HƯỚNG DẪN THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ NHẤT THỨ

Thử nghiệm Máy biến áp lực ở chế độ ban đầu, định kỳ hoặc sau sửa chữa nhằm đảm bảo độ chính xác, tin cậy của kết quả đo lường thử nghiệm, đảm bảo an toàn cho con người và trang thiết bị. Hướng dẫn này đưa các yêu cầu cụ thể về điều kiện và nội dung thử nghiệm cho các Máy biến áp lực lắp đặt trong nhà và ngoài trời, vận hành trên các lưới điện cao và hạ áp.

1. Giải thích từ ngữ
a. Máy biến áp lực: Là thiết bị điện dùng để thực hiện truyền năng lượng điện xoay chiều giữa các mạch điện thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ. Máy biến áp gồm có một cuộn dây sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp. Khi đưa dòng điện với điện áp xác định vào cuộn sơ cấp, sẽ tạo ra dòng điện cảm ứng ở các cuộn thứ cấp;
b. Thử nghiệm mới: Là thử nghiệm đánh giá chất lượng thiết bị điện lần đầu trước khi đóng điện nghiệm thu đưa vào sử dụng;
c. Thử nghiệm định kỳ: Là thử nghiệm thiết bị điện sau một khoảng thời gian vận hành theo quy định nhằm đánh giá chất lượng hiện tại của thiết bị điện để phòng ngừa sự cố có thể xảy ra do chất lượng của thiết bị điện suy giảm;
d. Thử nghiệm sau sửa chữa: Là thử nghiệm thiết bị điện sau khi được sửa chữa nhằm đánh giá chất lượng của thiết bị điện để đảm bảo đã khắc phục xong sự cố và thiết bị sẵn sàng vận hành trở lại;
e. Thiết bị nhất thứ: Là các thiết bị điện lực gồm các nhóm máy điện tĩnh (máy biến áp, máy biến điện áp, máy biến dòng điện), máy điện quay (máy phát điện, động cơ điện), máy cắt và dao cách ly (máy cắt, dao cách ly, dao cắt phụ tải, cầu chì cao thế), thiết bị điện khác trong Trạm biến áp (thanh cái, chống sét, tụ điện, kháng điện, sứ cách điện);
f. Điện áp danh định (Ur): Là điện áp ấn định được đặt vào hoặc tạo ra ở trạng thái không tải giữa các đầu nối của cuộn dây không có nấc điều chỉnh hoặc của cuộn dây có nấc điều chỉnh được nối ở nấc điều chỉnh, đối với cuộn dây ba pha đó là điện áp giữa các đầu nối pha;
g. Công suất danh định (Sr): Là giá trị quy ước của công suất biểu kiến được ấn định cho cuộn dây Máy biến áp mà cùng với điện áp danh định của cuộn dây đó công suất này quyết định dòng điện danh định của cuộn dây;
h. Dòng điện danh định (Ir): Là dòng điện chạy qua đầu nối pha của cuộn dây, dòng điện này được tính từ công suất danh định Sr và điện áp danh định Ur đối với cuộn dây đó;
i. Tần số danh định (fr): Là tần số mà tại đó Máy biến áp được thiết kế để làm việc;
j. MBA: Máy biến áp lực;
k. NSX: Nhà sản xuất;
l. TNV: Thử nghiệm viên;
m. KĐBĐ: Không đảm bảo đo.

2. Tài liệu tham khảo
a. IEC 60060-1: 2010: General definitions and test requirements (Subclause 4/Page 11: General requirements; Subclause 6/Page 22: Tests with alternating voltage);
b. IEC 60076-1: 2011 (TCVN 6306-1:2015): Power transformers – Part 1: General (Điều 10 bảng 1; Điều 11);
c. IEC 60076-3: 2013 Power transformers – Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air (Điều 11);
d. TCVN 6306-11: 2009 (IEC 60076-11: 2004): Máy biến áp điện lực – Phần 11: Máy biến áp kiểu khô;
e. QCVN QTĐ-5: 2009/BCT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về kỹ thuật điện – Tập 5: Kiểm định trang thiết bị hệ thống điện;
f. Biên bản thí nghiệm xuất xưởng Máy biến áp;
g. Báo cáo kết quả lần đầu và/hoặc lần thử nghiệm/kiểm định trước đó.

3. Quy định chung
a. MBA được thử nghiệm:
i. Phải được cách ly, cô lập hoàn toàn về nguồn điện trước khi tiến hành thử nghiệm;
ii. Đối tượng thử nghiệm phải hợp bộ, có đầy đủ nhãn mác, ghi rõ đầy đủ thông số kỹ thuật của đối tượng như: Điện áp, dòng điện định mức, nhà sản xuất, thời gian sản xuất …
iii. Đối với máy biến áp loại khô:
– Trước khi đo máy biến áp phải để ở trạng thái không mang điện ở nhiệt độ môi trường không đổi trong ít nhất 3 tiếng.
– Điện trở và nhiệt độ cuộn dây phải đo cùng lúc. Nhiệt độ cuộn dây phải được đo bằng cảm biến đặt tại vị trí tiêu biểu, tốt nhất là đặt trong các cuộn dây, ví dụ như trong một khe giữa cuộn dây điện áp cao và cuộn dây điện áp thấp.
iv. Đối với máy biến áp loại ngâm trong dầu:
– Sau khi máy biến áp để ở trạng thái không mang điện trong 3 tiếng, phải xác định nhiệt độ dầu trung bình, và nhiệt độ của cuôn dây phải xem bằng nhiệt độ dầu trung bình, nhiệt độ trung bình được lấy bằng trung bình của nhiệt độ điểm trên cùng và điểm dưới cùng của dầu. Nhưng sai lệch nhiệt độ trên và dưới không vượt quá 5 độ.
v. Môi trường và điều kiện thử nghiệm:
Theo yêu cầu kỹ thuật của từng đối tượng thử nghiệm được quy định bởi NSX hoặc nếu không có quy định riêng biệt.
– Nhiệt độ môi trường: (0-40) ⁰C;
– Độ ẩm: (50-98)%;
– Đối tượng thử nghiệm phải ở trạng thái ổn định nhiệt hoặc có thể kiểm soát được nhiệt độ của đối tượng đo một cách tin cậy.
b. Biện pháp an toàn:
i. TNV nhận hiện trường theo các quy định của ngành Điện;
ii. TNV tiến hành kiểm tra nguồn cấp của phương tiện thử nghiệm trước khi khởi động;
iii. TNV kiểm tra các đối tượng cần thử nghiệm đã được cắt điện, cách ly hoàn toàn với các nguồn của hệ thống, vỏ thiết bị phải được nối đất;
iv. Làm hàng rào an toàn bảo vệ, treo biển báo và cử người canh an toàn khi cần thiết;
v. Toàn bộ nhân viên trong đội công tác phải thực hiện nghiêm túc công tác trang bị bảo hộ lao động, vệ sinh lao động đúng quy định.

4. Hướng dẫn thử nghiệm
Chỉ thực hiện các phép thử nghiệm khi các quy định trong Khoản 3 được thỏa mãn. Bao gồm các bước như sau:
a. Kiểm tra bên ngoài:
1. Kiểm tra hồ sơ của MBA:
– Các hướng dẫn về vận hành, sử dụng;
– Các sơ đồ và các chi tiết, phụ kiện cần có cho việc thử nghiệm;
– Các hướng dẫn đặc biệt của MBA (nếu có).
ii. Kiểm tra bằng cách quan sát: không có sự hư hỏng do cơ học, do phóng điện và ăn mòn; MBA phải còn nguyên vẹn; các cực nối chắc chắn, không nứt vỡ; mức dầu MBA nằm trong giới hạn cho phép…
b. Đo điện trở cách điện:
i. Thiết lập sơ đồ đo điện trở cách điện MBA theo sơ đồ sau:

ii. Tiến hành thử nghiệm:
Bước 1: Đấu nối thiết bị theo sơ đồ. Khởi động thiết bị và cài đặt các thông số theo hướng dẫn sử dụng thiết bị đo điện trở cách điện.
Bước 2: Đo và đọc giá trị điện trở ở thời điểm 15 giây, 60 giây.
Bước 3: Ghi thông số điện trở cách điện vào mẫu Phiếu kết quả thử nghiệm Máy biến áp lực.
Bước 4: Tháo các dây đo.
Bước 5: Dùng dây tiếp đất xả hết điện tích dư trên đối tượng thử nghiệm.
iii. Kết thúc phép đo, chờ để chắc chắn mạch điện xả hết điện tích dư trong đối tượng thử nghiệm ít nhất là 3 phút. Tháo sơ đồ, kết thúc phép đo.
iv. Ghi chép đầy đủ quan trắc gốc. Tính toán đánh giá sơ bộ kết quả đo nếu số liệu thực nghiệm nằm trong giới hạn cho phép. Tương tự thực hiện tiếp các phép thử đo điện trở cách điện cuộn dây cấp điện áp khác.
c. Kiểm tra độ bền của điện môi
i. Mẫu thử nghiệm phải khô và sạch, cần được tiến hành ở nhiệt độ môi trường xung quanh.
ii. Chỉ tiến hành thử nghiệm độ bền cách điện khi đã kiểm tra điện trở cách điện của MBA có trị số đạt yêu cầu theo quy định.
iii. Bảng giá trị thử điện áp xoay chiều tần số công nghiệp đối với từng cấp điện áp định mức như bảng sau:

Điện áp định mức (kV)	Điện áp thử nghiệm trong 1 phút (kV)
0,72	3
1,2	6
3,6	10
7,2	20
12	28
17,5	38
24	50
36	70

iv. Sử dụng thiết bị thử nghiệm cao áp xoay chiều sao cho đảm bảo yêu cầu thử nghiệm về mặt công suất thử.
v. Thiết lập sơ đồ sơ đồ thử độ bền điện thử độ bền điện MBA như sau:

iv. Tiến hành thử nghiệm:
Bước 1: Đấu nối thiết bị thử nghiệm theo sơ đồ
Bước 2: Khởi động thiết bị và cài đặt các thông số. Chọn điện áp thử nghiệm và giới hạn dòng rò phù hợp với cấp điện áp của cuộn dây máy biến áp thử nghiệm. Chọn chế độ thử tự động hoặc bằng tay.
Bước 3: Thực hiện thử cao áp cho từng pha theo hướng dẫn sử dụng thiết bị thử nghiệm cao áp xoay chiều.
Bước 4: Tăng đều điện áp lên đến giá trị thử nghiệm với tốc độ tăng 2kV/s và chú ý xem có bị phóng điện không, duy trì giá trị điện áp thí nghiệm này trong vòng 1 phút.
Bước 5: Dừng phép đo, giảm nhanh giá trị điện áp về 0V và cắt aptomat cấp nguồn.
Bước 6: Kết thúc phép đo, chờ để chắc chắn mạch điện xả hết điện tích dư trong đối tượng đo ít nhất là 3 phút. Tháo sơ đồ, kết thúc phép đo.
Bước 7: Ghi chép đầy đủ giá trị điện áp thử, thời gian và dòng rò/hiện tượng đánh thủng… theo mẫu Phiếu kết quả thử nghiệm Máy biến áp lực. Xử lý tính toán đánh giá sơ bộ kết quả đo, nếu số liệu thực nghiệm nằm trong giới hạn cho phép. Tương tự thực hiện tiếp các phép thử Độ bền điện tần số công nghiệp còn lại…
d. Đo điện trở một chiều các cuộn dây nguội:
i. Nguyên tắc phương pháp đo điện trở DC: Đối tượng là cuộn dây MBA thì đều dùng cặp dây bơm dòng của hợp bộ luôn kẹp ngoài cùng đối tượng đo thật chắc chắn, cặp dây đo điện áp rơi kẹp sát đối tượng cần đo, đảm bảo tiếp xúc tốt.
ii. Đấu nối sơ đồ đo điện trở các cuộn dây MBA cần thử nghiệm theo nguyên lý Vôn-Ampemet theo các sơ đồ tương ứng như sau:

Sơ đồ đo điện trở DC pha cuộn dây MBA nối hình Δ

iii. Tiến hành thử nghiệm:
Bước 1:Đấu nối thiết bị thử nghiệm theo sơ đồ.
Bước 2:Cắm dây nguồn và khởi động thiết bị.
Bước 3:Vào mục cài đặt để chọn các chế độ cần thiết.
Bước 4:Chọn trị số dòng điện đo, lựa chọn thang dòng và chế độ đo, nhấn OK để xác nhận.
Bước 5:Chọn “Start” để bắt đầu đo.
Bước 6:Khi thấy giá trị hiển thị điện trở ổn định như đã chọn theo chế độ, đèn Safe ON sáng hoặc chọn “Stop” dừng đo, đọc kết quả.
Bước 7:Ghi kết quả vào mẫu Phiếu kết quả thử nghiệm Máy biến áp lực.
Bước 8:Kết thúc phép đo điện trở một chiều.
iv. Tắt các nguồn cung cấp, tháo dỡ các dây đo hệ thống thử nghiệm, vệ sinh an toàn trả lại mặt bằng, tình trạng ban đầu trước khi thử nghiệm.
e. Đo tỷ số biến và xác định cực tính:
i. Thiết lập sơ đồ đo tỷ số biến và xác định cực tính MBA như sau:
– Loại cho máy biến áp 1 pha: Dây nối cho phía sơ cấp ký hiệu là X với 2 đầu dây là X1 và X2, dây nối cho phía hạ thứ cấp với 2 đầu dây ký hiệu là H1 và H2.
– Loại cho máy biến áp 3 pha: Gồm dây nối cho phía cao với 4 đầu dây H1, H2, H3, H0 và dây nối cho phía hạ với 4 đầu dây X1, X2, X3, X0. Đối với tổ đấu dây kiểu Y hoặc ∆ thì chỉ dùng 3 đầu dây H1, H2, H3 hoặc X1, X2, X3. Đối với tổ đấu dây Y0 thì dùng cả 4 đầu dây.
ii. Tiến hành thử nghiệm:
Bước 1: Đấu nối thiết bị thử nghiệm theo sơ đồ
Bước 2: Cắm dây nguồn và khởi động thiết bị.
Bước 3: Vào mục cài đặt để chọn điện áp bơm cần thử nghiệm.
Bước 4: Chọn kiểu nối dây và tỉ số biến đổi: chọn kiểu nối dây như: singal phase, ∆/Y, Y/∆, … Sau khi chọn xong thì nhập vào tỉ số biến áp theo nấc phân áp đang thử nghiệm nhập các giá trị điện áp cho phía cao và phía hạ. Có thẻ chọn chế độ tự động dò tìm tổ đấu dây. Chọn tổ nối dây và nhập tỉ số biến áp giống như ghi trên nhãn máy hoặc theo xuất xưởng của NSX.
Nếu tại bước này ta cần dò tìm tổ đấu dây thì chọn mục Auto test và tiếp tục nhập tỉ số biến áp.
Bước 5: Chọn bắt đầu đo. Trong quá trình đo máy liên tục phát ra tiếng bíp.
Bước 6: Lúc này thiết bị sẽ tự khởi động bơm áp vào cuộn dây phía hạ và thực hiện tính toán kết quả, sau khi máy thực hiện xong sẽ hiển thị kết quả đo ra màn hình.
Bước 7: Thực hiện chuyển nấc phân áp, đo tỉ số biến tại các nấc khác được tiến hành tương tự.
Bước 8: Ghi kết quả vào mẫu Phiếu kết quả thử nghiệm Máy biến áp lực.
Bước 9: Kết thúc phép đo tỉ số biến.
iii. Tắt các nguồn cung cấp, tháo dỡ các dây đo hệ thống thử nghiệm, vệ sinh an toàn trả lại mặt bằng, tình trạng ban đầu trước khi thử nghiệm.

7. Đánh giá kết quả thử nghiệm:
a. Kiểm tra bên ngoài:
i. Nhãn mác phải đọc được rõ ràng;
ii. Không có sự hư hỏng do cơ học, do phóng điện và ăn mòn;
iii. MBA phải còn nguyên vẹn;
iv. Các cực nối chắc chắn, không nứt vỡ;
b. Điện trở cách điện:
i. Giá trị điện trở cách điện đo được sau khi quy đổi về cùng một nhiệt độ không được nhỏ hơn 30% giá trị điện trở cách điện của NSX hoặc lần thí nghiệm/kiểm định trước đó.
ii. Trong trường hợp không có các số liệu để so sánh, cho phép tham khảo giá trị điện trở cách điện cho phép tối thiểu nêu trong QCVN QTĐ -5:2009/BCT như sau (đơn vị MΩ):

Cấp điện áp cuộn cao áp MBA	Nhiệt độ cuộn dây (0C)
	10	20	30	40	50	60	70
– Điện áp 35 kV trở xuống, công suất <10000kVA	450	300	200	130	90	60	40
– Điện áp 35 kV công suất>10 000kVA– Điện áp 110kV trở lên không phụ thuộc công suất	900	600	400	260	180	120	80

iii. Nếu giá trị điện trở cách điện đo được thỏa mãn điều kiện trên thì ta tiếp tục tiến hành thí nghiệm các hạng mục tiếp theo.
iv. Công thức hiệu chỉnh theo nhiệt độ bằng một hệ số K1:

Δt=t2-t1	K1	Δt=t2-t1	K1
1	1.04	10	1.5
2	1.08	15	1.84
3	1.13	20	2.25
4	1.17	25	2.75
5	1.22	30	3.4

Trong đó: – t1: nhiệt độ đo trước đó hay cho trong lý lịch
– t2: nhiệt độ đo sau

• Δt> 0 khi quy đổi về t1 phải nhân với K1
• Δt< 0 khi quy đổi về t1 phải chia với K1

Cách quy đổi:      Rcđ (ở nhiệt độ t1) = K1* Rcđ (ở nhiệt độ t2).
K1: là giá trị hệ số qui đổi tra bảng với ∆t = t2 – t1.
iv. Trong trường hợp chênh lệch nhiệt độ không có trong bảng trên thì ta có thể tính theo hệ số đã cho bằng cách nhân các hệ số tương ứng.
Ví dụ: do 9⁰C = 4⁰C + 5⁰C nên ta tính được:
K1(∆t = 9⁰C) = K1(∆t = 4⁰C) * K1(∆t = 5⁰C) = 1,17*1,22 = 1,42
c. Kiểm tra độ bền của điện môi:
Chỉ tiêu thử nghiệm điện áp tần số công nghiệp trong điều kiện khô cho MBA được xem là đạt yêu cầu khi:
i. Không có hiện tượng dòng điện cung cấp dao động, tăng vọt bất thường khi tăng điện áp hoặc khi duy trì điện áp thử.
ii. Không có xảy ra hiện tượng phóng điện bề mặt hay chọc thủng cách điện trong suốt thời gian tiến hành thử nghiệm.
iii. Giá trị điện trở cách điện đo lại sau khi thử không bị suy giảm.
d. Đo điện trở một chiều các cuộn dây nguội:
i. Điện trở một chiều các cuộn dây nguội đo được quy về nhiệt độ ở giá trị 75^oC, so sánh với số liệu thiết kế không sai lệch quá ±10% đối với thí nghiệm lần đầu (xuất xưởng), đối với các lần thí nghiệm sau thì không sai lệch quá ±2% so với số liệu thí nghiệm đưa vào vận hành trước đó là đạt yêu cầu;
ii. Nếu ở nhiệt độ thí nghiệm khác 75^oC, phải quy đổi giá trị điện trở một chiều đo được về nhiệt độ 75^oC bởi công thức:

Trong đó: – R₇₅: điện trở cần quy đổi về 75^oC
– R_t: điện trở đo được ở nhiệt độ t
– t:   nhiệt độ cuộn dây
e. Đo tỷ số biến và xác định cực tính:
i. Nếu giá trị tỉ số biến đo được là dương thì sơ cấp, thứ cấp cùng cực tính nếu âm thì ngược lại.
ii. K_I%= (tỷ số tính toán- tỷ số đo)/tỉ số tính toán.
Tỷ số tính toán là tỷ số ghi trên nhãn máy hoặc theo xuất xưởng của NSX. Sai lệch tỷ số biến của mỗi cuộn dây sai lệch không quá 0.5% so với tỷ số ghi trên nhãn máy.
Kết quả thử nghiệm được ghi chép vào mẫu Phiếu kết quả thử nghiệm.