GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT ONLINE MÁY BIẾN ÁP SITRAM
GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT ONLINE MÁY BIẾN ÁP SITRAM
I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG MÁY BIẾN ÁP
Giới thiệu chung về hệ thống máy biến áp và công tác bảo dưỡng tại nhà máy
Máy biến áp là một thiết bị chính và vô cùng quan trọng trong các nhà máy và trạm phân phối điện, đóng vai trò cung cấp và phân phối điện áp lên lưới truyền tải hoặc cung cấp điện cho các thiết bị và hệ thống vận hành trong nhà máy. Độ tin cậy trong hoạt động truyền tải và phân phối của hệ thống điện phụ thuộc trực tiếp vào sự hoạt động ổn định của máy biến áp. Do đó, để đảm bảo tính liên tục và ổn định trong vận hành của hệ thống điện, các nhà máy thường phải xây dựng một quy trình bảo trì/bảo dưỡng thích hợp nhằm nâng cao độ tin cậy và kéo dài tuổi thọ hoạt động của máy biến áp.
Tuy nhiên, đối với những nhà máy hoặc trạm truyền tải lớn, thường có nhiều dòng máy biến áp, với công suất, cấp điện áp và thời gian hoạt động khác nhau. Do đó, việc lập kế hoạch bảo trì/bảo dưỡng máy biến áp còn phụ thuộc và kế hoạch vận hành và chi phí hoạt động của nhà máy.
| Về mặt kỹ thuật, việc triển khai bảo dưỡng máy biến áp còn phụ thuộc vào tình trạng thực tế của thiết bị, thông tin vận hành của các bộ phận của hệ thống như mức dầu, tình trạng sứ, độ ẩm, tình trạng khí hòa tan, chất lượng dầu…Việc kiểm tra các thông số này thường phải bố trí chuyên gia và lên kế hoạch cắt điện phù hợp, đồng thời tiến hành kiểm tra các mẫu ở phòng thí nghiệm dẫn đến phát sinh thời gian chờ đợi, tốn kém về mặt chi phí, cũng như không thể kiểm soát hết được tình trạng hoạt động của hệ thống máy biến áp trong thời gian hoạt động thông thường tại nhà máy, chưa kể nhiều sự cố trên lưới điện cũng ảnh hưởng dần đến độ ổn định trong hoạt động vận hành của máy biến áp. |  |
Các lỗi thường gặp của máy biến áp
Các sự cố hư hỏng thường xảy ra với tất cả các dòng thiết bị điện. Một trong những lỗi thường gặp nhất của máy biến áp là lỗi liên quan đến cách điện. Theo thống kê của các hãng sản xuất và một số đơn vị giám sát, lỗi sự cố ở máy biến áp thường được chia theo ba nhóm:
- Lỗi phần điện
- Lỗi phần cơ khí
- Lỗi quá nhiệt, lỗi từ các thành phần chi tiết bên trong hoặc ảnh hưởng từ bên ngoài máy biến áp.
Hình 1: Tỷ lệ lỗi của các thành phần liên quan của hệ thống Máy biến áp khi có sự cố xảy ra
| Sứ xuyên: Thiết bị này thường xuyên bị ảnh hưởng đến tuổi thọ và chất lượng do phóng điện cục bộ, lão hóa vật liệu, vỡ gioăng chèn (sealing) do nước xâm nhập hoặc quá tổn thất điện môi.Khi sự cố liên quan tới sứ xuyên xuất hiện, thường kéo theo các sự cố liên quan tới lõi từ của máy biến áp. (Ảnh bên là thống kê tỷ lệ các nguyên nhân khi sự cố sứ xuyên xảy ra) |  |
| Cuộn dây MBA: Khi xảy ra sự cố, thường liên quan đến các nguyên nhân sau:· Lỗi do lớp cách điện bị đánh thủng. · Lỗi do điện trở hoặc tổn thất nhiệt của cuộn dây gây phát nóng (hotspot). · Lỗi do các bộ phận cơ khí bị lỏng, co giãn (vặn xoắn) bề mặt do các hoạt động bảo dưỡng không đúng cách. · Lão hóa dầu, do các sự cố quá dòng hoặc sự xâm nhập độ ẩm gây ra. |  |
Khi sự cố máy biến áp xảy ra, có những sự cố nhỏ không ảnh hưởng mấy, tuy nhiên có những sự cố lớn gây hỏng hóc, đặc biệt là dẫn đến cháy nổ, nguy hiểm cho người và toàn bộ thiết bị xung quanh. Việc khắc phục các sự cố liên quan tới máy biến áp, đặc biệt các máy biến áp chính thường mất nhiều thời gian, tổn thất chi phí, ảnh hưởng tới hoạt động chung của toàn bộ hệ thống và nhà máy, đường điện liên quan.
Phương án giám sát và chuẩn đoán sự cố máy biến áp
Đối với máy biến áp (MBA) việc giám sát vận hành an toàn là một trong những yêu cầu kỹ thuật rất quan trọng trong việc đảm bảo tính liên tục và ổn định đối với các nhà máy điện và hệ thống truyền tải điện. Nhằm phát hiện sự cố kịp thời và phân tích chuẩn đoán những vấn đề có thể xảy ra mới máy biến áp yêu cầu phải có một hệ thống giám sát tin cậy và thường xuyên để kiểm tra các thông số và chuẩn đoán tình trạng, đưa ra các cảnh báo chính xác để có phương án phòng ngừa khi có sự cố xảy ra.
Hiện nay hầu hết các nhà máy điện tại việt nam và trên các quốc gia khác vẫn đang sự dụng phương pháp kiểm tra đánh giá thiết bị bằng cách tháo các chi tiết và đo lường các tham số ở điệu kiện offline, việc này thường mất thời gian và phải lên kế hoạch từ trước để chuẩn bị phương án cô lập hệ thống, thiết bị.
Đối với phương án giám sát máy biến áp online, thông số thường được sử dụng để đánh giá tình trạng của máy biến áp là phân tích thành phần khí hòa tan (Dissolved Gas Analysis-DGA), kết hợp với các bộ cảm biến giám sát sứ xuyên, nhiệt độ máy biến áp…từ đó đưa ra các phân tích về tình trạng thực tế của thiết bị để gửi các cảnh báo hoặc khuyến cáo nhằm có biện pháp bảo dưỡng, thay thế để phòng ngừa sự cố.
II. Hệ thống giám sát online SITRAM
Căn cứ theo yêu cầu kỹ thuật đặt ra, Siemens đã cho ra đời hệ thống giám sát máy biến áp tích hợp SITRAM. Hệ thống này có thể tích hợp được với toàn bộ các dòng máy biến áp của tất cả các nhà sản xuất, tùy theo nhu cầu của khác hàng để có thể lựa chọn các yêu cầu kỹ thuật (option) phù hợp.
Hệ thống SITRAM tiến hành đo lường, lưu trữ và cập nhật các giá trị đo lường từ máy biến áp, và bằng các dữ liệu hệ thống, tiến hành đưa ra các phân tích, chuẩn đoán và các hành động đề suất để ngăn chặn sự cố phát sinh trong tương lai:
- Giám sát sứ xuyên: giám sát thông số dòng điện, độ suy hao, điện dung..để đưa ra các cảnh báo, biểu đồ phân tích.
- Giám sát và phân tích lượng khí trong dầu DGA: Thực hiện đo lường các tham số của nộng nộ khí trong dầu, nhằm đưa ra các cảnh báo và dự đoán sự cố, rủi ro, …
- Giám sát tình trạng bộ chuyển nấc OLTC.
- Giám sát tình trạng hệ thống làm mát, hỗ trợ điều khiển hệ thống làm mát.
- Xác định tuổi thọ và đánh giá vòng đời của máy biến áp.
- Kiểm tra thể tích dầu, giám sát dòng và áp của MBA, tính toán điểm phát nhiệt.
- Giám sát dòng, và áp thông qua máy biến dòng, máy biến thế…
Ưu điểm: Gọn nhẹ dễ dàng cài đặt và vận hành, giúp người vận hành quả lý MBA một các tốt nhất, hiệu quả nhất, không cần phải lưu trữ các tài liệu vận hành, hay tài liệu ghi chép sự cố, ghi chép vận hành, mà được lưu trữ trên công nghệ hiên đại.
