CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG CÂY LỖI CHO MÁY BIẾN ÁP LỰC
2.3. Xây dựng cây lỗi cho MBA lực
Cây lỗi MBA được chia thành các phần căn cứ vào cấu tạo MBA như cuộn dây (winding); lõi từ (core); bình chứa (tank); sứ cách điện (bushing); cách điện rắn (cellulose isolation) và hệ thống làm mát (cooler) và dầu cách điện, bộ chuyển nấc như Hình 2.2 [10]. Các phần tử bảo vệ như rơ le hơi, van phòng nổ, biến dòng điện, biến điện áp, đồng hồ đo nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn dây góp phần bảo vệ MBA hoạt động an toàn nên không đưa vào cây lỗi.
Hình 2.2. Cây lỗi MBA lực dựa trên các phần tử cấu thành
Cây lỗi máy biến áp tổng quát là hàm logic hoặc của bảy phần tử chính, hoặc bất kỳ trong số các phần tử đó bị lỗi cũng dẫn đến làm sự cố máy biến áp.
2.3.1 Gông từ
Gông từ gồm các lá thép ghép với nhau thành hình trụ, trên đó quấn dây dẫn.
Chức năng chính là dẫn từ, do đó, mã lỗi (failure mode) của chức năng này là giảm hiệu suất MBA. Nguyên nhân dẫn đến là do hỏng cơ khí qua quá trình lắp đặt, vận chuyển, hoặc máy biến áp chịu dòng ngắn mạch, một nguyên nhân khác đó là từ dư, vật liệu dẫn từ kém. Cây lỗi của gong từ như hình 2.3.
11
Hình 2.3. Cây lỗi của lõi từ 2.3.2 Cuộn dây
Chức năng chính là dẫn dòng điện, đó là những vòng dây hoặc thanh dẫn quấn quanh trụ, gông từ, chịu tác động của nhiệt độ khi dẫn dòng và lực điện điện động khi ngắn mạch. Lỗi của cuộn dây là do hỏng vật liệu và do hỏng cách điện rắn. Cây lỗi cuộn dây như hình 2.4.
Hình 2.4. Cây lỗi cuộn dây
12 2.3.3 Vỏ máy
Vỏ máy hay còn gọi là bình chứa MBA, là bộ phận chứa các phần như gông từ, cuộn dây, dầu làm mát, biến dòng điện, biến điện áp, các đầu cực chuyển đổi nấc phân áp, các phần phụ kiện cảm biến nhiệt độ, đồng hồ, sứ đỡ, cánh tản nhiệt, bình dầu phụ, van phòng nổ,v.v Lỗi theo chức năng của vỏ máy là rò rỉ dầu, hỏng vỏ máy, các dự kiện dẫn đến là do hỏng cơ khí hoặc lỗi vật liệu. Trong đó do va đập cơ khí chiếm phần lớn như biến dạng do vận chuyển từ nơi sản xuất đến nơi lắp đặt, quá trình lắp đặt, nâng hạ, các vật rắn va đập, hoặc do trong quá trình vận hành, máy biến áp bị phóng điện, ngắn mạch mạch, quá dòng do sét lan truyền dẫn đến áp quá áp suất từ bên trong. Hỏng vỏ máy do vật liệu phải kể đến môi trường làm việc muối bám gây rỉ, vật liệu chế tạo các roăng làm kín không ph hợp gây rò rỉ dầu, hoặc roăng làm kín bị già hóa theo thời gian cũng gây rò rỉ dầu máy biến áp. Cây lỗi vỏ máy biến áp như hình 2.5
Hình 2.5. Cây lỗi vỏ máy biến áp
13 2.3.4 Vật liệu cách điện - cách điện rắn
Cách điện rắn cho cuộn dây, vật liệu chủ yếu là xenlulo, giấy cách điện. Theo chức năng của cách điện thì lỗi được xác định là không đảm bảo cách điện giữa phần mang điện và phần không mang điện. Lỗi chủ yếu do cơ khí và vật liệu. Về cơ khí, trong quá trình vận chuyển máy biến áp từ nơi sản xuất đến nơi lắp đặt, sẽ có rung động mạnh, tạo nên các va đập, gây xô lệch, gây hỏng cách điện rắn, hoặc va đập do lực điện động khi vận hành. Vật liệu, phải kể đến nóng cục bộ, độ ẩm bên trong, làm cho giấy cách điện dây quấn mất cách điện dẫn đến sự cố. Dầu cách điện, vừa làm mát cho MBA vừa cách điện cho các phần mang điện với đất. Lỗi theo chức năng, nguyên nhân theo hình thành như hình 2.7.
Hình 2.7. Cây lỗi cách điện rắn
14 2.3.4. Hệ thống làm mát và dầu cách điện
Hệ thống làm mát bao gồm cánh tản nhiệt, dầu cách điện, quạt cưỡng bức, động cơ k o quạt, hệ thống điều khiển quạt cưỡng bức. Lỗi hệ thống làm mát tức là chức năng giải nhiệt cho máy biến áp không như thiết kế. Quạt, hoặc động cơ bị hỏng, hệ thống điều khiển không hoạt động, dầu cách điện không đối lưu để dẫn và tản nhiệt, dầu cách điện không cách điện, dầu bị già hóa, chứa nhiều tạp chất, nước, cánh tản nhiệt bị bụi bẩn làm cho nhiệt độ không tản đi, cánh tản nhiệt chứa nhiều khuyết tật, móp méo, không kín, rò rỉ dầu. Cây lỗi của hệ thống làm mát và dầu cách điện như hình 2.8
Hình 2.8. Cây lỗi hệ thống làm mát và dầu cách điện
15 2.3.5 Sứ cách điện
Chức năng sứ là cách điện giữa phần mang điện và phần vỏ, để đưa ty sứ xuyên qua mặt MBA ra ngoài. Hỏng sứ cách điện dẫn đến phóng điện ra vỏ, nguyên nhân chính là vỡ sứ do va đập cơ khí, do lực điện động gây ra bởi ngắn mạch, do bụi muối bám dày cộng với độ ẩm cao. Sứ còn chịu sức căng của cáp lực, cáp động lực giản nở theo nhiệt độ, kéo hoặc đẩy, chèn ép gây nên hỏng sứ. Ngoài ra, sứ còn bị già hóa theo thời gian và theo môi trường làm việc, đặc biệt là sứ làm từ vật liệu cách điện polymer.
Một hỏng hóc khác cần phân tích là roăng làm kín của đế sứ, ty sứ hoặc vị trí xả khí bị già hóa, gây nên rò rỉ dầu, phóng điện. Cây lỗi sứ cách điện được xây dựng như hình Hình 2.9.
Hình 2.9. Cây lỗi sứ cách điện 2.3.6 Bộ chỉnh nấc áp phân áp
Chức năng chính của bộ chuyển nấc MBA là thay đổi đầu phân áp, tức thay đổi tỷ số vòng dây, dẫn đến thay đổi tỷ số biến áp, để điều chỉnh điện áp hoạt động dưới sự thay đổi điện áp đầu vào, nhằm đảm bảo điện áp đầu ra theo yêu cầu của phụ tải.
16
Lỗi chức năng này sẽ dẫn đến MBA không thay đổi nấc phân áp được chia thành hai nhánh, nhánh bộ phận chuyển mạch và nhánh bộ điều khiển. Nhánh bộ chuyển mạch là hư hỏng các tiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh, cơ cấu truyền động.
Nhánh bộ điều khiển bao gồm hỏng mạch điều khiển, động cơ. Nguyên nhân là do vận hành chưa đúng, bảo dưỡng kém, hao mòn trong vận hành. Bên cạnh đó, nấc phân áp bao gồm các đầu đưa ra từ cuộn dây, đây cũng là mối nguy dẫn đến phóng điện. Cây lỗi bộ chuyển nấc phân áp được xây dựng như hình 2.10.