EVNHANOIHGC: Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ cấp cơ sở

14:37, 03/11/2021

Đề tài Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp phân tích khí hòa tan trong dầu MBA và Lập chương trình quản lý phân tích khí hòa tan trong dầu phục vụ cảnh báo, chẩn đoán sự cố MBA của Công ty Lưới điện cao thế Hà Nội.

Về mục tiêu của đề tài, nghiên cứu ứng dụng các phương pháp mới nhất trên thế giới chẩn đoán sự cố từ kết quả DGA (phân tích khí hòa tan trong dầu MBA), cách phân tích ứng dụng và ưu nhược điểm của các phương pháp chẩn đoán, các nguyên nhân làm chẩn đoán sai kết quả DGA, các khuyến cáo theo tiêu chuẩn IEC 60599 Ed3.0 2015 và IEEE C57.104 2008 để phát hiện sự cố và có thể đưa ra hiện trạng sự cố.

Nghiên cứu các trường hợp chẩn đoán sớm sự cố MBA tại EVNHANOIHGC dựa vào việc theo dõi phân tích khí hòa tan trong dầu MBA để làm cơ sở cho các thí nghiệm chuyên sâu khác. Các MBA đã rút ruột nghiên cứu:

MBA T1 E1.39: biến dạng bối dây phía 35kV (khí sự cố: tiến triển của H2, C2H2, sự thay đổi của điểm sự cố phân hủy nhiệt > 7000C và phóng điện năng lượng cao).
MBA T2 E1.2: xô lệch bối dây phía 35kV 3 pha A, B, C (khí sự cố: tiến triển của C2H4, loại sự cố phân hủy nhiệt > 7000C)
MBA T2 E1.31: phân hủy nhiệt mức thấp, carbon hóa giấy cách điện ở nhiệt độ 250 – 3000C (khí sự cố: CO, CO2).

Ứng dụng trí tuệ nhân tạo để theo dõi cảnh báo sự tiến triển của các khí hòa tan, tốc độ sinh khí đến các ngưỡng cảnh báo để tự động chẩn đoán theo các phương pháp phân tích và làm cơ sở đưa ra chẩn đoán hiện trạng MBA, các hành động thí nghiệm tiếp theo và biện pháp xử lý.

Trong các MBA, các sự cố được thể hiện bằng việc sản sinh ra những khí mới. Mục tiêu của đề tài là đưa ra các phương pháp chẩn đoán DGA mới nhất và tin cậy nhất hiện nay để phân biệt giữa điều kiện bình thường và bất thường của MBA và theo dõi sự tiến triển của sự cố.

Hiện tại Công ty lưới điện cao thế Hà Nội đang quản lý 121 MBA 110kV, 2 MBA 220kV, 97 MBA tự dùng. Theo quy trình thí nghiệm MBA của EVN 2011: dầu trong máy biến áp cấp điện áp 110kV trở lên đang vận hành cần phải được lấy mẫu thí nghiệm mỗi năm 1 lần, dầu của máy biến áp công suất đến 630kVA trong quá trình vận hành cho phép không cần kiểm tra, chỉ kiểm tra khi thí nghiệm điện phát hiện có vấn đề liên quan đến đặc tính cách điện của máy biến áp. Với các MBA 110kV có nồng độ khí hoà tan bình thường, Công ty lưới điện cao thế Hà Nội lấy mẫu 1 năm/lần và tăng tần suất lấy mẫu với các MBA có nồng độ khí tăng cao. Trong 3 năm gần đây, Công ty đã dựa trên kết quả.

DGA, kết quả đo phóng điện cục bộ và các thí nghiệm chẩn đoán khác để tách 02 MBA 110kV ra khỏi v ận hành cụ thể: MBA T2 E1.2 Gia Lâm có chẩn đoán phân huỷ nhiệt ở nhiệt độ rất cao > 7000C, MBA T1 E39 Thanh Oai chẩn đoán phóng điện năng lượng cao và phân huỷ nhiệt ở nhiệt độ rất cao > 7000C.

Các nguyên nhân dẫn đến bất thường trong MBA:

- Do vật liệu kém chất lượng, lỗi sản xuất: các vật liệu kém chất lượng làm quá trình lão hóa của MBA xảy ra nhanh hơn. Với vật liệu kém chất lượng, nhiệt độ cao trong vận hành làm giảm tuổi thọ của cách điện, tăng tổn hao dẫn đến tăng tốc độ lão hóa cách điện và vật liệu như cuộn dây, lõi thép…

- Do thời gian vận hành lâu năm (>15 năm): MBA vận hành lâu năm thường suy giảm cách điện, hao mòn các chi tiết. Khi MBA nóng lên, cách điện bị suy giảm dẫn đến phân hủy nhiệt gây ra các vết nứt trên cách điện hoặc các lỗ khí trong cách điện. Khi các sự cố trong cách điện phát triển, các vấn đề khác sẽ tăng cao như hấp thụ hơi ẩm trong dầu MBA làm suy giảm độ bền điện môi của cách điện.

- Lỗi cơ học do sự biến dạng, lỏng lẻo khi dịch chuyển của các cuộn dây dẫn đến suy giảm hiệu suất của MBA và thay đổi các tỉ số biến, điện trở một chiều. Nguyên nhân chính là do sửa chữa bảo dưỡng không đúng cách, do ăn mòn, sơ xót trong chế tạo, rung động cơ học trong MBA.

- Sự biến chất của dầu: xảy ra do MBA bị quá tải trong thời gian dài, hệ thống làm mát có vấn đề hoặc tuổi thọ vận hành quá lâu làm lão hóa vật liệu cách điện, hàm lượng nước trong dầu tăng và xâm nhập ẩm. - Nhiệt độ dầu cao tạo ra cặn, nước và acid. Độ ẩm xâm nhập vào dầu làm giảm độ bền điện môi của dầu do đó sự cố cách điện xảy ra dễ dàng hơn.

- Ngắn mạch ngoài đường dây, quá điện áp do sét: cách điện bị đánh thủng hoặc bị lão hóa nhanh sau nhiều lần quá điện áp quá độ do sét. Khi có sự cố ngắn mạch ngoài MBA, dòng ngắn mạch lớn sinh ra lực điện động lớn có xu hướng làm xô lệch, biến dạng hoặc chuyển dời cuộn dây.

Nghiên cứu các trường hợp chẩn đoán sớm sự cố MBA tại EVNHANOIHGC dựa vào việc theo dõi phân tích khí hòa tan trong dầu MBA để làm cơ sở cho các thí nghiệm chuyên sâu khác.

Theo khảo sát của Công ty lưới điện cao thế Hà Nội, các phương pháp phân tích DGA được sử dụng rộng rãi hiện nay là Phương pháp tỉ số Doenenburg, tỉ số Rogers, các tỉ số khí cơ bản của IEC 60599, Tổng khí cháy hoà tan, Phương pháp Tam giác Duval 1. Các phương pháp Tam giác Duval 4, 5 giúp có thêm thông tin về sự cố gần như chưa được áp dụng. Phương pháp chẩn đoán của ETRA Japan cũng ít được ứng dụng. Phương pháp mới nhất Ngũ giác Duval 1, 2 chẩn đoán thêm sự cố cho MBA chưa được áp dụng. Cụ thể: Công ty thí nghiệm điện Hà Nội sử dụng phương pháp TDCG, Các tỉ số khí cơ bản của IEC, Phương pháp tỉ số Roger, Phương pháp tỉ số Doenenburg; Công ty thí nghiệm điện miền Trung sử dụng Phương pháp tỉ số Doernenburg, tỉ số Rogers, Tổng khí cháy hoà tan, Phương pháp Tam giác Duval 1, ETRA Japan. Công ty lưới điện cao thế Hà Nội cũng gửi mẫu dầu sang Australia để phân tích từ đó so sánh với kết quả đánh giá của mình.

Mỗi phương pháp chẩn đoán DGA đưa ra một thông tin hữu ích và việc tính toán các phương pháp mất nhiều thời gian. Ngoài ra công tác quản lý vận hành cần theo dõi sự tiến triển sinh khí của các MBA, sự thay đổi của các điểm sinh khí theo thời gian để chẩn đoán sự cố và có cái nhìn tổng quan nhanh chóng về tình trạng các MBA. Từ đó Công ty lưới điện cao thế Hà Nội ứng dụng các phương pháp chẩn đoán tin cậy nhất hiện nay (phương pháp lịch sử và phương pháp mới nhất), ứng dụng công nghệ để lập chương trình phân tích khí hoà tan trong dầu MBA.