do an may bien ap

Phòng thử nghiệm cao áp với các nguồn điện khác nhau như xoay chiều,một chiều, điện áp xung… có nhiệm vụ xác định độ bền cách điện hoặc xácđịnh các khuyết tật như phóng điện cục bộ trong

LỜI MỞ ĐẦU

Máy biến áp là bộ biến đổi cảm ứng đơn giản dùng để biến đổi dòngđiện xoay chiều từ điện áp này thành dòng điện xoay chiều khác có điện ápkhác Các dây quấn và mạch từ của nó đứng yên và quá trình biến đổi từtrường để sinh ra sức điện động cảm ứng trong các dây quấn được thực hiệnbằng dây cáp điện Máy biến áp ngày nay được sử dụng trong nhiều lĩnh vực.Như máy biến áp lò, máy biến áp hàn, máy biến áp đo lường, máy biến ápthử nghiệm…

Máy biến áp thử nghiệm tạo nguồn điện áp cao là thiết bị chủ yếu củaphòng thử nghiệm Máy được thử nghiệm các thiết bị cao áp, các thành phầnkết cấu, cấu trúc cách điện, dùng trong đo lường Máy này có thể vận hànhtrong nhà kín hoặc ngoài trời

Phòng thử nghiệm cao áp với các nguồn điện khác nhau (như xoay chiều,một chiều, điện áp xung…) có nhiệm vụ xác định độ bền cách điện hoặc xácđịnh các khuyết tật (như phóng điện cục bộ) trong những điều kiện thửnghiệm (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất…) và môi trường nhất định (ăn mòn) tươngứng với điều kiện làm việc của các thiết bị hoặc kết cấu cách điện khi vậnhành Ngoài ra sau khi sửa chữa hoặc kiểm tra tra định kỳ phải thử nghiệm lạitại vị trí làm việc của các thiết bị

Nhận thức được vai trò và tầm quan trọng của máy biến áp thử nghiệm,

em đã thực hiện đề tài thiết kế máy biến áp cao áp dùng để thử nghiệm cácthiết bị điện

Đề tài được trình bày thành sáu chương:

Chương I: Tìm hiểu về máy biến áp cao áp

Chương II: Tìm hiểu công nghệ chế tạo máy biến áp cao áp

Chương III: Các phương án về dây quấn

Chương IV: Tính toán lõi thép và dây quấn

Chương V: Tính toán các tham số

Chương VI: Tính mạch bảo vệ, đo lường, điều khiển

Do sự hiểu biết thực tế và thời gian có hạn nên khoá luận không thể tránhnhững sai sót, rất mong nhận được ý kiến của các thầy, cô và các bạn đểkhoá luận của em được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn thiết bị điện – điện tử ,khoa điện – Trường đại học bách khoa Hà Nội đã nhiệt tình giảng dạy và

giúp đỡ em trong học tập tốt nhất là thời kỳ làm đồ án tốt nghiệp Em xinchân thành cảm ơn thầy Chu Đình Khiết đã trực tiếp hướng dẫn chỉ bảo emđể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Chương 1

TÌM HIỂU VỀ MÁY BIẾN ÁP CAO ÁP

I Nguyên lý cấu tạo của bộ thử nghiệm cao áp:

Thông thường một phòng thử nghiệm (môi trường thử nghiệm) điện áp caođược trang bị hoàn chỉnh, phục vụ tốt cho công tác nguyên cứu và chế tạo cácthiết bị điện cao áp gồm những thành phần như hình vẽ sau:

Hệ thống thử nghiệm gồm các thiết bị sau:

1-Thiết bị thử nghiệm điện áp tăng cao tần số công nghiệp và các thiết bịphụ trợ đi kèm

2 - Thiết bị thử nghiệm điện áp một chiều

3 - Thiết bị thử nghiệm điện áp xung

4 - Thiết bị thử nghiệm điện áp dòng xung

5 - Các thiết bị tạo môi trường, điều kiện thử nghiệm, các thiết bị phục vụkhác công tác thử nghiệm được tốt…

Ta sẽ xét kỹ ba thiết bị đầu vì trong đó có sử dụng các máy tạo điện ápcao để thử nghiệm

Hình 1.1 Môi trường thử nghiệm cao áp

1 Thiết bị thử nghiệm điện áp tăng cao tần số công nghiệp:

Hệ thống cung cấp

Nguồn cao

áp Đối tượng thử nghiệm

Hệ thống đo lường, điều khiển

Hệ thống bảo vệHệ thống nối đất

Thiết bị này được dùng để thử nghiệm cách điện của thiết bị điện Việcthử nghiệm thiết bị hoặc kết cấu cách điện bằng điện áp tăng cao tần số côngnghiệp cho phép xác định các khuyết tật làm giảm độ bền điện và tuổi thọcủa thiết bị mà các phương pháp khác không xác định được Thử nghiệmbằng biện pháp cơ bản để xác định dự trữ độ bền cách điện của các thiết bịtrong các điều kiện của nhà máy chế tạo cũng như tại nơi sử dụng Vì vậy cácthiết bị ở cấp điện áp dưới 35 kV chịu thử nghiệm cả trong vận hành, còn cácthiết bị ở cấp điện áp cao hơn được thử nghiệm trong điều kiện phòng thửnghiệm Nguồn điện áp thử nghiệm cần phải đảm bảo trên điện áp đặt lênđối tượng thử nghiệm, và xác định được dòng ngắn mạch khi chọc thủnghoặc phóng điện ở bề mặt ở đối tượng thử nghiệm không nhỏ hơn 1 (A) Khithử nghiệm cách điện bên trong và bên ngoài ở trạng thái khô, thì cho phépsử dụng các thiết bị có dòng ngắn mạch nhỏ hơn, nhưng không nhỏ hơn 0,3(A) Thời gian thử nghiệm đối với cách điện bên trong bằng giấy dầu, chấtlỏng, sứ ở điện áp xoay chiều là một phút và đối với các dạng điện áp khác ởcấp điện áp 220 (kV) trở xuống thì làm từ vật liệu cách điện hữu cơ, cáchđiện cáp điện là 5 phút Cách điêïn bên ngoài chịu sự duy trì điện áp thửnghiệm xoay chiều là không quy định Theo các quy định về thử nghiệm thìviệc nâng điện áp từ không đến giá trị 1/ 3 trị số điện áp thử nghiệm đượcthực hiện với tốc độ tuỳ ý và có thể đọc được những chỉ số trên dụng cụ đo.Sau đó điện áp được tăng nhanh đến điện áp thử nghiệm, khi đạt giá trị xácđịnh thì phải giữ không đổi trong thời gian thử nghiệm, chú ý là khi điện ápcao hơn ¾ điện áp thử nghiệm thì cần phải đảm bảo khả năng cắt nhanh củathiết bị thử Việc giảm điện áp phải nhanh và trơn đều, khi điện áp nhỏ hơn1/3 điện áp thử nghiệm thì cho phép cắt điện Độ lệch tần số so với định mứckhông vượt quá 10% (tức trong khoảng (45 ÷ 55) Hz).

Các sóng hài bậc cao làm biến dạng diện áp thử nghiệm so với hình sintoàn bộ thiết bị thử nghiệm không vượt qúa 5% Giá trị hiệu dụng của điệnáp thử nghệm cho mỗi loại cách điện và cấp điện áp định mức thì thay đổitrong giới hạn rộng từ 3÷5 (kV) khi thử cách điện của nguồn dây điện ápthấp, cho đến 1,2 (MV) khi thử cách điện ngoài giữa các pha của thiết bị ởcấp điện áp 500 kV và cao hơn nữa Sơ đồ khối của thiết bị thử nghiệm điệnáp tăng cao tần số công nghiệp như hình vẽ:

Hình1.2 Sơ đồ khối thử nghiêm ở điện áp xoay chiều tần số công nghiệp

Bộ điều chỉnh dùng để điều chỉnh biên độ, tần số hoặc pha của điện ápđưa vào cuộn sơ cấp của nguồn cao áp 3 Trong trường hợp đơn giản là máybiến áp tự ngẫu hoặc là bộ điều chỉnh pha Trong trường hợp phức tạp hơnngoài điều chỉnh biên độ còn đòi hỏi phải đều chỉnh tần số thì cần có máyphát điện kiểu máy phát có hệ thống khởi động, điều khiển và điều chỉnh tầnsố quay

Thiết bị đo lường đo điện áp sơ cấp

Nguồn điện áp cao

Đối tượng thử nghiệm

Thiết bị đo điện áp cao

Bộ phóng điện đo lường, có điện áp chọc thủng cao hơn (10 ÷ 20)% điệnáp thử nghiệm để ngăn ngừa việc đưa điện áp quá cao vào đối tượng thửnghiệm

R1, R2 - là các điện trở hạn chế dòng điện khi chọc thủng đối tượng thửnghiệm hoặc khi phóng điện bề mặt giá trị không nguy hiểm cho vùng caoáp

Nguồn cao áp 3 là các máy biến áp tăng áp, các máy biến áp nối cấp hoặccác mạch cộng hưởng Yêu cầu chính của các máy này không có phóng điệncục bôï trong bản thân máy biến áp ở điện áp thử nghiệm, các sóng hài làmbiến dạng điện áp là nhỏ và không vượt quá (2 ÷ 2,5)% thành phần cơ bản.Để tạo điện áp cao hơn 105 (kV) thì cấu trúc của máy biến áp trở nên phứctạp, tránh sự xuất hiện cộng hưởng tạo bởi điện cảm riêng và điện cảm tản tớiđiện dung của cuộn dây được nối với thanh góp và đối tượng Để tạo điện ápcao có thể nối cấp các máy biến áp Công suất các máy biến áp thử nghiệmphụ thuộc vào công suất tích điện của các thiết bị thử nghiệm và được xácđịnh theo điện dung của chúng cùng với điện áp thử nghiệm

P = W.C.U2 10-9 (kVA)Với C – điện dung của đối tượng thử nghiệm

W – tần số góc (1/ sec)

U2 – điện áp thử nghiệm (kV)Khi điện áp thử nghiệm nhỏ hơn điện áp định mức của máy biến áp thửnghiệm thì phụ tải của nó bị hạn chế bởi dòng định mức chạy qua cuộn dâyvà công suất của máy biến áp là:

P = It.Uđm = dm

t t

U

P U

Với It - dòng thử nghiệm (A)

Pt - phụ tải thử nghiệm (kVA)

Ut - điện áp thử nghiệm của đối tượng (kV)

Uđm - điện áp định mức cuộn dây thứ cấp của máy biến áp thửnghiệm (kV)

Khi không có máy biến áp thử nghiệm đặc biệt có thể sử dụng các máybiến áp khác như máy biến điện áp Khi đó các cuộn dây cao áp được mắcnối tiếp, dòng từ hoá không được vượt quá giá trị cho phép vì điều kiện đốtnóng Điện áp nhận được từ các đầu ra của các cuộn dây cao áp của các máybiến điện áp khi thử nghiệm bất kỳ thì không được quá 90% trị số điện ápxác định của nhà máy chế tạo Vì rằng các máy biến áp thử nghiệm được sửdụng quá ít và phụ tải của chúng chỉ là trong khoảng thời gian rất ngắn, nêntrong những năm gần đây, chúng được thiết kế có tính đến chế độ đốt nóngtrong quá trình thử nghiệm Khi đó cho phép dòng phụ tải lớn hơn so với dòngđịnh mức là 2 ÷ 2,5 lần và có chỉ dẫn riêng, cần chú ý đến sự làm lạnh giữacác lần thử nghiệm

Sơ đồ nguyên lý thử nghiệm cách điện thiết bị diện bằng điện áp xoaychiều tần số công nghiệp như hình vẽ 1.3

1- Thiết bị điều chỉnh (biến áp tự ngẫu)

2- Máy biến áp thử nghiệm

3- Điện trở hạn chế

4- Máy biến áp đo lường

5- Điện trở

6- Bộ phóng điện cầu

7 - Đối tượng thử nghiệm

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý thử nghiệm cách điện thiết bị điện bằng điện áp xoay

chiều tần số công nghiệp

A1, A2 các đồng hồ ampemet

V1, V2 , V3 - các đồng hồ vonlmet

KV- đồng hồ kilovonmet

Khi thử nghiệm cách điêïn của các đối tượng có điện dung bản thân lớn(các cuộn dây của máy phát công suất lớn, cáp…) thì có thể giảm độ lớn côngsuất của thiết bị thử nghiệm bằng sử dụng bù dòng điện dung Để nhâïn dượccông suất đủ lớn đôi khi sử dụng bằng cách mắc song song một số máy biếnáp, khi đó chia thanh góp thành từng đoạn và thực hiện thử nghiệm theo cácpha, hoặc các biện pháp làm giảm giá trị điện dung đồng thời của cách điệnthử nghiệm

Khi không có máy biến áp với điện áp thử nghiệm yêu cầu thì có thể thựchiện mắc nối tiếp với các máy biến áp như vẽ 4.1

Hình1.4 Sơ đồ nối các cuộn dây của các máy biến áp thử nghiệm.

1,2 - máy biến áp thử nghiệm

2 Thiết bị thử nghiệm điện áp cao một chiều:

~

Thiết bị dùng thử nghiệm nghiên cứu quá trình phóng điện chọc thủng,phóng điện bề mặt… ở các môi trường cách điện và kết cấu cách điện khácnhau Một số thiết bị dòng xoay chiều do nguyên nhân kỹ thuật không thể thửnghiệm bằng điện áp xoay chiều như cáp chứa đầy khí, cáp có cách điệnbằng dầu… phải thử nghiệm bằng điện áp một chiều Nguồn điện một chiềuđược sử dụng để làm cháy chổ bị đánh thủng, chổ yếu của cáp sau đó có thểtìm ra chổ hỏng và thay thế nó Nguồn điện một chiều cao áp thường là:nguồn chỉnh lưu, mạch nhân áp và máy phát tĩnh điện Điện áp chọc thủngmột chiều có giá trị cao hơn ở điện áp xoay chiều.

1- Nguồn ổn định

2- Bộ chỉnh điện áp

3- Máy biến áp thử nghiệm

4- Tụ san phẳng

5- Điện trở hạn chế dòng điện

6- Đồng hồ đo điện áp cao (kV)

7- Đối tượng thử nghiệm

8- Bộ phóng điện

9- Chỉnh lưu

10 – Đồng hồ microampenmetre

Hình 1.5 Sơ đồ khối thiết bị thử nghiệm dùng chỉnh lưu nữa chu kỳ

V

KV6

75

4

32

1

~

810

109

Lĩnh vực sử dụng sơ đồ phụ thuộc cấp cách điện, đối tượng thử nghiệm,thông số của thiết bị thử nghiệm, thiết bị chỉnh lưu Chỉnh lưu hai nữa chu kỳkhông có những ưu việt lớn mà thiết bị lại phức tạp nên không được phổ biến.Để nhận được điện áp thử nghiệm một chiều lớn người ta thường sử dụng các

sơ đồ nhân điện áp như sau:

Đây là nguồn điện một chiều, điện áp cao và công suất nhỏ, phụ tải đượcnối với đầu ra của bộ này qua điện trở phụ để giảm sự nhảy vọt dòng do tụđiện ở các tầng khi phóng điện bề mặt nhưng có thể nối trực tiếp Điện ápnhận từ bộ này có thể đến 3÷ 5 MV

1 - Máy biến áp thử nghiệm

2 - Đối tượng thử nghiệm

Hình 1.6 Sơ đồ nhân điện áp

3 Thiết bị thử nghiệm điện áp xung(máy phát điện áp xung)

Việc thử nghiệm cách điện của thiết bị điện bằng điện áp xung là nhằmkiểm tra độ bền vững của nó đối với quá điện áp sét và quá điện áp thao tácxuất hiện trong lưới điện khi vận hành Quá điện áp sét xuất hiện do sét đánhvào đường dây chống sét, cột điện, dây dẫn của đường dây truyền tải, do đócách điện của đường dây sẽ chịu tác dụng của xung điện áp không chu kỳ cócực tính dương hoặc âm Trên các thiết bị điện của trạm được bảo vệ bằng bộphóng điện (chống sét ống, khe hở phóng điện…) thì xung có thể có dạngxung cắt ngay sau khi đạt giá trị cực đại Xuất phát từ xác suất hư hỏng doquá điện áp, xung sét tiêu chuẩn là không chu kỳ 1,2/50 (µs) có độ dài đầusóng £ïÞ = 1,2 ± 0,36 (µs) và độ dài xung là 50 ± 10 (µs) Ngoài ra xung sétđể thử cách điện cuộn dây máy biến áp, các điện trở kháng và máy điện quaysử dụng là xung cắt Giá trị cực đại của điện áp phụ thuộc vào cấp điện áp vàdạng thiết bị được thử nghiệm, nó thay đổi trong một dải rộng từ vài chục kV

~

đối với cấp điện áp 3 (kV) đến cấp điện áp vài triệu vôn đối với cấp điện ápsiêu cao áp Dung sai giá trị cực đại là 3%, quá điện áp nội bộ xuất hiện khichuyển mạch, thao tác sự cố trong hệ thống điện hoặc khi thay đổi chế độlàm việc Xung quá điện áp chuyển mạch khác với xung sét do thời gian dàivà có dạng dao động Để thử nghiệm đưa vào xung chuẩn dạng không chu kỳ

250 / 2500 (µs) có thời gian tăng xung T = 250 ± 50 (µs), thời gian suy giảmđến giá trị cực đại 2500 ± 1500 (µs) Có thể sử dụng các dạng xung khác nhaunhư xung không chu kỳ100/ 2500 ; 1000/ 5000 (µs) và xung dao động cóthông số 4000 ± 1000 / 7500 ± 2500 ; 100/ 1000 Giá trị cực đại và dạng xungthử nghiệm có ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước cách điện, độ bền vững củathiết bị thử nghiệm

Các dạng xung cơ bản

(b) (a)

Hình 1.7 Các dạng xung cơ bản

Một vấn đề quan trọng nữa được giải quyết trong phòng thử nghiệm caoáp là nghiên cứu quá trình chọc thủng ở các khoảng cách khac nhau trongkhông khí và những môi trường cách điện khác nhau Giá trị của nó có liênquan tới chế tạo cách điện ở đường dây truyền tải siêu cao áp, hoàn thiệnchống sét cho các đối tượng khác nhau, tiêu chuẩn hoá các dạng xung Để cóđược quá điện áp chuyển mạch thao tác thì sử dụng các máy phát điện ápxung hoặc sử dụng máy biến áp thử nghiệm có nguồn xung

Sơ đồ máy phát điện áp xung kích hình 1.8

Hình 1.8 Sơ đồ máy phát điện áp xung kích.

Máy biến áp thử nghiệm

E- đèn chỉnh lưu cao áp

CA,CB,… ,CN- tụ điện nạp điện

Rbv – điện trở bảo vệ

KH1, KH2,… KHn - khe hở phóng điện

Rn - Điện trở nạp điện

R0 - Điện trở ổn định

Rđ - Điện trở phóng điện

Quá trình tạo xung gồm hai giai đoạn:

- Giai đoạn nạp: qua máy biến áp T và chỉnh lưu E cấp tụ điện CA,CB,

… ,CN được nạp tới điện áp U và khi quá trình nạp kết thúc thì điểm A2, B2,…

Bn có điện thế U còn các điểm A1, B1,… Bn có điện thế bằng không

- Giai đoạn phóng: nếu chọn khoảng cách khe hở KH1 sao cho điện áp Ucó thể phóng điện được thì sau khi phóng điện thế của điểm B1 sẽ tăng vọt

đến mức U và như vậy điện thế của điểm B 2 tăng đến mức 2U Khe hở KH2

được chọn cho phóng điện ở điện áp 2U vàsau khi nó phóng điện sẽ làm chođiện thế ở điểm C1 tăng từ không đến mức 2U và của điểm C2 tăng đến mức3U

Như vậy nếu dùng n cấp để các tụ điện trong giai đoạn phóng được phépnối tiếp nhau qua các khe hở KH1, KH2,… KHn thì điện áp xung kích đã có thểtạo được điện áp cao tới 8 (MV) Các phần tử còn lại làm nhiệm vụ bảo vệ vàđiều chỉnh

II Các loại máy điện áp cao dùng trong thử nghiệm hiện nay:

1 Máy kiểu И 0M – 100/ 25 :

Hình 1.9 Hình dạng của máy biến áp kiểu И 0M – 100/ 25

4

15

23

1.1 Công dụng:

Máy dùng làm nguồn cao áp một chiều và xoay chiều tần số 50 Hz để thửnghiệm vật liệu cách điện và các thiết bị điện có điện áp tới 35 kV

1.2 Đặc tính kỹ thuật:

Dung lượng: 25 kVAĐiện áp : 0÷ 2 / 0 ÷ 100 kVTần số : 50 Hz

Dòng điện định mức cuộn cao áp: 0,25 AĐiện áp ngắn mạch: Un = 10%

1.3 Cấu tạo:

Máy biến áp có mạch từ kiểu bọc, cuộn dây phân bố tập trung Một đầucuộn dây cao áp được đưa ra nắp và một đầu được nối đất, đầu thứ hai đượcđưa ra sứ cách điện cao áp Các cuộn dây của cuộn sơ cấp đưa ra vỏ quanhững đầu ra điện áp thấp Vỏ máy có dạng hình tròn, trên nắp máy bố tríbình giãn dầu, thiết bị đo nhiệt độ… máy có 4 móc hàn nối với vỏ thùng đểnâng máy khi duy chuyển

Để mở rộng miền sử dụng, thử nghệm điện áp cao một chiều, máy biếnáp được chế tạo thêm phần chỉnh lưu (Kenotron) đặt ở đầu ra cao áp của máybiến áp thử nghiệm

Mạch từ được ghép từ các lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 (mm) Lõi thépmạch từ có tiết diện 30 × 26 (mm) Để giảm điện trường ở cạnh sắc bích kimloại, đầu ra máy biến áp thử nghiệm được mắc các tấm chắn

1 – Cuộn dây cao áp của máy

2 – Cuộn dây của đèn chỉnh lưu

3 - Đầu ra 12 V của đèn chỉnh lưu

4 – Chế độ làm việc 12 V của đèn chỉnh lưu

5 – Chế độ 220 V của đèn chỉnh lưu

Cuộn dây 12 V của đèn chỉnh lưu máy biến áp có 200 vòng, đường kíchdây dẫn 1,5 (mm) quấn trên lõi sắt có tiết diện 500 (mm2) dài 200 (mm) Đểphân bố lại điện trường trong lõi sắt và dây quấn ta mắc thêm màn chắn.Đầu ra cuộn 12 V cũng được bọc màn chắn để điện trường được san đều

Cuộn dây sơ cấp của đèn chỉnh lưu máy biến áp gồm 1200 vòng, dây dẫncó đường kính 0,8 (mm) và được quấn trên ống bakelit.

Để loại trừ khả năng phóng điện trên bề mặt đèn chỉnh lưu máy biến ápngười ta đặt một màn chắn hình trụ bên trong thùng, khoảng cách nhỏ nhất từmàn chắn đến đèn chỉnh lưu là 50 (mm) Đến vỏ thùng là 30 (mm)

Để máy biến áp И 0M – 100/ 25 thử nghiệm đối tượng có điện dung lớnkhi điện áp thấp hơn định mức, công ty chế tạo đã dùng cách phân đoạn cuộndây cao áp Cuộn dây cao áp được chia làm 8 cuộn nhỏ, mỗi cuộn nhỏ đượctính toán làm việc với điện áp 12,5 (kV)

Theo sơ đồ đấu dây máy biến áp thử nghiệm làm việc với dòng 2 (A) khiđiện áp 12,5 (kV) và 0,25 (A) khi điện áp 100 (kV) Để thực hiện điều nàytrên nắp vỏ thùng máy biến áp phải có một vài đầu đổi nối được cách điện

2 Máy biến áp thử nghiệm kiểu И 0M – 100/ 20 :

2.1 Công dụng:

trong thử nghiệm để thử nghiệm các thiết bị điện có điện áp định mức đến 35(kV), máy có thiết bị đèn cung cấp cho bộ chỉnh lưu Kenotron

2.2 Đặc tính kỹ thuật:

Dung lượng 20 (kVA)

Điện áp: 0 ÷ 200 / 0 ÷ 100000 (V)

Điện áp định mức cuộn dây đo (x – x1) : 100 (V)

Điện áp ngắn mạch 9%

Công suất làm việc lâu dài: 10 (kVA)

Chế độ làm việc ngắn hạn: 1 phút làm việc – 3 phút nghỉ và 1 phút làmviệc – 30 phút nghỉ công suất là 20 (kVA)

Kích thước máy: 686 × 642 mm (mặt bằng)

Chiều cao toàn bộ :1140 (mm)

Trọng lượng 280 (kg)

2.3 Cấu tạo :

Hình 1.10 Hình dáng bên ngoài của máy biến áp

Cấu trúc của đèn chỉnh lưu máy biến áp gồm cuộn dây sơ cấp 220 V có

814 vòng, đường kính dây 0,55 mm và cuộn thứ cấp 13 V có đường kính dây2,26 mm

Hình 1.11 Hình dạng bên ngoài Hình112 Hình dạng bên ngoài

И И И И И Иcủa máy И 0M –15/ 10 của máy И 0M –35-70/30

Hình1.13 Hình dạng bên ngoài Hình1.14 Hình dạng bên ngoài

của máy И 0M –35-70/100 của máy И 0M –35-70/300

Bảng 1.1- Đặc tính kỹ thuật của một số máy biến áp thử nghiechế tạo tại nhà máy T3PлHeЭHePZ0 Kiểu

Công suấtđịnh mức(kVA)

Điện áp định

n%

Trọnglượng (kg)Dài

Chế độ làm việc của các máy biến áp này cho phép tiến hành mỗi thửnghiệm theo 3 chu trình: mỗi chu trình gồm 1 phút làm việc với tải và 3 phútngừng Thời gian giữa 2 thử nghiệm không quá 30 phút Ở chế độ làm việcliên tục công suất máy biến áp chỉ bằng 50 % so với chế độ ngắn hạn.

Các đầu dây của cuộn cao áp đưa ra ngoài nắp máy được bọc cách điện.Một đầu tính toán với điện áp làm việc, đầu kia thường được nối đất Để đođiện áp thử nghiệm có thể trực tiếp lấy từ một đầu ra cuộn cao áp với điện áp

100 V Cuộn cao áp của máy biến áp thử nghiệm (trừ máy ИИ 0M –15/ 10)gồm hai bánh dây Mỗi bánh có điện áp 35 (kV) Điều đó cho phép trongtrường hợp cần thiết, có thể đấu nhận trực tiếp hoặc song song, tương ứngnhận được điện áp ra 70 hoặc 35 (kV) Các đầu ra trên nắp của vỏ máy biếnáp

3 Máy thử cao áp TBO – 140-50:

cấu tạo đèn chỉnh lưu đặt phía dưới cuộn cao áp Máy này dung để thửnghiệm cách điện cho máy điện quay

 Đặc tính kỹ thuật:

Điện áp định mức: 0,19/ 100 ± 2,5 (kV)

Máy biến áp trong đèn chỉnh lưu: 200/13 ± 1 (V)

Công suất : 5 kVA

Công suất máy biến áp đèn chỉnh lưu: 110 (kV)

Trọng lượng chung: 150 (kg)

4 Máy thử cao áp loại A ИM – 70.

4.1 Công dụng:

Máy AИM-70 do nhà máy MOCPEHTZEH chế tạo Máy dùng để thửnghiệm các loại cáp, điện môi rắn, lỏng với tác dụng của điện áp cao mộtchiều và xoay chiều

Hình 1.15 Các kích thước thiết bị AИM-70

1 – Bàn điều khiển

2 – Bộ phận chỉnh lưu (Kenotron)

4.2 Đặc tính kỹ thuật:

Điện áp một pha xoay chiều bên sơ cấp: 127/ 220 (V)

Tần số: 50 (Hz)

Điện áp xoay chiều bên thứ cấp: 50 (kV)

Điện áp chỉnh lưu max: 70 (kV)

Dòng điện chỉnh lưu cuộn thứ cấp: 5 (mA)

Công suất định mức(làm việc lâu dài ): 0,5 (kVA)

Công suất đầu ra 1 phút của máy cao áp: 2 (kVA)

Trọng lượng máy: 175 (kg)

Thiết bị thử nghiệm AИM – 70 có những phần cơ bản là bàn điều khiểnvà bộ phận chỉnh lưu (Kenotron)

Bàn điều khiển gồm các phần điều khiển, thiết bị tín hiệu và biến thế caoáp Trong thùng máy biến áp cao áp có một dãy điện trở bảo vệ cuộn dây caoáp khi xảy ra ngắn mạch (điện môi thử nghiệm bị chọc thủng) Điện áp ra cóthể điều chỉnh dễ dàng nhờ phần điều khiển Trên nóc của bàn điều khiển cóđặt aptomat dòng điện cực đại, kilovolmet đo điện áp và các đèn tín hiệu

2

1

Bộ chỉnh lưu Kelotron là một ống thẳng đứng hình trụ chứa đầy dầu, trong đócó đặt đèn chỉnh lưu KPHM – 150 và biến áp chỉnh lưu Trên nắp Kelotron cóđặt đồng hồ microampe với các giới hạn đo lường 200, 1000, và 5000 (µA).

5 Máy thử cao áp loại A ИM – 90:

5.1 Công dụng:

Máy được dùng để thử nghiệm các loại điện môi rắn, lỏng dưới tác dụngcủa điện áp cao xoay chiều

5.2 Đặc tính kỹ thuật:

Điện áp nguồn xoay chiều một pha 220 ± 22 (V)

Tần số : 50 (Hz)

Điện áp chọc thủng lớn nhất: 90 (kV)

Ngăn đựng dầu thử: 400 (cm3)

Tổn hao công suất : 0,5 (kVA)

Trọng lượng máy: 35 (kg)

5.3 Cấu tạo:

Hình 1.16 Máy biến áp thử nghiệm

1 – Đầu cao thế

4 3 2 1

2 1

3

2 – Tấm cách điện

3 – Để vật thử

Hình 1.17 Bàn điều khiển thiết bị AИM И– И90

1 – Nút đóng vào lưới

2 – Tín hiệu xanh – đóng nguồn

3 – Đồng hồ đo

4 – Tín hiệu vàng (sơ đồ thiết bị sẵn sàng đóng vào cao áp)

5 - Tín hiệu đỏ (đã đóng vào cao áp)

6 - Nút điều chỉnh kim và điều chỉnh điện áp về vị trí 0 sau khi đã phóngđiện

7-Nút phục hồi tự động đưa kim vào điều chỉnh điện áp vềø vị trí 0 sau khiphóng điện

8 - Nút đóng cao áp

9 - Nút ngắt cao áp

10 - Ổ cắm để nối các nguồn

11 – Đầu cặp để nối đất

12 – Nắp động có liên động

6 Máy thử cao áp kiểu TYPWIP6 (Đức):

3 2

6 8 9 10 11 7

12

Hình 1.18 Hình dạng máy

6.1 Công dụng:

Thử nghiệm các vật liệu cách điện

6.2 Đặc tính kỹ thuật:

Điện áp định mức: 0 ÷ 22 / 0 ÷ 6 (kV)

Dòng điện định mức cuộn thứ cấp 2,5 (A)

Công suất 1,5 (kVA)

Netz ~ :khoá điện

Durchschlag: đèn báo có điện (màu xanh)

Prupspannung: đèn báo đã đánh thủng điện môi (màu đỏ)

Ein: nút khởi động

Aus: báo hiệu rơle cắt.

Prufen: khi thử nghiệm có thể quan sát được tia lữa điện

Ausbrenen: khi thử nghiệm không thấy tia lữa điện

7 Máy thử cao áp Fpeo - 2400/ 600/ K (Đức) dùng cho trạm thử nghịêm điện áp xoay chiều:

7.1 Công dụng:

Dùng để thử nghiệm các thiết bị cao thế, các thành phần kết cấu, các cấutrúc điện trong trạm thử nghiệm điện áp xoay đến 220 (kV)

7.2 Đặc tính kỹ thuật:

Hệ số máy biến áp định mức khi đấu các cuộn dây kích thích song song

5700 – 600 (V)/ 600000 / 5700 (V)

Công suất định mức: 2400 (kVA)/ 2000 (kVA)/ 1500 (kVA)

Điện áp ra định mức: 600/ 300 (kV)

Dòng điện ra định mức: 3,33 (A)

7.3 Thuyết minh cấu trúc:

Máy biến áp thử nghiệm có các đặc tính như ở phần trên

- Bộ điện dung phân áp: gồm tụ đo của thế và tụ điện áp thấp Tụ cao thếgồm các tụ đo riêng bố trí cái nọ trên cái kia Mỗi cái tụ do có ở bên trong vỏsứ, những tụ dầu – giấy đấu nối tiếp nhau

- Để sai số không vược quá sai số cho phép nên trong quá trình vận hànhbên trong khoảng bảo vệ bao quanh tụ cao thế theo trục cao không được cócác vật dẫn điện hoặc dây tiếp điện

- Mạch lọc: do tác dụng qua lại của diện cảm rò với các máy biến áp vàdiện dung của các thiết bị thử nghiệm điện dung riêng và điện dung của cácđối tượng thử nghiệm có thể sinh ra sóng hài bậc cao ở điện áp ra Nhờ cómạch lọc đặt phần tử đảo mạch ở vị trí phù hợp có thể loại trừ sóng hài bậc 3và bậc 5 phát sinh ở điện áp ra Số lượng mạch lọc được sử dụng tuỳ theokiểu và phụ tải của máy phát thử nghiệm

- Thiết bị phân phối: việc cấp nguồn cho máy phát thử nghiệm được thựchiện nhờ một thiết bị phân phối bọc sắt, có các ngăn phân phối

- Thiết bị điều chỉnh: gồm máy biến dầu ba pha có cuộn dây di động và cóbộ truyền động thuỷ lực dùng để điều chỉnh điện áp và một máy biến áp dầu

ba pha là máy biến áp phụ thêm Thiết bị điều chỉnh có thể đổi mạch sangchế độ làm việc một pha hoặc ba pha với điện áp và công suất như nhau.Việc chuyển mạch được thực hiện ở đầu vào trên nắp thùng.

- Bộ điện kháng bù: dùng để điều hoà dòng điện của máy phát thửnghiệm và đối tượng thử nghiệm

- Đài điều khiển: phần điều khiển được lắp trên đài điều khiển có các blocmạch điều kiển với các bộ phận điều khiển và đồng hồ đo

8 Bộ thử nghiệm cao áp 250 kV – 100 kVA:

Hình1.19 Tổng sơ đồ lắp đặc các thiết bị của bộ thử nghiệm cao áp

250 kV – 100 kVA

8.1 Công dụng:

Bộ thử nghiệm cao áp 250 - 100 (kVA) do nhà máy chế tạo biến thế (ViệtNam) chế tạo ra có nhiệm vụ tạo điện áp cao tần số 50 (Hz) dùng để thửnghiệm cho các máy điện và thiết bị điện làm việc ở điện áp định mức đến

110 (kV)

Về thử nghiệm biến thế, bộ thử nghiệm này có thể thử được máy biến thế

2000 (kVA), điện áp 110 (kV) Ngoài ra nó còn dùng để thử độ bền cách điệncủa các vật liệu như sứ, giấy cách điện, bakêlit, dầu biến thế Nó còn làmviệc được nhiều nhiệm vụ khác trong thử nghiệm

8.2 Đặc tính kỹ thuật:

Để sinh ra điện áp 250 (kV), dùng phương pháp nối cấp 2 máy biến áp

125 (kV) Hai máy này hoàn toàn giống nhau về tính năng kỹ thuật kết cấu.Tính năng mở máy như sau:

1600 1200

3800

2800

Ký hiệu: BTN2 100/ 125

Dung lượng 100 (kVA)

Điện áp : 0 ÷ 0,38 / 0 ÷ 125 (kV)

Dòng điện thứ cấp 0,8 (A)

Điện áp cuộn dây cân bằng 380 (V)

Dòng điện cuộn dây cân bằng 132 (A)

8.3 Cấu tạo :

a Máy biến áp 100 (kVA) 0,38 / 125 (kV):

Để sinh ra điện áp 250 (kV) cần phải nối cấp hai máy biến áp 125 (kV).Nếu nơi dùng chỉ cần điện áp 125 (kV) thì có thể dùng riêng rẽ từng máybiến áp 125 (kV) Đặc điểm của loại máy biến áp này là có cuộn dây cânbằng để hạn chế ngắn mạch, do đó không cần bố trí các điện trở hạn chếngắn mạch ở phía cao áp nữa

Nhờ thực hiện nối đất giữa hai cuộn dây cao thế nên giảm được 1/ 2 điệnáp cách điện đối với lõi sắt do đó đảm bảo máy làm việc an toàn và tin cậy

b Máy biến áp điều chỉnh mềm: BĐM100 / 0 ÷ 380 (V).

Dung lượng: 100 (kVA)Số pha 1

Điện áp vào 380 (V)Điện áp ra 0 ÷ 380 (V)Dòng điện ra 88 (A)Máy này có thể đấu thành ba pha với dung lượng 100 (kVA) Đây là loạimáy làm việc theo nguyên lý cuộn dây ngắn mạch di động Điện áp ra điềuchỉnh ra hoàn toàn vô cấp, mềm mại có thể tăng dần từ 0 ÷ 380 (V) hoặc hạdần từ 380 ÷ 0 (V) Điều khiển điện áp lên xuống bằng động cơ điện Tốc độnâng điện áp hoàn toàn phù hợp với tốc độ mà bộ thử nghiệm yêu cầu 2 (kV/s)

9 Máy biến áp đo lường trung thế một pha:

Máy biến áp đo lường trung thế một pha ngâm dầu cách điện, đo đượcđiện áp pha, cuộn sơ cấp có 1 sứ đầu vào nối dây pha cao thế và đầu ra nốitrung tính tiếp địa Máy có lõi thép kỹ thuật điện chất lượng cao, tổn hao

thấp Dây quấn bằng êmay chất lượng cao, chịu nhiệt, chịu ẩm ướt, cứng vữngvà độ tin cậy cao, các đầu ra thứ cấp được bảo vệ bằng hộp đấu dây có nắpche bằng nhôm và vít kẹp chì.

9.1 Máy đo lường 1 pha ngâm dầu kiểu PT22 - 12HOD1S:

 Các thông số kỹ thuật:

Hình 1.20 Hình dạng của máy.

9.2 Máy đo lường 1 pha ngâm dầu kiểu PT22-1HODS:

Hình 1.21 Hình dạng của máy.

 Các thông số kỹ thuật:

Điện áp sơ cấp danh định (V): 20000 ; 2200 ; 24000

Điện áp thứ cấp danh định (V): 100 ; 110 ; 120 ; 190 ; 220 ; 240

Số pha : 1

Dung lượng (VA): 100 ; 150 ; 200 ; 250 ; 300 ; 500 ; 1200

Chiều dài đường rò nhỏ nhất: 25 (mm/ kV)

Trọng lượng: 111 (kg)

III Ýnghĩa của máy biến áp cao áp một pha:

Các thiết bị điện sử dụng ở nước ta hiện nay có rất nhiều kiểu, nhiều loại.Ngay sau khi dược lắp đặt và đưa vào sử dụng các thiết bị điện đã có nguy cơ

bị xuống cấp và hư hỏng Đây là hiện tượng bình thường bởi vì thiết bị điệnlà tập hợp của nhiều chi tiết điện từ, điên tử, cơ khí, thuỷ lực,khí nén…Mặtkhác trong quá trình vận hành, sử dụng luôn có sự thay dổi về phụ tải, có sựbố trí lại mạch điêïn hoặc bổ xung thêm thiết bị mà nhiều khi không có sựphối hợp tổng thể của cơ quan thiết kế Cũng cần phải kể đến sự lựa chọnthiết bị không đúng, sự chỉnh định sai các thiết bị đo lường, điều khiển, chỉthị, sự vận hành không đúng quy trình kỹ thuật…Tất cả các yếu tố kể trên gâyảnh hưởng xấu đến sự làm việc bình thường của toàn hệ thống

Vì vậy để đánh gía tình trạng và chất lượng của các thiết bị này ta cầnkhải thử nghiệm chúng dể có thể dự báo các hư hỏng có thể xảy ra, đề ra

phöông phaùp thay theâ söûa chöõa caùc chi tieât coù nguy cô bò hö hoûng, thöû nghieômcaùc thieât bò ñeơ coù bieôn phaùp khaĩc phúc kòp thôøi, do vaôy heô thoâng hoát ñoôngvôùi ñoô tin caôy vaø khạ naíng saün saøng laøm vieôc cao.

Vieôc thöû nghieôm caùc thieât bò ñieôn naøy caăn phại coù nguoăn ñieôn aùp cao vaøñöôïc ñieău chưnh lieđn túc ñoù laø moôt loái maùy bieân aùp ñaịc bieôt chuyeđn duøng chovieôc thöû nghieôm Ñađy laø moôt thieât bò quan tróng trong vieôc thöû nghieôm nhöthöû nghieôm maùy bieân aùp ñieôn löïc, caùp, ñoông cô, BU, BI, choâng seùt van, söù,caùch ñieôn…Töø ñoù ta xaùc ñònh chính xaùc caùc chư tieđu cụa chuùng vaø töø ñoù tañaùnh giaù ñöôïc tình tráng laøm vieôc cụa caùc thieât bò naøy ñeơ ñạm bạo ñöa chuùngvaøo laøm vieôc an toaøn vaø chaĩc chaĩn

IV Thöû nghieôm cao aùp:

A Kieơm tra vaø thöû nghieôm caùc thieât bò ñieôn:

1 Quan saùt caùc thieât bò ñieôn:

Laø cođng vieôc laøm tröôùc khi tieân haønh cođng vieôc thöû nghieôm, kieơm tra vaøhieđïu chưnh thieât bò vaø keât thuùc baỉng laăn xem xeùt caơn thaôn cuoâi cuøng Nhôøquan saùt thieât bò seõû phaùt hieôn ñöôïc phaăn lôùn nhöõng hö hoûng veă cô vaø nhöõng gócụa voû maùy, loõi theùp, caùc ñaău dađy ra, caùc choê noâi, caùch ñieôn cụa caùc boô phaôndaên ñieôn, caùch ñieôn giöõa caùc voøng dađy cụa cuoôn dađy Ñoăng thôøi khi quan saùtseõ ñaùnh giaù ñöôïc tình tráng chung cụa thieât bò döïa vaøo lyù lòch cụa noù ñeơ xaùcñònh thieât bò ñoù coù phuø hôïp thieât keâ vaø vôùi caùc yeđu caău kyõ thuaôt hay khođng Nhöõng hö hoûng do laĩp raùp vaø nhöõng thieâu xoùt nhoû do cheẫ táo Khi quansaùt phaùt hieôn ra, nhađn vieđn laĩp raùp seõ xöû lyù vaø khaĩc phúc Tröôøng hôïp gaịpnhöõng hö hoûng nghieđm tróng ngöôøi ñaịt haøng seõû baùo cho nhaø cheâ táo bieât ñeơsöûa chöõa

2 Ño vaø thöû nghieôm caùc thieât bò ñieôn ôû tráng thaùi tónh:

Laø moôt trong nhöõng phöông phaùp cô bạn ñeơ phaùt hieôn nhöõng hö hoûng cụathieât bò ñieôn Nhöõng vieôc ño, kieơm tra vaø thöû nghieôm nhö theâ cho pheùp phaùthieôn ñöôïc nhöõng hö hoûng aơn kín beđn trong maø khi quan saùt beă ngoaøi trongquùa trình laĩp raùp khođng phaùt hieôn ñöôïc, cho pheùp kòp thôøi söûa chöõa hoaịc thaytheâ thieât bò tröôùc khi keât thuùc mói cođng vieôc laĩp raùp Trong soâ nhöõng thöûnghieôm thieât bò ôû tráng thaùi tónh coøn coù thöû nghieôm caùch ñieôn cụa thieât bòñieôn baỉng ñieôn aùp taíng cao (so vôùi ñieôn aùp ñònh möùc) Thöû nghieôm naøy cho

phép kết luận về khả năng làm việc bình thường của cách điện trong thờigian vận hành.

3 Đo và thử nghiệm các thiết bị điện ở trạng thái làm việc:

Công việc đo gồm có: lấy các đặc tuyến không tải của các phát điện mộtchiều, lấy đặc tuyến không tải và ngắn mạch của các máy phát điện đồng bộ,

đo dòng không tải của các máy biến áp điện lực ở điện áp làm việc, đo nhữngtham số ở các chế độ làm việc bình thường của các máy điện, chạy thử cácđông cơ điện, các máy điện một chiều, các máy điện đồng bộ, thử tác thiết bịđóng cắt những việc đo khi chạy thử đồng pha các thiết bị điện…

Căn cứ kết quả các đặt tuyến lấy được ở trên có thể phán đoán tình trạngtốt xấu của các lõi thép, cuộn dây roto và stato cũng như để xem sự bố trí cáccuộn dây đúng hay sai bằng cách so sánh những kết quả đo được với nhữngkết quả thử nghiệm của nhà chế tạo

Kiểm tra chất lượng lắp ráp, điều chỉnh phần cơ khí của máy cắt diệnbằng cách đo thời gian tác động bản thân và tốc độ đóng cắt của máy cắtđiện, đo điện áp tác động tối thiểu của nam châm điện trong bộ truyền động,

đo sự đóng mở đồng thời các tiếp điểm Dùng máy chụp sóng ghi lại nhữngchu trình làm việc khác nhau của máy cắt và phân tích các hình chụp được cóthể đánh giá được sự làm việc đúng hay sai của từng khâu trong máy cắt vàbộ truyền động, xác định được chất lượng chế tạo và lắp ráp

Muốn xác định được tình trạng tốt hay xấu chất lượng lắp ráp và hiệuchỉnh các động cơ, các máy biến áp mới lắp ráp kể cả thiết bị của các đườngdây cung cấp điện cho nó cũng như các trang bị thứ cấp cần phải căn cứ vàoviệc chạy thử thiết bị Cho tác động thử máy cắt, dao cách ly, dao tạo ngắnmạch, dao tự cách ly, áp tô mát, công tắc tơ… Có thể xác định được tình trạngtốt hay xấu chất lượng hiệu chỉnh chúng

Dòng điện không tải của động cơ điện trong thời gian chạy thử có tải (saukhi đã lắp ráp toàn bộ nối trục) sẽ cho phép xác nhận chất lượng lắp ráp toànbộ tổ máy, kể cả phần cơ khí

4 Đo và thử nghiệm để xác định tình trạng hệ thống từ:

Đo dòng điện không tải hoặc lấy đặc tuyến từ hoá rồi đem so sánh với cácsố liệu ghi trong lý lịch máy hoặc số liệu kinh nghiệm đối với thiết bị cùng

kiểu Nâếu dòng diện đo được vượt quá nhiều so với các số liệu đo thì chứngtỏ mạch từ bị hỏng hoặc một số vòng dây bị chập.

5 Đo và thử nghiệm để xác định tình trạng các bộ phận dẫn điện và các chỗ nối:

Tình trạng những bộ phận dẫn điện và những chỗ tiếp xúc xác định bằngcách đo điện trở bằng điện áp một chiều

B Thử nghiệm cách điện bằng điện áp tăng cao:

Thử nghiệm cách điện của các thiết bị điện (cách điện chính và cách điệnvòng dây) bằng điện áp tăng cao là để phát hiện những chỗ hư hỏng cục bộ.Những hư hỏng này không thể phát hiện dược trong khi thử nghiệm và kiểntra sơ bộ, vì vậy thử nghiệm bằng điện áp tăng cao là thử nghiệm cơ bản, sauthử nghiệm này mới kết luận được khả năng làm việc bình thường của cácthiết bị trong điều kiện vận hành

Tiến hành thử nghiệm sau khi đã kiểm tra sơ bộ tình trạng của cách điệnvà đã đạt được những kết quả thoả mãn yêu cầu Chọn mức điện áp thửnghiệm tương ứng với điện áp chọc thủng cách điện trong khi tình trạng cáchđiện có những hư hỏng cục bộ Vì vậy khi thử nghiệm bằng điện áp tăng caosẽ suất hiện những chỗ hư hỏng đó Chọn mức điện áp thử nghiệm thấp hơnmức điện áp chọc thủng trong trường hợp không có những hư hỏng cục bộ vàthấp hơn mức điện áp của nhà chế tạo (thương bằng 0,75 điện áp thử nghiệmcủa nhà chế tạo) Có thể giải thích điều chú ý này không hoàn toàn đầy đủnhư sau: sự suất hiện những chỗ hư hỏng khi vận hành bình thường xảy ranhiều hơn so với lúc thử nghiệm, dù rằng lúc thử nghiệm có nâng cao điện áplên cao hơn so với lúc bình thường

Điện áp thử nghiệm thường là điện áp tần số công nghiệp 50 (Hz) Trongnhững điều kiện thử nghiệm của nhà chế tạo, những thiết bị điện từ 500 (kV)trở lên đôi khi được thử nghiệm với tần số 100 Hz trở lên Dùng điện áp tầnsố công nghiệp đảm bảo khả năng tiến hành thử nghiệm cách điện với nhữngtổn thất điện môi (gây ra sự chọc thủng về nhiệt) và sự phân bố gây ra điệntrường tương tự trong những điều kiện vận hành

Đặt điện áp lên vật thử nghiệm trong một thời gian nhất định để tránh làmcho cách điện bị hư hỏng quá sớm: Đối với cách điện chính, thời gian thửnghiệm là một phút, đối với cách điện vòng dây thời gian thử nghiệm là 5

phút Thời gian thử nghiệm cách điện lâu hơn vì hệ số an toàn của điện vòngdây lớn hơn cách điện chính Thời gian nói trên vừa đủ để quan sát thiết bịtrong thời gian thử nghiệm và đủ để phát hiện ra chỗ chọc thủng Thử nghiệmbằng điện áp tăng cao không những chỉ tiến hành với điện áp xoay chiều màcả với điện áp một chiều Thường dùng điện áp một chiều (chỉnh lưu) để thửnghiệm cách điện của những máy điện lớn, những cách điện tay đòn củanhững máy cắt điện, những chống sét Khuyết điểm chính của thử nghiệmbằng điện áp một chiều là điện áp phân bố không đều theo bề dày của cáchđiện do sự không đồng nhất của cách điện với sự phân bố điện áp phụ thuộcđộ dẫn điện của những bộ phận khác nhau trong cách điện Những thửnghiệm bằng điện áp một chiều có những ưu điểm sau:

- Điện áp một chiều an toàn hơn đối với cách điện, trị số điện áp chọcthủng cao hơn điện áp xoay chiều, trung bình cao hơn 1,5 lần

- Ở máy điện quay sự phân bố điện áp một chiều dọc theo cuộn dây đềuđặn hơn, do đó phần trong rãnh và ngoài rãnh của cuộn dây chịu tác dụng nhưnhau

- Công suất yêu cầu của thiết bị một chiều điện áp cao nhỏ hơn nhiều sovới công suất của thiết bị điện áp xoay chiều, do đó nhừng thiết bị thửnghiệm lưu động luôn gọn nhẹ hơn và dễ di chuyển hơn, điều này có ý nghĩalớn đối với những công việc hiệu chỉnh các đối tượng khác nhau yêu cần phảithường xuyên vận chuyển dụng cụ thử nghiệm

- Điện áp một chiều còn ưu điểm nữa là dùng để đo dòng điện rò Dòngđiện rò là tiêu chuẩn phụ để đánh giá tình trạng của cách điện

Đoạn OA – Hư hỏng chưa lộ ra

Điểm A - Điểm tới hạn, sau điểm này Rcđ giảm đi rõ rệt

cđ

C C

A

A

Uct 0

Đoạn AC – Ion hoá mạnh của những chỗ hư hỏng, tạo điều kiện để chọcthủng.

Điểm C – Điểm chọc thủng cách điện

- Thời gian thử nghiệm cách điện bằng điện áp một chiều cho phép là dàihơn thời gia thử nghiệm bằng điện áp xoay chiều và quy định theo tiêu chuẩnlà 10 đến 20 phút

C Kiểm tra sự đấu điện của thiết bị điện:

Sơ đồ đấu điện trong nội bộ thiết bị đòi hỏi phải kiểm tra xem mạch điệnđã nối đúng chưa Thường xác định gián tiếp (kí hiệu dây, cực tính )

Sơ đồ đấu điện bên ngoài chủ yếu bằng mắt nghĩa là phải xem xét cẩnthận, đối chiếu với thiết kế

D Đánh giá tình trạng các thiết bị điện:

Phương pháp cơ bản để đánh giá tình trạng thiết bị điện mới, vừa lắp rápxong và chuẩn bị đưa vào vận hành và so sánh những kết quả đo và thửnghiệm với những trị số cho phép quy định thành tiêu chuẩn Những tài liệutiêu chuẩn là “khối lượng và tiêu chuẩn thử nghiệm các thiết bị điện(KLTCTN) “ và “quy phạm bố trí các thiết bị điện” Trong bản KLTCTN cóđề ra những yêu cầu đối với từng loại công việc kiểm tra, thử nghiệm cầnthiết và đề ra những tiêu chuẩn mà kết quả kiểm tra, thử nghiệm mọi loạithiết bị điện đều phải phù hợp Trong tiêu chuẩn có nêu: trị số cho phép điệntrở cuộn dây, các tiếp điểm và những bộ phận khác, tình trạng cho phép củacách điện, những trị số điện áp thử nghiệm

Trong khi tiến hành hiệu chỉnh để đánh giá tình trạng của thiết bị thườngsử dụng rộng rải phương pháp so sánh kết quả đo của các nhóm thiết bị cùngkiểu không thể có những hư hỏng trùng nhau

Ví dụ: Nếu một nhóm các máy biến dòng đo lường giống nhau có đặctuyến từ hoá thấp hơn những đặc tuyến mẫu và một số máy biến điện áp đolường giống nhau có dòng điện không tải vượt quá mức cho phép… Điều đókhông có nghĩa là cách điện của cuộn dây hay lõi thép bị hư hỏng mà do nhàchế tạo đã sử dụng lõi thép xấu để làm lõi thép hoặc đã thay đổi kích thướccủa lá thép

Thông thường để đánh giá, người ta so sánh với những kết quả đo thựcdụng với kết quả đo và thử nghiệm cũ Đối với những thiết bị mới đưa vào

vận hành thì so sánh với những kết quả đo và thử nghiệm của nhà chế tạo.Cuối cùng, đánh giá khả năng thiết bị điện làm việc và vận hành thử toàndiện.

E Lập các biên bản kiểm tra và thử nghiệm:

Tất cả những kết quả kiểm tra, thử nghiệm và vận hành thử các thiết bịđiện trong quá trình hiệu chỉnh đều được ghi vào biên bản hoặc ghi thành báocáo Biên bản là văn bản pháp lý cơ bản, dựa vào đó để kết luận chất lượngvà khả năng đưa thiết bị vào làm việc bình thường Để lập các tài liệu kỹthuật bàn giao cho đơn vị hiệu chỉnh nên làm sẵn những mẫu biên bản hoặcbáo cáo, chỉ cần ghi kết quả vào đó trong quá trình hiệu chỉnh và khi kết thúccông việc hiệu chỉnh

Các biên bản đều được lập thành hai biên bản, một bản để giao cho đơn vịvận hành, còn bản thứ hai được lưu lại ở đơn vị hiệu chỉnh Nhứng biên bảnhoặc báo cáo phải có kết luận Trong đó nêu lên sự đánh giá chung về thiết

bị, tất cả những kết quả đo, kiểm tra, thử nghiệm và chạy thử, những bản,những đường biểu diễn và đồ thị Những biên bản và báo cáo đều do ngườithực hiện có trách nhiệm và chỉ đạo công tác hiệu chỉnh thiết bị ghi chép

F Qui định chung trong khi tiến hành thử nghiệm:

- Khi tiến hành thử nghiệm, nghiệm thu bàn giao các thiết bị điện mà khốilượng và tiêu chuẩn không khác với những qui định trong tiêu chuẩn này thìphải theo hướng dẫn riêng của nhà chế tạo

- Thiết bị rơle bảo vệ và tự động điện ở các nhà máy điện và các trạmbiến áp được kiểm tra theo TCVN

- Ngoài những thử nghiệm, nghiệm thu bàn giao thiết bị điện đã được quiđịnh trong các tiêu chuẩn về tất cả các thiết bị điện còn phải kiểm tra sự hoạtđộng của phần cơ theo hướng dẫn của nhà máy chế tạo

- Sự kết luận về sự hoàn hảo của thiết bị khi đưa vào vận hành phải đượcdựa trên cơ sở xem xét kết quả các thử nghiệm liên quan đến thiết bị đó

- Mọi việc đo lường thử nghiệm chạy thử theo các tài liệu hướng dẫn củanhà máy chế tạo và hướng dẫn hiện hành khác và theo các khối lượng, tiêuchuẩn nghiệm thu bàn giao thử nghiệm của bộ tiêu chuẩn này do công nhânlắp ráp và hiệu chỉnh tiến hành trước khi đưa thiết bị điện vào vận hành cầnphải lập biên bản theo qui định

- Việc thử nghiệm bằng điện áp tăng cao là bắt buộc đối với các thiết bịđiện điện áp từ 35 (kV) trở xuống Khi có đủ thiết bị thử nghiệm thì phải tiếnhành cả đối với các thiết bị điện áp cao hơn 35 (kV).

- Các vật cách điện và thiết bị có điện áp danh định cao hơn điện áp danhđịnh của trang bị đó chúng được lắp đặt có thể được thử nghiệm với điện áptăng cao tiêu chuẩn phù hợp với cấp cách điện của trang bị điện

- Thử nghiệm cách điện của các khí cụ điện bằng điện áp tăng cao tần sốcông nghiệp thông thường phải được tiến hành cùng với việc thử nghiệm cáchđiện thanh cái thiết bị phân phối Khi đó trị số điện áp thử nghiệm được phéplấy theo tiêu chuẩn đối với thiết bị đo điện áp thử nghiệm nhỏ nhất

- Khi tiến hành thử nghiệm cách điện của thiết bị điện bằng điện áp tăngcao phải xem xét đánh giá cẩn thận tình trạng cách điện bằng những phươngpháp khác

- Việc thử nghiệm cách điện bằng điện áp 1000 (V) tần số công nghiệp cóthể thay thế bằng cách đo giá trị của điện trở cách điện trong một phút bằngMêgômét 2500 (V) Nếu như giá trị điện trở nhỏ hơn tiêu chuẩn qui định thìviệc thử nghiệm bằng điện áp tăng cao tầng số công nghiệp 1000 (V) là bắtbuộc

- Việc thử nghiệm cách điện bằng điện áp tần số công nghiệp của cácmạch thứ cấp có điện áp làm việc cao hơn 60 (V) của các trang bị điện tronghệ thống điện là bắt buộc

- Trong các tiêu chuẩn thử nghiệm, nghiệm thu bàn giao các thiết bị điệndùng các thuật ngữ dưới đây:

+ Điện áp thử nghiệm tần số công nghiệp: là trị số hiệu dụng của điệnáp xoay chiều hình sin tần số 50 (Hz) mà cách điện bên trong và bên ngoàicủa thiết bị điện cần phải duy trì một phút (hoặc 5 phút) trong điều kiện thửnghiệm xác định

+ Thiết bị điện đo cách điện bình thường: là thiết bị đặt trong các trang

bị điện chịu tác động của quá điện áp khí quyển với những biện pháp chốngsét thông thường

+ Thiết bị điện có cách điện giảm nhẹ: là thiết bị điện chỉ dùng ở nhữngtrang bị điện không chịu tác động của quá điện áp khi quyển hoặc phải cónhững biện pháp chống sét đặc biệt để hạn chế biên độ quá điện áp khíquyển đến trị số không cao hơn biên độ của điện áp thử nghiệm tần số côngnghiệp

+ Các khí cụ điện: là các máy cắt ở các cấp điện áp, cầu dao cách ly, tựcách ly, dao tạo ngắn mạch, cầu chảy, chống sét van, các cuộn kháng hạn chếdòng điện tụ điện, các vật dẫn điện được che chắn trọn bộ.

+ Đại lượng đo lường phi tiêu chuẩn: là đại lượng mà giá trị tuyệt đối củanó không qui định bằng các hướng dẫn tiêu chuẩn Việc đánh giá trong trạngthái thiết bị trong trường hợp này được tiến hành bằng cách so sánh với các sốliệu đo lường tương tự ở cùng một loạt thiết bị có đặc tính tốt hoặc với nhữngkết quả thử nghiệm khác

+ Cấp điện áp của thiết bị điện: là điện áp danh định của hệ thống điệnmà trong đó thiết bị đó làm việc

V Những thử nghiệm thiết bị điện dùng máy tạo điện áp cao:

1 Thử nghiệm cách điện của máy điện quay:

Các máy điện quay khi chế tạo thường qua bố lần thử nghiệm cách điệnbằng máy biến áp thử nghiệm, thời gian thử là một phút

- Thử nghiệm cách điện các cuộn dây stato của máy phát điện nên tiếnhành trước khi đưa roto vào trong stato Nếu việc ghép nối stato của máy thựchiện trên sân lắp ráp và sau đó stato đưa vào xưởng ở dạng lắp ráp sẳn thìcách điện được thử nghiệm hai lần: sau khi lắp trên sân lắp ráp và sau khiđặt stato vào trong xưởng trước khi đưa roto vào stato

- Việc thử nghiệm cách điện của cuộn dây roto của máy phát tuabin hơiđược tiến hành ở độ quay danh định của roto

- Việc thử nghiệm của máy phát điện một chiều được tiến hành theo cáctiêu chuẩn qui định Cần lấy đặc tính không tải và thử nghiệm cách điệnvòng dây Độ lệch của đặc tính không tải so với đặc tính của nhà máy chế tạophải nằm trong giới hạn chính xác của việc đo lường

- Đối với động cơ điện đã được lắp ráp hoàn chỉnh: việc thử nghiệm cuộndây stato được tiến hành cho từng pha riêng rẽ đối với vỏ Ở động cơ khôngcó đầu ra của mỗi pha cho phép tiến hành thử nghiệm ở tất cả các cuộn dâyđối với vỏ máy

Bảng 1.2 – Điện áp thử nghiệm tần số công nghiệp đối với cách điện chủyếu của máy điện quay.

Điện áp thửnghiệm

1 Trước khi đặt

vào rãnh

2.Sau khi đặt vào

rãnh, trước khi nối

dây

3.Sau khi nối dây

4.Trước khi xuất

xưởng

Đến 10000Cao hơn 10000

3  10000cao hơn 10000

3  10000cao hơn 10000

3  10000cao hơn 10000

Đến 11000Cao hơn 6000Đến 11000Cao hơn 11000Đến 11000Cao hơn 6000Đến 3000

3000  6000cao hơn 10000

2,75Uđm + 45002,75Uđm + 65002,75Uđm + 25002,5Uđm + 45002,25Uđm + 20002,26Uđm + 40002Uđm + 10002,5Uđm2Uđm + 3000

2 Thử nghiệm của máy biến áp:

- Đối với máy biến áp cần chú ý tới cách điện của nội bộ máy và cáchđiện của máy khi quá điện áp Vì vậy khi thử nghiệm cách điện máy biến ápthường có hai bước

- Thử nghiệm máy biến áp bằng điện áp cao, tần số công nghiệp được thửnghiệm bằng cách tăng dần điện áp tới điện áp thử nghiệm và giữ ở đấy trongmột phút Máy biến áp chịu được thử nghiệm nếu nó không phóng điện hoàntoàn

Bảng 1.3 – Điện áp thử nghiệm xoay đối với cách điện máy biến áp dầu

Điện áp nghiệmthu tại chỗ(kV)

Thử nghiệmbảo dưỡngtheo chu kì(kV)1,2

2,44,88,715182534,5

4669

101519263440507095140

7,511,214,2519,525,53037,552,571,25105

6,59,7512,3516,922,12632,545,561,7591

- Cũng có thể thử nghiệm bằng dòng điện chỉnh lưu Việc xác định giá trịđiện áp thử nghiệm phụ thuộc vào điện áp định mức của máy biến áp

Công suất định mức máy

Giá trị max của điện áp

- Thử nghiệm điện áp xung kích đối với các máy biến áp có công suất lớnthường gặp khó khăn vì nguồn phải có điện dung lớn mới đảm bảo dạng sóngtiêu chuẩn Do đó đôi khi cũng cho phép thử nghiệm với sóng có độ dài ngắnhơn (phát hiện các sóng điện cục bộ xảy ra trên cách điện dọc khi cho tácdụng điện áp xung kích là một trong các thử nghiệm quan trọng của máy biếnáp Phương pháp thông dụng nhất là đo dòng điện ở mạch trung tính và đem

so sánh với dòng điện) Trong máy biến áp không bắt buộc phải thử cáchđiện cuộn dây của máy biến áp có dầu bằng điện áp tăng cao ở tần số côngnghiêïp khi đưa máy vào vận hành lần đầu Đối với máy biến áp nhập từ nướcngoài, được nhà chế tạo thử nghiêïm với điện áp mà trị số nhỏ hơn so với tiêuchuẩn Việt Nam Qui định sẽ được thử nghiệm bằng các điện áp xác định chotừng trường hợp cụ thể

- Cách điện đầu ra các pha của cuộn dây máy biến áp từ 110 (kV) trở lêncó điểm trung tính cách điện không hoàn toàn chỉ cần thực nghiệm bằng điệnáp cảm ứng Còn cách điện trung điểm thử bằng điện áp đặt vào

- Thử các đầu vào được tiến hành theo tiêu chuẩn cách điện đầu vào vàcách điện xuyên các máy biến áp đo lường được thử nghiệm theo khối lượngvà qui định tiêu chuẩn Việt Nam Đối với máy biến dòng và máy biến điệnáp đến 35(kV), việc thử nghiệm bên sơ cấp là bắt buộc

3 Thử nghiệm cách điện của cáp cao áp:

Cáp là dây dẫn mềm được cách điện để ngăn chặn các tác dụng bên ngoàiđối với cách điện Dây dẫn thường là dây dẫn xoắn bằng đồng hoặc nhôm.Để có độ chịu lớn và độ bền cơ giới cần thiết Vật liêïu cách điện dùng trongcáp phải có phẩm chất tốt để giảm kích thước đồng thời đủ độ bền về cơ giới,sự phân loại cáp tuỳ theo kết cấu cách điện cáp Thử nghiệm kiểm tra tiếnhành trên từng đoạn cáp gồm: đo điện trở lõi, điện trở cách điện và thựcnghiệm điện áp xoay chiều Đối với loại cáp chứa khí nén người ta chỉ tiếnhành thí nghiệm với điện áp một chiều

Bảng 1.4 – Bảng điện áp thử nghiệm của cáp.

Cáp đổ dầu

110 kV điểmtrung tính nốiđất

14,210

2310

4 Thử nghiệm cách điện của khí cụ điện:

Thử nghiệm các máy cắt được tiến hành theo các hạng mục sau:

- Đo điện trở cách điện của phần động của mạch nhị thứ, của nam châmđiện đóng và cắt

- Đo điện trở cách điện của vật cách điện đỡ,vật cách điện của buồng dậphồ quang, buồng cách ly các thanh kéo cách điện, ống dẫn khí bằng vật liệucách điện

- Đánh giá tình trạng cách điện bên trong thùng và cách điện buồng dậphồ quang Do tổn thất điện môi tg của các đầu ra có thêm số liệu đánh giá,độ ẩm cách điện bên trong thùng các máy cắt máy điện áp 35 (kV) trở lên.Nếu tổn thất điện môi tg của cách điện bên trong vượt gấp hai lần tổn thấtđiện môi của đầu vào trước khi lắp máy cắt thì phải sấy cách điện bên trongthùng.

- Đo điện trở bằng dòng một chiều: đo điện trở của hệ thống thanh dẩnđiện trong một pha và đo riêng từng phần của nó Đo điện trở suất của buồngdập hồ quang điện trở đo được sai quá 3% so với số liệu nhà chế tạo Đo điệntrở cuộn dây của các cuộn điện từ điều khiển đóng ngắt Đo điện trở cáchđiện các dao cách ly, dao tự cách ly và dao tao ngắn mạch, của ống dẫn vàthanh kéo bằng vật liệu hữa cơ, của các vật liệu cách điện nhiều phần tải,mạch thứ cấp của cuộn điện từ điều khiển

Bảng 1.5- điện áp thử nghiệm tần số công nghiệp đối với cách điệnngoài của khí cụ

Cấp điện

3610152035

Thông thườngbằng gốm sứ

Thôøngthường bằngvật liệu hữucơ

Giảm nhẹbằng gốmsứ

Giảm nhẹbằng vậtliệu hữucơ24

3242556595

222938415685

13213248

12192943

5 Thử nghiệm chống sét van:

- Thường đưa điện áp 2500 (V) vào đầu cực L Sơ đồ thử nghiệm như hìnhvẽ, sau đó tiến hành đọc điện trở cách điện của cái chống sét van Một số cógiá trị cao 10000 (M) Một số loại thấp hơn, việc đánh giá dựa trên cơ sở sosánh giá trị kết quả thử nghiệm trước của thiết bị tương tự