Bảo trì hệ thống và thiết bị điện: Phần 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:164

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu "Bảo trì hệ thống và thiết bị điện" phần 1 trình bày các nội dung chính sau: Đại cương về bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị điện; Thử nghiệm thiết bị điện bằng điện áp một chiều; Các phương pháp thử nghiệm thiết bị điện bằng điện áp xoay chiều; Dầu, chất lỏng và khí cách điện; Máy biến áp;... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bảo trì hệ thống và thiết bị điện: Phần 1

LÊ VĂN DOANH PHẠM VĂN CHỚI NGUYỄN THẾ CÔNG NGUYỄN ĐÌNH THIÊN BẢO DƯỠNG & THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ TRONG HỆ THÔNG ĐIỆN ■■ M
LẼ VÂN DOANH, PHẠM VĂN CHỚI NGUYỄN THÊ CÔNG, NGUYỄN ĐÌNH THIÊN BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2000
Chịu trách nhiệm xuất bản : PGS.TS. TÒ ĐĂNG HẢI Biên tập : NGUYỄN THỊ NGỌC KHUÊ, NGUYỄN ĐĂNG Trình bày và chế bàn : HUY HOÀN Vẽ bia : HƯƠNG LAN In 1500 cuốn khô 16 X 24cm tại Cóng IV ln Hung Khung. Giấy phép xuất bản sô : 899 - 43 - 14 / 1' 9ÍI In xong và nộp lưu chiêu tháng 1/2OOII
LỜI NÓI ĐẦU Đê đáp ứng yèu càu cua sự nghiẹp cong nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, hệ thống điện Việt Nam đang được phát triển nhanh chóng. Sản lượng điện năm 1998 đạt tới 21,6 tí kWh gấp 5 lần năm. 1985. Tính đến cuối năm 1998 Việt Nam có tám nhà máy thuỷ điện lớn và vừa, ba nhà máy nhiệt điện chạy than, hai nhà máy chạy dầu và năm nhà máy chạy tua bin khí với tổng công suất đặt lên tới 5055MW. Lưới điện truyền tải 110 - 220- 500kV gồm 6000 km đường dây, trên 9000 MVA tông công suất các máy biến áp, trong đó lưới 500kV với tông dung lượng bốn trạm biến áp là 2850 MVA, chiều dài 1500 km. Tuyến 500 kV thứ hai nối nhà máy thuỷ điện Yali với hệ thống điện đang được triển khai. Lưới phân phổi 35-6kV có khoảng 4000km với tổng dung lượng máy biến áp khoảng 4000 MVA. Cho đến nay tất cả 61 tính thành đã có lưới điện quốc gia, 90,7% số huyện, 63% sốxã và 50,7% số hộ nông dân đã có điện lưới sử dụng. Trong hệ thống điện Việt Nam có mặt các thiết bị điện cua tất cả các hãng nổi tiếng trên thế giới như General Electric, ABB, Siemens, Schneider, Electrosila, Thomson, Mitsubishi... với công nghệ tiền tiến nhất. Độ tin cậy cao, khả năng săn sàng làm việc cao là các chỉ tiêu hàng đầu của các thiết bị trong hệ thống điện. Hệ thống điện Việt Nam trải dài trên toàn lãnh thổ, chịụ ảnh hưởng trực tiếp của các yếu tố môi trường, khí hậu, thời tiết phức tạp, do đó vấn đề bảo dưỡng dự phòng, thử nghiệm thiết bị điện đóng vai trò rất quan trọng. Quyển sách “Bảo dưỡng, thử nghiệm các thiết bị trong hệ thông điện” được biên soạn nhằm trang bị cho bạn đọc những kiến thức cơ sở và thực tiễn của công tác bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị điện. Quyển sách có ích cho các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật ngành điện trong công tác hàng ngày của họ. Quyển sách này củng là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành điện của các trường dai học và trung học chuyên nghiệp. 1
Sách gồm 11 chương : Chương 1 trinh bày đại cương về báo dưỡng và thủ nghiệm thiết bị điện. Chương 2 trình bày những vấn đề thử nghiệm thiết bị điện bằng điện áp một chiều. Chương 3 trinh bày những vân đề thứ nghiệm thiết bị điện bằng điện áp xoay chiều. Chương 4 trình bày các đặc tinh của dầu, chất lỏng và chất khí cách điện. Chương 5 trinh bày ván đề bào dưdng và thư nghiệm máy biến áp. Chương 6 trinh bày còng tác bảo dưỡng và thử nghiệm cáp và các phụ kiện. Chương 7 trình bày ván đề bảo dưỡng và thư nghiệm máy cắt cao áp, trung áp và rơ le bào vệ. Ch ương ò' trinh bày công tác bào dưỡng và thử nghiệm thiết bị đóng cắt hạ áp. Chương 9 trinh bày công tác báo dưỡng và thử nghiệm động cơ và máy phát điện Chương 10 trinh bày hệ thống nối đất và đo điện trở nối đất. Chương 11 trình bay những vân đè an toàn trong công tác bảo dưỡng và thu' nghiệm thiét bị điện. Toàn bộ quyên sách dược biên soạn và giới thiệu theo quan diêm bảo dưỡng và thứ nghiệm nhăm nàng cao độ tin cậy cùa hệ thống điện. Quyên sách là sản phàm cùa su' hợp tác giữa Bộ môn Thiết bị diện, Khoa Năng lượng Trương Đại học Bách Khoa Hà Nội với Trung tâm thư nghiệm điện thuộc Tống công ty điện lực Việt Nam. PGS.PTS. Lê Văn Doanh chủ biên. Vi khá năng vá trình độ có hạn nên chắc chắn quyên sách nay không tránh khơi sai sót. Chúng tòi mong nhận được sự chi dẫn, góp ý của bạn dọc. Mọi chỉ dẫn góp ý xin gửi về Bộ môn Thiết bị diện, Khoa Nàng lượng, Trương Đại học Bách Khoa Hà Nội. ĐT. 8692511 chúng tôi xin chân thành cám on Các tác giả
Chương 1 Đại cương về bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị điện 1.1. LỢI ÍCH CỦA CHƯƠNG TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ OIỆN Ngay sau khi ditỢc lắp dặt và đưa vào vận hành, sử dụng các thiết bị điện dã có nguy có b xuống câp va hư hỏng. Đây là hiện tượng binh thường bói vì thiết bị diện là lập hợp cùa nhiều chi tiết diện từ. diện tứ. cri khí, thuỷ lực. khi nén... dược bố trí trong môi trường chịu ánh hương của nhiệt độ, dô am, mưa, gió, bão... Mặt khác trong quá trình vặn hành, su dụng luôn có sự thay đôi vể phụ tái, có sự hô trí lại mạch diện hoặc bô sung thèm thiết bị mà nhiều khi không có sự phe ì hợp tông thê cua cơ quan thiết kế. Cũng cần phái ké đến sự lựa chọn thiết bị không dung, sự chỉnh dinh sai các thièt bị do iưòng diều khiển. chi thị, sự vận hành không dũng qui trinh kỹ thuạt... 'rất cá các yếu tô'kể trên gây ảnh hướng xấu đến sự làm việc bình thường của toàn hệ thống. Chương trim bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm thiết bị diện là hệ thông các quy trinh. qt y phạm, thu tục quán lý. vận hành, giám sát sự hoạt động, bảo dưỡng các chi tiĩt của thiết bị, dự báo các hu hỏng có thô’ xáy ra, dề ra biện pháp thay thế, sứa chữa các chi tiết có nguy cơ bị hư hóng, thủ nghiệm các dãc tinh làm việc củ: . thiết bị. Vòi chương trinh bảo dường dự phòng và thú nghiêm, mọi rủi ro gây lư í hỏng thiết bị. lam gián đoan vận hành được phát hiện sớm và có biện pháp khíc phục kịp thời, do vạy hệ thông hoạt đọng với độ tin cậy và khả năng sẵn sà tg làm việc cao. Có the nói công tác bao dưòng dự phòng và thứ nghiệm thiết bị điện cũng giông như việc chăm sóc y tố. khám bệnh thuờng xuyên với con n gười. Phương châm chiến lược thực hiện ố đây là phòng bệnh hơn chữa bệnh. lác thiết bị diện cùng như các bộ phận cơ thể con người phải 3
dươc iheo < lõi lliươua xuyên vã xu lý kịp thói, dụ' đoán trước các diễn biến có thô xa\ ru. Lợi ích cúa chương trình báo dường dụ phòng eó the dược đánh giá trực tiẽp qua việc giảm thời gian ngừng hoạt, dộng cua thiét bị. giàm chi phi sứa chùa, cai thiện điều kiện làm việc cho người lao động. Cuôi cùng yêu tó con ngudi bao gió cũng đóng vai trò quyết định như người ta thường nói của bến tại người, vi the chương trình bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm thiết bị điện nhấn mạnh vai trò đào tạo toàn diện cho đội ngũ cán bộ kỹ thuật vận hành sử dụng. 1.2. CÁC CHẾ Độ HOẠT ĐỘNG BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ ĐIỆN Thực chát công tác bảo dưỡng thiết bị điện có thê tóm tắt. trong bòn quy tac sau đây: - Bảo quản thiết bị ở nơi khô ráo - Bảo quản thiết bị ở nơi mát mẻ - Giữ cho thiết bị luôn sạch sẽ ; - Giữ cho thiết bị luôn kín Sau đây là các chế độ hoạt động bảo dưỡng thường gặp trong thực tế 1.2.1. Hoạt động cho tới khi hư hỏng Vói chế độ hoạt động này người ta không cần quan tâm tới việc bảo dưỡng. Thiết bị làm việc liên tục, các bộ phận bị xuống câp chỉ được sửa chữa hoặc thay thế khi ảnh hưởng xuống cấp không thể chấp nhận được, điểu này đồng nghĩa vởi sự cô’ hư hỏng thiết bị. Với hình thức hoạt động này không dự kiến chỉ báo và ngăn chặn sự xuổhg cấp nhưng hậu quả của sự cô' có thể thấp nhận được. Nói chung các thiết bị điện có độ tin cậy cao và được bô' trí bảo vệ có chọn lọc nên khi một bộ phận bị hư hỏng không làm lây lan sang các bội phận khác. Nếu thiết bị hoặc chi tiết của nó bị hit hỏng sẽ được thay thê' kịp tíười. Chế độ hoạt động cho tối khi hư hỏng chỉ áp dụng cho các cơ sở nhỏ, ít quan) trọng về kinh tê' và kỹ thuật. I 1.2.2. Bào dưỡng và kiểm tra khi cần Vói chê độ hoạt động này việc kiểm tra và bảo dưỡng thiết tyị được tiến hành không thường xuyên hoặc định kỳ theo lịch trình. Các nguy cơ hư hỏng thường được phát hiện sớm và được sửa chữa kịp thời. Tuy vậy không ỊCÓ quy định chặt chẽ các khâu cần phải bảo dưỡng một cách tỉ mỷ cũng như ktyông có kế hoach bảo dưỡng chi tiết. Chế độ hoạt động này cũng chỉ áp dụng ch(jỊ các cơ sở nhỏ, ít quan trọng về kinh tê' và kỹ thuật. | 4
1.2.3. Báo dưỡng dự phòng theo kẻ hoạch Hoại dộng bào dưỡng thiẽl bị dược liên bành thường xuyên theo một lị'11 trình chặt chẽ sau một khoáng thòi gian vạn hành hoặc sau một sỏ chu trinh làm việc của thiết bị. Quy trình và thú tục báo dưbng dựa trên các chi dẫn của nhà chế tạo hoặc các tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ. Công tác bảo dưỡng hoàn toàn có tính chất định kỳ, tuy vậy không có ưu tiên đô'i với một thiết bị hoặc một bộ phận nào. Hình thức hoạt động bảo dưỡng này thường được áp dụng cho các cơ sở lớn có ý nghĩa quan trọng về kỹ thuật và kinh tế. 1.2.4. Bảo dưỡng đặt trọng tâm vào nâng cao độ tin cậy của thiết bị Đây là hình thức hoạt động bảo dưỡng tích cực nhất và khoa học nhất. Quy trình'và thủ tục bảo dưỡng dự phòng được xây dựng một cách chi tiết căn cứ vào các dữ liệu thông kê xác suất xảy ra hư hỏng và tuổi thọ của thiết bị nhằm duy trì hoạt động thường xuyên và đảm bảo năng suất hoạt động cao của thiết bị. Trong quá trình làm việc liên tục cập nhật các thông tin mổi nhất về đốì tượng cần bảo dưỡng cũng như các thủ tục và quy trình, quy phạm mới nhằm phản ảnh kinh nghiệm vận hành và bảo dưỡng của thiết bị và tiến bộ của khoa học công nghệ. Đây là hình thức hoạt động bảo dưỡng tiên tiến nhất vì nó cải thiện sự làm việc an toàn, tin cậy, nâng ốaọ năng suất hoạt động, giảm chi phí vận hành, bảo dưõng vì nó chỉ chú trọng đến các chi tiết, bộ phận quan trọng nhất, có xác suất hư hỏng nhiều nhất mà không thực hiện bảo dưỡng, kiểm tra thử nghiệm tràn lan. Chương trình bảo dưỡng dự.phòng và thử nghiệm đặt trọng tâm vào việc nâng cao độ tin cậy của thiết bị cũng như đưa ra các dự báo về tình trạng thiết bị và hưởng dẫn các biện pháp xử lý tình húống. Để đi đến các quyết định bảo dưỡng và thử nghiệm người ta tiến hành đo đạc thường xuyên các thông số kỹ thuật của thiết bị. Ngày nay với sự phát triển và hoàn thiện của các thiết bị và kỹ thuật đo lường điều khiển, tin học công nghiệp người ta đã xây dựng các hệ chuyên gia là lĩnh vực của trí tuệ nhân tạo chuyên dụng cho lĩnh vực bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm các thiết bị điện, vì thế hoại động bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm đem lậi lợi ích nhiều mặt về kinh tế cũng như kỹ thuật. 1.3. CÁC YẾU TỐ CHÍNH TRONG CÁC QUYẾT ĐỊNH TÔÌ Ưu HOÁ CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN Chương trình bảo dưõng dự phòng và thử nghiệm áp dụng cho hệ thống điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tô' có thể liệt kê như sau: - Ảnh hưỏng về phương diện an toàn của thiết bị hư hỏng đến toàn hệ thông. 5
- Ánh hưởng về mặt kinh tê của sự cô' hư hỏng thiết bị đến toàn hệ thống (nàng suất, hiệu quả kinh tế) xét đến việc ngừng sản xuất cũng như chi phí sửa chữa thay thế thiết bị hư hỏng. - Chi phí bảo dưỡng dự phòng. - Trình độ kỹ thuật của đội ngũ cán bộ kỹ thuật vặn hành. - Khả nàng sẵn sàng hoạt động của thiết bị. - Vân đề chung của toàn hệ thông trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị. Chương trình bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm thiết bị diện phái thoá màn các tiêu chuân sau đây : - Phải phù hợp vói điều kiện thực tế của hệ thông hiện tại. - Phải được ưu tiên nguồn nhân lực, phương tiện vật chất và thiết bị sửa chữa, đo lường, thử nghiệm. - Hoạt động báo dưỡng có ưu tiên cho các hệ thông và thiết bị quan trọng, có công suất lớn, có ảnh hưởng quyết định đến toàn hệ thông. - Chương trình bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm phải chú ý đến đặc diêm của thiết bị và đặc tính của môi trường. - Chương trình bảo dưỡng dự phòng phải tính đến đặc điểm thực tê của nhà máy cũng như kinh nghiệm tích luỹ tại nhà máy và các cơ sở khác, các tài liệu cẩm nang kỹ thuật của hãng chế tạo. - Phải luôn luôn cập nhật các thông tin mói nhất về tình hình sản xuâ't, lịch sử vận hành. - Chương trình bảo dưỡng dự phòng và thứ nghiệm phải do các nhân viên kỹ thuật có trình độ cao đảm nhiệm. Cán bộ kỹ thuật chuyên vê' công tác bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm phải được trang bị kiến thức cơ bản về kỹ thuật điện, nắm vững nguyên lý hoạt động, tính năng và cấu trúc của thiết bị, kỹ thuật bảo dưỡng các bộ phận, chi tiết, kỹ thuật an toàn điện, các quy trình bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị điện. - Đối vâi nhiệm vụ bảo dưỡng và thử nghiệm các chi tiết quan trọng phải do nhân viên kỹ thuật có kinh nghiêm, đã từng xử lý các chi tiết, thiết bị cùng loại tương tự đảm nhiệm. Phân tích sơ bộ nguyên nhân xuống cấp hư hỏng thiết bị và tim biện pháp khắc phục Việc nghiên cứu, phán tích nguyên nhân hư hỏng là nhiệm vụ quan trọng của chương trình bảo dxtỡng thiết bị điện. Các buiic phân tích chính nhít sau : 6
Dự đoán sơ bộ nguyên nhân gây hư hỏng các chi tiết san khi đã xem xét, kiêm tra từng' bộ phận, ví dụ rơle XX hit hỏng do t iếp diêm bị ăn mòn. So sánh nguyên nhân hư hong dự doán với các hư hỏng dã từng xáy ra đôi với chi tiết tương tự dể xét xem hư hỏng có tính chất hệ thống hay chi có tính ngẫu nhiên, ví dụ hoạt tính hoá học của môi trường có thê là nguyên nhàn chính trong trường hợp tiếp điểm của rơle bị ăn mòn. Nếu nguyên nhân gây hư hỏng không có tính hệ thông, tiến hành sửa chữa, thay thế. Nêư vấn đề hit hỏng có tính chất hàng loạt cần tiếp xúc vởi hãng cưng cấp thiêt bị dê xác định nguyên nhân và tìm biện pháp khác phục. Nếu vấn đề hư hỏng có liên quan đến thiết kế hệ thông hoặc ứng dụng thiết bị. yêu tố môi trường cần hiệu chinh hoặc thay thê bằng cac chi tiết thích họp, kiểm tra toàn hệ thông. Nêu vân đề hư hỏng liên quan tới thao tác vận hành cần nhận dạng dũng nguyên nhân và sứa đối quy trình vận hành cho thích hợp. Xác dinh chính xác nguyên nhân hư hỏng và đê ra các biện pháp khác phục, kể cả việc giảm sát theo dõi thưòng xuyên. Thực hiện thú nghiệm và chì báo kết quả sau khi đã tiên hành báo dưỡng, hiệu chỉnh. 1.4. LẬP KÊ HOẠCH BẢO DƯỠNG Dự PHÒNG VÀ THỬ NGHIỆM Chương trình bảo dưỡng luôn là mục tiêu của công tác quản lý sản xuất. Xét khía cạnh bên ngoài, việc bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm cũng giông như cóng tác bảo hiêrn không những mang lại hiệu quả trực tiếp cho sản xuất mà còn tùng thêm chi phí bố sung, tuy nhiên như trên đã phân tích, lợi ích lâu dài của chương trình báo dưỡng dự phòng và thư nghiệm đổì với hoạt động sản xuất là rất lớn. Để thiết lập chương trình báo dưỡng dự phòng và thù nghiệm thiết bị điện cần tiến hành: - Xác định các yếu tô’ cơ bản của chương trình như yêu cầu liên tục cung cấp điện, chính sách quản lý tài chính dành cho vận hành và thay thê t hiết bị. - Phân tích các dữ liệu vê việc ngừng hoạt động của thiết bị và tôn that do ngừng sản xuất đế khẳng định hiệu quả của chương trình bảo dưỡng và thứ nghiệm - Xác định thứ tự ưu tiên về bảo dưỡng phần điện theo thứ tự các thiết bị đóng vai trò quan trọng nhất. 7
- Xác (lịnh kỹ thuật bao dưbng tót nhíít sẽ sứ (lụng, lựa chọn phương phái) bảo dưỡng và dội ngũ can bộ ký thưậl cho việc bao (lưdug và thứ nghiệm cho từng thiết bị và toàn hệ thông. - Lập tiến độ và quy trình bảo dưỡng. Đưa ra bảng biêu thông ké chi phí và hiệu quả chương trình. 1.5. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CÕNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ THỬ NGHIỆM Các yêu cầu về kỹ thuật của công tác bảo dưỡng và thử nghiệm bao gồm các vấn đê' sau đây: - Sơ đồ bô' trí thiết 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 bảo dưỡng - Phát triển các thủ tục và quy trình bảo dưỡng và thử nghiệm Đê’ thực hiện chương trình bảo dưỡng và thử nghiệm cần phải có các dữ liệu chính xác và chi tiết về toàn bộ hệ thông kỹ thuật và dây chuyền công nghệ của nhà máy. Các dữ liệu này có trong hệ thông các sơ đồ, bản vẽ kỹ thuật và các tài liệu hướng dẫn lắp đặt và sử dụng thiết bị. Các sơ đồ được IEC tiêu chuẩn hoá và là tư liệu gốc cho các phép đo lường và thử nghiệm thiết bị điện. Có thể phân chia mạch điện làm hai loại chính : - Mạch động lực (mạch nhất thứ) biểu diễn mạch các thiết bị động lực như máy phát điện, máy biến áp, động cơ, thiết bị đóng cắt, thanh đẫn... - Mạch điều khiển (mạch nhị thứ) biểu diễn mạch đo lường, điểu 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 (một nét) được vẽ bằng nét đậm mô tả bằng ký hiệu các thiết bị động lực sử dụng và cách nôi chúng. Ngoài việc nhận biết các bộ phận chức năng, sơ đồ một pha còn phải chứa các thông tin sau đây : - Điện áp, loại dòng điện, tần số, tiết diện dây dẫn, các đại lượng định mức, sô'lượng, dữ liệu đặc trưng của tất cả thiết bị điện được sử dụng. Hình 1-1 trình bày sơ đồ một pha của đường dây cung cấp 420kV. 8
Hình 1.1. Sơ đổ một pha của đường dây cung cấp 420 kV. - Sơ đồ khôi là nhóm các khốĩ nối với nhau, mỗi khôi biểu diễn cho một bộ phận thiết bị hoặc một hệ thông. - Sơ đồ nối dây thể hiện nguyên lý bố trí các thiết bị các đầu nốì và dây nõỉ giữa các bộ phận, chỉ ra các chi tiết và cách thức hoạt động của chúng. - Sơ đồ bố trí mạch và đi dây thể hiện bô' trí thực tế của thiết bị và mạch nối thực tế của chúng. - Sơ đồ mạch điều khiển thường được vẽ bằng nét nhỏ thể hiện vị trí các tiếp điểm, cuộn dây điều khiển, mạch của thiết bị đo lường, điều khiển, bảo vệ và các cơ cấu chỉ thị. Hình 1.2. trình bày sơ đồ nguyên lý của một trạm đóng cắt. 9
Ngoài các sơ dồ trên còn thường sử dụng kốt quá tính toán ngắn mạch đế co các thông tin cần thiết chư việc chỉnh định các thiết bị dong cát, do lường, điếu khiên Ngoài ra danh sách dãy dủ các sò dồ còn có : - Hệ thông chiên sáng. - ỉ lộ thông thông gió. - llệ thông diều hoà nhiệt dộ. - Hệ thông báo động, cứu hoá. 1.6. ĐẠI CƯƠNG VỀ THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ ĐIỆN Thúng thường các thiêt bị diện dã dược thứ nghiệm trưỏc khi xuất xưởng. Việc thử nghiệm thiết bị diện thường được tiên hành tại chỗ ngay sau khi lắp đật thiết bị nhằm mục dích dánh giá chính xác tính nàng của thiết bị sau khi lắp đạt so vói giá trị định mức và dành giá kết quá cùa công tác lắp dặt toàn hệ thông bao gồm các thử nghiệm sau: - Thứ nghiệm nghiệm thu gồm nhiều bước, được thực hiện dôi vói thiết bị mới lap đặt trước khi dong diện. Các thử nghiệm này dược lặp lại mỗi năm trước khi kết thúc thòi hạn báo hành. Thử nghiệm này dược tiến hành với mức diện áp so% diện áp thử nghiệm xuất xưởng. - Thử nghiệm báo dường dự phong duực tiến hành đều dận trong suô't thời hạn sử dụng của thiết bị. Thứ nghiệm báo dưỡng dự phòng được tiến hành ở điện á]) 60% giá trị điện áp thử nghiệm xuất xướng. Các thử nghiệm nay dược chia thành hai loại: thử nghiệm trước khi bảo during và thử nghiệm sau khi b:io dưỡng nhằm so sánh đánh giá kết qua của công tác báo dưỡng. - Các thứ nghiệm đặc biệt dược tiến hành ớ các thiết bị nghi ngô bị xuôìig cấp. Việc thử nghiệm hệ thống diện nhàm kiếm tra tinh trạng cách điện hệ thông, các tính năng về diện và các yếu tô'khác liên quan đến vận hành toàn hệ thống bao gồm các loại thử nghiệm sau dây : - Thử nghiêm cách điện t hê rán. - Thứ nghiệm cách điện the lỏng. - Thử nghiệm thiết bị bảo vộ. - Thử nghiệm diện trớ nô'i dất. - Thứ nghiệm phân tích khí. - Phân tích hành trình máy cắt. 10
- Thứ nghiệm lỊuaii sát bằng hồng ngoai. Các vấn đề chi tiêt tiên hành các thủ nghiệm này sẽ được dề cập kỳ d các •hương sau. 1 2 3 4 5 6 7 8 ' Đién áp diéu. Điẽu khiến dao Tin hiẽu khiển ngưón I cách ly thanh gop 5 2L+22QV Tú diéu khiển Panel diéu khiển Điéu khiến xa ..... ♦ I A E A E o> I Ị S1 * ' / S9 ' ..... ♦ 2Ư220V ỉ J£ '(Vp • Ò5 u- K1A f K9A , X9E, 1L« 220V ■ I £ ị S101 V S1A isiB S9A ■ S9E , Mây; * r'
Chương 2 Thử nghiệm thiết bị điện băng điện áp một chiêu 2.1. ĐẠI CƯƠNG Chương này đề cập đến các thử nghiệm thiết bị điện bằng điện áp một chiều nhầm 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 bảo dưỡng, thay thế các chi tiết bị xuông cấp nhàm kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Đó là các 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 bị thử nghiệm chuyên dụng và các nhân viên thí nghiệm được đào tạo tốt. Cũng phải ghi lại tất cả các dữ liệu thử nghiệm và hoạt động bảo dưỡng dùng làm tài liệu phân tích và tham khảo về sau. Ngoài ra chính các thiết bị thử nghiệm phải được bảo dưỡng và vận hành tốt. Khi sử dụng thiết bị thử nghiệm đê hiệu chinh các thiết bị khác thì chúng phải có độ chính xác gấp đôi độ chính xác của thiết bị cần thử nghiệm và cần hiệu chỉnh thường xuyên để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu thử nghiệm. Các mức điện áp và phương pháp thử nghiệm trong chương này chủ yếu phôi hợp với tiêu chuẩn công nghiệp dùng cho các loại thử nghiệm. Mức điện áp một chiều ứng vởi điện áp thử nghiệm xoay chiều dựa theo quy chuẩn áp dụng trong công nghiệp. Khi chưa biết chính xác mức điện áp và thử nghiệm chuyên dụng đôi vói thiết bị thì nên tham khảo tư vấn của các nhà chế tạo thiết bị. Khi không thể có thông tin về thiết bị thì nên thử nghiệm điện áp một chiều dựa trên điện áp định mức xoay chiều để tránh hít hỏng hệ thống cách điện. Cũng cần lưu ý thêm một sô' điều khi tiến hành thử nghiệm điện áp một chiều cao áp, vấn đê' này được cho trong mục 2.11. Để tiến hành thử nghiệm bằng điện áp một chiều ta cần hiểu rõ về các hiện tượng điện trong các điện môi. 12
2.2. THỬ NGHIỆM CÁCH ĐIỆN BẰNG ĐIỆN ÁP MỘT CHIỂU 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 điện một chiều, cầu dao D và mẫu thử cách điện. Khi đóng cầu dao D có dòng điện lớn chạy qua mẫu cách điện tại thời điểm đóng mạch sau đó dòng điện này giảm nhanh và đạt tói giá trị gần như không đổi. Dòng điện chạy qua mẫu cách điện có thể được phân tích thành các thành phần: Hình 2-1. Mạch mẫu cách điện khi thử nghiệm - Dòng điện nạp điện dung. bằng điện áp một chiều. - Dòng điện hấp thụ điện môi. c - đặc trưng cho dòng nạp điện chung - Dòng điện rò bề mặt. Rạ - đặc trưng cho dòng hấp thụ R[_ - đặc trưng cho dòng rò khối - Dòng điện phóng điện cục bộ (tổn hao điện môi) (vầng quang) - Dòng điện rò khôi. 2.2.1. Dòng nạp điện dung Dòng nạp điện dung càng cao khi điện áp một chiều đặt lên cách điện càng lổn và được cho bằng công thức: E -t/RC ’c —• e (2-1) R. ơ đây ic là dòng nạp điện dung E : điện áp nguồn một chiều (kV) R : điện trở (MQ) c : tụ điện (pF) i c là hàm theo thời gian và giảm dần. Giá trị ban đầu của dòng nạp không có giá trị đánh giá, trị sô' đọc được lấy khi dòng điện đã giảm tới mức thấp nhất và ổn định. 2.2.2. Dòng hấp thụ điện môi Dòng hấp thụ điện môi cũng có giá trị lớn khi đóng điện và giảm dần, nhưng tô'c độ giảm chậm hơn so với dòng nạp diện dung. Dòng điện này không 13
cao bằng dòng nạp diện dung và có thế chia làm hai thành phần: dòng thuận nghịch và dòng không' thuận nghịch. Thành phần dòng' thuận nghịch có thể tính theo công thức: ì.Ị = VCDT"n (2 - 2) ơ dây: ia - dòng hấp thụ diện môi; V - điện áp thu' nghiệm, (kV); c - diện dung, (pF); ỉ) - hàng sô’ tỷ lộ; T - thòi gian, (see); n - hằng số. Dòng không thuận nghịch có cùng dạng như dòng thuận nghịch nhưng có trị số nhó hơn. Dòng không thuận nghịch là tòn hao trong chất cách điện. Phải thừ nghiệm sau khoáng thời gian đu đế dỏng hấp thụ thuận nghịch giảm tởi giá trị thấp nhất. 2.2.3. Dòng rò bể mặt Dòng rò bế mặt xuất hiện do sự dẫn điện bề mặt chất cách điện khi thanh dẫn có điện và có diem nô’i dâ’t. Trong kết quả thứ nghiệm dây là thành phần dòng diện không mong muôn, do vậy ta phải loại bỏ dòng điện này bằng cách lau cẩn t hận bê mặt cách diện dế hạn chế đường rò hoặc nòi tắt dòng rò không cho ánh hướng đến dụng cụ đo. 2.2.4. Dòng phóng điện cục bộ Dòng phóng diện cục bộ còn gọi là dòng vầng quang do phóng diện chất khí tại các góc nhọn cùa thanh dẫn khi có diện áp một chiều lớn. Đây cũng là dòng điện không mong muôn và có thể hạn chê bằng cách sứ dụng màn chắn bảo vệ ở gần các đinh nhọn trong quá trình thú nghiệm, ơ điện áp thâ’p không xảy ra dòng vầng quang. 2.2.5. Dòng rò khối Là thành phần dòng điện rò qua thể tích chất cách điện và dùng để đánh giá chất lữợng của hệ thông cách điện, cần có thời gian để cho dòng rò khối ổn định trước khi ghi lại các dữ liệu thứ nghiệm. Dòng diện tổng bao gồm tông cùa cấc dòng diên kể trên được vẽ trên hình 2.2. 14
Hình 2.2. Các thành phấn dòng điện rò khi đặt điện áp một chiều lén hệ thống cách điện. 2.2.6. Hiện tượng phân cực điện môi Các chất điện môi có tính chất hấp thụ các điện tích và tính chất dẫn điện. Khi đặt điện áp lên chất điện môi, dưối tác dụng của điện trường các hạt điện tích dương và âm định hưóng theo đường sức điện trường. Một sô' chất điện môi có các phân tử có sô' ngưyên tử không đều, sự sắp xếp các điện tích không đô'i xứng. Khi đặt dưối điện trường các phân tử sẽ di chuyển, bị phân cực tạo thành lưỡng cực. Lưỡng cực điện đóng vai trò quan trọng trong đặc tính điện của điện môi. Lưỡng cực được biếu thị bằng hai điện tích nhỏ trái dâ'u cách nhau một khoảng cách. Khi đặt dưới điện áp một chiều các lưỡng cực bị phân cực và sắp xếp lại theo cực tính của điện áp nguồn, hiện tượng này gọi là sự phân cực của lưỡng cực, biện tượng phân cực phụ thuộc nhiều vào tính chất, cấu trúc của vật liệu và điều kiện cách điện. 15
Mặt khác các hạt mang điện, nghĩa là các điện tích dương và âm có thể di chuyển qua * điện môi tói các điện cực tạo nên dòng điện rò. Khi ngát nguồn điện các phân tử bị phân cực sẽ trở lại trạng thái sắp xếp ngẫu nhiên ban đầu, do đó sự phân cực gần bằng không. Thòi gian để sự phân cực trở về không gọi là thời gian phục hồi. Lưu ý rằng đa sô' chất điện môi có thời gian phục hồi dài và cần có biện pháp thích hợp để các phần tử bị phân cực trở vể trạng thái ban đầu. 2.2.6. Ưu và nhược điểm củáthử nghiệm bằng điện áp một chiểu Thử nghiệm bằng điện áp một chiều là thử nghiệm chung cho các thiết bị, khí cụ điện. Chúng có những ưu và nhược điểm khác nhau tuỳ theo tình huống cụ thể. Sau đây tóm tắt các ưu và nhược điểm chính của thử nghiệm bằng điện áp một chiều. 2.2.6.1. ưu điểm - ứng suất điện'do điện áp một chiều gây ra ít nguy hiêrn cho chất cách điện so với thử nghiệm bằng điện áp xoay chiều. - Thời gian đặt điện áp một chiều không quan trọng như thử nghiệm đô'i với điện áp xoay chiều. - Có thể ngừng thử nghiệm trước khi thiết bị có nguy cơ bị hư hỏng. - Có thể đo đồng thòi dòng rò và điện trở cách điện. - Có thể ghi lại diễn biến các dữ liệu để đánh giá. - Kích thưởc và trọng lượng của thiết bị thử nghiệm một chiều nhỏ hơn thiết bị thử nghiệm bằng điện áp xoay chiêu. Thử nghiêm bằng điện áp một chiều thường được sử dụng cho thiết bị có dòng điện nạp rất cao như là cáp, tụ điện. 2.2.6.2. Nhược điểm - Sự phân bố ứng suất điện áp trên dây quấn máy biến áp, động cơ, máy phát điện khác nhau đôì với điện áp một chiều. - Sau thủ nghiệm bằng điện áp một chiều có điện tích tồn dư cần phải được phóng hết. - Thời gian tiến hành thử nghiệm điện áp một chiều dài hơn thử nghiệm điện áp xoay chiểu cao áp. 16
- Những khuyết tật, hư hỏng không phát hiện được bằng điện áp một chiều có thể phát hiện bằng điện áp xoay chiều. - Điện áp có thê phân bô' không đều trong hệ thông cách điện. - Điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ và điện áp. - Điện tích không gian hình thành có thể gầy hư hỏng cách điện về sau. 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM BẰNG ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Có hai thử nghiệm điện áp một chiều tiến hành đôì với cách điện thể rắn là - Thử nghiệm điện trở cách điện. - Thử nghiệm cao áp. 2.3.1. Thử nghiệm điện trở cách điện Thử nghiệm điện trở cách điện có thể được tiến hành ở điện áp một chiểu từ 100 đến 15000 V. Có thể sử dụng mêgôm kế quay tay, truyền động bằng động cơ hoặc mêgôm kế điện tử. Hình 2.3 trình bày mêgôm kế điện tử. Ta biết rằng chất lượng cách điện thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tô' môi trường khác, do đó mọi giá trị đọc phải quy về nhiệt độ quy chuẩn. Hệ sô' quy đổi nhiệt độ đô'i với các khí cụ điện khác nhau được cho trong bảng 2.1. Trị sô' điện trở tính bằng MQ tỷ lệ nghịch với khôi lượng cách điện cần thử. Ví dụ cáp dài 100 m có điện trỏ cách điện lốn hơn 10 lần điện trở cách điện của cáp dài 1000m nếu các điều kiện khác giông nhau. Thử nghiệm này cho dấu hiệu về sự xuông cấp của hệ thôhg cách điện. Giá trị điện trồ cách điện không cho thấy chỗ yếu của cách điện hoặc cường độ điện môi tổng cộng, tuy nhiên giá trị này cho biết mức nhiễm ẩm của cách điện. Giá trị đo điện trở cách điện có thể được xác định bằng bô'n phương pháp thử nghiệm sau đây: - Thử nghiệm ngắn hạn. - Thử nghiệm điện trở thay đổi theo thời gian. - Thử nghiệm chỉ sô' phân cực. - Thử nghiệm tăng điện áp từng bưóc. Ị HUNG TAMUTliN: ực ị THUV’EN