Nghiên cứu phương thức thử nghiệm một số máy điện, thiết bị, hệ thống điện công nghiệp

Việc thử nghiệm hệ thống điện nhằm kiểm tra tình trạng cách điện của hệthống, các tính năng về điện và các yếu tố khác liên quan đến vận hành an toàn hệthống bao gồm các loại thử nghiệm

Giảng viên hướng dẫn : PGSTS.Nguyễn Tiến Ban

Lớp : Điện K11

LỜI NÓI ĐẦU

Để đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,

hệ thống điện Việt Nam đang được phát triển nhanh chóng

Lưới điện truyền tải 110- 220- 500 kV gồm 6000 km đường dây, trên 9000MVA tổng công suất các máy biến áp, trong đó lưới điện 500kV với tổng dunglượng bốn trạm biến áp là 2850 MVA, chiều dài 1500km

Trong hệ thống điện Việt Nam có mặt thiết bị của tất cả các hãng nổi tiếngtrên thế giới như General Electric, ABB, Siemens, Mitsubishi… với công nghệtiên tiến nhất

Độ tin cậy cao, khả năng sẵn sàng làm việc cao là các chỉ tiêu hàng đầucủa các thiết bị trong hệ thống điện Hệ thống điện Việt Nam trải dài trên toànlãnh thổ, chịu ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố môi trường, khí hậu, thời tiếtphức tạp, do đó vấn đề thử nghiệm thiết bị đóng vai trò rất quan trọng Từ nhữngvấn đề trên em đã được định hướng lựa chọn cho mình đề tài tốt nghiệp: “Nghiêncứu phương thức thử nghiệm một số máy điện, thiết bị, hệ thống điện côngnghiệp” Nội dung đề tài bao gồm:

Chương 1: Tổng quan về thử nghiệm máy điện, thiết bị điện

Chương 2: Một số phương pháp thử nghiệm máy điện, thiết bị trong hệ thốngđiện công nghiệp

Chương 3: : Đánh giá kết quả thử nghiệm máy điện, thiết bị, hệ thống điệnTrong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡđặc biệt là thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Ban là người trực tiếp hướng dẫn emhoàn thành đồ án này Tuy nhiên với lượng kiến thức và thời gian có hạn củamình nên không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được những ýkiến đóng góp của các thầy cô và của các bạn để hoàn thiện đề tài của mình hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Chương 1: Tổng quan về thử nghiệm máy điện, thiết bị điện

1.1 Giới thiệu chung

Thử nghiệm máy điện, thiết bị điện là hệ thống các quy trình, quy phạm, thủ

tục, quản lý, vận hành, giám sát sự hoạt động các chi tiết của thiết bị, dự báo các

hư hỏng có thể xảy ra, đề ra biện pháp thay thế, sửa chữa các chi tiết có nguy cơ

bị hư hỏng, thử nghiệm các đặc tính làm việc của thiết bị Với chương trình thửnghiệm mọi rủi ro gây hư hỏng thiết bị, làm gián đoạn vận hành được phát hiệnsớm và có biện pháp khắc phục kịp thời, do vậy hệ thống hoạt động với độ tincậy và khả năng sẵn sàng làm việc cao

1.1.1 Máy điện, thiết bị điện từ lúc chế tạo đến quá trình khai thác luôn phải thử nghiệm

Ngay sau khi được lắp đặt để đưa vào vân hành, sử dụng các thiết bị điện đã

có nguy cơ bị xuống cấp và hư hỏng, bởi vì thiết bị điện là tập hợp của nhiều chitiết điện từ, điện tử, cơ khí, thủy lực, khí nén được bố trí trong môi trường chịuảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm, mưa, gió, bão Vì thế, máy điện, thiết bị điện từlúc chế tạo đến quá trình khai thác luôn phải thử nghiệm

1.1.2 Vận hành, khai thác máy điện, thiết bị điện luôn làm thay đổi các thông số, tính năng kỹ thuật của các thiết bị này

Trong quá trình vận hành, sử dụng luôn có sự thay đổi về phụ tải, có sự bố trílại mạch điện hoặc bổ sung thêm thiết bị mà nhiều khi không có sự phối hợp của

cơ quan thiết kế Cũng cần phải kể đến sự lựa chọn thiết bị không đúng, chỉnhđịnh sai các thiết bị đo lường điều khiển, chỉ thị, vận hành không đúng quy trình

kỹ thuật Tất cả các yếu tố kể trên gây ảnh hưởng xấu đến sự làm việc bìnhthường của toàn hệ thống, vận hành, khia thác máy điện, thiết bị điện luôn làmthay đổi các thông số, tính năng kỹ thuật của các thiết bị điện

1.1.3 Những hạng mục, các đại lượng và thông số của máy điện, thiết bị điện luôn được giám sát và thử nghiệm

* Điện trở cách điện của máy điện, thiết bị điện

* Cáp và các thiết bị dẫn điện

* Chống sét van

* Tụ điện

* Dầu, chất lỏng và khí cách điện

* Hệ thống nối đất và đo điện trở nối đất

1.2 Mục đích và ý nghĩa thử nghiệm điện

1.2.1 Mục đích của thử nghiệm

Khả năng vận hành an toàn của hệ thống điện phụ thuộc rất nhiều vào chấtlượng vận hành của các phần tử trong hệ thống điện Chất lượng vận hành củathiết bị lại được quyết định bởi chất lượng, các đặc tính cơ, điện, tuổi thọ các vậtliệu sử dụng làm kết cấu cách điện của thiết bị điện Để đạt được yêu cầu về sựvận hành tin cậy của thiết bị điện, cũng như của hệ thống điện, cần phải phối hợp

áp dụng nhiều giải pháp khác nhau từ khâu nghiên cứu chế tạo các vật liệu cáchđiện đến khâu chọn lựa vật liệu cách điện phù hợp sau đó là khâu thiết kế cáchđiện và sau cùng là khâu chế tạo sản phẩm hoàn thiện

Tuy nhiên, các giải pháp trên chưa đủ để đảm bảo an toàn cách điện theo yêucầu Trong quá trình sản xuất và sử dụng hàng loạt, trang thiết bị điện khó tránhkhỏi xuất hiện những khuyết tật trong cách điện, với một xác suất nhất định nào

đó, do những sai sót trong chế tạo, vận chuyển, lắp ráp hoặc trong thời gian vậnhành cũng như do những tác nhân bên ngoài chưa lường trước được Để giảmthấp một cách đáng kể xác suất sự cố do hư hỏng cách điện, cần phải áp dụngmột hệ thống kiểm tra khác nhau trong quá trình chế tạo, kiểm tra xuất xưởng,đóng điện nghiệm thu sau khi lắp đặt cũng như định kỳ thử nghiệm trong quátrình vận hành để đảm bảo khả năng làm việc tin cậy của thiết bị

Việc thử nghiệm thiết bị điện nhằm mục đích đánh giá chính xác tính năngcủa thiết bị sau khi lắp đặt so với giá trị định mức và đánh giá kết quả của côngtác lắp đặt toàn hệ thống

1.2.2 Ý nghĩa của việc thử nghiệm

Việc áp dụng hệ thống kiểm tra thử nghiệm điện có nhiều ý nghĩa tích cựctrong công tác quản lý vận hành hệ thống điện, cụ thể là:

Xét về mặt kinh tế thì đây là biện pháp hợp lý để nâng cao sự an toàn của cách

điện vì phần lớn các trường hợp tổng chi phí để thực hiện biện pháp này cộng vớicác chi phí cho sửa chữa hay thay thế những kết cấu cách điện không đạt yêu cầuphát hiện được sau khi kiểm tra thử nghiệm nhỏ hơn nhiều các tổn thất do các sự

cố gây nên bởi hư hỏng cách điện, dẫn đến hư hỏng thiết bị làm gián đoạn vậnhành hệ thống điện

Xét riêng rẽ ở từng thiết bị, biện pháp kiểm tra, thử nghiệm phát hiện cáckhuyết tật để có thể kịp thời bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế cũng đem lại hiệu quảtrong vận hành Tuy nhiên, hiệu quả kinh tế của hệ thống kiểm tra, thử nghiệmnày chỉ có được khi số các chi tiết bị loại bỏ qua quá trình kiểm tra thử nghiệmkhông nhiều, chiếm tỷ lệ nhỏ trong giá thành thiết bị

Đứng về góc độ kỹ thuật thì việc tổ chức thực hiện tốt công tác thử nghiệm điđôi với bảo dưỡng sẽ góp phần nâng cao tuổi thọ làm việc của thiết bị và giảm tốithiểu đến mức thấp nhất các sự cố xảy ra trên thiết bị, đảm bảo sự vận hành tincậy và nâng cao độ ổn định của hệ thống điện

1.3 Các yêu cầu kỹ thuật của công tác thử nghiệm và tiêu chuẩn đánh giá

1.3.1 Các yêu cầu kỹ thuật của công tác thử nghiệm

Bao gồm các vấn đề sau:

- Sơ đồ bố trí thiêt bị, dây chuyền công nghệ của nhà máy

- Danh sách thiết bị toàn nhà máy theo thứ tự vai trò quan trọng của chúng

- Tiến độ thực hiện chương trình thử nghiệm

- Phát triển các thủ tục và quy trình thử nghiệm

Để thực hiện chương trình thử nghiệm cần phải có các dữ liệu chính xác vàchi tiết về toàn bộ hệ thống kỹ thuật và dây chuyền công nghệ của nhà máy.Các

dữ liệu này có trong hệ thống các sơ đồ, bản vẽ kỹ thuật và các tài liệu hướng dẫnlắp đặt và sử dụng thiết bị Các sơ đồ được IEC tiêu chuẩn hóa và là tư liệu gốccho các phép đo lường và thử nghiệm thiết bị điện Có thể phân chia mạch điệnlàm hai loại chính:

- Mạch động lực biểu diễn mạch các thiết bị động lực như máy phát điện,máy biến áp, động cơ, thiết bị đóng cắt, thanh dẫn

- Mạch điều khiển biểu diễn mạch đo lường, điều khiển, bảo vệ và chỉ thị

Ta có thể phân loại các sơ đồ theo công dụng của chúng:

- Sơ đồ một pha là sơ đồ được vẽ bằng nét đậm mô tả bằng ký hiệu các thiết

Ngoài ra danh sách đầy đủ các sơ đồ còn có:

- Hệ thống chiếu sáng

- Hệ thống thông gió

- Hệ thống điều hòa nhiệt độ

- Hệ thống báo động, cứu hỏa

1.3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật để đánh giá máy điện, thiết bị điện

Bao gồm các thử nghiệm:

- Thử nghiệm nghiệm thu gồm nhiều bước, được thực hiện đối với thiết bịmới lắp đặt trước khi đóng điện Các thử nghiệm này được lặp lại mỗi năm trướckhi kết thúc thời hạn bảo hành Thử nghiệm này được tiến hành với mức điện áp80% điện áp thử nghiệm xuất xưởng

- Thử nghiệm bảo dưỡng dự phòng được tiến hành đều đặn trong suốt thờihạn sử dụng của thiết bị Thử nghiệm bảo dưỡng dự phòng được tiến hành ở điện

áp 60% giá trị điện áp thử nghiệm xuất xưởng Các thử nghiệm này được chiathành hai loại: thử nghiệm trước khi bảo dưỡng và thử nghiệm sau khi bảo dưỡngnhằm so sánh đánh giá kết quả của công tác bảo dưỡng

- Các thử nghiệm đặc biệt được tiến hành ở các thiết bị nghi ngờ bị xuốngcấp Việc thử nghiệm hệ thống điện nhằm kiểm tra tình trạng cách điện của hệthống, các tính năng về điện và các yếu tố khác liên quan đến vận hành an toàn hệthống bao gồm các loại thử nghiệm sau đây:

- Thử nghiệm cách điện thể rắn

- Thử nghiệm cách điện thể lỏng

- Thử nghiệm thiết bị bảo vệ

- Thử nghiệm điện trở nối đất

- Thử nghiệm phân tích khí

- Phân tích hành trình máy cắt

- Thử nghiệm quan sát bằng hồng ngoại

Chương 2: Một số phương pháp thử nghiệm máy điện, thiết bị trong hệ thống điện công nghiệp

2.1 Thử nghiệm bằng điện áp một chiều

2.1.1 Đặt vấn đề

Thử nghiệm thiết bị điện bằng điện áp một chiều nhằm mục đích nghiệm thu

và bảo dưỡng, các thông tin nhận được từ các thử nghiệm này sẽ cho các kết luận

về việc lắp đặt các thiết bị điện mới: có thể đóng điện an toàn hoặc cần bảodưỡng, thay thế các chi tiết bị xuống cấp nhằm kéo dài tuổi thọ của thiết bị Đó làcác thử nghiệm bằng điện áp một chiều đối với máy biến áp, dầu cách điện, cáp,thiết bị đóng cắt, động cơ và máy phát điện Điều quan trọng là phải có thiết bịthử nghiệm chuyên dụng và các nhân viên thí nghiệm được đào tạo tốt Ngoài rachính các thiết bị thử nghiệm để hiệu chỉnh các thiết bị khác thì chúng phải có độchính xác gấp đôi độ chính xác của thiết bị cần thử nghiệm và cần hiệu chỉnhthường xuyên để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu thử nghiệm

Các mức điện áp và phương pháp thử nghiệm trong chương trình này chủyếu phối hợp với tiêu chuẩn công nghiệp dùng cho các loại thử nghiệm Mứcđiện áp một chiều ứng với điện áp thử nghiệm một chiều dựa theo tiêu chuẩn ápdụng trong công nghiệp Khi chưa biết chính xác mức điện áp và thử nghiệmchuyên dụng với thiết bị thì nên tham khảo tư vấn của các nhà chế tạo thiết bị Đểtiến

hành thử nghiệm bằng điện áp một chiều ta cần hiểu rõ về các hiện tượng điệntrong các điện môi

2.1.2 Thử nghiệm điện trở cách điện của máy điện, thiết bị điện

 Thử nghiệm cách điện bằng điện áp một chiều

Khi đặt điện áp một chiều lên chất cách điện, điện trường tạo nên sự dẫn điện

và phân cực điện trong điện môi Xét mạch điện trên hình 2.1 gồm nguồn điệnmột chiều, cầu dao D và mẫu thử cách điện Khi đóng cầu dao D có dòng điệnlớn chạy qua mẫu thử cách điện tại thời điểm đóng mạch sau đó dòng điện này

giảm nhanh và đạt tới giá trị gần như không đổi Dòng điện chạy qua mẫu cáchđiện có thể được phân tích thành các thành phần:

- Dòng điện nạp điện dung

- Dòng điện hấp thụ điện môi

C - đặc trưng cho hiện tượng phóng điện nạp điện trường

Rc - đặc trưng cho hiện tượng tiêu tán

Rl - đặc trưng cho hiện tượng tổn hao điện môi

 Dòng nạp điện dung

Dòng nạp điện dung càng cao khi điện áp một chiều đặt lên cách điện càng lớn

và được cho bằng công thức:

I c=E

R e

−t / RC

(2.1)

I c là dòng nạp điện dung (A)

E là điện áp nguồn một chiều (kV)

R là điện trở (MΩ)

C là điện dung (µF)

I c là hàm theo thời gian và giảm dần, giá trị ban đầu của dòng nạp không có giá trịđánh giá, trị số đọc được lấy khi dòng điện đã giảm tới mức thấp nhất và ổn định.

 Dòng hấp thụ điện môi

Dòng hấp thụ điện môi cũng có giá trị lớn khi đóng điện và giảm dần theo thờigian, nhưng tốc độ giảm chậm hơn so với dòng nạp điện dung Dòng điện nàykhông cao bằng dòng nạp điện dung và có thể chia làm hai thành phần: dòngthuận nghịch và dòng không thuận nghịch Thành phần dòng thuận nghịch có thểtính theo công thức 2.2:

Dòng không thuận nghịch có cùng dạng như dòng thuận nghịch nhưng có trị

số nhỏ hơn, dòng không thuận nghịch là tổn hao trong chất cách điện Phải thửnghiệm sau khoảng thời gian đủ để dòng hấp thụ thuận nghịch giảm tới giá trịthấp nhất

 Dòng rò bề mặt

Dòng rò bề mặt xuất hiện do sự dẫn điện bề mặt chất cách điện khi thanh dẫn

có điện và có điểm nối đất Trong kết quả thử nghiệm đây là thành phần dòngđiện không mong muốn, do vậy ta phải loại bỏ dòng điện này bằng cách lau cẩnthận bề mặt cách điện để hạn chế đường rò hoặc nối tắt dòng rò không cho ảnhhưởng đến dụng cụ đo

 Dòng phóng điện cục bộ

Dòng phóng điện cục bộ còn gọi là dòng vầng quang do phóng điện chất khí tạicác góc nhọn của thanh dẫn khi có điện áp một chiều lớn Đây cũng là dòng điệnkhông mong muốn và có thể hạn chế bằng cách sử dụng màn chắn bảo vệ ở gầncác đỉnh nhọn trong quá trình thử nghiệm, ở điện áp thấp không xảy ra dòng vầngquang

 Dòng rò khối

Là thành phần dòng điện rò qua thể tích chất cách điện và dùng để đánh giá chất lượng của hệ thống cách điện Cần có thời gian để cho dòng rò khối ổn địnhtrước khi ghi lại các dữ liệu thử nghiệm

Thử nghiệm điện trở cách điện có thể được tiến hành ở điện áp một chiều từ

100 đến 15000V Có thể sử dụng Mêgôm kế quay tay, truyền động bằng động cơhoặc mêgôm kế điện từ Ta biết rằng chất lượng cách điện thay đổi phụ thuộc vàonhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố môi trường khác, do đó mọi giá trị đọc phải quy vềnhiệt độ quy chuẩn Hệ số quy đổi nhiệt độ với các khí cụ điện khác nhau, trị sốđiện trở tính bằng MΩ tỷ lệ nghịch với khối lượng cách điện cần thử Thửnghiệm này cho dấu hiệu về sự xuống cấp của hệ thống cách điện, giá trị điện trởcách điện không cho thấy chỗ yếu của cách điện hoặc cường độ điện môi tổngcộng, tuy nhiên giá trị này cho biết mức nhiễm ẩm của cách điện, giá trị đo điệntrở cách điện có thể được xác định bằng bốn phương pháp thử nghiệm sau đây:

Thử nghiệm tiến hành đo giá trị điện trở cách điện trong khoảng thời gianngắn 30 giây hoặc 60 giây Giá trị đọc cho phép kiểm tra sơ bộ điều kiện cáchđiện, tuy nhiên khi so sánh với giá trị lần trước cho phép đánh giá sự xuống cấpcủa cách điện.

Thử nghiệm đọc điện trở diễn biến theo thời gian

Hệ thống cách điện tốt có điện trở cách điện tăng dần theo thời gian đặt điện

áp Mặt khác, hệ thống cách điện bị nhiễm ẩm, bụi có trị số điện trở cách điệnthấp, cách điện tốt thì dòng hấp thụ giảm theo thời gian, cách điện xấu dẫn đếndòng rò lớn, phương pháp này phụ thuộc vào nhiệt độ và kích thước thiết bị

Thử nghiệm nâng dần điện áp

Thử nghiệm này được tiến hành bằng cách sử dụng nguồn điện áp có điềuchỉnh để nâng dần điện áp Khi tăng điện áp cách điện yếu sẽ chỉ mức điện trởthấp nhất Ẩm, bụi và các tạp chất khác có thể được phát hiện ở mức điện áp thấphơn mức điện áp vận hành, khi cách điện bị già hóa và hệ thống cách điện bị hưhại chỉ có thể phát hiện ở điện áp cao hơn Thử nghiệm nâng dần điện áp rất cógiá trị khi tiến hành thử nghiệm định kỳ đều đặn

Thử nghiệm một chiều cao áp

Đặt điện áp thử cách điện ở giá trị điện áp một chiều tương đương với điện

áp đỉnh vận hành ở tần số 50Hz, khi đặt điện áp cao để thử nghiệm hấp thụ điệnmôi điện áp cực đại đưa vào được tăng dần trong khoảng từ 60 đến 90 giây Điện

áp cực đại được giữ 5 phút với dòng điện rò được đọc từng phút, khi thử nghiệm

số bước tăng bằng nhau, thường không dưới 8, khoảng thời gian mỗi bước từ 1đến 4 phút Cuối mỗi bước đọc giá trị dòng điện rò và điện trở cách điện trướckhi tiến hành bước mới

Thử nghiệm hấp thụ điện môi

Được tiến hành ở điện áp cao hơn giá trị điện áp thử nghiệm điện trở cách điện và có thể vượt quá 100kV, đây là sự mở rộng của thử nghiệm cao áp, trongthử nghiệm này điện áp được đặt theo chu kỳ từ 5 đến 15 phút, giá trị đọc là điệntrở cách điện hoặc dòng điện rò, nếu cách điện tốt điện trở cách điện sẽ tăng trongquá trình thử nghiệm Thử nghiệm này không phụ thuộc vào khối lượng và nhiệt

độ của cách điện thử nghiệm

2.1.3 Thử nghiệm máy biến áp

Thử nghiệm điện áp một chiều đối với máy biến áp nhằm thử nghiệm cách

điện dây quấn và chất lỏng cách điện sử dụng trong máy biến áp, thử nghiệm điệntrở cách điện của dây quấn cho ta thông tin về hàm lượng ẩm và các bon Thửnghiệm bằng điện áp một chiều được coi là thử nghiệm không phá hỏng mẫungay cả khi đôi lúc thử nghiệm này cũng gây hư hỏng dây quấn

Đo điện trở cách điện

Thử nghiệm này được tiến hành ở điện áp định mức hoặc trên định mức nếu

có điện trở đối với đất thấp hoặc điện trở giữa các dây quấn bị xuống cấp, giá trị

đo thử nghiệm thay đổi theo nhiệt độ, độ ẩm, điện áp thử nghiệm và kích thướccủa máy biến áp, được tiến hành trước hoặc sau khi sửa chữa hoặc bảo dưỡng

Dữ liệu thử nghiệm được ghi lại dùng cho mục đích so sánh về sau, quy tắcchung được sử dụng đối với các giá trị nghiệm thu dùng cho đóng điện an toàn làtrị số cách điện 1 mêgôm trên 1kV của giá trị định mức trên biển máy biến ápcộng thêm 1 mêgôm, các giá trị mẫu đối với hệ thống cách điện tốt được chotrong bảng 2.1:

Điện áp dây quấn máy biến áp,kV Điện trở cách điện dây quấn-đất,MΩ

Không cắt nối đất vỏ và lõi máy biến áp và đảm bảo vỏ và lõi được nối đấttốt Tháo tất cả đầu nối cao áp, hạ áp và trung tính, chống sét, hệ thống quạt,dụng cụ đo hoặc hệ thống điều khiển nối với dây quấn máy biến áp.

Trước khi bắt đầu thử nghiệm nối tất cả sứ xuyên cao áp, đảm bảo cầu nối các

bộ phận kim loại và dây đất sạch, đối với dây quấn hạ áp tiến hành tương tự

Sử dụng mêgôm kế thang đo nhỏ nhất 20MΩ

Tiến hành đo điện trở giữa các bộ phận của dây quấn và đất, các dây quấnđược đo phải tháo nối đất để đo điện trở cách điện của chúng

Đọc giá trị mêgôm kế duy trì trong thời gian 1 phút, đo điện trở giữa hai dâyquấn của máy biến áp:

Giữa dây quấn cao áp và hạ áp và đối với đất

Dây quấn cao áp đối với đất

Giữa dây quấn hạ áp với cao áp và với đất

Dây quấn hạ áp đối với đất

Dây quấn cao áp với dây quấn hạ áp

Sơ đồ nối dây thử nghiệm điện trở cách điện của máy biến áp một pha được chotrên hình 2.3 Nếu giá trị thử nghiệm tại chỗ lớn hơn một nửa giá trị thử nghiệmxuất xưởng hoặc 1000 MΩ thì hệ thống cách điện của máy biến áp coi là an toànvới thử nghiệm cao áp Đối với máy biến áp ba dây quấn trình tự thử nghiệm nhưsau:

b)

c)

Hình 2.3 Sơ đồ nối dây thử nghiệm điện trở cách điện máy biến áp 3 pha

- Hình a: Thấp áp nối với đất

Đo điện trở cách điện giữa cao áp và thấp áp và đất

- Hình b: Cuộn thấp áp nối với màn chắn, vỏ máy nối đất

Đo cách điện giữa cuộn cao áp với thấp áp

- Hình c: Vỏ nối đất, cao áp nối với vỏ

Đo cách điện giữa cao áp được nối đất với cuộn thấp áp

- Hình d: Nối vỏ với đất, nối cao áp với màn chắn

Đo cách điện giữa thấp áp với đất

- Hình e: Vỏ nối đất, cao áp với thấp áp

Nối dây quấn

Cao áp với hạ, trung áp và đất (H-LTG)

Trung áp với cao, hạ áp và đất (T-HLG)

Hạ áp với cao, trung áp và đất (L-HTG)

Cao, hạ và trung áp với đất (HLT-G)

Cao và trung áp với hạ áp và đất (HT-LG)

Hạ và trung áp với cao áp và đất (LT-HG)

Cao và hạ áp với trung áp và đất (HL-TG)

Không tiến hành thử nghiệm dây quấn máy biến áp không đổ dầu vì trị sốđiện trở cách điện của không khí thấp hơn của dầu, do vậy không tiến hành thửnghiệm điện trở cách điện của máy biến áp trong chân không vì có khả năng gâyphóng điện xuống đất Hình 2.3 là sơ đồ thử nghiệm điện trở cách điện của máybiến áp ba pha Sơ đồ a, c, e là sơ đồ thường sử dụng Sơ đồ b, d cho kết quảchính xác hơn Kết quả đọc theo sơ đồ hình 2.3.a và b thực tế cho kết quả tương

tự theo sơ đồ e

Giá trị điện trở cách điện đối với máy biến áp khô và máy biến áp đổ nhựaphải so sánh với điện trở cách điện cấp A của máy điện quay mặc dù không cógiá trị điện trở tiêu chuẩn cực tiểu

Máy biến áp dầu và bộ điều chỉnh điện áp tạo ra vấn đề đặc biệt vì điều kiệndầu cách điện gây ảnh hưởng đáng kể đến điện trở cách điện của dây quấn

Nếu không có thông tin chắc chắn về điện trở cách điện của máy biến áp có thể

E: điện áp của dây quấn thử nghiệm.

S: dung lượng định mức của dây quấn (kVA)

Công thức trên dùng cho các máy biến áp một pha Nếu máy biến áp cần thửnghiệm là ba pha và thử nghiệm ba dây quấn riêng rẽ như một dây quấn thì E làđiện áp định mức của dây quấn một pha (điện áp dây khi nối tam giác và điện áppha khi nối hình sao), S là dung lượng định mức của toàn bộ dây quấn ba pha

Thử nghiệm hấp thụ điện môi

Thử nghiệm hấp thụ điện môi là sự mở rộng của thử nghiệm do điện trở cáchđiện của máy biến áp Thử nghiệm được tiến hành bằng cách đặt điện áp sau 10phút và đọc giá trị đo điện trở cách điện ở từng khoảng thời gian 1 phút Giá trịđiện trở đo được trong quá trình thử nghiệm được vẽ trên đồ thị điện trở thay đổitheo thời gian, hệ thống cách điện tốt nếu đường biểu diễn điện trở cách điện làđường thẳng tăng theo thời gian

2.1.4 Thử nghiệm cáp và các thiết bị dẫn điện

Thử nghiệm cáp được tiến hành để biết mức xuống cấp của cáp theo thời

gian, để thử nghiệm nghiệm thu sau khi lắp đặt, để kiểm tra định các hộp đấu nối

và thử nghiệm sửa chữa đặc biệt

Thông thường các thử nghiệm bảo dưỡng được tiến hành với điện áp thửnghiệm bằng 60% điện áp thử nghiệm xuất xưởng Khi không biết chính xáctuyến cáp nên tiến hành thử nghiệm bảo dưỡng bằng điện áp một chiều dựa trên

cơ sở điện áp định mức xoay chiều đối với có kích thước nhỏ nhất Các thửnghiệm điện áp một chiều trên cáp để đo điện trở cách điện và thử nghiệm cao ápmột chiều Thử nghiệm này có thể được thực hiện như thử nghiệm dòng điện rò,thử nghiệm dòng rò theo thời gian hoặc thử nghiệm quá điện áp Đầu tiên cần thửnghiệm đo điện trở cách điện, nếu cách điện tốt tiến hành thử nghiệm quá điện ápmột chiều, sau đó lại thử nghiệm đo điện trở cách điện để đảm bảo cáp không bị

hư hỏng trong quá trình thử nghiệm quá điện áp một chiều

Thử nghiệm đo điện trở cách điện

Điện trở cách điện được đo bằng mêgôm kế xách tay Đó là phương pháp

đo không phá hỏng mẫu để kiểm tra mức độ nhiễm ẩm, bụi, cacbon của cách điệncáp, có thể sử dụng các điện áp sau đây đối với mêgôm kế:

Bảng 2.2: Điện áp định mức của mêgôm kế

Trình tự thử nghiệm đo điện trở cáp bằng mêgôm kế như sau:

- Tháo cáp cần thử khỏi các thiết bị và mạch, đảm bảo cáp không có điện

- Phóng tất cả các điện tích trong cáp xuông đất trước khi thử nghiệm cũngnhư sau khi thử nghiệm

- Nối đầu dây mêgôm kế với lõi cáp cần thử

- Nối đất tất cả các lõi khác cùng với vỏ Nối đầu nối đất này với đầu nốiđất của thiết bị thử nghiệm

- Đo giá trị điện trở cách điện giữa một lõi và các lõi khác đã nối với nhau,nối một lõi với đất Sơ đồ nối được cho trên hình sau:

a)

Hình b: Nối cáp ba lõi, một lõi nối với dụng cụ đo, hai lõi kia nối đất

Hình c: Nối cáp ba lõi, một lõi nối với dụng cụ đo, hai lõi kia nối mànbảo vệ

Hình d: Nối cáp ba lõi, một lõi nối với dụng cụ đo, hai lõi kia nối đất, vỏnối với màn bảo vệ

Đầu màn chắn (G) của mêgôm kế được sử dụng để tránh ảnh hưởng của dòngđiện rò bề mặt qua cách điện và đầu cuối cáp hoặc cả hai đầu cáp hoặc dòng ròxuống đất

Phải tiến hành đo điện trở cách điện trong các khoảng thời gian bằng nhau vàghi lại nhằm mục đích so sánh Cáp và hệ thống thanh dẫn có điện trở cách điệnthay đổi rất nhiều, do sử dụng nhiều loại vật liệu cách điện, điện áp định mứchoặc chiều dày cách điện, chiều dài của mạch đo Hơn nữa mạch cáp có kíchthước lớn có điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ, đầu cáp và dây dẫn cũng ảnh hưởngtới giá trị thử nghiệm Các giá trị tối thiểu đối với dây mới một lõi và cáp đượctiến hành với thử nghiệm cao áp xoay chiều và dựa trên cơ sở thử nghiệm điện ápmột chiều 500V sau 1 phút ở nhiệt độ 15,6℃ (60℉)

Đối với cáp một lõi có thể tính điện trở cách điện cực tiểu tiêu chuẩn theocông thức:

Bảng 2.3: Trị số cực tiểu của K ở nhiệt độ 15,6 ℃ /305m

Giá trị cực tiểu của K ở nhiệt độ 15,6℃ /305m cáp

Điện trở cách điện một lõi của cáp nhiều sợi được tính bằng công thức trênnhưng ở đây D là đường kính cách điện tương đương cáp một lõi bằng 2c+2b,trong đó c là chiều dầy cách điện lõi, b là chiều dầy cách điện bó.

Theo quy chuẩn IEEE 690 - 1984 và 422 - 1986 giới hạn của điện trở cáchđiện nghiệm thu tại chỗ theo công thức:

R i = 1000(kU −10) L (2.5)

L là chiều dài cáp tính bằng feet

U là điện áp định mức của cáp điện, kV

Thử nghiệm quá điện áp một chiều

Trước đây thử nghiệm này được sử dụng rộng rãi để nghiệm thu và bảodưỡng cáp Các nghiên cứu về hư hỏng cáp gần đây cho thấy thử nghiệm quáđiện áp một chiều có thể gây hư hỏng một số cáp cách điện như polyêtylen liênkết ngang Thử nghiệm này còn được sử dụng để xác định khả năng suy giảmcách điện cáp và cũng dùng để đánh thủng hư hỏng mới xuất hiện, chỗ hư hỏngcáp có thể phát hiện được bằng sự thay đổi đột ngột của dòng điện rò trước khicách điện bị hư hỏng, khi đó thử nghiệm có thể dừng lại Giá trị điện áp thửnghiệm dựa trên điện áp xuất xưởng tùy theo loại và chiều dầy cách điện, kíchthước lõi,cấu tạo của cáp và các tiêu chuẩn công nghiệp sử dụng, được quy định

và thường được biểu thị theo tỷ số điện áp một chiều theo điện áp xoay chiều đốivới mỗi hệ thống cách điện Tỷ số này được kí hiều bằng K khi nhân với 0,8 điện

áp thử nghiệm, bảng hệ số chuyển đổi đối với thử nghiệm cao áp được cho trongbảng 2.4:

Bảng 2 4: Hệ số chuyển đổi dòng cho thử nghiệm cao áp một chiều

Tiêu chuẩn IEEE 400 cho các giá trị điện áp thử nghiệm tại chỗ được chotrong bảng 2 5 Khi chọn điện áp thử nghiệm cần xét đến nhiều yếu tố, đối vớicáp đã đặt trị số cao nhất của điện áp thử nghiệm không vượt quá 60% điện ápthử nghiệm xuất xưởng và trị số tối thiểu không nhỏ hơn điện áp một chiều tươngđương của điện áp vận hành Nếu cáp không thể cắt khỏi thiết bị điện áp thửnghiệm có thể giảm tới mức điện áp định mức thấp nhất, thử nghiệm cao áp cóthể được tiến hành từng cấp.

Bảng 2.5: Điện áp thử nghiệm tại chỗ với cáp hệ thống điện áp tới 69kV

Điện áp dây của hệ thống

(kV)

Hệ thống BIL kV ( đỉnh

)

Điện áp thử nghiệmthiết bị kV

* Điện áp thử nghiệm này kéo dài khoảng 15 phút

 Thử nghiệm điện rò phụ thuộc điện áp (thử nghiệm điện áp tăng từng nấc)Trong thử nghiệm này điện áp được nâng từng nấc bằng nhau trong khoảngthời gian đủ để cho dòng điện rò mỗi nấc là ổn định, ở mỗi nấc điện áp đọc giá trịdòng điện rò trước khi chuyển sang nấc sau, chia thành 8 nấc điện áp bằng nhau

và thời gian giữa các nấc kéo dài từ 1 đến 4 phút

Đồ thị biến thiên dòng điện rò theo điện áp, nếu đường biểu diễn là đườngthẳng chứng tỏ hệ thống cách điện tốt, nếu ở bước nào đó dòng điện rò bắt đầutăng thì đường biểu diễn có dạng hình 2.5, nếu tiếp tục thử nghiệm dòng điện rò

sẽ tăng đột ngột và xảy ra phóng điện đánh thủng, thử nghiệm điện dừng lại khidòng điện rò tăng nhanh.

Hình 2.5 Thử nghiệm cao áp điện áp tăng từng nấc

1- chưa bị đánh thủng

2- hệ thống bị đánh thủng

Thử nghiệm dòng điện rò theo thời gian

Khi đạt tới điện áp thử nghiệm cuối cùng có thể cắt điện áp ít nhất 5 phút và

có thể vẽ đồ thị dòng điện rò theo thời gian từ giá trị ban đầu tương đối lớn đếngiá trị xác lập Đối với cáp tốt đồ thị dòng điện rò sẽ giảm liên tục và đạt tới giátrị xác lập mà không có giá trị tăng nào trong quá trình thử nghiệm, đồ thị dòngđiện rò theo thời gian:

Hình 2.6 Dòng điện rò theo thời gian

Thử nghiệm quá điện áp

Trong thử nghiệm này điện áp được nâng dần tới giá trị quy định Tốc độtăng điện áp được duy trì để dòng điện rò đến trạng thái xác lập khi điện áp đạttới giá trị thử nghiệm cuối cùng Thông thường cần từ 1 đến 15 phút để đạt tớiđiện áp thử nghiệm cuối Điện áp này có thể được duy trì trong vòng 5 phút, nếudòng điện rò không tăng đột ngột thì thử nghiệm đạt kết quả tốt Thử nghiệm nàyđược thực hiện sau khi lắp đặt và sửa chữa cáp

Sơ đồ và trình tự thử nghiệm quá điện áp

Sơ đồ thử nghiệm tương tự sơ đồ hình 4.a, đối với cáp ba lõi cho trên hình 4.b

và 4.c Trình tự thử nghiệm như sau:

 Cáp thử phải được cắt điện và mở cả hai đầu và nối đất để phóng hết điệntích dư trong cáp Cắt tất cả máy cắt, cầu dao, máy biến điện áp, chống sét, cầuchì, cầu dao phụ tải và các đầu nối Nếu không thể cắt tất cả thiết bị thì điện ápthử nghiệm không được vượt quá giá trị điện áp của thiết bị nối với cáp Trênhình sau cho ta thấy các thiết bị được cắt ra

 Điện áp thử nghiệm một chiều được nối giữa pha và đất ở mỗi lõi cáp vàcác lõi khác, vỏ, lớp áo kim loại được nối với đất hoặc dây bảo vệ, màn chắn và

vỏ kim loại được nối đất

 Đảm bảo thiết bị thử nghiệm cao áp ở vị trí tắt và mở khóa (ON, OFF),điện áp điều khiển về 0 trước khi bắt đầu thử nghiệm

 Nối đất an toàn cho thiết bị thử nghiệm cao áp với đầu nối đất chắc chắn,đảm bảo chỗ nối tốt Không bao giờ được thao tác thử nghiệm cao áp một chiều

mà không có nối đất chắc chắn Cũng vậy cần nối vỏ cáp và đầu nối đất của thiết

bị thử nghiệm

 Nối dây trở về các lõi khác không thử nghiệm với đầu nối đất hoặc đầu bảo

vệ của thiết bị thử nghiệm Cầu dao nối đất phải đóng đúng vị trí Thông thườngkhông cần dây trở về với cách điện 100V Đầu bảo vệ tạo đường dẫn dòng điệnvầng quang hoặc dòng rò quanh micro ampe kế để dòng vầng quang và dòng ròkhông ảnh hưởng đến giá trị đo

 Nối một đầu ra hoặc dây L (line) tới pha của cáp thử nghiệm và đảm bảonối chắc chắn Khi có dòng vầng quang xuất hiện do đặt vào điện áp cao nên baophủ đầu nối bằng túi nhựa sạch hoặc sử dụng vòng vầng quang hoặc màn chắnvầng quang Đầu ra kia được nối với đầu thiết bị thử nghiệm

 Cáp dùng để nối thiết bị cao áp và cáp thử phải ngắn và nối trực tiếp đểtrên suốt chiều dài của nó không bị cham đất Nếu sử dụng dây dài để nối với cápcần thử nghiệm thì nên dùng dây bọc kim Nếu không sử dụng dây bọc kim thìcần tránh dây bị chạm đất

 Khi thử nghiệm cáp bọc kim nên quấn ngược bọc kim khoảng 2,5 cm mỗi

10 kV Màn chắn trên đầu thiết bị thử nghiệm của cáp được nối đất, màn chắnđầu kia của cáp được nối và treo lên để không bị chạm phải

 Bây giờ thiết bị thử nghiệm được nối vào đầu 115 V Điều quan trọng lànguồn xoay chiều có thể điều chỉnh được bởi vì điện áp ra một chiều của thiết bịthử nghiệm phụ thuộc vào điện áp vào xoay chiều Khoảng điện áp thử nghiệmđược chọn trước khi thử, bây giờ có thể đóng nguồn và có thể bắt đầu thửnghiệm

 Sau khi kết thúc thử nghiệm, quay khóa chuyển mạch của thiết bị thửnghiệm về vị trí OFF Cho phép cáp vừa được thử phóng điện qua mạch phóngcủa thiết bị thử nghiệm hoặc qua nối đất bên ngoài bằng thanh ở điện áp 2 kV vàthấp hơn, không sờ vào cáp cho đến khi đã phóng điện hết.

 Nối đất cho cáp vừa thử nghiệm và tháo cáp trong khoảng thời gian ít nhấtbằng bốn lần thời gian thử nghiệm rồi nối cáp vào hệ thống

Hình 2.7: Thử nghiệm cao áp đối với cáp phối hợp với các thiết bị cần cắt ra

+ Thời gian thử nghiệm 1 phút

2- Máy biến dòng có thể được tháo ra Thử nghiệm cao áp Cáp trung áp vùng B + Thử nghiệm các pha

+ Thời gian thử nghiệm 5 phút

3- Cầu dao, cầu chì và máy cắt Thử nghiệm máy cắt hoặc cầu chì vùng C

+ Thử nghiệm các pha

+ Thử nghiệm pha và đất

+ Thời gian thử nghiệm 1 phút

4- Cầu dao chống sét Thử nghiệm cao áp cáp trung áp vùng D

+ Thử nghiệm các pha

+ Thời gian thử nghiệm 5 phút

5- Thử nghiệm cao áp Thử nghiệm pha và đất phía cao và hạ áp

Máy biến áp vùng E

6- Máy cắt hạ áp vùng F Chỉ thử nghiệm cách điện

2.1.5 Thử nghiệm máy cắt

Thử nghiệm điện áp một chiều với máy cắt được tiến hành như sau:

- Thử nghiệm đo điện trở cách điện

- Thử nghiệm cao áp một chiều

- Thử nghiệm điện trở tiếp xúc của máy cắt

Có thể tiến hành đo điện điện trở cách điện của các loại máy cắt bằng mêgôm kế

Đo điện trở cách điện

Thử nghiệm đo điện trở cách điện bằng cách đặt điện áp một chiều ( 15000V) vào máy cắt và xác định điện trở cách điện bằng mêgôm kế Thửnghiệm này không cho biết chất lượng cách điện sơ cấp, khi thực hiện cần lưu ý,thứ nhất thử nghiệm này có thể cho giá trị điện trở cách điện thấp bởi vì có nhiềuđường dẫn nối song song Mặt khác hệ thống cách điện có cường độ điện môithấp có thể cho giá trị điện trở cách điện cao, vì vậy kết quả thử nghiệm chỉ dùngcho mục đích so sánh mà không nêu lên chất lượng của hệ thống cách điện theoquan điểm độ bền điện môi Sơ đồ nối dây thử nghiệm máy cắt công suất đượccho trên hình 2.8

Hình 2.8: Sơ đồ thử nghiệm điện trở cách điện của máy cắt ở vị trí hở mạch

Khi thực hiện thử nghiệm điện trở cách điện nên cách ly các thiết bị phụ nhưmáy biến điện áp, chống sét với máy cắt

Thử nghiệm điện trở cách điện được tiến hành khi máy cắt ở vị trí đóng, khithanh dẫn máy cắt được đo giữa một pha và đất còn hai pha kia nối đất Trình tựthử nghiệm như sau:

Máy cắt hở mạch : Nối dây cao áp với cực 1 Nối đất các cực khác, tiếnhành lặp lại từ cực 2 đến cực 6 còn các cực khác nối đất

Máy cắt đóng mạch : Nối dây cao áp vào cực 1,cực của pha 2 và 3 đượcnối đất Lặp lại đối với pha 2 và 3 với các pha khác nối đất

Phần tĩnh (các thanh cái) : Nối dây cao áp vào pha 1, các pha 2 và 3 nốiđất, lặp lại đối với pha 2 và 3 với các pha nối đất Lặp lại thử nghiệm này để kiểmtra điện trở cách điện giữa pha 1 và 2, giữa pha 2 và 3, giữa pha 3 và 1,

Trong trường hợp máy cắt dầu đặt ngoài trời kinh nghiệm cho thấy các sứxuyên và các bộ phân cách điện kèm theo để thao tác chắc chắn có điện trở cáchđiện trên 10000 MΩ ở 20℃ Điều đó đảm bảo dầu cách điện ở trạng thái tốt vàmáy cẳ được phân cách với thiết bị khác và sứ cách điện chịu được tác động củathời tiết Điều đó có nghĩa là từng bộ phận như sứ xuyên, cầu nối, cần thao tác,màn chắn hồ quang phải có điện trở cách điện lớn hơn giá trị này

Mọi bộ phận được lau sạch và khô có điện trở cách điện dưới 10000 MΩthường bị xuống cấp bên trong do ẩm hoặc đường dẫn cacbon, do vậy chúng hoạt

động không tin cậy Điều này càng nguy hiểm khi vận hành ở các điều kiện quá

độ như khi bị nhiễu loạn do sét

Vì các sứ xuyên và các bộ phận khác có điện trở cách điện rất lớn, thửnghiệm điện trở cách điện bằng mêgôm kế có khoảng đo ít nhất là 10000 MΩ.Dụng cụ đo điện trở có vùng đo dưới 50000 MΩ cho phép quan sát sự xuống cấptrong sứ xuyên trước khi chúng ta đạt tới giá trị 10000 MΩ

 Thử nghiệm cao áp

Thử nghiệm cao áp của máy cắt và thanh góp được tiến hành riêng, thử

nghiệm chính xác điều kiện cách điện của toàn bộ máy cắt Thử nghiệm điện ápmột chiều không thích hợp với thử nghiệm máy cắt xoay chiều bởi vi điện áp mộtchiều không tạo nên ứng suất tương tự đối với hệ thống cách điện khi vận hành.Hơn nữa thử nghiệm cao áp một chiều sinh ra vầng quang do ứng suất tập trungtại góc hoặc đỉnh nhọn của thanh dẫn, vầng quang thường phát sinh ở thiết bị cũ

do đó nên tránh thử nghiệm cao áp một chiều đối với loại thiết bị này

Trình tự thử nghiệm cao áp một chiều tương tự thử nghiệm cao áp xoaychiều, giá trị điện áp thử nghiệm với các thiết bị cấp điện khác nhau được chotrong bảng sau:

Bảng 2.6 : Giá trị thử nghiệm bảo dưỡng máy cắt bằng cao áp 1 chiều

Điện áp vận hành định mức, V Điện áp một chiều thử ngiệm 1 phút, V

Thử nghiệm cao áp được tiến hành trong điều kiện máy cắt được lau sạch

và ở trạng thái tốt, ghi lại trị số nhiệt độ, độ ẩm và giá trị thử nghiệm điện trởcách điện và tiến hành hiệu chỉnh theo điều kiện tiêu chuẩn

Thử nghiệm đo điện trở tiếp xúc của máy cắt

Các tiếp điểm tĩnh và động được làm bằng vật liệu chịu hồ quang tốt, tuynhiên nếu các tiếp điểm không được bảo dưỡng đều đặn, tiếp xúc không tốt tiếpđiểm bị mòn quá mức làm giảm tính năng của máy cắt Một cách kiểm tra tiếpđiểm là đưa dòng điện một chiều và đo điện trở tiếp xúc hoặc điện áp rơi khi cáctiếp điểm ở vị trí đóng

Điện trở tiếp xúc của máy cắt có thể được đo từ các đầu sứ xuyên khimáy cắt ở vị trí đóng Đối với máy cắt trung áp và cao áp nên đo điện trở tiếp xúcbằng micrô ôm kế khi dòng điện một chiều tối thiểu là 100A Sử dụng dòng điệnlớn hơn sẽ cho kết quả tin cậy hơn khi sử dụng dòng điện thấp Trị số điện trởtiếp xúc thường được tính bằng micrô ôm (µΩ)

2.1.6 Thử nghiệm động cơ điện

Bộ phận cách điện trong động cơ và máy phát điện bao gồm dây quấnstato, dây quấn kích từ, giá đỡ dây quấn, đầu nối cổ góp, vành trượt, lõi stato vàcác bộ phận khác Các thử nghiệm điện áp một chiều được tiến hành nhằm mụcđích thử nghiệm dự phòng để đánh giá tình trạng của hệ thống cách điện củađộng cơ và máy phát điện

Thử nghiệm điện trở cách điện

Thử nghiệm được tiến hành ở điện áp từ 500 đến 5000V và cung cấp thôngtin về tình trạng cách điện của máy điện Hệ thống cách điện sạch và khô có dòngđiện rò rất thấp so với hệ thống cách điện ẩm và bẩn, thử nghiệm này không kiểmtra cường độ hệ thống cách điện nhưng cho ta thông tin về điện trở cách điện vàdòng điện rò, thử nghiệm này được tiến hành trước khi thử cao áp nhằm xác địnhtình trạng cách điện, có thể được tiến hành trên toàn máy hoặc một bộ phận củachúng Trình tự thử nghiệm dây quấn kích từ, dây quấn stato Sơ đồ của máy phátđồng bộ được cho trên hình 2.9

Hình 2.9 : Sơ đồ máy phát điện đồng bộ

 Trình tự thử nghiệm dây quấn kích từ

Sơ đồ thử nghiệm cho trên hình 2.10, trình tự thử nghiệm như sau:

- Tháo chổi điện trêm roto

- Tháo đầu trung tính khỏi thiết bị nối trung tính hoặc nối đất

- Nối đất tất cả đầu dây stato, thân stato, trục roto

- Nối đất hai vành trượt f1 và f2 trong 30 phút trước khi tiến hành thử đểphóng hết điện tích dây quấn

- Tháo chỗ nối đất của f1 và f2 và nối dụng cụ đo (mêgôm kế) cực đất nối vàođất còn điện áp thử đưa vào f1 và f2

- Thực hiện các thao tác sau đây :

- Thử nghiệm 1 phút để xác định hệ số hấp thụ điện môi

- Thử nghiệm 1 phút để xác định giá trị của điện trở cách điện

Hình 2.10: Sơ đồ thử nghiệm đo điện trở cách điện của dây quấn kích từ

 Thử nghiệm toàn bộ dây quấn phần ứng (dây quấn stato)

Sơ đồ thử nghiệm cho trên hình 2.11 Trình tự thử nghiệm:

- Kiểm tra xem thân stato và trục rôto đã được nối đất

- Nối đất hai đầu f1 và f2 của rôto (vành trượt)

- Nối đất dụng cụ đo và đưa điện áp thử nghiệm vào Các cực của động cơđược nối chung

- Tháo đầu nối đất của dây quấn stato

- Thực hiện thử nghiệm các thao tác sau đây :

- Thử nghiệm chỉ số phân cực trong 10 phút

- Thử nghiệm hệ số hấp thụ điện môi trong 1 phút

Hình 2.11: Sơ đồ nối thử nghiệm toàn bộ dây quấn stato

 Thử nghiệm riêng rẽ dây quấn stato

Sơ đồ thử nghiệm cho trên hình 2.12, trình tự thử nghiệm như sau:

- Nối đất các cực stato trong vòng 30 phút

- Tháo các đầu cực từ T1 đến T6 và tháo đầu trung tính

Thử dây quấn T1-T4 với T2-T5, T3-T6 và rôto nối đất

Thử dây quấn T2-T5 với T3-T6, T1-T4 và rôto nối đất

Thử dây quấn T3-T6 với T1-T4, T2-T5 và rôto nối đất

Hình 2.12 : Sơ đồ thử nghiệm riêng rẽ dây quấn stato

Các thử nghiệm điện trở cách điện được tóm tắt trong bảng 2.7.

Bảng 2.7 Tóm tắt sơ đồ đo điện trở cách điện từng dây quấn

Dây quấn cần

thử

Đưa điện áp thửnghiệm qua

T1, T2, T3, T4,T5, T6

2-10

Toàn bộ dây

quấn stato

T1, T2, T3, T4,T5, T6

Trục thân stato,f1, f2

“Điện trở cách điện tối thiểu Rm đối với dây quấn phần ứng của máy điện

xoay chiều và một chiều, với dây quấn kích từ của máy điện xoay chiều và mộtchiều có thể xác định bằng:

 Thử nghiệm quá điện áp một chiều

Thử nghiệm quá điện áp một chiều tiến hành với động cơ và máy phát điện

để đánh giá độ bền điện môi cách điện Toàn bộ hoặc một bộ phận của máy phảiđược thử nghiệm điện trở đối với đất để đảm bảo hệ thống cách điện có độ bềnđiện môi đủ để vận hành an toàn

Theo quy đinh chung điện áp xoay chiều dùng để thử nghiệm xuất xưởngdựa trên điện áp định mức của máy, giá trị điện áp thử nghiệm dây quấn động cơhoặc máy phát bằng 2 lần điện áp định mức cộng thêm 1000V Đối với điện trịthử nghiệm quá điện áp một chiều cần nhân giá trị này với hệ số 1,7 Điện áp thửnghiệm nghiệm thu một chiều bằng 75% điện áp thử nghiệm xuất xưởng:

Điện áp một chiều thử nghiệm nghiệm thu = [(2 x E) - 1000] x 1,7 x 0,75 V = (2,55E - 1275) V

Các giá trị trên có thể thay đổi phụ thuộc vào kiểu, kích thước của máy Thờigian thử nghiệm tiêu chuẩn thường từ 1 đến 5 phút đối với đa số máy điện nhưngcũng thay đổi tùy theo loại và kích thước máy

Thử nghiệm dòng điện rò theo điện áp (thử nghiệm điện áp thay đổi theotừng nấc)

Đây là thử nghiệm quá điện áp một chiều có điều chỉnh Thử nghiệm nàyđược tiến hành bằng cách thay đổi điện áp, xác định dòng điện rò để phát hiện hưhỏng cách điện và dừng thử nghiệm trước khi cách điện bị đánh thủng

Trình tự thử nghiệm như sau :

- Bước điện áp đầu tiên thường lấy bằng 1/3 điện áp thử nghiệm tính toán đặtvào máy điện Đọc các giá trị dòng điện rò từng phút tối đa đến 10 phút

- Bước tiếp theo tăng điện áp từng nấc 1000V và ghi dòng điện rò ở mỗi nấc,thời gian giữa từng nấc đủ để dòng điện rò ổn định.

- Ở từng nấc điện áp với từng giá trị dòng rò trên trục tung và điện áp thửnghiệm trên trục hoành Đối với hệ thống cách điện tốt đường biểu diễn sẽ trơnchu Mọi sự thay đổi đột ngột đường biểu diễn chứng tỏ sự hư hỏng dây quấn sắpxảy ra

- Tăng điện áp từng nấc để loại trừ khả năng dòng rò quá lớn gây ion hóavầng quang nhằm đo dòng được chính xác

 Thử nghiệm dòng điện rò theo thời gian

Thử nghiệm này có thể được tiến hành thay cho thử nghiệm dòng điện rò theođiện áp.Trong thử nghiệm này nhằm phân tách dòng điện hấp thụ khỏi dòng điện

rò tổng, đồng thời lấy thời gian giữa các nấc đặt điện áp hợp lý sao cho khôngxuất hiện dòng hấp thụ trước khi đọc Để loại bỏ hoàn toàn dòng hấp thụ thờigian cần cho thử nghiệm chiếm nhiều giờ Do vậy thời gian hợp lý giữa các nấcđiện áp khoảng 10 phút Đọc đều đặn các giá trị dòng rò theo thời gian rồi vẽ trênbiểu đồ thang loga với dòng rò trên trục tung, thời gian trên trục hoành

Đường biểu diễn được nối từng điểm và được sử dụng để tính thành phầndẫn (dòng rò) Dòng điện tổng đọc ở thời điểm 1,3 và 10 phút dùng để tính toánthành phần dẫn C:

Giá trị C tính toán theo công thức 2.7 được trừ từ dòng điện tổng đọc ở 1 phút và

10 phút Hiệu số này là dòng hấp thụ Các giá trị này được sử dụng để tính tỷ sốhấp thụ

N= i a1

i a 10 (2.8)

Theo tiêu chuẩn IEEE 95-1991 tỷ số hấp thụ N được sử dụng để lựa chọn khoảng

điện áp thử khi sử dụng giá trị bước thời gian, đọc giá trị dòng rò ở cuối mỗi nấcđiện áp.

Trước khi đưa vào sử dụng, cần thực hiện các thử nghiệm sau đây :

- Thử nghiệm giữa các cực hoặc thử nghiệm cao áp ở 75% điện áp thửnghiệm xuất xưởng

- Thử nghiệm xung ngắn mạch đầu cực với vỏ (chỉ dùng cho bộ tụ hai đầu)hoặc xung cao áp tương ứng với bảng điện áp định mức (xem bảng 8) Kinhnghiệm cho thấy các thử nghiệm này không cần thiết đối với tất cả bộ tụ điện

Thử kiểm tra bộ tụ điện sau khi đã làm việc

Khả năng sử dụng của bộ tụ điện có thể được xác định bằng một trong cácthử nghiệm sau đây khi phát hiện có khả năng bị hư hỏng

- Thử cao áp cường độ cách điện giữa các pha và giữa các pha với vỏ

- Đo điện dung bằng cách đo dòng điện khi biết điện áp và tần số

- Đo điện trở cách điện giữa các pha

- Đo điện trở cách điện giữa pha và vỏ

- Độ kín của chất lỏng ở 75℃