Máy biến áp điện và máy biến áp phân phối (gọi chung là "máy biến áp" dưới đây) là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện và việc kiểm tra định kỳ là bắt buộc trước khi giao hàng tại nhà máy hoặc-chạy thử tại chỗ để xác minh việc tuân thủ các tiêu chuẩn thiết kế, yêu cầu an toàn và độ tin cậy vận hành. Các hạng mục thử nghiệm được tiêu chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ: dòng IEC 60076) và tiêu chuẩn quốc gia (ví dụ: dòng GB/T 1094), với sự khác biệt nhỏ giữa máy biến áp điện (điện áp/công suất cao hơn, được sử dụng trong mạng truyền tải) và máy biến áp phân phối (điện áp/công suất thấp hơn, được sử dụng trong mạng phân phối). Dưới đây là bản tóm tắt có cấu trúc của các hạng mục kiểm tra thường xuyên cốt lõi, được phân loại theo mục tiêu chức năng:
Kiểm tra hiệu suất điện (Các hạng mục thường xuyên cốt lõi)
1. Kiểm tra điện trở cách điện (IR Test)
Mục đích: Đánh giá tính toàn vẹn của hệ thống cách điện của máy biến áp (cuộn dây, lõi, ống lót, v.v.) và phát hiện các khuyết tật như độ ẩm, nhiễm bẩn hoặc suy giảm cách điện.
Nguyên tắc: Sử dụng megohm kế (500V/1000V/2500V, tùy thuộc vào điện áp định mức) để đo điện trở giữa các cuộn dây, cuộn dây với đất (lõi/thùng) và giữa các pha cuộn dây khác nhau.
Tiêu chuẩn:
Không giảm đáng kể so với dữ liệu cơ bản của nhà máy (thường Lớn hơn hoặc bằng 100 MΩ đối với máy biến áp phân phối, Lớn hơn hoặc bằng 500 MΩ đối với máy biến áp điện).
Tỷ lệ điện trở cách điện ở 60 độ đến 20 độ phải nằm trong khoảng 1,5–2,5 (cần hiệu chỉnh nhiệt độ).
Khả năng áp dụng: Bắt buộc đối với tất cả các máy biến áp; -thử nghiệm tại chỗ thường bao gồm so sánh trước- và sau-cài đặt.
2. Đo điện trở cuộn dây
Mục đích: Xác minh chất lượng sản xuất cuộn dây (ví dụ: độ kín của vòng dây, độ chính xác của thước đo dây), phát hiện các kết nối kém (ví dụ: các đầu nối lỏng) và tính toán tổn thất đồng.
Nguyên tắc: Sử dụng phương pháp cầu DC (cầu Kelvin cho điện trở thấp, cầu Wheatstone cho điện trở trung bình) để đo điện trở DC của từng cuộn dây (điện áp cao, điện áp thấp, cuộn dây nấc) ở nhiệt độ phòng.
Tiêu chuẩn:
Đối với máy biến áp ba{0}}pha: Tỷ lệ mất cân bằng điện trở pha Nhỏ hơn hoặc bằng 2%; Tỷ lệ mất cân bằng điện trở đường dây Nhỏ hơn hoặc bằng 1%.
Đối với máy biến áp một pha: Giá trị điện trở phải nằm trong khoảng ±3% giá trị thiết kế.
Lưu ý: Kết quả phải được hiệu chỉnh về nhiệt độ tham chiếu (ví dụ: 75 độ đối với cuộn dây đồng) bằng công thức: Rt=R20×235+20235+t (235 là hệ số nhiệt độ của đồng).
3. Xác minh tỷ lệ điện áp và vị trí nhấn
Mục đích: Đảm bảo tỷ số điện áp của máy biến áp (điện áp-cao/điện áp{1}}thấp) phù hợp với giá trị thiết kế và bộ chuyển đổi vòi (khi{2}}tải hoặc tắt-tải) hoạt động chính xác.
Nguyên tắc: Đặt điện áp xoay chiều thấp (thường là 10–20% điện áp định mức) vào một cuộn dây (ví dụ: phía điện áp-cao), đo điện áp cảm ứng trên cuộn dây còn lại và tính tỷ số điện áp thực tế: kactual=U2U1.
Tiêu chuẩn:
Độ lệch giữa tỷ số điện áp thực tế và tỷ số định mức Nhỏ hơn hoặc bằng ±0,5% (đối với máy biến áp phân phối) hoặc ±0,2% (đối với máy biến áp điện).
Đối với máy biến áp có bộ chuyển đổi nấc điều chỉnh: Kiểm tra tất cả các vị trí nấc điều chỉnh để xác nhận không có nấc điều chỉnh nào bị thiếu hoặc sai.
Phương pháp: Sử dụng máy kiểm tra tỷ số điện áp chuyên dụng (có tính năng phát hiện vị trí vòi tự động cho-bộ thay đổi vòi khi tải, OLTC).
4. Kiểm tra trình tự pha và cực tính
Mục đích: Ngăn chặn việc đấu nối ngược các cuộn dây (có thể gây đoản mạch hoặc dòng điện không chính xác) và đảm bảo tính nhất quán của trình tự pha với hệ thống điện.
Kiểm tra phân cực:
Nguyên tắc: Sử dụng phương pháp "đánh dấu dấu chấm"-đặt điện áp DC vào cuộn sơ cấp và quan sát hướng của dòng điện cảm ứng trong cuộn thứ cấp bằng điện kế. Nếu điện kế lệch dương thì các cực được kết nối có cùng cực tính (được đánh dấu bằng dấu chấm).
Kiểm tra trình tự pha:
Nguyên tắc: Đặt điện áp xoay chiều ba pha vào cuộn sơ cấp, đo mối quan hệ pha giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp bằng máy hiện sóng hoặc máy đo thứ tự pha. Đảm bảo trình tự pha (ví dụ: ABC) phù hợp với thiết kế.
Tiêu chuẩn: Phân cực và thứ tự pha phải phù hợp với bảng tên và bản vẽ thiết kế (quan trọng đối với hoạt động song song của máy biến áp).
5. Đo lường trở kháng mạch-ngắn mạch (Thử nghiệm Zk)
Mục đích: Đánh giá khả năng chịu được dòng điện ngắn mạch của máy biến áp, tính toán tổn thất ngắn mạch- và xác minh độ bền cơ học của cuộn dây.
Nguyên tắc: Đoản mạch một cuộn dây (ví dụ: phía điện áp-thấp), đặt điện áp xoay chiều thấp vào cuộn dây còn lại (ví dụ: phía điện áp-cao) và điều chỉnh dòng điện theo giá trị định mức. Đo điện áp ứng dụng (Uk) và công suất đầu vào (Pk). Trở kháng ngắn mạch-được tính như sau: Zk=UratedUk×100% và tổn hao-ngắn mạch Pk là công suất tiêu thụ ở dòng điện định mức.
Tiêu chuẩn:
Đoản mạch-độ lệch trở kháng mạch Nhỏ hơn hoặc bằng ±5% giá trị thiết kế (rất quan trọng đối với hoạt động song song vì trở kháng không khớp gây ra mất cân bằng tải).
Tổn hao ngắn mạch-Nhỏ hơn hoặc bằng ±10% giá trị thiết kế (đối với máy biến áp phân phối) hoặc ±5% (đối với máy biến áp điện).
Lưu ý: Các thử nghiệm được thực hiện ở tần số định mức (50/60 Hz) và kết quả được hiệu chỉnh về nhiệt độ tham chiếu.
6. Không-Đo tổn thất tải và dòng điện kích thích (Kiểm tra tổn hao sắt)
Mục đích: Đánh giá hiệu suất từ tính của lõi (ví dụ: mất độ trễ, mất dòng điện xoáy) và phát hiện các khuyết tật của lõi (ví dụ: các lớp mỏng bị lỏng, các bu lông lõi bị đoản mạch).
Nguyên tắc: Mở-mạch một cuộn dây (ví dụ: phía điện áp-cao), đặt điện áp định mức (và tần số định mức) cho cuộn dây còn lại (ví dụ: phía điện áp-thấp), đo công suất đầu vào (P0, không-tổn thất tải) và dòng điện kích thích (I0).
Tiêu chuẩn:
Không-tổn thất tải Nhỏ hơn hoặc bằng ±10% giá trị thiết kế (máy biến áp phân phối) hoặc ±5% (máy biến áp điện).
Dòng điện kích thích Nhỏ hơn hoặc bằng 5% dòng điện định mức (máy biến áp phân phối) hoặc Nhỏ hơn hoặc bằng 3% (máy biến áp điện, dành cho các tổ máy công suất lớn).
Thông tin chi tiết quan trọng: Không-tổn thất tải chủ yếu là do chất lượng vật liệu lõi-tổn thất quá mức cho thấy các lớp lõi kém hoặc hư hỏng cách điện giữa các lớp.
7. Kiểm tra khả năng chịu điện môi (Thử nghiệm nồi Hi-)
Mục đích: Xác minh khả năng chịu được quá điện áp nhất thời của hệ thống cách điện (ví dụ: sét, đột biến chuyển mạch) mà không bị hỏng.
Các loại:
Kiểm tra điện môi xoay chiều: Đặt điện áp xoay chiều hình sin (1,5–2,5 lần điện áp định mức) vào cuộn dây trong 1 phút (ví dụ: 3kV đối với máy biến áp phân phối 10kV, 20kV đối với máy biến áp điện 110kV).
Kiểm tra điện môi DC: Dùng cho máy biến áp công suất lớn (để tránh quá tải dòng điện dung); cấp điện áp DC (2,5–3 lần điện áp xoay chiều định mức) trong 1 phút.
Tiêu chuẩn: Không đánh thủng cách điện (hồ quang, phóng điện) hoặc tăng dòng điện rò đáng kể trong quá trình thử nghiệm.
Lưu ý: Thực hiện sau khi kiểm tra điện trở cách điện (nếu IR quá thấp, thử nghiệm Hi{0}}Pot có thể gây hư hỏng lớp cách điện).
Các thử nghiệm cụ thể-Máy biến áp nạp dầu-(Hầu hết các máy biến áp điện/phân phối đều được ngâm trong dầu-)
1. Kiểm tra chất lượng dầu máy biến áp
Mục đích: Đảm bảo độ bền điện môi, độ ẩm và độ tinh khiết của dầu cách điện (dầu đóng vai trò cách điện và làm mát).
Mục cốt lõi:
Kiểm tra điện áp đánh thủng: Đo điện áp tại đó dầu bị hỏng ( Khoảng cách lớn hơn hoặc bằng 35 kV/2,5 mm đối với dầu mới, Lớn hơn hoặc bằng 25 kV đối với dầu đang sử dụng).
Độ ẩm: Nhỏ hơn hoặc bằng 10 ppm (phần triệu) đối với dầu mới, Nhỏ hơn hoặc bằng 30 ppm đối với-dầu đang sử dụng (độ ẩm làm giảm hiệu suất cách nhiệt).
Độ axit: Nhỏ hơn hoặc bằng 0,03 mg KOH/g (độ axit làm tăng tốc độ lão hóa cách điện).
Phân tích khí hòa tan (DGA): Đối với máy biến áp điện,-phát hiện các loại khí (ví dụ: H₂, CH₄, C₂H₂) được tạo ra do sự xuống cấp cách điện hoặc quá nhiệt (tùy chọn để kiểm tra định kỳ nhưng bắt buộc đối với các thiết bị lớn).
2. Kiểm tra rò rỉ dầu
Mục đích: Chống rò rỉ dầu (gây hư hỏng cách điện và ô nhiễm môi trường).
Phương pháp:
Kiểm tra áp suất: Bịt kín thùng máy biến áp, đổ đầy không khí khô hoặc nitơ đến 0,03–0,05 MPa và duy trì trong 24 giờ-áp suất không giảm hoặc rò rỉ rõ ràng.
Thử nghiệm ngâm dầu: Ngâm bình chứa (hoặc các khớp nối then chốt) trong nước; không có bọt khí chứng tỏ không có rò rỉ.
Tiêu chuẩn: Không rò rỉ dầu tại các mối nối (mặt bích, ống lót, bộ chuyển đổi vòi) hoặc các mối hàn.
Kiểm tra hệ thống cơ khí và phụ trợ
1. Kiểm tra vận hành bộ thay đổi nấc (Dành cho máy biến áp có bộ thay đổi nấc)
Mục đích: Xác minh độ tin cậy của-bộ chuyển đổi vòi có tải (OLTC) hoặc-bộ chuyển đổi vòi không tải (OLTC).
Mặt hàng:
Vận hành cơ học: Vận hành bộ đổi vòi bằng tay hoặc bằng điện qua tất cả các vị trí-không bị kẹt và chỉ báo vị trí vòi là chính xác.
Tính liên tục về điện: Kiểm tra xem mạch cuộn dây có liên tục ở mỗi vị trí vòi không (không có mạch hở).
OLTC Cụ thể: Kiểm tra điện trở chuyển tiếp (để tránh phóng điện khi thay đổi vòi) và độ bền cơ học (Lớn hơn hoặc bằng 10.000 thao tác đối với OLTC).
2. Kiểm tra nối đất lõi
Mục đích: Ngăn chặn điện thế nổi trong lõi (gây hư hỏng lớp cách điện) đồng thời tránh đoản mạch lõi.
Nguyên tắc: Đo điện trở của dây nối đất lõi (thường là 1–100 Ω). Điện trở 0 Ω biểu thị lõi bị đoản mạch-(nguy hiểm), trong khi điện trở vô hạn biểu thị khả năng tiếp đất kém.
Tiêu chuẩn: Lõi phải được nối đất tại một điểm (nối đất một điểm) có điện trở trong phạm vi được chỉ định.
3. Kiểm tra chỉ báo nhiệt độ và hệ thống làm mát
Chỉ báo nhiệt độ: Hiệu chỉnh các chỉ báo nhiệt độ dầu và nhiệt độ cuộn dây để đảm bảo độ chính xác (độ lệch Nhỏ hơn hoặc bằng ± 2 độ).
Hệ thống làm mát:
Để làm mát tự nhiên (ONAN): Xác minh không có vật cản nào cản trở quá trình tản nhiệt.
Để làm mát cưỡng bức (ONAF/OFAF): Kiểm tra quạt/máy bơm-tự động khởi động/dừng dựa trên nhiệt độ và không có tiếng ồn hoặc độ rung bất thường.