Thí nghiệm máy biến áp

1- Thí nghiệm máy biến áp - quy trình (Theo máy biến thế Đông Anh)

 Thí nghiệm máy biến áp :

Máy biến áp của chúng tôi sản xuất theo tiêu chuẩn:TCVN:1011-2015, TCVN:3079-2015,TCVN:2608-2015, TCVN 6306-1: 2015 (IEC 60076-1: 2011) và thiết kế, chế tạo theo yêu cầu khách hàng).

Các quy trình thí nghiệm máy biến áp:

Tất cả các máy biến áp được thử nghiệm theo tiêu chuẩn IEC 60076 tại phòng thí nghiệm, Theo tiêu chuẩn máy biến áp được thử nghiệm xuất xưởng (Routine test) và thử nghiệm điển hình (Type test). Thử nghiệm xuất xưởng được thực hiện theo các quy trình như sau:

1.1. Thí nghiệm thường xuyên:

Đo điện trở các cuộn dây.
Đo tỉ lệ số biến áp và kiểm tra tổ đấu dây.
Đo tổn hao ngắn mạch
Đo tổn hao không tải và dòng điện không tải.
Thử nghiệm thường xuyên đối với điện môi (IEC 60076-3).

1,2. Thí nghiệm điển hình:

Thử độ tăng nhiệt (IEC 60076-2).
Thử nghiệm điển hình đối với điện môi (IEC 60076-3).

1.3. Thí nghiệm đặc biệt:

Các thử nghiệm điển hình đối với điện môi (IEC 60076-3).
Xác định điện dung giữa các cuộn dây với đất và giữa các cuộn dây với nhau.
Xác định đặc tuyến truyền điện áp quá độ.
Đo tổng trở thứ tự không cho máy biến áp 3 pha.
Thử nghiệm chịu ngắt mạch (IEC 60076-5).
Đo độ ồn (IEC 60551).
Đo các sóng hài của dòng điện không tải.
Đo khả năng làm việc của quạt và các động cơ bơm dầu.
Đo điện trở cách điện với đất của các cuộn dây.  

2- Ý nghĩa đo điện trở một chiều (điện trở cuộn dây) của máy biến áp
Việc đo điện trở một chiều (điện trở cuộn dây) trong máy biến áp là một hạng mục thí nghiệm chủ yếu là để xác định chất lượng chất lượng các mối nối, mối tiếp xúc từ cuộn dây cho đến đầu cực máy biến áp, sự bất thường của chính cuộn dây (có thể bị đứt hoặc ngắn mạch). Qua hạng mục này, ta sẽ phát hiện được các hư hỏng ở các điểm nối sau:
Chỗ nối các nhánh vào cuộn dây
Chỗ nối các đầu dây ra với ruột sứ
Chỗ nối các đầu dây ra với bộ chuyển nấc
Sơ bộ chuẩn đoán có chạm chập một số vòng trong các cuộn dây.
Ở bộ phận chuyển nấc: Tại tiếp điểm của các bộ phận chuyển nấc và các khớp nối của nó.
Cuộn dây có bị đứt hay không.
Khi các mối nối, mối hàn không tốt dẫn đến điện trở cuộn dây cao gây phát nhiệt, làm giảm tuổi thọ của máy biến áp...
Chạm chậm vòng dây trong máy biến áp có thể xảy ra do quá điện áp khí quyển hoặc cách điện bị già cỗi. Dòng điện bị sự cố chạy trong mạch bị chạm chập có thể lớn gấp nhiều lần dòng định mức của máy biến áp tùy theo số vòng bị chạm chập.

Dòng điện này tạo ra những xung lực lớn xô đẩy các vòng dây của máy biến áp và trong nhiều trường hợp có thể làm hỏng cuộn dây. Bảo vệ qua dòng điện đặt ở máy biến áp thường khó phát hiện sự cố chạm chập các vòng dây, vì theo quan hệ cân bằng sức từ động, dòng điện pha sự cố có thể tăng lên không đáng kể so với trị số danh định.

3- Thí nghiệm không tải máy biến áp

Tổn thất không tải máy biến áp
+Tổn thất không tải bao gồm:
- Tổn thất sắt PFe do từ trễ và dòng điện xoáy trong lõi thép gây nên.
- Tổn thất điện môi của vật liệu cách điện.
- Tổn thất đồng do dòng điện không tải.
+Tổn thất 2, 3 rất nhỏ nên có thể bỏ qua. Do đó, tổn thất sắt quyết định tổn thất không tải MBA P0 = PFe
Chú ý: Với những máy biến áp mới, sau đại tu hay di chuyển ta sẽ thí nghiệm hạng mục không tải của máy biến áp.

Mục đích thí nghiệm không tải MBA
+Xác định:
- I0% - Dòng điện không tải (dùng từ hóa lõi thép).
- P0% - Tổn hao không tải (Không phụ thuộc vào tải).
+Thông qua I0%; P0% ta có thể phát hiện:
- Chạm chập, đứt cuộn dây máy biến áp.
- Chất lượng lõi thép,
- Ví dụ: Lõi thép có thể bị xô lệch khi di chuyển tới nơi lắp đặt
Vật liệu làm lõi từ rồi kỹ thuật thiết kế mạch từ chưa tốt gây tổn hao không tải lớn.
+Gián tiếp kiểm tra cách điện máy biến áp.

Biện pháp an toàn thí nghiệm không tải máy biến áp
+Khi thí nghiệm không tải ở cuộn dây LV > cảm ứng một sức điện động sang cuộn HV > Gây nguy hiểm cho người và thiết bị. Do đó:
- Cô lập máy biến áp, tạo khoảng cách an toàn cần thiết.
- Căng dây an toàn, treo biển báo và cử người trông an toàn xung quanh máy biến áp.

Phương pháp thí nghiệm không tải máy biến áp.
+Ở mỗi đơn vị thí nghiệm sẽ có thiết bị đo không tải khác nhau, có thể đo gián tiếp qua Vonmet, Ampemet hay trực tiếp hiển thị giá trị I0%; P0% như Hioky PW, Norma D4000.
+Nguyên tắc:
- Hạng mục đo không tải phải được làm trước các hạng mục liên quan đến nguồn DC để tránh ảnh hưởng của từ dư. Hoặc ta phải khử từ trước khi tiến hành đo không tải.
- Điện áp thí nghiệm U> 5%Uđm
- Đưa điện áp thí nghiệm không tải vào cuộn hạ áp, các cuộn còn lại để hở mạch.
Ví dụ: MBA 22/0,4kV ta sẽ đưa áp và cuộn dây LV, cuộn HV để hở mạch.
-Tăng dần dần điện áp đặt vào cuộn dây máy biến áp đến giá trị định mức. Trong quá trình lên không được giảm điện áp để tránh ảnh hưởng của từ trễ.
- Khi điện áp thí nghiệm U < Uđm ta phải quy đổi Pđo theo Uđm

Thí nghiệm không tải bằng nguồn 3 pha

+Mắc sơ đồ như hình:

+Suy ra: P0 = Pab + Pbc

Thí nghiệm không tải bằng nguồn 1 pha

+Cuộn dây MBA đấu Y
- Đo không tải cuộn dây ab
Mắc sơ đồ như hình dưới:

Kết quả thu được: P0ab = P0a + P0b
                           I0ab
- Tương tự với cuộn bc, ca:

Kết quả thu được: P0bc = P0b + P0c
P0ca = P0c + P0a
I0bc; I0ca
- Suy ra:
Công suất không tải 3 pha: P0 = P0a + P0b + P0c = (P0ab + P0bc + P0ca)/2
Dòng không tải trung bình: I0 = (I0ab + I0bc + I0ca)/3
+Cuộn dây MBA đấu Y0
- Đo cuộn dây an
Mắc sơ đồ như hình dưới:

Kết quả thu được: P0a; I0a
- Đo tương tự với cuộn bn, cn

Kết quả thu được: P0b; P0c; I0b; I0c
- Suy ra:
Công suất không tải 3 pha: P0 = P0a + P0b + P0c
Dòng không tải trung bình: I0 = (I0a + I0b + I0c)/3
+Cuộn dây MBA đấu Δ
- Đo cuộn dây ab, nối tắt bc.
Mắc sơ đồ như hình dưới:

Kết quả thu được: P0ab = P0a + P0b
                          I0ab
- Tương tự với cuộn bc (nối tắt ac); ca (nối tắt ab)

Kết quả thu được: P0bc = P0b + P0c
P0ca = P0c + P0a
I0bc; I0ca
- Suy ra:
Công suất không tải 3 pha: P0 = P0a + P0b + P0c = (P0ab + P0bc + P0ca)/2
Dòng không tải trung bình: I0 = (I0ab + I0bc + I0ca)/3
+Chú ý: Khi đo không tải máy biến áp mà không lên bằng điện áp định của cuộn dây thì ta phải quy đổi theo công thức:

- Trong đó:
POđm : Quy đổi theo điện áp định mức Uđm
P’O : Tổn thất không tải khi đo ở điện áp thấp U’
n: hệ số (n=1,8 với thép cán nóng, n=1,9 với thép cán nguội)

Đánh giá kết quả đo không tải
+Việc đánh giá được tiến hành khi ta quy đổi kết quả đo được về cùng điều kiện với nhà sản xuất.
- Dòng không tải ≤ 130% * I0 (nhà sản xuất).
- Tổn thất không tải ≤ 115% *P0 (nhà sản xuất).
+Do kết cấu mạch từ các pha khác nhau, pha B thường ngắn hơn A,C nên:
- I0a; I0c = (1,2 – 1,5)*I0b
- P0a; P0c = (1,2 – 1,5)*P0b
- Kết quả không tải (P0; I0) pha a, c không lệch nhau quá 5%.

 4 - Đo cách điện máy biến áp

Đo cách điện máy biến áp thường là hạng mục thí nghiệm đầu tiên để đánh giá tình trạng sơ bộ về cách điện của máy biến áp. Khi cách điện tốt,sẽ an toàn cho người và thiết bị để thí nghiệm các hạng mục còn lại.

Mục đích thí nghiệm cách điện máy biến áp
Bước đầu kiểm tra sơ bộ tình trạng cách điện (xem có hiện tượng chạm chập, ngắn mạch..) giữa các cuộn dây với nhau, giữa các cuộn dây với (vỏ + đất).

Là bước đầu tiên để quyết định việc có thí nghiệm các hạng mục tiếp theo không.

Sơ đồ thí nghiệm cách điện máy biến áp
Điện áp thí nghiệm:

Cuộn dây 0,4 kV: Đo cách điện ở thang 500 VDC

Cuộn dây > 1000 V: Dùng thang 2500 VDC, 5000 VDC.

Nguyên tắc đo:

Bước đầu tiên đo cách điện: Ta dùng cồn vệ sinh sạch sẽ bề mặt sứ phía cao và phía hạ máy biến áp để loại bỏ dòng rò bề mặt.

Khi đo cuộn dây nào thì các cuộn dây còn lại nối tắt với nhau rồi nối vào vỏ máy (đã tiếp đất).

VD: MBA 22/0,4 kV có tổ đấu dây D/yn - 11:

Đo cách điện cuộn LV - (HV+Vỏ+Đất):

Đo cách điện cuộn HV - (LV+Vỏ+Đất):

>> Từ 2 phép đo trên ta đánh giá được tình trạng cách điện: HV - LV; HV - Vỏ; LV - Vỏ.

Trình tự đo cách điện máy biến áp:

Bước 1: Kiểm tra thiết bị

Kiểm tra đồng hồ Megaohm trước khi đo:

Kẹp hai cực đo với nhau, chọn thang 500 VDC. Nếu kim đồng hổ chỉ 0 MΩ > Dây đo còn tốt.

Tách 2 cực đo, chọn thang 5000 VDC.Nếu kim đồng hồ chỉ ∞ MΩ > Thiết bị tốt.

Bước 2: Tiến hành đo cách điện

Cô lập máy biến áp cần đo.

Với máy biến áp 2 cuộn dây, mắc sơ đồ thí nghiệm như hình trên.

Ghi lại nhiệt độ cuộn dây máy biến áp. Nếu MBA chưa hoạt động có thể lấy nhiệt độ cuộn dây bằng với nhiệt độ môi trường. Ghi giá trị điện trở cách điện tại giây thứ 15 (R15) và giây thứ 60 (R60). Tính Kht = (R60)/(R15).

Đánh giá kết quả đo cách điện máy biến áp.
Nếu có test report nhà sản xuất: Quy đổi giá trị đo được về cùng nhiệt độ theo bảng sau:

Kí hiệu: θtc - Nhiệt độ khi đo Rcđ tiêu chuẩn.

θđo - Nhiệt độ khi đo Rđo.

∆θ = θđo - θtc, dựa vào bảng trên tìm Kqđ.

Nếu ∆θ > 0 suy ra: Rqđ = Rđo*Kqđ

Nếu ∆θ < 0 suy ra: Rqđ = Rđo/Kqđ

Note: Nếu ∆θ không có trong bảng trên ta có thể dùng công thức nội suy.

Tiêu chuẩn:

Rcđ (đo được) ≥ 70% Rcđ (nhà sx)

Note: (Rcđ (đo được) là R60)

Theo kinh nghiệm: hệ số hấp thụ (khi đo ở 20°C).

Kht > 1,3 suy ra cách điện khô.

Kht < 1,3 suy ra cách điện ẩm.

Nếu không có test report nhà sản xuất

Ta quy đổi về nhiệt độ tiêu chuẩn rồi so sánh với giá trị trong bảng sau:

Note: Tiêu chuẩn cách điện đối với phía hạ MBA cấp 0,4 kV: > 2 MΩ.

VD1: Theo test report nhà sản xuất R60 ở 25°C là 820 MΩ.

Ta cắt điện để kiểm tra định kỳ đo được ở 45°C là 620 MΩ.

Quy đổi về 25°C: ∆θ = θđo - θtc = 45 - 25 = 20°C

> Rqđ = Rđo*Kqđ = 620 * 2.25 = 1395 MΩ.

So sánh với test report nhà sản xuất: 1395/820 > 70%. Do đo, cách điện của máy biến áp đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.

Hãy ghé thăm chúng tôi !