Mức cách điện của máy biến áp

Là thiết bị điện quan trọng trong hệ thống điện, mức cách điện của máy biến áp có liên quan trực tiếp đến việc vận hành an toàn, ổn định của hệ thống điện. Mức cách điện là khả năng của máy biến áp chịu được các mức quá điện áp khác nhau và điện áp làm việc tối đa trong thời gian dài trong quá trình vận hành và là yếu tố quan trọng không thể bỏ qua trong thiết kế, chế tạo, vận hành và bảo trì máy biến áp.

1. Định nghĩa mức cách điện của máy biến áp Mức cách điện đề cập đến khả năng kết cấu cách điện của máy biến áp duy trì tính nguyên vẹn và an toàn khi nó chịu được các mức quá điện áp và điện áp làm việc dài hạn khác nhau. Điều này bao gồm mức điện áp có thể được chấp nhận khi kết hợp với thiết bị chống sét bảo vệ và phụ thuộc trực tiếp vào điện áp tối đa Um của thiết bị.

2. Cấu trúc cách điện của máy biến áp Tùy theo mức độ cách điện của đầu dây quấn và điểm trung tính có giống nhau hay không, máy biến áp có thể được chia thành hai cấu trúc cách điện: cách điện hoàn toàn và cách điện phân loại. Máy biến áp có cấu trúc cách điện hoàn chỉnh có cùng mức cách điện ở đầu dây quấn và điểm trung tính, có giới hạn cách điện cao hơn, phù hợp với máy biến áp có cấp điện áp cao và môi trường vận hành phức tạp. Máy biến áp có cấu trúc cách điện phân cấp đặt mức cách điện khác nhau giữa đầu dây quấn và điểm trung tính tùy theo nhu cầu thực tế nhằm tối ưu hóa thiết kế cách điện và giảm chi phí.

3. Kiểm tra mức cách điện của máy biến áp Để đảm bảo mức cách điện của máy biến áp đáp ứng yêu cầu thiết kế, cần phải thực hiện một loạt các thử nghiệm cách điện. Đối với máy biến áp có cấp điện áp từ 220kV trở xuống, thử nghiệm điện áp chịu tần số nguồn trong 1 phút và thử nghiệm điện áp xung thường được thực hiện để đánh giá cường độ cách điện của chúng. Đối với máy biến áp có mức điện áp cao hơn, cũng yêu cầu các thử nghiệm xung phức tạp hơn. Trong các thử nghiệm tại nhà máy, thử nghiệm điện áp chịu đựng thường được thực hiện ở điện áp danh định lớn hơn hai lần để đánh giá đồng thời hiệu suất cách điện của cách điện chính và cách điện dọc.

Ngoài ra, đo điện trở cách điện, hệ số hấp thụ và chỉ số phân cực của cuộn dây cùng với ống lót cũng là phương tiện quan trọng để đánh giá tình trạng cách điện tổng thể của máy biến áp. Các phép đo này có thể phát hiện một cách hiệu quả độ ẩm tổng thể của cách điện máy biến áp, độ ẩm hoặc bụi bẩn trên bề mặt các bộ phận và các khuyết tật tập trung do xuyên thấu.

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến mức cách điện của máy biến áp Trong quá trình vận hành của máy biến áp, các yếu tố ảnh hưởng đến mức cách điện chủ yếu bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, phương pháp bảo vệ dầu và hiệu ứng quá áp. 1) Nhiệt độ: Nhiệt độ là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất cách điện của máy biến áp. Hiệu suất cách nhiệt của vật liệu cách điện giảm khi nhiệt độ tăng và sự hiện diện của hơi ẩm trong dầu cũng sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của vật liệu cách nhiệt. Vì vậy, việc kiểm soát nhiệt độ vận hành của máy biến áp và duy trì tình trạng tốt của vật liệu cách điện là những biện pháp quan trọng để nâng cao mức độ cách điện.

2) Độ ẩm: Sự hiện diện của độ ẩm sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của vật liệu cách điện và làm giảm hiệu quả cách nhiệt của nó. Vì vậy, trong quá trình vận hành máy biến áp, cần kiểm soát chặt chẽ độ ẩm môi trường để vật liệu cách điện không bị ẩm.

3) Phương pháp bảo vệ dầu: Các phương pháp bảo vệ dầu khác nhau có tác động khác nhau đến hiệu suất cách nhiệt. Do bề mặt dầu của máy biến áp kín được cách nhiệt với không khí nên nó có thể ngăn chặn hiệu quả sự bay hơi và khuếch tán của CO và CO2 trong dầu, từ đó duy trì hiệu suất tốt của dầu cách điện.

4) Hiệu ứng quá điện áp: Hiệu ứng quá điện áp là một yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến mức cách điện của máy biến áp. Cả quá điện áp do sét và quá điện áp làm việc đều có thể gây hư hỏng cấu trúc cách điện của máy biến áp. Vì vậy, khi thiết kế và vận hành máy biến áp phải xem xét đầy đủ tác động của quá điện áp và phải thực hiện các biện pháp bảo vệ tương ứng.