Điều gì xảy ra khi một máy biến áp điện bị hỏng?

Khi một bộ biến áp năng lượng bị hỏng, tình hình có thể rất nghiêm trọng, với hậu quả từ thiệt hại cho thiết bị chính nó đến tê liệt toàn bộ lưới điện,và thậm chí các sự cố an toàn như cháy hoặc nổChính xác những gì xảy ra phụ thuộc vào loại lỗi, mức độ nghiêm trọng của nó, thiết kế của bộ biến áp, và làm thế nào nhanh các thiết bị bảo vệ có thể hoạt động.

Dưới đây là một số tình huống có thể xảy ra:

Các hiện tượng bất thường (dấu hiệu có thể quan sát được):

Sự quá nóng: Một lượng lớn nhiệt được tạo ra tại chỗ lỗi, khiến nhiệt độ dầu hoặc nhiệt độ cuộn tăng mạnh.

Âm thanh bất thường: Âm thanh "nghe vang", "gào thét", "bùng nổ" hoặc thậm chí là "gào thét" mạnh được nghe thấy bên trong.vỡ vật liệu cách nhiệt, lõi lỏng lẻo hoặc quá mức mạnh.

Sự thay đổi mức dầu bất thường: Gas generated by internal faults or large amounts of gas generated by high-temperature decomposition of insulating oil by arcs may cause abnormal oil level increase (increased pressure) or decrease (leakage).

Máy phun dầu hoặc rò rỉ dầu: Một sự gia tăng mạnh mẽ của áp suất bên trong có thể làm cho van giảm áp suất phun dầu, hoặc bể dầu, đường ống,Máy sưởi và các bộ phận khác có thể vỡ và rò rỉ dầu do quá nóng, áp lực hoặc căng thẳng cơ học.

Khói và lửa: Nhiệt độ cao và các vòng cung có thể đốt cháy dầu cách nhiệt hoặc vật liệu cách nhiệt rắn, khiến bộ biến áp bị khói hoặc thậm chí cháy.

Sản xuất khí: Dầu cách nhiệt phân hủy dưới nhiệt độ cao và cung tạo ra các khí như hydro, methane, ethane, ethylene, acetylene, carbon monoxide, carbon dioxide, v.v.(Phân tích khí hòa tan / DGA là một phương pháp chẩn đoán lỗi quan trọng)- Một lượng lớn khí tích tụ có thể gây ra một sự gia tăng áp suất đột ngột.

Sự biến dạng hoặc vỡ vỏ: Trong trường hợp cực đoan, áp suất bên trong hoặc năng lượng cung lớn có thể khiến bể biến áp sưng lên, biến dạng hoặc thậm chí vỡ.

Thiệt hại bên trong:

Thất bại cuộn dây:

Vòng mạch ngắn từ lượt này sang lượt khác: Độ cách nhiệt giữa các vòng quay liền kề trong cùng một vòng cuộn bị hư hại, tạo thành một vòng mạch ngắn và gây ra quá nóng tại địa phương.

Vòng kết nối ngắn giữa các lớp: Độ cách nhiệt giữa các lớp cuộn bị hỏng.

Vòng ngắn giai đoạn đến giai đoạn: Sự cách nhiệt giữa các vòng cuộn pha khác nhau bị phá vỡ.

Vòng tròn ngắn đến mặt đất: Khả năng cách nhiệt giữa vòng tròn và lõi hoặc bể (đất) bị phá vỡ.

Vòng tròn mở: Sợi dây bị gãy hoặc điểm kết nối không được hàn.

Sự biến dạng / dịch chuyển cuộn dây: Lực điện động mạch ngắn khổng lồ làm cho cuộn dây biến dạng, nới lỏng hoặc thậm chí sụp đổ.

Trục trặc lõi:

Chốt nhiều điểm nối đất: lõi nên được thiết kế chỉ có một điểm nối đất đáng tin cậy. Nếu có một điểm nối đất bổ sung, một dòng lưu thông sẽ được hình thành,gây ra quá nóng địa phương hoặc thậm chí nấu chảy của lõi.

Vòng ngắn giữa các phần lõi: Thiệt hại sơn cách nhiệt dẫn đến mạch ngắn giữa các phần, dẫn đến mất điện xoáy và quá nóng.

Trục trặc hệ thống cách nhiệt:

Sự lão hóa, độ ẩm và sự phá vỡ của cách điện rắn (hộp giấy, giữ, v.v.).

Tuổi già, độ ẩm, ô nhiễm, carbon hóa và giảm độ bền của dầu cách nhiệt.

Vấn đề với nút bấm: Vấn đề không liên lạc, xói mòn liên lạc, hỏng cách điện, tắc nghẽn cơ học hoặc cơ chế truyền động bị hỏng.

Thất bại trong vỏ: Flashover, xả bẩn, độ ẩm bên trong hoặc nứt dẫn đến hỏng, hoặc hỏng niêm phong và rò rỉ dầu.

Trục trặc hệ thống làm mát: Chặn bộ tản nhiệt, ngưng bơm quạt / bơm dầu, rò rỉ đường ống làm mát, dẫn đến phân tán nhiệt kém, tăng nhiệt độ, lão hóa cách nhiệt nhanh hoặc hỏng.

Tác động đến hệ thống điện:

Hành động bảo vệ rơle: Máy biến đổi được trang bị nhiều biện pháp bảo vệ (bảo vệ chênh lệch, bảo vệ khí, bảo vệ quá dòng, bảo vệ giải phóng áp suất, bảo vệ nhiệt độ, v.v.)..Khi xảy ra lỗi, các thiết bị bảo vệ có liên quan sẽ nhanh chóng phát hiện sự bất thường (không cân bằng dòng, tạo ra khí, tăng áp suất, nhiệt độ quá cao) và hành động:

Trip, ngắt kết nối bộ ngắt mạch kết nối với bộ biến áp và tách bộ biến áp bị hỏng khỏi lưới điện.nhằm ngăn chặn sự cố mở rộng.

Cảnh báo: Gửi tín hiệu âm thanh và ánh sáng hoặc thông tin báo động từ xa.

Sự biến động hoặc giảm điện áp: Bản thân lỗi hoặc sự cố bảo vệ sẽ làm cho điện áp bus được kết nối với biến áp giảm hoặc biến động ngay lập tức,ảnh hưởng đến chất lượng cung cấp điện của người dùng hạ lưu.

Ngắt nguồn điện: Nếu bộ biến áp bị lỗi là một nút quan trọng trong chuỗi cung ứng điện, việc kích hoạt nó sẽ gây ra mất điện quy mô lớn trong khu vực cung cấp điện.

Các vấn đề về sự ổn định của hệ thống: Việc kích hoạt lỗi biến áp chính lớn có thể làm gián đoạn cân bằng điện và sự ổn định của lưới điện,và trong các trường hợp nghiêm trọng có thể gây ra mất điện quy mô lớn hơn hoặc thậm chí là hệ thống sụp đổ (sự cố cascading).

Động mạch ngắn hiện tại: Một lỗi mạch ngắn bên trong biến áp sẽ tạo ra một dòng mạch ngắn khổng lồ, không chỉ gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho chính biến áp,nhưng cũng gây ra lực điện động lớn và sốc áp lực nhiệt cho busbars, thiết bị chuyển mạch, đường dây, vv kết nối với nó.

Rủi ro an toàn:

Lửa và nổ: Dầu cách nhiệt dễ cháy cao được phun rất có khả năng gây ra hỏa hoạn khi gặp không khí hoặc vòng cung điện. Trong không gian kín, hỗn hợp dầu khí có thể nổ.Đây là tình huống nguy hiểm nhất..

Giải phóng chất độc hại: Nâng dầu và vật liệu cách nhiệt sẽ giải phóng khói và khí độc hại.

Máy bị phun: Vụ nổ hoặc vỡ bể dầu có thể làm cho dầu nhiệt độ cao, mảnh vỡ và các bộ phận phun, gây tổn thương cho nhân viên và thiết bị gần đó.

Ô nhiễm môi trường: Lượng dầu cách nhiệt rò rỉ lớn sẽ làm ô nhiễm đất và nguồn nước.