Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Ứng dụng công nghệ đo phóng điện cục bộ để đánh giá hiện trạng cách điện cáp ngầm trung thế lưới điện TP.HCM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:103

Thêm vào BST

Báo xấu

49
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung nghiên cứu của luận văn là tìm hiểu lý thuyết về phương pháp xác định hiện tượng phóng điện cục bộ (partial discharge). Khảo sát thực tế cùng đơn vị đo là Công ty Thí nghiệm Điện lực TP.HCM, tìm hiểu quy trình đo phóng điện cục bộ; thu thập số liệu thực tế về việc chẩn đoán hiện trạng của cáp ngầm trung thế bằng công nghệ đo phóng điện cục bộ đối với một số tuyến cáp ngầm trung thế cụ thể do Tổng công ty Điện lực TP.HCM hiện đang quản lý vận hành.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Ứng dụng công nghệ đo phóng điện cục bộ để đánh giá hiện trạng cách điện cáp ngầm trung thế lưới điện TP.HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- NGUYỄN HỮU PHƯỚC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐO PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ ĐỂ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÁCH ĐIỆN CÁP NGẦM TRUNG THẾ LƯỚI ĐIỆN TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- NGUYỄN HỮU PHƯỚC ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐO PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ ĐỂ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CÁCH ĐIỆN CÁP NGẦM TRUNG THẾ LƯỚI ĐIỆN TP.HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM ĐÌNH ANH KHÔI TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 02 năm 2016
.CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Phạm Đình Anh Khôi Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 12 tháng 3 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 PGS. TS. Phan Thị Thanh Bình Chủ tịch 2 TS. Nguyễn Xuân Hoàng Việt Phản biện 1 3 PGS. TS. Võ Ngọc Điều Phản biện 2 4 TS. Võ Viết Cường Ủy viên 5 TS. Huỳnh Quang Minh Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) PGS. TS. Phan Thị Thanh Bình
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 20 tháng 8 năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : NGUYỄN HỮU PHƯỚC Giới tính: Nam. Ngày, tháng, năm sinh : 22/8/1978 Nơi sinh: An Giang. Chuyên ngành : Kỹ thuật điện MSHV: 1441830035. I- Tên đề tài: Ứng dụng công nghệ đo phóng điện cục bộ để đánh giá hiện trạng cách điện cáp ngầm trung thế lưới điện TP.HCM II- Nhiệm vụ và nội dung: Nhiệm vụ 1: Thu thập thông tin tổng quan về cáp ngầm và hiện trạng vận hành, cung cấp điện của lưới cáp ngầm trung thế thuộc Tổng công ty Điện lực TP.HCM. Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu lý thuyết về phương pháp xác định hiện tượng phóng điện cục bộ (partial discharge). Nhiệm vụ 3: Khảo sát thực tế cùng đơn vị đo là Công ty Thí nghiệm Điện lực TP.HCM, tìm hiểu quy trình đo phóng điện cục bộ; thu thập số liệu thực tế về việc chẩn đoán hiện trạng của cáp ngầm trung thế bằng công nghệ đo phóng điện cục bộ đối với một số tuyến cáp ngầm trung thế cụ thể do Tổng công ty Điện lực TP.HCM hiện đang quản lý vận hành. Nhiệm vụ 4: Đánh giá tổng quan, đưa ra một số nhận xét, kiến nghị. III- Ngày giao nhiệm vụ: 20/08/2015 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: tháng 2/2016 V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Phạm Đình Anh Khôi CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Ứng dụng công nghệ đo phóng điện cục bộ để đánh giá hiện trạng cách điện cáp ngầm trung thế lưới điện TP.HCM" là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu trong đề tài này được thu thập và sử dụng một cách trung thực. Kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này không sao chép của bất cứ luận văn nào và cũng chưa được trình bày hay công bố ở bất cứ công trình nghiên cứu nào trước đây. Học viên thực hiện Luận văn Nguyễn Hữu Phước
ii LỜI CÁM ƠN Sau thời gian làm việc, tổ chức thực hiện nghiên cứu tại Tổng Công ty Điện lực TP.HCM, được sự quan tâm và giúp đỡ quý báu của các đồng nghiệp hiện đang công tác tại Ban Kỹ thuật - Tổng công ty Điện lực TP.HCM và tại Công ty Thí nghiệm Điện lực TP.HCM, tôi đã nghiên cứu hoàn thành đề tài: “Ứng dụng công nghệ đo phóng điện cục bộ để đánh giá hiện trạng cách điện cáp ngầm trung thế lưới điện TP.HCM" và áp dụng vào thực tiễn vận hành. Hoàn thành đề tài này, cho phép tôi được bày tỏ lời cám ơn TS. Phạm Đình Anh Khôi đã nhiệt tình hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn; cảm ơn lãnh đạo Tổng Công ty Điện Lực TPHCM đã luôn hỗ trợ và tạo điều kiện thực hiện đề tài. Nguyễn Hữu Phước
iii TÓM TẮT Hiện nay, việc ứng dụng các công nghệ thử nghiệm chẩn đoán trong công tác phòng ngừa sự cố trong ngành Điện lực đang dần trở thành xu thế mới trên thế giới, cho thấy hiệu quả và ưu điểm vượt trội so với các công tác thử nghiệm thông thường. Nếu như các phương pháp thử nghiệm thông thường chỉ cho phép kết luận thiết bị đủ hoặc không đủ điều kiện đóng điện vận hành thì các phương pháp thử nghiệm chẩn đoán sẽ cho phép đánh giá thiết bị một cách chi tiết hơn, tổng quan hơn về tình trạng vận hành, giúp phát hiện và dò tìm điểm yếu để từ đó đề ra kế hoạch sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng hợp lý góp phần ngăn ngừa sự cố một cách hiệu quả. Tổng Công ty Điện lực TP HCM đang trong giai đoạn phát triển toàn diện nhằm phấn đấu vươn lên ngang tầm khu vực với hàng loạt các chương trình hành động trọng điểm, đặc biệt là công tác giảm sự cố, giảm mất điện, nâng cao độ tin cậy lưới điện. Vì vậy, việc ứng dụng các công nghệ thử nghiệm chẩn đoán sự cố là hết sức cần thiết. Phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ giới hạn trong việc giới thiệu về tổng quan về công nghệ đo phóng điện cục bộ theo tiêu chuẩn IEC 60270, ứng dụng công nghệ này để đánh giá hiện trạng cách điện của cáp ngầm trung thế nhằm ngăn ngừa sự cố. Tiêu chuẩn IEC 60270 là bộ tiêu chuẩn được áp dụng cho các phép đo phóng điện cục bộ xảy ra trong các thiết bị điện khi thử nghiệm ở điện áp xoay chiều hoặc điện áp một chiều. Bộ tiêu chuẩn cung cấp các định nghĩa được sử dụng, mô tả phương pháp thử nghiệm và mạch đo được sử dụng, xác định các phương pháp hiệu chuẩn và các yêu cầu của các công cụ được sử dụng để hiệu chuẩn. Mục tiêu của đề tài là giới thiệu ứng dụng công nghệ mới – Công nghệ đo phóng điện cục bộ đối với cáp ngầm trung thế để chẩn đoán, ngăn ngừa sự cố nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, góp phần hiện đại hóa đất nước.
iv ABSTRACT Currently, the application of diagnostic testing technology in the prevention of incidents in the electricity industry is gradually becoming a new trend in the world, shows that the efficiency and advantages in comparison with the work test ordinary experience. If such a conventional test method only allows conclusions device or not qualified enough energized operation, the diagnostic test methods will allow the evaluation device a more detailed, more general the operational status, helping detect and detect weaknesses so that devised repair, maintenance, maintenance of contributing to preventing incidents effectively. Ho Chi Minh City Power Corporation is a comprehensive development phase in order to strive for the regional level with a series of key action programs, especially the reduction of incidents, reducing power loss and improving grid reliability. Therefore, the application of testing technology to diagnose the problem is crucial. The scope of the research study is limited to the introduction of technological overview of partial discharge measurement according to IEC 60270 standard, the application of this technology to assess the status of the cable insulation medium voltage underground to prevent prevent incidents. IEC 60270 Standard is applicable to the measurement of partial discharges which occur in electrical apparatus, components or systems when tested with alternating voltages or with direct voltage. This standard defines the terms used, describes test and measuring circuits which may be used, specifies methods for calibration and requirements of instruments used for calibration. The objective of the project is to introduce new technology applications - Technology partial discharge measurements for medium voltage underground cables to diagnose, prevent incidents in order to improve power supply reliability, contributing to modernization country.
v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................. ii TÓM TẮT.................................................................................................................. iii ABSTRACT .............................................................................................................. iv MỤC LỤC ...................................................................................................................v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH .................................................................................x Hình 2.7 Cáp cách điện khí ....................................... Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 1 ................................................................................................................1 GIỚI THIỆU CHUNG ................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1 1.2. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................1 2.1. Mục tiêu của đề tài ...............................................................................................2 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................2 2.3. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu ...................................................3 CHƯƠNG 2 ................................................................................................................4 CÁP ĐIỆN LỰC VÀ PHỤ KIỆN, CƠ CHẾ GÂY GIÀ HÓA CÁCH ĐIỆN CỦA CÁP NGẦM ................................................................................................................4 2.1. Quá trình phát triển điện áp làm việc của cáp điện lực ........................................4 2.2 Đặc tính ưu việt của hệ thống truyền tải điện ngầm .............................................4 2.3 Phân loại và cấu trúc của cáp ................................................................................6 2.3.1 Các loại cáp ................................................................................................6 2.3.2 Cấu trúc và đặc tính của cáp: .....................................................................6 2.4 Phụ kiện cáp điện lực .........................................................................................11 2.4.1 Khái quát chung .......................................................................................11 2.4.2 Các loại hộp nối .......................................................................................12 2.4.2.1 Hộp nối thẳng ....................................................................................12 2.4.2.2 Hộp đầu cáp.......................................................................................15 2.5 Các cơ chế gây già hóa đối với cách điện của cáp ngầm ....................................18
vi 2.5.1 Phóng điện cục bộ ....................................................................................20 2.5.2 Cây điện ...................................................................................................21 2.5.3 Cây nước ..................................................................................................22 2.6 Một vài nguyên nhân gây hư hỏng cáp ngầm ....................................................23 CHƯƠNG 3 ..............................................................................................................25 TỔNG QUAN VỀ CÁP NGẦM TRUNG THẾ TẠI TP.HCM................................25 VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ........................................................................25 3.1 Hiện trạng sử dụng cáp ngầm trung thế tại TP.HCM .........................................25 3.2 Tổng số lượng cáp ngầm trung thế hiện đang vận hành .....................................27 3.3 Thống kê tình hình sự cố trong 03 năm gần đây .................................................28 3.4 Sự cố cáp ngầm điển hình: ..................................................................................33 CHƯƠNG 4 ..............................................................................................................37 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THỬ NGHIỆM ..................................................37 ĐO PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ ....................................................................................37 4.1 Giới thiệu tổng quan ............................................................................................37 4.2 Khái niệm về phóng điện cục bộ .........................................................................37 4.3 Ảnh hưởng của phóng điện cục bộ trong hệ thống cách điện .............................41 4.4 Phương pháp xác định phóng điện cục bộ: .........................................................41 4.4.1 Thử nghiệm đo PD on-line:......................................................................45 4.4.2 Thử nghiệm đo PD off-line: .....................................................................47 4.4.2.1 Các nguồn áp thay thế được sử dụng cho phương pháp đo PD off- line .................................................................................................................49 4.4.2.2 Một số ví dụ tham khảo về kết quả đo PD off-line: ..........................51 CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG THỰC TẾ HIỆN NAY CỦA CÔNG NGHỆ ĐO PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ ĐỂ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VẬN HÀNH, CHẨN ĐOÁN SỰ CỐ CÁP NGẦM TRUNG THẾ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TP.HCM ............55 5.1 Phương pháp đo và thiết bị đo thử nghiệm phóng điện cục bộ...........................55 5.1.1 Phương pháp đo PD off-line ....................................................................55 5.1.2 Thiết bị thử nghiệm: .................................................................................56
vii CHƯƠNG 6 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ ĐỐI VỚI VIỆC ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ CÁP NGẦM TRUNG THẾ ĐỂ CHẨN ĐOÁN, NGĂN NGỪA SỰ CỐ TRONG THỰC TẾ ...................................60 6.1 Hiệu quả của đề tài về mặt kỹ thuật: ...................................................................60 6.2 Hiệu quả của đề tài về mặt kinh tế, xã hội: .........................................................61 6.3 Những khó khăn gặp phải khi thử nghiệm PD cáp ngầm trong thực tế:.............61 6.4 Hướng phát triển của đề tài: ................................................................................62 6.5 Kiến nghị: ............................................................................................................62 6.5.1 Kiến nghị đối với đơn vị quản lý vận hành cáp ngầm trung thế (các Công ty Điện lực):...................................................................................................................62 6.5.2 Kiến nghị đối với đơn vị thử nghiệm PD cáp ngầm: .......................................64 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................65
viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PD Partial Discharge PDIV Partial Discharge Inception Voltage PDEV Partial Discharge Extinction Voltage DGA dissolved gas analysis VLF very low-frequency voltage DAC damped alternating voltage TDR time-domain reflectrometry PE polyethylene PILC paper isulated lead covered XLPE GIL Gas isolated line ET electrical tree SCADA Supervisor Control and Data Acquistion RMU ring main unit LBS load break switch HF high frequency VHF very high frequency UHF ultra high frequency SAIFI System Average Interruption Frequency Index SAIDI System Average Interruption Duration Index FTA failure tree analysis EVNHCMC Ho Chi Minh City Power Corporation (Tổng công ty Điện lực TP.HCM) VTTB Vật Tư Thiết Bị QLVH Quản Lý Vận Hành.
ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Cơ chế gây già hóa cách điện của cáp ngầm .............................................19 Bảng 3.1: Chỉ số độ tin cậy cung cấp điện trong 03 năm gần đây ............................29 Bảng 4.1: Bảng thống kê các công nghệ đo PD đang được triển khai tại EVNHCMC ...................................................................................................................................46 Bảng 4.2: Khuyến cáo về kết quả đo của hãng sản xuất thiết bị thử nghiệm ...........51 Bảng 5.1: Thông số kỹ thuật chính của các thiết bị đo PD đang sử dụng ................56 Bảng 5.2: Bảng thông số tiêu chuẩn so sánh kết quả thử nghiệm PD trên cáp ngầm trung thế hiện đang áp dụng tại Tổng công ty Điện lực TP.HCM ............................58
x DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Quá trình phát triển điện áp làm việc của cáp điện lực trên thế giới ...........5 Hình 2.2: Sơ đồ phân loại cáp theo cách điện .............................................................6 Hình 2.3 Cáp đặc .........................................................................................................7 Hình 2.4: Cáp dầu .......................................................................................................8 Hình 2.5: Cáp dầu dạng ống ........................................................................................9 Hình 2.6: Cáp XLPE .................................................................................................10 Hình 2.7: Cáp cách điện khí ......................................................................................11 Hình 2.8: Hộp nối thường cho cáp dầu đơn lõi (154kV đến 500kV) .......................13 Hình 2.9: Hộp nối thường cho cáp XLPE đơn lõi (154 đến 275kV) ........................13 Hình 2.10 Hộp nối cách ly vỏ kim loại .....................................................................14 Hình 2.11: Minh họa cấu trúc điển hình của một hộp nối chặn dầu .........................15 Hình 2.12: Hộp đầu cáp kín cách điện không khí .....................................................16 Hình 2.13: Hộp đầu cáp kín cách điện dầu cho cáp XLPE .......................................17 Hình 2.14 Hộp đầu cáp kín cách điện bằng khí SF6 .................................................18 Hình 2.15: Cây điện trong vật liệu cách điện cáp ngầm ...........................................21 Hình 2.16: Mô hình cây điện và cây nước dưới kính hiển vi ..................................22 Hình 2.17 Mô hình cây nước trong cáp XLPE ........................................................22 Hình 2.18: Hình ảnh một vài sự cố tại vị trí hộp nối và đầu cáp ..............................24 Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo cáp XLPE (3 lõi) ................................................................28 Hình 3.2: Sơ đồ phân tích cây sự cố (FTA) ..............................................................32 Hình 3.3: Tủ RMU hiệu SIEMENS bị sự cố ............................................................34 Hình 3.4: Ngăn đầu cáp bị phóng điện......................................................................35 Hình 3.5: Đầu cáp bị phóng điện pha giữa................................................................36 Hình 4.1: Mô hình mô phỏng mạch tương đương và dạng sóng của phóng điện cục bộ theo tài liệu tham khảo [3] ...................................................................................39 Hình 4.2: Các dạng phóng điện cục bộ .....................................................................40 Hình 4.3: Những hình ảnh về phóng điện cục bộ trong vật liệu cách điện ...............41 Hình 4.4: Mạch đo phóng điện cục bộ bằng phương pháp truyền thống ..................42 Hình 4.5: Các phương pháp đo phóng điện cục bộ phi truyền thống .......................44 Hình 4.6: Hình ảnh đo PD on-line tại các tủ trung thế..............................................45
xi Hình 4.7: Sơ đồ thiết lập điển hình một mạch đo PD off-line ..................................47 Hình 4.8: Hình ảnh xác định các thông số hiện trạng ban đầu của cáp bởi phương pháp TDR ..................................................................................................................48 Hình 4.9: Dạng sóng điện áp có biên độ giảm dần (DAC) .......................................50 Hình 5.1: a) Mô hình xe chuyên dụng đo PD và b) Xác định vị trí PD cáp ngầm trung thế bằng phương pháp đo điện sử dụng điện áp DAC, 50Hz ..........................56 Hình 5.2: Thiết bị đo Viola TD 1 của hãng BAUR (Sử dụng nguồn áp VLF) .........57 Hình 5.3: Thiết bị OWTS M 28 của hãng SebaKMT (sử dụng nguồn áp DAC) .....57 Hình 5.4: Thông số kỹ thuật của thiết bị OWTS M 28 của hãng SebaKMT ............58
1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Đặt vấn đề Tổng Công ty Điện lực TP. HCM đang trong giai đoạn phát triển toàn diện với hàng loạt các chương trình hành động trọng điểm như chương trình an ninh năng lượng, chương trình ngầm hóa lưới điện, chương trình nâng cao độ tin cậy, đảm bảo an toàn mỹ quan hệ thống điện,…Để triển khai thực hiện tốt các chương trình trên, các vấn đề quản lý và kiểm soát chất lượng, tình trạng vật tư thiết bị (VTTB) đang vận hành đóng vai trò hết sức quan trọng. Công tác này liên quan trực tiếp tới năng lực của bộ phận thử nghiệm. Hiện nay, ngoài các công tác thử nghiệm thông thường như thử nghiệm nghiệm thu, thử nghiệm định kỳ, thử nghiệm sau sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng…thì các công nghệ thử nghiệm chẩn đoán cũng đang dần được áp dụng rộng rãi và cho thấy một số hiệu quả nhất định. Thử nghiệm chẩn đoán là các thử nghiệm không phá hủy có thể tiến hành trực tiếp hoặc gián tiếp trên các thiết bị đang mang điện (online) hoặc không mang điện (offline) và mang tính chất dự báo. Nếu như các phương pháp thử nghiệm thông thường chỉ cho phép kết luận thiết bị đủ hoặc không đủ điều kiện đóng điện vận hành, thì các phương pháp thử nghiệm chẩn đoán sẽ cho phép đánh giá thiết bị một cách chi tiết hơn, tổng quan hơn về tình trạng vận hành, mức độ già hóa của cách điện, giúp phát hiện và dò tìm điểm yếu trên thiết bị để từ đó đề ra các phương thức vận hành, kế hoạch sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng hợp lý góp phần ngăn ngừa sự cố một cách hiệu quả. 1.2. Tính cấp thiết của đề tài Với việc đẩy mạnh chương trình ngầm hóa lưới điện, khối lượng cáp ngầm do Tổng Công ty Điện lực TP. HCM quản lý không ngừng tăng lên. Vì vậy, việc quản lý, kiểm soát chất lượng cáp ngầm đang vận hành càng trở nên phức tạp. Mặt
2 khác, khi tiến hành công tác nâng cấp điện áp, một số đoạn cáp ngầm lâu năm chuyển cấp điện áp vận hành từ 15kV lên 22kV cũng tiềm ẩn nguy cơ gây sự cố. Các hạng mục thử nghiệm cáp như kiểm tra ngoại quan, đo cách điện vỏ cáp là không đủ để đánh giá tình trạng vận hành, thậm chí còn có thể gây ảnh hưởng xấu như trong trường hợp thử nghiệm điện áp một chiều đối với các đoạn cáp đã vận hành lâu năm. Để đánh giá tình trạng cách điện của cáp, thử nghiệm đo phóng điện cục bộ (Partial Discharge – PD) là cần thiết nhằm mục đích đảm bảo thiết bị điện hoạt động lâu dài, an toàn và tin cậy trong hệ thống điện. Vì vậy, đối với cáp ngầm trung thế, hiện nay Tổng công ty Điện lực TP.HCM (EVNHCMC) đang triển khai đo PD để đánh giá hiện trạng vận hành của cáp. 2.1. Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu được tiến hành trên đối tượng là cáp ngầm trung thế thuộc lưới điện do Tổng công ty Điện lực TP.HCM hiện đang quản lý vận hành (QLVH) trong khoảng thời gian từ năm 2013 đến nay. Mục tiêu của đề tài là giới thiệu tổng quan về công nghệ đo phóng điện cục bộ, ứng dụng công nghệ đo phóng điện cục bộ đối với cáp ngầm trung thế để chẩn đoán, đánh giá được hiện trạng vận hành thực tế của cáp nhằm đề ra các phương thức vận hành, kế hoạch sửa chữa, bảo trì hợp lý, từ đó góp phần ngăn ngừa sự cố một cách hiệu quả. 2.2. Nội dung nghiên cứu  Tìm hiểu tổng quan về cáp ngầm và hiện trạng vận hành, cung cấp điện của lưới cáp ngầm trung thế thuộc Tổng công ty Điện lực TP.HCM (Số lượng cáp ngầm; tiết diện dây hiện đang sử dụng; điện áp vận hành, hiện trạng vận hành, tình hình sự cố trong các năm gần đây).
3  Tìm hiểu tổng quan về thử nghiệm chẩn đoán sự cố, tập trung vào công nghệ đo phóng điện cục bộ. 2.3. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu  Thu thập thông tin tổng quan về cáp ngầm và hiện trạng vận hành, cung cấp điện của lưới cáp ngầm trung thế thuộc Tổng công ty Điện lực TP.HCM.  Tìm hiểu lý thuyết về phương pháp xác định hiện tượng phóng điện cục bộ:  Phương pháp truyền thống theo tiêu chuẩn IEC 60270, hay phương pháp đo điện cho phép đo PD một cách trực tiếp;  Phương pháp phi truyền thống xác định sự xuất hiện của PD một cách gián tiếp thông qua các tín hiệu phát sinh từ hiện tượng phóng điện cục bộ như âm thanh (acoustic), ánh sáng (optic), phản ứng hoá học (chemical), điện từ trường (HF/VHF/UHF).  Khảo sát thực tế cùng đơn vị đo là Công ty Thí nghiệm Điện lực TP.HCM, thu thập số liệu thực tế về việc chẩn đoán hiện trạng của cáp ngầm trung thế bằng công nghệ đo phóng điện cục bộ đối với một số tuyến cáp ngầm trung thế cụ thể do Tổng công ty Điện lực TP.HCM hiện đang quản lý vận hành. Từ đó đưa ra các nhận xét, đánh giá và kiến nghị.
4 CHƯƠNG 2 CÁP ĐIỆN LỰC VÀ PHỤ KIỆN, CƠ CHẾ GÂY GIÀ HÓA CÁCH ĐIỆN CỦA CÁP NGẦM (Nội dung chương này tham khảo tài liệu [1] - Tài liệu bồi huấn của Japan International Cooperation Agency - JICA tại Hà Nội cho cán bộ kỹ thuật của Tổng công ty Điện lực TP.HCM về cáp ngầm) 2.1. Quá trình phát triển điện áp làm việc của cáp điện lực Quá trình phát triển điện áp làm việc của cáp trên thế giới được thể hiện trong Hình 2.1. Các chủ đề chính hiện nay là các biện pháp tăng khả năng tải, cải thiện giấy cách điện hoặc dầu để giảm thiểu tổn hao điện môi và dòng điện nạp, phát triển loại cách điện mới hoặc hệ thống làm mát cưỡng bức hiệu quả... Đồng thời cũng cần phải giảm số lao động và cơ khí hóa nhằm giảm chi phí và việc cung cấp các dịch vụ an toàn, an ninh... Kết quả của các nghiên cứu được tiến hành liên tục nên đường dây truyền tải điện một chiều đã được đưa vào sử dụng, với chiều dài và công suất truyền tải lớn, đồng thời một số loại cáp mới cũng đang được sử dụng, ví dụ như cáp ngầm cách điện bằng khí, có các miếng đệm bằng nhựa epoxy đỡ lõi dẫn, cách điện bằng khí áp suất cao (ví dụ SF6) và loại cáp tự làm mát, sử dụng khí cách điện hóa lỏng cũng đang được nghiên cứu, phát triển. Ngoài ra, loại cáp siêu dẫn, có điện trở gần bằng không tại nhiệt độ cực thấp cũng đang được nghiên cứu, phát triển như là một giải pháp tối ưu. 2.2 Đặc tính ưu việt của hệ thống truyền tải điện ngầm Cáp ngầm được ưu tiên sử dụng vì một số lý do sau: (1) Giữ gìn cảnh quan của thành phố
5 (2) Cung cấp điện cho khu vực có nhu cầu mật độ cao (3) Trong trường hợp không thể xây dựng đường dây trên không do các quy định về an toàn chặt chẽ thì việc xây dựng đường dây truyền tải điện ngầm là phương án tối ưu. Tuy nhiên, do chi phí xây dựng tuyến cáp ngầm cao và việc sửa chữa khi sự cố cũng phức tạp hơn so với đường dây trên không, nên hệ thống này chỉ được sử dụng chủ yếu ở các thành phố lớn và các vùng lân cận. Mặc dù vậy, hiện nay hệ thống cáp ngầm có xu hướng được sử dụng không chỉ ở các thành phố mà cả vùng ngoại ô, do khó khăn trong công tác đền bù và ảnh hưởng đến môi trường của các đường dây trên không. kV 500 400 300 200 100 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 Hình 2.1 Quá trình phát triển điện áp làm việc của cáp điện lực trên thế giới