1.       ĐẶT VẤN ĐỀ 

-         Hiện nay trên lưới điện Quốc gia có rất nhiều máy biến áp truyền tải 220kV/500kV, trong thời gian gần đây hầu hết các máy biến áp 500kV đã được trang bị máy giám sát phân tích dầu online.

-         Với mong muốn giám sát MBA bao quát hơn, ngoài thiết bị Giám sát khí hòa tan trong dầu (DGA), việc vận hành mong muốn mở rộng sang giám sát hầu hết các loại lỗi có thể xảy ra cho MBA đang trong vận hành, điều này có nghĩa là cần thêm nhiều cảm biến hơn, dẫn đến quá nhiều các dữ liệu rời rạc khác nhau, dành nhiều thời gian ư tiên để phân tích các dữ liệu.

-         Hiện nay, để giám sát máy biến áp có nhiều thiết bị như : Giám sát dòng điện, điện áp, công suất, nhiệt độ dầu lớp trên, giám sát dầu online, giám sát hàm lượng nước trong dầu, áp lực dầu, giám sát sứ, giám sát OLTC...

-         Tuy nhiên việc kết hợp các thông số để tính toán, phân tích đánh giá tổng quan tình trạng máy biến áp để có giải pháp vận hành và bảo trì tối ưu nhằm kéo dài tuổi thọ của máy biến áp cũng như phát hiện kịp thời các hư hỏng để ngăn ngừa sự cố, phải được tích hợp trên hệ thống, phần mềm "chuyên gia" .

-         Cần thiết có hệ thống, thiết bị, phần mềm "chuyên gia"  phối hợp các thông số từ các cảm biến khác nhau để cảnh báo nguy cơ già hóa cách điện, các sự cố phát sinh trong quá trình vận hành gây ảnh hưởng tới tuổi thọ của máy biến áp, đưa ra các cảnh báo về hệ thống làm mát,...

-         Trên cơ sở các thiết bị giám sát hiện hữu của máy biến áp, cần thiết phải lắp đặt các bộ giám sát đánh giá tổng quan máy biến áp cho các MBA quan trọng 220kV/500kV.

2.       MỤC TIÊU

-         Tối ưu hóa độ khả dụng, tin cậy và công năng của máy biến áp với chi phí vòng đời sản phẩm thấp nhất thông qua việc giám sát các bộ phận chính của máy biến áp.

-         Kết hợp với hệ thống giám sát dầu online, các hệ thống giám sát hiện hữu (nếu có) cho phép đánh gia tổng quan tình trạng vận hành của máy biến áp.

+       Phát hiện lỗi cơ bản:

§  Phòng - chống mất điện mất ngờ.

§  Giảm thiểu sự cố lớn và rủi ro môi trường.

§  Tăng khả năng vận hành an toàn.

+       Bảo trì thông minh:

§  Các bộ phận: OLTC, sứ và hệ thống làm mát.

§  Chuyển từ chế độ bảo trì: tìm lỗi-sửa và theo thời gian sang bảo trì theo tình trạng thiết bị.

+       Vận hành tối ưu

§  Tải/quá tải động.

§  Giảm việc sử dụng nguồn phụ trợ.

§  Giảm mức nhiễu.

+       Quản lý thiết bị:

§  Chẩn đoán tình trạng.

§  Kéo dài tuổi thọ.

§  Kế hoạch thay thế thiết bị.

3.       YÊU CẦU HỆ THỐNG

3.1.          Yêu cầu chung:

-         Một giải pháp giám sát máy biến áp toàn diện, kết hợp từ các đầu ra của các thiết bị cảm biến phù hợp lắp đặt trên MBA.

-         Thiết bị này phối hợp và phân tích dữ liệu, để cung cấp không chỉ cái nhìn tổng quan về tình trạng máy biến áp (để giảm thiểu rủi ro mất điện), mà còn giúp đơn vị quản lý vận hành tối ưu hóa khả năng vận hành và bảo trì.

-         Các thiết bị này lắp đặt được tại vị trí đặt máy biến áp, sử dụng các kết nối hiện hữu hoặc lắp mới để thu thập dữ liệu  đến phòng điều khiển của trạm cũng như chuyển dữ liệu về các bộ phận liên quan của EVN.

-         Kết hợp với hệ thống giám sát dầu online các hệ thống giám sát hiện hữu để sử dụng các thông số của cacs hệ thống hiện hữu nhằm giảm chi phí đầu tư cho hệ thống thu thập dữ liệu hàm lượng khí hoà tan trong dầu máy biến áp.

-         Cho phép khai thác từ hệ thống phần mềm server quản trị tập trung các thiết bị giám sát dầu online đã đầu tư.

3.2.          Sơ đồ nguyên lý kết nối hệ thống tại trạm

Sơ đồ nguyên lý kết nối hệ thống

-         Trong một trạm cần 01 thiết bị bị chủ (Master) thu thập, lưu trữ, phân tích dữ liệu và điều khiển, các MBA trong trạm thiết bị thu thập dữ liệu phụ được lắp đặt tại các MBA.

-         Ví dụ cho hệ thống 01 máy biến áp ba pha (riêng biệt) bao gồm:

+       01 thiết bị chủ (Master) thu thập, lưu trữ, phân tích dữ liệu và điều khiển, lắp đặt tại 1 trong 3 pha của máy biến áp hoặc lắp đặt trong phòng điều khiển.

+       03 thiết bị phụ (Salve) được lắp đặt tại các MBA để thu thập dữ liệu và gửi các dữ liệu đó về thiết bị chủ thông qua kết nối

+       Các thiết bị thu thập dữ liệu chủ (Master) được kết nối vào mạng LAN/WAN hiện hữu của trạm, thông qua các kết nối Ethernet.

+       Các thiết bị thu thập dữ liệu chủ và phụ có sẵn các cổng phù hợp để kết nối các sensor thu thập dữ liệu theo yêu cầu: nhiệt độ, dòng điện, hàm lượng khí, sứ, OLTC

3.3.          Sơ đồ kết nối thu thập dữ liệu tập trung

Sơ đồ kết nối thu thập dữ liệu

-         Hệ thống giám sát đánh giá tổng quan máy biến áp tại các trạm được lắp đặt và kết nối vào mạng LAN/WAN hiện hữu, cho phép người sử dụng được phân quyền có thể truy nhập vào hệ thống thông qua giao diện Web và phần mềm được kết hợp với hệ thống giám sát chung.

4.       THÔNG SỐ KỸ THUẬT HỆ THỐNG

4.1.          Yêu cầu chung:

-         Trọn bộ thiết bị là một giải pháp giám sát máy biến áp toàn diện, kết hợp từ các đầu ra của các thiết bị cảm biến phù hợp lắp đặt trên MBA.

-         Thiết bị này phối hợp và phân tích dữ liệu, để cung cấp không chỉ cái nhìn tổng quan về tình trạng máy biến áp (để giảm thiểu rủi ro mất điện), mà còn giúp đơn vị quản lý vận hành tối ưu hóa khả năng vận hành và bảo trì.

-         Các thiết bị này lắp đặt được tại vị trí đặt máy biến áp, sử dụng các kết nối hiện hữu hoặc lắp mới để thu thập dữ liệu  đến phòng điều khiển của trạm cũng như chuyển dữ liệu về các bộ phận liên quan của EVN.

4.2.          Chức năng của hệ thống:

-         Chức năng đo lường và giám sát của hệ thống:

o   Giám sát, đo lường tải

§  Công suất biểu kiến ​​(MVA)

§  Hệ số tải

§  Dòng tải phía HV/LV

§  Tổn hao thực tế

§  Khả năng quá tải

§  Thời gian quá tải khẩn cấp

o   Giám sát sứ

§  Điện áp làm việc phía HV

§  Biên độ quá điện áp (1.2/50µs)  phía HV/LV

§  Số lần quá điện áp

§  Lần cuối quá áp

§  Giám sát thay đổi điện dung C1 của sứ HV/LV

§  Dịch chuyển dòng điện dung của sứ HV/LV

o   Giám sát vật liệu cách điện:

§  Nhiệt độ dầu phía trên

§  Hot-spot temperature (theo IEC 60.076-7)

§  Độ ẩm của giấy cách điện

§  Tốc độ già hoá (theo IEC 60.076-7)

o   Giám sát khí hoà tan

§  Hàm lượng khí trong dầu

§  Biểu đồ thay đổi khí hoà tan trong dầu

§  Hàm lượng độ ẩm trong dầu

§  Độ ẩm tương đối của dầu (hoạt động của nước)

o   Giám sát bộ điều áp dưới tải

§  Vị trí OLTC

§  Hoạt động sau cùng OLTC

§  Số lần hoạt động chuyển mạch của OLTC

§  Tổng dòng của bộ chuyển mạch của OLTC

§  Số lần hoạt động của OLTC cho đến khi bảo trì

§  Tổng dòng của bộ chuyển mạch của OLTC hoath động đén khi bảo trì

§  Thời gian dòng khởi động

§  Thời gian chuyển mạch

§  Chỉ số năng lượng chuyển mạch

§  Tiếp điểm chính mòn (yếu)

§  Tiếp điểm phụ mòn (yếu)

o   Giám sát hệ thống làm mát

§  Nhiệt độ môi trường

§  Thời gian vận hành của quạt hoặc nhóm quạt làm mát

§  Trạng thái của mạch quạt hoặc nhóm quạt làm mát

§  Hiệu suất làm mát (R_th)

-         Công cụ phần mềm

o   Mật khẩu bảo vệ: Cho user và supervisor

o   Dữ liệu trực tuyến:

o   Hiển thị các thông tin: status overview, warning/ alarms, active part, overload calculation, bushings, tap changer, cooling unit, conservator, simulator, name plate:

o   Dữ liệu quá khứ: Cung cấp các dữ liệu trực quan, cho phép truy cập dẽ dàng. Có phân tích, lập bảng...

o   Công cụ phân tích khí hoà tan trong dầu (DGA): Có sẵn các công cụ chuẩn đoán như: Duval's triangle, Rogers and Doernenburg ratios, Key Gas methods, etc... as per IEEE C57.104 and IEC 60599.:

o   Giả lập: Cho phép nhập các thông số (load factor, hot-spot temperature, aging rate, losses, moisture of insulation paper) để tuỳ biến giả lập tình trạng vận hành hệ thống giả lập:

o   Hệ thống chuyên gia: Các thuật toán để phân tích trực tuyến có được dựa trên việc thu thập kiến thức về máy biến áp và các tiêu chuẩn quốc tế. Nó cung cấp cảnh báo thông minh, chẩn đoán và gợi ý các bước tiếp theo trong quá trình vận hành:

o   Lập báo cáo: Cho phép lập báo cáo tình trạng theo yêu cầu của người vận hành:

o   Cài đặt hệ thống: Người dùng có thể cài đặt các thông báo, cảnh báo, báo động theo yêu cầu.