Bên trong máy biến áp còn có “bảo vệ an toàn” - rơle gas

Trong một hệ thống điện lớn và phức tạp, máy biến áp giống như trái tim vững vàng, cung cấp năng lượng cả ngày lẫn đêm. Nhiều người biết rằng bên ngoài máy biến áp có những thiết bị bảo vệ “rõ ràng” như nhiệt kế, van giảm áp. Tuy nhiên, thường có một bộ phận không dễ thấy nhưng rất quan trọng được giấu trên đường ống nối giữa thùng dầu máy biến áp và bình chứa dầu - rơle khí (Gas Relay), thường được gọi là "rơle khí" trong ngành.

Mặc dù có kích thước nhỏ nhưng nó là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại các lỗi bên trong của máy biến áp và được gọi là "bộ phận bảo vệ an toàn" bên trong máy biến áp. Người bảo vệ này không yêu cầu nguồn điện bên ngoài và chỉ dựa vào cấu trúc vật lý và cơ khí tinh tế của nó để phát hiện những bất thường trong giai đoạn đầu của sự cố và bảo vệ sự an toàn của lưới điện.

I. Rơle gas là gì?

Rơle khí thực chất là một thiết bị phát hiện lưu lượng dầu và khí, được lắp đặt đặc biệt trên đường ống nối giữa thùng dầu và bình chứa dầu (giãn nở) của máy biến áp ngâm dầu.

Trách nhiệm cốt lõi của nó là giám sát xem có sự thay đổi đột ngột về dòng khí hoặc dầu bên trong máy biến áp do lỗi hay không và đưa ra cảnh báo trước khi nguy hiểm xảy ra, thậm chí cắt nguồn điện trực tiếp khi cần thiết để tránh sự cố lan rộng.

Hãy coi nó như sự kết hợp giữa "còi báo khói + cầu dao tự động" cho máy biến áp.

II. “Nhân viên bảo vệ” làm việc như thế nào?

Rơle khí thường được lắp đặt trên đường ống nối giữa thùng dầu chính của máy biến áp và bình chứa dầu (gối dầu). Nguyên lý làm việc của nó bắt nguồn từ một hiện tượng vật lý đặc biệt khi xảy ra sự cố bên trong máy biến áp: khi quá nhiệt cục bộ, lão hóa lớp cách điện hoặc phóng điện nhẹ bên trong máy biến áp, dầu cách điện và vật liệu cách điện rắn sẽ bị phân hủy nhiệt, giải phóng các loại khí đặc trưng như hydro và metan.

Những khí này tạo thành bong bóng trong dầu và từ từ dâng lên dọc theo đường ống nghiêng. Khi chúng chảy qua rơle khí, chúng dần dần tích tụ ở buồng khí phía trên của rơle. Khi thể tích khí tăng lên, mức dầu bên trong rơle bắt đầu giảm xuống và phao (hoặc cốc mở) ban đầu nổi trên bề mặt dầu mất đi độ nổi và chìm xuống. Khi sự tích tụ khí đạt đến ngưỡng đặt trước (thường là 250 đến 300 cm khối), phao sẽ đẩy nam châm bên trong đến gần tiếp điểm sậy, khiến nó đóng lại. Lúc này phòng điều khiển sẽ nhận được tín hiệu “báo động khí gas nhẹ”. Đây giống như lời thì thầm đầu tiên từ người giám hộ, nhắc nhở nhân viên vận hành và bảo trì rằng máy biến áp có thể gặp một lỗi nhỏ và việc lấy mẫu, phân tích và xử lý sự cố khí cần phải được tiến hành kịp thời.

III. Tại sao lại gọi là "Nhân viên bảo vệ"?

Tầm quan trọng của rơle khí chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:

1. “Người đầu tiên” phản ứng khi có lỗi

So với việc bảo vệ đại lượng điện như dòng điện và điện áp, rơle khí có thể cảm nhận được những thay đổi vật lý bên trong máy biến áp sớm hơn - đặc biệt là những sự cố sớm chưa gây ra thay đổi đáng kể về dòng điện. Nó thường có thể đưa ra cảnh báo sớm về một vụ tai nạn khi mới bắt đầu.

2. Đáp ứng và đáng tin cậy

Cho dù đó là sự tích tụ khí chậm hay dòng dầu tốc độ cao đột ngột, rơle khí đều có thể phản ứng tương ứng. Chỉ cần lắp đặt chính xác và cài đặt hợp lý thì hầu như không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện bên ngoài và có độ tin cậy vận hành cao.

3. Giảm tổn thất do tai nạn

Bởi vì nó có thể đưa ra tín hiệu hoặc ngắt trực tiếp trong giai đoạn đầu của sự cố, rơle khí giảm thiểu một cách hiệu quả mức độ hư hỏng thiết bị và phạm vi mất điện, giảm đáng kể chi phí bảo trì và tác động xã hội. Có thể nói nó là rào cản quan trọng để bảo vệ máy biến áp khỏi những hư hỏng nặng nề

IV. Những chi tiết không thể bỏ qua trong vận hành và bảo trì

Mặc dù rơle khí rất đáng tin cậy nhưng hoạt động bình thường của nó không thể tách rời khỏi việc quản lý vận hành và bảo trì được tiêu chuẩn hóa:

Hiệu chuẩn thường xuyên: Kiểm tra xem hoạt động tiếp xúc có chính xác hay không và con dấu có tốt hay không để ngăn ngừa sự cố hoặc từ chối do dính hoặc rò rỉ không khí.

Chú ý đến tín hiệu khí nhẹ: Sau khi xảy ra cảnh báo khí nhẹ, cần thu thập mẫu dầu ngay lập tức để phân tích khí hòa tan (DGA) nhằm tìm ra nguyên nhân cốt lõi của lỗi, thay vì chỉ đặt lại cảnh báo.

Khí thải sau khi vận hành mới hoặc đại tu: Sau khi máy biến áp được đưa vào vận hành lần đầu hoặc sau khi đại tu phải xả khí hết theo quy định để tránh khí dư gây ra tín hiệu sai từ rơ le khí.

V. Kết luận

Trong toàn bộ hệ thống điện, rơle gas tuy chỉ là một “phụ kiện nhỏ” trên máy biến áp nhưng nó luôn bảo vệ an toàn bên trong máy biến áp. Nó không chỉ có thể nắm bắt sâu sắc những dị thường tinh vi ban đầu mà còn có thể cắt đứt nguồn điện một cách dứt khoát trong những thời điểm quan trọng, thực sự thể hiện giá trị của “bốn hoặc hai động tác ngàn cân”.

Lần tới khi bạn đi ngang qua một trạm biến áp và nhìn thấy những máy biến áp lớn đó đứng yên lặng, bạn cũng có thể tự nhủ điều này trong đầu:

"Đừng lo lắng, bên trong có 'bảo vệ' đang trực."