Thí nghiệm định kỳ nhằm mục đích kiểm tra chất lượng máy biến áp trong vận hành. Sau một thời gian đóng điện mang tải máy biến áp sẽ bị xuống cấp, cách điện bị suy giảm.
∗ Các máy biến áp phân phối hạ áp: Quy định mỗi năm phải làm thí nghiệm định kỳ một lần.
∗ Các máy biến áp 110kV: Quy định ba năm phải làm thí nghiệm định kỳ một lần.
Có thể bạn thích: Mô hình trạm biến áp ngầm, trạm biến áp trong nhà, trạm biến áp ngoài trời.
1. Đo điện trở cách điện của các cuộn dây
Mục đích: Để kiểm tra sơ bộ tình trạng cách điện của các phần cách điện giữa các cuộn dây với nhau, giữa các cuộn dây với vỏ máy.
Dụng cụ đo: Mêgômmét có điện áp 500v và 2500V.
Công việc chuẩn bị: Phải dùng xăng không pha chì hoặc cồn 900 làm vệ sinh mặt sứ cách điện trước khi đo.
Sơ đồ đo:
Ký hiệu
∗ C, T, H là các cuộn dây có điện áp định mức cao, trung, hạ áp.
∗ V là vỏ máy.
∗ Dấu ” – ” là tách riêng.
∗ Dấu ” + ” là nối cuộn dây khác nhau.
| Máy biến áp 2 cuộn dây | Máy biến áp 3 cuộn dây | |
| Sơ đồ bắt buộc | C – H + V H – C + V | C – T + H + V T – C + h + V H – C + T + V |
| Sơ đồ bắt buộc | C – H C – V H – V | C – T T – H H – C C – V T – V H – V |
2. Đo điện trở 1 chiều
Đo điện trở các cuộn dây ở tất cả các đầu phân nấc phân áp bằng dòng điện một chiều.
Mục đích: Kiểm tra tình trạng các mối nối, tiếp xúc của các tiếp điểm trong cuộn dây máy biến áp.
Dụng cụ đo: Cầu đo điện trở 1 chiều hoặc dùng von am pe 1 chiều có cấp chính xác 0,5
Công việc chuẩn bị: Làm sạch tiếp xúc các điểm đặt que đo, nối vỏ tất cả các cuộn dây máy biến áp, chập tắt các pha của mỗi cuộn dây với nhau.
Sơ đồ đo:
Sơ đồ đo điện trở một chiều theo phương pháp hai dây đo còn gọi là phương pháp cầu đơn chỉ dùng cho đo điện trở lớn cỡ 1Ω như điện trở 1 chiều cuộn dây cao áp.
Sơ đồ đo điện trở một chiều theo phương pháp bốn dây đo còn gọi là phương pháp cầu kép chỉ dùng cho đo điện trở nhỏ cỡ dưới 1Ω như điện trở 1 chiều cuộn dây hạ áp.
Sơ đồ đo điện trở một chiều theo phương pháp bốn dây đo:
Trong đó:
∗ R1, R2, R3 là các điện trở mẫu thay đổi được
∗ G là đồng hồ Gavanômét chhỉ không.
∗ Rd1, Rd2, Rd3, Rd4 là điện trở nối cầu với đối tượng đo.
∗ Rx là điện trở cần đo.
∗ P là nguồn điện một chiều.
Khi đo điện trở một chiều của các cuộn dây máy biến áp 3 pha đấu Δ bằng cầu đo điện trở sẽ không xác định được trị số điện trở thuần của từng pha của cuộn dây vì lúc này số đo của cầu đo chỉ cho biết trị số tổng trở của các cuộn dây.
3. Đo tgδ sứ, và tgδ của các cuộn dây máy biến áp 110kV
Mục đích: Để đánh giá chất lượng cách điện của máy biến áp đối với điện áp xoay chiều. Tất cả các vật liệu cách điện đều có cùng chung một đặc tính có tên gọi là điện môi nằm trong vật liệu cách điện. Khi đặt vào hai đầu vật cách điện một điện áp thử nghiệm U thì sẽ có một dòng điện ~ đi qua.
Dòng điện này gồm 2 thành phần: Dòng điện điện trở và dòng điện điện dung.
Tỉ số của 2 thành phần dòng điện này chính là tgδ. Nếu tgδ lớn có nghĩa là thành phần dòng điện tác dụng lớn dẫn đến việc làm nóng vật liệu cách điện gây ra tổn hao lớn, như vậy chất lượng cách điện kém. Qua trị số tgδ có thể đánh giá vật liệu cách điện có đủ tiêu chuẩn đưa vào vận hành hay không. Các nhà chế tạo thiết bị điện cho biết trị số tgδ tiêu chuẩn của vật liệu cách điện, dựa vào đó ta so sánh với kết quả đo tgδ để đánh giá về tình trạng thiết bị trong vận hành. tgδ được tính theo % . Các vật liệu cách điện mang điện áp ≥ 20kV đều phải đo tgδ.
Đây là phương pháp gián tiếp dùng điện áp thấp để kiểm tra vật liệu cách điện chịu điện áp xoay chiều tăng cao.
Dụng cụ đo: Có 3 loại
Cầu đo Watson, cầu biến thế,V- A- W. Phương pháp V – A- W sai số lớn nên ít dùng.
• Cầu đo Watson: Dùng để đo Tgδ
∗ AB là áp tô mát.
∗ T1 Máy biến áp điều chỉnh vô cấp.
∗ T Máy biến áp nâng điện áp.
∗ Zx Đối tượng đo.
∗ Zo Tụ mẫu.
∗ R3, R4 Điện trở mẫu điều chỉnh được.
∗ ABCD là các đỉnh cầu.
Khi cầu cân bằng ta đọc được trị số tgδ (được xác định theo công thức: tgδx = ω C4. R4 )
• Cầu biến thế: Dùng để đo điện dung và tgδ của các thiết bị cao áp, sứ đầu vào, các vật liệu cách điện cao áp, máy cắt điện, máy biến áp, động cơ điện cao áp, máy phát điện cao áp, tụ điện, chống sét, dầu cách điện…
Khi có điện áp trong hai nhánh sẽ xuất hiện IN và Ix, từ thông sinh ra trên hai cuộn dây WN và Wx ngược nhau. Từ thông cảm ứng trên cuộn dây W là lượng từ thông dư. Khi cầu cân bằng kim chỉ thị chỉ ở vị trí không thoả mãn điều kiện: Cx/CN = WN/Wx.
Trị số tgδ% được tự động hiển thị trên đồng hồ tgδ (%DF).
4. Thí nghiệm bộ điều chỉnh điện áp
Với các máy biến áp phân phối có công suất đến 1000kVA, điện áp đến 35kV thì chỉ làm thí nghiệm kiểm tra điện trở tiếp xúc của các đầu phân nấc bằng mê gôm mét và cầu đo điện trở một chiều sau khi chuyển nấc không điện.
Các máy biến áp có U ≥ 110kV và các máy biến áp đặc biệt có lắp bộ điều chỉnh điện áp dưới tải thì cần phải làm thí nghiệm:
• Lấy đồ thị vòng để kiểm tra trình tự đóng mở của các dao lựa chọn và dao dập lửa theo đúng yêu cầu của nhà chế tạo. Đồ thị vòng chính là số vòng quay của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải để hoàn thành một chu trình chuyển nấc phân áp. Muốn lấy đồ thị vòng cần phải đấu dây theo sơ đồ, dùng tay quay quay từ từ đánh dấu các điểm có sự thay đổi trạng thái của đèn hoặc đồng hồ von mét, tiếng động của bộ dập lửa khi chuyển động. Số vòng quay được đếm theo số vòng của tay quay sau đó so sánh với số vòng quy định của nhà chế tạo.
• Chụp sóng bộ dao dập lửa để kiểm tra độ ổn định động và kiểm tra thời gian hoạt động của dao dập lửa. Thời gian dập lửa là thời gian chập tắt các vòng dây nằm giữa 2 đầu phân nấc đang điều chỉnh của máy biến áp. Kết quả chụp sóng in tại máy ngay sau khi chụp sóng.
Các nhà chế tạo đều quy định các tiêu chuẩn kỹ của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải.
Xem thêm:
Tổng quan về Máy phát điện trong hệ thống điện
Tổn thất điện năng trong máy biến áp
5. Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao
Mục đích: Kiểm tra cách điện chính của các cuộn dây máy biến áp so với cuộn dây còn lại hoặc với vỏ máy biến áp.
Sơ đồ thí nghiệm: Trước khi thí nghiệm phải đấu sơ đồ kiểm tra điện áp cao với khe hở phóng điện để kiểm tra độ nhạy của bảo vệ rơ le. Chọn điện áp của khe hở phóng điện P bằng 1,05 lần điện áp cần thí nghiệm. Phải thử 3 lần phóng điện cho khe hở phóng điện P. Khi phóng điện ở P thì rơ le bảo vệ khởi động đi tác động AB cắt điện thí nghiệm.
Ghi chú:
– T là máy biến áp điều chỉnh điện áp vô cấp.
– TN là máy biến áp nâng áp.
– RL là rơ le quá dòng điện.
– CC là cuộn cắt của áp tô mát.
– P là cầu phóng điện.
– V là đồng hồ von mét.
– A là đồng hồ am pe mét.
– kV là đồng hồ ki lô von mét.
6. Đo tỉ số biến
Mục đích: Kiểm tra việc đấu đúng thiết kế của các đầu dây trong máy biến áp và tỉ số vòng dây ở cuộn dây chính và ở các phân nấc máy biến áp.
Sơ đồ thí nghiệm: Có thể dùng sơ đồ thí nghiệm đo tỉ số biến 1 pha dùng cho sơ đồ thí nghiệm 3 pha.
– Phải thí nghiệm xác định tổ đấu dây trước khi đo tỉ số biến.
– Để tránh nguy hiểm ta đưa điện áp thấp vào cuộn dây sơ cấp.
– Đo điện áp cả hai phía của máy biến áp khi không tải.
– Với các máy biến áp có tổ đấu dây có cuộn dây đấu Δ, khi đo phải đấu tắt theo đấu tắt và phải tính quy đổi để tính tỉ số biến K.
7. Kiểm tra tổ đấu dây
Mục đích: Kiểm tra tổ đấu dây đúng của máy biến áp.
Sơ đồ đấu dây:
∗ Khi hai cuộn dây máy biến áp quấn chung một lõi thép có cùng chiều quấn dây, nếu có từ thông Φ đi qua lõi thép thì cảm ứng trên hai cuộn dây 2 sức điện động cùng chiều. Nếu 2 cuộn dây ngược chiều quấn thì cảm ứng trên hai cuộn dây 2 sức điện động ngược chiều nhau.
∗ Đối với máy biến áp 3 pha quy ước đặt các hệ véc tơ điện áp của các cuộn dây máy biến áp vào một vòng tròn có tâm trùng với tâm của các hệ véc tơ. Nếu góc lệch pha của các véc tơ điện áp tương ứng phía nhất thứ và nhị thứ là n x 300 ta có tên tổ đấu dây của máy biến áp là n. Tổ đấu dây của máy biến áp có thứ tự từ 1 đến 12.
∗ Có 2 cách tìm tổ đấu dây: Phương pháp xung 1 chiều và phương pháp xoay chiều.
• Phương pháp xung 1 chiều: Dùng đồng hồ 1 chiều Gavanômét. Quy ước nếu
nhấn K đồng hồ Gavanômet gạt sang phải là dương (+), sang trái là âm (-). Phương pháp xung 1 chiều chỉ dùng để kiểm tra xem tổ đấu dây có đúng với lý lịch không chưa không xác định được tổ đấu dây là bao nhiêu. Nếu tổ đấu dây là ZÍch Zác thì không dùng phương pháp này.
• Phương pháp xoay chiều: Đối với máy biến áp 3 pha sẽ gặp khó khăn vì nếu gặp trường hợp điện áp 3 pha
không đối xứng hoặc không ổn định sẽ sai số dẫn đến việc xác định sai tổ đấu dây.
8. Thí nghiệm không tải
Mục đích: Xác định chất lượng của lõi thép, hư hỏng của cách điện cuộn dây pha với pha, cuộn dây pha với vỏ.
Sơ đồ thí nghiệm: Có thể dùng nguồn điện xoay chiều 1 pha để đo dòng điện không tải máy biến áp ba pha bằng cách đưa điện 1 pha vào lần lượt các cuộn dây nhưng phải nối tắt cực còn lại với đất để loại bỏ tổn thất cuả trụ lõi thép không được kích thích.
Với máy biến áp 3 pha thì bao giờ dòng điện không tải của hai pha cạnh cũng lớn hơn pha giữa vì có hiện tượng diệt từ tại pha giữa nhưng không được lớn hơn 1,3 lần, nếu lớn hơn thì chất lượng lõi thép có vấn đề.
Dòng điện không tải trung bình được tính là:
I0 = (Iab + Ibc + Ica)/3
Dòng điện không tải được tính theo phần trăm:
I0% = I0/Idm
9. Thí nghiệm dầu máy biến áp
Mục đích: Để kiểm tra chất lượng dầu máy biến áp trong vận hành.
Các thiết bị thí nghiệm:
– Máy so mầu.
– Máy đếm hạt.
– Máy thử cách điện kiểu kín. (DTA – 100E)
– Máy đo chớp cháy kiểu kín. (KOELER K 16270
– Cầu đo Tgδ. (DTL)
– Máy đo hàm lượng nước trong dầu. (KFM 2000).
