1
B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO
ĐI HC ĐÀ NNG
VÕ VĂN TÂM
NGHIÊN CU H THNG PHÁT HIN
PHÓNG ĐIN CC B TRONG MÁY BIN ÁP 500KV
Chuyên ngành: Mng và H thng ñin
Mã s: 60.52.50
TÓM TT LUN VĂN THC SĨ K THUT
Đà Nng - Năm 2012
2
Công trình ñưc hoàn thành ti
ĐI HC ĐÀ NNG
Ngưi hưng dn khoa hc: PGS. TS. Đinh Thành Vit
Phn bin 1: TS. ĐOÀN ANH TUN
Phn bin 2: PGS.TSKH. H ĐC LC
Lun văn ñưc bo v trưc Hi ñng chm Lun văn tt
nghip thc sĩ K thut hp ti Đi hc Đà Nng vào ngày 27
tháng 10 năm 2012.
Có th tìm hiu lun văn ti:
- Trung tâm Thông tin - Hc liu, Đi Hc Đà Nng
- Trung tâm Hc liu, Đi Hc Đà Nng
3
M ĐU
1. LÝ DO CHN Đ TÀI
Hin nay vi xu hưng càng ngày càng phát trin nhiu công
ngh mi trên th gii trong lĩnh vc lưi ñin, bên cnh ñó lưi ñin
Vit Nam ngày càng phát trin cùng vi yêu cu cung cp ñin an
toàn liên tc cho ph ti ñưc ñt lên hàng ñu trong ñiu kin ph
ti phát trin liên tc.
Đ ñm bo cho MBA vn hành an toàn liên tc thì phi
theo dõi, giám sát liên tc MBA. Trong vn hành thì MBA ñã các
bo v chính các bo v d phòng như bo v so lch MBA, bo
v ni b MBA các bo v d phòng khác nhưng qua thc t vn
hành cho thy khi có s c thc bên trong MBA nhưng các bo v
này ñã không tác ñng hay khi tác ñng cũng không th tránh hư
hng MBA như cháy MBA cp ñin áp 500kV ñã xy ra trong các
trm bin áp 500kV ca lưi truyn ti ñin.
Trong qun vn hành cũng ñã qui trình vn nh cũng
như thí nghim ñ nh k cho MBA nhưng không phát hin ñưc các
tìm "n gây ra s c. Vì vy gii pháp nghiên c#u phóng ñin cc b
trc tuyn MBA ñ theo dõi s phóng ñin cc b có th ñưa ra ch"n
ñoán tình trng MBA hin ti ñ có cách phòng ng$a hư hng MBA.
2. MC ĐÍCH NGHIÊN CU
Tìm ra nguyên nhân ca hin tưng phóng ñin cc b ñ
bin pháp ñm bo an toàn trong vn hành MBA.
Phân tích, ñánh giá các hin tưng phóng ñin cc b trong
MBA.
3. ĐI TƯ"NG VÀ PHM VI NGHIÊN CU
Nghiên c#u phóng ñin cc b trong MBA, Các phn t%
mang ñin như dây d&n, các phn t% ch ñin, môi trư'ng cách ñin
4
xung quanh khu vc xut hin phóng ñin cc b.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU
T(ng hp các kin th#c v phóng ñin cc b.
)ng dng phn mm thu thp d* liu trc tuyn trong MBA
c th ñ nghiên c#u, phân tích, ñánh giá hin tưng phóng ñin cc
b trong MBA 500kV.
5. CHN TÊN Đ I
Căn c# vào mc ñích, ñi tưng ni dung nghiên c#u, ñ
tài lun văn ñưc ñt tên: “Nghiên c$u h thng phát hin phóng
ñin c%c b& trong máy bi'n áp 500kV”.
6. CU TRÚC LUN VĂN
Ngoài phn m+ ñu, kt lun kin ngh ni dung lun văn
ñưc biên ch thành 4 chương:
Chương 1: Lý thuyt v phóng ñin cc b
Chương 2: Gii thiu v các thit b , nguyên làm vic ca
các thit b ñ phát hin phóng ñin cc b trong máy bin áp
Chương 3: Gii thiu h thng giám sát phóng ñin cc b
ca hãng PowerPD
Chương 4: )ng dng h thng ñ phân tích, ñánh giá phóng
ñin cc b MBA 500kV Trm 500kV Đà Nng.
CHƯƠNG 1
LÝ THUYT V PHÓNG ĐIN CC B
1.1 GI(I THIU LÝ THUYT V PHÓNG ĐIN CC B
1.1.1 Khái nim phóng ñin c%c b&
Phóng ñin cc b (partial discharge) hin tưng ñánh
thng ñin môi cc b ca mt phn nh trong h thng cách ñin
r-n hoc lng dưi tác dng ca #ng sut ñin áp cao, ch. ni t-t mt
5
phn gi*a các ñin cc. Trong th'i gian xut hin phóng ñin cc b,
năng lưng tiêu tán ti ch/ thay ñ(i kiu loi các tín hiu cũng
như các xung dòng ñin. Đin áp rơi qua các ñin cc, xut hin các
b#c x ñin t$, các tín hiu quang, năng lưng âm thanh.
1.1.2 Phóng ñin c%c b& trong MBA
Phương pháp xác ñ nh s png ñin cc b ca thit b
ñin:
- Phương pháp phân tích tín hiu ñin do s phóng ñin cc
b to nên
- Phương pháp phát hin sóng áp sut su âm do png
ñin cc b to nên.
Sơ ñ thay th cho hin tưng phóng ñin cc b:
Hình 1.1 Sơ ñ thay th hin tưng phóng ñin cc b
Gi U ñin áp trên các cc ca ñi tưng, khi
ñóng khóa K d&n ti s bin thiên ñin áp:
0U = U.(b
2
/(a+b).(b+c)) (1.1)
Trong ñó a, b, c là ñin dung ca các t ñin.
Nu b qua b so vi a và c thì:
B
B
A
a
b
a v
c
b
v
A
a
b
c
K
U
6
0U = U.(b
2
/a.c) (1.2)
1 ñây cho ta thy vic ñánh giá phóng ñin cc b v mt
ñ nh lưng, s bin thiên ñin áp 0U không ch. ph thuc vào ñin
dung ca t phóng ñin c còn ph thuc vào t ni tip b t
song song a.
Đo trc tip s bin thiên ca ñin áp 0U b2ng micro vôn,
kt qu ph thuc vào t ñin a và b. Vic ñánh giá 0U không phi là
ñi lưng ñc trưng cho ngun phóng ñin. Đ kh-c phc nhưc
ñim này IEC ñưa vào phép ño ñin tích biu kin.
1.1.3 Phát hin phóng ñin c%c b& b)ng phương pháp ñin
Thit b th% nghim gm 3 t ñin, vic mô phng cho phóng
ñin ñưc tin hành qua c t ñin C
0
, C
1
, C
2
ño trên các cc Z
1
,
Z
2
ñưc các kt qu như sau:
Hình 1.2. Sơ ñ ñơn gin hóa ca thit b th nghim phóng ñin
cc b
Lc
C
0
C
1
C
2
Z
2
Z
1
7
Bng 1.1 Kt qu ño mô phng phóng ñin cc b
Đo (pC)
Mô ph+ng Z
1
Z
2
Z1/Z2
C
0
C
1
C
2
80
100
50
80
50
100
1
2
0,5
Ví d phóng
ñin thc xy ra
+ C
1
1000 500 2
Trong trư'ng hp này tính t3 s hai phép ño th rút ra s
phóng ñin xy ra + ñin dung nào. Phương pháp này th t(ng
quát hóa cho sơ ñ ph#c tp hơn gm nhiu phn t%.
1.1.4 Phát hin phóng ñin c%c b& b)ng siêu âm
Sóng siêu âm ñưc truyn ñi trong không khí vi vn tc
khong 343m/s. Nu mt cm bin phát ra sóng siêu âm thu v
các sóng phn x ñng th'i ño ñưc khong cách t$ lúc phát ñi ti
lúc thu v, lúc này xác ñ nh ñưc quãng ñư'ng sóng truyn ñi
ñưc trong không gian. Khong ñư'ng di chuyn ca sóng s4 b2ng 2
ln khong cách t$ cm bin ñn chưng ngi vt theo hưng phát
ca sóng siêu âm hay khong cách t$ cm bin ñn chưng ngi vt
s4 ñưc tính theo:
d = v.t/2 (1.3)
Trong ñó:
- d: khong cách cn ño
- v: vn tc sóng siêu âm trong môi trư'ng truyn sóng
- t: th'i gian t$ lúc sóng ñưc phát ñi ñn c ng ñưc ghi
nhn li
Ta xét sơ ñ truyn sóng siêu âm + hình 1.3
8
Hình 1.3 Sơ ñ thu thp tín hiu siêu âm
Khi truyn qua các môi trư'ng khác nhau thì sóng s4 b bin
dng. Tc ñ truyn sóng ñ suy gim ca sóng âm qua các môi
trư'ng khác nhau, giá tr như trong bng 1.2.
Bng 1.2 Truyn sóng siêu âm qua môi trưng
Môi trưng Tc ñ& truy,n sóng
(m/s)
Đ& suy gim so vi
d-u (dB/cm)
Du
Giy t"m du
Các tông t"m du
Lá thép
Đng
1400
1420
2300
5050
3580
0
0,6
4,5
13
9
1.2 NGHIÊN CU PHÓNG ĐIN CC B TRONG MÁY
BIN ÁP 500KV
1.2.1 V. trí trong MBA có kh năng phát sinh phóng ñin c%c b&
1.2.1.1 B ñiu áp dưi ti (OLTC)
1.2.1.2 Dây qun MBA, các v trí ni gia dây qun MBA vi các
ñu s xuyên MBA
1.2.2 Các nguyên nhân sinh ra phóng ñin c%c b& trong MBA
1.2.2.1 Cách ñin dây qun MBA b phá hy dn dn do quá trình
vn hành MBA
1.2.2.2 S xâm nhp ca không khí vào bên trong MBA
X% lý tín hiu
Khuch ñi
Khuch ñi
B cm bin ñin
Ngu
n siêu âm
9
1.2.2.3 Các loi khí sinh ra do quá trình vn hành
1.2.2.4 Tn hao ñin môi
Th% nghim t(n hao ñin môi ñưc ñã ñưc các nhà sn xut
thit b ñin tin hành trong phòng thí nghim t$ năm 1900, nh2m
ñánh giá cách ñin trên cơ s+ phân tích dòng ñin ti làm hai thành
phn:
- Thành phn tác dng
- Thành phn phn kháng
Thành phn tác dng I
r
ñc trưng cho t(n hao công sut trong
ñin môi cùng pha vi ñin áp U
Thành phn phn kháng I
c
vưt trưc ñin áp U mt góc
90
0
Thành phn phn kháng t. l vi h2ng s ñin môi theo công
th#c sau:
I
c
= U.ω.C = U.ω.ε
0
.ε
1
.(A/t) (1.4)
Trong ñó:
U: ñin áp th% nghim
ω: tn s góc
C: ñin dung
A: din tích (m
2
)
ε
0
: h2ng s ñin môi chân không
ε
1
: h2ng s ñin môi tương ñi ca vt liu
S thay ñ(i ca thành phn I
c
ch#ng t r2ng s xung cp
ca cách ñin do b nhim b"n, có mt s lp b ng-n mch. Khi ñin
môi tư+ng thì I
r
= 0, góc δ góc lch pha gi*a I
c
I
t
gi góc
t(n hao ñin môi, h s t(n hao tính theo công th#c:
Tgδ = I
r
/I
c
(1.5)
10
Hình 1.5 Đ th vec tơ dòng và áp ca ñin môi
1.2.3 Các quá trình sinh khí không phi do phóng ñin
1.3 KT LUN
Trong chương này ta trình bày v thuyt phóng ñin cc
b, các nghiên c#u v nguyên nhân phát sinh phóng ñin cc b
trong MBA, khi phát sinh phóng ñin cc b làm thay ñ(i các thông
s ca cách ñin trong thit b , + ñây MBA, các tiêu chu"n t$ thí
nghim thc t ñ ñưa ra tiêu chu"n ñánh giá cho thit b ñin. Đ
cơ s+ cho vic nghiên c#u, theo dõi quá trình phát trin ca hin
tưng phóng ñin cc b trong máy bin áp.
CHƯƠNG 2
GI(I THIU V CÁC THIT B/, NGUYÊN LÝ LÀM VIC
C0A CÁC THIT B/ Đ1 PHÁT HIN PHÓNG ĐIN
CC B TRONG MÁY BIN ÁP
2.1 PHÁN ĐOÁN X2 TÍN HIU PHÓNG ĐIN CC
B
2.1.1 Phát hin tín hiu phóng ñin c%c b&
2.1.1.1 Tín hiu ñin
2.1.1.2 Tín hiu sóng âm
2.1.1.3 Tín hiu khí hóa hc
I
I
c
I
r
U
I
t
φ
δ