Máy biến áp điện là tài sản quan trọng trong hệ thống sản xuất, truyền tải và phân phối điện. Độ tin cậy của chúng không chỉ phụ thuộc vào chất lượng của các đơn vị riêng lẻ, mà còn phụ thuộc vào độ vững chắc của thiết kế biến áp cơ bản.

Vì lý do này, thử nghiệm biến áp thường được chia thành các loại khác nhau theo mục đích của nó. Theo dòng IEC 60076, các khái niệm chính bao gồmthử nghiệm thường xuyên, thử nghiệm loại và thử nghiệm đặc biệt . Ngoài ra, các dự án biến áp thường bao gồmKiểm tra chấp nhận nhà máy (FAT)như một phần của quá trình chấp nhận hợp đồng.

Hiểu sự khác biệt giữa các khái niệm này là quan trọng đối với các nhà sản xuất biến áp, nhà thầu EPC, tiện ích và người mua.

1. Kiểm tra loại biến áp là gì?

AKiểm tra loạiđược thực hiện trên một biến áp đại diện để xác minh các đặc điểm quan trọng của một thiết kế biến áp cụ thể.

Không giống như thử nghiệm thông thường, thường được thực hiện trên mỗi biến áp được sản xuất, thử nghiệm loại chủ yếu được thiết kế để chứng minh rằng thiết kế có thể đáp ứng các yêu cầu cụ thể trong điều kiện hoạt động hoặc thử nghiệm được xác định.

Các tiêu chuẩn chính của IEC liên quan đến thử nghiệm biến áp điện bao gồm:

• IEC 60076-1 Máy biến áp điện: Tổng quát

• IEC 60076-2 — Nhiệt độ tăng cho biến áp chìm lỏng

• IEC 60076-3 Mức cách nhiệt, thử nghiệm điện môi và khoảng trống bên ngoài

• IEC 60076-5 - Khả năng chịu ngắn mạch

• IEC 60076-10Xác định mức âm thanh

Chương trình thử nghiệm chính xác phụ thuộc vào loại biến áp, điện áp định mức, mức cách nhiệt, hệ thống làm mát, cấu hình thiết kế, tiêu chuẩn áp dụng và yêu cầu của người mua.

Báo cáo thử nghiệm loại thành công cung cấp bằng chứng cho thấy thiết kế được thử nghiệm đã chứng minh hiệu suất cần thiết.

Tuy nhiên, một báo cáo thử nghiệm loại không nên được hiểu là một miễn trừ vĩnh viễn từ thử nghiệm trong tương lai cho mỗi biến áp với cùng một xếp hạng danh nghĩa. Sự áp dụng của nó phụ thuộc vào sự tương đồng của biến áp mới với thiết kế đủ điều kiện và các yêu cầu của các tiêu chuẩn hiện hành, người mua và cơ quan chứng nhận.

2. Kiểm tra thường xuyên, Kiểm tra loại và FAT: Sự khác biệt là gì?

Một quan niệm sai phổ biến là thử nghiệm biến áp chỉ bao gồm "Kiểm tra loại" và "FAT". Trong thực tế, các thuật ngữ này mô tả các khía cạnh khác nhau của quá trình thử nghiệm.

Thử nghiệm thường xuyên

Thử nghiệm thường được thực hiện trênmỗi biến áp cá nhânđể xác minh rằng đơn vị sản xuất phù hợp với các yêu cầu thiết kế và sản xuất được chỉ định.

Kiểm tra loại

Kiểm tra loại được thực hiện trên một biến áp đại diện để xác minh các đặc điểm quan trọng củathiết kế.

Kiểm tra chấp nhận nhà máy (FAT)

FAT là mộtquy trình chấp nhận nhà máy hợp đồngthay vì một danh mục kiểm tra IEC riêng biệt. FAT thường bao gồm các xét nghiệm và kiểm tra thường xuyên áp dụng và cũng có thể bao gồm các xét nghiệm bổ sung được yêu cầu bởi người mua.

Vì vậy, FAT có thể chứa các thử nghiệm thường xuyên và, khi được quy định theo hợp đồng, các loại hoặc thử nghiệm đặc biệt được chọn.

So sánh các loại kiểm tra biến áp

3. Kiểm tra xác minh loại biến áp chính và thiết kế

Các thử nghiệm xác minh loại hoặc thiết kế áp dụng khác nhau tùy theo thiết kế và thông số kỹ thuật của biến áp. Các thử nghiệm sau đây là một trong những điều quan trọng nhất cho biến áp điện.

3.1 Thử nghiệm tăng nhiệt độ

Thử nghiệm tăng nhiệt độ xác minh hiệu suất nhiệt của biến áp trong điều kiện hoạt động được chỉ định.

Đối với một biến áp chìm lỏng, đơn vị được vận hành trong điều kiện thử nghiệm được chỉ định cho đến khi đạt được trạng thái nhiệt cần thiết. Sau đó, tăng nhiệt độ chất lỏng trên cùng và tăng nhiệt độ cuộn dây được xác định.

Mục đích là xác nhận rằng hệ thống làm mát và thiết kế phần hoạt động có thể duy trì nhiệt độ trong giới hạn áp dụng.

IEC 60076-2 chỉ định các phương pháp thử nghiệm và yêu cầu tăng nhiệt độ cho biến áp chìm trong chất lỏng.

Thử nghiệm tăng nhiệt độ không nên chỉ đơn giản là mô phỏng hoạt động đầy tải dài hạn. Mục đích chính của nó là thiết lập đặc điểm nhiệt của biến áp và xác minh tuân thủ các giới hạn tăng nhiệt độ được chỉ định.

3.2 Thử nghiệm xung quang sét

Thử nghiệm xung sét xác minh khả năng cách nhiệt của biến áp chống lại quá điện áp tạm thời đại diện bởi xung sét tiêu chuẩn.

Mức độ thử nghiệm cần thiết được xác định bởi mức cách nhiệt được chỉ định của biến áp và các yêu cầu áp dụng của IEC 60076-3.

Ví dụ, một biến áp lớp 11 kV cụ thể có thể có mức độ chịu đựng xung sét được chỉ định là 75 kV. Tuy nhiên,75 kV không nên được trình bày như một giá trị phổ quát cho mỗi biến áp 11 kV . Mức độ thử nghiệm thực tế phải được xác định từ sự phối hợp cách nhiệt và yêu cầu dự án được chỉ định.

Mục đích của thử nghiệm là chứng minh rằng hệ thống cách nhiệt biến áp có thể chịu được điện áp xung được chỉ định mà không có lỗi cách nhiệt không thể chấp nhận được.

3.3 Kiểm tra xung động chuyển đổi

Thử nghiệm xung chuyển đổi đánh giá khả năng của biến áp chịu được quá điện áp chuyển đổi.

Nó đặc biệt quan trọng cho các ứng dụng biến áp điện áp cao và siêu cao. Mức điện áp áp dụng và yêu cầu thử nghiệm được xác định bằng IEC 60076-3.

Do đó, về mặt kỹ thuật không chính xác khi nói rằng mỗi biến áp công suất lớn phải trải qua thử nghiệm xung chuyển đổi. Sự áp dụng phụ thuộc chủ yếu vào lớp điện áp của biến áp, mức cách nhiệt được chỉ định và các yêu cầu tiêu chuẩn áp dụng.

3.4 Thử nghiệm chống ngắn mạch

Kiểm tra chống ngắn mạch là một trong những thử nghiệm xác minh thiết kế biến áp đòi hỏi nhất.

Khi một biến áp trải qua một mạch ngắn bên ngoài, dòng điện rất cao có thể tạo ra các lực điện từ đáng kể bên trong cuộn dây. Những lực này có thể gây ra chuyển động cuộn hoặc biến dạng nếu thiết kế cơ học không đủ.

IEC 60076-5 giải quyết khả năng của biến áp để chịu được các hiệu ứng nhiệt và động của các mạch ngắn bên ngoài.

Khi cần kiểm tra ngắn mạch, biến áp phải chịu điều kiện ngắn mạch được chỉ định theo thủ tục kiểm tra áp dụng.

Sau khi kiểm tra, kiểm tra điện và cơ khí thích hợp được thực hiện. Tùy thuộc vào các yêu cầu áp dụng, chúng có thể bao gồm:

• đo kháng cuộn;

• đo tỷ lệ điện áp;

• xác minh trở ngại ngắn mạch;

• thử nghiệm dielectric;

• Kiểm tra nội bộ;

• đánh giá biến dạng hoặc di chuyển cuộn dây.

Quy trình thử nghiệm không nên được đơn giản hóa như chỉ đơn giản là "áp dụng một xung ngắn mạch 2 giây". Dòng điện, trình tự, thời gian và tiêu chuẩn chấp nhận cần thiết phụ thuộc vào tiêu chuẩn áp dụng và chương trình thử nghiệm được đồng ý.

3.5 Kiểm tra mức âm thanh biến áp

Hiệu suất âm thanh biến áp là một cân nhắc quan trọng trong các trạm phụ, nhà máy điện, cài đặt đô thị và các vị trí nhạy cảm với tiếng ồn khác.

IEC 60076-10 chỉ định các phương pháp để xác định mức âm thanh biến áp, bao gồm đo áp suất âm thanh và cường độ âm thanh và xác định mức công suất âm thanh.

Thử nghiệm được thực hiện trong điều kiện hoạt động cụ thể. Đối với nhiều biến áp chìm lỏng, các phép đo âm thanh có liên quan đến sự kích thích không tải, với thiết bị làm mát hoạt động theo quy định.

Do đó, các điều kiện thử nghiệm chính xác nên được nêu theo tiêu chuẩn áp dụng và thông số kỹ thuật của người mua thay vì đơn giản được mô tả là "thử nghiệm tiếng ồn tải định mức".

4. Kiểm tra điện áp biến áp

Kiểm tra điện áp là một lĩnh vực khác mà các loại kiểm tra biến áp nên được phân biệt cẩn thận.

IEC 60076-3 thiết lập các yêu cầu cách nhiệt và các thử nghiệm môi điện áp dụng cho biến áp điện. Tùy thuộc vào loại biến áp và mức cách nhiệt được chỉ định, chương trình thử nghiệm có thể bao gồm:

• áp dụng AC kiểm tra chịu đựng;

• thử nghiệm chịu đựng AC gây ra;

• thử nghiệm điện áp gây ra với phép đo xả một phần, nếu áp dụng;

• thử nghiệm xung sét;

• thử nghiệm xung chuyển đổi, nếu áp dụng.

Không phải tất cả các bài kiểm tra này đều tự động thuộc một danh mục duy nhất được gọi là "Kiểm tra loại".

Một số thử nghiệm môi điện là thử nghiệm thông thường, trong khi những người khác có thể là thử nghiệm loại hoặc đặc biệt tùy thuộc vào thiết kế biến áp, lớp điện áp và các yêu cầu áp dụng.

Vì lý do này, một sản phẩm biến áp quốc tế nên tránh mô tả mỗi thử nghiệm chịu đựng hoặc xung như một thử nghiệm loại mà không có trình độ.

5. Máy biến áp thử nghiệm thường xuyên là gì?

Các thử nghiệm thường xuyên được thực hiện trên các biến áp riêng lẻ để xác minh rằng đơn vị sản xuất đáp ứng các yêu cầu được chỉ định.

Các xét nghiệm thường xuyên điển hình có thể bao gồm:

• đo kháng cuộn;

• đo tỷ lệ điện áp và di chuyển pha;

• no-load loss và no-load current measurement;

• đo kháng điện ngắn mạch và mất tải;

• thử nghiệm thường xuyên môi điện áp dụng;

• các phép đo và kiểm tra khác được chỉ định bởi IEC 60076 và thông số kỹ thuật mua hàng.

Chương trình thử nghiệm thông thường chính xác phụ thuộc vào loại biến áp và các tiêu chuẩn áp dụng.

Các thử nghiệm thường xuyên đặc biệt quan trọng bởi vì một thử nghiệm loại thành công chứng minh khả năng của một thiết kế, trong khi thử nghiệm thường xuyên xác minh chất lượng và sự phù hợp của thiết kế.biến áp thực tế được giao.

6. Kiểm tra chấp nhận nhà máy là gì?

AKiểm tra chấp nhận nhà máy (FAT)thường được thực hiện tại nhà máy của nhà sản xuất trước khi vận chuyển.

Mục tiêu là chứng minh cho người mua rằng máy biến áp được sản xuất cho một dự án cụ thể tuân thủ các thông số kỹ thuật được thỏa thuận, các tiêu chuẩn áp dụng và các yêu cầu hợp đồng.

FAT thường bao gồm:

• xem xét hồ sơ sản xuất và kiểm tra;

• kiểm tra thị giác và chiều;

• thử nghiệm điện thường xuyên;

• xác minh tấm tên và phụ kiện;

• xem xét chứng nhận hiệu chuẩn;

• kiểm tra hoặc thử nghiệm cụ thể của người mua;

• xem xét tài liệu.

Tùy thuộc vào hợp đồng mua, người mua hoặc một cơ quan kiểm tra độc lập có thể chứng kiến ​​các thử nghiệm được chọn.

Vì vậy:

Thử nghiệm thường xuyên mô tả những gì đang được kiểm tra và tại sao, trong khi FAT mô tả quy trình chấp nhận nhà máy được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người mua.

Sự khác biệt này đặc biệt quan trọng trong các dự án biến áp quốc tế.

7. Ví dụ: 2,000 kVA, 11 kV / 0.4 kV Máy biến áp chìm dầu

Xem xét một biến áp với các thông số cơ bản sau:

• Công suất định mức:2,000 kVA

• Điện áp HV:11 kV

• Điện áp LV:0.4 kV

• Nhóm vector:Dyn11

• Làm mát:ONAN

• Cách nhiệt: Hệ thống cách nhiệt giấy dầu

Đối với một biến áp như vậy, chương trình thử nghiệm áp dụng sẽ được thiết lập theo các tiêu chuẩn IEC có liên quan và thông số kỹ thuật của người mua.

Thử nghiệm tăng nhiệt độ

Máy biến áp được vận hành trong điều kiện thử nghiệm nhiệt được chỉ định cho đến khi đạt được trạng thái nhiệt cần thiết.

Sự gia tăng nhiệt độ chất lỏng và cuộn dây trên được xác định và so sánh với giới hạn áp dụng được chỉ định bởi IEC 60076-2.

Thử nghiệm xung quang sét

Cuộn dây điện áp cao có thể phải chịu mức thử nghiệm xung sét được chỉ định theo mức cách nhiệt của nó.

Một giá trị như 75 kV có thể áp dụng cho một thiết kế biến áp 11 kV cụ thể, nhưng mức thử nghiệm thực tế phải được xác nhận từ các yêu cầu cách nhiệt được chỉ định của biến áp.

Xác minh chống ngắn mạch

Khi cần kiểm tra ngắn mạch, biến áp phải chịu điều kiện kiểm tra được chỉ định theo IEC 60076-5.

Sau khi thử nghiệm, các phép đo điện thích hợp và kiểm tra cơ học được thực hiện để xác minh rằng biến áp không bị biến dạng hoặc suy thoái không thể chấp nhận được.

Đo mức âm thanh

Mức âm thanh biến áp được đo trong điều kiện hoạt động được quy định bởi tiêu chuẩn áp dụng và người mua.

Hiệu suất âm thanh được đo được so sánh với yêu cầu mức âm thanh theo hợp đồng.

Kiểm tra dielectric

Các thử nghiệm khả năng chịu AC áp dụng và gây ra, các phép đo xả một phần và các thử nghiệm xung được thực hiện theo cách áp dụng cho hệ thống cách nhiệt của biến áp và danh mục thử nghiệm được chỉ định.

Đo lường trước và sau thử nghiệm

Đối với các thử nghiệm xác minh thiết kế lớn, các phép đo thích hợp có thể được thực hiện trước và sau khi thử nghiệm.

Những điều này có thể bao gồm:

• tỷ lệ điện áp;

• kháng cuộn dây;

• trở kháng ngắn mạch;

• các phép đo chẩn đoán khác.

Mục đích là xác định bất kỳ thay đổi đáng kể nào do thử nghiệm xác minh thiết kế.

8. Vượt qua kiểm tra loại có đủ điều kiện cho tất cả các biến áp trong tương lai không?

Không tự động.

Báo cáo thử nghiệm loại thành công chứng minh rằng thiết kế được thử nghiệm đã đáp ứng các yêu cầu áp dụng. Nhà sản xuất có thể sử dụng báo cáo để chứng minh sự tuân thủ cho các biến áp nằm trongphạm vi thiết kế đủ điều kiệntùy thuộc vào các hạn chế của báo cáo và các yêu cầu của các tiêu chuẩn hiện hành và người mua.

Khi các thay đổi thiết kế đáng kể được giới thiệu, nhà sản xuất nên đánh giá liệu bằng chứng thử nghiệm loại hiện có vẫn áp dụng hay không.

Những thay đổi đáng kể có thể bao gồm:

• sự sắp xếp cuộn dây hoặc thiết kế dây dẫn;

• hệ thống cách nhiệt;

• thiết kế cốt lõi;

• sự sắp xếp làm mát;

• bể hoặc cấu trúc cơ học phần hoạt động;

• điện áp định mức hoặc mức cách nhiệt;

• thiết kế cơ khí ngắn mạch;

• những thay đổi lớn về vật liệu hoặc công nghệ sản xuất.

Tuy nhiên,Không phải mọi thay đổi kỹ thuật tự động đòi hỏi một thử nghiệm loại hoàn toàn mới.

Quyết định nên dựa trên đánh giá kỹ thuật, các yêu cầu IEC áp dụng, phạm vi thay đổi thiết kế và các yêu cầu của người mua hoặc cơ quan chứng nhận.

9. Tại sao Kiểm tra Loại và Kiểm tra Thói quen Cả hai đều cần thiết

Kiểm tra loại và kiểm tra thường xuyên phục vụ các mục đích khác nhau nhưng bổ sung.

Một kiểu kiểm tra trả lời câu hỏi:

Thiết kế biến áp này có thể đáp ứng hiệu suất cần thiết và chịu được các căng thẳng được chỉ định không?

Một bài kiểm tra thường xuyên trả lời một câu hỏi khác:

Máy biến áp cụ thể này có được sản xuất chính xác và nó phù hợp với thiết kế được chỉ định không?

FAT thêm một cấp độ thứ ba:

Máy biến áp được cung cấp cho dự án cụ thể này có đáp ứng các yêu cầu chấp nhận hợp đồng không?

Do đó, một hệ thống đảm bảo chất lượng biến áp đáng tin cậy yêu cầu cả ba cấp làm việc cùng nhau.

10. Kết luận

Kiểm tra biến áp không nên được xem đơn giản là một lựa chọn giữa "Kiểm tra loại" và "FAT".

Theo khuôn khổ IEC 60076, thử nghiệm biến áp bao gồm các loại khác nhau phục vụ các mục đích khác nhau:

Thử nghiệm thường xuyênkiểm tra biến áp được sản xuất cá nhân.

Kiểm tra kiểm tra loại và thiết kếthể hiện các đặc điểm quan trọng của thiết kế biến áp.

Kiểm tra đặc biệtđược thực hiện khi được yêu cầu bởi tiêu chuẩn hoặc người mua hiện hành.

Kiểm tra chấp nhận nhà máy (FAT)cung cấp một khuôn khổ hợp đồng để xác minh rằng máy biến áp được cung cấp cho một dự án cụ thể đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật được thỏa thuận.

Đối với các nhà sản xuất và người mua biến áp, việc hiểu những khác biệt này giúp ngăn chặn sự hiểu lầm về phạm vi kiểm tra, báo cáo kiểm tra loại và thủ tục chấp nhận nhà máy.

Cuối cùng, một biến áp chất lượng cao không được chứng minh bằng một báo cáo thử nghiệm duy nhất. Độ tin cậy của nó được hỗ trợ bởi sự kết hợp củathiết kế có trình độ, sản xuất kiểm soát, thử nghiệm thường xuyên, xác minh thiết kế thích hợp và chấp nhận nhà máy cụ thể dự án.