Thống kê nguyên nhân sự cố trong máy biến áp lực (theo IEEE).
Trong quá trình vận hành, các bộ phận của máy biến áp lực phải liên tục chịu đựng các ứng suất điện, nhiệt, cơ khí hoặc các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm cũng như quá trình tương tác giữa các vật liệu khác nhau trong máy biến áp. Dưới tác động của các yếu tố này, phẩm chất và tính năng của các bộ phận trong máy biến áp bị suy giảm theo thời gian và có thể dẫn đến các hư hỏng hoặc làm suy giảm tuổi thọ của máy biến áp. Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ cũng như đòi hỏi ngày càng cao của người sử dụng điện, đánh giá và giám sát chất lượng máy biến áp lực trong vận hành đang ngày càng trở thành một yêu cầu tất yếu.
Hiện nay, CGC (Công ty Lưới điện cao thế miền Trung) đang vận hành 122 MBA và phần lớn trong số đó đều vận hành trong chế độ mang tải cao, thời gian vận hành liên tục lớn, các thiết bị cảnh báo hư hỏng MBA chưa thật sự chủ động và chuyên sâu như hệ thống đèn tín hiệu, thiết bị đo lường, thí nghiệm định kỳ, thí nghiệm mẫu dầu và sự quan sát của nhân viên vận hành. Theo thống kê, các sự cố thường xảy ra đối với MBA lực gồm hư hỏng bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (OLTC) chiếm khoảng 9%, sứ xuyên chiếm 35%, cách điện chính 45% và các thiết bị khác 9%. Việc giám sát Online chất lượng vận hành của MBA là điều kiện quan trọng đáp ứng tốt nhất các yêu cầu của tiến trình tự động hóa trong vận hành lưới điện trong thời gian tới.
Trong thời gian qua, nhằm chủ động tiếp cận các công nghệ tiên tiến, CGC đã cho ứng dụng hàng loạt các thiết bị mới công nghệ cao vào vận hành lưới điện, trong đó có công nghệ giám sát khí online để đánh giá và quản lý chất lượng máy biến áp lực trong vận hành. Nhận thấy tầm quan trọng của việc giám sát tình trạng MBA lực trong vận hành. Vừa qua, CGC đã phối hợp với Công ty TNHH Thiết bị và Chuyển giao Công nghệ (CETT) tổ chức hội thảo về thiết bị giám sát khí online của hãng Meter Test Equipment AG (MTE).
Lắp đặt thiết bị HC 1008 vào MBA tại TBA Tam Kỳ.
Việc giám sát chất lượng máy biến áp lực trong vận hành mở ra nhiều lợi ích đáng kể trong công tác quản lý vận hành lưới điện. Theo đó, thiết bị sẽ liên tục theo dõi tình trạng của từng bộ phận trong máy biến áp, từ đó kịp thời phát hiện sớm các hư hỏng từ giai đoạn ban đầu từ đó giúp cho việc lên phương án sửa chữa, thay thế kịp thời, giảm chi phí và thời gian sửa chữa và giảm thiểu việc cắt điện ngoài kế hoạch. Từ việc giám sát liên tục tình trạng các bộ phận của máy biến áp để từ đó đưa ra được phương thức vận hành phù hợp, ngăn ngừa nguy cơ xảy ra các sự cố nghiêm trọng và nâng cao tuổi thọ, nâng cao độ ổn định và tin cậy của máy biến áp.
Phương pháp phân tích nồng độ khí phát sinh trong dầu máy biến áp (DGA), để chẩn đoán sự cố máy biến áp là phương pháp phổ biến và được sử dụng rộng rãi để giám sát và chẩn đoán sự cố của một máy biến áp. Kỹ thuật phân tích này sử dụng mối quan hệ của các khí được phát sinh trong quá trình hoạt động của máy biến áp, để đánh giá tình trạng vận hành MBA. Trên thế giới hiện nay có 02 phương pháp phổ biến để phân tích nồng độ khí phát sinh trong dầu đó là Gas Chromatography (GC) và Photo Acoustic Spectroscopy (PAS).
Theo đó, phương pháp phân tích khí Photo Acoustic Spectroscopy (PAS): Dầu được lấy mẫu (từ MBA) và đưa vào bộ chứa mẫu dầu của thiết bị phân tích. Dầu trong bình chứa mẫu được khuấy đều bằng máy trộn từ tính. Khí thu được ở phần phía trên của bình chứa thông qua chu trình lấy mẫu được đưa vào modul PAS để phân tích. Modul PAS phân tích các khí dựa trên nguyên tắc đo âm thanh ở các bước sóng khác nhau của ánh sáng từ đó xác định các thành phần mà mẫu đã hấp thụ, ở đây là các loại khí trong dầu.
Phương pháp phân tích khí Gas Chromatography (GC): Khí mang với áp suất và lưu lượng được kiểm soát đưa vào cột sắc ký. Khí (dầu) mẫu được đưa vào cùng và được gia nhiệt tại cột (column). Pha tĩnh là các chất (lỏng, rắn) trên thành cột sắc ký tương tác với pha động gồm khí mang và khí mẫu. Đầu dò (phù hợp với khí mang) lắp nơi đầu ra của các chất khí sẽ phát hiện các chất khí đi ra lần lượt với thời gian khác nhau (thời gian lưu) từ đó có bản đồ sắc ký khí và xác định được các loại khí trong mẫu.
Thiết bị phân tích khí online của hãng MTE được giới thiệu tại hội thảo, là thiết bị HC 1008 sử dụng công nghệ quang phổ để phân tích hàm lượng khí hoà tan trong dầu. Các thiết bị do hãng MTE chế tạo có thể phân tích và nhận dạng được các khí H2, H2O, CO, CO2 CH4, C2H2, C2H4, C2H6 và O2tùy theo từng chủng loại yêu cầu. Thiết bị giám sát dầu online loại HC 1008 có thể phân tích được 08 loại khí gồm H2, H2O, CO, CO2 CH4, C2H2, C2H4 và C2H6 và có màn hình LCD hiển thị các thông số đo được.
Thiết bị này cũng có chức năng lưu trữ và truyền số liệu về các trung tâm thu thập số liệu, ngoài ra hãng MTE xây dựng phần mềm Hydrosoft để đọc dữ liệu từ các thiết bị Hydrocal thông qua các cổng quang hoặc RS 485 trên thiết bị. Phần mềm phục vụ phân tích đánh giá chất lượng MBA thông qua các trị số khí hòa tan trong dầu, được phân tích theo thời gian đã được cài đặt từ 30phút/lần cho đến 01 ngày/ lần. Thiết bị HC 1008 có tính năng vượt trội như nhỏ gọn có thể lắp đặt ngay tại van xả dầu của máy biến áp, phương pháp phân tích không cần sử dụng Khí mang. Dầu MBA được lấy mẫu và trả lại MBA trong điều kiện chân không, không làm ảnh hưởng đến chất lượng dầu khi phân tích. Thiết bị chịu được điều kiện làm việc liên tục ngoài trời đảm bảo việc giám sát online. Thiết bị hỗ trợ nhiều loại giao tiếp và có thể truyền số liệu đến máy chủ ở xa thông qua mạng 3G.
Nhằm đưa thiết bị vào vận hành trong thực tế, CGC đã phối hợp với CETT lắp đặt thực tế thiết bị phân tích khí online tại TBA 110kV Tam Kỳ. Trong thời gian thực nghiệm từ ngày 17/8/2016 đến ngày 02/11/2016, thiết bị giám sát khí Online đã ghi đầy đủ các thông số các hàm lượng khí trong dầu và được so sánh với kết quả thí nghiệm mẫu dầu của ETC để kiểm tra độ chính xác thông số đo của thiết bị. Kết quả ghi nhận cho thấy MBA T1 Tam Kỳ vận hành ổn định, không có hiện tượng phóng điện gây phân hủy khí cháy trong dầu MBA. Với những lợi ích đem lại của thiết bị giám sát khi online trong dầu MBA, trong thời gian đến CGC sẽ trang bị cho các đơn vị để tăng cường giám sát MBA, đặc biệt là các MBA vận hành lâu năm hoặc đầy tải, đảm bảo vận hành an toàn cho lưới điện.