Làm thế nào để phát hiện và loại bỏ lỗi nối đất lõi máy biến áp?

1. Loại bỏ lỗi nối đất đa điểm

(1) Các phương pháp giảm thiểu tạm thời khi máy biến áp không thể ngừng hoạt động:

① Nếu có dây nối đất bên ngoài và dòng điện sự cố tương đối cao, dây nối đất có thể bị ngắt tạm thời. Tuy nhiên, việc giám sát phải được tăng cường để ngăn chặn việc lõi phát triển điện thế nổi nếu điểm lỗi biến mất.

② Nếu lỗi nối đất đa điểm không liên tục hoặc không ổn định, điện trở dây trượt có thể được mắc nối tiếp với dây nối đất đang làm việc để hạn chế dòng điện xuống dưới 1 A. Nên chọn điện trở dây trượt bằng cách chia điện áp đo được trên dây nối đất đang làm việc đang mở cho dòng điện chạy qua nó.

③ Phải sử dụng Phân tích khí hòa tan (DGA) để theo dõi tốc độ tạo khí tại điểm lỗi.

④ Sau khi xác định chính xác vị trí lỗi thông qua đo đạc, nếu không thể sửa chữa ngay thì có thể di dời dây nối đất lõi thông thường đến cùng vị trí với điểm lỗi. Điều này sẽ làm giảm đáng kể dòng điện tuần hoàn.

(2) Các biện pháp bảo trì kỹ lưỡng. Sau khi giám sát chỉ ra lỗi nối đất đa điểm, các máy biến áp có thể ngừng hoạt động phải được ngắt điện kịp thời để có thể loại bỏ hoàn toàn lỗi. Tùy thuộc vào loại và nguyên nhân nối đất đa điểm mà cần có biện pháp bảo trì phù hợp. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, không thể tìm thấy điểm lỗi ngay cả khi máy biến áp đã được ngắt điện và lõi được nâng lên. Trong những tình huống như vậy, có thể sử dụng các phương pháp sau tại chỗ để xác định chính xác điểm nối đất:

① Phương pháp DC: Ngắt dây nối đất giữa lõi và cấu trúc kẹp. Đặt một điện áp DC 6 V lên các tấm thép silicon ở cả hai mặt của ách. Sau đó, sử dụng vôn kế DC để đo tuần tự điện áp giữa các tấm thép silicon liền kề. Khi điện áp về 0 hoặc đồng hồ chỉ ra cực tính ngược, vị trí đó có thể được coi là điểm nối đất lỗi.

② Phương pháp AC: Nối cuộn dây hạ áp của máy biến áp với nguồn điện áp xoay chiều 220–380 V để thiết lập từ thông trong lõi. Nếu tồn tại lỗi nối đất nhiều điểm, dòng điện sẽ được phát hiện bằng miliampe kế (với điều kiện dây nối đất giữa lõi và cấu trúc kẹp bị ngắt kết nối). Đo từng điểm dọc theo các mức khác nhau của ách lõi bằng miliampe kế. Khi miliammet chỉ số 0 thì vị trí đó là điểm lỗi.

2. Hiện tượng bất thường do nối đất nhiều điểm

(1) Dòng điện xoáy được tạo ra trong lõi, dẫn đến tổn thất sắt tăng lên và quá nhiệt cục bộ trong lõi.

(2) Nếu việc nối đất nghiêm trọng tại nhiều điểm vẫn không được khắc phục trong thời gian dài, việc vận hành liên tục sẽ khiến dầu và cuộn dây quá nóng, dần dần làm lớp cách điện bằng giấy dầu bị lão hóa. Điều này có thể làm cho lớp phủ cách nhiệt giữa các lớp lõi bị lão hóa và bong ra, dẫn đến lõi quá nóng thậm chí còn lớn hơn và có khả năng đốt cháy lõi.

(3) Việc nối đất đa điểm kéo dài sẽ làm giảm chất lượng dầu trong máy biến áp ngâm dầu, tạo ra khí dễ cháy và kích hoạt rơle khí.

(4) Lõi quá nóng có thể gây ra hiện tượng cacbon hóa các khối đệm bằng gỗ và cấu trúc kẹp bên trong bộ phận hoạt động.

(5) Việc nối đất nhiều điểm nghiêm trọng có thể làm cháy dây nối đất, khiến máy biến áp mất đi nối đất một điểm thông thường, dẫn đến hậu quả thảm khốc.

(6) Nối đất nhiều điểm cũng có thể gây ra hiện tượng phóng điện.

3. Lý do tại sao lõi yêu cầu nối đất một điểm trong quá trình hoạt động bình thường:

Trong quá trình hoạt động bình thường, một điện trường tồn tại giữa các cuộn dây mang điện và thùng máy biến áp, với lõi và các bộ phận kim loại khác nằm trong trường này. Do sự phân bố điện dung không đồng đều và cường độ trường khác nhau, nếu lõi không được nối đất chắc chắn thì hiện tượng sạc và phóng điện sẽ xảy ra. Điều này có thể làm suy giảm chất cách điện rắn và làm giảm độ bền điện môi của dầu; do đó, lõi phải có điểm nối đất duy nhất đáng tin cậy.

Lõi bao gồm các tấm thép silicon. Để giảm thiểu dòng điện xoáy, giữa các tấm có một mức điện trở cách điện nhất định (thường dao động từ vài ohm đến vài chục ohm). Do điện dung giữa các tấm cực lớn nên nó có thể được coi là đường dẫn điện trong điện trường xoay chiều. Do đó, nối đất lõi tại một điểm duy nhất là đủ để kẹp điện thế của toàn bộ các lớp lõi xếp chồng lên nhau với điện thế nối đất.

Nếu lõi hoặc các thành phần kim loại của nó được nối đất ở hai điểm trở lên, một vòng khép kín sẽ được hình thành giữa các điểm nối đất. Vòng này liên kết một phần từ thông, tạo ra một suất điện động (EMF) và tạo ra dòng điện tuần hoàn. Điều này dẫn đến hiện tượng quá nhiệt cục bộ và thậm chí có thể làm cháy lõi.

Nối đất một điểm là điều kiện nối đất bình thường và được chấp nhận duy nhất đối với lõi máy biến áp. Nói cách khác, lõi phải được nối đất và nó phải được nối đất tại đúng một điểm.

Lỗi lõi chủ yếu do hai yếu tố gây ra: kỹ thuật thi công kém dẫn đến đoản mạch và các yếu tố hoặc phụ kiện bên ngoài gây ra nối đất nhiều điểm.