Thí nghiệm bộ điều áp dưới tải (OLTC) , đo điện trở động OLTC cho máy biến áp lực

Cấu trúc OLTC, các hư hỏng của bộ OLTC và Ý nghĩa của phép đo điện trở động

OLTC(On-load tap changer): Bộ điều áp dưới tải, là một cơ cấu chuyển động phức tạp bao gồm :

– Bộ điều khiển

– Động cơ

– Cơ cấu chuyển động : công tắc chuyển nấc, điện trở chuyển tiếp , dao đảo chiều (số lượng nấc phân áp lớn).

Hình 1: một số cấu trúc chuyển nấc OLTC cơ bản.

Một chu trình chuyển mạch phân áp chủ yếu gồm 4 giai đoạn, ứng với 1 chu trình chuyển nấc ta có đồ thị A-t (Hình 2):

Hình 2: 4 giai đoạn chuyển mạch chủ yếu trong 1 chu trình chuyển nấc phân áp

Bộ OLTC luôn làm việc trong trạng thái có tải, do đó, sự hoàn hảo của cấu trúc dẫn dòng điện ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm việc của bộ OLTC. Do phát sinh hồ quang trong quá trình chuyển nấc ở bộ công tắc K gây rỗ bề mặt các tiếp điểm, hoặc có thể do các cặn dầu (tạp chất) bám lại trên các tiếp điểm hoặc sự lỏng của các mối nối do các rung động trong quá trình làm việc,…là các nguyên nhân chính ảnh hưởng đến cấu trúc dẫn dòng điện của bộ OLTC.

Theo thống kê phân tích sự cố với một số máy biến áp từ năm 2000-2010 thì có tới 34% sự cố xảy ra đối với OLTC (Hình 3).

Hình 3: Biểu đồ phân tích sự cố với một số máy biến áp từ năm 2000-2010 (trích từ “ đánh giá độ tin cậy của máy biến áp” trong hội nghị quốc tế về kỹ thuật điện cao áp lần thứ 17 năm 2011 tại Đức ) .

OLTC là nguyên nhân lớn nhất về sự cố xảy ra trong các MBA. Các hư hỏng chính ở bộ OLTC nằm trong số các loại sau đây:

– Hỏng điện trở chuyển tiếp.

– Hỏng cơ cấu chuyển mạch: công tắc chuyển mạch hoặc dao đảo chiều ở sai vị trí trong chu trình gây ra ngắn mạch hoặc hở mạch.

– Cháy và hỏng các tiếp điểm lăn và tiếp điểm tĩnh, tiếp xúc bề mặt không tốt do thoái hóa tiếp điểm.

– Căn chỉnh sai kết cấu lắp ráp của bộ chuyển nấc.

– Hỏng motor điều khiển.

Ngoài ra việc bảo dưỡng sai cũng là một yếu tố chính dẫn đến hư hỏng bộ OLTC do sự phức tạp về mặt cơ khí của bộ chuyển nấc và các yêu cầu nghiêm ngặt cần tuân thủ trong và sau bảo dưỡng.

Hiện nay, có một số phương pháp thử nghiệm để đánh giá, phát hiện hư hỏng trong bộ OLTC. Tuy nhiên, để đánh giá toàn vẹn bộ OLTC thì phương pháp đo điện trở động được các chuyên gia khuyên dùng:

2323

Hình 4: Các phương pháp thử nghiệm để đánh giá bộ OLTC.

Kỹ thuật đo điện trở động DRM (Dynamic Resistance Measurement) đã được triển khai áp dụng ở các nước trên thế giới, đặc biệt là ở châu Âu trong gần 30 năm qua và đã cho thấy tính hiệu quả của phương pháp này trong việc chẩn đoán và đánh giá tình trạng các bộ OLTC. Mục đích của phương pháp đo này là nhằm:

Kiểm tra toàn bộ các tiếp điểm một cách kỹ lưỡng nhằm đánh giá tình trạng bề mặt của các tiếp điểm tĩnh & động của các bộ dao lựa chọn hoặc dao chuyển đổi thông qua phép đo điện trở một chiều ở trạng thái động.
Đánh giá tình trạng cơ qua việc phát hiện các sai lệch về chu trình làm việc của các tiếp điểm để tiến hành phân tích nguyên nhân & khắc phục kịp thời (hiệu chỉnh, sửa chữa hoặc thay thế các bộ phận cơ có liên quan)
Đánh giá được chất lượng và sự đấu nối đúng của các điện trở chuyển tiếp. Bằng việc thực hiện phép đo DRM này, chúng ta có thể xác định được một số hư hỏng trong quá trình thực hiện chuyển nấc như sau:

– Sự lão hóa và xuống cấp của các tiếp điểm

– Vấn đề ngắt dòng thời gian ngắn trong khi chuyển mạch

– Hư hỏng bộ truyền động

– Sự cố trùng hợp giữa 3 pha

– Hư hỏng của các tiếp điểm của dao lựa chọn, dao đảo cực, dao lựa chọn mở rộng phạm vi điều chỉnh nấc

Phép thử DRM được so sánh với kết quả của nhà sản xuất hoặc so sánh với đợt thử nghiệm trước đó.

Nhằm đáp ứng nhu cầu trên, Phòng thử nghiệm điện EVN-S đã đầu tư máy đo điện trở 1 chiều có thể đo ở trạng thái tĩnh và động OLTC WRM25TD của hãng DV-POWER (Hình 5).

Hình 5: máy đo điện trở 1 chiều RMO25TD

Các bước thử nghiệm OLTC bằng máy Máy đo điện trở 1 chiều RMO25TD

Thử nghiệm viên nhận hiện trường thử nghiệm từ kỹ thuật viên theo các quy định của ngành Điện.
Thử nghiệm viên kiểm tra đối tượng được thử nghiệm đã được cắt điện, cách ly hoàn toàn với các nguồn điện áp bên ngoài, vỏ thiết bị phải được nối đất.
Nối đất tạm thời các đầu cực của đối tượng được thử nghiệm, sau đó tách các đầu cực của đối tượng đang nối vào hệ thống.
Làm hàng rào an toàn bảo vệ, treo biển báo và cử người giám sát an toàn.
Kiểm tra nguồn, các đầu nối và dây đo của RMO25TD phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của phương pháp thử nghiệm theo phụ lục của quy định áp dụng tiêu chuẩn.
Đấu nối sơ đồ đo theo nguyên tắc: điện trở một chiều của cuộn dây máy điện được qui định đo cho tất cả các pha, các cuộn dây ở toàn bộ các nấc phân áp của cuộn dây (đối với máy biến áp) hoặc phù hợp quy trình sử dụng thiết bị đo. Trị số dòng điện một chiều để đo cần phải không làm cho nhiệt độ cuộn dây thay đổi đáng kể để tránh sai số do nhiệt độ (dòng đo không được vượt quá 20% dòng điện định mức của cuộn dây máy điện).
Ghi nhận các giá trị nhiệt độ môi trường từ nhiệt kế của thử nghiệm viên.
Khi thử nghiệm máy điện: ghi thêm nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn dây từ các đồng hồ nhiệt lắp trong đối tượng đo.
Tháo các nối đất tạm thời đang nối trên các đầu cực của đối tượng được thử nghiệm.
Kết nối máy đo điện trở 1 chiều RMO25TD với máy tính có cài đặt sẵn phần mềm kết nối DV-Win
Cài đặt các thông số theo các bước dưới đây: