Tóm tắt Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-18-31:2014 (IEC 60034-18-31:2012) về Máy điện quay - Quy trình thử nghiệm dây quấn định hình - Đánh giá về nhiệt và phân loại các hệ thống cách điện

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6627-18-31:2014 quy định các phương pháp thử nghiệm và tiêu chí đánh giá tính năng nhiệt của hệ thống cách điện dùng trong máy điện quay sử dụng dây quấn định hình. Dưới đây là nội dung tóm tắt chuyên sâu và chi tiết về các quy định cốt lõi của tiêu chuẩn này.

1. Quy định chung về lập báo cáo và đánh giá dữ liệu

Quá trình thử nghiệm và lập báo cáo phải tuân thủ các nguyên tắc chung được quy định tại Điều 5.2 của tiêu chuẩn TCVN 6627-18-1 (IEC 60034-18-1). Để thực hiện phân tích thống kê đầy đủ và chính xác các kết quả thử nghiệm thu được, tiêu chuẩn khuyến nghị áp dụng các hướng dẫn chi tiết trong tiêu chuẩn IEC 60216-15.

Trước khi tiến hành so sánh, cần xác định rõ tuổi thọ vận hành kỳ vọng và cấp chịu nhiệt của hệ thống cần đánh giá (hệ thống thử nghiệm), sau đó đối chiếu với hệ thống chuẩn dựa trên các tiêu chí kỹ thuật cụ thể. Đường hồi qui của cả hai hệ thống phải phù hợp với dữ liệu thực nghiệm (khuyến nghị hệ số xác định R² ≥ 0,98) và không có sự thay đổi bất thường nào về cơ chế lão hóa trong dải nhiệt độ thử nghiệm.

2. Các trường hợp xác định chất lượng hệ thống cách điện

Việc đánh giá chất lượng của hệ thống cách điện thử nghiệm so với hệ thống chuẩn được phân chia thành 4 trường hợp cụ thể dựa trên sự tương đồng hoặc khác biệt về cấp chịu nhiệt và tuổi thọ vận hành kỳ vọng:

• Trường hợp A (Cùng cấp chịu nhiệt và cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng): Cả hai hệ thống được thử nghiệm dưới các chu kỳ lão hóa nhiệt hoàn toàn giống nhau. Hệ thống thử nghiệm được xác định là đạt chất lượng nếu khoảng tin cậy của nó chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn trên toàn bộ dải nhiệt độ thử nghiệm.
• Trường hợp B (Cùng cấp chịu nhiệt nhưng khác tuổi thọ vận hành kỳ vọng): Áp dụng khi tuổi thọ kỳ vọng của hệ thống thử nghiệm khác biệt so với hệ thống chuẩn (nằm trong khoảng từ 0,5 đến 2 lần tuổi thọ hệ thống chuẩn). Giới hạn độ tin cậy của hệ thống thử nghiệm sẽ được dịch chuyển tương ứng trên trục tung (trục thời gian). Hệ thống đạt yêu cầu nếu khoảng tin cậy sau dịch chuyển chồng lên hoặc vượt quá hệ thống chuẩn, đồng thời độ dốc đường hồi qui của hệ thống thử nghiệm phải lớn hơn hoặc bằng độ dốc của hệ thống chuẩn.
• Trường hợp C (Khác cấp chịu nhiệt nhưng cùng tuổi thọ vận hành kỳ vọng): Áp dụng khi cấp chịu nhiệt dự kiến của hệ thống thử nghiệm chênh lệch không quá một cấp so với hệ thống chuẩn. Nhiệt độ thử nghiệm thấp nhất của mỗi hệ thống không được vượt quá 25 độ C so với cấp chịu nhiệt tương ứng của nó. Giới hạn độ tin cậy được dịch chuyển trên trục hoành (trục nhiệt độ). Hệ thống đạt yêu cầu nếu khoảng tin cậy sau dịch chuyển chồng lên hoặc vượt quá hệ thống chuẩn và độ dốc đường hồi qui thể hiện tính cải thiện liên tục.
• Trường hợp D (Khác cả cấp chịu nhiệt và khác tuổi thọ vận hành kỳ vọng): Đây là trường hợp phức tạp nhất, yêu cầu thực hiện dịch chuyển giới hạn độ tin cậy trên cả hai trục (trục tung cho tuổi thọ và trục hoành cho cấp chịu nhiệt). Các điều kiện biên về giới hạn chênh lệch cấp chịu nhiệt (không quá một cấp) và nhiệt độ thử nghiệm thấp nhất vẫn phải được tuân thủ nghiêm ngặt như ở Trường hợp C.

3. Xử lý sai lệch đồ thị và phương pháp đánh giá rút gọn

Trong quá trình thực nghiệm, dữ liệu có thể xuất hiện các sai lệch hoặc đòi hỏi phương pháp đánh giá nhanh trong một số điều kiện cụ thể:

• Tính không thẳng của đường hồi qui: Nếu đường hồi qui xuất hiện điểm uốn hoặc bị cong, điều này cho thấy có nhiều hơn một cơ chế hỏng hoặc phản ứng hóa học/cơ học đồng thời ảnh hưởng đến quá trình lão hóa nhiệt. Khi đó, cần phải tiến hành lấy thêm các điểm thử nghiệm bổ sung ở nhiệt độ thấp hơn hoặc nhiệt độ trung gian để xác minh chính xác xu hướng của đường cong.
• Đánh giá rút gọn: Phương pháp này chỉ áp dụng đối với những thay đổi nhỏ trong hệ thống cách điện mà các thay đổi này được dự báo là không ảnh hưởng đáng kể đến độ bền nhiệt của hệ thống. Thử nghiệm chỉ thực hiện ở một chu kỳ thời gian - nhiệt độ duy nhất. Hệ thống thử nghiệm đạt yêu cầu nếu giới hạn độ tin cậy 90% của điểm thử nghiệm chồng lên hoặc vượt quá khoảng tin cậy của hệ thống chuẩn.

4. Quy định về kết cấu khuôn và đối tượng thử nghiệm (Phụ lục A)

Tiêu chuẩn cung cấp các hướng dẫn chi tiết về thiết kế và chế tạo các mô hình khuôn thử nghiệm nhằm mô phỏng chính xác nhất điều kiện làm việc thực tế của máy điện:

• Cụm rãnh cho máy điện xoay chiều: Thường được sử dụng để đánh giá hệ thống cách điện stato của máy điện xoay chiều có công suất định mức đến 10 MW và điện áp đến 7 kV. Đối với các hệ thống có điện áp cao hơn 7 kV, thiết kế khuôn cần tăng khoảng cách khe hở không khí và phải có cơ cấu đỡ bổ sung cho các dây nối ra để tránh hiện tượng nứt gãy do rung động trong chu kỳ chẩn đoán.
• Mô phỏng lực ly tâm (Phần ứng một chiều và roto đồng bộ): Khuôn thử nghiệm được chế tạo bằng cách phay rãnh trên khối thép hoặc dập các lá tôn silic rồi ghép lại. Để mô phỏng lực ly tâm tác động lên cách điện cuộn dây, tiêu chuẩn yêu cầu sử dụng một tấm thép cứng định hình ép lên phần rãnh thông qua hệ thống lò xo đã được hiệu chuẩn lực trước. Các lò xo này phải được lựa chọn đặc biệt để không bị suy giảm hoặc thay đổi hằng số đàn hồi khi tiếp xúc liên tục với nhiệt độ cao, độ ẩm và ứng suất cơ học trong suốt quá trình thử nghiệm.

5. Cấu trúc danh mục của tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn TCVN 6627-18-31:2014 được bố cục thành các phần rõ rệt bao gồm:

• Lời nói đầu và Lời giới thiệu.
• Điều 1: Phạm vi áp dụng.
• Điều 2: Tài liệu viện dẫn.
• Điều 3: Các lưu ý chung.
• Điều 4: Đối tượng thử nghiệm và mẫu thử nghiệm.
• Điều 5: Quy trình thử nghiệm.
• Điều 6: Chu kỳ chẩn đoán.
• Điều 7: Lập báo cáo và đánh giá chức năng của dữ liệu từ hệ thống cần đánh giá và hệ thống chuẩn.
• Phụ lục A (Tham khảo): Ví dụ về kết cấu (khuôn) của đối tượng thử nghiệm.
• Thư mục tài liệu tham khảo (bao gồm tiêu chuẩn liên quan TCVN 6627-1 / IEC 60034-1 về thông số và tính năng của máy điện quay).