Ứng dụng công nghệ tiên tiến để chẩn đoán các trạng thái hư hỏng tiềm ẩn trong Máy biến áp 500kV

Triển khai, hoàn thiện hệ thống giám sát và chẩn đoán trạng thái thiết bị theo thời gian thực để phát triển hệ thống truyền tải điện thông minh là mục tiêu quan trọng trong lộ trình thực hiện Chiến lược phát triển Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT) đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2040.

Lưới điện truyền tải Việt Nam bao gồm hai cấp điện áp 500kV và 220kV, trong đó lưới điện 500kV chạy từ Bắc vào Nam được xem là xương sống của hệ thống truyền tải điện. Để đảm bảo lưới điện 500kV vận hành liên tục, ổn định, an toàn với chi phí sửa chữa, bảo dưỡng tối ưu, một trong những vấn đề đặt ra là làm thế nào nâng cao hiệu quả kiểm soát, chủ động phòng ngừa sự cố trong suốt quá trình hoạt động của các thiết bị điện 500kV, đặc biệt đối với thiết bị quan trọng có giá trị lớn như máy biến áp 500kV, bởi một khi xuất hiện các thông số nguy hiểm vượt quá khả năng chịu đựng của bộ phận nào đó thì sự cố sẽ xảy ra. Khả năng này suy giảm một cách tự nhiên theo quá trình vận hành của máy do các yếu tố 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 trong máy biến áp. Tuy nhiên, quá trình này cũng có thể diễn ra nhanh hơn do các ứng suất xuất hiện trong chế độ vận hành như ngắn mạch bên ngoài máy biến áp, chế độ mang tải cao hoặc các thiên tai bất thường. Nếu không dự báo trước các nguy cơ hư hỏng tiềm ẩn thì chi phí sửa chữa, khôi phục, thậm chí phải thay máy sẽ rất tốn kém. Như vậy cần phải trang bị một hệ thống có khả năng giám sát online tổng thể các thông số kỹ thuật của các máy biến áp 500kV trong lưới điện truyền tải để chẩn đoán, ngăn ngừa sự cố.

Dự án Trang bị thiết bị giám sát tổng quan bản thể máy biến áp cho các máy biến áp 500kV do EVNNPT làm chủ đầu tư, Công ty Truyền tải điện 3 (PTC3) thay mặt EVNNPT quản lý dự án là giải pháp góp phần giải quyết vấn đề nêu trên, hiện thực hóa quá trình tạo lập hệ thống truyền tải điện thông minh trong lộ trình thực hiện chiến lược phát triển EVNNPT. Đây là lần đầu tiên EVNNPT thí điểm lắp đặt loại thiết bị giám sát với công nghệ tiên tiến, độ tin cậy cao tại 04 trạm biến áp 500kV: Phú Lâm, Pleiku 2, Đà Nẵng và Hiệp Hòa. Hệ thống thiết bị cho phép xuất ra báo cáo vận hành, nội dung riêng biệt cho từng máy biến áp: theo dõi quá tải, quá điện áp, phóng điện cục bộ, tổn hao điện môi của sứ đầu vào, nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn dây, bộ chuyển nấc phân áp, phân tích hàm lượng khí trong dầu, hệ thống làm mát…và xu hướng của các thông số cần giám sát theo dõi. Hệ thống có thể giám sát và so sánh sự tương quan giữa các bộ phận không chỉ trong cùng một máy biến áp mà còn nhiều máy biến áp khác nhau được lưu trữ và xử lý trong cùng một thiết bị xử lý thông minh IED, thu thập dữ liệu, quản lý dữ liệu trong suốt vòng đời của thiết bị. Hệ thống này giám sát trực tuyến, toàn diện và thông minh cho máy biến áp, có phần mềm tích hợp các thuật toán tinh vi để phân tích, chuẩn đoán các dữ liệu thu thập được từ các cảm biến khác nhau được lắp trên các bộ phận của máy biến áp từ đó đưa thông tin hữu ích và hỗ trợ người vận hành ra quyết định đúng đắn về thời điểm cần thiết phải bảo dưỡng máy biến áp nên sẽ tối ưu hóa được chi phí bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị.

Dự án còn bao gồm công tác đào tạo, huấn luyện nâng cao trình độ chuyên môn và quản lý cho đội ngũ cán bộ kỹ thuật để nắm vững và vận hành công nghệ thiết bị tiên tiến sau chuyển giao.

Sau hơn một năm nỗ lực triển khai dự án, tháng 11/2018 PTC3 đã hoàn thành lắp đặt, nghiệm thu đóng điện thiết bị giám sát tổng quan bản thể máy biến áp 500kV tại 03 trạm biến áp 500kV: Pleiku 2, Phú Lâm và Đà Nẵng. Hiện nay còn trạm biến áp 500kV Hiệp Hòa đang chờ lịch cắt điện để lắp đặt thiết bị, hoàn thành dự án.

Việc đưa thiết bị giám sát tổng quan bản thể máy biến áp vào hoạt động đã nâng cao hiệu quả chẩn đoán các trạng thái hư hỏng tiềm ẩn trong máy biến áp 500kV, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cũng như giảm thiểu các thiệt hại về kinh tế do việc cắt máy biến áp gây ra đối với hệ thống truyền tải điện 500kV, tối ưu hóa độ khả dụng, tin cậy và công năng của máy biến áp với chi phí vòng đời sản phẩm thấp nhất bằng việc giám sát các bộ phận chính của máy biến áp, hỗ trợ cho quá trình phân tích, tính toán vận hành tối ưu hệ thống qua hệ thống giám sát từ xa, nhờ đó giúp các Công ty Truyền tải điện 1,  2, 3 và 4 chỉ đạo vận hành hệ thống một cách linh hoạt thông qua hệ thống giám sát từ xa trang bị tại các Trung tâm vận hành của các Công ty truyền tải điện và Tổng công ty truyền tải điện Quốc gia ./.

                                                                        Nguyễn Thị Tuyết Nga.

                                                                             (Văn phòng PTC3)