Nghiên cứu ứng dụng phương pháp giám sát nhiệt độ điểm nóng cuộn dây và phương pháp phân tích thành phần khí hòa tan trong dầu cho hệ thống giám sát online MBA

Máy biến áp lực (MBA) là thiết bị quan trọng và có giá trị lớn trong hệ thống điện (HTĐ), tình trạng vận hành của MBA trực tiếp ảnh hưởng đến tính an toàn và tin cậy HTĐ. Đặc biệt theo chủ trương của Tập đoàn Điện lực Việt Nam đến năm 2020 thực hiện 100% các TBA 110 kV là trạm không người trực vận hành, để hoàn thành kế hoạch trên cần thiết phải có các biện pháp đảm bảo cho tất cả các trang thiết bị trong trạm, trong đó MBA là phần tử quan trọng nhất, vận hành một cách an toàn, tin cậy và hiệu quả.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp giám sát nhiệt độ điểm nóng cuộn dây và phương pháp phân tích thành phần khí hòa tan trong dầu cho hệ thống giám sát online MBA 324 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT NHIỆT ĐỘ ĐIỂM NÓNG CUỘN DÂY VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN KHÍ HÒA TAN TRONG DẦU CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT ONLINE MBA Công ty Lưới điện cao thế TP Hà Nội I. ĐẶT VẤN ĐỀ Máy biến áp lực (MBA) là thiết bị quan trọng và có giá trị lớn trong hệ thống điện (HTĐ), tình trạng vận hành của MBA trực tiếp ảnh hưởng đến tính an toàn và tin cậy HTĐ. Đặc biệt theo chủ trương của Tập đoàn Điện lực Việt Nam đến năm 2020 thực hiện 100% các TBA 110 kV là trạm không người trực vận hành, để hoàn thành kế hoạch trên cần thiết phải có các biện pháp đảm bảo cho tất cả các trang thiết bị trong trạm, trong đó MBA là phần tử quan trọng nhất, vận hành một cách an toàn, tin cậy và hiệu quả. Hệ thống giám sát online MBA có tác dụng phát hiện sớm các bất thường, hư hỏng để có biện pháp xử lý kịp thời, nâng cao hiệu suất sử dụng và giảm thời gian mất điện các MBA. Để giám sát tình trạng hoạt động máy biến áp, hiện nay nhiều công nghệ đã được áp dụng như: phân tích thành phần khí hòa tan trong dầu (DGA), phát hiện phóng điện cục bộ (PD), giám sát nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ dầu máy biến áp, giám sát điện áp 2 phía máy biến áp v.v. Các thiết bị giám sát có đặc điểm đều sử dụng thiết bị, cảm biến chuyên dụng độc lập, đặc tính giám sát đơn lẻ, trong những tình huống sự cố nhất định có thể đưa ra chẩn đoán sự cố tương đối chính xác, nhưng không thể đưa ra chẩn đoán về MBA một cách tổng thể. Ngoài ra, ảnh hưởng của chu kì lấy mẫu cũng cản trở việc phát hiện kịp thời sự cố cũng như dự báo diễn biến của sự cố cho người vận hành. Sự phát triển của công nghệ hiện đại, không ngừng nâng cao khả năng tự động hóa trong TBA đã cung cấp các giải pháp hữu hiệu cho giám sát online MBA. Bên cạnh đó, ứng dụng các tiêu chuẩn tiên tiến về giám sát MBA có thể xây dựng một hệ thống giám sát online MBA toàn diện, tính chính xác cao, theo thời gian thực. Đối tượng nghiên cứu của chuyên đề này là MBA dầu, chủ yếu sử dụng giám sát nhiệt độ cuộn dây và đo sắc phổ các thành phần khí hòa tan trong dầu để tiến hành chẩn đoán tình trạng vận hành của MBA; từ đó phát hiện các sự cố xảy ra, dự báo sự cố có thể phát sinh trong quá trình vận hành, đồng thời nâng cao khả năng vận hành quá tải của MBA. PHÂN BAN TRUYỀN TẢI ĐIỆN | 325 II. THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1. Hiện trạng giám sát, điều khiển MBA Các hệ thống giám sát, điều khiển MBA hiện có:  Sử dụng các tín hiệu đo lường tại trạm làm cơ sở tiến hành giám sát, vận hành MBA bao gồm dòng điện, điện áp, công suất, hệ số công suất, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ lớp dầu trên, v.v.  Đo thành phần khí hòa tan (DGA) bằng sắc phổ dầu, đo trực tuyến hoặc lấy mẫu dầu đo riêng lẻ;  Giám sát, điều khiển hệ thống quạt và bơm làm mát;  Giám sát phóng điện cục bộ. Nguồn: sytec.com.vn Hình 1: Giám sát MBA hiện đang được sử dụng Các hệ thống đang sử dụng đều sử dụng thông tin từ các thiết bị chuyên dụng đơn lẻ, giám sát MBA từ các bộ phận khác nhau, các chẩn đoán đưa ra chủ yếu được sử dụng để hiển thị và cảnh báo ở mức thấp (quá nhiệt MBA, hệ thống quạt không bình thường,...) hoặc sử dụng như một thành phần của liên động điều khiển (quá dòng, quá áp,...) và chưa có tính năng dự báo sự cố. Từ góc độ giám sát, điều khiển và thông tin MBA thì tính đồng bộ, nhất quán của các thiết bị riêng lẻ là chưa cao. Tại Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung, các trạm tự động hóa những năm gần đây phát triển với tốc độ cao, tiêu chuẩn IEC61850 được ứng dụng ngày càng sâu rộng. Các trạm được giám sát, điều khiển bằng hệ thống DCS đã thể hiện ưu thế vượt trội so với kiểu truyền thống, đặc biệt là khả năng thu thập, xử lý và lưu trữ một lượng thông tin rất lớn với mức độ chính xác rất cao. Đồng thời, mở ra khả năng tự động hóa hoàn toàn công tác vận hành TBA. Trên cơ sở đó, các đơn vị, tổ chức đã và 326 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 đang tiến hành xây dựng chương trình giám sát trực tuyến, điều khiển MBA có tính toàn diện và độ chính xác cao. 2. Các hệ thống giám sát trực tuyến MBA được nghiên cứu và ứng dụng trong thời gian gần đây Năm 2010, ALSTOM giới thiệu hệ thống “MS 3000 – Online condition monitoring and expert System”. Hệ thống này có chức năng giám sát cuộn dây, đầu cực, hệ thống làm mát, OLTC của MBA. Tháng 11 năm 2010, hệ thống “MDS4000 - Hệ thống giám sát và đánh giá trạng thái của các thiết bị truyền tải điện” của công ty EON-LG được Tập đoàn Điện lực Trung Quốc thông qua kiểm nghiệm. MDS4000 có module quan trọng là “MDD3000T- Giám sát trực tuyến MBA”, MDD3000 giám sát thành phần khí và nước trong dầu, giám sát nhiệt độ cuộn dây thông qua các cảm biến quang học. Siemens giới thiệu hệ thống “SITRAM@ GAS-Guard 8” và “SITRAM@ CM” vào năm 2011. Hai hệ thống này có chức năng chủ yếu gồm: phân tích thành phần khí trong dầu, đo lường nhiệt độ cuộn dây, nhiệt độ dầu, khả năng vận hành quá tải, phân tích lão hóa cách điện cuộn dây. Tại Việt Nam, tháng 6 năm 2010 công ty ATS trình bày đề tài nghiên cứu khoa học “Xây dựng phần mềm giám sát khả năng tải đường dây, giám sát khả năng tải và lão hoá cách điện của máy biến áp”. Đến đầu năm 2011, phần mềm “Power line & Transformer Monitering” đã được chạy thử nghiệm trong một số trạm biến áp 220 kV và thu được kết quả bước đầu rất khả quan. Tháng 6 năm 2011, Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia EVN-NPT đã khởi động chương trình nghiên cứu “Công nghệ giám sát & phân tích online dầu”, sử dụng thiết bị phân tích Multit ...