện từ liên tục quá nhiệt, phát ra tiếng động lạ và đôi khi thậm chí còn gây ra sự cố bảo vệ. Điều gì đang xảy ra?”
Đây là một vấn đề rất phổ biến, đặc biệt là ở các nhà máy năng lượng mới. Là một thành phần đo lường và bảo vệ quan trọng, một khi PT hỏng, nó có thể gây ra từ đo lường không chính xác đến việc tripping hoàn toàn hoặc thậm chí hư hại thiết bị.
Hôm nay, tôi muốn nói về:
Những lỗi thông thường của máy biến điện áp điện từ là gì? Tại sao chúng xảy ra? Và cách khắc phục chúng?
Không có thuật ngữ phức tạp — chỉ là những tình huống thực tế mà tôi đã gặp phải trong những năm qua. Hãy cùng xem xét những vấn đề thường gặp với "người bạn cũ" này.
1. Máy Biến Điện Áp Điện Từ Là Gì?
Hãy bắt đầu với một cái nhìn tổng quan về chức năng cơ bản của nó.
Máy biến điện áp điện từ, còn được gọi là VT hoặc PT, về cơ bản là một máy biến áp giảm áp chuyển đổi điện áp cao thành điện áp thấp tiêu chuẩn (thường là 100V hoặc 110V), được sử dụng bởi các thiết bị đo lường và hệ thống bảo vệ rơle.
Cấu trúc của nó tương đối đơn giản: cuộn dây sơ cấp có nhiều vòng và dây mỏng, kết nối với phía điện áp cao; cuộn dây thứ cấp có ít vòng và dây dày hơn, kết nối với mạch điều khiển.
Tuy nhiên, do đặc điểm cấu trúc này, nó dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện vận hành, thay đổi tải và hiện tượng cộng hưởng.
2. Lỗi Thường Gặp và Phân Tích Nguyên Nhân Gốc
Dựa trên 15 năm kinh nghiệm thực tế của tôi, các loại lỗi phổ biến nhất bao gồm:
Lỗi 1: Quá Nhiệt hoặc Thậm chí Bốc Khói/Cháy
Đây là một trong những vấn đề nguy hiểm nhất — nó có thể dẫn đến suy giảm cách điện hoặc thậm chí cháy.
Nguyên Nhân Có Thể:
Chập mạch thứ cấp hoặc quá tải (ví dụ: nhiều thiết bị bảo vệ được kết nối song song mà không kiểm tra công suất);
Sắt bão hòa (đặc biệt là trong trường hợp cộng hưởng sắt);
Cách điện lão hóa hoặc thấm nước;
Các đầu mối lỏng lẻo gây ra điện trở tiếp xúc cao và nóng cục bộ.
Trường Hợp Thực Tế:
Một lần, tôi tìm thấy một PT quá nhiệt nghiêm trọng tại một trạm tăng áp năng lượng mặt trời — nhiệt độ đo bằng nhiệt hình ảnh vượt quá 120°C. Sau khi tháo dỡ, chúng tôi phát hiện cách điện cuộn dây thứ cấp đã bị cháy. Nguyên nhân là do trạng thái mạch hở do cầu chì thứ cấp bị ngắt trong khi vẫn kết nối với đồng hồ có trở kháng cao.
Lời Khuyên:
Không bao giờ để mạch thứ cấp của PT chạy trong trạng thái hở — mặc dù không nguy hiểm như CT, nhưng nó vẫn có thể gây ra biến dạng điện áp và sai số đo;
Sử dụng nhiệt hình ảnh định kỳ để kiểm tra nhiệt độ các đầu mối và vỏ;
Nếu phát hiện quá nhiệt bất thường, hãy ngắt nguồn ngay lập tức để kiểm tra.
Lỗi 2: Cộng Hưởng Sắt Gây Rung Động Điện Áp
Đây là một trong những vấn đề thường bị bỏ qua nhưng lại nguy hiểm ở các nhà máy năng lượng mới.
Triệu Chứng:
Điện áp ba pha không cân bằng;
Điện áp dao động lên xuống kèm theo tiếng ong ong;
Sự cố bảo vệ hoặc tripping giả;
Đôi khi xuất hiện tín hiệu đất giả.
Nguyên Nhân Gốc:
Trong các hệ thống không tiếp đất hoặc tiếp đất bằng cuộn cảm chống hồ quang, khi dung lượng giữa dây và đất kết hợp với độ tự cảm kích thích của PT dưới một số điều kiện, cộng hưởng sắt có thể xảy ra;
Nó thường được kích hoạt khi chuyển mạch, mất điện đột ngột hoặc tiếp đất một pha.
Trường Hợp Thực Tế:
Tại một trang trại gió, mỗi khi biến áp chính được cung cấp điện, PT phát ra tiếng ong ong, và điện áp bus dao động mạnh, thậm chí kích hoạt tự động chuyển mạch dự phòng sai. Sau khi điều tra, nguyên nhân là do cộng hưởng sắt. Việc lắp đặt một điện trở giảm chấn trong tam giác mở đã giải quyết vấn đề.
Đề Xuất Phòng Ngừa:
Lắp đặt thiết bị chống cộng hưởng (như điện trở tam giác mở hoặc bộ ức chế vi xử lý);
Sử dụng PT chống cộng hưởng (như series JDZXW);
Tối ưu hóa chế độ vận hành để tránh vận hành không đầy pha trong thời gian dài;
Trong quá trình bảo dưỡng, thực hiện các bài kiểm tra đường cong từ hóa để đánh giá xu hướng bão hòa sắt.
Lỗi 3: Điện Áp Thứ Cấp Thấp Hoặc Không Có Đầu Ra
Những vấn đề này thường ảnh hưởng đến đo lường và logic bảo vệ, và đôi khi bị nhầm lẫn với sự cố của thiết bị khác.
Các Nguyên Nhân Có Thể:
Cầu chì sơ cấp bị cháy (thường sau khi sét đánh hoặc sự kiện quá điện áp);
Cầu chì thứ cấp bị cháy hoặc cầu dao khí bị nhảy;
Polarity hoặc tỷ lệ cài đặt sai;
Chập mạch giữa các vòng cuộn bên trong;
Kết nối đầu mối bị oxi hóa hoặc lỏng lẻo.
Trường Hợp Thực Tế:
Tại một trạm năng lượng mặt trời, SCADA hiển thị điện áp bus thấp bất thường. Kiểm tra tại chỗ cho thấy cầu chì sơ cấp của PT đã cháy. Thay thế nó đã khôi phục hoạt động bình thường. Phân tích sâu hơn cho thấy nguyên nhân là do sự gia tăng điện áp từ sét đánh gần đó.
Các Bước Khắc Phục:
Kiểm tra cầu chì và cầu dao trước tiên;
Đo điện áp sơ cấp và thứ cấp để đảm bảo tính nhất quán;
Kiểm tra đấu dây và polarity;
Thực hiện bài kiểm tra tỷ lệ và điện trở cách điện nếu cần thiết.
Lỗi 4: Xả Điện Bên Trong Hoặc Hư Hỏng Cách Điện
Điều này thường xảy ra trong môi trường ẩm ướt hoặc ô nhiễm nặng, đặc biệt là ở vùng ven biển hoặc cao nguyên.
Triệu Chứng:
Mùi cháy hoặc dấu vết xả điện trên vỏ;
Tiếng lách tách trong quá trình vận hành;
Điện trở cách điện giảm;
Trong trường hợp nghiêm trọng, có thể xảy ra nổ hoặc tripping.
Các Nguyên Nhân Có Thể:
Nước thấm vào gây suy giảm cách điện;
Bụi bẩn hoặc chất bẩn bề mặt giảm khoảng cách rò;
Quá tải hoặc tác động của hài sóng lâu dài;
Điều kiện sản xuất hoặc hư hỏng trong quá trình vận chuyển.
Trường Hợp Thực Tế:
Một PT được lắp đặt gần biển liên tục tripping trong mùa mưa. Kiểm tra cho thấy dấu hiệu rõ ràng của xả điện bên trong — nguyên nhân gốc rễ là do niêm phong kém, cho phép nước thấm vào.
Biện Pháp Đối Phó:
Tăng mức bảo vệ (IP54 hoặc cao hơn);
Lắp đặt máy hút ẩm hoặc máy sưởi;
Vệ sinh và sấy khô định kỳ;
Thực hiện các bài kiểm tra cách điện và xả điện cục bộ trước khi đưa vào sử dụng.
Lỗi 5: Sai Lầm Do Con Người Hoặc Lỗi Kết Nối
Sai lầm do con người vẫn là nguyên nhân chính của nhiều sự cố.
Các Sai Lầm Thường Gặp Bao Gồm:
