Trong khi bạn đang làm việc trong trạm biến áp, nhiều vấn đề rắc rối sẽ len lỏi vào trạm mà bạn không hề hay biết, trong số đó có những trường hợp có thể dẫn tới thảm họa. Như các chuyên gia ngành điện lực đều biết, sự cố thảm khốc trạm biến áp có thể gây nhiều tai tiếng - điều mà bạn không hề mong muốn.
Đáng tiếc là không có thứ phép mầu nào có thể ngăn ngừa sự cố trạm biến áp. Các sự cố này có thể do nhiều yếu tố gây ra, ví dụ như máy biến áp điện lực, acqui, máy cắt điện hoặc hệ thống bảo vệ không hoạt động hoặc chỉnh định sai. Nhưng một trong số các vấn đề thường gặp nhất xoay quanh các rắc rối liên quan đến cầu dao và các mối nối thanh cái.
Các rắc rối loại này có thể phá hỏng trạm biến áp và gây thiệt hại lớn. Ngoài ra, cũng có thể vì chúng mà phải dừng thực hiện một số kế hoạch chuyển mạch bởi vì một số cầu dao không thể mở ra được, hoặc không thể đóng lại được, hoặc tóe lửa khi phải mang tải hoặc phóng điện hồ quang khi cắt tải.
Quét bằng tia hồng ngoại
Khi đánh giá tình trạng trạm biến áp của công ty điện lực, các cầu dao và mối nối cần được đưa lên hàng đầu danh sách các hạng mục. Chỉ cần được đào tạo chút ít là các đội thợ của công ty điện lực có thể thực hiện bảo dưỡng cầu dao. Và một khi các cầu dao và các mối nối làm việc tốt, mọi nguy cơ lớn dẫn đến sự cố thảm khốc sẽ được loại trừ, mọi thao tác đóng cắt trong tương lai sẽ thực hiện được suôn sẻ và đúng như dự định.
Quét bằng tia hồng ngoại giúp kỹ thuật viên phát hiện các chỗ có vấn đề. Sẽ rất có ích nếu quét hồng ngoại toàn bộ các trạm biến áp và một số đường dây truyền tải mỗi năm một lần. Ngoài ra, nếu có thể, tốt nhất là sắp xếp để tiến hành quét hồng ngoại vào những thời điểm phụ tải đang cao. Khi quét hồng ngoại, điều quan trọng cần lưu ý là tia hồng ngoại là phương tiện đắc lực nhưng không hoàn hảo. Cụ thể, sẽ là vô nghĩa nếu quét hồng ngoại các cầu dao mà bình thường luôn đặt ở vị trí cắt hoặc quét các cầu dao cấp điện cho các phụ tải không hoạt động trong ngày quét. Dây điện vẫn có thể cháy rụi cho dù dây đã được quét hồng ngoại, thậm chí ngay cả khi dây mang tải trong lúc đang quét.
Nếu thấy có mối nối hỏng chỉ một thời gian ngắn sau khi quét hồng ngoại, công ty điện lực cũng nên lường tới khả năng mối nối bị sự cố theo chu kỳ. Trong trường hợp này, mối nối có thể nóng lên khi mang tải tới mức chảy ra và sau đó hàn dính vào nhau. Mối hàn này tạo thành mối nối tốt, ít nhất là đối với dòng điện vào thời điểm đó, và khi quét hồng ngoại mối hàn dính này có thể không thấy có vấn đề gì. Nhưng sau này, khi dòng điện tăng lên, vượt quá khả năng mang dòng của chỗ hàn dính, dây dẫn sẽ cháy đứt làm đôi.
|
Nhiều vấn đề rắc rối len lỏi vào trạm mà bạn không hề hay biết
|
Chuẩn bị
Để ngăn chặn thành công các trường hợp mất điện không đúng lúc, kỹ thuật viên trạm biến áp không nên tin hoàn toàn vào công nghệ hồng ngoại. Thay vào đó, họ cũng nên tính đến việc bổ sung thêm các phép đo điện trở trong trạm biến áp.
Việc kiểm tra này cũng có thể áp dụng cho các cầu dao trên lưới truyền tải và phân phối, hoặc một số mối nối đường dây đã chọn. Để kiểm tra điện trở cần có microômét là loại thiết bị để đo những điện trở rất nhỏ (ví dụ điện trở của đoạn thanh cái dài cỡ một mét).
Sau khi thực hiện phép kiểm tra này đối với tất cả các cầu dao và các mối nối trong trạm biến áp, người kiểm tra có thể an tâm chắc chắn rằng các hạng mục đã đạt yêu cầu kiểm tra sẽ không nóng lên ở phụ tải danh định vì tất cả các cầu dao đều đã được kiểm tra, thậm chí cả các cầu dao mà bình thường luôn ở trạng thái mở.
Trước tiên bạn cần có một số dụng cụ cơ bản và linh kiện bảo trì cần thiết cho việc kiểm tra. Đầu tiên, và quan trọng nhất, bạn cần một microômmét tốt, ví dụ như chiếc microômmét DLRO200-115 do công ty Megger Group Limited (bang Texas, Mỹ) chế tạo.
Đây là loại thiết bị tạo ra được dòng điện một chiều 200 A đã lọc. Lợi thế của dòng điện một chiều đã lọc là bạn có thể tránh được hiện tượng tác động sai.
Nếu bạn có một sơ đồ vi sai và các rơle vẫn được đấu nối với máy biến dòng điện (CT) của thiết bị bạn đang thử nghiệm, bạn có thể cho dòng điện một chiều đã lọc chạy qua máy biến dòng điện (CT) và mạch vi sai sẽ không cảm nhận dòng điện một chiều này.
Ngoài ra, bạn cần có các bu lông được nâng cấp dùng cho các tấm kẹp mối nối và các tấm kẹp lưỡng kim ở cả ba kích cỡ (hai lỗ, bốn lỗ 3”/7,62 cm, và 4 lỗ 4”/10,16 cm). Lý do sử dụng các tấm kẹp lưỡng kim là vì đôi khi các mối nối bị hỏng, mà nguyên nhân là vì ai đó đã lắp không đúng cách, để đồng áp vào nhôm.
Điều này có thể sửa lại được bằng cách đặt các tấm kẹp lưỡng kim giữa các kim loại không tương thích (ví dụ như đồng và nhôm). Nâng cấp hệ thống các bu lông dùng cho các mối nối là ý tưởng tốt. Thông thường, nếu như mối nối không đạt thử nghiệm điện trở nhỏ, chỉ cần thay bu lông là đủ.
Hệ thống mối nối được ưa dùng cho các mối nối loại tấm kẹp bắt bu lông bao gồm một bu lông thép không gỉ (đủ dài để nhô ra ngoài đai ốc tối thiểu là hai bước ren), hai vòng đệm phẳng bằng thép không gỉ dày 3/16” (5 mm), mỗi chiếc đặt ở mỗi bên của mối nối, một vòng đệm gồ (vòng đệm Belleville) bằng thép không gỉ, lực ép danh định là 3.500 pao (1.600 kg lực) đặt ở phía đai ốc và một đai ốc bằng đồng thanh silic.
Các bu lông có đường kính ren 1/2” (12,7 mm) và cần được siết chặt với mômen 45 ft-lb (60 Nm). Mômen này sẽ nén vòng đệm gồ Belleville có lực nén danh định 3.500 pao ở mức khoảng 60 %, điều đó có nghĩa là mối nối có thể dãn ra co lại theo chu kỳ nóng lên - nguội đi và không làm biến dạng quá mức bu lông. Và mối nối sẽ duy trì độ căng không đổi, năm này qua năm khác.
Bí quyết cuối cùng là làm sạch các bề mặt lắp ráp bằng nước rửa chén Scotch Brite hoặc bất cứ chất tẩy rửa nào khác cần thiết để làm sạch các bề mặt này. Sau đó, phủ lên các bề mặt này lớp chống oxy hóa, ví dụ như DE-OX, một loại chất ức chế oxy hóa thân thiện với môi trường, không có mạt (non-gritted) của công ty Ilsco (bang Ohio, Mỹ).
Không cần phải sử dụng chất chống oxy hóa có mạt bởi vì các chi tiết đã được cắt điện và có thể làm sạch được hoàn toàn. Nếu không thể tẩy sạch chất chống oxy hóa cũ đã két lại bằng nước rửa chén Scotch Brite, thì hãy thử sử dụng dao cạo sơn. Về nguyên tắc, tránh đánh giấy ráp hoặc giũa bởi vì, nếu các đầu nối được tráng thiếc, bạn có thể dễ dàng làm mất đi lớp thiếc tráng.
|
Kỹ thuật viên kiểm tra thiết bị trạm bằng micrômét
|
Thử nghiệm thiết bị
Sau khi làm sạch và chuẩn bị các bề mặt, tiến hành kiểm tra bằng microômét. Kỹ thuật viên cần đặt kẹp đo bao toàn bộ khối lắp ráp cầu dao, bao gồm tất cả các mối nối liên quan với cầu dao.
Điều quan trọng là phải làm sạch thanh cái để lộ ra phần kim loại của mối nối bằng cách dùng bàn chải kim loại và đánh giấy ráp nhẹ nhàng.
Đã tính tới cỡ microôm (µΩ, bằng một phần triệu của Ω) không phải bất kỳ giá trị điện trở nào cũng đạt yêu cầu. Nhiều khi phải đưa dòng điện lên mức tối đa 200 A mới đo được chính xác, với điều kiện tất các bộ phận hợp thành đều có thông số danh định phù hợp với dòng điện này.
Điều quan trọng là ít nhất một phía của cầu dao, hoặc của bất cứ bộ phận nào bạn đang kiểm tra, không được nối đất.
Một cách làm là đo trị số của toàn bộ khối lắp ráp, và nếu chỉ số này đạt yêu cầu, thì có nghĩa là bạn đã hoàn thành nhiệm vụ. Các giá trị bạn đo được sẽ khác nhau, tùy theo chất lượng và vật liệu của cầu dao, nhưng với một cầu dao đồng dòng điện danh định 1.200 A (cùng với các tấm kẹp của cầu dao ở cả hai đầu và thanh cái tới các mối nối đầu nối ở cả hai đầu) điện trở đo được có thể vào cỡ khoảng 350 µΩ.
Bạn sẽ nhanh chóng quen thuộc với giá trị dự kiến. Cái bạn phải tìm là những giá trị cao hơn hẳn. Nếu bạn đang kiểm tra một cầu dao khác kiểu và bạn không biết rõ kết quả đo thế nào là thích hợp, nếu cả ba cực phù hợp với nhau, rất có thể là thiết bị bạn đo đạt yêu cầu về điện trở. Nếu có một hoặc hai cực có giá trị cao hơn hẳn, bạn có thể phải xử lý các cực có giá trị đo lớn hơn để xem có thể đưa các giá trị này về phù hợp với các cực có giá trị đo nhỏ hơn.
Nếu bạn gặp cực có vấn đề khi đang sử dụng cách đấu nối đi qua tất cả các bộ phận, khi đó bạn giữ nguyên các mối nối đưa dòng điện 200 A đi qua toàn bộ cầu dao, trong khi đó di chuyển các đầu dây điện áp qua từng mối nối riêng lẻ.
Ví dụ, bạn có thể đo điện trở của đúng một đầu của các tiếp điểm của cầu dao, các tấm kẹp bắt bu lông, kẹp thanh cái hoặc đầu khớp bản lề của cầu dao. Cách làm này sẽ cho phép bạn cách ly nhanh chóng chỗ có vấn đề để tập trung chú ý. Tất cả được thực hiện bằng cách di chuyển các đầu dò điện áp, còn nguồn dòng 200 A vẫn được đấu nối đi qua toàn bộ cầu dao.
Kiểm tra thiết bị
Việc di chuyển như trên các đầu dò của microômét qua tất cả các cầu dao cần được thực hiện kết hợp với việc bảo trì cầu dao. Các tiếp điểm cần được làm sạch, cẩn thận không để xước lớp mạ bạc trên mặt các tiếp điểm. Bạn phải kiểm tra xem các cực và các tiếp điểm có thẳng hàng hay không, và đặc biệt chú ý đến tình trạng các tiếp điểm xem có bị rỗ hoặc lớp phủ bạc có bị hao mòn hay không.
Kiểm tra để đảm bảo đủ áp lực tiếp điểm và sau đó bôi lớp mỡ trắng Dow Corning 1292 (bang Michigan, Mỹ). Ưu điểm của mỡ này là nó sẽ luôn ở trạng thái mềm, vì vậy sau 3 - 5 năm, khi trở lại bảo trì thường kỳ, bạn chỉ cần dùng giẻ lau là sạch mỡ này.
Nếu đó là loại cầu dao phụ tải, điều quan trọng là phải kiểm tra bộ phận cắt dòng. Cầu dao phụ tải làm việc bằng cách nối mạch song song giữa các tiếp điểm của cầu dao và bộ phận cắt dòng khi cầu dao bắt đầu mở ra. Thông thường, đa số các nhà sản xuất cầu dao không muốn có bất cứ dòng điện nào chạy qua bộ phận cắt dòng khi cầu dao ở vị trí đóng. Nếu đúng là như vậy, thì phải kiểm tra khe hở thích hợp, nếu không bộ phận ngắt dòng có thể bị cháy trong khi tải ở mức bình thường.
Khi cầu dao mở ra, dòng điện phụ tải được phân nhánh giữa các điểm tiếp điểm chính và bộ phận cắt dòng. Việc phân nhánh song song này phải được duy trì khi tiếp tục mở cầu dao cho đến khi có đủ khe hở giữa các tiếp điểm chính để tránh phóng điện trở lại khi phụ tải bị cắt.
Việc cắt mạch sẽ xảy ra bằng cách sử dụng buồng chân không hoặc bộ phận thổi dập hồ quang. Trong cả hai trường hợp, bạn đều cần phải kiểm tra để thấy rằng bộ phận cắt dòng ở vị trí đóng có điện trở thấp. Trong đa số các trường hợp, có thể sử dụng giá trị điện trở bất kỳ dưới 1 Ω để đánh giá đạt/không đạt.
Sau khi chứng minh có thể đưa dòng điện qua bộ phận cắt dòng ở vị trí đóng, bước tiếp theo là chứng minh bộ phận cắt dòng có thể cắt dòng điện ở điện áp toàn phần. Nếu bộ phận cắt dòng là loại thổi dập hồ quang, bạn không có cách thực tế nào để thử nghiệm. Nếu bộ phận cắt dòng là loại buồng chân không, cần xác nhận với nhà sản xuất rằng có thể thử nghiệm cao áp buồng chân không. Đặt điện áp lên buồng chân không ở vị trí mở mạch là cách duy nhất để chứng minh chân không tồn tại và bộ phận cắt dòng điện sẽ cắt được dòng điện phụ tải ở điện áp dây.
Nếu tuân thủ tất cả các trình tự này tại tất cả các mối nối và các cầu dao trong trạm biến áp theo chu kỳ 3 đến 5 năm một lần, bạn đã có thể loại trừ được ít nhất một nguồn gốc nguy hiểm luôn rình rập sẵn sàng gây sự cố thảm khốc trong trạm biến áp.