PHÉP ĐO KHÔNG TẢI
1/ Các định nghĩa:
- Các thiết bị điện khi làm việc ở trạng thái không tải tiêu thụ một lượng công suất để từ hóa lõi thép, phần công suất này gọi là tổn hao không tải và được xác định qua phép đo không tải.
2/ Ý nghĩa:
- Lấy số liệu làm cơ sở so sánh số liệu dòng điện không tải và tổn hao không tải với số liệu xuất xưởng
- Nếu dòng không tải hoặc tổn hao không tải đo được tại vị trí lắp đặt sai khác (lớn hơn) quá ngưỡng cho phép so với số liệu xuất xưởng chứng tỏ máy điện đã bị các tác động trong quá trình chuyên chở làm xô lệch lõi thép, gông từ, làm chạm chập các lá thép trong lõi thép.
- Nếu dòng không tải tăng vọt BẤT THƯỜNG chứng tỏ khả năng máy điện bị chập vòng hoặc ngắn mạch pha (trường hợp ngắn mạch pha THƯỜNG chỉ phát hiện được khi điện áp đo là đáng kể so với điện áp định mức của cuộn dây).
3/ Yêu cầu Kỹ thuật:
- Phải đo P₀/I₀ trước khi đo DC để tránh từ dư trong lõi thép làm sai số I₀. Điện áp thử được đưa vào cuộn hạ áp (thường là 380V hoặc theo biên bản xuất xưởng) và phải thực hiện khi lắp mới, đại tu, hoặc định kỳ.
Phạm vi áp dụng: Bắt buộc cho MBA công suất hoặc khi kết quả kiểm tra khí dầu không đạt chuẩn (ví dụ, có dấu hiệu hỏng dầu máy biến áp).
Thứ tự ưu tiên: Phải thực hiện thí nghiệm này trước các phép đo liên quan đến dòng một chiều (DC) như đo điện trở DC, đo cách điện. Điều này nhằm tránh từ dư trong lõi thép, vốn có thể làm tăng giá trị I₀ đo được. Nếu đã có từ dư, phải tiến hành khử từ lõi thép trước.
Sơ đồ thử: Đối với MBA ba pha, ưu tiên dùng sơ đồ điện áp thử một pha giống như tại nhà máy chế tạo.
Điện áp thử: Đưa điện áp thử vào cuộn hạ áp (liên quan đến điện hạ thế) đúng theo biên bản xuất xưởng. Nếu không có, dùng 380V hoặc và nội suy theo tiêu chuẩn IEC 60076-19.
Thời điểm bắt buộc: Phải thực hiện sau khi lắp đặt mới, đại tu, hoặc sau 1 năm đóng điện (tuân thủ quy định bảo dưỡng trạm biến áp).
4/ Phương pháp đo:
- Có hai phương pháp: Đo trực tiếp bằng thiết bị chuyên dụng (như CA 8336, P-Q box) hoặc đo gián tiếp (dùng Vôn kế, Ampe kế, Watt kế). Nguyên tắc là cấp điện áp vào cuộn hạ áp và để hở mạch tất cả các cuộn còn lại.
Có hai phương pháp chính để đo lường P₀ và I₀:
Đo trực tiếp: Sử dụng các thiết bị đo chuyên dụng như CA 8336 hoặc P-Q box. Các thiết bị này sẽ hiển thị trực tiếp giá trị I₀% và P₀%.
Đo gián tiếp: Sử dụng kết hợp 3 thiết bị cơ bản: vôn kế (V), ampe kế (A) và công suất kế (W).
Nguyên tắc đấu nối: Điện áp được đưa vào cuộn hạ áp, trong khi tất cả các cuộn còn lại đều để hở mạch.
Lưu ý quan trọng: Khi thí nghiệm, phải tăng điện áp dần đến mức định mức và không được giảm điện áp giữa chừng. Việc giảm điện áp sẽ gây ra sai số do hiện tượng từ trễ của vật liệu.
Quy Trình Thí Nghiệm Không Tải Chi Tiết
Quy trình thực hiện bằng nguồn 3 pha (phổ biến, dùng phương pháp 2 Watt-mét) hoặc bằng nguồn 1 pha (khi không có nguồn 3 pha, hoặc để kiểm tra chi tiết từng trụ máy biến áp).
Tùy thuộc vào điều kiện nguồn cấp và loại MBA, ta có thể chọn 1 trong 2 phương pháp sau (tham khảo thêm bài so sánh máy biến áp 1 pha và 3 pha).
Thí Nghiệm Không Tải Bằng Nguồn 3 Pha
Đưa điện áp 3 pha vào cuộn hạ áp. Tổn hao P₀ được tính bằng tổng công suất 2 Watt-mét (P₀ = PAB + PBC). Dòng điện I₀ là giá trị trung bình của dòng 3 pha (I₀ = (IA + IB + IC) / 3).
Thí nghiệm không tải bằng nguồn 3 pha
Đây là phương pháp phổ biến khi thử nghiệm các máy biến áp 3 pha và có sẵn nguồn 3 pha tương ứng.
Đấu sơ đồ: Đưa điện áp 3 pha vào cuộn hạ áp.
Đo công suất: Dùng phương pháp 2 Watt-mét, đo công suất giữa pha A-B (PAB) và B-C (PBC).
Tính P₀: P₀ = PAB + PBC
Tính I₀: Đo dòng điện 3 pha và tính giá trị trung bình: I₀ = (IA + IB + IC) / 3
Lưu ý: Trong quá trình thí nghiệm, cần lắng nghe tiếng ồn của lõi thép. Tiếng kêu to, không đều có thể là dấu hiệu của bất thường cơ khí hoặc chạm chập lõi.
Thí Nghiệm Không Tải Bằng Nguồn 1 Pha
Phương pháp này đo P₀ và I₀ cho từng cặp pha (kiểu Y, Δ) hoặc từng pha (kiểu Y₀), sau đó dùng công thức (xem bảng) để tính tổng. Nếu điện áp thử khác định mức, phải dùng công thức quy đổi P0_dm = P₀’ × (Udm / U’)ⁿ.
Áp dụng khi không có nguồn 3 pha, hoặc để kiểm tra chi tiết từng trụ của máy biến áp 1 pha hoặc 3 pha.
Quy đổi điện áp:
Nếu điện áp thử U’ khác điện áp định mức Udm, cần quy đổi giá trị P₀ về điều kiện định mức theo công thức:
P0_dm = P₀’ × (Udm / U’)n
Với n là hệ số:
(đối với thép cán nóng)
(đối với thép cán nguội)
5/ Công tác chuẩn bị:
- An toàn là ưu tiên hàng đầu. Phải cô lập MBA khỏi lưới, tạo vùng an toàn có rào chắn, biển báo và cử người giám sát chuyên môn, vì luôn có nguy cơ cao từ dòng cảm ứng ở cuộn cao áp hở mạch.
Cảnh báo: Thí nghiệm này có nguy cơ cao do dòng cảm ứng ở cuộn cao áp (phía điện cao thế) ngay cả khi hở mạch. (Để hiểu rõ hơn về các cấp điện áp, bạn có thể tham khảo bài viết phân biệt điện trung thế, điện hạ thế và điện cao thế).
Cô lập hoàn toàn MBA khỏi lưới điện.
Tạo khoảng cách an toàn, căng dây cảnh báo và treo biển báo.
Phải cử người giám sát có chuyên môn trong suốt quá trình thử nghiệm.
Kiểm tra đối tượng được thí nghiệm đã được cắt điện, cách ly hoàn toàn với các nguồn điện áp, vỏ thiết bị phải được nối đất.
- Nối đất tạm thời các đầu cực của đối tượng được thí nghiệm, sau đó tách các đầu cực của đối tượng đang nối vào hệ thống.
- Tháo các nối đất tạm thời đang nối trên các đầu cực của đối tượng được thí nghiệm.
- Lựa chọn nguồn thí nghiệm và thiết bị đo lường thích hợp, số lượng phép đo phù hợp với quy định của ngành điện hoặc của nhà chế tạo đối với từng đối tượng thiết bị được thí nghiệm.
- Đấu nối sơ đồ đo phù hợp quy trình sử dụng thiết bị đo lường.
- Làm hàng rào an toàn bảo vệ, treo biển báo và cử người canh an toàn
6/ Tiến hành đo và lấy số liệu:
- Nâng dần nguồn thí nghiệm đến giá trị điện áp định mức, đồng thời đọc các giá trị trên thiết bị đo lường.
- Trong quá trình nâng cần theo dõi có hiện tượng xãy ra
- Thí nghiệm này cần phải tiến hành trước khi tiến hành thí nghiệm đo điện trở cuộn dây bằng dòng điện một chiều. Khi lõi thép máy điện bị từ hóa một chiều, dòng điện không tải cũng tăng lên làm cho thí nghiệm không tải không có độ chính xác cần thiết để phát hiện nguyên nhân gây nên độ tăng dòng không tải.
- Trong trường hợp nghi ngờ nguyên nhân gây ra sự tăng dòng không tải là do lõi thép đã bị từ hóa một chiều, ta cần tiến hành biện pháp khử từ hóa một chiều lõi thép máy điện rồi tiến hành lại thí nghiệm không tải.
7/ Đánh Giá Kết Quả Thí Nghiệm P₀ và I₀:
- Kết quả được coi là đạt khi so sánh với giá trị xuất xưởng (theo IEC 60076-19):
• Sai số P₀: ≤ 5% (MBA 3 pha) hoặc ≤ 10% (MBA 1 pha) khi lắp mới/đại tu; ≤ 15% khi đang vận hành.
• Sai số I₀: ≤ 130% (trung bình 3 pha).
- Đây là bước then chốt để xác định tình trạng của trạm biến áp và MBA dựa trên tiêu chuẩn IEC 60076-19 và giá trị xuất xưởng.
- Sai số P₀ (Sau lắp đặt/đại tu):
+ MBA ba pha: Độ lệch ≤ 5% so với giá trị xuất xưởng.
+ MBA một pha: Độ lệch ≤ 10% so với giá trị xuất xưởng.
+ Sai số P₀ (Trong vận hành): Độ lệch ≤ 15% so với giá trị xuất xưởng.
+ Sai số I₀: Dòng điện I₀ trung bình 3 pha ≤ 130% so với giá trị xuất xưởng.
- Kiểm tra MBA 3 pha (khi đo 1 pha):
+ Giá trị P₀ khi ngắn pha a (nguồn bc) và ngắn pha c (nguồn ab) phải chênh lệch nhau ≤ 5%.
+ Giá trị P₀ khi ngắn pha b (nguồn ac) thường lớn hơn 25% – 50% so với hai trường hợp trên. Đây là đặc tính bình thường do cấu trúc lõi từ không đối xứng.
- Xử lý khi kết quả bất thường:
+ Nếu P₀ hoặc I₀ vượt quá các ngưỡng trên, nguyên nhân có thể là do từ dư hoặc hư hỏng lõi thép (ví dụ như phóng điện cục bộ hoặc các vấn đề về dầu). Cần tiến hành khử từ và thử lại.
+ Nếu kết quả vẫn bất thường, đây là dấu hiệu cảnh báo nghiêm trọng. Cần liên hệ ngay với các đơn vị Dịch vụ Bảo Trì Hệ Thống Điện chuyên nghiệp (chẳng hạn như dịch vụ bảo trì trạm biến áp) để kiểm tra sâu hơn và tránh các sự cố đáng tiếc.
