Nổ máy biến áp: Tổng hợp nguyên nhân và hướng xử lý

Lê Hồng Phong

Các vụ cháy, nổ máy biến áp gây thiệt hại lớn về kinh tế và ảnh hưởng nặng nề đến đời sống, công việc, sản xuất, học tập của người dân xung quanh. Nhận thức được rủi ro, xác định nguyên nhân và có biện pháp phòng ngừa sớm sẽ giúp giảm thiểu đáng kể hiện tượng này. Hãy theo dõi phần tóm tắt dưới đây của KTH ELECTRIC.

Nguyên nhân nổ máy biến áp

Một số nguyên nhân gây cháy nổ máy biến áp là do hệ thống, hư hỏng thiết bị bên trong hoặc lỗi của người vận hành.

Nhiệt độ máy biến áp tăng quá cao

Máy biến áp luôn sinh ra nhiệt khi hoạt động nhưng khi nhiệt lượng tăng quá cao vượt ngưỡng đó là do:

• Lá thép hoạt động quá lâu sẽ dẫn đến hỏng lớp cách nhiệt.
• Đốt lá thép dẫn đến đoản mạch hoặc hư hỏng cục bộ.
• Có một vật kim loại dẫn điện gây đoản mạch và làm hỏng lá thép.
• Áp suất mạch yếu, lỏng ốc vít, bu lông hoặc điện áp đầu vào quá cao gây ra hiện tượng rung và ồn trong máy biến áp.

Ngắn mạch cuộn dây bên trong

Hiện tượng chập mạch cuộn dây bắt nguồn từ việc lớp cách điện bị mòn, quá tải sau thời gian dài; Chế độ làm mát không được đảm bảo do lớp cách điện của cuộn dây bị hư hỏng khi máy biến áp hoạt động liên tục ở nhiệt độ 105 độ C. Cuộn dây nổi lên trên bề mặt dầu làm mát do mức dầu giảm xuống dưới ngưỡng cho phép (dầu MBA). Hoặc cuộn dây bị thủng do lớp cách điện bị sứt mẻ, nứt.

Các vòng dây bị đoản mạch do lớp cách điện bị phá hủy, dầu làm mát bị ẩm và dòng điện bị đoản mạch. Hiện tượng này có thể khiến dòng điện đồng làm biến dạng cuộn dây, làm cuộn dây dịch chuyển dọc theo trục của lõi.

Đoản mạch, đứt mạch giữa các pha

Lỗi cách điện giữa các pha gây ra đoản mạch. Hiện tượng này tuy hiếm khi xảy ra nhưng sẽ kèm theo hiện tượng dầu trào qua ống chống nổ do dầu sôi mạnh, đẩy áp suất tăng cao.

Đứt pha là do lực vật lý tác động lên các đầu nối hoặc lực điện động tác dụng lên dòng điện ngắn mạch. Khi mạch pha bị đứt sẽ gây ra hồ quang làm ngắn mạch các pha và phóng điện vào vỏ máy biến áp.

Biến áp đầu vào gốm bị hỏng

Lớp cách điện của gốm đầu vào bị hư hỏng gây ra hiện tượng đoản mạch và phóng điện giữa các pha. Sứ đầu vào có thể bị cạn dầu, nứt, bẩn, ẩm dẫn điện… Sự phóng điện giữa gốm đầu vào xuống vỏ tạo ra hồ quang điện, khiến dầu chảy ra và các thiết bị điện phát nổ.

Xem thêm: Phân loại tổn thất máy biến áp và phương pháp tính toán

Rủi ro khách quan

Trong quá trình vận hành, người vận hành đã chủ quan không tuân thủ quy trình kiểm tra máy biến áp và quy trình bảo dưỡng định kỳ. Khi máy biến áp có dấu hiệu cháy nổ không xác định được và chưa có phương án phòng ngừa, cách ly máy biến áp. Ngoài ra, lửa có thể tiếp xúc gần với máy biến áp gây nóng và cháy.

Khi có giông, sét có thể không đánh vào cột chống sét mà đánh vào máy biến áp. Điện áp sét rất lớn khiến máy biến áp ngay lập tức bị quá tải. Nếu các thiết bị chống sét không hoạt động kịp thời, điện áp này sẽ gây nổ máy biến áp gần như ngay lập tức.

Nguy cơ nổ máy biến áp

Máy biến áp sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển đổi dòng điện xoay chiều đầu vào thành dòng điện có thông số điện áp và dòng điện khác nhau. Ở máy biến áp dầu, lõi và cuộn dây sẽ được ngâm trong dầu cách điện để tăng tính cách nhiệt, hiệu quả làm mát và tản nhiệt. Khi gặp tải nặng, đoản mạch, hư hỏng cách điện hoặc các sự cố khác, dầu cách điện trong máy biến áp sẽ tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc tạo ra hồ quang, tạo ra một lượng lớn hỗn hợp khí hydrocarbon do phân hủy nhiệt. Hiện tượng này làm tăng áp suất trong máy biến áp và dẫn đến hư hỏng kết cấu dầu, khiến máy biến áp phát nổ.

Khi máy biến áp nổ, dầu cách điện và hơi dầu, khí sẽ thoát ra mạnh qua các vết nứt trên thùng dầu. Dầu cách điện rò rỉ sẽ tạo thành một vũng chất lỏng trên mặt đất. Khi dầu bốc cháy sẽ xảy ra cháy. Khi các sản phẩm nhiệt phân thoát ra ngoài, hỗn hợp khí và sương dầu trộn lẫn với không khí, dẫn đến khả năng xảy ra vụ nổ thứ cấp. Những rủi ro này khi xảy ra trong không gian hạn chế, chật hẹp có thể tạo ra các vụ nổ mạnh, gây nguy hiểm cho người vận hành và các thiết bị xung quanh và gây hậu quả nghiêm trọng về kinh tế – xã hội.

Nhận diện các rủi ro khác tại: Tổng hợp các sự cố máy biến áp thường gặp và cách giải quyết

Hướng dẫn phòng tránh cháy nổ máy biến áp

Trong quá trình thiết kế và lắp đặt máy biến áp:

• Đảm bảo môi trường lắp đặt được thông gió tốt, có các chỉ báo nhiệt độ, độ ẩm, v.v. lý tưởng.
• Có biện pháp bảo vệ quá tải, ngắn mạch như lắp đặt cầu dao, tủ RMU,…
• Trang bị cho máy biến áp một bình giãn nở dầu để giãn nở khi quá nhiệt, hạn chế quá trình oxy hóa dầu và độ ẩm, hạn chế dầu tiếp xúc với không khí.

Trong quá trình hoạt động:

• Lau khô lớp cách điện trước khi đưa máy biến áp vào vận hành (mới hoặc sau khi đại tu).
• Kiểm tra điện trở cách điện của cuộn dây và lõi thép.
• Bố trí phương án làm mát máy biến áp bằng dầu, nước hoặc không khí tùy theo điều kiện thực tế.
• Điện áp máy biến áp tỷ lệ thuận với độ bền cách điện của dầu. Ví dụ, điện áp máy biến áp là 15kV, dầu mới đạt 25KV/mm hoặc dầu cũ đạt 20KV/mm.
• Kiểm tra ngưỡng dầu trong bình giãn nở, nếu dưới ngưỡng tiêu chuẩn thì bổ sung thêm.
• Theo dõi nhiệt độ dầu thông qua nhiệt kế hoặc nhiệt kế điện trở đặt bên ngoài vỏ động cơ.
• Kiểm tra rơle hơi khi có tín hiệu, kiểm tra ống chống cháy nổ.

KTH ELECTRIC hy vọng những thông tin trên đã giúp bạn xác định, xử lý và ngăn ngừa các nguy cơ cháy nổ máy biến áp. Xem thêm các bài viết về máy biến áp tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tram-bien-ap/