Kỷ yếu Hội nghị khoa học và Công nghệ Điện lực toàn quốc năm 2022 chuyển đổi số và nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện quốc gia (Tập 2: Phân phối điện kinh doanh và sử dụng điện)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:627

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kỷ yếu Hội nghị khoa học và Công nghệ Điện lực toàn quốc năm 2022 chuyển đổi số và nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện quốc gia (Tập 2: Phân phối điện kinh doanh và sử dụng điện) trình bày các nội dung chính sau: Ứng dụng chỉ số Methanol như là chỉ số hóa học mới đánh giá sự lão hóa giấy cách điện trong máy biến áp nạp dầu; Ứng dụng phần mềm EMTP-RV trong tính toán ngưỡng chịu sét của đường dây 110 kV; Ứng dụng công nghệ đo PD trong công tác chuẩn đoán tình trạng vận hành cáp lực;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kỷ yếu Hội nghị khoa học và Công nghệ Điện lực toàn quốc năm 2022 chuyển đổi số và nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện quốc gia (Tập 2: Phân phối điện kinh doanh và sử dụng điện)

CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA TẬP 2: PHÂN PHỐI ĐIỆN KINH DOANH VÀ SỬ DỤNG ĐIỆN NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT 1
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 2
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC GSVS. TSKH Trần Đình Long Trưởng Ban Khoa học công nghệ VEEA, Chủ tịch TS Dương Quang Thành Chủ tịch Hội đồng thành viên EVN, Phó Chủ tịch ThS Nguyễn Quốc Minh Trưởng Ban Khoa học, công nghệ và môi trường EVN, Ủy viên, Thư ký ThS Ngô Sơn Hải Phó Tổng giám đốc EVN, Ủy viên TS Võ Quang Lâm Phó Tổng giám đốc EVN, Ủy viên TS Nguyễn Tuấn Tùng Chủ tịch Hội đồng thành viên NPT, Ủy viên ThS Nguyễn Anh Dũng Phó Tổng giám đốc EVNHANOI, Ủy viên TS Bùi Mạnh Tú Phó Trưởng Ban Khoa học công nghệ VEEA, Ủy viên BAN TỔ CHỨC Dương Quang Thành Chủ tịch Hội đồng thành viên EVN, Trưởng ban Mai Quốc Hội Phó Chủ tịch/Tổng thư ký VEEA, Phó Trưởng Ban Thường trực Trần Đình Long Trưởng Ban Khoa học công nghệ VEEA, Phó Trưởng ban Ngô Sơn Hải Phó Tổng giám đốc EVN, Thành viên Nguyễn Anh Dũng Phó Tổng giám đốc EVNHANOI, Thành viên Nguyễn Quốc Minh Trưởng Ban Khoa học, công nghệ và môi trường EVN, Thành viên Lê Quang Long Chánh Văn phòng VEEA, Thành viên Bùi Mạnh Tú Phó Trưởng Ban Khoa học công nghệ VEEA, Thành viên Đậu Tiến Dũng Phó Chánh Văn phòng EVN, Thành viên 3
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 BAN THƯ KÝ Ngô Mỹ Linh Chuyên viên/Ban Quan hệ quốc tế EVN Nguyễn Thị Phượng Chuyên viên/Văn phòng VEEA Doãn Văn Thắng Chuyên viên/Văn phòng VEEA Đỗ Đăng Hoàng Nhà báo/Tạp chí Điện và Đời sống Lê Quốc Chiêu Nhà báo/Tạp chí Điện và Đời sống Nguyễn Đồng Khởi Nhà báo/Tạp chí Điện và Đời sống Tiêu Xuân Hoàng Phóng viên/Tạp chí Điện và Đời sống Nguyễn Thị Mai Phóng viên/Tạp chí Điện và Đời sống Đào Thanh Oai Chuyên viên/Ban Khoa học, công nghệ và môi trường EVN PHÂN BAN CHUYÊN MÔN 1. Phân ban Nguồn điện 2. Phân ban Truyền tải điện 3. Phân ban Phân phối điện 4. Phân ban Kinh doanh và sử dụng điện 4
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Lời mở đầu Thân gửi Quý độc giả! Cách mạng công nghiệp 4.0 và những tác động không nhỏ của tình hình kinh tế, chính trị, xã hội trên thế giới, đặc biệt là mức độ phức tạp của dịch bệnh Covid-19 đòi hỏi phải có những thay mạnh mẽ về khoa học, công nghệ, thúc đẩy các giải pháp phát triển kinh tế, xã hội một cách bền vững. Đó là lý do Hội thảo “Giải pháp khoa học, kỹ thuật và phát triển kinh tế, xã hội hướng đến mục tiêu phát triển bền vững” được tổ chức nhằm tiếp thu rộng rãi ý kiến từ các nhà khoa học, nhà quản lý, cán bộ giảng dạy - nghiên cứu, người học, xã hội cho các lĩnh vực đào tạo, sản xuất kinh doanh, thương mại trong ngành công thương nói riêng và Việt Nam nói chung. Hội thảo được tổ chức nhân dịp 65 năm hình thành và phát triển của Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp (1956-2021), với sự phối hợp đồng tổ chức của Vụ Khoa học và Công nghệ - Bộ Công Thương và Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên. Hội thảo là cơ hội để thúc đẩy sự hợp tác về khoa học, công nghê, đóng góp các giải pháp thiết thực về kỹ thuật, công nghệ, kinh tế, chính trị cho sự phát triển bền vững của đất nước, đồng thời cũng là món quà tri ân của Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp gửi đến các thế hệ cán bộ, giảng viên, nhân viên… những người đã góp phần gây dựng nên truyền thống vẻ vang của Nhà trường. Hội thảo đã nhận được sự tham gia nhiệt tình của các nhà khoa học đến từ các cơ sở giáo dục đại học, các viện nghiên cứu, các cơ quan, tổ chức khác trong nước, đặc biệt có sự tham dự của các nhà khoa học đến từ các trường đại học uy tín ở Nhật Bản, Mỹ. Ban Tổ chức đã thực hiện quá trình phản biện chặt chẽ để chọn lọc và đưa 97 bài báo vào Kỷ yếu hội thảo. Cuốn Kỷ yếu là tập hợp các quan điểm, kết quả nghiên cứu có giá trị của các nhà khoa học, nhà quản lý… trong các lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, công nghệ, giáo dục, kinh tế, xã hội, kinh doanh và quản lý. Do số lượng bài viết và số lĩnh vực khá lớn, Ban Nội dung hội thảo đã nhất trí biên tập Kỷ yếu thành 02 tập với các lĩnh vực cụ thể: Tập 1: Kỹ thuật, Công nghệ và Giáo dục Tập 2: Kinh tế - Xã hội, Kinh doanh và Quản lý 5
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 Trong quá trình chuẩn bị, Ban Tổ chức hội thảo đã nhận được sự giúp đỡ của các chuyên gia, các nhà khoa học. Xin chân thành cảm ơn các tác giả đã gửi bài, cảm ơn Ban Cố vấn nội dung hội thảo đã góp ý kiến, chỉnh sửa để kịp biên tập cuốn Kỷ yếu phục vụ Hội thảo. Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do thời gian có hạn, quá trình biên soạn và xuất bản khó tránh khỏi những thiếu sót. Ban Tổ chức rất mong nhận được sự góp ý của quý độc giả, các nhà khoa học, nhà quản lý, các thầy, cô giáo… trong và sau chương trình Hội thảo, giúp nâng cao chất lượng cho những lần xuất bản sau. Trân trọng cảm ơn./. BAN TỔ CHỨC HỘI THẢO 6
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA MỤC LỤC Phần 3. Phân phối điện 1 Ứng dụng chỉ số Methanol như là chỉ số hóa học mới đánh giá sự lão hóa giấy 15 cách điện trong máy biến áp nạp dầu 2 Ứng dụng công nghệ lọc dầu online, công nghệ tái sinh dầu để nâng cao chất 26 lượng cách điện dầu MBA đang vận hành giảm thiểu nguy cơ sự cố, tăng tuổi thọ MBA 3 Ứng dụng phần mềm EMTP-RV trong tính toán ngưỡng chịu sét của đường 40 dây 110 kV 4 Ứng dụng công nghệ đo PD trong công tác chuẩn đoán tình trạng vận hành 54 cáp lực 5 Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống ddiện mặt trời mái nhà đến hoạt động 68 của hệ thống tự động hóa DAS và đề xuất các giải pháp xử lý 6 Hệ thống chẩn đoán sự cố MBA phân phối online 80 7 Nghiên cứu, xây dựng ứng dụng trên thiết bị thông minh phục vụ công tác vận 88 hành, đào tạo cho các tổ thao tác lưu động tại Tổng công ty Điện lực miền Trung 8 Giám sát, điều khiển tập trung các hệ thống điện mặt trời mái nhà tại 103 Việt Nam 9 Hiệu quả số hóa các nghiệp vụ trong công tác thí nghiệm tại Công ty TNHH 113 MTV Thí nghiệm Điện miền Trung 10 Nghiên cứu ứng dụng bộ mô phỏng số RTDS trong phân tích đánh giá các chức 121 năng vận hành hệ thống điện theo thời gian thực 11 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS tích hợp với hệ thống ERP nhằm nâng 131 cao hiệu quả quản lý tài sản cố định trên lưới điện 12 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ camera robot để giám sát vận hành các TBA 143 không người trực 13 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ AI vào dự báo phụ tải để đánh giá TTĐN lưới 154 điện trung áp Tỉnh TT-Huế giai đoạn 2021 – 2025 14 Nghiên cứu giải pháp xử lý dữ liệu khuyết trong xây dựng biểu đồ phụ tải 167 điển hình 15 Các giải pháp khắc phục sự cố đứt dây bọc trung áp 178 7
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 16 Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp phân tích khí hòa tan trong dầu MBA 188 mới nhất hiện nay và xây dựng chương trình quản lý, phân tích khí hòa tan trong dầu MBA 17 Nghiên cứu các giải pháp giảm sự cố do sét cho lưới điện EVNHANOI 211 18 Chuyển đổi số trong công tác tự động hóa, ứng dụng dữ liệu đo xa để kiểm 222 soát phụ tải trong công tác vận hành và tối ưu lưới điện 19 Chuyển đổi số trong công tác điều độ lưới điện tại Trung tâm Điều độ hệ thống 234 điện TP Hà Nội 20 Chuyển đổi số trong công tác an toàn tại EVNHANOI 249 21 Nghiên cứu làm chủ công nghệ và triển khai thành công tự động hoá lưới điện 253 phân phối tại Tổng công ty Điện lực TP. Hồ Chí Minh 22 Các công nghệ thi công sửa chữa đường dây đang mang điện (Hotline 265 Working) tại Tổng công ty Điện lực TP. Hồ Chí Minh 23 Nghiên cứu sử dụng công nghệ dữ liệu lớn, AI trong dự báo phụ tải hệ thống 279 điện Quốc gia và hệ thống điện miền 24 Ứng dụng công nghệ thực tế ảo (VR), thực tế tăng cường (AR) trong thiết kế, 298 xây dựng và vận hành các công trình điện 25 Giải pháp lập trình đánh đống tự động cho máy đánh phá đống DHI 309 26 Kỹ thuật ứng dụng tín hiệu dòng điện trong chuẩn đoán online tình trạng động 314 cơ không đồng bộ 3 pha 27 Thiết kế, thi công hệ thống mô phỏng trạm phân phối 220/110kv NMTĐ 324 Đại Ninh 28 Phân tích dữ liệu các kỳ kiểm tra trên phần mềm EVN E-learning để đánh giá 335 và phân loại câu hỏi trong ngân hàng câu hỏi. 29 Lựa chọn tối ưu tiết diện dây dẫn của lưới điện phân phối sử dụng quy hoạch 343 toàn phương nguyên thực hỗn hợp. 30 Nghiên cứu phát triển hệ thống đo lường, giám sát quản lý trạm biến áp và 357 lưới điện hạ áp tại Việt Nam 31 Nghiên cứu phát triển hệ thống giám sát, điều khiển (SCADA) tập trung cho 371 các dự án điện mặt trời mái nhà tại Việt Nam Phần 4. Kinh doanh và sử dụng điện 32 Số hoá quy trình quản lý hợp đồng mua bán điện và thanh toán tiền mua điện 398 các nhà máy điện IPP 8
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA 33 Ứng dụng lý thuyết thống kê trong phân tích sản lượng điện bất thuờng thời 410 gian thực từ đo xa 34 Công tơ thông minh trong hạ tầng đo đếm tiên tiến AMI tại Việt Nam 424 35 Các nhân tố ảnh hưởng đến ý định thanh toán không dùng tiền mặt của người 438 dân tỉnh Khánh Hoà: Tình huống thanh toán tiền điện 36 Một số giải pháp nâng cao độ tin cậy trong công tác kiểm định 493 37 Nâng cao hiệu quả đầu tư thu thập dữ liệu công tơ từ xa qua chức năng đọc 499 nhóm công tơ điện tử 38 Định hướng ứng dụng Big Data và trí tuệ nhân tạo trong công tác đảm bảo an 508 toàn thông tin 39 EVNHANOI triển khai nghiên cứu, thử nghiệm hạ tầng đo đếm tiên tiến sử 514 dụng công tơ điện tử thông minh (AMI - Advanced Metering Infrastructure) 40 Hiệu quả đột phá khi nghiên cứu, triển khai các giải pháp quản trị, xử lý tự 528 động công tác dịch vụ khách hàng trên hệ sinh thái chăm sóc khách hàng của EVNHANOI 41 Ứng dụng công nghệ thu thập dữ liệu tiên tiến trong hoạt động sản xuất kinh 551 doanh của Tổng công ty Điện lực TP. Hồ Chí Minh 42 Chuyển đổi số trong công tác quản lý mất điện tại Tổng công ty Điện lực 566 TP. Hồ Chí Minh 43 Cơ sở dữ liệu ngành điện và những tiện ích 576 44 Ứng dụng giải pháp giám sát tải không xâm nhập trong quản lý phụ tải và 593 tăng cường hiệu quả sử dụng điện 45 Tiềm năng phát triển điện mặt trời áp mái tại Hà Nội 606 9
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 DANH MỤC THEO TÊN TÁC GIẢ  Nông Ngọc Anh ............................................................ 234  Lê Quang Bình ......................................................253, 566  Nguyễn Anh Dũng ....................................... 188, 211, 249  Nguyễn Danh Duyên ................................................... 188  Lê Hồng Dương ............................................................. 222  Nguyễn Danh Đức ........................................................... 15  Lê Hải Hà ........................................................................ 371  Chu Thanh Hà ............................................................... 606  Nguyễn Xuân Hà .......................................................... 357  Phan Thị Hồng Hạnh .................................................... 335  Nguyễn Trung Hiếu ...................................................... 438  Vũ Phan Huấn ................................................................ 113  Nguyễn Việt Hùng................................................ 314, 537  Lê Thành Huy................................................................. 551  Lưu Việt Hưng ................................................................ 314  Hà Thanh Long .............................................................. 131  Lê Thành Long .............................................................. 309  Nguyễn Thanh Minh .....................................................167  Dương Nhứt Nam ......................................................... 298  Thái Thành Nam ........................................................... 424  Đỗ Văn Năm .................................................................. 398  Vương Hữu Ngọc .......................................................... 508 10
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA  Huỳnh Thảo Nguyên.................................................... 410  Trần Trọng Nghĩa ......................................................... 499  Phạm Hữu Nhân ........................................................... 493  Phan Quang Nhật .......................................................... 121  Tô Lan Phương.............................................................. 528  Nguyễn Đức Phú .......................................................... 265  Trần Đại Hoàng Phúc ..................................................... 80  Hoàng Ngọc Hoài Quang .............. 121, 131, 143, 154, 380  Nguyễn Quang Quân ............................................... 26, 40  Lê Hoài Sơn ..................................................................... 68  Trần Khắc Tuấn............................................................... 88  Nguyễn Quang Tuấn .................................................... 616  Trần Anh Tùng ............................................................... 211  Lê Thanh Tùng .............................................................. 593  Lương Minh Thanh ......................................................... 54  Nguyễn Đắc Thắng ....................................................... 178  Phạm Thị Thu Trà ......................................................... 576  Tô Văn Trọng ................................................................ 324  Nguyễn Quốc Trung..................................................... 279  Phạm Năng Văn ........................................................... 343 11
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 12
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA . Phần 3. PHÂN PHỐI ĐIỆN 13
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 14
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHỈ SỐ METHANOL NHƯ LÀ CHỈ SỐ HÓA HỌC MỚI ĐÁNH GIÁ LÃO HÓA GIẤY CÁCH ĐIỆN TRONG MÁY BIẾN ÁP NẠP DẦU 1 2 3 4 5 Nguyễn Danh Đức; Nguyễn Xuân Năm; Trần Khắc Trượng; Đào Sỹ Thiện; Cao Thùy 6 7 8 9 10 Linh; Đoàn Văn Sâm; Trần Bá Sơn. Trần thị Thêm; Phạm Minh Hoàng; Phan Duy 11 12 13 14 Khánh; Hoàng Văn Tuân; Chu Ngọc Quỳnh; Nguyễn Minh Công; Nguyễn Hữu Lộc; 15 16 17 Nguyễn Tiến Dũng; Lê Đình Hưng; TS.Trần Duy Châu. 1Cty TNHH MTV thí nghiệm điện Miền Bắc (NPCETC), nguyendanhducetc@gmail.com 2NPCETC, nguyenxuannam.etc1@gmail.com; 3NPCETC, trankhactruongetc1@gmail.com, 0866688033; 4NPCETC, daosythienetc1@gmail.com; 5NPCETC, caothuylinh277@gmail.com 6Ban lưới điện EVNNPC; 7,8Tổng công ty-cty CP chế tạo thiết bị điện Đông Anh; 9Cty thí nghiệm điện Miền Nam; 10,11,12,13,14,15NPCETC, 16Công ty cổ phần dịch vụ kỹ thuật và giám định Hạ Long; 17Công ty điện lực pháp(EDF) Tóm tắt: Để đánh giá già hóa giấy cách điện trong MBA nạp dầu người ta thường đánh giá thông qua chỉ tiêu CO, CO2 hoặc hàm lượng Furan(2-Furfural). Trong đó Khí CO và CO2 có thể sinh ra do hóa già dầu cách điện, còn 2-FAL chỉ xuất hiện khi giấy cách điện hóa già ở mức độ lớn. Với chỉ số Methanol (MEOH) có thể phát hiện ở giai đoạn sớm của sự hóa già giấy cách điện, đặc biệt đối với giấy cách điện chịu nhiệt (TUP) thì sự già hóa chỉ sinh ra Methanol (MeOH). Mục tiêu của đề tài: nghiên cứu đánh giá tình trạng lão hóa giấy cách điện của MBA lực 110kV. Phạm vi nghiên cứu phương pháp đánh giá lão hóa giấy cách điện sử dụng nhiều trong MBA 110kV của tổng công ty điện lực miền Bắc (NPC). Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm lão hóa giấy cách điện trong phòng thí nghiệm. Áp dụng các phương pháp phân tích nghiên cứu ở trên để phân tích các sản phẩm lão hóa trong mẫu thử. Từ kết quả thu được xây dựng các mối quan hệ giữa “Hàm lượng Methanol” và mức độ phân hủy của giấy cách điện thông qua “Bậc polyme hóa của giấy cách điện”. Từ khóa: đánh giá già hóa giấy cách điện qua chỉ số Methanol Abstract: Assessment of aging of insulating paper in oil-loaded transformers is usually assessed through the criteria of CO, CO2 or Furan(2-Furfural) content. In which CO and CO2 can be generated due to aging of the insulating oil, 2-FAL only appears when the insulating paper ages to a large extent. With the Methanol index (MeOH) that can be detected at an early stage of aging of insulating paper, especially for heat resistant insulating paper (TUP), the aging produces only Methanol (MeOH). Objective of the thesis: to study and evaluate the aging status of insulating paper of 110kV power transformer. The scope of research on the aging assessment method of insulating paper used in 110kV transformers of the Northern Power Corporation (NPC). Research method: Theoretical and experimental study of insulating paper aging in the 15
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 laboratory. Apply the above research analytical methods to analyze aging products in the test sample. From the obtained results, the relationship between "Methanol content" and the degree of decomposition of insulating paper through "Polymerization level of insulating paper" was built. Keywords: Assessment of aging of insulating paper by Methanol content CHỮ VIẾT TẮT ppm Phần triệu ppb Phần tỷ DP Bậc polyme hóa của giấy cách điện hoặc các tông cách điện MeOH Methanol EVNNPC Tổng công ty điện lực miền Bắc NPCETC Công ty TNHH MTV thí nghiệm điện miền Bắc 1. GIỚI THIỆU Cách điện của máy biến áp là hệ thống tổng hợp của chất lỏng cách điện và cách điện rắn. Chất lỏng cách điện thông thường là dầu khoáng cách điện và cách điện rắn trên cơ sở Cellulose (bao gồm giấy cách điện – Kraft paper, các tông cách điện - Pressboard, giấy cách điện chịu nhiệt - Thermally Upgraded Paper/TUP). Tuổi thọ của MBA phụ thuộc vào tuổi thọ của cách điện Cellulose bởi vì chúng không dễ thay thế như dầu cách điện. Để đánh giá mức độ già hóa của giấy cách điện trong MBA thông qua đo độ polyme hóa (DPv – Degree of Polymerization) của nó. Phương pháp này không có tính thực thi trong vận hành, bởi vì không lấy được mẫu để thử nghiệm (muốn lấy mẫu phải ngừng vận hành MBA, lấy mẫu khi MBA phải đưa về xưởng sửa chữa hoặc tháo dầu, rút ruột MBA). Để giải quyết khó khăn này, có thể đánh giá tình trạng của giấy cách điện (Cellulose) thông qua việc phân tích mẫu dầu trong phòng thí nghiệm. Trước đây chỉ có hai phương pháp đang được sử dụng là: Phân tích khí hòa tan trong dầu (DGA) bằng máy sắc ký khí và phân tích các hợp chất Furan (2-FAL) bằng máy sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Khi giấy cách điện (Cellulose) bắt đầu hóa già, các khí các bon oxit (CO) và các bon dioxit (CO2) được sinh ra đồng thời cùng 2-FAL. Khí CO và CO2 có thể sinh ra do hóa già dầu cách điện, trong khi đó 2-FAL chỉ xuất hiện khi giấy cách điện hóa già ở mức độ lớn. Trong khi đó Methanol (MEOH) có thể phát hiện ở giai đoạn sớm của sự hóa già giấy cách điện, đặc biệt đối với giấy cách điện chịu nhiệt (TUP) thì sự già hóa chỉ sinh ra Methanol (MeOH). 16
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Cùng với xu thế phát triển khoa học công nghệ trên thế giới, Tổng công ty điện lực Miền Bắc (EVNNPC) đã giao nhiệm vụ cho công ty TNHH MTV thí nghiệm điện Miền Bắc (NPCETC) thực hiện đánh giá lão hóa giấy thông qua chỉ số hóa học Methanol. Để phân tích hàm lượng MEOH trong dầu sử dụng hệ thống máy sắc ký được trang bị bộ cấp mẫu pha khí (HS – Headspace), cảm biến ion hóa ngọn lửa (FID – Flame ionization detector) hoặc cảm biến khối phân tử (MS – Mass Spectroscopy). Phương pháp phân tích Methanol trong dầu đã được tiêu chuẩn hóa như ASTM D8086 ban hành lần đầu năm 2020 và IEC TR 63025 ban hành lần đầu năm 2021. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Đánh giá lão hóa giấy thông qua thực sự hình thành của MeOH và 2-FAL trong quá trình phân hủy của các loại giấy cách điện khác nhau: cac-tông (pressboard), giấy (Kraft Paper), giấy chịu nhiệt (TUP – Thermally Upgraded Paper) trong dầu cách điện. Kết quả thực nghiệm được xây dựng mối quan hệ giữa DP với hàm lượng Methanol và Fural trên các hình 1, 2, 3, 4 cho thấy ngay từ khi xenlulo bắt đầu bị lão hóa hàm lượng MeOH đã cao có thể định lượng, khi DP giảm đi 40% thì hàm lượng 2-FAL vẫn rất nhỏ so với hàm lượng MeOH. Riêng với giấy TUP hàm lượng 2-FAL còn không sinh ra hoặc sinh ra hàm lượng nhỏ trong quá trình lão hóa [1]. Hình 5,6 kết quả thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ giữa độ ẩm giấy cách điện và hàm lượng không khí hòa tan trong dầu tới tốc độ lão hóa của giấy. Trong thực nghiệm này chúng tôi sử dụng mẫu giấy khô và mẫu giấy ướt cùng tiến hành lão hóa trong điều kiện giống nhau để đánh giá kết quả lão hóa. Đánh giá mức độ ảnh hưởng của không khí chúng tôi sử dụng mẫu dầu khoáng cho bão hòa không khí và 1 mẫu được hút chân không sau đó cho bão hòa khí trơ Ar và sử dụng cùng 1 loại giấy có điều kiện như nhau để đánh giá. Hình 1. Thực nghiệm phân hủy các tông ở 130oC 17
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 Hình 2: Thực nghiệm phân hủy giấy cách điện ở 130oC Hình 3: Thực nghiệm phân hủy giấy cách điện chịu nhiệt ở 130oC Hình 4: Mối quan hệ giữa hàm lượng 2-FAL, MeOH và DP biểu diễn dưới dạng hàm số. 18
CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Lão hóa giấy ở 110oC 6.00 Nồng độ Methanol (ppm) 5.00 4.00 5% - H2O 3.00 2.00 1.00 0.5% - 0.00 H2O 0 5 10 15 20 25 30 35 Thời gian lão hóa (ngày) Hình 5. Mối quan hệ giữa tốc độ hình thành Methanol khi lão hóa giấy trong dầu khoáng ở 110oC với độ ẩm của giấy là 5% và 0,5%. Lão hóa giấy ở 110oC 5.0 Nồng độ Methanol - ppm Môi trường không khí 4.0 3.0 2.0 Môi trường Argon 1.0 0.0 0 5 10 15 20 25 30 35 Thời gian (ngày) Hình 6. Mối quan hệ giữa tốc độ hình thành Methanol khi lão hóa giấy trong môi trường không khí và khí trơ (Argon) Từ thực nghiệm chỉ ra rằng sự hình thành MeOH như là dấu hiệu của sự bắt đầu phân hủy của vật liệu rắn cách điện trên cơ sở xenlulo, sự tăng trưởng hàm lượng MEOH theo hàm Logaris – (phát hiện ở giai đoạn sớm của sự phân hủy cellulo), trong khi đó sự tăng trưởng hàm lượng của hợp chất 2-FAL theo hàm số mũ “Exponential” (phát hiện khi sự phân hủy mạnh). Sự hình thành Methanol mạnh hơn khi giấy ẩm hơn và trong dầu có nhiều không khí (dầu không được khử khí). So sánh ưu nhược điểm các phương pháp phân tích sản phẩm lão hóa giấy: Phương pháp phân tích CO, CO2: có ưu điểm là kết hợp phân tích cùng với khí hòa tan trong dầu (DGA) bằng hệ thống sắc ký khí (GC), tuy nhiên nhược điểm: CO, CO2 19
KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 không chỉ sinh ra trong quá trình phân hủy giấy mà nó còn sinh ra trong quá trình già hóa dầu cách điện. Nên việc đánh giá lão hóa giấy không chính xác và chỉ dùng để tham khảo. Phương pháp phân tích Furan: Phương pháp đánh giá chất lượng giấy cách điện thông qua kết quả phân tích Furan đã được áp dụng từ lâu trên thế giới. Phương pháp này là phương pháp gián tiếp, thông qua việc phân tích hàm lượng Furan hòa tan trong dầu lấy từ máy biến áp bằng máy sắc ký lỏng hiệu năng cao. Phương pháp phân tích hàm lượng Furan đã được tiêu chuẩn hóa IEC 61198 và ASTM D 5837. Qua nhiều thực nghiệm đã chứng minh, các hợp chất Furan hình thành trong dầu theo hàm số mũ (theo thời gian), thời gian đầu chúng hình thành với tốc độ rất chậm cùng với sự giảm bậc polyme hóa của giấy cách điện, khi bậc polyme hóa của giấy cách điện giảm tới giá trị dưới 400, tốc độ hình thành Furan mới tăng nhanh. Như vậy phương pháp đánh giá theo hàm lượng Furan sử dụng theo dõi cho giai đoạn cuối của quá trình xuống cấp của giấy cách điện dùng trong máy biến áp nạp dầu. Chúng ta không biết được khi nào đạt được hàm lượng Furan đủ lớn để đưa ra khuyến nghị cần ngừng hoạt động của máy biến áp để sửa chữa, như vậy sẽ gặp rủi ro lớn khi máy biến áp vận hành trong trạng thái không an toàn. Các công trình nghiên cứu trên thế giới và thực nghiệm của NPCETC đã chứng minh sự già hóa của giấy chịu nhiệt không sinh ra (hoặc sinh ra rất ít) Furan. Với đặc tính ưu việt, giấy chịu nhiệt, chúng đã và đang được sử dụng ngày càng nhiều trong các máy biến áp thế hệ mới. Điều này nảy sinh nhu cầu cần tìm một chỉ số hóa học mới để thay thế Furan trong việc theo dõi mức độ già hóa của máy biến áp trong tương lai. Phương pháp phân tích Methanol: Phương pháp này là phương pháp mới được nghiên cứu các năm gần đây, và mới được tiêu chuẩn hóa qua ASTM D8086-20 và IEC TR 63025:2021. Thông qua kết quả thực nghiệm MEOH là 1 chỉ số hóa học để đánh giá sự lão hóa sớm của các vật liệu cách điện rắn trên cơ sở xenlulo (như giấy cách điện, các-tông cách điện). Thông qua các mô hình Có thể thiết lập được mối tương quan giữa sự hình thành Methanol và bậc polyme hóa (DP) để phát hiện sự phân hủy xenlulo sớm hơn là hợp chất Furan (2-FAL). Hơn nữa chỉ số MEOH xẽ được ứng dụng cho giấy cách điện chịu nhiệt, khi công nghệ ngày càng phát triển giấy chịu nhiệt được sử dụng nhiều hơn thì chỉ số MEOH là 1 chỉ số đáng tin cậy trong đánh giá lão hóa giấy chịu nhiệt. 20