Nghiên cứu cải tiến trong theo dõi trực tuyến cuộn dây rôto và stato ppsx

Nghiên cứu cải tiến trong theo dõi trực
tuyến cuộn dây rôto và stato
[bkeps.com]Theo dõi quá trình vận hành các
máy phát thu
ỷ điện để xác định các yêu cầu bảo trì là công việc không đơn
giản. Hiện nay có ba công trình nghiên cứu hứa hẹn nhiều lợi ích trong
ngành.
Máy phát thủy điện
So với các máy phát tuabin trong các nhà máy điệ sử dụng nhiên liệu hoá
thạch và các nhà máy điện hạt nhân, trên thị trường hiện nay còn có tương
đối ít công cụ đánh giá t
ình trạng các cuộn dây rôto và stato khi máy phát
thu
ỷ điện đang vận hành bình thường, để từ đó có thể xác định các yêu cầu
bảo trì trước khi cho máy ngừng hoạt động. Nói chung đối với các máy phát
thuỷ điện, các dữ liệu trực tuyến, nếu có, thường chưa được theo dõi liên tục
để có thể đưa ra cảnh báo sớ
m nhất về vấn đề đang nảy sinh trong cuộn dây.
Mấy năm nay, Viện nghiên cứu Điện lực (Electric Power Research Institute
- EPRI) cùng với Cục Điện lực New York (New York Power Authority -
NYPA) và Công ty Iris Power c
ủa Canađa đã cố gắng khắc phục tình hình
này v
ới ba dự án nghiên cứu triển khai, bao gồm việc phát triển:
· Phương tiện phát hiện các v
òng dây bị chập mạch ở cuộn dây rôto trong khi
máy đang vận h
ành bình thường;
· Thiết bị theo dõi liên tục và hiệu quả về chi phí hiện tượng phóng điện cục
bộ (PD) để tìm ra các vấn đề đang nảy nở trong cách điện cuộn dây stato;
· Công cụ phần mềm hệ thống chuyên gia để tích hợp dữ liệu trực tuyến với

thông tin dùng trong thiết kế và vận hành máy phát thuỷ điện. Công cụ này
s
ẽ giúp những người vận hành và các kỹ sư bảo trì nhà máy đánh giá theo
thời gian thực tình trạng chung của máy phát thuỷ điện và đưa ra các yêu cầu
bảo trì hoặc sửa chữa.
Bài báo này giới thiệu ba công trình nghiên cứu và công tác triển khai tại các
nhà máy khác của NYPA. Trước hết, bài báo giới thiệu các thiết bị theo dõi
s
ẵn có hiện nay và yêu cầu về các công cụ tốt hơn.
Công tác theo dõi cuộn dây hiện nay
Hai đại lượng duy nhất có thể biểu thị tình trạng của cuộn dây, được đo đạc
nhiều và theo dõi liên tục, đó là độ rung ổ trục và nhiệt độ cuộn dây stato.
Rung ổ trục có thể biểu thị cách điện vòng dây rôto bị hỏng ở một hoặc
nhiều vị trí, và nếu có nhiều chỗ bị chập mạch sẽ xuất hiện lực hút từ trường
không cân bằng làm rôto bị “lắc”.
Nhiệt độ cao của cuộn dây stato biểu hiện cuộn dây làm việc ở nhiệt độ có
thể rút ngắn tuổi thọ cách điện cuộn dây stato. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tăng
dần theo thời gian trong khi các điều kiện tải và nhiệt độ môi trường không
đổi, th
ì đây cũng là biểu hiện cuộn dây bị nhiễm chất bẩn hoặc mảnh vụn
và/hoặc các bộ trao đổi nhiệt bị mất tác dụng. Ví dụ, các tuyến thông gió của
stato có thể bị tắc, làm tăng nhiệt độ stato.
Vì vậy, theo dõi xu hướng thay đổi nhiệt độ có thể cung cấp bằng chứng có
giá trị về việc khi nào cần cho dừng máy để làm sạch cuộn dây hoặc tiến
hành bảo dưỡng bộ trao đổi nhiệt. Nhưng, độ rung cũng như nhiệt độ thường
chỉ được nối tới thiết bị cảnh báo và tác động khi đạt tới các điều kiện nguy
hiểm. Hiếm khi người ta theo dõi xu hướng thay đổi độ rung hoặc nhiệt độ
theo thời gian.
Ở mộ
t số máy, người ta cũng đo khe hở không khí giữa rôto và stato. Mặc

dù theo dõi khe hở không khí chủ yếu là để phát hiện các vấn đề về cơ, ví dụ
như độ thẳng h
àng và sự di chuyển tương đối giữa các bộ phận, nhưng công
tác này cũng có thể biểu thị ít nhiều các vấn đề cách điện cuộn dây rôto. Tuy
nhiên, cũng như trong theo dõi nhiệt độ và độ rung, theo dõi khe hở không
khí cho ta nhiều dữ liệu nhưng nhiều khi không thể hiện trực tiếp xu hướng
thay đổi, và để giải thích các dữ liệu này, người vận h
ành nhà máy phải có
trình độ chuyên môn nào đó.
Hiện nay các phép đo trực tuyến về phóng điện cục bộ (partial discharge -
PD) được thực hiện định kỳ trên hàng ngàn máy phát thuỷ điện. Các phép đo
phóng điện cục bộ n
ày có thể chỉ ra các tình huống khác nhau, ảnh hưởng
đến cách điện cao áp của cuộn dây stato. Cụ thể như lỏng cuộn dây trong
rãnh stato, xuống cấp cách điện do tác dụng lâu dài của nhiệt và phóng điện
bề mặt do cuộn dây stato bị nhiễm bẩn vật liệu dẫn điện một phần. Đa số các
dữ liệu PD được thu thập không liên tục, và để giải thích các dữ liệu này đòi
h
ỏi trình độ chuyên môn nhất định.
Theo dõi từ thông rôto
Các cuộn dây rôto cực lồi trong các máy phát thuỷ điện làm việc rất tin cậy.
Tuy nhiên, sau nhiều năm vận hành, cách điện cuộn dây rôto có thể bị già
hoá, cu
ối cùng dẫn đến các vòng dây bị ngắn mạch trước tiên, và sau đó là
chạm đất. Hiện tượng già hoá cách điện xảy ra vì quá nhiệt, phụ tải biến đổi
theo chu kỳ và/hoặc cuộn dây bị nhiễm bẩn bởi vật liệu dẫn điện một phần,
ví dụ như côn trùng hay bụi bẩn lẫn với dầu hoặc nước. Nhựa êpôxy cốt sợi
thuỷ tinh và/hoặc cách điện màng mỏng trên dây dẫn của cuộn dây được
dùng để cách ly từng v
òng dây đồng với các vòng dây liền kề, cũng như để

tạo cách điện giữa dây đồng và cực từ rôto. Ở hầu hết các nhà máy, máy
phát điện đều tự động ngừng hoạt động khi xảy ra sự cố rôto chạm đất.
ngắn mạch vòng dây nếu xảy ra, có thể dẫn đến lực hút từ trường không cân
bằng, điều này đến lượt nó, có thể làm tăng độ rung ổ trục. Đáng tiếc là, có
nhi
ều nguyên nhân làm độ rung tăng cao, trong đó ngắn mạch vòng dây rôto
ch
ỉ là một trong các nguyên nhân đó. Vì vậy, rung ổ trục không phải là
phương cách luôn luôn đúng để phát hiện sự già hoá cuộn dây rôto. Vì vậy
cũng sẽ là hữu ích khi biết rằng nguyên nhân độ rung tăng cao không phải
do các vòng dây rôto bị ngắn mạch.
Phương pháp tin cậy nhất và phổ biến nhất để phát hiện các vòng dây ngắn
mạch (và hiện tượng chạm đất ban đầu) là tiến hành thử nghiệm “điện áp rơi
trên cực từ”. Trong thử nghiệm này, đặt điện áp xoay chiều, ví dụ 120 V,
giữa các vành trượt dương và âm sau khi đã cho máy phát thuỷ điện ngừng
hoạt động và tháo ra một phần. Sau đó đo điện áp trên mỗi cực từ. Nếu có
vòng dây bị ngắn mạch, điện áp rơi trên cực từ đó sẽ nhỏ hơn điện áp rơi
trung bình trên các cực từ. Nhưng thử nghiệm này có ba nhược điểm đáng
kể:
· Thử nghiệm chỉ có thể được thực hiện với máy phát ngừng hoạt động, kéo
theo tổn thất doanh thu và giảm độ tin cậy hệ thống điện;
· T
ốn nhiều thời gian tiến hành thử nghiệm, đặc biệt trên một rôto lớn với
mấy chục cực từ;
· Vì rôto không quay, nên không có lực ly tâm, và vì vậy một số điểm chập
mạch có thể không xuất hiện trong thử nghiệm “điện áp rơi trên cực từ”,
nhưng vẫn có thể xuất hiện ở tốc độ quay b
ình thường. Thậm chí tồi tệ hơn,
một số điểm chập mạch có thể xuất hiện khi rôto ngừng hoạt động nhưng lại
không xảy ra khi nó đang quay.

Hình 1. Đồ thị (trên hệ toạ độ cực) của từ thông biến đổi là hàm của số thứ
tự cực từ, trường hợp hai cực từ (số 8 và số 48) đã được cố ý cho chập mạch
vòng dây.
Khi các nhà máy cố gắng giảm thiểu công việc (ví dụ như thử nghiệm điện
áp rơi trên cực từ) thực hiện khi tổ máy ngừng hoạt động do hạn chế về
nguồn lực, và khi họ chuyển sang công tác bảo dưỡng trước để lập kế hoạch
sửa chữa dựa trên việc theo dõi trực tuyến tình trạng máy, cần có một công
cụ trực tuyến có thể thay thế cho việc thử nghiệm “điện áp rơi trên cực từ”.
Để theo d
õi từ thông rôto phải đo từ thông trong khe hở không khí máy phát
để xác định liệu có xảy ra
ngắn mạch cuộn dây kích thích trên các cực từ
rôto hay không. Từ thông hướng kính được phát hiện nhờ một cuộn dây bẹt,
gồm có vài chục vòng dây được gắn vào răng stato. Thiết bị dò này do Văn
phòng Khẩn hoang Mỹ (USBR – United States Bureau of Reclamation) phát
tri
ển. Mỗi lần từ thông cực rôto quét qua thiết bị dò từ thông, một điện áp tỷ
lệ với từ thông cực rôto xuyên qua cuộn dây được cảm ứng trong cuộn dây.
Điện áp này được đo bởi bộ biến đổi A/D (analog/số). Trong máy điện cực
lồi, biên dạng từ thông hướng kính ở mỗi cực rôto phụ thuộc vào phụ tải
(MW và MVAR) của máy.
Khi mỗi cực rôto chạy qua, sẽ xuất hiện một điện áp đỉnh cảm ứng do thay
đổi từ thông từ cực từ gây ra. Như vậy có thể ghi lại điện áp n
ày và tính toán
được thông lượng “trung bình” qua một cực rôto. Nếu có vòng dây của một
cực từ bị ngắn mạch thì số ampe-vòng hiệu dụng của cực từ đó sẽ giảm và
tín hi
ệu từ thiết bị dò từ thông ứng với với cực từ đó cũng giảm theo. Dữ liệu
dạng sóng được ghi lại sau đó có thể được phân tích để xác định vị trí các
cực từ bị lỗi, với điều kiện vị trí cực từ đã được hiệu chuẩn từ một vị trí “bắt

đầu” được đánh dấu tr
ên trục rôto. Một thuật toán đã được phát triển để tăng
tối đa độ nhạy cho một cực từ có các vòng bị ngắn mạch. Thuật toán bao
hàm việc tích hợp dữ liệu từ mỗi cực từ, áp dụng hàm tương quan, và so
sánh tích phân của mỗi cực từ với cực từ khác. Hiện nay thiết bị dò từ thông
và thiết bị theo dõi (được gọi là FluxTrac) đã được lắp đặt trên vài chục máy
phát thuỷ điện và máy phát thuỷ điện tích năng. Một ví dụ về tín hiệu ra
được n
êu trên Hình 1, ở đó hiện tượng ngắn mạch mô phỏng đã được áp
dụng cho hai trong số các cực (các cực số 8 và 48) để đảm bảo chắc chắn có
thể phát hiện các vòng bị chập mạch.
Các hệ thống theo dõi liên tục phóng điện cục bộ cuộn dây stato
Quá trình hư hỏng cách điện cuộn dây stato diễn ra tương đối chậm. Thời
gian kể từ khi có thể phát hiện phóng điện cục bộ ở mức đáng kể cho đến lúc
rủi ro sự cố cuộn dây là đáng kể thường từ hai năm trở lên. Vì vậy, phép đo
định kỳ
- ước khoảng 6 tháng một lần, là cách thức thu thập dữ liệu phổ biến
nhất - thường phù hợp đối với việc phát hiện các vấn đề về cuộn dây stato
với mức độ cảnh báo đủ để xử lý một cách thuận tiện. Tuy nhiên, cũng có
những tình huống mà nếu theo dõi liên tục phóng điện cục bộ có thể sẽ có
lợi hơn:
1. Các hệ thống chuyên gia. Có một số hệ thống chuyên gia đang được phát
triển để theo dõi liên tục tất cả các cảm biến trong máy phát để xác định liệu
có bất kỳ vấn đề nào đang xảy ra. Bởi vì hoạt động phóng điện cục bộ là một
nguồn thông tin quan trọng liên quan đến tình trạng cuộn dây stato, nên sẽ là
có l
ợi nếu như các máy phát điện đã được trang bị các hệ chuyên gia này có
th
ể sẵn sàng truy cập dữ liệu PD.
2. Các điều kiện vận h

ành. Hoạt động phóng điện cục bộ của cuộn dây stato
thường bị ảnh hưởng bởi các điều kiện vận h
ành máy phát thuỷ điện như
nhiệt độ cuộn dây, phụ tải và điện áp, cũng như độ ẩm môi trường. Ví dụ,
nếu cuộn dây bị lỏng (tức là các bối dây stato có thể rung trong rãnh), tăng
phụ tải máy phát sẽ khiến hoạt động phóng điện cục bộ tăng mạnh. Mặc dù
các kết quả phụ thuộc điều kiện vận hành này giúp giải thích dạng hư hỏng
xảy ra nhưng chúng thường khiến cho việc xác định xu hướng thay đổi của
các dữ liệu PD theo thời gian trở nên khó khăn. Để thu được các dữ liệu rất
quan trọng cho việc giải thích này, máy cần được thử nghiệm dưới các điều
kiện tải, nhiệt độ, điện áp như nhau. Đối với các máy phát thuỷ điện hay các
tổ máy phát tích năng chạy phủ đỉnh, nhân viên vận hành nhà máy thường
khó có thể tái hiện một cách chính xác các điều kiện vận hành, giữa lần thử
nghiệm này với lần thử nghiệm khác. Theo dõi liên tục phóng điện cục bộ
giải quyết vấn đề này bằng cách đo liên tục các điều kiện vận hành của động
cơ/máy phát, và sau đó lưu giữ giá trị đo PD tại các điều kiện vận h
ành thích
h
ợp xảy ra một cách tự nhiên trong quá trình vận hành bình thường của thiết
bị.
3. Vận hành từ xa. Nhiều nhà máy thuỷ điện được đặt ở những nơi xa xôi
hẻo lánh, đưa nhân viên thử nghiệm xuống tận hiện trường để tiến hành thử
nghiệm PD theo cách truyền thống sẽ rất tốn kém. Hơn nữa, nhiều nhà máy
thu
ỷ điện được vận hành từ xa, tức là không có nhân viên thường trực ở hiện
trường. Hệ thống theo d
õi liên tục có thể cho phép thực hiện từ xa các phép
đo PD, nhờ đó giảm bớt chi phí vận h
ành và bảo trì.
4. R

ủi ro sự cố. Đôi khi nhờ theo dõi phóng điện cục bộ (PD) trực tuyến
định kỳ, người ta đ
ã xác định được cuộn dây stato có rủi ro sự cố ở mức cao,
nhưng do điều kiện vận h
ành nên không thể tiến hành sửa chữa hay quấn lại
dây ngay lập tức. Bằng việc lắp đặt hệ thống theo dõi phóng điện cục bộ,
nhân viên bảo dưỡng và vận hành trong nhà máy có thể giám sát chặt chẽ
cuộn dây stato, có thể kéo dài tuổi thọ cuộn dây cũng như giảm bớt rủi ro sự
cố tai hại trong khi vận hành.
Vì nh
ững lý do trên, EPRI, NYPA và Iris Power đã phối hợp phát triển một
hệ thống theo dõi phóng điện cục bộ liên tục mang tên HydroTrac. Hệ thống
theo dõi liên tục mới này - giờ đây đã được lắp đặt trong hầu hết các máy
phát thuỷ điện của NYPA và hàng trăm máy khác – áp dụng các phương
pháp cách ly tiếng ồn như đã được sử dụng trong nhiều năm cho công tác
theo dõi định kỳ, giảm rất nhiều rủi ro chỉ thị sai. Người ta cũng rất thận
trọng để đảm bảo tạo ra lượng phóng điện cục bộ như nhau, cụ thể như Qm
(lượng phóng điện cục bộ đỉnh), tạo điều kiện thuận lợi cho việc xác định xu
hướng thay đổi, không bị vấp váp khi sử dụng các dữ liệu quá khứ nhận
được từ các thiết bị đo di động. Sơ đồ khối phần cứng được tr
ình bày ở Hình
2.
Hình 2. Hệ thống theo dõi liên tục phóng điện cục bộ.
Một tính năng chính là cách thu thập dữ liệu vận hành và môi trường của
máy phát. Thay vì đo các đại lượng vận hành và môi trường của máy phát
như kV, MW, MVAr, nhiệt độ phát nóng cục bộ và độ ẩm bằng cách sử
dụng nguồn cấp tín hiệu analog trực tiếp từ các bộ cảm biến trong máy phát
thuỷ điện, những thông tin này nhận được từ máy tính trong nhà máy. Việc
này giảm được rất nhiều chi phí, trong đó phải kể đến chi phí liên quan tới
hệ thống đi dây tín hiệu analog tới phần cứng hệ thống theo dõi.

B
ởi vì hầu như các công ty điện lực sử dụng các hệ thống và giao thức
truyền thông độc quyền khác nhau, nên hệ thống này đã được thiết kế rất
linh hoạt, cả về cách kết nối vật lý cũng như giao thức truyền thông. Đối với
cấu hình và điều khiển cục bộ, các khối thu nhận có một cổng RS232. Đối
với công tác vận hành từ xa và tích hợp với các hệ thống khác, có một cổng
RS485 được sử dụng. Một hệ thống định vị địa chỉ tr
ên bus RS485 cho phép
k
ết nối tới 127 thiết bị đo (Hình 2).
V
ề mặt vật lý, mạng RS485 có thể là cáp quang hoặc cáp xoắn đôi có vỏ bọc
chống nhiễu. Truyền thông Ethernet có thể thông qua bất cứ số lượng máy
chủ đầu cuối bên thứ ba nào để chuyển đổi một hoặc nhiều bộ theo dõi tới
TCP/IP Ethernet. Về vấn đề đó, các lựa chọn truyền thông bổ sung như WiFi
(kết nối mạng không dây) là có thể.
Sử dụng bất cứ hệ thống truyền thông vật lý nào trong các hệ thống này, hệ
thống có thể được điều khiển thông qua một ứng dụng Windows từ xa. Phần
mềm điều khiển này được sử dụng để cấu hình các bộ theo dõi cho mỗi máy
phát thuỷ điện, khởi động việc thu thập dữ liệu PD theo một lịch trình xác
định, và lưu trữ dữ liệu vào một cơ sở dữ liệu để sau này xem lại. Dù truyền
thông chẳng may bị lỗi ứng dụng điều khiển, thiết bị đo vẫn tiếp tục thu thập
và lưu trữ dữ liệu v
ào bộ nhớ cục bộ, cất giữ tới 24 tháng dữ liệu PD giản
lược. Dữ liệu có thể được truy cập sau n
ày, hoặc là tại chỗ hoặc nhờ truyền
thông từ xa để xác định xu hướng thay đổi hoặc xem lại.
Phần mềm điều khiển cũng có khả năng khởi động việc thu thập dữ liệu PD
dựa vào trạng thái của máy phát điện. Mức PD biến động theo các thông số,
cụ thể như MW, MVAr, nhiệt độ cuộn dây stato, và độ ẩm. Nếu biết được

các biến số này, có thể san bằng đường xu hướng thay đổi của PD và cung
c
ấp thông tin chẩn đoán bổ sung về trạng thái cuộn dây stato. Các thông số
này có thể được cấp cho hệ thống thông qua giao diện “PI” từ một máy chủ
PI trong nhà máy (OSI SoftTM). Nhiều gói phần mềm SCADA và chẩn
đoán khác trong nhà máy cũng chứa các cầu nối tới PI.
Một số nhà máy ưa dùng các tín hiệu ra analog 4-20mA để dễ dàng xác định
xu hướng thay đổi của hoạt động PD theo thời gian tr
ên các hệ thống
SCADA, DCS, hoặc các hệ thống theo dõi khác trong nhà máy. Ngoài các
giao di
ện vật lý đã mô tả ở trên, các hệ thống bên ngoài có thể kết nối bằng
cách sử dụng một giao diện phần mềm “OPC”. Trong trường hợp này, phần
mềm OPC Server phải chạy được trên một máy tính Windows được kết nối
tới từng bộ theo dõi PD liên tục. Máy chủ này đưa một giao diện dữ liệu
OPC tới số lượng bất kỳ các các trình ứng dụng khách OPC. OPC Server
điều khiển các bộ theo d
õi PD và xuất dữ liệu PD giản lược và dữ liệu phân
tích độ lớn xung ở dạng một bộ các thẻ ghi OPC. Cuối c
ùng, hệ thống có
một rơle báo động đầu ra, có thể được đi dây tới một hệ thống từ xa và sẽ
được kích hoạt khi các mức PD định trước bị vượt quá.
Nhờ áp dụng những tiến bộ về công nghệ hiện nay, như đã mô tả ở trên, trên
th
ị trường đã xuất hiện các bộ theo dõi trực tuyến và hiệu quả về chi phí
dùng cho các thành phần then chốt của các máy phát thuỷ điện. Giải thích
một cách phù hợp những thông tin nhiều khi phức tạp này có thể tiết kiệm
chi phí vận hành và bảo trì, ngoài ra còn giảm bớt được số vụ mất điện đột
xuất và các sự cố tai hại. Với các bộ theo dõi tiên tiến khác như bộ theo dõi
độ rung và khe hở không khí, cũng như các cảm biến truyền thống mà nhà

ch
ế tạo thiết bị nguyên thuỷ (OEM) đã lắp đặt, mảng dữ liệu trực tuyến về
tình trạng máy là rất đáng kể. Lượng lớn dữ liệu có được từ các cảm biến
này, đ
ã vậy để đánh giá các dạng sóng và quang phổ phức hợp nhiều khi còn
đòi hỏi phải giải thích một cách toàn diện, có thể vượt quá khả năng của
nhân viên và nguồn lực trong nhà máy. Nhiều khi cần phải có những phần
mềm và thuật toán tinh vi mới có thể kết hợp và giải thích các dữ liệu này
nh
ằm xác định tình trạng chung của máy phát thuỷ điện và tuyến truyền
động.
HydroXTM (đối với “hệ chuy
ên gia hydro”) là một chương trình hệ thống
chuyên gia tri thức để phục vụ công tác theo dõi trực tuyến máy phát thuỷ
điện. Hệ thống đ
ã được phát triển nhờ nỗ lực hợp tác trong hơn 5 năm của
NYPA, Iris Power và cả GE nữa. Sau đó, lại thêm 2 năm dành cho việc đánh
giá nguyên mẫu trên hai máy phát điện công suất 55 MVA tại công trình
điện St Lawrence của NYPA, giờ đây hệ thống đã sẵn sàng để triển khai
thương mại.
Hệ thống mới này là một bộ các qui tắc chẩn đoán (một RulePac) chạy trên
m
ột công cụ quản lý tài sản bằng PC thương mại mang tên System 1 của
GE. System 1 là một sản phẩm phần mềm phân tán dựa trên cơ sở dữ liệu
SQL Server và chứa các thành phần giúp cho việc thu thập dữ liệu từ hệ
thống từ xa thông qua OPC, một hệ thống qui tắc sản xuất để xử lý các qui
tắc do người dùng quy định, và một công cụ thiết kế để phát triển và kiểm
tra các qui tắc và phát triển các giao diện người dùng tuỳ biến. Các qui tắc
dùng cho hệ thống này đã được phát triển trong nhiều năm, với sự tham gia
của các chuyên gia thiết kế máy móc, thiết bị đo lường dùng trong theo dõi

và nhân viên k
ỹ thuật và nhân viên vận hành của công ty điện lực.
Sử dụng mô hình hoá toán học
Một tiến bộ đáng kể trong HydroXTM là khả năng sử dụng mô hình toán
h
ọc để tiên đoán giá trị dự báo của các cảm biến trong các điều kiện vận
hành khác nhau của máy điện. Người ta so sánh các giá trị tiên đoán với các
giá trị đo thực tế và phân tích các sai lệch theo các quy tắc để tính toán chẩn
đoán t
ình trạng. Ví dụ, để tiên đoán nhiệt độ cuộn dây stato, người ta dựa
trên nhiệt độ không khí làm mát và phụ tải của máy điện (MW). Trong lúc
cài đặt RulePac, phương tr
ình cơ bản này sau đó được hiệu chỉnh đúng thực
tế để tính đến các hằng số thời gian phát nóng/làm mát của máy điện có tải,
và theo các số đọc thực tế nhận được khi đầy tải đối với mỗi cảm biến, các
số đọc này thay đổi do vị trí và các đặc tính vật lý khác của cảm biến (Hình
3).
Hình 3. Đồ thị minh hoạ: So sánh giữa nhiệt độ thực tế cuộn dây stato theo
thời gian với giá trị tiên đoán của cảm biến khi thay đổi phụ tải. Thử nghiệm
thực hiện từ ngày 23 đến ngày 28/05/2005.
Chế độ làm việc của máy điện cũng được sử dụng trong vài trường hợp để
tính toán và báo động về xu hướng biến đổi của các giá trị đo của cảm biến.
Ví dụ, xu hướng biến đổi khe hở không khí danh nghĩa trong thời gian mồi
kích thích có thể chỉ ra một loạt vấn đề rắc rối đặc biệt mà nếu chỉ theo dõi
xu hướng biến đổi khe hở không khí trong điều kiện phụ tải danh định của
máy điện sẽ không phát hiện ra.
Xu hướng của ngành điện l
à chuyển dịch sang các nhà máy được tự động
hoá nhiều hơn, giảm bớt nhân viên kỹ thuật và vận hành tại hiện trường.
Như đ

ã mô tả, HydroXTM có thể tính toán và xác định xu hướng biến đổi
của các đặc tính then chốt cũng như tổng hợp các chỉ thị tóm tắt từ các bộ dữ
liệu phức tạp nhận được từ các bộ theo dõi như là độ rung, khe hở không
khí, phóng điện cục bộ, từ thông. Sử dụng các bộ chỉ thị trung gian n
ày,
cùng v
ới các quy tắc chẩn đoán, một hệ thống chuyên gia như HydroXTM
có thể lọc riêng và tập trung chú ý tới các giá trị bất thường, chẩn đoán các
sự cố cụ thể và đưa ra biện pháp khắc phục.
Đối với nhiều cảm biến, các ngưỡng báo động có thể khác nhau đán
g kể, tuỳ
thuộc vào chế độ làm việc của máy điện. HydroXTM có các quy tắc để xác
định chế độ của máy điện v
à khi cần thiết, các ngưỡng khác nhau và thậm
chí các quy tắc khác nhau được thực hiện, tuỳ thuộc vào chế độ này.