Phân tích sâu về công nghệ kiểm soát xả cục bộ và giám sát trực tuyến cho biến áp khô

1. Giới thiệu: Xả cục bộ - "Kẻ giết người vô hình" của vật liệu cách điện khô

Đối với các biến áp khô, đặc biệt là những loại sử dụng công nghệ Epoxy Resin (CR), Xả cục bộ (PD) là một chỉ số cốt lõi quyết định tuổi thọ hoạt động của chúng. Khác với các biến áp ngâm dầu, vật liệu cách điện của các đơn vị khô bị tổn thương không thể phục hồi một khi PD xảy ra (như vết xả theo hình cây), điều này không thể được khôi phục thông qua lọc hoặc thay thế dầu. Việc kiểm soát PD dưới 10pC (hoặc thậm chí 5pC) không chỉ là yêu cầu tiêu chuẩn mà còn là nền tảng để đảm bảo 30 năm hoạt động an toàn.

2. Cơ chế vi mô và khuyết tật vật lý của PD

Qua 29 năm quan sát kỹ thuật, PD trong các biến áp khô thường bắt nguồn từ ba loại khuyết tật vật lý:

3. Tối ưu hóa điện trường và công nghệ che chắn

Phương pháp chính để giảm PD là cải thiện phân bố điện trường và loại bỏ các đỉnh điện trường:

• Thiết kế che chắn tĩnh điện: Cài đặt các vòng chắn điện áp cân bằng có dạng tròn cao ở hai đầu cuộn dây cao và thấp và ở các nhánh đấu.
• Tối ưu hóa làm tròn và bo góc: Tất cả các giá đỡ kim loại và kết nối busbar phải tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn xử lý góc R. Ngay cả các gai nhỏ cũng có thể trở thành nguồn PD liên tục dưới điện áp 10kV hoặc 35kV.
• Độ dư về khoảng cách cách điện: Trong các môi trường cao độ hoặc bụi, khoảng cách phóng điện bề mặt không khí phải được tính toán thông qua mô phỏng phần mềm, với biên độ an toàn 15%-20% được dự trữ.

4. Các thông số kiểm soát cốt lõi trong quá trình đúc

Các biến áp khô chất lượng cao được "sản xuất," không chỉ đơn thuần là "thiết kế."

5. So sánh và tiến hóa của công nghệ giám sát PD

Với yêu cầu của lưới điện số hóa, giám sát PD đã chuyển từ dựa trên phòng thí nghiệm sang giám sát trực tuyến:

• Phương pháp Dòng xung (IEC 60270): Phương pháp chuẩn, cung cấp độ nhạy cao nhưng rất dễ bị nhiễu điện từ tại hiện trường.
• Phương pháp Tần số Siêu cao (UHF): Giám sát tần số giữa $300\text{MHz}\sim 1500\text{MHz}$, cung cấp khả năng chống nhiễu mạnh mẽ. Nó hiệu quả trong việc xác định các xung phóng điện bên trong và đặc biệt phù hợp cho các trạm biến áp đô thị có môi trường điện từ phức tạp.
• Phát hiện siêu âm: Được sử dụng như một công cụ bổ sung để xác định các điểm phóng điện vật lý cụ thể (ví dụ: đầu nối lỏng hoặc theo dõi bề mặt bên ngoài).

6. Đánh giá của chuyên gia: Phân tích xu hướng hơn là giá trị tuyệt đối

Trong bảo trì thực tế, mặc dù giá trị tuyệt đối của một lần kiểm tra PD là quan trọng, nhưng Phân tích xu hướng về khối lượng PD theo thời gian có giá trị dự đoán lớn hơn.

• Nếu khối lượng PD tăng theo cấp số nhân trong sáu tháng, điều này cho thấy sự suy giảm vật lý sâu sắc của hệ thống cách điện, ngay cả khi giá trị hiện tại nằm trong phạm vi được chấp nhận.
• Sử dụng mô hình PRPD (Partial Discharge Phased-Resolved), các kỹ sư có kinh nghiệm có thể phân biệt giữa "phóng điện trong rỗng" và "theo dõi bề mặt", cho phép lập kế hoạch bảo trì có mục tiêu.