Thí nghiệm máy biến áp, trình tự thí nghiệm máy phát thuỷ lực CB735/255-24TB4, thí nghiệm máy cắt loại A37 94 và BA 56-43,... là những nội dung chính trong phần 3 Nghiên cứu phần thí nghiệm điện nhà máy. Mời các bạn cùng tham khảo, với các bạn chuyên ngành Điện - Điện tử thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.
PHẦN III NGHIÊN CỨU PHẦN THÍ NGHIỆM ĐIỆN NHÀ MÁY I. THÍ NGHIỆM MÁY BIẾN ÁP 1. Chức năng: Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều có trị số này sang một trị số khác mà tần số khơng thay đổi Để giải quyết một vấn đề lớn đặt ra trong khi truyền tải điện năng từ nơi sản xuất đến hộ tiêu thụ mà khoảng cách đường dây lớn với tổn thất là nhỏ nhất (với tổn thất P = I2R) như vậy nếu giảm điện trở thì dây dẫn phải có tiết diện lớn khó thực hiện, chi phí thiết kế cao. Vì vậy chỉ còn biện pháp giảm dòng điện mà cơng suất truyền tải khơng thay đổi thì ta phải tăng điện áp S = UI (bỏ qua cosφ), thực tế khi tăng điện áp lên 10 lần thì sẽ giảm được tổn thất 100 lần. Như vậy cần có máy biến áp tăng áp (ta biết rằng năng lực phát điện của máy phát điện Nhà máy thủy điện Sơn la chỉ đến cấp điện 18KV) 2. Mục đích thí nghiệm máy biến áp: a. Mục đích: Thí nghiệm để xác định chất lượng máy biến áp trong q trình chế tạo, khi xuất xưởng, trong vận hành hàng năm nhằm mục đích giám sát chất lượng, giảm xác suất sự cố, lên kế hoạch dự phòng, sửa chữa, thay thế máy biến áp b. Phân loại: Phân loại theo mục đích: + Thí nghiệm giám sát chất lượng trong sản xuất MBA + Thí nghiệm xác định chất lượng loại sản phẩm (các thí nghiệm đặc biệt chỉ tiến hành để thẩm định một kiểu thiết kế MBA) + Thí nghiệm xuất xưởng + Thí nghiệm nghiệm thu trước khi đưa máy biến áp vào vận hành + Thí nghiệm định kỳ + Thí nghiệm kiểm tra sau sự cố bất thường Phân loại theo ý nghĩa + Thí nghiệm xác định chất lượng cách điện + Thí nghiệm xác định thơng số kỹ thuật, thơng số cấu trúc + Thí nghiệm xác định các thơng số kỹ thuật mở rộng 3. Nội dung thí nghiệm đánh giá chất lượng máy biến áp: a. Thí nghiệm xác định chất lượng cách điện chính: Ðo điện trở cách điện Xác định hệ số tổn thất điện mơi Thử nghiệm chịu điện áp một chiều tăng cao và xác định dòng điện rò Thử nghiệm chịu điện áp xoay chiều tăng cao tần số cơng nghiệp Thử nghiệm chịu điện áp xung thao tác Thử nghiệm chịu điện áp xung sét tiêu chuẩn Thử nghiệm phóng điện cục bộ b. Thí nghiệm xác định chất lượng cách điện vòng: Thử nghiệm chịu điện áp q áp cảm ứng tần số cao Thử nghiệm đo điện áp phân bố khi chịu điện áp xung sét tiêu chuẩn c. Thí nghiệm xác định chất lượng dầu cách điện: Thí nghiệm xác định điện áp chọc thủng tần số cơng nghiệp trong điện trường đều của điện cực tiêu chuẩn Thí nghiệm xác định hệ số tổn thất điện mơi Thí nghiệm xác định hàm lượng ẩm Thí nghiệm xác định nhiệt độ chớp cháy (trong cốc kín) Thí nghiệm xác định tạp chất cơ học Thí nghiệm xác định chỉ số Axit Thí nghiệm phân tích hàm lượng khí hòa tan (sắc ký khí) Thí nghiệm xác định các thơng số kỹ thuật và cấu trúc d. Các thơng số kỹ thuật cơ bản: Thí nghiệm xác định tổ đấu dây Thí nghiệm xác định tỉ số biến áp Thí nghiệm khơng tải Thí nghiệm ngắn mạch Thí nghiệm xác định độ ổn định nhiệt 4. Khối lượng thí nghiệm máy biến áp a. Thí nghiệm lắp mới: Thí nghiệm lắp mới máy biến áp tiến hành tại vị trí máy biến áp được lắp đặt và đưa vào vận hành. Các hạng mục thí nghiệm nghiệm thu máy biến áp (thí nghiệm lắp mới máy biến áp) nhằm mục đích kiểm tra chất lượng máy biến áp sau khi lắp đặt hồn chỉnh để loại trừ các hư hỏng do chun chở, lắp đặt khơng đúng qui định gây ra. Máy biến áp lắp mới cần có lý lịch máy, biên bản thí nghiệm xuất xưởng, biên bản kiểm tra tình trạng sau khi chun chở, biên bản nghiệm thu lắp đặt, biên bản thí nghiệm dầu trước, trong và sau khi hồn thành lọc dầu (nạp dầu). Các hạng mục thí nghiệm máy biến áp sau khi lắp đặt cùng với các văn bản nêu trên cho phép kết luận đúng tình trạng kỹ thuật của máy biến áp Việc thiếu một trong các văn bản nêu trên (máy biến áp khơng có lý lịch) cũng gây khó khăn trong việc kết luận do các hạng mục thí nghiệm lắp mới khơng đầy đủ như các hạng mục thí nghiệm xuất xưởng của nhà chế tạo. Các số liệu thí nghiệm nghiệm thu máy biến áp cần được lưu lại trong lý lịch máy để theo dõi trong q trình vận hành * Các hạng mục thí nghiệm lắp mới một máy biến áp: Kiểm tra tình trạng bên ngồi Ðo điện trở cách điện Thí nghiệm kiểm tra tổ đấu dây Thí nghiệm khơng tải (hoặc khơng tải nhỏ tại điện áp qui định của nhà chế tạo) Thí nghiệm ngắn mạch Thí nghiệm dầu Thí nghiệm đo hệ số tổn thất điện mơi (Tgδ) Thí nghiệm đo tỉ số biến áp Thí nghiệm đo điện trở cuộn dây bằng dòng điện một chiều. Thử cao thế một chiều và đo dòng điện rò Thử cao thế xoay chiều tăng cao Ðóng điện xung kích máy biến áp Thử cách điện vòng dây bằng điện áp cảm ứng (Khối lượng các hạng mục thí nghiệm lắp mới máy biến áp được liệt kê trên đây có tính tổng qt). Khối lượng các hạng mục này thay đổi tùy theo đặc điểm cụ thể từng máy và phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố: Cơng suất và điện áp định mức nghiệm) Năng lực thiết bị thí nghiệm tại hiện trường (kể cả nguồn thí * Các hạng mục thí nghiệm xuất xưởng đối với Máy biến áp chính nhà máy thủy điện Sơn la của nhà cung cấp máy biến áp như sau: Đo điện trở cuộn dây Đo tỉ số điện áp và kiểm tra độ dịch pha Đo điện áp ngắn mạch và mất tải Đo dòng điện khơng tải và có tải Kiểm tra khơng điện (IEC 600763) sẽ bao gồm: Thử nghiệm xung sét (LI). Thử nghiệm theo dãy sẽ được áp dụng: + Giảm một cấp xung đầy đủ (3 pha và trung tính) + Giảm một cấp xung cắt nhỏ (Chỉ một pha) + Một cấp xung cắt nhỏ (Chỉ ba pha) + Hai cấp xung cắt nhỏ (Chỉ ba pha) + Hai cấp xung đầy đủ (3 pha và trung tính) Giá trị đỉnh nhọn của xung cắt nhỏ sẽ theo tiêu chuẩn IEC 600763 của biên độ của xung đầy đủ Các điểm trung tính của phía dưới các cuộn dây thử nghiệm sẽ khơng nối đất qua các điện trở khác hơn là đo điện trở sun. Thử nghiệm xung trên các trung tính sẽ được áp dụng trực tiếp với tất cả các cực bằng đất, trực tiếp nối đất hoặc qua các điện trở thích ứng. Xung thao tác (SI). Điện áp thử nghiệm sẽ cao hơn 75% của điện áp thử ngiệm xung sét trong mọi trường hợp, và sẽ lựa chọn từ các bảng liên quan trong tiêu chuẩn IEC 600763 Chịu điện áp xoay chiều trong thời gian dài theo tiêu chuẩn IEC 60076 3: + Chịu điện áp thử nghiệm xoay chiều nguồn riêng biệt + Đo điện dung hệ số cách điện với điện áp thử nghiện 10KV + Đo điện trở cách điện (R15; R60; R180) với điện áp thử nghiệm 5000VDC + Đo điện trở cách điện (R60) giữa lõi và thùng dầu với điện áp thử 2500VDC + Thử nghiệm hiệu chỉnh và bơm dòng điện (45 phút) dựa trên nhiệt độ cuộn dây, trên kết quả thử nghiệm ra nhiệt. Thử nghiệm được thực hiện cao hơn 80% tải + Thử nghiệm thao tác các nấc điều chỉnh điện áp khơng điện + Thử nghiệm nấc điều chỉnh điện áp + Thí nghiệm dầu và chức năng của các thiết bị phụ + Đo trở kháng thứ tự khơng (tại tần số định mức) tại tất cả các vị trí nấc phân áp, áp dụng (trở kháng khơng tải thứ tự khơng phía sơ cấp và thứ cấp, và trở kháng ngắn mạch thứ tự khơng phía sơ cấp và thứ cấp) + Thử nghiệm q điện áp với điện áp thử 2000V , AC, trong thời gian phút cáp, thiết bị điều khiển giám sát (với động cơ 1000VAC + 2xUn, và 500VAC trên PT 100) Thử nghiệm tăng nhiệt độ theo tiêu chuẩn IEC 600762 Thử nghiệm chịu điện áp ngắn mạch xoay chiều trong khoảng thời gian theo tiêu chuẩn IEC 600763 Xác định điện dung các cuộn dây với đất và giữa các cuộn dây Xác định đặc tính điện áp q độ Đo trở kháng thứ tự khơng trên 3 pha của máy biến áp theo tiêu chuẩn IEC 600761 Đo mức độ ồn theo tiêu chuẩn IEC 6007610, IEC 60076101 Đo song hài của dòng khơng tải Đo cơng suất của quạt và động cơ bơm dầu Phân tích lượng khí hòa tan trong dầu trước khi thử nghiệm khơng điện, sau khi thử nghiệm khơng điện hồn thành và sau mỗi lần thử nghiệm ra nhiệt. b. Khối lượng thí nghiệm định kỳ máy biến áp: Thí nghiệm định kỳ máy biến áp tiến hành theo chu kỳ hàng năm. Các hạng mục thí nghiệm định kỳ máy biến áp nhằm mục đích kiểm tra chất lượng máy biến áp sau một năm vận hành. Căn cứ theo số liệu thí nghiệm, kết hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật và nhật ký vận hành, Phòng kỹ thuật, hoặc PGĐ kỹ thuật sẽ quyết định thí nghiệm các hạng mục cơng việc nào cho máy biến áp và quyết định máy biến áp tiếp tục vận hành hoặc đưa ra sửa chữa. Các số liệu thí nghiệm định kỳ máy biến áp cần được lưu lại trong lý lịch máy để theo dõi trong q trình vận hành * Khối lượng thí nghiệm định kỳ máy biến áp: Kiểm tra tình trạng bên ngồi Ðo điện trở cách điện Thí nghiệm khơng tải (hoặc khơng tải nhỏ tại điện áp qui định của nhà chế tạo) Thí nghiệm dầu Thí nghiệm đo hệ số tổn thất điện mơi (Tgδ ) Thí nghiệm đo điện trở cuộn dây bằng dòng một chiều. Thử cao thề một chiều và đo dòng điện rò Thử cao thế xoay chiều tăng cao Ðóng điện xung kích máy biến áp (Khối lượng các hạng mục thí nghiệm định kỳ máy biến áp được liệt kê trên đây có tính tổng qt). c. Khối lượng thí nghiệm dự phòng (hoặc sự cố): Thí nghiệm kiểm tra bất thường sau sự cố nhằm mục đích xác định ngun nhân sự cố hoặc tình trạng bất thường của máy biến áp. Các hạng mục thí nghiệm máy biến áp sau sự cố tùy thuộc vào dạng, loại và mức độ nghiêm trọng của sự cố. 5. Trình tự thí nghiệm máy biến áp a. Biện pháp an tồn trước khi tiến hành cơng việc: Tất cả các thí nghiệm chỉ được tiến hành sau khi đã cắt điện và cách ly hồn tồn máy biến áp với hệ thống điện Trong q trình đo cũng như khi chưa xả hết điện tích tàn dư, tuyệt đối khơng chạm vào các đầu ra của máy biến áp Máy biến áp cần được tách tất cả các đầu dây nối vào hệ thống. Các đầu ra của mỗi cuộn dây cần được đấu tắt với nhau để tránh gây ra sai số đo Các đầu ra của các cuộn dây máy biến áp phải được đấu tắt và đấu đất để xả điện tích tàn dư ít nhất 5 phút trước khi tiến hành đo điện trở cách điện phép đầu tiên Giữa hai phép đo điện trở cách điện, các đối tượng đo cần được đấu tắt và đấu đất để xả điện tích tàn dư ít nhất 2 phút trước khi tiến hành đo phép tiếp theo b. Kiểm tra tình trạng bên ngồi: Quan sát tổng thể máy biến áp, kiểm tra tình trạng vỏ máy, cánh tản nhiệt, sứ đầu vào, thùng dầu phụ xem có vết trầy xước, vết va chạm mạnh, sự cố nứt vỡ, các vết rỉ dầu (độ kín các mặt bích trên vỏ máy) do chun chở, lắp đặt khơng đúng qui định Ðối với các máy biến áp có thiết bị kiểm tra độ rung trong q trình chun chở, cần phải xem kết quả đo độ rung này có đạt u cầu nhà chế tạo hay khơng Kiểm tra độ nghiêng mặt bằng đặt máy theo thiết kế Kiểm tra tiếp địa vỏ máy tiếp Kiểm tra tiếp địa trung tính của cuộn dây có trung tính nối đất trực Kiểm tra tính lắp đúng của các thiết bị (kể cả các thiết bị phụ lắp sẵn tại nhà máy chế tạo) như rơ le hơi, van phòng nổ (tháo ngàm hãm van phòng nổ trước khi đưa máy vào vận hành). Trong mục này còn có hạng mục kiểm tra tính lắp đúng của bộ truyền động với bộ chuyển nấc phân áp điều áp dưới tải. Phần này được thực hiện theo hướng dẫn của nhà chế tạo đối với từng loại bộ chuyển nấc phân áp dưới tải Kiểm tra tính lắp đúng và trạng thái các van dầu tuần hồn, van dầu lấy mẫu, van dầu liên thơng giữa thùng dầu phụ và bộ điều áp dưới tải, van dầu giữa thùng máy và các cánh tản nhiệt, van dầu trong hệ thống tuần hồn làm mát dầu nước Kiểm tra mức dầu trong máy. Mức dầu trong máy cần phù hợp với nhiệt độ theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo u cầu Kiểm tra màu sắc của silicagen trong các bộ thở (bộ sấy khơng khí). Kiểm tra mức dầu trong chén dầu của bộ thở c. Ðo điện trở cách điện: Mục đích ý nghĩa: Ðo điện trở cách điện là hạng mục đầu tiên để đánh giá sơ bộ về tình trạng cách điện của máy biến áp Hạng mục đo điện trở cách điện được tiến hành trong tất cả các dạng cơng tác thí nghiệm: lắp mới, định kỳ, hoặc thí nghiệm kiểm tra bất thường sau sự cố Thiết bị thí nghiệm: Ðiện trở cách điện của máy biến áp điện lực được qui định đo ở điện áp 2500VDC sau thời gian đặt điện áp 1 phút bằng các thiết bị đo xách tay thơng dụng. Hiện nay thường dùng các Mê gơm điện tử loại Kyoritsu 3121, 3123 (Nhật), Isol 5000, Isol 5003 (Pháp), S15010 (Mỹ) Ðiện trở cách điện máy biến áp được qui định đo theo các phép sau: + Ðối với MBA có hai cuộn dây: Các phép đo chính là: Cao (Hạ + Vỏ + Ðất) Hạ (Cao + Vỏ + Ðất) Khi đo điện trở cách điện, ta đồng thời tiến hành xác định giá trị điện trở cách điện tại thời điểm 15 giây và 60 giây. Tính tốn hệ số hấp thụ KHT = R 60” / R 15” Khi có các u cầu đặc biệt hoặc đối với các MBA 110KV trở lên ta có thể lấy các giá trị đo điện trở cách điện tại các thời điểm 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 phút và tính tốn hệ số phân cực PI = R10’/ R1’ Ðối với các máy biến áp cao áp và siêu cao áp, cần tiến hành đo điện trở cách điện của các sứ đầu vào, cách điện của điểm đo hệ số tổn thất điện mơi sứ (test tap) Ðối với các máy biến áp có điểm nối đất lõi thép và gơng từ được đưa ra ngồi tại hộp nối đất, cần đo điện trở cách điện của gơng từ và lõi thép với điện áp đo phù hợp với nhà chế tạo hoặc đo với điện áp 1000VDC Kết quả đo điện trở cách điện cần được đối chiếu với số liệu xuất xưởng hoặc số liệu của lần thí nghiệm trước có tính đến ảnh hưởng nhiệt độ. Cần loại trừ các sai số do độ ẩm bề mặt làm dòng rò bề mặt tăng lên d. Tiêu chuẩn áp dụng: Giá trị điện trở cách điện cuộn dây MBA khơng có tiêu chuẩn chung nhưng cần phải thỏa mãn các điều kiện sau: Ðiện trở cách điện đo được sau khi qui đổi về cùng một nhiệt độ khơng được nhỏ hơn 30% giá trị điện trở cách điện của nhà chế tạo hoặc của lần thí nghiệm trước Trong trường hợp khơng có các số liệu để so sánh, cho phép tham khảo giá trị điện trở cho phép tối thiểu theo “Qui trình vận hành và sửa chữa máy biến áp” do EVN ban hành theo quyết định số 623 ÐVN/KTNÐ ngày 25/5/1997 Bảng 1: Giá trị tối thiểu điện trở cách điện cuộn dây MBA (R60”;MΩ ). Tính KHT = R60 / R15. Trong khoảng nhiệt độ từ 10 oC đến 30oC, giá trị KHT của cách điện tốt thường