Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp trong công tác thí nghiệm chẩn đoán ngăn ngừa sự cố cho lưới điện phân phối

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết kết hợp cùng thực tiễn, có thể đề xuất các giải pháp triển khai đầu tư, tổ chức, đào tạo và sử dụng các thiết bị chẩn đoán vào công tác ngăn ngừa sự cố lƣới điện phân phối. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung luận văn này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: 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 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM CHẨN ĐOÁN NGĂN NGỪA SỰ CỐ CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI. ................................................................. 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 1.1.6.1. Các dạng sự cố tiềm ẩn trong Cáp lực .................................................... 19 1.1.6.2. Các dạng sự cố tiềm ẩn trong MBA ....................................................... 19 1.1.7 Thí nghiệm chẩn đoán ................................................................................... 20 1.2 Cơ sở lý luận thực tiễn của công tác ngăn ngừa sự cố ........................................ 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 PHÂN TÍCH THỰC TRẠNG CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM CHẨN ĐOÁN NGĂN NGỪA SỰ CỐ CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ..................................................... 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 2.3.1 Năng lực thí nghiệm ...................................................................................... 35 2.3.1.1 Năng lực thí nghiệm các hạng mục thông thƣờng: ................................. 36
4 2.3.1.2 Năng lực thí nghiệm chẩn đoán: .............................................................. 40 2.3.2 Nghiên cứu các phƣơng pháp thí nghiệm chẩn đoán .................................... 41 2.3.2.1 Kỹ thuật đo phóng điện cục bộ (PD): ...................................................... 41 2.3.2.2 Kỹ thuật phân tích độ ẩm cách điện rắn: ................................................. 43 2.3.2.3 Kỹ thuật phân tích đáp ứng tần số: .......................................................... 44 2.3.2.4 Phƣơng pháp thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao tần số rất thấp .... 45 2.3.3 Các quy định về thí nghiệm định kỳ ............................................................. 46 2.4 Yêu cầu phụ tải và các chỉ tiêu tin cậy cung cấp điện ....................................... 47 2.4.1 Yêu cầu phụ tải .............................................................................................. 47 2.4.1.1 Chất lƣợng điện năng lƣới điện phân phối .............................................. 47 2.4.1.2 Thử nghiệm để đƣa vào vận hành thiết bị sau điểm đấu nối ................... 48 2.4.1.3 Kiểm tra và giám sát vận hành các thiết bị đấu nối ................................. 49 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 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 3.1 Giải 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 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 75 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 77
5 Phụ lục 1 .................................................................................................................... 77 Các kết quả nâng cao độ tin cậy mà Công ty Điện lực Singapore đạt đƣợc khi áp dụng bảo dƣỡng phòng ngừa ..................................................................................... 77 Phụ lục 2 .................................................................................................................... 79 Bảng thống kê số lƣợng chủng loại các MBA 110kV đang vận hành trên lƣới do Tổng Công ty Điện lực miền Nam quản lý ............................................................... 79 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 Giải nghĩa HTĐ Hệ thống điện LPP Lƣới điện phân phối CCĐ Cung cấp điện MBA Máy biến áp DCL Dao cách ly DCLTĐ Dao cách ly tự động CDPT Cầu dao phụ tải IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers XLPE cross-linked polyethylene DGA Dissolved Gas Analysis PD Partial discharge UHF Ultra High Frequency SFRA Sweep Frequency Response Analysis DFR Dielectric Frequency Response VLF Very Low Frequency GIS Gas Insulated Substation GST Ground Speciment Test (Sơ đồ đo có nối đất) UST Unground Speciment Test (Sơ đồ đo không nối đất) CNSX Công Nghệ Sàn Xuất TTĐĐ HTĐ Trung Tâm Điều độ Hệ thống điện IRC Isothermal Relaxation Current (dòng phục hồi đẳng nhiệt) RVM Return voltage measurements (Đo điện áp rơi) HFCT Hight Frequency Current Transfomer
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