Luận văn Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp trong công tác thí nghiệm chẩn đoán ngăn ngừa sự cố cho lưới điện phân phối
1
LỜI CẢM ƠN
Luận văn đƣợc hoàn thành tại Trƣờng Đại học Điện lực dƣới sự
hƣớng dẫn của Tiến sỹ Nguyễn Anh Tuấn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới Tiến sỹ Nguyễn
Anh Tuấn, ngƣời đã luôn quan tâm, động viên và tận tình hƣớng dẫn tôi
trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Đào tạo sau đại
học, các Thầy giáo, Cô giáo của Trƣờng Đại học Điện lực, Viện Năng Lƣợng
đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập,
nghiên cứu và hoàn thiện luận văn này.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Tổng Công ty Điện lực
miền Nam – Công ty Thí nghiệm điện miền Nam, cùng các đồng nghiệp và
gia đình đã tạo điều kiện, động viên, hỗ trợ tôi trong quá trình học tập và
nghiên cứu.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 7 năm 2015
Học viên
Phan Nam Thanh
2
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi
dƣới sự hƣớng dẫn của Tiến sỹ Nguyễn Anh Tuấn. Tôi cũng xin cam đoan
rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đƣợc cảm ơn và các
thông tin trích dẫn trong luận văn này đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả
Phan Nam Thanh
3
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................2
DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ...........................................................................6
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .........................................................................7
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................8
Chƣơng 1...................................................................................................................11
1.1 Khái niệm cơ bản ................................................................................................11
1.1.1 Lƣới điện phân phối ......................................................................................11
1.1.2 Chất lƣợng điện năng lƣới phân phối............................................................11
1.1.3 Một số thiết bị chủ yếu trong lƣới phân phối................................................12
1.1.3.1 Máy Biến áp lực ......................................................................................12
1.1.3.2 Máy cắt ....................................................................................................13
1.1.3.3 Cáp lực.....................................................................................................13
1.1.3.4 Dao cách ly thƣờng..................................................................................14
1.1.3.5 Dao cách ly tự động.................................................................................14
1.1.3.6 Cầu dao phụ tải........................................................................................14
1.1.4 Độ tin cậy ......................................................................................................15
1.1.5 Bảo dƣỡng định kỳ........................................................................................17
1.1.6 Sự cố tiềm ẩn.................................................................................................19
1.1.7 Thí nghiệm chẩn đoán...................................................................................20
1.2.1 Ý nghĩa, mục đích .........................................................................................20
1.2.2 Thực tiễn áp dụng tại Việt nam.....................................................................21
1.2.3 Thực tiễn đã áp dụng trên thế giới.................................................................24
1.3 Kết luận chƣơng 1...............................................................................................26
Chƣơng 2...................................................................................................................27
2.1 Đặc điểm lƣới điện phân phối.............................................................................27
2.2 Hiện trạng thiết bị................................................................................................28
2.2.1 Đặc điểm........................................................................................................28
2.2.2 Chế độ vận hành............................................................................................29
2.2.3 Chế độ bảo dƣỡng định kỳ ............................................................................33
2.3 Hiện trạng về công tác thí nghiệm ......................................................................34
4
2.3.1.2 Năng lực thí nghiệm chẩn đoán:..............................................................40
2.3.2.3 Kỹ thuật phân tích đáp ứng tần số:..........................................................44
2.3.3 Các quy định về thí nghiệm định kỳ .............................................................46
2.4.1 Yêu cầu phụ tải..............................................................................................47
2.4.1.4 Thay thế thiết bị tại điểm đấu nối............................................................50
2.4.2 Các chỉ tiêu tin cậy cung cấp điện.................................................................50
2.5 Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................55
Chƣơng 3...................................................................................................................56
3.1Giải pháp đầu tƣ thiết bị ......................................................................................56
3.1.1 Đầu tƣ mới.....................................................................................................56
3.1.1.1 Thiết bị chính cho lƣới điện phân phối: ..................................................56
3.1.1.2 Thiết bị thí nghiệm chẩn đoán.................................................................56
3.1.2 Đầu tƣ phát triển mở rộng .............................................................................60
3.2 Giải pháp Thí nghiệm chẩn đoán ........................................................................61
3.2.1 Thí nghiệm thiết bị chính.................................................................................61
3.2.1.1 Máy Biến Áp: ..........................................................................................61
3.2.1.2 Hệ thống GIS:..........................................................................................63
3.2.2 Thí nghiệm các thiết bị phụ trợ .....................................................................64
3.2.2.1 Cáp lực:....................................................................................................64
3.2.2.2 Tủ hợp bộ và các thiết bị đóng cắt: .........................................................65
3.3 Giải pháp quản lý ................................................................................................65
3.3.1 Công tác Tổ chức ..........................................................................................65
3.3.2 Công tác quản lý vận hành ............................................................................67
3.3.3 Công tác Đào tạo ...........................................................................................67
3.3.4 Phân cấp quản lý............................................................................................69
3.3.4.1 Tập đoàn điện lực ....................................................................................69
3.3.4.2 Các Tổng công ty điện lực.......................................................................70
3.3.4.3 Đơn vị quản lý vận hành..........................................................................70
3.3.4.4 Đơn vị thí nghiệm....................................................................................70
3.4 Kết luận chƣơng 3:..............................................................................................71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................73
5
Phụ lục 3……………………………………………………………………………80
Bảng thống kê thiết bị thí nghiệm………………………………………………….80
Phụ lục 4……………………………………………………………………………90
Các tiêu chuẩn hiện hành: TCVN, IEC,……………………………………………90
Phụ lục 5……………………………………………………………………………91
Giới thiệu các phƣơng pháp chẩn đoán…………………………………………….91
Phụ lục 6…………………………………………………………………………..117
Các tiêu chuẩn đánh giá thiết bị chẩn đoán……………………………………….117
Phụ lục 7…………………………………………………………………………..124
Các kết quả chẩn đoán đạt đƣợc…………………………………………………..124
6
DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ
Trang
Bảng 1 - Số lƣợng hƣ hỏng trong các năm 2012, 2013, 2014 theo Nhà sản 30
xuất, tính tỉ lệ hƣ hỏng so với vận hành trên lƣới.
Bảng 2 - Thống kê các dạng hƣ hỏng MBA trong các năm vừa qua: hƣ hỏng 31
do có sự cố ngắn mạch ngoài lƣới, tự hƣ hỏng.
Bảng 3 - Thống kê dạng hƣ hỏng cuộn dây: hƣ hỏng cuộn 110kV và/hoặc 31
22kV, hƣ hỏng cuộn tam giác và dạng khác.
Bảng 4 - Thống kê sự cố lƣới điện ngầm 22kV từ 2012 đến Quí 1/2015
32
Bảng 5 - Số liệu độ tin cậy cung cấp điện của Tổng Công ty Điện Lực miền 55
Nam
Bảng 6 - Các thiết bị thí nghiệm chẩn đoán cần đầu tƣ
57
Hình 1 - Giải pháp đo và định vị PD bằng phƣơng pháp kết hợp sóng âm với 62
sóng siêu cao tần.
Hình 2 - Phƣơng pháp kết hợp thí nghiệm và chẩn đoán cáp
64
7
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
ĩa
Giải ngh
HTĐ
LPP
Hệ thống điện
Lƣới điện phân phối
Cung cấp điện
Máy biến áp
CCĐ
MBA
DCL
Dao cách ly
DCLTĐ
CDPT
IEEE
XLPE
DGA
PD
Dao cách ly tự động
Cầu dao phụ tải
Institute of Electrical and Electronic Engineers
cross-linked polyethylene
Dissolved Gas Analysis
Partial discharge
UHF
SFRA
DFR
Sweep Frequency Response Analysis
Dielectric Frequency Response
Very Low Frequency
VLF
GIS
GST
Ground Speciment Test (Sơ đồ đo có nối đất)
Unground Speciment Test (Sơ đồ đo không nối đất)
Công Nghệ Sàn Xuất
UST
CNSX
TTĐĐ HTĐ
IRC
Trung Tâm Điều độ Hệ thống điện
Isothermal Relaxation Current (dòng phục hồi đẳng nhiệt)
Return voltage measurements (Đo điện áp rơi)
Hight Frequency Current Transfomer
RVM
HFCT
8
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nhiệm vụ của hệ thống điện là sản xuất, truyền tải và phân phối điện
năng đến các hộ tiêu thụ, trong đó phải đảm bảo các tiêu chuẩn chất lƣợng điện
năng theo quy định và có độ tin cậy cung cấp điện hợp lý. Độ tin cậy cung cấp
điện là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất phải tính đến khi quy hoạch,
thiết kế và vận hành hệ thống điện, đảm bảo hệ thống điện đƣợc phát triển tối
ƣu và vận hành đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
Hệ thống điện Việt Nam trải dài từ Bắc đến Nam theo điều kiện địa hình
đất nƣớc, khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, mƣa bão nhiều gây ra nhiều sự cố cho việc
vận hành hệ thống điện. Trong những năm qua, hệ thống điện Việt Nam có sự tăng
trƣởng vƣợt bậc về quy mô công suất, các thiết bị phân phối điện phát triển mạnh,
đã đặt ra những vấn đề cấp thiết về việc đảm bảo độ tin cậy của hệ thống điện. Độ
tin cậy cung cấp điện kém, thƣờng xuyên xảy ra sự cố, hỏng hóc…Vì vậy, cần
đƣợc quan tâm tính toán, phát triển lĩnh vực thí nghiệm chẩn đoán, đề xuất các
biện pháp giảm sự cố, nâng cao độ tin cậy đảm bảo các tiêu chuẩn điện năng theo
quy định.
Thiết bị điện trong lƣới điện đang vận hành bình thƣờng, vẫn có thể tiềm
ẩn các hƣ hỏng mà các thử nghiệm thông thƣờng (routine test) không thể phát hiện
đƣợc. Các hƣ hỏng tiềm ẩn này có thể bất ngờ tạo nên một sự cố lớn gây hƣ hỏng
thiết bị, ảnh hƣởng đến độ tin cậy cung cấp điện, gây thiệt hại lớn về kinh tế do
gián đoạn truyền tải và phân phối. Thí nghiệm chẩn đoán hƣ hỏng thiết bị điện
đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực thí nghiệm cao áp. Với dữ liệu đo đƣợc, có
thể đánh giá đƣợc chính xác tình trạng của cách điện trong các thiết bị nhƣ: Cáp
lực, tủ hợp bộ, máy biến áp…Tuy nhiên, hiện nay tại Việt nam, lĩnh vực này chƣa
đƣợc phát triển mạnh. Vì vậy, việc nghiên cứu, tìm hiểu và đề xuất một số giải
pháp kết hợp hữu hiệu nhƣ: Phƣơng pháp phân tích hàm lƣợng khí hóa tan trong
dầu, Phƣơng pháp đo phóng điện cục bộ, phƣơng pháp phân tích đáp ứng tần số,
cũng nhƣ các giải pháp nâng cao năng lực thí nghiệm chẩn đoán là thật sự cần
9
thiết.
Luận văn: “Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp trong công tác thí nghiệm
chẩn đoán ngăn ngừa sự cố cho lƣới điện phân phối” đƣợc thực hiện nhằm giải
quyết các vấn đề nêu trên, có thể áp dụng trực tiếp cho lƣới điện phân phối phía
Nam nói riêng và cả nƣớc nói chung.
Trong luận văn, phƣơng pháp chủ yếu đƣợc áp dụng là phân tích số liệu,
đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối, đặc điểm các thiết bị chính trên lƣới điện
hiện nay để đề ra giải pháp ngăn ngừa sự cố.
2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết kết hợp cùng thực tiễn, có thể đề xuất các
giải pháp triển khai đầu tƣ, tổ chức, đào tạo và sử dụng các thiết bị chẩn đoán vào
công tác ngăn ngừa sự cố lƣới điện phân phối.
Đề xuất giải pháp tổ chức đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn cho các
nhân viên thuộc các đơn vị thí nghiệm và sửa chữa thiết bị điện. Phát triển nguồn
nhân lực thí nghiệm, sửa chữa điện, đáp ứng tốt yêu cầu công việc, làm chủ thiết
bị, đặc biệt là thiết bị công nghệ mới, tập trung chú trọng khâu nguồn lực đầu vào
và đào tạo tại chỗ làm nền tảng, cơ sở để củng cố phát triển nâng cao năng lực lao
động. Nâng cao chất lƣợng công tác thí nghiệm chẩn đoán, bảo đảm sự chủ động,
xử lý nhanh sự cố và tình trạng bất thƣờng trên lƣới điện phân phối đáp ứng yêu
cầu vận hành tin cậy lƣới điện trong điều kiện thị trƣờng điện cạnh tranh sắp tới.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
Lƣới điện phân phối (các cáp lực phân phối cấp điện áp trung áp, tủ hợp
bộ, các máy biến áp phân phối,…). Sự ảnh hƣởng của các đƣờng cáp lực và máy
biến áp đến độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện phân phối và các hộ phụ tải.
4. Phạm vi nghiên cứu
Tình trạng một số thiết bị chính trên lƣới điện phân phối và công tác thí
nghiệm chẩn đoán tại Tổng Công ty Điện Lực miền Nam.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết về lƣới phân phối, thực tiễn về năng lực thí nghiệm
10
chẩn đoán trong và ngoài nƣớc, các phƣơng pháp nghiên cứu và tính toán độ tin
cậy.
- Phƣơng pháp khảo sát thực tế, thu thập dữ liệu;
- Phân tích, xử lý số liệu;
- Đánh giá thông qua số liệu thực tiễn;
- Tính toán, phân tích phƣơng án/ giải pháp
- Tham khảo ý kiến, kinh nghiệm của các chuyên gia về lĩnh vực chẩn
đoán.
6. Bố cục luận văn
Các nội dung chính đƣợc trình bày theo các chƣơng sau:
Mở đầu
Chƣơng 1. Các khái niệm cơ bản và cơ sở lý luận về công tác ngăn ngừa
sự cố.
Chƣơng 2. Phân tích hiện trạng lƣới điện phân phối
Chƣơng 3. Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy trong công tác thí
nghiệm chẩn đoán ngăn ngừa sự cố cho lƣới điện phân phối.
Kết luận chung và kiến nghị
Danh sách các tài liệu tham khảo
11
Chƣơng 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM CHẨN ĐOÁN
NGĂN NGỪA SỰ CỐ CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI.
1.1 Khái niệm cơ bản
1.1.1 Lƣới điện phân phối
Nguồn cấp điện chính cho LPP hiện nay là từ các thanh cái phía hạ áp của
các trạm biến áp trung gian, ngoài ra trong LPP còn có các nguồn điện đƣợc huy
động hoặc dự phòng là các trạm phát diesel, trạm phát điện năng lƣợng tái tạo…
Tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống điện, mỗi nguồn điện khác nhau đều có ảnh
hƣởng nhất định đến độ tin cậy của hệ thống điện.
Lƣới phân phối đƣợc chia thành 2 phần gồm lƣới phân phối trung áp và
lƣới phân phối hạ áp, với các dạng sơ đồ cơ bản là sơ đồ hình tia và sơ đồ mạch
vòng – vận hành hở. Qua nhiều thời kỳ lịch sử, lƣới phân phối trung áp ở Việt
Nam tồn tại khá nhiều cấp điện áp: 35kV, 22kV, 10kV, 6kV, một số nơi sử dụng
cấp điện áp 15kV, kèm theo đó là khối lƣợng rất lớn các thiết bị điện, trong đó có
thiết bị phân đoạn với các cấp điện áp tƣơng ứng trên lƣới điện. [1, 2]
1.1.2 Chất lƣợng điện năng lƣới phân phối
Chất lƣợng điện năng bao gồm các chỉ tiêu tần số, điện áp, sóng hài, cân
bằng pha, mức điện áp nhấp nháy,… Với lƣới điện phân phối tập trung vào chỉ
tiêu chất lƣợng điện áp, sóng hài, cân bằng pha, mức điện áp nhấp nháy.
Cùng với sự phát triển mạnh của nền kinh tế, đặc biệt là ngành điện các phụ
tải không ngừng tăng lên, các thiết bị hiện đại đòi hỏi hiệu năng cao và yêu cầu
ngày càng khắt khe đối với tiêu chuẩn cung cấp điện. Vấn đề chất lƣợng điện
năng càng trở nên quan trọng đối với các đơn vị điện lực lẫn khách hàng tiêu thụ
điện. Yêu cầu đặt ra khi thiết kế, vận hành lƣới điện phân phối là làm thế nào để
cung cấp năng lƣợng điện đến khách hàng liên tục, tin cậy, chất lƣợng và đảm bảo
tính kinh tế. Các yêu cầu đó thể hiện trong các tiêu chuẩn cụ thể là: chất lƣợng
điện năng, độ tin cậy cung cấp điện.
12
Trong vận hành, lƣới phân phối đƣợc đánh giá thƣờng xuyên dựa trên công
tác theo dõi thông số, số liệu vận hành, kinh doanh điện năng từ đầu lộ xuất tuyến
đến các nút phụ tải. Trên cơ sở số liệu thu thập đƣợc, thực hiện tính toán lƣới điện,
đề ra các biện pháp làm tăng chất lƣợng làm việc của lƣới phân phối hoặc kịp thời
sửa chữa cải tạo lƣới sao cho các chỉ số tính toán không vƣợt quá giá trị cho phép.
Các tiêu chuẩn chất lƣợng còn dùng để đánh giá hiệu quả của hệ thống quản lý
vận hành lƣới phân phối nhƣ: tổ chức sửa chữa định kỳ, bảo quản thiết bị, khắc
phục sự cố, dự phòng thiết bị… [5]
1.1.3 Một số thiết bị chủ yếu trong lƣới phân phối
1.1.3.1 Máy Biến áp lực
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc trên nguyên lý cảm ứng
điện từ, biến đổi điện áp xoay chiều từ cấp này sang cấp khác với tần số không
đổi, để phù hợp cho việc truyền tải hoặc phân phối. Máy biến áp thƣờng dùng
trong LPP hiện nay là MBA hai cuộn dây.
Qua thực tế Vận hành, nguyên nhân chính gây nên hƣ hỏng ở các máy biến
áp trên lƣới điện đƣợc thống kê và phân loại nhƣ sau :
- Do quá trình sản xuất (chƣa hoàn thiện ở khâu thiết kế, các vấn đề liên
quan đến công nghệ chế tạo, các vấn đề liên quan đến vật liệu,…).
- Do quá trình vận chuyển, bảo quản và vận hành (các vấn đề về vận
chuyển, bảo quản và lắp đặt; bảo dƣỡng không đúng quy định, quá tải thƣờng
xuyên, chế độ làm mát chƣa phù hợp; ảnh hƣởng của dòng ngắn mạch do sự cố
các phát tuyến trung thế, ảnh hƣởng của các quá điện áp trên lƣới).
Thử nghiệm máy biến áp sẽ phải tuân thủ theo khuyến cáo của nhà sản xuất
và tiêu chuẩn công nghiệp. Thử nghiệm định kỳ nằm trong kế hoạch bảo dƣỡng
phòng ngừa bao gồm: Kiểm tra cách điện, thử nghiệm tgδ, quét hồng ngoại cho
các đầu cực sứ xuyên, chụp sóng bộ đổi nấc, phân tích hàm lƣợng khí hòa tan
trong dầu,... Căn cứ vào kết quả phân tích hàm lƣợng khí hóa tan trong dầu, đề
xuất một số thử nghiệm theo tiêu chuẩn công nghiệp đối với các cuộn dây chính
và lõi từ. [1, 6]
13
1.1.3.2 Máy cắt
Máy cắt điện là thiết bị đóng cắt cả trong chế độ bình thƣờng và sự cố.
Do yêu cầu tự động hoá nâng cao độ tin cậy và ổn định lƣới điện phân phối,
khi hệ thống thông tin điều khiển từ xa phát triển hoàn thiện hơn thì việc lắp đặt
máy cắt hoặc các thiết bị có khả năng điều khiển từ xa và khả năng đóng cắt có tải
là một xu hƣớng để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, đảm bảo sự liên tục cung
cấp điện và ổn định hệ thống điện. Bên cạnh tính ƣu việt đó, việc sự cố máy cắt
làm ảnh hƣởng đến độ tin cậy cũng có thể xảy ra, cần phải có kế hoạch bảo dƣỡng
ngăn ngừa thích hợp.
Hầu hết việc bảo dƣỡng máy cắt ngoại trừ quét hồng ngoại đều đƣợc ngắt
điện trƣớc khi thực hiện. Các thiết bị đóng cắt đƣợc thử nghiệm theo các khuyến
nghị của nhà sản xuất và tiêu chuẩn công nghiệp. thử nghiệm điện trở tiếp xúc và
phân tích chuyển động đƣợc khuyến nghị nhiều cho các máy cắt đang vận hành
theo 1 lịch trình định trƣớc để giám sát cơ cấu truyền động. Kiểm tra độ ẩm khí
SF6 trong máy cắt cũng đƣợc thực hiện theo định kỳ. Các đồng hồ đo và áp lực kế
đƣợc cân chỉnh hàng năm. Hƣớng dẫn của nhà sản xuất đƣợc thực hiện nghiêm túc
trong thử nghiệm điện áp AC đối với buồng cắt chân không để tránh bức xạ tia
X,... [1, 7]
1.1.3.3 Cáp lực
Cáp lực là thiết bị truyền dẫn điện trong LPP, đƣợc sử dụng với tiêu chí
ngầm hóa, tăng mỹ quan đô thị.
Cáp điện thƣờng đƣợc sử dụng là loại cách điện rắn hoặc dầu. Cáp đƣợc thử
nghiệm theo các khuyến nghị của nhà sản xuất và tiêu chuẩn công nghiệp.Trong
trƣờng hợp các mạch điện quan trọng, các thử nghiệm bảo dƣỡng định kỳ là cần
thiết để đánh giá sự giảm tuổi thọ của cáp do điều kiện vận hành hoặc môi trƣờng.
Khi thực hiện đúng thử nghiệm bảo trì có thể phát hiện cáp bị lỗi mà không làm
tăng nhanh quá trình phá hỏng cáp.
Các dạng hƣ hỏng có thể gặp ở cáp ngầm bao gồm: chạm đất một pha, ngắn
mạch nhiều pha, đứt lõi dẫn dòng, ngắn mạch chập chờn và các dạng hƣ hỏng
14
phức tạp là tổ hợp của các dạng hƣ hỏng trên.
Việc nghiên cứu về những hƣ hỏng và phát triển các phƣơng pháp xác định,
dò tìm sự cố chính xác của cáp ngầm đang đƣợc áp dụng. Những kỹ thuật dò tìm
hƣ hỏng tại chỗ và các phƣơng pháp xác định sự cố chính xác đã đƣợc phát triển
đối với hệ thống phân phối trên không. Tuy nhiên, công nghệ xác định và dò tìm
hƣ hỏng đối với hệ thống cáp ngầm vẫn đang trong giai đoạn phát triển. [1, 2]
1.1.3.4 Dao cách ly thƣờng
Dao cách ly thƣờng có ƣu điểm là giá thành rẻ, phù hợp với lƣới điện trên
không, tuy nhiên có nhƣợc điểm là không đóng cắt có tải đƣợc và không điều
khiển từ xa đƣợc. Quy trình thao tác DCL mất nhiều thời gian do phải thao tác
máy cắt đầu nguồn, khi xảy ra sự cố quá trình thao tác đóng cắt máy cắt, DCL
thƣờng lặp lại nhiều lần dẫn đến giảm tuổi thọ của thiết bị và giảm độ tin cậy cung
cấp điện.
1.1.3.5 Dao cách ly tự động
DCLTĐ khác với DCL thƣờng ở chỗ có thể điều khiển từ xa, khi xảy ra sự
cố bằng thao tác đóng cắt từ xa có thể xác định và cách ly phân đoạn sự cố, ƣu
điểm này của DCLTĐ giúp đơn vị Quản lý Vận hành giảm thời gian tìm kiếm xác
định sự cố và thời gian gián đoạn cung cấp điện.
1.1.3.6 Cầu dao phụ tải
CDPT là thiết bị đóng cắt có tải đƣợc sử dụng tƣơng đối phổ biến hiện nay
ở các khu vực các đô thị có lƣới điện phân phối trung áp ngầm. CDPT có thể đóng
cắt có tải nên khi thao tác không cần phải cắt điện, tránh hiện tƣợng mất điện
không cần thiết của các phụ tải khi phải đổi nguồn, san tải hoặc cắt điện một phần
lƣới điện để thao tác.
Điểm hạn chế của CDPT là không kết hợp đƣợc với các điểu khiển từ xa,
các thiết bị bảo vệ thời gian thao tác cô lập sự cố lâu do phải thao tác tại chỗ. Tuy
nhiên với ƣu điểm có khả năng đóng cắt có tải, giá thành thấp, trong các trƣờng
hợp ngừng điện theo kế hoạch, CDPT có ƣu điểm hơn hẳn so với các thiết bị nhƣ
15
DCL thƣờng, CDPT nhờ khả năng đóng cắt có tải nên đƣợc sử dụng rộng rãi ở các
khu vực có mật độ phụ tải cao.
1.1.4 Độ tin cậy
Độ tin cậy cung cấp điện của lƣới điện phân phối đƣợc hiểu là khả năng của
hệ thống cung cấp đầy đủ và liên tục điện năng cho hộ tiêu thụ, với chất lƣợng
điện năng (điện áp và tần số) đảm bảo (đúng quy định).
Một số công ty Điện lực ở các nƣớc đã xây dựng các chỉ số chất lƣợng để
theo dõi độ tin cậy vận hành của hệ thống. Các chỉ số chất lƣợng này có thể dùng
để so sánh chất lƣợng phục vụ giữa các công ty, giữa các đơn vị trong cùng công
ty hay dùng để so sánh trực tiếp chất lƣợng trƣớc và sau cải tạo của một xuất tuyến
hay của cả một hệ thống. Tổ chức IEEE của Mỹ đã xây dựng một số chỉ tiêu để
đánh giá độ tin cậy cung cấp điện, cụ thể nhƣ sau :
- Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy về mặt mất điện kéo dài:
1. Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống (System Average Interruption
Frequency Index - SAIFI): Chỉ tiêu này cung cấp thông tin về số lần mất điện
trung bình của một khách hàng (trong một khu vực) trong một năm.
2. Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình của hệ thống (System Average
Interruption Duration Index - SAIDI): Chỉ tiêu này cung cấp thông tin về thời gian
(phút hoặc giờ) mất điện trung bình của một khách hàng (trong một khu vực) trong
một năm.
3. Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình của khách hàng (Customer Average
Interruption Duration Index - CAIDI): Chỉ tiêu này thể hiện thời gian trung bình
cần để phục hồi cung cấp điện cho khách hàng trong một lần mất điện (vĩnh cửu).
4. Chỉ tiêu tổng thời gian mất điện trung bình của khách hàng (Customer Total
Average Interruption Duration Index - CTAIDI): Đối với khách hàng thực tế đã
mất điện, chỉ tiêu này thể hiện tổng thời gian trung bình khách hàng trong thông
báo bị mất điện. Chỉ tiêu này đƣợc tính toán nhƣ chỉ tiêu CAIDI, trừ việc khách
hàng bị mất điện nhiều lần chỉ đƣợc tính một lần.
5. Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của khách hàng (Customer Average
16
Interruption Frequency Index - CAIFI): Chỉ tiêu này thể hiện số lần mất điện trung
bình của một khách hàng (trong một khu vực) trong một năm.
6. Chỉ tiêu sẵn sàng cấp điện trung bình (Average Service Availability Index
ASAI): Chỉ tiêu này thể hiện thời gian trung bình (thƣờng tính bằng %) mà khách
hàng đƣợc cung cấp điện trong vòng một năm. Đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa tổng
số giờ của khách hàng đƣợc cung cấp trong năm và tổng số giờ khách hàng yêu
cầu (số giờ khách hàng yêu cầu = 24giờ/ngày * 365 ngày = 8760 giờ ).
7. Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống (Average System Interruption
Frequency Index - ASIFI) về mặt phụ tải: Đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa tổng số
công suất (kVA) bị gián đoạn trên tổng số công suất (kVA) đƣợc cung cấp. Đây là
chỉ tiêu quan trọng đối với các khu vực cấp điện chủ yếu cho ngành công, thƣơng
nghiệp. Chỉ tiêu này cũng đƣợc sử dụng bởi các công ty không có hệ thống theo
dõi khách hàng.
8. Chỉ tiêu thời gian trung bình mất điện của hệ thống (Average System
Interruption Duration Index - ASIDI) về mặt phụ tải: Đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa
tổng điện năng không cung cấp đƣợc (do bị gián đoạn cung cấp điện) trên tổng số
công suất (kVA) đƣợc cung cấp.
9. Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của khách hàng (Customers Experiencing
Multiple Interruptions - CEMIn): Chỉ tiêu này để theo dõi số sự kiện (n) những lần
mất điện đối với một khách hàng nào đó. Mục đích là xác định sự phiền toái cho
khách hàng mà giá trị trung bình không thấy đƣợc.
- Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy về mặt mất điện thoáng qua:
1. Chỉ tiêu tần suất mất điện thoáng qua trung bình của hệ thống (Momentary
Average Interruption Frequency Index - MAIFI): Chỉ tiêu này cung cấp thông tin
về số lần mất điện thoáng qua trung bình của một khách hàng (trong một khu vực)
trong một năm.
2. Chỉ tiêu tần suất mất điện thoáng qua trung bình của hệ thống (Momentary
Average Interruption event Frequency Index - MAIFIE): Chỉ tiêu này cung cấp
thông tin về con số trung bình của các sự kiện mất điện thoáng qua của một khách
17
hàng (trong một khu vực) trong một năm.
3. Chỉ tiêu tần suất mất điện (thoáng qua và kéo dài) trung bình của khách hàng
(Customers Experiencing Multiple Sustained Interruptions and Momentary
Interruptions events-CEMSMIn): Chỉ tiêu này để theo dõi số sự kiện (n) những lần
mất điện thoáng qua và kéo dài đối với một khách hàng nào đó. Mục đích là xác
định sự phiền toái cho khách hàng mà giá trị trung bình không thấy đƣợc.
- Một số chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy cung cấp điện khác:
1. Chỉ tiêu độ không sẵn sàng cấp điện trung bình (Average Service Unavailability
Index - ASUI);
2. Chỉ tiêu điện năng không cung cấp (Energy Not supplied Index - ENS);
3. Chỉ tiêu điện năng không cung cấp trung bình (Average Energy Not supplied
Index - AENS). [4]
Phần lớn các nƣớc trên thếi giới đang áp dụng các chỉ tiêu SAIFI, SAIDI,
CAIFI, CAIDI để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện. Hiện nay, Việt Nam đang
triển khai áp dụng các chỉ số SAIDI, SAIFI, MAIFI để đánh giá độ tin cậy cung
cấp điện.
1.1.5 Bảo dƣỡng định kỳ
Bảo dƣỡng thƣờng xuyên là những hoạt động theo một lịch trình dự kiến
theo thời gian hoặc các chỉ số trên đồng hồ dựa trên chiến lƣợc bảo dƣỡng phòng
ngừa hay dự đoán. Ví dụ nhƣ: kiểm tra bên ngoài, quét hồng ngoại, vệ sinh, kiểm
tra chức năng, đo số lần vận hành, dầu bôi trơn, thử nghiệm dầu,...
Thử nghiệm Bảo dƣỡng - Các hoạt động có liên quan đến việc sử dụng các
thiết bị thử nghiệm để đánh giá tình trạng ở trạng thái ngƣng vận hành (off-line).
Những hoạt động này có thể dự đoán, để lên kế hoạch và ngân sách. Chúng có thể
đƣợc thực hiện vào một thời gian hoặc dựa vào chỉ số đồng hồ đo, nhƣng có thể
đƣợc thực hiện trùng với việc dừng thiết bị theo lịch trình. Vì các hoạt động này có
thể dự đoán đƣợc, nên ngƣời ta xem chúng là "bảo dƣỡng định kỳ" hay "bảo
dƣỡng phòng ngừa".
Các chế độ bảo dƣỡng có thể phân loại nhƣ sau:
18
1-Bảo dƣỡng và kiểm tra khi cần:
Với chế độ hoạt động này việc kiểm tra và bảo dƣỡng thiết bị đƣợc tiến
hành không thƣờng xuyên hoặc định kỳ theo lịch trình. Các nguy cơ hƣ hỏng
thƣờng đƣợc sửa chữa kịp thời. Tuy vậy không có quy định chặt chẽ các khâu cần
phải bảo dƣỡng một cách tỉ mỉ cũng nhƣ không có kế hoạch bảo dƣỡng chi tiết.
Chế độ hoạt động này cũng chỉ áp dụng cho các cơ sở nhỏ, ít quan trọng về kinh tế
và kỹ thuật.
2-Bảo dƣỡng dự phòng theo kế hoạch:
Hoạt động bảo dƣỡng thiết bị đƣợc tiến hành thƣờng xuyên theo một lịch
trình chặt chẽ sau một khoảng thời gian hoặc sau một số chu trình làm việc của
thiết bị. Quy trình và thủ tục bảo dƣỡng dựa trên các chỉ dẫn của nhà chế tạo hoặc
các tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ. Công tác bảo dƣỡng hoàn toàn có tính chất
định kỳ, tuy vậy không có ƣu tiên đối với một thiết bị hoặc một bộ phận nào. Hình
thức hoạt động bảo dƣỡng này thƣờng đƣợc áp dụng cho các cơ sở lớn có ý nghĩa
quan trọng về kỹ thuật và kinh tế.
3-Bảo dƣỡng đặt trọng tâm vào nâng cao độ tin cậy của thiết bị:
Đây là hình thức hoạt động bảo dƣỡng tích cực nhất và khoa học nhất. Quy
trình và thủ tục bảo dƣỡng dự phòng đƣợc xây dựng một cách chi tiết căn cứ vào
các dữ liệu thống kê xác suất xảy ra hƣ hỏng và tuổi thọ của thiết bị nhằm duy trì
hoạt động thƣờng xuyên và đảm bảo năng xuất hoạt động cao của thiết bị. Trong
quá trình làm việc liên tục cập nhật các thông tin mới nhất về đối tƣợng cần bảo
dƣỡng cũng nhƣ các thủ tục và quy trình, quy phạm mới nhằm phản ánh kinh
nghiệm vận hành và bảo dƣỡng tiên tiến nhất vì nó cải thiện sự làm việc an toàn,
tin cậy, nâng cao năng suất hoạt động, giảm chi phí vận hành, bảo dƣỡng vì nó chỉ
chú trọng đến các chi tiết, bộ phận quan trọng nhất, có xác suất hƣ hỏng nhiều nhất
mà không thực hiện bảo dƣỡng, kiểm tra thử nghiệm tràn lan. Chƣơng trình bảo
dƣỡng dự phòng và thử nghiệm đặt trọng tâm vào vào việc nâng cao độ tin cậy của
thiết bị cũng nhƣ đƣa ra các dự báo về tình trạng thiết bị và hƣớng dẫn biện pháp
xử lý tình huống. Để đi đến các quyết định bảo dƣỡng và thử nghiệm ngƣời ta tiến
19
hành đo đạc thƣờng xuyên các thông số kỹ thuật của thiết bị. [6, 20]
1.1.6 Sự cố tiềm ẩn
Sự cố tiềm ẩn trong thiết bị điện đƣợc định nghĩa là các hƣ hỏng ngấm
ngầm của cách điện trong quá trình vận hành, làm ảnh hƣởng đến tuổi thọ lâu dài
của thiết bị. Trong quá trình tích tụ, các hƣ hỏng này có thể gây ra sự cố lớn cho
thiết bị và hệ thống điện. Các sự cố tiềm ẩn gây sự cố nghiêm trọng, thƣờng xảy ra
trong Cáp lực và Máy biến áp.
1.1.6.1. Các dạng sự cố tiềm ẩn trong Cáp lực
Sự cố tiềm ẩn đã hình thành một phạm trù con của hƣ hỏng đối với hệ
thống cáp lực. Những hƣ hỏng này có nguyên nhân do lão hoá cách điện từ khâu
chế tạo đến thi công, lắp đặt trƣớc khi dẫn đến hƣ hỏng nặng nề.
Hƣ hỏng cách điện là một hiện tƣợng không thể tránh khỏi trong hệ thống
cáp ngầm và dẫn tới nguyên nhân gây ra sự cố. Lão hoá sinh ra do tác động của
một vài yếu tố riêng biệt nhƣ nhiệt, điện, cơ khí và môi trƣờng.
Dƣới các điều kiện thông thƣờng, các ứng suất điện là những yếu tố lão hoá
dễ nhận thấy nhất đó là hƣ hỏng của cáp qua phóng điện cục bộ và trầm trọng hơn
với các quá trình tạo cây nƣớc. Bên trong điện môi đƣợc đùn ép chất hữu cơ và
đặc biệt là đối với cáp XLPE, đa số hƣ hỏng của cáp có liên quan tới sự hoạt động
của cây nƣớc. Sơ đồ lộ trình sự hƣ hỏng trong cách điện trung áp với một vài loại
nguy hiểm đƣợc xem giống nhƣ phát triển một mô hình cây nƣớc. Hiện tƣợng
đánh thủng đầu tiên này tiến hành trong sự hình thành cây điện hoặc cây nƣớc
dƣới điện áp DC, AC và điện áp xung. Nguyên nhân ban đầu của sơ đồ cây trong
các điện môi khô là phóng điện cục bộ bên dƣới các ứng suất điện áp cao và độ ẩm
dƣới các ứng suất điện áp thấp hơn. Mặt khác, không phải tất cả hiện tƣợng suy
giảm là liên quan đến các ứng suất điện. Cáp điện có thể hƣ hỏng bên trong dƣới
các điều kiện khác thông thƣờng qua sự đánh thủng cách điện với nguyên nhân do
lão hoá vì nhiệt. [17]
1.1.6.2. Các dạng sự cố tiềm ẩn trong MBA
Sự cố trong MBA có thể phân loại thành các nhóm sau: vầng quang hay
20
phóng điện cục bộ, quá nhiệt, hồ quang. Mức năng lƣợng xuất hiện do các sự cố
này xếp theo thứ tự từ cao đến thấp nhƣ sau: hồ quang quá nhiệt vầng
quang. Những sự cố trên có thể do một hoặc nhiều trong các nguyên nhân sau:
ngắn mạch các vòng dây; hở mạch cuộn dây; xê dịch hoặc biến dạng cuộn dây; xê
dịch hoặc biến dạng các dây dẫn (các dây, thanh dẫn nối từ các cuộn dây đến các
đầu nối ở sứ, bộ điều áp dƣới tải,...); lỏng các đầu nối tại các đầu sứ, đầu dây dẫn,
các đầu bọc đấu dây; nƣớc tự do hoặc độ ẩm quá mức trong dầu; các hạt kim loại
xuất hiện trong dầu; lỏng mối nối các tấm chắn vầng quang; lỏng vòng siết, đệm,
dây nối đất lõi, các chỗ định vị; sự cố đánh thủng; quá tải; hƣ hỏng các bulông
cách điện; rỉ sét hoặc hƣ hỏng khác trên lõi; hƣ hỏng các đai bó quanh vỏ máy; kẹt
tuần hoàn dầu; khuyết tật hệ thống làm mát,...[6]
1.1.7 Thí nghiệm chẩn đoán
Thí nghiệm chẩn Đoán là các hoạt động có liên quan đến sử dụng các thiết
bị thử nghiệm để đánh giá tình trạng thiết bị đang vận hành, sau khi xảy ra những
sự kiện bất thƣờng nhƣ sự cố, hỏa hoạn hoặc thiết bị đang trong tình trạng báo lỗi /
sửa chữa / thay thế hoặc thiết bị nghi ngờ hƣ hỏng cần đƣa ra bảo dƣỡng. Những
hoạt động này không thể dự đoán đƣợc, cũng không thể lên kế hoạch bảo dƣỡng
đƣợc bởi vì chúng phải đƣợc sửa chữa sau khi sự cố mất điện bắt buộc. Mỗi tổ
chức phải dự phòng ngân sách cho những tình huống này. Một số ví dụ nhƣ: thử
nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao AC, thử nghiệm dòng điện một chiều cao áp,
đo lƣờng phóng điện cục bộ, phân tích đáp ứng tần số quét, thử nghiệm từ hóa lõi
từ, phân tích độ ẩm trong cách điện rắn, tỷ số vòng dây và lõi từ. [6]
Thí nghiệm chẩn đoán hƣ hỏng thiết bị điện đóng vai trò quan trọng trong
lĩnh vực thí nghiệm cao áp. Với dữ liệu đo đƣợc, có thể đánh giá đƣợc chính xác
tình trạng của cách điện trong các thiết bị nhƣ: Cáp lực, máy phát, máy biến áp…
1.2 Cơ sở lý luận thực tiễn của công tác ngăn ngừa sự cố
1.2.1 Ý nghĩa, mục đích
Trong quá trình vận hành lƣới điện phân phối, các thiết bị điện quan trọng
nhƣ: máy biến áp lực, cáp lực, thiết bị đóng cắt,…luôn luôn tiềm ẩn các sự cố. Sự
Tải về để xem bản đầy đủ
79 trang
17220
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp trong công tác thí nghiệm chẩn đoán ngăn ngừa sự cố cho lưới điện phân phối", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_van_nghien_cuu_de_xuat_mot_so_giai_phap_trong_cong_tac.pdf
