Tại sao lõi máy biến áp được coi là trái tim chính của máy biến áp điện lực?

Là bộ máy cốt lõi và thiết bị trung tâm trong ngành điện, lõi sắt của máy biến áp điện tạo thành một thành phần cấu trúc và chức năng quan trọng để đảm bảo dòng mạch từ không bị cản trở, chuyển đổi năng lượng và an toàn điện. Từ góc độ thiết bị điện và an toàn điện, không thể bỏ qua các lỗi trong lõi sắt máy biến áp.

Bắt đầu bằng việc mô tả trạng thái hoạt động của lõi sắt máy biến áp, bài viết làm rõ nguyên lý nối đất một điểm cho lõi sắt máy biến áp, phân tích nguyên nhân gây ra sự cố nối đất trong lõi sắt máy biến áp, đồng thời đưa ra các phương pháp xử lý và phát hiện sự cố.

1 Mô tả điều kiện vận hành lõi máy biến áp điện

Lõi tạo thành trái tim cấu trúc của máy biến áp điện, cung cấp sự hỗ trợ thiết yếu cho từ thông và chuyển đổi năng lượng. Trong quá trình hoạt động bình thường, lõi tạo ra từ trường xoay chiều cực mạnh do điện áp cao và dòng điện lớn, dẫn đến sự chênh lệch điện thế đáng kể với trái đất. Sự chênh lệch điện thế này có thể gây ra hiện tượng phóng điện giữa lõi và thùng dầu. Sự phóng điện nghiêm trọng có thể làm hỏng trực tiếp lõi, cuộn dây và vỏ máy biến áp, có khả năng dẫn đến tai nạn máy biến áp và các mối nguy hiểm khi vận hành.

2 Nguyên lý nối đất một điểm cho lõi máy biến áp điện

Nối đất một điểm cho lõi máy biến áp điện bao gồm việc cố định các lớp mỏng để tạo thành một mặt phẳng điện thế thống nhất. Điều này đạt được bằng cách nối một phần lõi với tấm kẹp lõi được cố định vào thành bể bên trong thông qua dây kẹp hoặc bu lông. Điều này đảm bảo tính đồng nhất tiềm tàng cả trong lõi và giữa lõi và bể. Nếu lõi có biểu hiện không đồng đều, cong vênh hoặc uốn cong, nó sẽ dễ dàng tạo điều kiện cho việc nối đất thông qua các lớp mỏng. Trong trường điện từ xoay chiều, điều này tạo ra dòng điện xoay chiều trong lõi, có khả năng hình thành các mạch cục bộ. Do đó, sự giải phóng nhiệt cục bộ, nhất thời xảy ra bên trong lõi, dẫn đến nhiệt độ bên trong quá cao, giải phóng đáng kể các khí độc hại, kích hoạt hệ thống bảo vệ khí và tắt máy biến áp. Những vấn đề này làm suy giảm chức năng của máy biến áp trong hệ thống và mạng điện.

3 nguyên nhân chính gây ra lỗi nối đất lõi máy biến áp

(1) Sự xuất hiện của vật thể lạ bên trong máy biến áp điện

 Theo trình tự thời gian, sự tồn tại của vật thể lạ biểu hiện theo nhiều giai đoạn:

Thứ nhất, trong quá trình sản xuất, chế tạo lõi không đủ độ chính xác và việc vệ sinh các khu vực bên trong cũng như các bộ phận lõi không đủ kỹ có thể để lại các mảnh vụn còn sót lại, ảnh hưởng đến hiệu quả nối đất của lõi.

Thứ hai, trong quá trình lắp đặt, các lực cơ học bên ngoài có thể gây biến dạng lõi và biến dạng vỏ, làm bong tróc vật liệu và tạo ra nhiều điểm nối đất. Điều này dẫn đến đoản mạch, vòng kín và quá nhiệt.

Thứ ba, trong quá trình đổ dầu, chất lượng dầu không đạt tiêu chuẩn có thể tạo ra các chất ô nhiễm kim loại bám gần lõi, làm gián đoạn việc kiểm soát điểm nối đất và hình thành nhiều điểm nối đất.

Thứ tư, trong quá trình bảo trì và vận hành, sự mài mòn, ăn mòn và rung động bên trong máy biến áp sẽ tạo ra các mảnh vụn kim loại dạng hạt và các chất gây ô nhiễm dạng bột. Những hạt này xâm nhập vào lõi, làm gián đoạn hoạt động bình thường của nó và tạo ra các lỗi vận hành cũng như các mối nguy hiểm tiềm ẩn.

(2) Khe hở trong lõi máy biến áp không đủ

Khoảng cách quá gần giữa kẹp lõi và chốt trung tâm có thể dẫn đến khoảng cách nối đất không đủ hoặc khả năng cố định kém trong quá trình nối đất lõi. Sự dịch chuyển khi vận hành có thể gây ra hiện tượng phóng điện. Việc nới lỏng các miếng đệm lõi có thể gây ra sự tiếp xúc giữa lõi với vỏ, gây ra đoản mạch.

(3) Nước xâm nhập vào máy biến áp điện

Trong quá trình lắp đặt hoặc bảo trì trong thời tiết ẩm ướt, việc không thực hiện các biện pháp chống thấm hoặc cách ly có thể làm hỏng lớp cách nhiệt lõi. Các lớp giấy bão hòa ẩm, khi chịu điện áp cao, dễ gây ra đoản mạch từ lõi đến đất và lỗi phóng điện.

4 nguyên nhân cơ bản khiến lõi máy biến áp quá nóng

(1) Tiêu chuẩn sản xuất không đạt tiêu chuẩn. Máy biến áp càng hiện đại và tự động hóa thì nhu cầu về kỹ thuật sản xuất tiên tiến càng lớn. Một số đơn vị sản xuất máy biến áp thiếu trình độ chuyên môn cần thiết về cấu trúc, vật liệu và thông số kỹ thuật mới, dẫn đến các vấn đề thực tế như độ chính xác không đủ, vệ sinh không đầy đủ và kỹ thuật không tuân thủ. Điều này dẫn đến lõi quá nóng, ảnh hưởng đến độ ổn định tổng thể.

(2) Kỹ thuật lắp đặt không đạt tiêu chuẩn. Trong quá trình lắp đặt, việc không tuân thủ nguyên tắc nối đất một điểm cho lõi dẫn đến siết vít không chặt, chiều dài dây nối đất không đủ hoặc vị trí nối đất không chính xác. Điều này làm cho lõi tiếp xúc với vỏ, cuối cùng dẫn đến lỗi nối đất lõi và gây ra hiện tượng quá nhiệt trong quá trình vận hành.

5. Các phương pháp xử lý lỗi nối đất lõi máy biến áp điện

Các phương pháp chính để giải quyết các lỗi nối đất lõi trong máy biến áp điện bao gồm: xử lý các lỗi nối đất đa điểm không liên tục, quản lý các lỗi nối đất đa điểm với các giá trị điện trở cách điện có thể đo được và giải quyết các lỗi nối đất nhiều điểm không có giá trị điện trở cách điện (còn gọi là nối đất chết). Phần này chủ yếu minh họa cách tiếp cận đối với các lỗi nối đất không liên tục ở nhiều điểm.

6 Phát hiện lỗi nối đất lõi máy biến áp

(1) Tiêu chuẩn hóa quy trình kiểm tra. Trong quá trình lắp đặt, đảm bảo các chốt định vị được đảo ngược hoặc tháo ra. Xác minh tỉ mỉ rằng tất cả các bộ phận đều có kích thước chính xác, độ dài phù hợp và chỉ có một tấm kết nối nếu cần. Ngoài ra, hãy xác nhận rằng tất cả các vít và đai ốc đều được gắn chặt và kiểm tra xem quy trình sản xuất các tấm thép silicon có đáp ứng các tiêu chuẩn tối ưu hay không. Về cơ bản loại bỏ khả năng có nhiều điểm nối đất.

(2) Quy trình vệ sinh kỹ lưỡng. Sau khi sản xuất, lắp đặt hoặc sửa đổi lớn máy biến áp điện, hãy tiến hành vệ sinh toàn diện các bộ phận bên trong. Đảm bảo không có dây kim loại dư thừa hoặc thậm chí các hạt kim loại nhỏ còn sót lại trong máy biến áp, điều này có thể khiến các lớp thép silicon dẫn đến nhiều điểm nối đất.

(3) Duy trì sự sạch sẽ của bể. Tiến hành kiểm tra định kỳ bộ làm mát và bơm dầu trong quá trình vận hành máy biến áp để ngăn ngừa quá nhiệt cục bộ ở lõi và hỏng hóc sớm. Điều này ngăn cản các hạt kim loại sinh ra do ma sát xâm nhập vào thùng chứa qua dầu. Sự tích tụ quá nhiều hạt theo thời gian chắc chắn sẽ dẫn đến nhiều điểm nối đất.

(4) Tăng cường giám sát hoạt động. Điều này cho phép hành động khắc phục kịp thời khi phát hiện các lỗi nối đất lõi trong máy biến áp hoặc bắt đầu điều tra khi phát sinh các yếu tố đáng ngờ. Sự cảnh giác như vậy đảm bảo các lỗi nối đất cốt lõi được ngăn chặn trước khi chúng xảy ra.