Tài liệu Bảo trì hệ thống và thiết bị điện phần 1 trình bày các nội dung chính sau: Đại cương về bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị điện; Thử nghiệm thiết bị điện bằng điện áp một chiều; Các phương pháp thử nghiệm thiết bị điện bằng điện áp xoay chiều; Dầu, chất lỏng và khí cách điện; Máy biến áp;... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
LÊ VĂN DOANH PHẠM VĂN CHỚI NGUYỄN THẾ CÔNG NGUYỄN ĐÌNH THIÊN BẢO DƯỠNG & THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ TRONG HỆ THÔNG ĐIỆN ■■ M LẼ VÂN DOANH, PHẠM VĂN CHỚI NGUYỄN THÊ CƠNG, NGUYỄN ĐÌNH THIÊN BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2000 Chịu trách nhiệm xuất : PGS.TS TÒ ĐĂNG HẢI Biên tập : NGUYỄN THỊ NGỌC KHUÊ, NGUYỄN ĐĂNG Trình bày chế bàn : HUY HOÀN Vẽ bia : HƯƠNG LAN In 1500 khô 16 X 24cm Cóng IV ln Hung Khung Giấy phép xuất sơ : 899 - 43 - 14 / 1' 9ÍI In xong nộp lưu chiêu tháng 1/2OOII LỜI NÓI ĐẦU Đê đáp ứng yèu càu cua nghiẹp cong nghiệp hoá, đại hoá đất nước, hệ thống điện Việt Nam phát triển nhanh chóng Sản lượng điện năm 1998 đạt tới 21,6 tí kWh gấp lần năm 1985 Tính đến cuối năm 1998 Việt Nam có tám nhà máy thuỷ điện lớn vừa, ba nhà máy nhiệt điện chạy than, hai nhà máy chạy dầu năm nhà máy chạy tua bin khí với tổng công suất đặt lên tới 5055MW Lưới điện truyền tải 110 - 220- 500kV gồm 6000 km đường dây, 9000 MVA tông công suất máy biến áp, lưới 500kV với tơng dung lượng bốn trạm biến áp 2850 MVA, chiều dài 1500 km Tuyến 500 kV thứ hai nối nhà máy thuỷ điện Yali với hệ thống điện triển khai Lưới phân phổi 35-6kV có khoảng 4000km với tổng dung lượng máy biến áp khoảng 4000 MVA Cho đến tất 61 tính thành có lưới điện quốc gia, 90,7% số huyện, 63% sốxã 50,7% số hộ nông dân có điện lưới sử dụng Trong hệ thống điện Việt Nam có mặt thiết bị điện cua tất hãng tiếng giới General Electric, ABB, Siemens, Schneider, Electrosila, Thomson, Mitsubishi với công nghệ tiền tiến Độ tin cậy cao, khả săn sàng làm việc cao tiêu hàng đầu thiết bị hệ thống điện Hệ thống điện Việt Nam trải dài toàn lãnh thổ, chịụ ảnh hưởng trực tiếp yếu tố môi trường, khí hậu, thời tiết phức tạp, vấn đề bảo dưỡng dự phịng, thử nghiệm thiết bị điện đóng vai trò quan trọng Quyển sách “Bảo dưỡng, thử nghiệm thiết bị hệ thông điện” biên soạn nhằm trang bị cho bạn đọc kiến thức sở thực tiễn công tác bảo dưỡng thử nghiệm thiết bị điện Quyển sách có ích cho kỹ sư, cán kỹ thuật ngành điện công tác hàng ngày họ Quyển sách củng tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành điện trường dai học trung học chuyên nghiệp Sách gồm 11 chương : Chương trinh bày đại cương báo dưỡng thủ nghiệm thiết bị điện Chương trình bày vấn đề thử nghiệm thiết bị điện điện áp chiều Chương trinh bày vân đề thứ nghiệm thiết bị điện điện áp xoay chiều Chương trình bày đặc tinh dầu, chất lỏng chất khí cách điện Chương trinh bày ván đề bào dưdng thư nghiệm máy biến áp Chương trinh bày còng tác bảo dưỡng thử nghiệm cáp phụ kiện Chương trình bày ván đề bảo dưỡng thư nghiệm máy cắt cao áp, trung áp rơ le bào vệ Ch ương ị' trinh bày cơng tác bào dưỡng thử nghiệm thiết bị đóng cắt hạ áp Chương trinh bày công tác báo dưỡng thử nghiệm động máy phát điện Chương 10 trinh bày hệ thống nối đất đo điện trở nối đất Chương 11 trình bay vân đè an tồn cơng tác bảo dưỡng thu' nghiệm thiét bị điện Toàn quyên sách dược biên soạn giới thiệu theo quan diêm bảo dưỡng thứ nghiệm nhăm nàng cao độ tin cậy cùa hệ thống điện Quyên sách sản phàm cùa su' hợp tác Bộ môn Thiết bị diện, Khoa Năng lượng Trương Đại học Bách Khoa Hà Nội với Trung tâm thư nghiệm điện thuộc Tống công ty điện lực Việt Nam PGS.PTS Lê Văn Doanh chủ biên Vi vá trình độ có hạn nên chắn qun sách khơng tránh khơi sai sót Chúng tịi mong nhận chi dẫn, góp ý bạn dọc Mọi dẫn góp ý xin gửi Bộ mơn Thiết bị diện, Khoa Nàng lượng, Trương Đại học Bách Khoa Hà Nội ĐT 8692511 xin chân thành cám on Các tác giả Chương Đại cương bảo dưỡng thử nghiệm thiết bị điện 1.1 LỢI ÍCH CỦA CHƯƠNG TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ OIỆN Ngay sau ditỢc lắp dặt đưa vào vận hành, sử dụng thiết bị điện dã có nguy có b xuống câp va hư hỏng Đây tượng binh thường bói thiết bị diện lập hợp cùa nhiều chi tiết diện từ diện tứ cri khí, thuỷ lực nén dược bố trí môi trường chịu ánh hương nhiệt độ, dô am, mưa, gió, bão Mặt khác q trình vặn hành, su dụng ln có thay đơi vể phụ tái, có hơ trí lại mạch diện bơ sung thèm thiết bị mà nhiều khơng có phe ì hợp tơng thê cua quan thiết kế Cũng cần phái ké đến lựa chọn thiết bị không dung, chỉnh dinh sai thièt bị iưịng diều khiển chi thị, vận hành khơng dũng qui trinh kỹ thuạt 'rất cá yếu tô'kể gây ảnh hướng xấu đến làm việc bình thường toàn hệ thống Chương trim bảo dưỡng dự phịng thử nghiệm thiết bị diện hệ thơng quy trinh qt y phạm, thu tục quán lý vận hành, giám sát hoạt động, bảo dưỡng chi tiĩt thiết bị, dự báo hu hỏng có thơ’ xáy ra, dề biện pháp thay thế, sứa chữa chi tiết có nguy bị hư hóng, thủ nghiệm dãc tinh làm việc củ: thiết bị Vòi chương trinh bảo dường dự phòng thú nghiêm, rủi ro gây lư í hỏng thiết bị lam gián đoan vận hành phát sớm có biện pháp khíc phục kịp thời, vạy hệ thông hoạt đọng với độ tin cậy khả sẵn sà tg làm việc cao Có the nói cơng tác bao dưịng dự phịng thứ nghiệm thiết bị điện giơng việc chăm sóc y tố khám bệnh thuờng xuyên với n gười Phương châm chiến lược thực ố phòng bệnh chữa bệnh lác thiết bị diện phận thể người phải dươc iheo < lõi lliươua xun vã xu lý kịp thói, dụ' đốn trước diễn biến có thơ xa\ ru Lợi ích cúa chương trình báo dường dụ phịng the dược đánh giá trực tiẽp qua việc giảm thời gian ngừng hoạt, dộng cua thiét bị giàm chi phi sứa chùa, cai thiện điều kiện làm việc cho người lao động Ci u tó ngudi bao gió đóng vai trị định người ta thường nói bến người, vi the chương trình bảo dưỡng dự phòng thử nghiệm thiết bị điện nhấn mạnh vai trị đào tạo tồn diện cho đội ngũ cán kỹ thuật vận hành sử dụng 1.2 CÁC CHẾ Độ HOẠT ĐỘNG BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ ĐIỆN Thực chát công tác bảo dưỡng thiết bị điện có thê tóm tắt bòn quy tac sau đây: - Bảo quản thiết bị nơi khô - Bảo quản thiết bị nơi mát mẻ - Giữ cho thiết bị - Giữ cho thiết bị ln kín ; Sau chế độ hoạt động bảo dưỡng thường gặp thực tế 1.2.1 Hoạt động hư hỏng Vói chế độ hoạt động người ta không cần quan tâm tới việc bảo dưỡng Thiết bị làm việc liên tục, phận bị xuống câp sửa chữa thay ảnh hưởng xuống cấp chấp nhận được, điểu đồng nghĩa vởi cô’ hư hỏng thiết bị Với hình thức hoạt động khơng dự kiến báo ngăn chặn xuổhg cấp hậu cơ' thấp nhận Nói chung thiết bị điện có độ tin cậy cao bơ' trí bảo vệ có chọn lọc nên phận bị hư hỏng không làm lây lan sang bội phận khác Nếu thiết bị chi tiết bị hit hỏng thay thê' kịp tíười Chế độ hoạt động cho tối hư hỏng áp dụng cho sở nhỏ, quan) trọng kinh tê' kỹ thuật I 1.2.2 Bào dưỡng kiểm tra cần Vói chê độ hoạt động việc kiểm tra bảo dưỡng thiết tyị tiến hành không thường xuyên định kỳ theo lịch trình Các nguy hư hỏng thường phát sớm sửa chữa kịp thời Tuy khơng ỊCĨ quy định chặt chẽ khâu cần phải bảo dưỡng cách tỉ mỷ ktng có kế hoach bảo dưỡng chi tiết Chế độ hoạt động áp dụng ch(jỊ sở nhỏ, quan trọng kinh tê' kỹ thuật | 1.2.3 Báo dưỡng dự phòng theo kẻ hoạch Hoại dộng bào dưỡng thiẽl bị dược liên bành thường xuyên theo lị'11 trình chặt chẽ sau khống thịi gian vạn hành sau sỏ chu trinh làm việc thiết bị Quy trình thú tục báo dưbng dựa chi dẫn nhà chế tạo tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ Công tác bảo dưỡng hồn tồn có tính chất định kỳ, khơng có ưu tiên đơ'i với thiết bị phận Hình thức hoạt động bảo dưỡng thường áp dụng cho sở lớn có ý nghĩa quan trọng kỹ thuật kinh tế 1.2.4 Bảo dưỡng đặt trọng tâm vào nâng cao độ tin cậy thiết bị Đây hình thức hoạt động bảo dưỡng tích cực khoa học Quy trình'và thủ tục bảo dưỡng dự phịng xây dựng cách chi tiết vào liệu thông kê xác suất xảy hư hỏng tuổi thọ thiết bị nhằm trì hoạt động thường xuyên đảm bảo suất hoạt động cao thiết bị Trong trình làm việc liên tục cập nhật thông tin mổi đốì tượng cần bảo dưỡng thủ tục quy trình, quy phạm nhằm phản ảnh kinh nghiệm vận hành bảo dưỡng thiết bị tiến khoa học cơng nghệ Đây hình thức hoạt động bảo dưỡng tiên tiến cải thiện làm việc an toàn, tin cậy, nâng ốaọ suất hoạt động, giảm chi phí vận hành, bảo dưõng trọng đến chi tiết, phận quan trọng nhất, có xác suất hư hỏng nhiều mà không thực bảo dưỡng, kiểm tra thử nghiệm tràn lan Chương trình bảo dưỡng dự.phịng thử nghiệm đặt trọng tâm vào việc nâng cao độ tin cậy thiết bị đưa dự báo tình trạng thiết bị hưởng dẫn biện pháp xử lý tình húống Để đến định bảo dưỡng thử nghiệm người ta tiến hành đo đạc thường xuyên thông số kỹ thuật thiết bị Ngày với phát triển hoàn thiện thiết bị kỹ thuật đo lường điều khiển, tin học công nghiệp người ta xây dựng hệ chuyên gia lĩnh vực trí tuệ nhân tạo chuyên dụng cho lĩnh vực bảo dưỡng dự phòng thử nghiệm thiết bị điện, hoại động bảo dưỡng dự phịng thử nghiệm đem lậi lợi ích nhiều mặt kinh tế kỹ thuật 1.3 CÁC YẾU TỐ CHÍNH TRONG CÁC QUYẾT ĐỊNH TƠÌ Ưu HỐ CƠNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN Chương trình bảo dưõng dự phòng thử nghiệm áp dụng cho hệ thống điện phụ thuộc vào nhiều yếu tô' liệt kê sau: - Ảnh hưỏng phương diện an toàn thiết bị hư hỏng đến tồn hệ thơng - Ánh hưởng mặt kinh tê cơ' hư hỏng thiết bị đến tồn hệ thống (nàng suất, hiệu kinh tế) xét đến việc ngừng sản xuất chi phí sửa chữa thay thiết bị hư hỏng - Chi phí bảo dưỡng dự phịng - Trình độ kỹ thuật đội ngũ cán kỹ thuật vặn hành - Khả nàng sẵn sàng hoạt động thiết bị - Vân đề chung tồn hệ thơng q trình bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị Chương trình bảo dưỡng dự phịng thử nghiệm thiết bị diện phái thoá tiêu chuân sau : - Phải phù hợp vói điều kiện thực tế hệ thông - Phải ưu tiên nguồn nhân lực, phương tiện vật chất thiết bị sửa chữa, đo lường, thử nghiệm - Hoạt động báo dưỡng có ưu tiên cho hệ thơng thiết bị quan trọng, có cơng suất lớn, có ảnh hưởng định đến tồn hệ thơng - Chương trình bảo dưỡng dự phịng thử nghiệm phải ý đến đặc diêm thiết bị đặc tính mơi trường - Chương trình bảo dưỡng dự phịng phải tính đến đặc điểm thực tê nhà máy kinh nghiệm tích luỹ nhà máy sở khác, tài liệu cẩm nang kỹ thuật hãng chế tạo - Phải ln cập nhật thơng tin mói tình hình sản xuâ't, lịch sử vận hành - Chương trình bảo dưỡng dự phòng thứ nghiệm phải nhân viên kỹ thuật có trình độ cao đảm nhiệm Cán kỹ thuật chuyên vê' công tác bảo dưỡng dự phòng thử nghiệm phải trang bị kiến thức kỹ thuật điện, nắm vững nguyên lý hoạt động, tính cấu trúc thiết bị, kỹ thuật bảo dưỡng phận, chi tiết, kỹ thuật an tồn điện, quy trình bảo dưỡng thử nghiệm thiết bị điện - Đối vâi nhiệm vụ bảo dưỡng thử nghiệm chi tiết quan trọng phải nhân viên kỹ thuật có kinh nghiêm, xử lý chi tiết, thiết bị loại tương tự đảm nhiệm Phân tích sơ nguyên nhân xuống cấp hư hỏng thiết bị tim biện pháp khắc phục Việc nghiên cứu, phán tích nguyên nhân hư hỏng nhiệm vụ quan trọng chương trình bảo dxtỡng thiết bị điện Các buiic phân tích nhít sau : Dự đốn sơ ngun nhân gây hư hỏng chi tiết san xem xét, kiêm tra từng' phận, ví dụ rơle XX hit hỏng t iếp diêm bị ăn mòn So sánh nguyên nhân hư hong dự doán với hư hỏng dã xáy đôi với chi tiết tương tự dể xét xem hư hỏng có tính chất hệ thống hay chi có tính ngẫu nhiên, ví dụ hoạt tính hố học mơi trường có thê ngun nhàn trường hợp tiếp điểm rơle bị ăn mịn Nếu ngun nhân gây hư hỏng khơng có tính hệ thơng, tiến hành sửa chữa, thay Nêư vấn đề hit hỏng có tính chất hàng loạt cần tiếp xúc vởi hãng cưng cấp thiêt bị dê xác định nguyên nhân tìm biện pháp khác phục Nếu vấn đề hư hỏng có liên quan đến thiết kế hệ thông ứng dụng thiết bị yêu tố môi trường cần hiệu chinh thay thê cac chi tiết thích họp, kiểm tra tồn hệ thơng Nêu vân đề hư hỏng liên quan tới thao tác vận hành cần nhận dạng dũng nguyên nhân sứa đối quy trình vận hành cho thích hợp Xác dinh xác nguyên nhân hư hỏng đê biện pháp khác phục, kể việc giảm sát theo dõi thưòng xuyên Thực thú nghiệm chì báo kết sau tiên hành báo dưỡng, hiệu chỉnh 1.4 LẬP KÊ HOẠCH BẢO DƯỠNG Dự PHÒNG VÀ THỬ NGHIỆM Chương trình bảo dưỡng ln mục tiêu cơng tác quản lý sản xuất Xét khía cạnh bên ngồi, việc bảo dưỡng dự phịng thử nghiệm giơng cóng tác bảo hiêrn khơng mang lại hiệu trực tiếp cho sản xuất mà tùng thêm chi phí bố sung, nhiên phân tích, lợi ích lâu dài chương trình báo dưỡng dự phịng thư nghiệm đổì với hoạt động sản xuất lớn Để thiết lập chương trình báo dưỡng dự phòng thù nghiệm thiết bị điện cần tiến hành: - Xác định yếu tô’ chương trình yêu cầu liên tục cung cấp điện, sách quản lý tài dành cho vận hành thay thê t hiết bị - Phân tích liệu vê việc ngừng hoạt động thiết bị tôn that ngừng sản xuất đế khẳng định hiệu chương trình bảo dưỡng thứ nghiệm - Xác định thứ tự ưu tiên bảo dưỡng phần điện theo thứ tự thiết bị đóng vai trò quan trọng 7 Trên lớp cách điện, để đánh giá chất lượng sấy máy biến áp đầu ơhg bakêlìt chi tiết cách điện khác góc gần thành thùng dầu đặt cảm biến Bên ngồi thùng dầu có đặt cảm biến nhiệt vị irí sau đây: Trên thành thùng dầu cứng, theo chiều cao thùng đật điểm Giữa nắp thùng dưối cách nhiệt Trên mặt đáy thùng, đốt nóng Trên sắt góc theo chiểu cao đặt hai, ba điểm Ở vị tri nóng thùng Vị trí nóng xác định cách di chuyển cảm biến sau đóng cuộn dây cảm ứng Bộ cảm biến sử dụng biến trỏ nhiệt cặp nhiệt Hình 5-29 cho sơ đồ bố trí thiết bị vã dụng cụ đo dùng cho sấy chân khơng máy biến áp phương pháp cảm ứng Hình 5.29 Sơ nguyên lý bõ tri thiết bị vã dụng cu đo sấy chân khung cách điện phương pháp sấy cản ưng Van thoát dầu; Thùng đẩu máy biến áp: Cuộn dãy tư hoâ; ìn rót dảu: Chân khơng kế; Bộ cảm biến; Đẩu cảm biến nhiệt độ; Đấu vào tạm thời; Van rút chân không: 10 Bộ làm mát; 11 Dụng cụ đo nhiệt đô; 12 Bơm chân khơng; 13 Chỏ húng cùa bình ngưng; 14 Bộ lọc khơng khí; 15 Tấm đỗt nóng; 16 Đầu nưóc vào, 17 Đau nước 147 Để rút nước tạo áp suất chân không ta sử dụng bơm chân khơng có truyền động đặt thùng dầu Khi sây máy biến áp cần có bơm dự trữ số’ lượng dầu chân không đủ Để tách nước thoát từ cách điện bảo vệ bơm chân không khỏi bị nhiễm ẩm thùng dầu bơm chân khơng có đặt bình làm mát, có khả cho nước vởi lưu lượng 150 lít/ giây bề mặt làm mát từ -ỉ- m2 Nước làm mát vào bình ngược chiều chuyển động khơng khí ẩm Hơi ẩm bị ngưng tụ cịn khơng khí qua ống vào bơm chân khơng Trong q trình sấy chân khơng, van nốì máy biến áp van tháo phải vị trí mồ, van khác vị trí đóng Bộ lọc khơng khí có dung tích khoảng lít đặt dưổi đáy thùng dầu đổ đầy chất hút ẩm khô Để tránh chất hút ẩm không rơi vào thùng dầu bên có đặt lưởi kim loại mịn Để sấy cách điện tổn hao dòng điện cảm ứng ta thực quấn dây theo chu vi thùng dầu cho dòng điện xoay chiều chạy qua Dòng điện tạo nên từ thông biến thiên khép mạch qua thùng thép cảm ứng dịng điện xốy Nhiệt lượng từ thùng dầu truyền vào lõi Để sấy máy biến áp cơng suất nhỏ thường dùng dây quấn pha (hình 5.30a), cịn máy biến áp cơng suất lớn dùng sơ đồ ba pha nhánh song song (hình 5.30b)và hai nhánh song song (hình 5.30c) Hình 5.30 Sơ đổ dây quấn cảm ứng a Một pha; b Ba pha nhánh song song; c Ba pha hai nhành song song Việc tính tốn chi tiết cơng suất kích thước cuộn dây cảm ứng cho [3] 5.3.3 Sấy ngâm lõi máy biến áp dẩu Cách điện thể rắn máy biến áp thường có nguổn gốc xenỉulơ (giấy, tơng), hàm lượng nước đạt tới 8% đặt trời Để đảm bảo tính 148 chất điện mơi tốt, cần sấy khơ điện mơi trưóc ngâm dầu vổi cuối giai đoạn sây hàm lượng ẩm phải giảm tối 0,3 đến 0,6% Lõi máy biến áp T đặt buồng sấy E thùng dầu sấy dịng khơng khí nóng nhiệt độ đạt tới 110 - 120°C toàn cách điện đạt tới 90°C đến 100°C (hình 5.3la) Khơng khí bên ngồi A hút vào sấy R lây chất ẩm trình thổi qua tiếp xúc với chất cách điện bị ẩm Hiệu giai đoạn sấy cao khơng khí nóng tuần hồn chứa ẩm Như ta cho bớt khí ngồi, tốn nàng lượng Chỉ nên phần khí thổi qua lõi thay khơng khí (hình 5.31b) Hỉnh 5.31 a Tuẩn hồn nóng Hỉnh 5.31 b Tuần hồn khí nóng thêm phẩn rútchản khơng khí ẩm rối nít chân khơng Các ký hiệu A - Khí vào F B - Lị sấy pv - Bơm chân khơpg c - Bình ngưng R - Bộ sấy D - Điều chỉnh lưu lượng khí s -Thốtkhơng khíểm E - Khơng gian lị sấy T - Mảy biến áp - Sấy chù kỳ rút chân khỗng I Khi nhiệt độ chất cách điện đạt tới 90 - 100°C ta tiến hành rút chân không để tách nước lại chất cách điện rắn Nhiệt hố nước cách điện cung cấp để tránh bị nguội nhanh xung quanh lị có thiết bị sấy tia xạ nhằm mục đích trì nhiệt độ mong mn Ví dụ để hàm lượng ẩm 0,3% áp suất chân không 13,3 Pa cần nhiệt độ 90°C 149 Trong trình tuần hồn khơng khí nóng thời gian sấy chất cách * điện chiếm phần lớn thời gian sấy toàn Có thể giảm thời gian cách sấy giai đoạn Trong chu kỳ sấy nhiệt độ trì khơng đổi với áp suất áp suất nước bão hoà ỏ nhiệt độ Khi lõi máy biến áp đạt tới nhiệt độ mong muốn ta đóng khơng khí vào A rút chân khơng dể tách nước dầu chất cách điện Sấy ỏ giai đoạn có ưu điểm cách điện bị thấm dầu, khơng khí nóng có nguy gây cháy nên cần ý vấn đề an toàn sử dụng dung mơi dầu hoả điểm bốc tháp, hổn hợp với khơng khí gây nổ Trên hình 5-33 bình A chứa chất lỏng, thường dầu hoả thiết bị sấy Sau rút chân khơng máy biến áp ta sấy nóng dầu để dầu bay ngưng tụ ngấm làm nóng cách điện Dầu hoả khơng ngưng tụ nước bơm chân không rút ngưng tụ bình ngưng c Nước dầu hoả phân tách s, dầu hoả chất ngưng tụ đáy thùng đitợc đưa lại A sau lọc lọc F Pc bơm tuần hồn Hỉnh 5.32- sấy tn hồn dấu nóng Hỉnh 5.33 Sấy giai đoạn C- Bình nguhg; F-BỘ lọc; Pc-Bơm tuẩn hồn dẩu; Pự-Bơni chân khơng; R-BỘ sấy; T-Máy biến ảp 5.5.4 Sấy phương pháp phun dẩu nóng Lõi máy biến áp nằm thùng sấy rút chân khơng (hình 5-35) Hơi dầu nưốc bốc hút bàng bơm chân không pv ngưng tụ riêng bình ngưng Ch Ce có nhiệt độ khác 150 Nhiệt dẫn dầu, tỷ trọng nhiệt dung dầu cho phép truyền nhiệt hiệu khơng khí nóng, sấy nhanh Khi máy biến áp đạt tới nhiệt độ mong muôn hàm lượng ấm khoảng 1-2% tiến hành sấy chân không phương pháp giới thiệu Sấy tuần hồn dầu nóng: Khi cần sây dây quấn đà ngâm dầu tránh sử dụng sấy băng tuần hồn khơng khí nóng Nếu khơng Hình 5.35 Sấy bẳng phun dấu nóng en thiết hi kiểu nhun dầu hnãc giai đoạn ta sấy nóng cách điện cách dỏ dầu vào máy biến áp sấy đến nhiệt độ mong muốn (hình 5.35) Sau xá dầu tiếp tục sâ'y chân khơng Giai đoạn sấy có hiệu sử dụng dế tách lượng ẩm cách đưa vào chất hút ẩm chân khơng mạch tuần hồn dầu Dầu giữ khô tách lượng nước dã hút từ giấy 5.6 XÁC Đ|NH Sự PHÓNG ĐIỆN cục BỘ 5.6.1 Đại cương Từ lâu nhà sản xuất thiết bị điện tìm cách kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm bàng thử nghiệm Khi tiến hành sản xuất hàng lọạt thử nghiệm mẫu đặc trưng với thử nghiệm phá hỏng mẫu Khi sản xuất đơn việc thử nghiệm phá hỏng mẫu khồng thể thực tốn kém, người ta thường tiến hành nhiều thử nghiệm đồng thời để đánh giá chất lượng sản phẩm Phương pháp đo phóng diện cục áp dụng cho máy biến áp cao áp nhàm hai mục đích: kiểm tra mức phóng điện cục bộ, hai tìm cách loại trừ nguồn phóng điện cục lổn Hình 5.36 giới thiệu tổ hợp thiết bị đo phát phóng điện cục Người ta thưịng sử dụng hai phương pháp xác định phóng điện cục bộ: - Phương pháp phân tích tín hiệu điện phóng điện cục tạo nên - Phương pháp phát sóng áp suất siêu âm phóng điện cục tạo nên Để việc xác định xác ta nghiên cứu tượng phóng điện cục 151 Hình 5.36 Tổ hợp thiết bị đo phát phóng điện cục 5.6.2 Sự phóng điện cục Phóng điện cục tượng chọc thủng điện môi xảy tụ điện nối trực tiếp với hai bân cực mà không gây đánh thủng tồn điện mơi Sơ đồ thay cho tượng biểu diễn hình 5.37 Đây sơ đồ đơn giản hoá, chưa thể tốt tượng thực tế, nhiên sơ đồ cho ta giải thích hiểu nguyên lý đo Mạch thay khơng chứa điện trở, cân điện tích diễn cách tức thịi Dịng điện khép mạch có dạng xung Dirac Sự phóng điện cục tạo nên tín hiệu tần số cao dễ phân tách với điện áp tần số công nghiệp cách lọc Hình 5.37 Sơ tương đương phơng điện cục 152 Gọi u điện áp cực đối tượng, đóng khóa K dẫn tới biến thiên điện áp: b2 AU - u (a+ bXb + c) a, b, c điện dung tụ điện Nếu bỏ qua b so vổi a c thì: k2 AU = U — ac Cơng thức cho thấy khó khăn việc đánh giá phóng điện cục mặt định lượng Thực biến thiên điện áp AU không phụ thuộc vào điện dung tụ phóng điện c mà phụ thuộc vào tụ nối tiếp b tụ song song a Đo trực tiếp AƯ bàng micro vôn, kết phụ thuộc vào tụ điện a b.Việc đánh giá AU đại lượng đặc trưng cho nguồn phóng điện Để khắc phục nhược điểm IEC đưa vào phép đo điện tích biểu kiến Một điện tích biết đưa vào đối tượng đo biến thiên điện áp tương ứng Theo định nghĩa điện tích biểu kiến điện tích Qa cần phải đưa vào hai cực để nhận biến thiên điện áp điện áp phóng điện tạo nên Tính tốn theo sơ đồ hình 5.37 cho thấy điện tích biểu kiến Qa = Ub Đại lượng khơng cịn phụ thuộc vào giá trị điện dung tổng đơì tượng (a) mà phụ thuộc vào điện dung nối tiếp (b) Ta nhận thấy hai đại lượng AU Qa đại lượng thân nguồn phóng điện, ngày người ta phát triển phương pháp khác, cho phép đánh giá lượng phóng điện sinh ra, kết đo tốt Năng lượng phóng điện cục nhỏ bao trùm dải rộng t vài pj (micro Joule) đến vài Joule Vì xuống câp cách điện đa dạng không khảo sát khoảng thời gian đủ khó đánh giá xác tượng 5.6.3 Phát phóng điện cục phương pháp điện Ta vừa xét phóng điện cục qua biến thiên điện dung điện tích biểu kiến Để tiến hành cần thực mơ điện dung đo phóng điện thực Trong thực tế sơ đồ thử nghiệm gồm nhiều điện dung khó biết phóng điện xảy ỏ điện dung Nguyên lý phát phóng điện cục dựa việc phân tích tín hiệu điện phóng điện tạo nên truyền đến tổng trỏ đo để suy điện dung có phóng điện cục 153 Nếu mó thực điện dung có phóng điện tín hiệu đến tổng trở đo qua mạch hoàn toàn tương tự Ngược lại, sai khác chứng tỏ việc mô không thực ỏ điện dung tốt Để hình dung ta xét tường hợp đơn giản hình 5.38 Thiết bl thử nghiệm gồm tụ điện Việc mơ cho phóng điện tiến hành qua co, Cị c2 đo cực Z(và Z2 Kết cho bảng 5.8 Hỉnh 5.38 Sơ đơn giản hố thiết bị thử nghiệm phóng điện cục Báng 5-8 Kết mơ phóng điện cục Mơ phòng Đo z, 80 z,/z2 co c, 100 Ọỉ 50 100 0,5 1000 500 Vi dụ phớng điện thực sảy Ci 80 50 Trường hợp tính tỷ sơ' hai phép đo rút phóng điện xảy điện dung Phương pháp tổng quát hoá cho sơ đồ phức tạp gồm nhiêu phần tử, trường hợp bâng gồm nhiểu hàng nhiều cột Nếu số điếm đo lớn nên dùng phương pháp sau đây: • Phương pháp biên dạng Việc mơ điện dung sê thực bàng số phép đo biểu diễn đồ thị dạng biên dạng (hình 5.39 ) Việc phát phóng diện cục tìm biên dạng mơ gần biên dạng phóng điện nhát Hình 5.39 Biểu diễn phép đo theo phương pháp biên dạng 154 - Phương pháp điện tích biểu kiến Nếu mơ thực điện dung xảy phóng điện, điện tích biểu kiến tính tốn cách sử dụng hai phép đo ứng vối mơ ứng vối phóng điện nhận kết quà giống điểm đo: q.m,» = Q Mm,n Mul kết đo tổng trở Zm qUIH11 điện tích biểu kiến tính ỏ điện dung Cn Q kết đo điện cực z Kết cho bảng 5.9 Điện tích mâu looopc Bảng 5.9 Kết qua theo phương pháp diện tích hiếu kiến Đo pc Mỗ Co c2 2i z2 12500 62500 10000 10000 20000 5000 Hàng ứng với nguồn phóng điện có giá trị Z| Z2 giơhg nhau, cụ thể Cj Tuy nhiên ví dụ ta xét trường hợp toàn toàn lý tưởng, kết đo Zj Z2 C( giống Trong thực tế sai số phép đo điện dung ký sinh nên kết đo thường phân tán Đô'i với máy biến áp, sơ đồ mô phức tạp nhiều Phương pháp áp dụng phóng điện cục xảy tổng trỏ trực tiếp vổi cực chuẩn Sơ dồ hình 5.40 biểu diễn sơ đồ tương đương cách diện máy biến áp Hỉnh 5.40 Sơ dồ tương đương cách điện mảy biến ảp 155 Trong sơ đồ có cực nơì ngồi: cao HT, trung tính N, điện dung sứ xuyên p, mât thùng M Các mơ ỉà HT-N, HT-M, N-M, HT-P Chỉ có điện dung nơì trực tiếp mơ là: phóng điện sứ xuyên (Cị) phóng điện cao áp mát (Co) Phóng điện xảy Cj, C2, C3 khơng mơ xác chúng cịn nốì qua C4 Nếu C4 khơng đáng kể áp dụng phương pháp phóng điện phân qua điện dung nằm cao áp trung tính Chính xác cần tiến hành mơ phóng điện cực C1 C2, C3, điều thực sơ đồ điện tử kinh điển, mơ máy tính Trong số trường hợp ta cần nhận biết pha có phóng điện cục Trong trường hợp khác phán đốn xác dây quấn bị phóng điện phóng điện sứ xuyên cách điện đường dây Việc phát phóng điện cục phương pháp điện cần đánh giá điện tích biểu kiêh phóng điện lượng cần phải biết điện dung sinh phóng điện Trong tương lai gần nhờ tính linh kiện điện tử cung cấp thơng tin thời gian thực Tuy nhiên độ xác phương pháp chưa đủ phép loại trừ nguồn phóng điện cục máy biến áp cơng suất lốn 5.6.4 Phát phóng điện cục siêu âm Phương pháp phát phóng điện phương pháp điện áp dụng cho thiết bị khác máy phát điện, mảy cắt Phương pháp siêu âm áp dụng cho cách điện ngâm chất lỏng điện môi Nguyên lý: Khi xảy phóng điện điện mơi ngâm dầu phát sinh sóng áp suất truyền môi trường khác theo quy luật vật lý Nhị có cảm biến nhạy đặt gần xác định khoảng cách nguồn phóng điện cảm biến, cách đo thời gian thời điểm phóng điện thời điểm sóng tái cảm biến Như phương pháp gồm hai giai đoạn chính: - Thu thập tín hiệu - Khai thác kết quả, xác định thời gian truyền tính khoảng cách nguồn cảm biến Ta nghiên cứu chi tiết hai giai đoạn 156 - Thư thập tín hiệu Sơ đồ truyền sóng siêu âm cho hình 5.41 Bộ cảm biến phần tử sơ đồ đo Sóng siêu âm đặc trưng biên độ Xử lý tín hiệu Bộ khuếch đại Bộ cảm biến áp điện Nguổn sièu âm Hình 5.41 Sơ đổ thu thập Ưn hiệu siêu âm Sóng siêu âm truyền qua môi trường chất lỏng, chất rắn, theo định luật vật lý Khi qua môi trường khác sóng bị biến dạng Tốc độ truyền sóng hệ số suy giảm khỉ sóng truyền qua môi trường khác cho bảng 5.10 Bàng 5.10 T ruyển sóng siêu âm qua mơi trường MƠI trường Tốc độ truyền sóng (m/s) Độ suy giảm so với dáu (dB/cm) Dầu 1400 Giấy tẩm dãu 1420 0,6 Các tông tẩm dầu 2300 4,5 Lá thép 5050 13 Đồng 3580 Lẽ đương nhiên, để có độ nhạy cực đại cần đặt cảm biến thùng dầu gần nguồn siêu âm Vì ví trí nguồn siêu âm chưa biết cảm biến khơng thể đặt dễ dàng an tồn vị trí thùng dầu nên chọn tuỳ ý đặt cảm biến bên thùng thành Cũng đơì với sóng ánh sáng độ suy giảm nhỏ môi trường giống Việc truyển sóng qua chất lỏng có ưu điểm lớn độ tin cậy có dầu mơì liên hệ đảm bảo chắn, cổ điều bất tiện dầu bị đổ làm cảm biến không hoạt động Bộ cảm biến thuộc loại gốm áp điện, dao động sóng siêu âm chuyển đổi thành tín hiệu điện, sau khuếch đại Đặc tính gốm áp 157 điện nhạy kích thước cám biến lớn Tuy nhiên để sử dụng có hiệu cần sóng âm đạt tói điểm cám biến đồng thời, với tín hiệu siêu âm tần số 10 đến 100 kHz ta chọn cảm biến đường kính 30mm, dầy 10mm, có tần số dao động riêng từ 20-80kHz Đầu cảm biến áp điện có khuếch đại, tiền khuếch đại nằm hộp cảm biến để giảm thiểu nhiễu Tầng vào tiền khuếch đại thực linh kiện lựa chọn để giảm nhiễu Vì lượng phóng điện cục yếu, tín hiệu thưịng có mức gần với tạp âm nền, khó xử lý Ta tăng tỷ số tín hiệu tạp ám cách sử dụng thiết bị cho phép trích tín hiệu lặp lại tạp âm vởi điểu kiện có xung khởi động đồng với tín hiệu tìm kiếm (hình 5.42) Các xung xuất phát từ thiết bị lây mẫu tín hiệu cần xử lý khoảng thòi gian xác định không thay đổi thao tác Các mẫu ứng với thời gian trễ cho trước theo xung khỏi động tích lũy nhớ Cuối q trình ta giá thiết đà có N xung khơi động, nội dung nhỏ coi tổng N mầu tạp âm N mẫu tín hiệu cần tìm Người ta chứng minh tạp âm tăng Vn tín hiệu tàng Vn , cải thiện tý số tín hiệu tạp âm VN Thực nghiệm cho thấy nhận mức cải thiện tín hiệu / tạp âm từ 100 đến 300 Với hệ số khuếch đại 100, tiến hành đến phút, tỷ số tín hiệu / tạp âm 300 cần 15 phút cho cảm biến áp điện Tín hiệu khỏi động Đáp ứng siéu ám cẩn tìm —— Thời điểm phóng điện Hình 5.42 Biểu diên Ưn hiệu siêu âm + tạp âm 158 Phân tích tín hiệu cấn xử lý Để đo khoảng cách từ nguồn đến cảm biến d ta sử dụng công thức : d - v.t V vận tốc truyền, t khoảng thời gian, dùng dao động ký đọc trực tiếp thời gian hình Trong nhiều trường hợp sóng siêu âm gặp nhiều vật cản truyền qua vật liệu khác máy biến áp Khi tín hiệu tới cảm biến bị biến dạng khó xác định dược thời gian truyền Để tiết kiệm thời gian tránh sai số ta sử dụng chương trình máy tính Độ xác phát phóng điện cục siêu ầm từ 50-100mm Hình 5.43 biểu diễn máy biến áp thứ nghiệm phóng điện cục bộ, cịn hình 5.44 5.45 hình ảnh cảm biến áp điện vị trí lắp đặt thành thùng dầu Hinh 5.43 Máy biến áp triní" píiOng điện cục 159 \am í.nàrn co C'l'.h bọ cóm biên Hình 5.44 Mạt trước cảm biến gõm ảp điện Hình 5.45 Bộ cảm biến gốm áp điện lắp thành thùng dấu Dùng xơranh bơm dát vào 5.7 CHỈ DẪN CÁC HIỆN TƯỢNG BẤT THƯỜNG CỦA MÁY BIÊN ÁP Sau đầy đưa số dẫn nguyên nhân tượng bíứ thường máy biến áp ci dáy đưa số nguyên nhân chù yếu Để xác định xác cần tiéi: Íí 'í'i thứ nghiệm 160 Nguyên nhân Hiện tượng bất thường - Quá dòng điện (q tải) - Q điện ảp Phát nóng q mífc - Làm mát khơng tót - Mức dẩu thấp, chất lượng dầu xấu - Nhiệt độ môi trường cao - Ngản mạch lỏi - Ngắn mạch pha-đất, pha-pha - Ngắn mạch vòng dây Cách điên dầyquán hư hỏng ■ Á ? - Qdả tải - Chát lượng dầu - Sét đánh vào máy biến ốp - Điện áp sơ cấp khơng bình thường Điện áp thứ cấp khơng đứng - Ngắn mạch vịng dây - Tỳ số ng dãy khủng đủng - Làm yjệc khơng đối xứng -{Mối nối bị lỏng Hổ quang bên : - Mức dầu thấp - Điện mồi xấu Hư hỏng lỗi - Xà ép lỗi khơng chẳc Dịng điện khơng tài lớn - Ngắn mạch lõi, hở mạch mổi nối mạch từ - Phóng điên bụi bẩn, nứt vỡ sứ Hư hỏng sứ xuyên - Sét đốnh -Nhiễm ẩm - Hàm lượng ẩm cao, chất lượng dầu Cưởng độ điên mời thấp - Màng chống nổ bị chọc thùng -Rịn’dầu Dấu bị oxy hóa - Lộ khơng khí, nhiêm ẩm - Nhiệt độ vận hành 'cao - Cacbon hóa Dắu đổi màu - Đống, cắt - Hư hỏng lõi, nhiễm bẩn - Hư hỏng mạch điều khiển Thiết bị đóng mở tảc động sai - Điện áp điều khiển không - Tiếp xúc xấu - Hư hỏhg phẩn cơ, phán điện Hư hỏng điều - Qúa tải, ngẳn mạch - Chảy dắu, hư hỏng bên 161 ... 10 .70 25.00 38.50 7 .15 45 11 3 7 .10 3 .15 5.60 3.25 13 .10 54.00 4 .15 5.08 17 .10 41. 40 81. 00 10 .70 50 12 2 10 45 3.98 7.85 4.00 20.00 11 6.00 5.29 6.72 27.85 78.00 17 0.00 16 .00 55 13 1 15 .50 5.00 11 .20... 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 20 68 1. 00 1. 00 1. 00 1. 00 1. 47 1. 83 1. 24 1. 28 1. 53 1. 75 1. 94 1. 43 25 77 1. 48 1. 25 1. 40 1. 30 2.27 3.67 1. 58 1. 68 2.48 3.29 4.08 2 .17 Nhiệt độ °C Câp Tính... 24.00 60 14 0 22 80 6.30 15 .85 5.40 8.58 11 .62 73.00 775.00 36.00 65 14 9 34.00 7.90 22.40 8.70 15 .40 11 8 00 70 15 8 50.00 10 .00 31. 75 10 .00 20.30 19 3.00 75 16 7 74.00 12 .60 44.70 13 .00 26.60 313 .00