Ống lót máy biến áp: Các loại, Thử nghiệm (Tân Delta, C1/C2)

Ống lót máy biến áp: Các loại, bộ phận, thử nghiệm (C1/C2, Tan Delta) và các lỗi thường gặp

Ống lót máy biến áplà một trong những thành phần không được chú ý nhiều cho đến khi có sự cố xảy ra. Đó là đường dẫn cách nhiệt cho phépdây dẫn điện áp cao-đi qua bình nối đất của máy biến áp một cách an toàn để thiết bị có thể kết nối vớithanh cái, dây cáp hoặc đường dây trên không.Bởi vì những ống lót này chịu áp lực điện nghiêm trọng, chịu được thời tiết bên ngoài và sức nóng bên trong, chúng cũng là thủ phạm phổ biến đáng ngạc nhiên khi máy biến áp bị hỏng. Hãy để ý đến chúng và hầu hết các vấn đề đều có thể kiểm soát được. Bỏ qua chúng và hậu quả có thể nhanh chóng trở nên đắt đỏ.

Hướng dẫn này sẽ giới thiệu thực tế về sứ mệnh của ống lót máy biến áp, cách thức hoạt động, các loại chính bạn sẽ gặp phải (OIP,RIP,RIS), các cách hư hỏng thông thường và các kiểm tra chẩn đoán quan trọng nhất là-điện dung, hệ số công suất/tan delta và các phép đo C1/C2 đó.

Nói một cách đơn giản, ống lót máy biến áp là một thiết bị cách điện cho phép dây dẫn điện áp cao-đi vào hoặc rời khỏi máy biến áp thông qua một thùng kim loại nối đất mà không gây ra hiện tượng phóng điện hoặc đánh thủng. Nó định hình điện trường xung quanh dây dẫn, giữ cho hiện tượng phóng điện bề mặt không xảy ra và giữ ứng suất cách điện trong giới hạn thiết kế.

Hãy coi nó như một cổng cách điện giữa dây quấn bên trong của máy biến áp và hệ thống điện bên ngoài.

Ống lót thực hiện nhiều công việc cùng một lúc:

Chúng giữ cho-dây dẫn điện áp cao được cách ly khỏi bể nối đất.Nếu không có điều đó, bạn sẽ gặp khó khăn.

Họ kiểm soát căng thẳng điện.Ở điện áp cao, trường thích tập trung xung quanh các cạnh và bề mặt, vì vậy hầu hết các ống lót hiện đại đều sử dụng phân loại điện dung (thiết kế tụ điện) để phân bổ ứng suất đồng đều hơn.

Bề mặt bên ngoài-vỏ sứ hoặc polyme-cung cấp đủ khoảng cách đường rò để mưa, ô nhiễm, muối hoặc bụi không gây ra hiện tượng phóng điện.

Chúng cung cấp sự hỗ trợ cơ học cho dây dẫn và xử lý các lực phát ra từ thanh cái được kết nối hoặc các sự kiện-ngắn mạch.

Nhiều thiết kế bao gồm một điểm nối thử nghiệm (hoặc điểm nối điện áp) để chẩn đoán hoặc theo dõi trực tuyến.

Một số thậm chí còn có một máy biến dòng điện dùng để đo lường hoặc bảo vệ.

Bất cứ nơi nào dây dẫn mang điện phải vượt qua hàng rào nối đất:Thiết bị đầu cuối HV và LV, điểm trung tính, máy biến áp tăng cường-máy phát điện, cuộn kháng song song và một số ứng dụng thiết bị đóng cắt sử dụng cùng một ý tưởng cơ bản.

Các thiết kế khác nhau tùy theo loại điện áp và nhà sản xuất, nhưng hầu hết các thiết bị-điện áp cao đều có chung những phần cốt lõi sau:

Dây dẫn trung tâm– mang dòng điện tải từ dây quấn ra ngoàikết nối bên ngoài.

Thân cách nhiệt chính- cách điện sơ cấp bên trong (giấy, nhựa hoặc tổng hợp).

Lớp phân loại điện dung (lõi ngưng tụ)- các lá dẫn điện được gắn trong lớp cách điện để phân phối điện trường từ dây dẫn ra mặt bích nối đất.

Lớp cách nhiệt bên ngoài (vỏ)- sứ hoặc polyme có vỏ bọc để chống rò rỉ và chống nhiễm bẩn.

mặt bích– giá đỡ nối đất bắt bu lông vào thùng chứa.

Vòi kiểm tra / vòi điện áp– được kết nối với một lớp điện dung cụ thể, được sử dụng để đo lường và đôi khi là giám sát liên tục.

Con dấu và miếng đệm– giữ dầu vào và thoát hơi ẩm. Những điều này quan trọng hơn mọi người đôi khi nhận ra.

Thiết bị đầu cuối kết nối– đầu trên cùng liên kết với thanh cái, cáp hoặc phần cứng đường dây.

Ống lót thường được phân loại theo công nghệ cách nhiệt bên trong.

1) Ống lót OIP (Giấy-tẩm dầu)Những công nghệ này sử dụng giấy thấm dầu và thường dùng chung hệ thống dầu của máy biến áp. Đây là một công nghệ-lâu đời với thành tích vững chắc ở điện áp cao. Nhược điểm? Rò rỉ dầu xung quanh các miếng đệm hoặc bề mặt sứ có thể làm xói mòn biên điện môi và độ ẩm xâm nhập có xu hướng làm tăng tổn thất (hệ số công suất/tan delta) và tăng tốc độ lão hóa. Đánh giá tình trạng chủ yếu dựa vào các thử nghiệm điện môi theo xu hướng cộng với kiểm tra trực quan.

2) Ống lót RIP (Giấy tẩm nhựa-)Ở đây, giấy được tẩm nhựa, tạo ra cấu trúc cách nhiệt chắc chắn. Bạn có ít nguy cơ rò rỉ dầu hơn so với OIP, điều này khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với nhiều thiết kế hiện đại và trang bị thêm. Chất lượng sản xuất rất quan trọng-các khoảng trống có thể trở thành một phần-vị trí phóng điện-và chu trình nhiệt cùng với việc bịt kín vẫn cần được chú ý trong thời gian dài.

3) Ống lót RIS (Nhựa-Tổng hợp đã được ngâm tẩm)Những loại giấy hoán đổi này cho một hệ thống tổng hợp-được tẩm nhựa. Chúng được chọn cho các cấp điện áp hoặc nhu cầu hiệu suất cụ thể và thường được coi là một giải pháp thay thế hiện đại. Giống như mọi loại, kết quả thực tế- vẫn phụ thuộc vào chất lượng thiết kế, điều kiện dịch vụ và mức độ bạn giám sát chúng.

Bạn cũng sẽ nghe thấy các ống lót được mô tả bởi vỏ bên ngoài:

Sứđã được chứng minh qua nhiều thập kỷ. Nó nặng hơn và có thể vỡ khi chịu tác động mạnh.

Polyme (tổng hợp)nhẹ hơn, thường xử lý ô nhiễm tốt hơn và không bị vỡ theo cách tương tự. Sự lão hóa bề mặt và lựa chọn vật liệu cho môi trường địa phương vẫn cần được theo dõi.

Quyết định thường phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm, rủi ro cơ học, giới hạn trọng lượng và những gì công ty điện lực ưa thích.

Các vấn đề có thể diễn ra trong nhiều tháng hoặc nhiều năm hoặc có thể leo thang nhanh chóng. Các nghi phạm thông thường:

Độ ẩm xâm nhập và lão hóa– các vòng đệm bị xuống cấp để hơi ẩm lọt vào; tổn thất tăng lên vàgiấy hoặc nhựa bắt đầu hư hỏng. Hệ số công suất/tân delta và sự thay đổi điện dung tăng là những dấu hiệu cổ điển.

Xả một phần– các khoảng trống, sự tách lớp, nhiễm bẩn hoặc lão hóa có thể bắt đầu hoạt động PD ăn dần lớp cách nhiệt và cuối cùng có thể làm thủng lớp cách nhiệt.

Các vấn đề về nhiệt– kết nối đầu cuối lỏng lẻo tạo ra các điểm nóng; hài hòa và quá tải gây thêm căng thẳng. Nếu tổn thất tiếp tục tăng, bạn có thể tiến tới hiện tượng thoát nhiệt.

Rò rỉ dầu (chủ yếu là OIP)– giảm chất lượng cách nhiệt bên trong, mở cửa cho hơi ẩm và gây đau đầu về môi trường.

Ô nhiễm bên ngoài và phóng điện bề mặt– muối, ô nhiễm công nghiệp, bụi và hơi ẩm tạo thành một lớp màng dẫn điện trên vỏ. Việc theo dõi và phóng điện trở thành rủi ro thực sự trong thời tiết ẩm ướt.

Thiệt hại cơ học– các vết nứt sứ do va đập, lực địa chấn hoặc tải trọng của xe buýt; chu trình rung và nhiệt có thể làm lỏng các kết nối và làm suy giảm bề mặt tiếp xúc.

Theo dõi:

 Rò rỉ dầu hoặc nhuộm màu xung quanh mặt bích hoặc khớp nối (OIP)

 Các vết nứt hoặc sứt mẻ trên sứ, vỏ polyme bị hư hỏng

 Sự nóng lên bất thường ở đầu nối hoặc mặt bích (hồng ngoại rất hữu ích ở đây)

 Cảnh báo từ màn hình trực tuyến theo dõi điện dung hoặc hệ số công suất

 Điện dung thay đổi đột ngột so với lịch sử hoặc các pha khác

 Tiếng ồn có thể nghe thấy hoặc hiện tượng phóng điện có thể nhìn thấy-hiếm, nhưng hãy coi đó là trường hợp khẩn cấp và tuân theo các quy trình an toàn

Hầu hết việc đánh giá ống lót đều dựa trên các thử nghiệm điện môi cộng với kiểm tra nhiệt và trực quan. Điện dung và hệ số công suất/tan delta là tiêu chuẩn.

Điện dung và hệ số công suất/tân deltaCác thử nghiệm này đánh dấu độ ẩm, suy giảm chất cách điện, lỗi bên trong và sự cố trong mạch điện-thử nghiệm. Kết quả thường hiển thị dưới dạng điện dung (C) và hệ số công suất (PF) hoặc tan delta (tan δ)-hai cách biểu thị tổn thất điện môi.

C1 và C2Nhiều ống lót bình ngưng có một đầu nối thử được gắn vào một lớp điện dung cụ thể.

C1 là đường cách điện chính giữa dây dẫn trung tâm và lớp vòi thử nghiệm.

C2 là đường dẫn giữa lớp vòi-thử nghiệm và mặt bích nối đất.

Những thay đổi trong C1 và PF/tan δ của nó thường nói lên tình trạng sức khỏe của cơ thể ban đầucách nhiệt. Các chỉ số C2 bất thường có thể chỉ ra các vấn đề về cách nhiệt vòi, ô nhiễm, độ ẩm hoặc bản thân kết nối vòi. Những thay đổi bước đột ngột so với dữ liệu lịch sử có xu hướng đáng lo ngại hơn là trôi chậm. Việc điều chỉnh nhiệt độ và các giá trị cơ bản vững chắc là quan trọng; xu hướng theo thời gian thực sự là cách thực hành tốt nhất.

Các công cụ hữu ích khác

DFR/FDS (đáp ứng tần số điện môi) tìm hiểu sâu hơn về hành vi liên quan đến độ ẩm-khi các kết quả thông thường bắt đầu có vẻ không ổn.

Nhiệt kế hồng ngoại phát hiện các kết nối lỏng lẻo và các kiểu gia nhiệt bất thường.

Thử nghiệm phóng điện một phần-(trực tuyến hoặc ngoại tuyến) sẽ hữu ích khi PF/tan δ tăng hoặc thiết bị có mức tới hạn-cao.

Các hệ thống giám sát trực tuyến liên tục theo dõi xu hướng điện dung và tổn thất điện môi có thể đưa ra cảnh báo sớm-nếu chúng được thiết lập và cảnh báo đúng cách.

Không có câu trả lời duy nhất nào phù hợp với mọi đội xe. Tần suất thường phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng, loại và tuổi ống lót, xu hướng lịch sử, môi trường (muối ven biển, ô nhiễm nặng, nhiệt độ khắc nghiệt) và các sự kiện gần đây như do-lỗi hoặc vận chuyển. Nhiều tiện ích nghiêng về bảo trì-dựa trên rủi ro:các đơn vị tác động cao-nhận được sự chú ý thường xuyên hơn,-rủi ro thấp hơn kéo dài khoảng thời gian-luôn tuân theo hướng dẫn của OEM và các tiêu chuẩn nội bộ.

Một số nguyên tắc thực tế mà hầu hết các kỹ sư đều tuân theo:

Xu hướng là tất cả-so sánh với đường cơ sở và lịch sử của ống lót.

Hãy nhìn các pha cạnh nhau; sự khác biệt lớn trên cùng một máy biến áp là dấu hiệu đáng chú ý.

Những thay đổi theo bậc trong điện dung hoặc mức tăng đột ngột của PF/tan δ thường kích hoạt việc điều tra ngay lập tức.

Đừng bỏ qua các vấn đề về chạm thử-có thể làm sai lệch kết quả đo và tạo ra các vấn đề về an toàn.

Sử dụng nhiều chỉ báo: PF/tan δ + điện dung + nhiệt độ hồng ngoại + lịch sử hoạt động đánh bại bất kỳ số nào.

IEC 60137 – Ống lót cách điện cho điện áp xoay chiều trên 1 kV

IEEE C57.19.00 / C57.19.01 – tiêu chuẩn ống lót được tham khảo rộng rãi ở Bắc Mỹ

IEEE C57.152 – hướng dẫn kiểm tra hiện trường chẩn đoán (bao gồm các khái niệm về ống lót)

Luôn kiểm tra phiên bản hiện hành và các yêu cầu của nhà điều hành đối với loại điện áp và loại thiết bị mà bạn đang xử lý.

Ống lót máy biến áp rất cần thiết để truyền điện an toàn từ cuộn dây ra thế giới bên ngoài. Cho dù bạn đang xem thiết kế OIP, RIP hay RIS, vỏ bằng sứ hay polyme thì mục tiêu đều giống nhau:quản lý ứng suất điện và mức độ tiếp xúc với môi trường. Mỗi loại đều có hồ sơ bảo trì và rủi ro riêng. Các công cụ chẩn đoán-điện dung, hệ số công suất/tan delta và thử nghiệm C1/C2-hoạt động tốt nhất khi bạn có đường cơ sở tốt và thực sự điều chỉnh dữ liệu thời gian. Hãy nắm bắt những thay đổi sớm và hầu hết các ống lót sẽ mang lại cho bạn dịch vụ đáng tin cậy trong nhiều năm.

Liên hệ ngay