Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện nghiên cứu cải tiến chỉ số đánh giá tình trạng vận hành và dự báo tuổi thọ còn lại máy biến áp lực lưới điện 110kv miền nam

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật điện nghiên cứu cải tiến chỉ số đánh giá tình trạng vận hành và dự báo tuổi thọ còn lại, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Nguyễn Huy Phương
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Đình Anh Khôi
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện
• Đề tài: Nghiên cứu cải tiến chỉ số đánh giá tình trạng vận hành và dự báo tuổi thọ còn lại máy biến áp lực lưới điện 110kV miền Nam
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• THESIS ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
• 1.1. Tính thiết thực của nghiên cứu
• 1.2. Ý nghĩa của luận văn
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học của luận văn
• 1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn của luận văn
• 1.3. Các đóng góp của luận văn
• 1.4. Tình hình nghiên cứu hiện nay
• 1.5. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
• 2. CÁC KỸ THUẬT ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP LỰC
• 2.1. Các kỹ thuật thí nghiệm hóa
• 2.1.1. Phân tích chất lượng dầu cách điện
• 2.1.2. Phân tích khí hòa tan trong dầu
• 2.1.3. Phân tích hàm lượng furan trong dầu
• 2.2. Các kỹ thuật thí nghiệm điện
• 2.2.1. Đo điện trở cách điện / chỉ số phân cực
• 2.2.2. Đo tỉ số biến áp
• 2.2.3. Đo điện trở một chiều
• 2.2.4. Đo tổn thất điện môi
• 2.2.5. Đo tổn hao tản
• 2.2.6. Đo phóng điện cục bộ
• 2.2.7. Phân tích đáp ứng tần số (FRA)
• 2.2.8. Phân tích đáp ứng tần số điện môi (DFR)
• 2.3. Quản lý vòng đời máy biến áp
• 2.3.1. Các chính sách sửa chữa bảo dưỡng
• 2.3.2. Bảo dưỡng định kỳ
• 2.3.3. Bảo dưỡng theo tình trạng vận hành (CBM)
• 2.3.4. Bảo dưỡng theo hướng tập trung độ tin cậy (RCM)
• 3. NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHỈ SỐ TÌNH TRẠNG VẬN HÀNH CỦA MÁY BIẾN ÁP
• 3.1. Chỉ số tình trạng vận hành
• 3.2. Nghiên cứu các phương pháp tính toán hiện tại
• 3.2.1. Phương pháp tính điểm bằng trọng số
• 3.2.2. Phương pháp tính điểm bằng logic mờ
• 3.3. Đề xuất cải tiến phương pháp tính toán chỉ số tình trạng
• 3.3.1. Đề xuất cải tiến tiêu chí đánh giá
• 3.3.2. Đề xuất tiêu chí đánh giá dòng ngắn mạch tích lũy
• 3.3.3. Đề xuất tiêu chí đánh giá mức độ lão hóa giấy cách điện
• 3.4. Kết quả tính toán chỉ số tình trạng
• 4. NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG TUỔI THỌ CÒN LẠI CỦA MÁY BIẾN ÁP
• 4.1. Cơ chế lão hóa vật liệu trong MBA
• 4.2. Tuổi thọ còn lại của MBA
• 4.3. Tuổi thọ kỳ vọng của giấy cách điện
• 4.4. Tính toán tuổi thọ còn lại của MBA
• 4.4.1. Đề xuất phương pháp tính toán tuổi thọ còn lại của MBA
• 4.4.2. Tốc độ lão hóa của giấy cách điện
• 4.4.3. Tính toán nhiệt độ điểm nóng dựa trên mô hình phân bố nhiệt
• 4.4.4. Xây dựng đặc tuyến DP theo thời gian
• 4.4.5. Áp dụng thực tế
• 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 5.1. Kết quả tính toán chỉ số tình trạng
• 5.2. Kết quả tính toán tuổi thọ còn lại
• 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TIẾP THEO
• 6.1. Đề xuất hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CÁC MBA KHẢO SÁT
• Danh mục hình ảnh
• Danh mục bảng
• Danh mục viết tắt

Tóm tắt

I. Giới thiệu tổng quan

Nghiên cứu này tập trung vào việc cải tiến chỉ số đánh giá và dự báo tuổi thọ của máy biến áp 110kV tại miền Nam. Máy biến áp là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện, đặc biệt là ở cấp điện áp 110kV. Việc đánh giá tình trạng vận hành và dự báo tuổi thọ còn lại của máy biến áp giúp các công ty điện lực chủ động trong công tác bảo trì, bảo dưỡng và thay thế thiết bị. Nghiên cứu này nhằm mục đích cải thiện phương pháp tính toán chỉ số tình trạng vận hành và đề xuất phương pháp ước lượng tuổi thọ còn lại của máy biến áp dựa trên các dữ liệu thực tế từ lưới điện miền Nam.

1.1. Tính thiết thực của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn cao trong việc quản lý và vận hành máy biến áp 110kV. Việc cải tiến chỉ số đánh giá và dự báo tuổi thọ giúp các công ty điện lực tránh được các sự cố bất ngờ, nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Đặc biệt, với việc áp dụng chính sách bảo dưỡng theo tình trạng (CBM), nghiên cứu này cung cấp công cụ để đánh giá và dự báo tuổi thọ của máy biến áp một cách khoa học và chính xác hơn.

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu đóng góp vào việc phát triển các phương pháp đánh giá tuổi thọ và dự báo tuổi thọ máy biến áp dựa trên các thông số vận hành và thí nghiệm. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu giúp các công ty điện lực có kế hoạch dài hạn trong việc bảo trì, sửa chữa và thay thế máy biến áp, từ đó nâng cao chất lượng cung cấp điện.

II. Các kỹ thuật đánh giá tình trạng vận hành máy biến áp

Nghiên cứu này đề cập đến các kỹ thuật đánh giá tình trạng vận hành của máy biến áp, bao gồm các phương pháp thí nghiệm hóa và điện. Các phương pháp này giúp xác định tình trạng hiện tại của máy biến áp thông qua việc phân tích chất lượng dầu cách điện, khí hòa tan trong dầu, và các thông số điện như điện trở cách điện, tỉ số biến áp, và tổn hao tản. Các kết quả thí nghiệm được sử dụng để tính toán chỉ số đánh giá tình trạng vận hành của máy biến áp.

2.1. Phân tích chất lượng dầu cách điện

Phân tích chất lượng dầu cách điện là một trong những phương pháp quan trọng để đánh giá tình trạng của máy biến áp. Các chỉ số như hàm lượng furan, khí hòa tan trong dầu được sử dụng để xác định mức độ lão hóa của giấy cách điện, từ đó đánh giá tuổi thọ còn lại của máy biến áp.

2.2. Phân tích thông số điện

Các thông số điện như điện trở cách điện, tỉ số biến áp, và tổn hao tản được đo lường để đánh giá tình trạng vận hành của máy biến áp. Các thông số này cung cấp thông tin về sự suy giảm hiệu suất của máy biến áp và giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn trong hệ thống cách điện.

III. Nghiên cứu cải tiến phương pháp tính toán chỉ số tình trạng

Nghiên cứu này đề xuất cải tiến phương pháp tính toán chỉ số tình trạng của máy biến áp dựa trên các tiêu chí đánh giá mới như dòng ngắn mạch tích lũy và mức độ lão hóa của giấy cách điện. Phương pháp này sử dụng mô hình phân bố nhiệt trong cuộn dây để tính toán nhiệt độ điểm nóng, từ đó suy ra tốc độ lão hóa của giấy cách điện. Kết quả tính toán chỉ số tình trạng được áp dụng để đánh giá tình trạng vận hành của máy biến áp 110kV tại miền Nam.

3.1. Đề xuất cải tiến tiêu chí đánh giá

Nghiên cứu đề xuất các tiêu chí đánh giá mới như dòng ngắn mạch tích lũy và mức độ lão hóa của giấy cách điện. Các tiêu chí này được tích hợp vào phương pháp tính toán chỉ số tình trạng, giúp đánh giá chính xác hơn tình trạng vận hành của máy biến áp.

3.2. Kết quả tính toán chỉ số tình trạng

Kết quả tính toán chỉ số tình trạng cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc đánh giá tình trạng vận hành của máy biến áp 110kV. Các chỉ số này giúp các công ty điện lực đưa ra quyết định bảo trì và thay thế thiết bị một cách hợp lý và khoa học.

IV. Nghiên cứu phương pháp ước lượng tuổi thọ còn lại của máy biến áp

Nghiên cứu này đề xuất phương pháp ước lượng tuổi thọ còn lại của máy biến áp dựa trên việc tính toán nhiệt độ điểm nóng và tốc độ lão hóa của giấy cách điện. Phương pháp này sử dụng mô hình phân bố nhiệt trong cuộn dây để tính toán nhiệt độ điểm nóng, từ đó xây dựng đặc tuyến suy giảm chất lượng giấy cách điện theo thời gian. Kết quả nghiên cứu giúp dự báo tuổi thọ còn lại của máy biến áp một cách chính xác hơn.

4.1. Tính toán nhiệt độ điểm nóng

Phương pháp tính toán nhiệt độ điểm nóng dựa trên mô hình phân bố nhiệt trong cuộn dây của máy biến áp. Nhiệt độ điểm nóng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ lão hóa của giấy cách điện, từ đó ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy biến áp.

4.2. Xây dựng đặc tuyến suy giảm DP

Nghiên cứu xây dựng đặc tuyến suy giảm hệ số polymer hóa (DP) của giấy cách điện theo thời gian. Đặc tuyến này được sử dụng để ước lượng tuổi thọ còn lại của máy biến áp dựa trên các thông số vận hành và thí nghiệm.

V. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã đạt được các kết quả quan trọng trong việc cải tiến chỉ số đánh giá và dự báo tuổi thọ của máy biến áp 110kV. Các kết quả này được áp dụng thực tiễn tại lưới điện miền Nam, giúp các công ty điện lực chủ động hơn trong công tác quản lý và vận hành thiết bị. Nghiên cứu cũng đề xuất các hướng phát triển tiếp theo để nâng cao hiệu quả của phương pháp đánh giá và dự báo tuổi thọ máy biến áp.

5.1. Kết quả tính toán chỉ số tình trạng

Kết quả tính toán chỉ số tình trạng cho 37 máy biến áp 110kV tại miền Nam cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc đánh giá tình trạng vận hành. Các chỉ số này giúp các công ty điện lực đưa ra quyết định bảo trì và thay thế thiết bị một cách hợp lý.

5.2. Kết quả tính toán tuổi thọ còn lại

Kết quả tính toán tuổi thọ còn lại của máy biến áp dựa trên đặc tuyến suy giảm DP cho thấy khả năng dự báo chính xác tuổi thọ còn lại của thiết bị. Điều này giúp các công ty điện lực lên kế hoạch dài hạn trong việc bảo trì và thay thế máy biến áp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tổng Công ty Điện lực miền Nam (EVN SPC) quản lý vận hành 241 trạm biến áp với 428 máy biến áp lực (MBA) cấp điện áp 110kV, trong đó công suất 40 MVA chiếm 47.2% và 63 MVA chiếm 44.1% (năm 2022). MBA là thiết bị quan trọng nhất trong trạm biến áp cao áp với chi phí đầu tư lớn và tuổi thọ thiết kế có thể lên đến 40 năm. Tuy nhiên, thực tế cho thấy các MBA vận hành trên 20 năm thường có nguy cơ sự cố bất ngờ cao, ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ tin cậy cung cấp điện. Do đó, việc đánh giá tình trạng vận hành và dự báo tuổi thọ còn lại của MBA là rất cần thiết để chủ động trong công tác bảo trì, bảo dưỡng và thay thế.

Mục tiêu nghiên cứu là cải tiến chỉ số đánh giá tình trạng vận hành và đề xuất phương pháp dự báo tuổi thọ còn lại cho MBA lực trên lưới điện 110kV miền Nam, giúp EVN SPC nâng cao hiệu quả quản lý vận hành, giảm thiểu rủi ro sự cố và tối ưu hóa chi phí bảo trì. Phạm vi nghiên cứu tập trung khảo sát 37 MBA tiêu biểu trên toàn miền Nam và 38 MBA tại tỉnh Long An, khu vực có số lượng trạm biến áp lớn và dữ liệu vận hành đầy đủ. Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc áp dụng chính sách bảo dưỡng theo tình trạng (CBM) và bảo dưỡng tập trung độ tin cậy (RCM), góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện an toàn, liên tục.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Chỉ số tình trạng vận hành (Health Index - HI): Là chỉ số tổng hợp đánh giá chất lượng và tình trạng vận hành của MBA dựa trên các dữ liệu thí nghiệm hóa, điện và vận hành. HI được tính bằng phương pháp tổng điểm trọng số hoặc logic mờ, phản ánh mức độ xuống cấp và khả năng vận hành an toàn của thiết bị.

• Mô hình phân bố nhiệt trong cuộn dây MBA: Dựa trên mô hình phân bố nhiệt để tính toán nhiệt độ điểm nóng (Hot-spot temperature - HST), từ đó xác định tốc độ lão hóa của giấy cách điện.

• Hệ số polymer hóa (Degree of Polymerization - DP): Đại diện cho độ bền cơ học của giấy cách điện, giảm dần theo thời gian vận hành và nhiệt độ điểm nóng. DP được ước lượng gián tiếp qua hàm lượng hợp chất furan hòa tan trong dầu cách điện.

• Phân tích khí hòa tan trong dầu (Dissolved Gas Analysis - DGA): Phân tích các khí cháy sinh ra trong dầu để chẩn đoán các dạng sự cố bên trong MBA như phóng điện cục bộ, quá nhiệt, carbon hóa giấy.

• Logic mờ Takagi-Sugeno-Kang (TSK): Áp dụng để xử lý dữ liệu không rõ ràng, kết hợp các biến đầu vào thành chỉ số tình trạng vận hành chính xác hơn.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu vận hành, kết quả thí nghiệm hóa, điện, phân tích khí hòa tan, hàm lượng furan, lịch sử tải và bảo trì của 75 MBA 110kV tiêu biểu tại miền Nam, trong đó có 38 MBA tại Long An.

• Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn các MBA có kết quả thí nghiệm bất thường và đa dạng về tuổi thọ, công suất, nhà sản xuất nhằm đảm bảo tính đại diện cho toàn bộ lưới điện miền Nam.

• Phân tích dữ liệu: Áp dụng phương pháp tổng điểm trọng số và logic mờ để tính chỉ số tình trạng vận hành. Sử dụng mô hình phân bố nhiệt để tính nhiệt độ điểm nóng, từ đó ước lượng tốc độ lão hóa giấy cách điện và xây dựng đặc tuyến suy giảm DP theo thời gian.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 11/2023 đến tháng 6/2024, bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích, xây dựng mô hình và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chỉ số tình trạng vận hành: Kết quả tính toán cho thấy 37 MBA khảo sát có chỉ số tình trạng vận hành dao động từ 45 đến 95, trong đó khoảng 30% MBA có chỉ số dưới 65, cảnh báo tình trạng vận hành xấu hoặc không đạt. Tại Long An, 38 MBA có chỉ số trung bình khoảng 70, phản ánh mức độ vận hành trung bình đến khá.

2. Dòng ngắn mạch tích lũy: Dữ liệu dòng ngắn mạch tích lũy tại Long An cho thấy một số MBA chịu tác động của dòng ngắn mạch lên đến gần 200 kA với số lần tích lũy lên đến 30 lần, ảnh hưởng tiêu cực đến cấu trúc cơ học và tuổi thọ thiết bị.

3. Tuổi thọ còn lại của giấy cách điện: Qua phân tích hàm lượng 2-furfuraldehyde trong dầu, hệ số DP của giấy cách điện giảm từ khoảng 1000 (giấy mới) xuống dưới 200 đối với các MBA vận hành trên 25 năm, cho thấy nguy cơ mất độ bền cơ học cao. Đặc tuyến suy giảm DP theo thời gian được xây dựng dựa trên mô hình nhiệt độ điểm nóng, cho phép dự báo tuổi thọ còn lại chính xác hơn.

4. So sánh phương pháp tính chỉ số: Phương pháp logic mờ cho kết quả chỉ số tình trạng vận hành phù hợp hơn với thực tế vận hành so với phương pháp tổng điểm trọng số, đặc biệt trong xử lý dữ liệu không rõ ràng và các trường hợp có sự biến động lớn về thông số.

Thảo luận kết quả

Kết quả chỉ số tình trạng vận hành phản ánh chính xác mức độ xuống cấp của MBA, giúp đơn vị quản lý phân loại thiết bị theo mức độ ưu tiên bảo trì hoặc thay thế. Việc bổ sung tiêu chí dòng ngắn mạch tích lũy và mức độ lão hóa giấy cách điện đã cải thiện đáng kể khả năng dự báo tuổi thọ còn lại so với các nghiên cứu trước đây chỉ dựa trên dữ liệu tức thời.

So với các nghiên cứu quốc tế, phương pháp đề xuất phù hợp với điều kiện vận hành và dữ liệu thực tế tại Việt Nam, đồng thời tận dụng hiệu quả nguồn dữ liệu thu thập từ EVN SPC. Việc áp dụng logic mờ giúp xử lý tốt các dữ liệu không chắc chắn, tăng độ tin cậy của chỉ số tình trạng vận hành.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố chỉ số tình trạng vận hành theo nhóm tuổi MBA, bảng thống kê dòng ngắn mạch tích lũy và đồ thị đặc tuyến suy giảm DP theo thời gian vận hành, giúp trực quan hóa mức độ xuống cấp và dự báo tuổi thọ.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng rộng rãi phương pháp cải tiến chỉ số tình trạng vận hành: EVN SPC nên triển khai áp dụng phương pháp tính chỉ số tình trạng vận hành kết hợp logic mờ và bổ sung tiêu chí dòng ngắn mạch tích lũy, nhằm nâng cao hiệu quả quản lý vận hành trong vòng 1-2 năm tới.

2. Xây dựng hệ thống giám sát nhiệt độ điểm nóng và hàm lượng furan: Lắp đặt cảm biến giám sát nhiệt độ điểm nóng và lấy mẫu dầu định kỳ để phân tích hàm lượng furan, phục vụ dự báo tuổi thọ còn lại chính xác, thực hiện trong vòng 3 năm.

3. Tăng cường đào tạo và nâng cao năng lực chuyên gia: Tổ chức các khóa đào tạo về kỹ thuật phân tích dữ liệu, logic mờ và mô hình nhiệt cho cán bộ kỹ thuật EVN SPC nhằm đảm bảo vận hành và bảo trì hiệu quả, thực hiện liên tục hàng năm.

4. Phát triển phần mềm hỗ trợ tính toán và quản lý chỉ số tình trạng: Xây dựng phần mềm tích hợp các mô hình tính toán chỉ số tình trạng và dự báo tuổi thọ còn lại, giúp tự động hóa quy trình đánh giá và ra quyết định bảo trì, hoàn thành trong 2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư và chuyên gia vận hành lưới điện: Nghiên cứu cung cấp công cụ đánh giá tình trạng vận hành và dự báo tuổi thọ còn lại của MBA, giúp họ đưa ra quyết định bảo trì, sửa chữa chính xác và kịp thời.

2. Ban quản lý và hoạch định chiến lược của các công ty điện lực: Thông tin về chỉ số tình trạng và tuổi thọ còn lại hỗ trợ xây dựng kế hoạch đầu tư, thay thế thiết bị hợp lý, tối ưu hóa chi phí vận hành.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp phân tích và mô hình tính toán tiên tiến, phục vụ nghiên cứu và phát triển thêm trong lĩnh vực quản lý tài sản điện.

4. Các đơn vị cung cấp dịch vụ thí nghiệm và giám sát thiết bị điện: Tham khảo để nâng cao chất lượng dịch vụ, áp dụng các kỹ thuật phân tích khí hòa tan, phân tích furan và logic mờ trong đánh giá tình trạng thiết bị.

Câu hỏi thường gặp

1. Chỉ số tình trạng vận hành (HI) là gì và tại sao quan trọng?
   HI là chỉ số tổng hợp đánh giá mức độ xuống cấp và tình trạng vận hành của MBA dựa trên nhiều dữ liệu thí nghiệm và vận hành. Nó giúp đơn vị quản lý xác định tình trạng thiết bị, từ đó quyết định bảo trì hoặc thay thế kịp thời, giảm thiểu sự cố.

2. Phương pháp logic mờ có ưu điểm gì so với phương pháp tổng điểm trọng số?
   Logic mờ xử lý tốt các dữ liệu không chắc chắn và mơ hồ, phù hợp với các thông số vận hành có biến động. Nó cho kết quả đánh giá chính xác và linh hoạt hơn, đặc biệt khi dữ liệu đầu vào không rõ ràng hoặc có sai số.

3. Làm thế nào để ước lượng tuổi thọ còn lại của giấy cách điện?
   Tuổi thọ còn lại được ước lượng gián tiếp qua hệ số polymer hóa (DP) của giấy cách điện, tính từ hàm lượng hợp chất furan hòa tan trong dầu và nhiệt độ điểm nóng trong cuộn dây. Khi DP giảm dưới 200, giấy mất độ bền cơ học, báo hiệu tuổi thọ gần kết thúc.

4. Dòng ngắn mạch tích lũy ảnh hưởng thế nào đến tuổi thọ MBA?
   Dòng ngắn mạch tích lũy gây ra lực điện động lớn làm biến dạng cơ học cuộn dây và giấy cách điện, làm giảm độ bền cơ học và tăng nguy cơ sự cố. Việc theo dõi dòng ngắn mạch tích lũy giúp đánh giá chính xác mức độ tổn thương và tuổi thọ còn lại.

5. Phương pháp nghiên cứu có thể áp dụng cho các loại MBA khác không?
   Phương pháp dựa trên mô hình nhiệt và logic mờ có thể mở rộng áp dụng cho các MBA phân phối và truyền tải khác, với điều chỉnh phù hợp theo đặc tính kỹ thuật và dữ liệu vận hành của từng loại thiết bị.

Kết luận

• Đã phát triển và cải tiến phương pháp tính chỉ số tình trạng vận hành MBA 110kV miền Nam, bổ sung tiêu chí dòng ngắn mạch tích lũy và mức độ lão hóa giấy cách điện.
• Xây dựng mô hình phân bố nhiệt và đặc tuyến suy giảm hệ số polymer hóa (DP) giúp dự báo tuổi thọ còn lại chính xác hơn.
• Phương pháp logic mờ cho kết quả đánh giá phù hợp với dữ liệu thực tế và xử lý tốt các dữ liệu không rõ ràng.
• Kết quả nghiên cứu hỗ trợ EVN SPC trong việc quản lý vận hành, bảo trì và thay thế MBA một cách khoa học, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
• Đề xuất triển khai áp dụng phương pháp trong vòng 1-3 năm, đồng thời phát triển hệ thống giám sát và phần mềm hỗ trợ tính toán.

Các đơn vị quản lý vận hành nên bắt đầu áp dụng phương pháp cải tiến này, đồng thời phối hợp đào tạo và phát triển công cụ hỗ trợ để nâng cao hiệu quả quản lý tài sản điện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 2021, đã có 2 nghiên cứu tiêu biểu của Nguyễn Diệp Đăng Khoa (năm 2017) [7] và Âu Khương Tình (năm 2021) [8] thực hiện để nghiên cứu tính toán chỉ số vận hành. Các nghiên cứu tính toán chỉ số tình trạng trong các nghiên cứu trên chỉ phản ánh tình trạng của MBA tại một thời điểm, chứ chưa phổ quát được quá trình vận hành lâu dài. Do đó, chỉ số tình trạng hiện nay chỉ có thể ứng dụng để giúp người quản lý đưa ra quyết định sửa chữa hoặc thay thế trong một vài thời điểm nhất định, khó có thể ứng dụng để dự báo tuổi thọ còn lại của MBA trong một chính sách bảo dưỡng chủ động dự phòng như RCM.

Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu Mục tiêu chung của đề tài là nhằm cải tiến chỉ số đánh giá tình trạng vận hành và dự báo tuổi thọ còn lại cho máy biến áp lực lưới điện 110kV miền Nam nhằm giúp Tổng công ty điện lực Miền Nam tránh được việc bị động trong công tác quản lý vận hành. Cụ thể hơn, đề tài sẽ tính toán nhiệt độ điểm nóng bên trong cấu trúc cuộn dây của MBA, tính toán hệ số Polymer hóa (DP) của giấy cách điện [2], xây dựng mô hình thể hiện sự suy giảm DP theo thời gian để tích hợp vào cải tiến phương pháp tính toán chỉ số tình trạng MBA lưới điện Miền Nam. Phạm vi đề tài sẽ khảo sát 37 MBA 110kV tiêu biểu trên khắp các tỉnh miền Nam có kết quả thí nghiệm hóa bất thường trong năm 2023 được Công ty Thí Nghiệm Điện miền Nam ghi nhận, chi tiết trong bảng 1. Ngoài ra, do tỉnh Long An là địa bàn có số lượng trạm biến áp lớn với phụ tải trong năm khá cao, các MBA 110kV tại khu vực này cũng có tình trạng khá đa dạng, và nguồn dữ liệu để tính toán chỉ số tình trạng là tương đối đầy đủ.

Vì vậy, 38 MBA 110kV tại khu vực tỉnh Long An cũng sẽ được xem xét tính toán thí điểm trong nghiên cứu.3: Danh sách các MBA 110kV được khảo sát trên lưới điện miền Nam Năm sản STT MBA Tỉnh Tình trạng xuất Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu BÀU BÈO T1 - 144735- cách điện cellulose. So với kết quả ngày 1 Bình Dương 2015 172 - EEMC 06/07/2023, không phát hiện các khí cháy bất thường. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Năm sản STT MBA Tỉnh Tình trạng xuất Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu ĐỒNG XOÀI T1 - 2 Bình Phước 2014 cách điện. So với kết quả CBM 2022, khí 134734-95 - EEMC CO & CO2 tăng nhanh.

ĐỒNG XOÀI T2 - GT- Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 3 Bình Phước 2003 033-95 - ALSTOM cách điện. TRẦN VĂN THỜI T1 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 4 Cà Mau 2009 VN00215 - ABB cách điện. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu CHỢ MỚI T1 - 144734- 5 An Giang 2014 cách điện cellulose. So với kết quả CBM 99 - EEMC 2022, khí CO và CO2 tăng nhanh.

Trong máy có hiện tượng phóng điện cục CHỢ MỚI T2 - bộ. Quá nhiệt vật liệu cách điện (dầu, 6 An Giang 2012 40M011299 - EMC giấy). So với kết quả CBM 2022, các khí cháy tăng nhanh. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu VĨNH LONG T1 - cách điện.

So với kết quả ngày 15/09/2023, 7 Vĩnh Long 2015 144734-104 - EEMC các khí cháy tiếp tục tăng thêm. Tốc độ sinh khí cháy là C = 3. HỒNG DÂN T2 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 8 Bạc Liêu 2005 VN00047 - ABB cách điện. BẾN CÁT T1 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 9 Bình Dương 2005 VN00072 - ABB cách điện cellulose.

BẾN CÁT T2 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 10 Bình Dương 2005 VN00071 - ABB cách điện cellulose. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu cách điện. BÌNH MINH T1 - 11 Vĩnh Long 2013 So với kết quả ngày 15/09/2023, các khí 134734-96 - EEMC cháy tiếp tục tăng thêm. Tốc độ sinh khí cháy là C = 3.

Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu THÁP MƯỜI T1 - 12 Đồng Tháp 2014 cách điện cellulose. So với kết quả ngày VN00900 - ABB 31/10/2021, các khí cháy có tăng thêm. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Năm sản STT MBA Tỉnh Tình trạng xuất Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu BẾN CẦU T1 - 13 Tây Ninh 2012 cách điện cellulose. So với kết quả ngày VN00032 - ABB 22/02/2023, các khí cháy có tăng thêm.

Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu MỸ XUÂN B1 T2 - Bà Rịa – 14 2014 cách điện cellulose. So với kết quả 134735-147 - EEMC Vũng Tàu 10/05/2022, khí CO tiếp tục tăng thêm. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu PHÚ TÂN T1 - 124734- 15 An Giang 2013 cách điện cellulose. So với kết quả CBM 88 - EEMC 2022, các khí cháy tăng nhanh.

Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu CÁI BÈ T2 - 124735- 16 Tiền Giang 2013 cách điện cellulose. So với kết quả ngày 124 - EEMC 09/03/2022, khí CO và CO2 tăng cao. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu XUYÊN MỘC T2 - Bà Rịa – cách điện cellulose. So với kết quả ngày 17 2013 124735-125 - EEMC Vũng Tàu 24/5/2022, các khí cháy tăng thêm.

Rút ngắn tần suất lấy mẫu 6 tháng/ lần. BÌNH LONG T2 - 18 Bình Phước 2015 Quá nhiệt vật liệu cách điện cellulose. 154734-107 - EEMC BÌNH THẠNH T1 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 19 Bến Tre 2015 1370042T - VEE cách điện cellulose BÌNH THỦY T1 - 1604- Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 20 Cần Thơ 2016 10 - EEMC cách điện cellulose. Khí CO tăng cao.

CHƠN THÀNH T2 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 21 Bình Phước 2017 VN1294 - ABB cách điện cellulose. Khí CO tăng nhanh. CHUNG SƯ T1 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 22 Kiên Giang 2014 40M0312126 - EMC cách điện cellulose. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu GIAO LONG T1 - 23 Bến Tre 2019 cách điện cellulose.

So với kết quả CBM 174734-145 - EEMC 2022, khí CO tăng nhanh. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu GÒ CÔNG TÂY T2 - 24 Tiền Giang 2018 cách điện cellulose. So với kết quả ngày 124735-134 - EEMC 08/03/2022, khí CO tăng cao. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Năm sản STT MBA Tỉnh Tình trạng xuất Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu cách điện cellulose.

So với kết quả ngày GÒ ĐẬU T1 - 174735- 25 Bình Dương 2019 06/02/2023, các khí cháy không tăng thêm. 314 - EEMC Duy trì chế độ vận hành và tần suất theo dõi 06 tháng/lần. HÒA BÌNH T2 - 1604- Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 26 Bình Dương 2017 49 - EEMC cách điện cellulose. HỒNG NGỰ T1 - 1504- Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 27 Đồng Tháp 2016 49 - EEMC cách điện (dầu, giấy).

Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu KCN TÂN HƯƠNG T1 28 Tiền Giang 2016 cách điện cellulose. So với kết quả ngày - VN1247 - ABB 08/03/2022, khí CO tăng cao. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu LONG XUYÊN T2 - 29 An Giang 2016 cách điện cellulose. So với kết quả ngày 154735-220 - EEMC 14/03/2023, các khí cháy có tăng nhẹ.

MỎ CÀY T2 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 30 Bến Tre 2014 40M1004152 - EMC cách điện (dầu, giấy). PHỤNG HIỆP T1 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 31 Hậu Giang 2013 4611672 cách điện. SUỐI DỘP T2 - 024934- Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 32 Tây Ninh 2012 04 cách điện. TÂN UYÊN T2 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 33 Bình Dương 2006 VN051004T cách điện cellulose (CO2/CO>10).

Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu THỚI HÒA T2 - cách điện cellulose (CO2/CO > 10). So với 34 Bình Dương 2006 043835-01 kết quả ngày 09/02/2023, các khí cháy không tăng thêm. TRÀ VINH T2 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 35 Trà Vinh 2016 154734-115 - EEMC cách điện cellulose. Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu VĨNH CHÂU T2 - 1704- 36 Sóc Trăng 2017 cách điện (dầu, giấy).

So với kết quả CBM 10 - EEMC 2022, các khí cháy tăng thêm. VĨNH TRƯỜNG T2 - Trong máy có hiện tượng quá nhiệt vật liệu 37 Bình Dương 2019 174735-323 - EEMC cách điện cellulose. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Về nhiệm vụ nghiên cứu, các nội dung cụ thể bao gồm: - Nghiên cứu các phương pháp ước lượng hệ số Polymer hóa (DP) của giấy cách điện. - Nghiên cứu về mô hình phân bố nhiệt bên trong MBA.

- Nghiên cứu về phương pháp tính toán nhiệt độ điểm nóng (Hot-spot temperature - HST) bên trong cấu trúc cuộn dây của MBA. - Nghiên cứu mô hình suy giảm hệ số DP theo thời gian. CÁC KỸ THUẬT ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP LỰC CHƯƠNG 2. CÁC KỸ THUẬT ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP LỰC Chương này sẽ trình bày những khái niệm cơ bản về các kỹ thuật thí nghiệm hóa và điện, đồng thời phân tích chính sách sửa chữa bảo dưỡng để làm cơ sở cho những phân tích về sau trong việc tính toán chỉ số để đánh giá tình trạng vận hành MBA.

Các kỹ thuật thí nghiệm hóa 2. Phân tích chất lượng dầu cách điện Theo thống kê thì xác suất xảy ra sự cố liên quan đến vật liệu cách điện MBA chiếm hơn 30% tổng số sự cố [2]. Do vậy, việc lấy mẫu và phân tích chất lượng của dầu cách điện là rất quan trọng. Cụ thể, dầu MBA phải được kiểm tra trước khi MBA được đưa vào vận hành và kể cả trong quá trình thí nghiệm định kỳ.

Kết quả thí nghiệm chất lượng dầu cách điện được xem như yếu tố quan trọng nhất để quyết định xem MBA có cần được sấy lọc, bảo trì, bảo dưỡng hay không.1 liệt kê các phương pháp thí nghiệm chất lượng mẫu dầu được tổng hợp từ tiêu chuẩn IEC và ASTM, trong đó phân thành 3 nhóm chức năng chính [9].1: Các hạng mục kiểm tra chất lượng dầu MBA Hạng mục Đơn vị Phương pháp Ngưỡng Nhóm / Chức thí nghiệm đánh giá năng Độ nhớt ở 40°C cSt ASTM D445-18 ≤ 12 Nhóm 1 Hàm lượng nước ppm IEC 60814: 1997 ≤ 40 Phân tích các Điện áp phóng điện kV IEC 60156: 2018 ≥ 30 đặc tính chức Điện áp phóng điện kV IEC 60156: 2018 ≥ 70 năng làm mát (Sau sấy lọc) và cách điện Tỷ trọng ở 20°C g/ml ASTM D1298-17 ≤ 0. Đếm hạt IEC 60970 Nhóm 2 Ngoại quan ISO 2049 Sạch Phân tích các Trị số axit mgKOH/g ASTM D664 ≤ 0.01 thành phần hoá 10 CHƯƠNG 2.