Những điều cần thiết về bảo trì và các nguyên nhân hỏng hóc phổ biến đối với máy biến áp trạm biến áp hạng nặng

Sự cố của một máy biến áp công suất lớn biến áp trạm biến áp cũng gây ra chi phí vượt xa thời gian sửa chữa. Chi phí này được lượng hóa qua các trung tâm dữ liệu tối, các dây chuyền sản xuất ngừng hoạt động và các cửa sổ giao hàng bị bỏ lỡ. Ryan Electric, liên doanh với Eaton (Hoa Kỳ), sản xuất máy biến áp kiểu khô, kiểu ngâm sơn chân không (VPI), kiểu ngâm dầu, kiểu lắp trên bệ, máy biến áp truyền tải và phân phối với công suất lên đến 10 MVA và điện áp lên đến 132 kV. Chúng tôi biết rằng phần lớn sự cố nghiêm trọng đều bắt đầu từ những tín hiệu nhỏ bị bỏ qua. Bài viết này phân tích chi tiết các nguyên nhân phổ biến nhất gây sự cố máy biến áp theo từng chế độ hỏng, bao gồm các dấu hiệu cảnh báo sớm, các hành động thực địa và thời điểm cần dừng vận hành và tắt máy.

Lão hóa cách điện cuộn dây: Sự suy giảm thầm lặng

Trong nhiều năm, vật liệu cách điện bằng xenlulo và epoxy dần bị suy giảm do tác động của ứng suất nhiệt, điện và cơ học. Hoạt động phóng điện cục bộ cũng là dấu hiệu tiên phát gây hư hại cho máy biến áp kiểu đổ resin và kiểu ngâm sơn chân không (VPI).

Tín hiệu sớm : Sự đổi màu nhẹ ở các ống thông gió, mùi lạ hoặc chỉ số PD tăng dần. Trong thử nghiệm dầu / phân tích khí hòa tan (DGA), phân tích furan trong dầu cho thấy nồng độ 2-furfuraldehyde tăng lên ở các thiết bị ngâm dầu.

Hành động tại hiện trường : Đo PD khi thiết bị ngừng hoạt động, làm sạch các ống làm mát, kiểm tra biểu đồ tải so với nhãn hiệu. Giảm tải tối đa nếu nhiệt độ điểm nóng vượt quá giới hạn.

Khi nào phải dừng hoạt động : Nếu chỉ số PD liên tục ở mức cao (vượt quá 500 pC), hoặc nếu DGA phát hiện axetilen (C₂H₂) với nồng độ cao hơn 5 ppm, cần loại thiết bị ra khỏi dịch vụ ngay lập tức. Có thể xảy ra ngắn mạch giữa các vòng dây nếu thiết bị vẫn tiếp tục vận hành.

Sự cố bộ đổi nối: Mài mòn cơ học và xói mòn tiếp điểm

Nhiều máy biến áp trạm không có bộ phận chuyển động nào ngoại trừ bộ đổi nối dưới tải (OLTC). Các nguyên nhân chính gây hỏng máy biến áp là xói mòn tiếp điểm, tích tụ carbon và lệch trục động cơ điều khiển.

Tín hiệu sớm : Tiếng ồn bất thường trong quá trình đổi nối, điều chỉnh điện áp không đồng đều hoặc chênh lệch nhiệt độ ngày càng tăng giữa OLTC và thùng chính.

Hành động tại hiện trường : Trong thực địa, kiểm tra các hạt carbon trong dầu, dòng điện động cơ và thời điểm hoạt động, đồng thời kiểm tra tiếp điểm của bộ chuyển đổi phân nhánh trong bảo trì định kỳ.

Khi nào phải dừng hoạt động : Nếu bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (OLTC) không hoàn tất việc thay đổi bậc, hoặc Rơ-le Buchholz tác động trong quá trình thay đổi bậc, hãy khóa bộ chuyển đổi phân nhánh và chuyển tải. Tránh mọi hoạt động điện tiếp theo.

Độ ẩm xâm nhập vào cổng cách điện: Con đường tiềm ẩn dẫn đến phóng điện đánh thủng

Độ ẩm có thể xâm nhập vào cổng cách điện bằng sứ hoặc composite qua các gioăng bị hư hỏng hoặc vết nứt. Điều kiện ẩm ướt làm giảm điện áp phóng điện đánh thủng và gia tăng ăn mòn bên trong.

Tín hiệu sớm : Điện áp nhiễu vô tuyến bất thường (RIV), ngưng tụ dầu quan sát được trên kính quan sát dầu hoặc điện dung cổng cách điện tăng lên cùng với các giá trị tan delta tăng.

Hành động tại hiện trường : Thực hiện chụp ảnh nhiệt hồng ngoại, làm sạch cổng cách điện, thay gioăng và tiến hành thử nghiệm dầu cũng như phân tích khí hòa tan (DGA) đối với dầu trong cổng cách điện nếu áp dụng.

Khi nào phải dừng hoạt động nếu tan delta lớn hơn 1% ở 20°C hoặc hàm lượng hydro lớn hơn 100 ppm trong phân tích khí hòa tan (DGA), thì phải loại bộ cách điện ra khỏi vận hành. Thùng máy biến áp có thể bị phá hủy do phóng điện hồ quang khi đang mang tải.

Sự suy giảm dầu và phân tích khí hòa tan

Dầu khoáng có thể trải qua các quá trình oxy hóa, phóng điện hồ quang và quá nhiệt. Phân tích khí hòa tan (DGA) là công cụ chẩn đoán hiệu quả nhất đối với máy biến áp lực và máy biến áp phân phối ngâm dầu.

Tín hiệu sớm tỷ lệ các khí chủ chốt thay đổi: sự gia tăng metan (CH₄) là dấu hiệu của sự cố nhiệt; sự gia tăng etilen (C₂H₄) là dấu hiệu kim loại nóng; sự gia tăng axetilen (C₂H₂) là dấu hiệu phóng điện hồ quang.

Hành động tại hiện trường nếu bất kỳ khí nào vượt giới hạn IEEE, cần thực hiện DGA hàng tháng. Kiểm tra và đo áp suất lớp đệm nitơ; lọc dầu nếu độ ẩm vượt 20 ppm.

Khi nào phải dừng hoạt động ngắt nguồn điện của cơ sở nếu rơ-le Buchholz hoạt động hoặc DGA cho thấy nồng độ C₂H₂ vượt 10 ppm và nồng độ hydro vượt 500 ppm. Điều này cho thấy tình trạng sắp hỏng đối với máy biến áp ngâm dầu.

Lão hóa nhiệt tích lũy do quá tải: Kẻ giết người thầm lặng

Tuổi thọ cách điện giảm một nửa với mỗi lần tăng nhiệt độ 6°C so với nhiệt độ điểm nóng định mức. Đối với hầu hết các ứng dụng này, máy biến áp phải chịu tải quá mức theo chu kỳ, ví dụ như trong trung tâm dữ liệu, hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo và bộ điều khiển công nghiệp.

Tín hiệu sớm : Nhiệt độ dầu trên cùng tăng dần ở tải ổn định, việc sử dụng quạt làm mát tăng lên hoặc phân tích khí hòa tan (DGA) cho thấy nồng độ etan (C₂H₆) đang tăng đều.

Hành động tại hiện trường : Áp dụng giới hạn tải động, đo lường hiệu suất hệ thống làm mát và ghi lại số giờ vận hành quá tải. Sử dụng lịch sử nhiệt thực tế — chứ không phải thời gian lịch — để xác định khoảng thời gian bảo dưỡng định kỳ cho máy biến áp .

Ngừng cấp tải : Giảm tải khi nhiệt độ dầu trên cùng đạt 105°C (loại ngâm dầu) hoặc 155°C (loại nhựa đúc). Khi kết quả DGA cho thấy dấu hiệu sinh khí nhanh (ví dụ như tổng lượng khí hòa tan tăng gấp đôi trong vòng 24 giờ), cần loại máy biến áp ra khỏi vận hành và tiến hành kiểm tra bên trong.

Ryan Electric: Đối tác của bạn trong việc phòng ngừa sự cố

Ryan Electric sản xuất các loại máy biến áp kiểu khô, kiểu VPI, ngâm dầu, lắp trên bệ, máy biến áp lực, máy biến áp phân phối và máy biến áp gọn nhẹ với công suất tối đa 10 MVA, điện áp tối đa 132 kV. Mỗi máy biến áp đều được kiểm tra theo các quy trình thử nghiệm thường xuyên, thử nghiệm mẫu và thử nghiệm đặc biệt tại hai phòng thí nghiệm kiểm tra được chứng nhận CNAS của chúng tôi với điện áp thử nghiệm 35 kV/110 kV, đồng thời đạt các chứng nhận IEEE, UL, CE, ASTA và DEKRA; ngoài ra còn có ba buồng thử nghiệm chuyên biệt dành riêng cho máy biến áp dạng resin đúc, máy biến áp ngâm chất lỏng và máy biến áp trạm biến áp. Dù bạn đang triển khai tại các trung tâm dữ liệu của Microsoft hay các dự án của State Grid, chúng tôi luôn đảm bảo độ tin cậy mà bạn có thể yên tâm sử dụng tại hơn 50 quốc gia.

Tránh chậm trễ trong phản hồi đối với một Sự cố ngắt mạch do rơ-le Buchholz. Hãy liên hệ ngay hôm nay với các chuyên gia kỹ thuật của chúng tôi để nhận kế hoạch bảo trì tùy chỉnh, hỗ trợ giải thích kết quả phân tích khí hòa tan (DGA) hoặc giải pháp máy biến áp phù hợp cả với tải và điều kiện môi trường của bạn. Nhận báo giá cá nhân hóa ngay hôm nay và duy trì kết nối ổn định với cơ sở hạ tầng then chốt của bạn.