Cách điện máy biến áp là gì?
Khi nói đến hệ thống điện, chúng ta nghĩ đến lợi ích sản xuất to lớn và sự tiện lợi của cuộc sống mà nó mang lại, nhưng cũng không thể không chú ý đến sức mạnh và tính an toàn của nó, dù sao thì nó cũng có danh hiệu là "hổ điện". Trong quá trình sử dụng máy biến áp điện hàng ngày, "cách điện" có liên quan đến tính an toàn của nó.
Khái niệm cơ bản
Cách điện, là một thuật ngữ vật lý, chỉ việc sử dụng các chất không dẫn điện để cô lập hoặc bọc vật tích điện, nhằm bảo vệ chống lại các biện pháp an toàn điện giật. Cách điện của máy biến áp điện là để ngăn ngừa sự rò rỉ dòng điện và sự cố, và để đảm bảo an toàn điện và độ tin cậy của máy biến áp. Nó liên quan đến cách điện của cuộn dây máy biến áp, lõi sắt và các thành phần khác với đất, giữa các cuộn dây pha khác nhau và giữa các mức điện áp khác nhau.
Loại cách điện
Cách điện của máy biến áp điện được chia thành cách điện hoàn toàn và cách điện phân loại. Cách điện hoàn toàn là cách điện toàn bộ cuộn dây ở cùng một mức và phù hợp với các máy biến áp nhỏ và các ứng dụng công suất thấp. Cái gọi là cách điện phân loại (còn gọi là bán cách điện), tức là cách điện chính của cuộn dây máy biến áp gần khu vực điểm trung tâm thấp hơn cách điện chính ở phía đầu vào. Máy biến áp cho các cấp điện áp 35KV trở xuống được cách điện hoàn toàn. Máy biến áp cách điện phân loại chủ yếu được sử dụng trong hệ thống nối đất dòng điện cao của lưới điện cấp điện áp 110kv trở lên. So với cách điện hoàn toàn, cách điện phân loại có thể làm giảm kích thước của cách điện bên trong, do đó làm giảm kích thước của toàn bộ máy biến áp, giảm chi phí và kinh tế hơn. Tuy nhiên, nó cũng có một số nhược điểm nhất định, chẳng hạn như về mặt an toàn, nó không an toàn bằng cách điện hoàn toàn.
Cấu trúc cách điện
Xét về cách điện bên trong và bên ngoài, cách điện máy biến áp có thể chia thành cách điện bên ngoài và cách điện bên trong.
Cách điện bên trong là cách điện giữa các linh kiện điện tử khác nhau trong thùng máy biến áp, chủ yếu bao gồm cách điện cuộn dây, cách điện chì và cách điện bộ đổi đầu. Các bộ phận cách điện này về cơ bản không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện bên ngoài như khí quyển, ô nhiễm, độ ẩm, vật lạ, v.v. Cách điện bên trong được chia thành cách điện chính và cách điện dọc. Cách điện chính là cách điện giữa các cuộn dây với đất, giữa các pha và giữa các cuộn dây cùng pha và các mức điện áp khác nhau. Đây là bộ phận quan trọng nhất của cách điện trong máy biến áp, ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy vận hành và giá thành sản phẩm của máy biến áp.
Cách điện bên ngoài là ống cách điện và cách điện không khí bên ngoài thùng dầu máy biến áp, bao gồm cả ống cách điện và cách điện giữa ống cách điện và khoảng cách khe hở không khí giữa ống cách điện và phần tiếp đất. Độ ổn định của cách điện bên ngoài bị ảnh hưởng rất lớn bởi môi trường, nhưng nó có khả năng phục hồi tự nhiên nhất định.
Phương pháp và vật liệu cách nhiệt
Cách điện của máy biến áp điện thường áp dụng cách điện ngâm dầu, cách điện khô, cách điện khí và các phương pháp khác. Cách điện ngâm dầu chủ yếu được sử dụng cho máy biến áp ngâm dầu, có thể đảm bảo máy biến áp hoạt động bình thường trong điều kiện điện áp cao và có hiệu suất chống ẩm, làm mát, sốc và dập hồ quang tốt. Cách điện khô và cách điện khí chủ yếu được sử dụng trong máy biến áp khô, cách điện khô có ưu điểm là không dễ bị ẩm, không dễ cháy, dễ bảo trì, nhưng không phù hợp với môi trường điện áp cao. Cách điện khí có hằng số điện môi thấp và hiệu suất dập hồ quang tốt, nhưng đắt tiền và khó loại bỏ khí kịp thời.
Về vật liệu cách điện, có vật liệu rắn và vật liệu lỏng. Vật liệu rắn như giấy cách điện, giấy cách điện dạng sóng, giấy Denison, giấy Nomex, v.v., những vật liệu này có độ ổn định nhiệt và khả năng chống ẩm tốt. Vật liệu lỏng như dầu cách điện, cần phải kiểm tra và bảo dưỡng chất lượng thường xuyên.
Vật liệu cách nhiệt cũng có thể được chia theo cấp độ chịu nhiệt, các cấp độ phổ biến là A, E, B, F, H năm, mỗi cấp độ có nhiệt độ hoạt động giới hạn cho phép tương ứng. Nhiệt độ tối đa cho phép đối với lớp cách nhiệt Loại A là 105 độ. Nhiệt độ tối đa cho phép đối với lớp cách nhiệt Loại E là 120 độ. Nhiệt độ tối đa cho phép đối với lớp cách nhiệt Loại B là 130 độ. Nhiệt độ tối đa cho phép đối với lớp cách nhiệt Loại F là 155 độ. Nhiệt độ tối đa cho phép đối với lớp cách nhiệt Loại H là 180 độ.
Sự cố lỗi cách điện
Lão hóa cách điện
Lão hóa cách điện máy biến áp là một quá trình phức tạp và dần dần, nó đề cập đến vật liệu cách điện bên trong máy biến áp, trong quá trình vận hành lâu dài, bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, dần dần mất đi độ bền cơ học và độ bền cách điện ban đầu. Lão hóa cách điện máy biến áp chủ yếu có các lý do sau: cách điện không đúng cách, ăn mòn hóa học, vận hành quá tải lâu dài, hỏng khớp nối máy biến áp, lão hóa điện, lão hóa áp suất, v.v. Để ứng phó với sự lão hóa của cách điện máy biến áp, cần kiểm tra điện trở cách điện, kiểm tra hệ số tổn thất điện môi, vệ sinh và khô ráo, kiểm tra thay dầu thường xuyên và bảo dưỡng hệ thống làm mát thường xuyên.
Cách nhiệt ẩm
Độ ẩm cách điện của máy biến áp công suất dễ làm cho lớp giữa các lớp hoặc giữa các vòng biến áp ngắn mạch, gây hư hỏng cho hệ thống điện. Độ ẩm cách điện của máy biến áp công suất bị ảnh hưởng chủ yếu vì những lý do sau: (1) Độ cách điện bị ảnh hưởng bởi độ kín kém của máy biến áp (2) Độ cách điện bị ảnh hưởng bởi vấn đề chất lượng của máy biến áp (3) Độ cách điện bị ảnh hưởng bởi độ ẩm trong quá trình vận chuyển máy biến áp (4) Việc lắp đặt và bảo trì máy biến áp do lớp cách điện bị ảnh hưởng bởi sự lão hóa của máy biến áp công suất. Do đó, xét đến các vấn đề về độ ẩm cách điện có thể xảy ra của lớp cách điện máy biến áp, vật liệu cách điện máy biến áp nên được sửa chữa thường xuyên, chẳng hạn như phát hiện độ ẩm kịp thời để thay thế, trong khi vận chuyển, bảo trì để tránh độ ẩm, dầu bị rò rỉ, chú ý đến phương pháp vận hành trong quá trình sử dụng, để tránh độ ẩm cách điện do vận hành không đúng cách gây ra.
