Nghiên cứu đánh giá tình trạng làm việc của máy biến áp 500 kv tại trạm biến áp 500 kv pleiku dựa trên cơ sở giám sát dầu online (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

NGUYỄN TRỌNG TÀI

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC
CỦA MÁY BIẾN ÁP 500KV TẠI TRẠM BIẾN ÁP

C
C
R
UT.L

500KV PLEIKU DỰA TRÊN CƠ SỞ
GIÁM SÁT DẦU ONLINE

D

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số
: 8520201

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2020


Cơng trình được hồn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. ĐOÀN ANH TUẤN

Phản biện 1: PGS. TS. Lê Đình Dương
Phản biện 2: TS. Lê Thị Minh Tịnh

C
C
R
UT.L

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện họp tại trường Đại học
Bách khoa vào ngày 18 tháng 7 năm 2020.

D

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm học liệu và truyền thông tại Trường Đại học Bách
khoa - Đại học Đà Nẵng.
 Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
Máy biến áp lực là phần tử rất quan trọng trong hệ thống truyền
tải và phân phối điện năng mà dầu là huyết mạch trong máy biến áp.
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, đặc biệt là dầu trong máy biến áp.
Dưới tác động của các yếu tố này, phẩm chất và tính năng của dầu
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 nhất là Tổng
Công ty Truyền tải điện Quốc gia đang đẩy mạnh xây dựng trạm
không người trực nhằm tăng năng suất lao động.
Có nhiều phương pháp khác nhau dùng cho chẩn đoán các sự cố
tiềm ẩn trong máy biến áp và kháng điện, gồm các biện pháp on-line
và off-line. Các thử nghiệm off-line như: đo điện trở cách điện, hệ số
tổn thất điện môi, hệ số phân cực, tỉ lệ số vòng dây, điện trở cuộn dây
.... Các phương pháp on-line như: phương pháp đáp ứng tần số, phân
tích phổ âm thanh, phương pháp hồng ngoại, phương pháp phân tích
khí hồ tan DGA.
Song song với việc giám sát dầu online, thì việc đánh giá tình
trạng làm việc của MBA thơng qua các các khí hịa tan của các MBA
lực trong lưới điện truyền tải theo tiêu chuẩn hiện hành của ngành điện
Việt Nam mà không phải cắt điện gây ảnh hưởng đến độ tin cậy cung
cấp điện là rất cần thiết nhằm mục đích phán đốn, phát hiện, dự báo
các hỏng hóc ban đầu để từ đó có kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa đảm

D

C
C
R
UT.L

2
bảo thiết bị điện hoạt động lâu dài, an toàn và tin cậy trong hệ thống
điện. Chính vì lẽ đó tơi thực hiện đề tài.
2. Mục đích nghiên cứu.
Nghiên cứu lý thuyết về khí hịa tan trong dầu, phân tích khí
hịa tan trong dầu đặc tính lý hóa dầu máy biến áp, tác dụng của dầu
máy áp. Đề xuất sử dụng dữ liệu của hệ thống giám sát dầu online để
phân tích, phán đốn các hỏng hóc bên trong máy biến áp phục vụ
công tác quản lý vận hành, và có giải pháp xử lý kịp thời khi có bất
thường.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
Nghiên cứu trên các máy biến áp 500 kV của trạm biến áp 500
kV thuộc Công ty Truyền tải điện 3.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu thu thập các thông tin, dữ liệu các khí hịa tan của
máy áp 500 kV trạm biến áp 500kV Pleiku thuộc Công ty Truyền tải
điện 3.
- Nghiên cứu sự sinh khí cháy trong mơi trường dầu, lý thuyết
các phương pháp phân tích của khí hịa tan trong trong việc chẩn đốn
sự cố máy biến:
Phương pháp phân tích tổng hàm lượng khí d cháy hịa tan
(TDGA)
Phương pháp khí chính.
Phương pháp tỉ số Roger.
Phương pháp IEC60599.
- So sánh, đánh giá phương pháp phân tích khí hịa tan trong
dầu bằng giám sát dầu online với các phương pháp phân tích khí hịa
tan trong dầu truyền thống.
- Ứng dụng dữ liệu các khí hịa tan của hệ thống giám sát dầu

online trên một số máy biến áp tại trạm biến áp 500 kV Pleiku để phân

D

C
C
R
UT.L


3
tích, xác định ngun nhân, đánh giá tình trạng làm việc của máy biến
áp từ đó đưa ra các nhận xét, đánh giá và kiến nghị.
5. Đặt tên đề tài.
Từ mục đích, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu.
Đề tài được đặt tên như sau:
“Nghiên cứu đánh giá tình trạng làm việc của máy biến áp 500 kV
tại trạm biến áp 500 kV Pleiku dựa trên cơ sở giám sát dầu online”
6. Bố cục luận văn.
Mở đầu
Chương 1- Tổng quan các nguyên nhân gây hư hỏng bên trong
MBA trên lưới Truyền tải điện Việt Nam.
Chương 2- Các nguyên nhân chính phát sinh khí hịa tan trong
dầu, phương pháp phân tích khí hịa tan trong dầu, các hạng mục thí
nghiệm dầu MBA .
Chương 3- Phương pháp giám sát MBA bằng cơng nghệ phân
tích khí hịa tan trong dầu on-line của hãng GE đối với MBA trên hệ
thống truyền tải điện.
Chương 4- Chuẩn đốn tình trạng MBA qua phân tích, đánh giá
hàm lượng khí hịa tan trong dầu tại trạm biến áp 500kV Pleiku.

Kết luận và kiến nghị.
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY HƢ HỎNG BÊN
TRONG MÁY BIẾN ÁP TRÊN LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN
VIỆT NAM
1.1. Khái quát hệ thống lƣới truyền tải điện Việt Nam.
1.2. Tổng quan các nguyên nhân gây hƣ hỏng bên trong
MBA.
1.2.1. Phần mở đầu
1.2.2. Các nguyên nhân gây hư hỏng bên trong máy biến áp

D

C
C
R
UT.L


4
1.2.2.1 Lão hóa cách điện.
1.2.2.2 Sự nhiễm ẩm.
1.2.2.3 Sự nhiễm bẩn dạng hạt.
1.2.2.4. Suy giảm độ bền điện môi.
1.2.2.5. Điểm phát nóng cục bộ.
1.2.2.6. Sự lão hóa dầu và nhiễm bẩn sứ bên trong.
1.3. Kết luận
CHƢƠNG 2
CÁC NGUYÊN NHÂN CH NH PHÁT SINH KH H A TAN
TRONG DẦU, PHƢƠNG PHÁP PH N T CH KHÍ HỊA TAN

TRONG DẦU CÁC HẠNG MỤC TH NGHIỆM DẦU MÁY
BIẾN ÁP
2.1. Tổng quan d u cách điện máy biến áp.
2.1.1 Cấu tạo dầu cách điện
Dầu cách điện dùng trong MBA là chất hữu cơ, được chế tạo từ
dầu khoáng. Sau khi lọc, dầu rất thuần khiết và chỉ gồm các Hydro
cacbon kết hợp lại với nhau thành chuỗi, cấu tạo phân tử tổng quát của
dầu cách điện là:
C n H 2n+2 với n = 20÷40.
2.1.2. Các chức năng chính của dầu
.
Trong MBA, dầu có các chức năng chính sau:
- Cách điện.
- Tản nhiệt.
- Dập hồ quang điện
- Chống ăn mòn.
2.1.3. ột số chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu.
- Tỷ trọng
- Độ nhớt (độ nhớt qui ước hoặc độ nhớt động học cSt):
- Nhiệt độ chớp cháy kín.

D

C
C
R
UT.L


5

- Tạp chất cơ học.
- Chỉ số axít (mgKOH/g).
- Axít và kiềm hoà tan trong nước.
- Cường độ cách điện (kV/2,5mm).
- Hàm lượng nước (ppm hoặc gam/tấn).
- Hệ số tổn thất điện môi Tg (%).
2.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng dầu cách điện MBA
trong vận hành.
2.1.4.1. Sự ôxy hóa trong dầu cách điện.
2.1.4.2. Ảnh hưởng của nước.
2.1.4.3. Ảnh hưởng của khơng khí.
2.1.4.3. Ảnh hưởng của việc bổ sung dầu.
2.1.4.4. Ảnh hưởng của vật liệu cách điện rắn.
2.1.4.5. Ảnh hưởng của chế độ vận hành máy biến áp.
2.1.5. Tiêu chu n dầu biến áp.
Theo quy định 623/ĐVN/KTNĐ ngày 23/5/1997 của Tổng công
ty Điện lực Việt Nam nay là Tập đồn điện lực Việt Nam, thì tiêu
chuẩn dầu biến áp mới và dầu MBA trong vận hành như bảng 2.1.
2.2. Các nguyên nhân chính phát sinh khí h a tan trong d u
MBA
Khí hịa tan trong dầu phát sinh chủ yếu do sự phân hủy dầu và
giấy cách điện dưới tác động nhiệt và điện bên trong máy biến áp.
2.2 1 Sự phân hủy dầu do nhiệt và điện.
Dưới tác động của nhiệt và điện các phân tử hydrocacbon của
dầu khống bị phân hủy hình thành các hydro hoạt tính và các phân
đoạn hydro ngắn hơn, các phân đoạn này có thể kết hợp với phân đoạn
khác để hình thành các khí như: H2, CH4, C2H6, C2H4, C2H2... Tất cả
các hydrocacbon trong dầu dưới tác động của nhiệt, phân hủy thành
các sản phẩm khơng thay đổi. Tốc độ tạo khí có thể được tính tốn ở

D

C
C
R
UT.L


6
bất kỳ nhiệt độ nào, từ đó ta có thể nhận được quan hệ giữa sự tạo khí
và nhiệt cho mỗi khí. Hình 2.1, mơ tả cụ thể quan hệ giữa sự tạo khí
và nhiệt độ.

Hình 2.1: Lượng khí phát sinh theo nhiệt độ phân hủy dầu cách điện.
2.2.2 Sự phân huỷ cách điện rắn (giấy cách điện) do nhiệt và
điện.
Dưới tác động của nhiệt và điện giấy cách điện bị phân huỷ và
các khí CO và CO2 là sản phẩm chính cùa sự nhiệt phân giấy. Tuỳ
theo mức độ nhiệt phân mà lượng khí này nhiều hay ít.
2.3. Tổng quan phƣơng pháp phân tích khí h a tan trong
d u MBA
2.3.1. Phương pháp phân tích khí hịa tan trong dầu (DGA).
Phương pháp phân tích khí hịa tan trong dầu DGA là phương
pháp phổ biến và được ứng dụng rộng rãi để dự báo sự cố có thể xảy
ra đối với máy biến áp. Đó là dấu hiệu đầu tiên có thể nhận biết được
hư hỏng cách điện và dầu, quá nhiệt, các điểm nóng phóng điện cục
bộ và hồ quang. Các khí có liên quan đến lỗi xảy ra, cụ thể là khí: H2,
CO2, CO, C2H6, CH4, C2H4, C2H2, được gọi chung là khí chuẩn
đốn.
Với các dữ liệu do phân tích khí hịa tan trong dầu, cơng việc

chẩn đốn dựa trên nhiều phương pháp khác nhau, phương pháp phân
tích hàm lượng khí hịa tan trong dầu theo quy định 0020/QĐ-

D

C
C
R
UT.L


7
EVNNPT, ngày 8/1/2018 của Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia
ban hành, có phương pháp đã được chuẩn hóa như IEC 60599,
phương pháp tổng hàm lượng khí cháy hịa tan (TDGA), Phương pháp
khí chính (Key gas), phương pháp tỷ số Roger, phương pháp tam giác
Duval, phương pháp sử dụng đồ thị trực quan như cơng nghệ chẩn
đốn Nhật Bản, phương pháp theo tiêu chuẩn Liên bang Nga РД 15334.0-46.302-00…
2.3.1.1 Theo quy định 0020/QĐ-EVNNPT ngày 8/1/2018 của
Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia về phân tích khí hịa tan trong
dầu.
2.3.1.2 Theo phương pháp khí chính (Key gas method)
2.3.1.3 Theo phương pháp tỉ số Roger (Roger ratio method)
2.3.1.4 Theo tiêu chẩn của IEC60599.
2.3.2 Cơng nghệ phân tích khí hịa tan trong dầu
Hiện nay hầu hết các thiết bị phân tích hàm lượng khí hịa tan
trong dầu thường được thực hiện theo 2 cơng nghệ chính: cơng nghệ
sắc ký khí (GC) và công nghệ quang phổ (PAS).
2.3.2.1 Công nghệ sắc ký khí.
Cơng nghệ sắc ký khí hoạt động dựa trên ngun lý: Một khí

mang được lựa chọn để mang mẫu khí từ điểm nó được bơm vào dọc
theo chiều dài của ống nghiệm, sau đó sẽ tách các phân tử di động
trong hỗn hợp để di chuyển nhanh hơn. Việc xác định tỉ lệ thành phần
khí lẫn trong dầu sau khi đã tách riêng biệt các khí cho kết quả với độ
chính xác rất cao. Vì có độ chính xác cao nên cơng nghệ sắc ký khí đã
được áp dụng phổ biến trong việc xác định thành phần khí hịa tan
trong dầu máy biến áp.
2.3.2.2 Công nghệ quang phổ.
Công nghệ quang phổ làm việc dựa trên nguyên lý, một chất sẽ
hấp thụ năng lượng ánh sáng và chuyển nó thành năng lượng bước

D

C
C
R
UT.L


8
sóng. Năng lượng được hấp thụ từ ánh sáng được biến đổi thành năng
lượng động lực học của mẫu bởi các quá trình trao đổi năng lượng.
Điều này dẫn đến việc làm nóng cục bộ, tạo ra các sóng áp. Quang
phổ bước sóng ánh sáng của một mẫu có thể được ghi lại bằng cách đo
lường những bước sóng có độ dài khác nhau. Quang phổ này có thể
được sử dụng để nhận biết các thành phần hấp thụ của mẫu.
2 3 2 3 Các ưu nhược đi m của c ng nghệ GC và PAS.
Các ưu điểm và nhược điểm của 2 công nghệ quang phổ và
công nghệ sắc ký khí được tóm tắt trong bảng sau:
Cơng

nghệ

Sắc
ký khí

Quang
phổ

Ưu điểm

Nhược điểm

- Có thể phát hiện và phân tích tất cả các
loại khí hịa tan trong dầu MBA.
- Cho kết quả phân tích có độ chính xác
cao nhất.
- Căn cứ kết quả phân tích có thể xác
định chính xác nguồn gốc sự cố.

- Yêu cầu nhiều thiết bị phức
tạp, nên chỉ phù hợp dùng trong
phịng thí nghiệm.
- Thời gian thử nghiệm lâu, nên
số lượng lần thử nghiệm ít hơn.
- Cần chuyên gia để theo dõi
điều khiển.
- Kết quả đo bị ảnh hưởng bởi
số lượng sóng của bộ lọc ánh
sáng và đặc tính hấp thụ của
thiết bị.

- Độ chính xác bị ảnh hưởng
bởi áp suất khí bên ngồi, rung
động và nhiệt độ ánh sáng.

D

C
C
R
UT.L

- Có thể sử dụng để thực hiện giám sát
online liên tục.
- Có thể phát hiện và phân tích nhiều
loại khí hịa tan trong dầu MBA.
- Căn cứ kết quả phân tích có thể xác
định khá chính xác sự cố.

2.4. Các hạng mục thí nghiệm d u MBA.
Hạng mục thí nghiệm dầu là hạng mục rất quan trọng, là cở sở
để phân tích, đánh giá trình trạng bất thường, hư hỏng bên trong
MBA. Thí nghiệm dầu MBA có các hạng mục sau.
2.4.1 Thí nghiệm điện áp chọc thủng dầu
.
2.4.2 Thí nghiệm tgδ dầu MBA.
2.4.3 Ki m tra mầu sắc dầu
.
2.4.4. Thí nghiệm hàm lượng tạp chất cơ học trong dầu
.
2.4.5 Thí nghiệm hàm lượng nước trong dầu

.
2.4.6 Thí nghiệm nhiệt độ chớp cháy dầu
.


9
2.4.7 Thí nghiệm hàm lượng axit trong dầu
.
2.4.8 Thí nghiệm hàm lượng axit - kiềm hồ tan trong dầu
MBA.
2.4.9 Thí nghiệm kháng xi hố dầu
.
2.4.10. Phân tích khí hồ tan trong dầu
.
2.5 Kết luận.
CHƢƠNG 3
PHƢƠNG PHÁP GIÁM SÁT MÁY BIẾN ÁP BẰNG CÔNG
NGHỆ PH N T CH KH H A TAN TRONG DẦU ON-LINE
CỦA HÃNG GE ĐỐI VỚI MÁY BIẾN ÁP
TRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN
3.1 Tổng quan c ng tác giám sát mba trên lƣới truyền tải
điện Việt Nam.
3.2 Các phƣơng pháp giám sát ON-LINE MBA.
3.2.1. Giám sát bản th
.
Là một hệ thống giám sát trực tuyến, toàn diện và thông minh
được áp dùng cho MBA và kháng điện. Hệ thống có phần mềm được
tích hợp các thuật tốn tinh vi để phân tích, chẩn đốn các dữ liệu thu
được từ các loại cảm biến khác nhau được lắp trên các bộ phận của
MBA.

Hệ thống cho phép xuất ra báo cáo vận hành, nội dung riêng
biệt cho từng MBA, bao gồm: Tải, quá áp, nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn
dây, nấc chuyển áp, hệ thống làm mát, tính trạng sứ… và xu hướng
các thông số cần giám sát theo dõi.
3.2.2 iám sát ph ng điện c c bộ online.
Phóng điện cục bộ là hiện tượng phóng điện một phần nhỏ
trong vật liệu cách điện của các thiết bị trung và cao thế, là tín hiệu
nhận biết của hư hỏng lớp cách điện. Các nguyên nhân tạo ra phóng
điện cục bộ có thể liên quan đến ẩm, các lỗ hổng trong cách điện rắn,

D

C
C
R
UT.L


10
các bụi kim loại, các bong bóng khí và thậm chí có thể do điện mơi bị
đánh thủng.
Phương pháp giám sát phóng điện cục bộ dùng để chẩn đốn
phát hiện hiện tượng phóng điện cục bộ thiết bị trong máy biến áp, từ
đó có biện pháp khắc phục nhanh, giảm đáng kể sự cố hư hỏng thiết bị
và thiệt hại kinh tế do sự cố gây ra.
3.2.3 Phương pháp giám sát dầu online.
Phương pháp phân tích khí hịa tan trong dầu DGA là phương
pháp phổ biến và được ứng dụng rộng rãi để dự báo sự cố có thể xảy
ra đối với máy biến áp. Đó là dấu hiệu đầu tiên có thể nhận biết được
hư hỏng cách điện và dầu, quá nhiệt, các điểm nóng phóng điện cục

bộ và hồ quang. Kết quả phân tích khí hịa tan trong dầu sẽ cung cấp
các thông tin cần thiết trong việc bảo trì và sửa chữa máy biến áp. Các
khí có liên quan đến lỗi xảy ra, cụ thể là khí: H2, CO2, CO, C2H6,
CH4, C2H4, C2H2, được gọi chung là khí chuẩn đốn.
Thiết bị giám sát dầu online bao gồm: thiết bị phân tích, hệ
thống đường cấp và hồi dầu, cáp quang, bộ biến đổi quang - điện, máy
tính laptop và phần mềm giao diện cho người sử dụng khai thác và cài
đặt. Dầu MBA được tuần hoàn theo đường cấp dầu vào hợp bộ qua bộ
lọc tới bộ cảm biến DGA và được phân tích xử lý xác định hàm lượng
các khí và hàm lượng nước (ppm).
3 2 4 Kết luận.
Từ các phương pháp giám sát online MBA nhận thấy:
- Phương pháp giám sát bản thể MBA: hiện nay trên lưới truyền
tải đang trong giai đoạn lắp đặt thử nghiệm một số trạm biến áp từ
năm 2019 đến nay chưa đánh giá được hiệu quả sử dụng.
- Phương pháp giám sát phóng điện cục bộ: có ưu điểm là xác
định tương đối chính xác vị trí phóng điện cục bộ, nhưng với phương
pháp này vấn đề nhi u ảnh hướng rất lớn đến kết quả. Đối với lưới

D

C
C
R
UT.L


11
truyền tải phương pháp giám sát phóng điện cục bộ hiện đang sử dụng
để kiểm tra tình trạng MBA ở một số các trường hợp nhất định như:

bất thường, sau lắp mới, sau đại tu …, không lắp giám sát online
MBA.
- Phương pháp giám sát dầu online: cho kết quả khá chính xác,
căn cứ trên kết quả này có thể xác định tình trạng bất thường, hư hỏng
xảy ra bên trong MBA và phương pháp này đang áp dụng khá rộng rãi
trên lưới truyền tải và đã phát huy hiệu quả trong phục vụ cho công
tác quản lý vận hành.
Từ các phân tích trên đề tài chọn phương pháp giám sát khí hịa
tan trong dầu để nghiên cứu chẩn đốn tình trạng máy biến áp đang
vận hành tại trạm biến áp 500kV Pleiku.
3.3. Hệ thống giám sát d u online của hãng GE tại trạm
biến áp 500kV Pleiku.
3.3.1. iới thiệu hệ thống giám sát dầu online.
Trạm biến áp 500kV Pleiku đang lắp đặt hệ thống online dầu
MBA của hãng GE giám sát cho các MBA và kháng điện 500kV:
AT1, AT2, AT5, KH502, KH505, KH508, KH592.
Thiết bị bao gồm: thiết bị phân tích Multitrans, hệ thống đường
cấp và hồi dầu, cáp quang, bộ biến đổi quang - điện, máy tính cá nhân
và phần mềm giao diện cho người sử dụng khai thác và cài đặt.
Hệ thống sử dụng phận mềm Transconnect để điều khiển thu
thập, phân tích dữ liệu thơng qua các model Transfix, Taptrans,
Multitrans, Minitrans. Các model này được gọi là “thiết bị phân tích”,
được sử dụng để kết nối và có các chức năng:
- Thay đổi các thơng số cơ bản của thiết bị, ví dụ như ngưỡng
cảnh báo và khoảng phân tích.
- Giám sát tình trạng của thiết bị và giải trừ đầu ra của tín hiệu
cảnh báo.

D

C
C
R
UT.L


12
- Tải kết quả đo từ thiết bị về máy tính.
- Xem và phân tích dữ liệu đã tải về.
- Xuất kết quả đo để sử dụng với các công cụ phân tích khác.
3.4.2 áy phân tích dầu Transfix.
Máy phân tích dầu Transfix như hình 3.2.
3.4.3 Ngun lý phân tích khí hịa tan trong thiết b giám sát
dầu online.
Hệ thống giám sát dầu online thực hiện phân tích khí hịa tan
trong dầu theo nguyên lý sử dụng công nghệ quang phổ Photoacoustic spectroscopy của GE.
3 4 4 Thu thập dữ liệu và phân tích:
- Việc truyền dữ liệu sử dụng công nghệ truyền dẫn quang để
kết nối dữ liệu từ các máy giám sát ở bên ngồi vào trong phịng đều
khiển, nhằm giảm thiểu các sự cố do nhi u gây ra và đảm bảo tốc độ
truyền thông cao nhất có thể.
3 4 4 Các phần mềm chuyện d ng của hệ thống phân tích dầu
online.
Phần mềm sử dụng trong hệ thống giám sát dầu online có các
chức năng sau: Kelmandownload, Transconnect, Perception Destop.
3.4.4.1 . Chức n ng Kelmandownload:
- Mục đích sử dụng.
Dùng để tải tập tin log từ máy Transfix để gửi về cho nhà sản
xuất phân tích quá trình hoạt động cũng như sự cố của máy
3.4.4.2. Chức n ng transconnect:

- Mục đích sử dụng.
+ Kết nối qua cổng USB đến máy TRANSFIX để tải kết quả đo
lường của máy.
+ Kết nối qua cổng USB hoặc kết nối qua LAN để xem các
thông số mà TRANSFIX đã đo được hoặc cài đặt các thông số của

D

C
C
R
UT.L


13
máy TRANSFIX như: Lập lịch, cài đặt cảnh báo, cài đặt các thông số
hệ thống…
3.4.4.3. Chức n ng Perception Destop
- Mục đích sử dụng
Chức năng PERCEPTION DESTOP cho phép người dùng tải
dữ liệu các kết quả đo lường được lưu trữ tại máy TRANSFIX về máy
tính, nó cịn cho phép phân tích các kết quả và đưa ra các cảnh bảo
theo các tiêu chuẩn.
CHƢƠNG 4
CHẨN ĐỐN TÌNH TRẠNG MÁY BIẾN ÁP QUA PHÂN TÍCH
ĐÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG KHÍ HỊA TAN TRONG DẦU TẠI
TRẠM 500KV PLEIKU
4.1. Mở đ u
4.2 Xây dựng chƣơng trình “chẩn đốn tình trạng mba qua
phân tích hàm lƣợng khí h a tan trong d u”

4.2.1. Xây dựng sơ đồ thuật tốn
Chương trình đánh giá tình trạng MBA qua phân tích hàm
lượng khí hịa tan trong dầu được xây dựng trên cơ sở thuật toán.
4.2.2 Xây dựng chương trình
Chương trình được xây dựng theo trình tự các bước như sau:
- Bắt đầu chương trình: Khởi động chương trình gồm hai phần
chương trình tính tốn số liệu, so sánh và đưa ra các kết quả phân tích
chuẩn đốn, vẽ đồ thị hàm lượng khí theo thời gian và phần nhập số
liệu để tính tốn.

C
C
R
UT.L

D

 Nhập số liệu vào sheet Input (hoặc bảng số liệu): là bảng dữ
liệu chứa hàm lượng khí trong dầu theo phân tích của máy online bao
gồm các khí: H2, O2, N2, CH4, C2H4, C2H6, C2H2, CO, CO2,
C3H6+C3H8.


14
- Nhập số liệu ngưỡng cho phép của các khí trong dầu máy biến
áp theo các tiêu chuẩn: Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia,
phương pháp Key gas method,
Roger ratio method, IEC ratio
method.
- Vẽ sơ đồ theo dõi hàm lượng khí theo thời gian: chương trình

sẽ vẽ ra các đồ thị mơ tả q trình thay đổi hàm lượng các khí trong
q trình vận hành theo thời gian khảo sát.
- Đọc các sheet Input, NPT, Key gas method, Roger ratio
method, IEC ratio method ghi vào sheet Results.
- Các dữ liệu chứa hàm lượng khí trong dầu theo phân tích của
máy online bao gồm các khí: H2, O2, N2, CH4, C2H4, C2H6, C2H2,
CO, CO2, C3H6 C3H8 sẽ được lần lược so sánh với các tiêu chẩn
đánh giá tương ứng với các phương pháp và từ đó đưa ra các khuyến
cáo về tình trạng hư hỏng trong máy biến áp.
- Kết th c chương trình, kết th c quá trình vẽ đồ thị hàm lượng
khí theo thời gian và và kết th c khảo sát các trạng thái khiếm khuyết
của MBA. Đóng chương trình thốt khỏi màn hình Excel.
4.2 3 iới thiệu chương trình
Khởi động chương trình xuất hiện giao diện như hình 4.1

C
C
R
UT.L

D

Hình 4.1: Màn hình giao diện chương trình


15
Khởi động bảng dữ liệu đầu vào xuất hiện giao diện như bảng
4.1
ảng 4.1: Màn hình giao diện d liệu đầu vào

- Để khảo sát hàm lượng khí hịa tan trong dầu theo thời gian
của pha nào, thành phần khí nào di chuột bấm vào thành phần khí đó
(ví dụ: thành phần khí H2). Kết quả hiển thị như hình 4.2.

C
C
R
UT.L

D

Hình 4.2: Biểu đ thành phần khí H2
- Nếu thay đổi giá trị hàm lượng khí H2 năm 2016 và năm 2020 như
bảng số liệu như bảng 4.3 (ô bôi vàng).


16
ảng 4.3: ảng thay đổi số liệu hàm lượng khí H2 n m 2016 và 2020
ổ bôi vàng

 Khi thay đổi hàm lượng khí H2 trong dầu năm 2016 và năm
2018 thì đồ thị cũng thay đổi theo như hình 4.4.

C
C
R
UT.L

D

Hình 4.4: iểu đ khi thay đổi thành phần khí H2 n m 2016 và 2020
Qua hai lần khảo sát sự thay đổi của một thành phần khí nhận
thấy, chương trình đáp ứng được yêu cầu khảo sát hàm lượng khí
trong dầu thay đổi theo thời gian và đồ thị phản ảnh đ ng trạng thái
thay đổi theo hàm lượng khí.
- Để xem kết quả phân tích hàm lượng khí hòa tan trong dầu
theo pha nào, thời điểm nào, di chuột chọn thời điểm đó và bấm
Ctrl+shift+G. Chương trình chạy và cho kết quả như bảng 4.4.


17
- Nếu thay đổi hàm lượng khí trong dầu như phần ơ bơi vàng
chương trình sẽ cho kết quả như bảng 4.5:
 Kết quả khảo sát tình trạng MBA khi thay đổi hàm lượng khí
CH4 và C2H2 cho kết quả như bảng 4.6
Qua kết quả nhận thấy chương trình đáp ứng được yêu cầu
khảo sát hàm lượng khí trong dầu thay đổi làm thay đổi tình trạng
khiếm khuyết xảy ra trong MBA, điều này gi p cho người vận hành
theo dõi các trạng thái trong vận hành của MBA qua phân tích thành
phần khí hịa tan trong dầu và có thể dùng chương trình để mơ phỏng
các trạng thái hư hỏng MBA khi thay đổi hàm lượng khí.
 Thốt khỏi chương trình, chọn n t “X” phía trên góc phải màn
hình.
4.3. Nghiên cứu một số dạng hƣ hỏng phát sinh trong mba
bằng chƣơng trình “chẩn đốn tình trạng MBA qua phân tích
hàm lƣợng khí h a tan trong d u”
Trong thực tế vận hành máy biến áp theo thống kê thường xảy
ra các dạng hư hỏng: Q trình già hóa cách điện bình thường; Q
nhiệt cục bộ; Phóng điện cục bộ, đề tài sử dụng chương trình mơ
phỏng các dạng hư hỏng thường xảy ra trên cơ sở phân tích hàm lượng

khí hịa tan phát sinh trong dầu MBA bằng chương trình “Chẩn đốn
tình trạng MBA qua phân tích hàm lượng khí hịa tan trong dầu” với 1
pha MBA 500kV – 450MVA.
Từ bộ số liệu phân tích hàm lượng khí hịa tan trong dầu MBA
mới được lắp đặt thường có các hàm lượng khí hịa tan trong dầu như
bảng 4.6.
Để mơ phỏng các dạng hư hỏng: Q trình già hóa cách điện
bình thường; Q nhiệt cục bộ; Phóng điện cục bộ. Đề tài chạy
chương trình trên cơ sở bộ số liệu bảng 4.1 sau đó thay đổi bộ số liệu
các thành phần khí: H2, O2, N2, CH4, C2H4, C2H6, C2H2, CO, CO2,

D

C
C
R
UT.L


18
C3H6+C3H8 sao cho kết quả đạt được ứng với các trường hợp cần
được mơ phỏng như sau:
4.3.1.
phỏng Q trình già h a cách điện bình thường.
Kết quả chạy chương trình ứng với trường hợp “Q trình già
hóa cách điện bình thường” như bảng 4.7.
Để có kết quả như bảng 4.7, đề tài đã thay đổi các thành phần
khí trong bộ số liệu hàm lượng khí hịa tan trong dầu của MBA trên cơ
sở số liệu phân tích hàm lượng khí mới lắp đặt bảng 4.6 và chương
trình ghi nhận thơng số như bảng 4.8.

Từ kết quả bảng 4.8 nhận thấy:
- Theo quy định của Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia,
khơng có khí nào vượt q giới hạn cho phép. Tuy nhiên do tỷ lệ hàm
lượng khí đặc thù C2H2/C2H4=0,007<0,1; C2H4/C2H6=0,882 nằm
trong khoảng từ (0,1÷1); CH4/H2=0,345≤1 và hàm lượng khí có xuất
hiện ở những thành phần khí. Tuy nhiên theo quy định của Tổng công
ty Truyền tải điện quốc gia những thành phần khí này xuất hiện trong
q trình vận hành là do q trình già hóa cách điện gây ra, khơng
phải có bất thường trong MBA.
- Theo phương pháp Key gas method: có kết luận tất cả hàm
lượng khí ở giới hạn bình thường. Máy biến áp thỏa mãn điều kiện
vận hành.
- Theo phương pháp Roge’s ratio method: có kết quả tổng hàm
lượng khí TDCG>500ppm và MBA vận hành bình thường.
- Theo phương pháp IEC ratio: có kết quả già hóa bình thường.
4.3 2
phỏng trường hợp Q nhiệt c c bộ
Kết quả chạy chương trình ứng với trường hợp “Quá nhiệt cục
bộ” như bảng 4.9.
Để có kết quả như bảng 4.9, đề tài đã thay đổi các thành phần
khí trong bộ số liệu hàm lượng khí hịa tan trong dầu của MBA trên cơ

D

C
C
R
UT.L

19
sở số liệu phân tích hàm lượng khí mới lắp đặt bảng 4.6 và chương
trình ghi nhận thơng số như bảng 4.10.
Từ kết quả bảng 4.9 nhận thấy:
- Theo quy định của Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia,
không có khí nào vượt q giới hạn cho phép. Tuy nhiên do tỷ lệ hàm
lượng khí đặc thù C2H2/C2H4=0,033<0,1; C2H4/C2H6=0,857<1;
CH4/H2=1,111≥1. Theo quy định của Tổng công ty Truyền tải điện
quốc gia máy biến áp có khuyết tật tăng nhiệt trong khoảng nhiệt độ
thấp (150-3000C).
- Theo phương pháp Key gas method: có kết luận hàm lượng
C2H6>35ppm vượt quá giá trị quy định và có thể có điểm quá nhiệt
cục bộ.
- Theo phương pháp Roge’s ratio method: có kết quả tổng hàm
lượng khí TDCG>500ppm và có q nhiệt nhẹ nhỏ hơn 1500C.
- Theo phương pháp IEC ratio: có kết quả quá nhiệt nhẹ từ 1500
300 C.
4.3 3
phỏng trường hợp Ph ng điện c c bộ
Kết quả chương trình ứng với trường hợp “Phóng điện cục bộ”
như bảng 4.11.
Để có kết quả như bảng 4.11, đề tài đã thay đổi các thành phần
khí trong bộ số liệu hàm lượng khí hịa tan trong dầu của MBA trên cơ
sở số liệu phân tích hàm lượng khí mới lắp đặt bảng 4.6 và chương
trình ghi nhận thông số như bảng 4.12.
Từ kết quả bảng 4.11 nhận thấy:
- Theo quy định của Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia,
hàm lượng khí C2H6=146>100ppm. Và do tỷ lệ hàm lượng khí đặc
thù
C2H2/C2H4=0,008<0,1;

C2H4/C2H6=0,856≤1;
CH4/H2=0,069<0,1. Theo quy định của Tổng cơng ty Truyền tải điện
quốc gia máy biến áp có khả năng phóng điện cục bộ năng lượng thấp.

D

C
C
R
UT.L


20
- Theo phương pháp Key gas method: có kết luận hàm lượng
C2H6>35ppm vượt quá giá trị quy định và có thể có điểm quá nhiệt
cục bộ.
- Theo phương pháp Roge’s ratio method: có kết quả tổng hàm
lượng khí TDCG>500ppm.
- Theo phương pháp IEC ratio: có kết quả phóng điện cục bộ
năng lượng thấp.
4.3.4. Kết luận.
Từ kết quả mơ phịng bằng chương trình “Chẩn đốn tình trạng
MBA qua phân tích hàm lượng khí hịa tan trong dầu” nhận thấy:
- Kết quả chương trình đưa ra phù hợp với quy định phân tích
đánh giá của Tổng cơng ty Truyền tải điện quốc gia và các quy định
tham khảo: Phương pháp Key gas, phương pháp Roge’s ratio, phương
pháp IEC ratio đối với Quá trình già hóa cách điện bình thường; Q
nhiệt cục bộ; Phóng điện cục bộ.
- Các khuyến cáo của các phương pháp đưa ra trong bảng kết
quả đều tương đồng về tình trạng xảy ra trong MBA mặc dù cơ sở để

đánh giá có khác nhau.
- Ngồi cảnh báo chương trình cịn đưa ra các tỉ số thành phần
khí để d dàng cho việc so sánh đánh giá theo các quy định.
4.4. Áp dụng chƣơng trình “chẩn đốn tình trạng mba qua phân
tích hàm lƣợng khí h a tan trong d u” đánh giá tình trạng MBA
500kV đang vận hành tại trạm biến áp 500kV Pleiku bằng c ng
nghệ giám sát d u online của hãng GE.
4.4.1 Chu n đốn tình trạng
T1 trạm biến áp 500kV
Pleiku.
Phạm vi đề tài khảo sát sự thay đổi của hàm lượng khí hịa tan
trong dầu MBA AT1 trạm biến áp 500kV Pleiku theo thời gian, trong
giai đoạn 2016 đến 2020 làm phát sinh các hư hỏng trong MBA. Tuy

D

C
C
R
UT.L


21
nhiên do các pha MBA AT1 là cùng nhau về thông số kỹ thuật, cùng
thời điểm lắp đặt và cùng năm vận hành nên đề tài chỉ khảo sát đại
diện một pha, cụ thể pha A. Từ thông số hàm lượng khí hịa tan trong
dầu thực tế lấy từ cơng nghệ giám sát dầu online lắp đặt cho MBA
AT1 tại trạm biến áp 500kV Pleiku ghi được trong quá trình vận hành
như bảng 4.13.
4.4.1.1 Khảo sát sự thay đổi hàm lượng khí hịa tan trong dầu

theo thời gian từ n m 2016 đến 2020.
Từ bảng số liệu 4.13, chạy chương trình “Chẩn đốn tình trạng
MBA qua phân tích hàm lượng khí hịa tan trong dầu”, kết quả
chương trình vẽ ra tất cả các thành phần khí, tổng hàm lượng khí hịa
tan và tổng hàm lượng khí cháy trên từng biểu đồ riêng theo năm.
Qua biểu đồ hàm lượng khí H2 hòa tan trong dầu pha A MBA
AT1 trạm biến áp 500kV Pleiku từ khi theo dõi năm 2016 đến năm
2020, hàm lượng khí tăng theo hàng năm, giá trị tăng tương đối đều
không đột biến, giá trị tăng lớn nhất 0,8ppm, nhỏ nhất 0,05ppm trên
một năm, với chu kỳ khảo sát 5 năm tổng hàm lượng khí tăng trong 5
năm là 1,95ppm, với MBA AT1 đã đưa vào vận hành năm 2009 và
với giá trị cho phép của Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia đối
với MBA vận hành nằm trong khoảng 6 đến 12 năm là 250ppm thì
hàm lượng khí H2 trong MBA AT1 đảm bảo nằm trong ngưỡng cho
phép.
Tương tự các khí cịn lại chương trình cho ra các biểu đồ với giá
trị như bảng 4.13.
Qua các biểu đồ hàm lượng khí như biểu đồ trên của MBA AT1
trạm biến áp 500kV Pleiku từ khi theo dõi năm 2016 đến năm 2020,
hàm lượng khí có tăng theo hàng năm, giá trị tăng tương đối đều
không đột biến và đều nằm trong giới hạn cho phép.

D

C
C
R
UT.L

22
4.4.1.2 Chuẩn đốn tình trạng M A qua phân tích hàm lượng
khí hịa tan trong dầu theo thời gian từ n m 2016 đến 2020.
Từ thơng số hàm lượng khí hịa tan trong dầu thực tế lấy từ
cơng nghệ giám sát dầu online lắp đặt cho pha A MBA AT1 tại trạm
biến áp 500kV Pleiku ghi được trong quá trình vận hành như bảng
4.13. p dụng chương trình “Chẩn đốn tình trạng MBA qua phân
tích hàm lượng khí hịa tan trong dầu” cho kết quả như sau:
 Năm 2016, kết quả chạy chương trình như bảng 4.14.
 Năm 2017, kết quả chạy chương trình như bảng 4.15.
 Năm 2018, kết quả chạy chương trình như bảng 4.16.
 Năm 2019, kết quả chạy chương trình như bảng 4.17.
 Năm 2020, kết quả chạy chương trình như bảng 4.18.
4.4 2 Kết luận.

C
C
R
UT.L

 Từ kết quả chạy chương trình khảo sát sự thay đổi hàm
lượng khí hịa tan trong dầu theo thời gian từ năm 2016 đến 2020,
nhận thấy hàm lượng của các thành phần khí tăng theo từng năm và
tăng tương đối tuyến tính khơng đột biến.

D

 Chương trình chuẩn đốn MBA qua phân tích hàm lượng
khí trong dầu cho kết quả MBA ở trạng thái bình thường, phù hợp với
kết quả thí nghiệm dầu MBA hàng năm và kết quả thí nghiệm các

hạng mục của MBA theo quy định của Tổng công ty Truyền tải điện
quốc gia.
4.5. Kết luận.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
- Qua quá trình hình thành và phát triển đến nay, hệ thống điện
Việt Nam đã kết nối hệ thống điện ở tất cả các khu vực trên toàn quốc
thành hệ thống điện hợp nhất bằng đường dây có cấp điện áp 500kV
hai mạch và đang trong quá trình thi cơng mạch 3, với cấp điện áp này
thì vấn đề ổn định có ảnh hưởng rất lớn đến độ tin cậy của hệ thống,


23
một trong những thiết bị quan trọng có khả năng hư hỏng nhiều nhất
hệ thống lưới truyền tải điện là MBA lực. Cho nên việc giám sát, phân
tích, đánh giá, chẩn đốn tình trạng MBA qua phân tích hàm lượng
khí trong dầu có ý nghĩa hết sức quan trọng trong quá trình vận hành
và điều khiển hệ thống điện.
- Hiện tại có rất nhiều phương pháp phân tích, đánh giá, chẩn
đốn tình trạng MBA trên hệ thống truyền tải điện, mỗi phương pháp
đều có những ưu điểm và hạn chế nhất định. Để chẩn đốn tình trạng
MBA trên hệ thống truyền tải điện một cách có hiệu quả phụ thuộc
vào điều kiện thực tế để lựa chọn phương pháp phù hợp.
- Trên cơ sở phân tích các phương pháp phân tích, đánh giá,
chẩn đốn tình trạng MBA, đề tài đã lựa chọn phương pháp phân tích
hàm lượng khí hịa tan trong dầu cách điện MBA để làm cơ sở chẩn
đoán tình trạng MBA.
- Chương trình có giao diện thân thiện, d sử dụng, có hai chức
năng cơ bản :
Vẽ quá trình thay đổi hàm lượng khí hịa tan trong dầu theo
thời gian vận hành: chương trình vẽ đồ thị dạng hình trụ cho từng

thành phần khí, hàm lượng khí hịa tan trong dầu trên một bi u đồ
tương ứng với các năm, trên cơ sở số liệu đầu vào hàm lượng các
thành phần khí được lấy từ chương trình phần mềm của cơng nghệ
giám sát online dầu GE, chương trình sẽ vẽ và hiển thị các thống số
trực tiếp trên sơ đồ, gi p cho người vận hành có thể quan sát trực tiếp
trên màn hành máy tính, qua đó biết được q trình tăng hoặc giảm
hàm lượng khí của từng thành phần khí trong dầu MBA, để từ đó có
kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa cho phù hợp.
Chẩn đốn tình trạng bất thường, hư hỏng máy biến áp qua số
liệu phân tích hàm lượng khí hịa tan trong dầu: trên cơ sở số liệu đầu
vào của các hàm lượng khí, chương trình sẽ cho kết quả tình trạng bất

D

C
C
R
UT.L