Tuổi thọ của máy biến áp

biến áp lực là thành phần thiết yếu của hệ thống truyền tải điện và thường là tài sản giá trị nhất trong trạm biến áp. Kết cấu các cuộn dây máy biến áp dựa trên kỹ thuật đã được kiểm nghiệm theo thời gian, đấy là dây dẫn đồng bọc trong bí quyết điện xenlulô được tẩm kỹ dầu bí quyết điện.

Trong nhiều thập kỷ qua, nhờ cải tiến phương tiện ngoại hình và khoa học chế tạo, người ta đã giảm đáng kể được tổn thất, sử dụng vật liệu một bí quyết tối ưu, nhờ đó giảm được kích tấc máy và mức giá chế tạo. Với mức thời kì nhàng nhàng giữa hai sự cố (mean time between failure – MTBF) là trên 100 năm, máy biến áp được xem là chiếc thứ có độ tin cậy cao.

Tuy nhiên, đội ngũ máy biến áp ở Bắc Mỹ hiện đang ngày một già cỗi (tuổi nhàng nhàng của máy là khoảng 30 năm, phổ biến máy còn trên 50 năm). Điều này tự nó đã khiến cho tăng rủi ro sự cố, nhưng tất nhiên đấy lại là xu hướng ép buộc những máy biến áp phải với tải cao hơn, trước sức ép kinh tế trong điều kiện hệ thống điện đã được tự do hóa. Mặt khác, áp lực kinh tế cũng đòi hỏi phải kéo dài tuổi thọ máy biến áp đồng thời cắt giảm mức giá bảo trì. Thật may mắn là đa phần những đề nghị đối lập này xem ra vẫn với thể đáp ứng được ví như áp dụng đa dạng khoa học đỉnh cao về phương pháp theo dõi loại đồ vật lạc mốt này. Theo dõi trực tuyến liên tục cho phép phát hiện sớm hiện tượng xuống cấp bí quyết điện có nguy cơ dẫn tới sự cố. Phát hiện sớm sự xuống cấp bí quyết điện máy biến áp sẽ giúp tránh sự cố nghiêm trọng sở hữu thể dẫn tới cắt điện bên cạnh kế hoạch và yên ổn tâm hơn trong ví như cho máy làm việc quá vận tải định mức.

Các loại hình sự cố

Hệ thống theo dõi toàn diện nên bao quát những cái sự cố khác nhau sở hữu thể xảy ra trong máy biến áp. Các duyên cớ chính gây phải sự cố sở hữu thể được tóm lược như sau:

Lão hóa cách điện

Theo thời gian, và dưới tác dụng của nhiệt độ, mạch phân tử phương pháp điện dây quấn máy biến áp dần bị đứt, làm giảm độ bền cơ học của giấy cách điện. Độ ẩm trong giấy và khí ôxy trong dầu bí quyết điện cũng là những chi tiết thúc đẩy giai đoạn xuống cấp này. Giảm đặc tính cơ học dẫn tới nguy cơ phá hủy phương pháp điện dây quấn khi máy biến áp chịu liên quan của lực điện động do chiếc ngắn mạch gây nên. Những rạn vỡ trong cách điện của cuộn dây khiến cho giảm cường độ điện môi và mang thể dẫn đến phóng điện mặt ko kể lúc mang điện áp quá độ, thậm chí ngay cả trong điều kiện khiến việc bình thường. Những hiện tượng này mang thể được theo dõi liên tiếp nhờ thuật toán dựa trên các đặc tính của máy biến áp kết hợp có việc sử dụng những giá trị đo được về nhiệt độ dầu, loại chuyên chở và hàm lượng ẩm trong dầu.

Suy giảm độ bền điện môi

Với máy biến áp mới, cường độ điện môi của kết cấu bí quyết điện được xác định bằng những thí nghiệm điện môi để xác định độ dư an toàn của độ bền bí quyết điện máy biến áp so có những điều kiện vận hành dự kiến. Độ dư an toàn này có thể bị suy giảm do bị nhiễm bẩn nước, những phần tử phụ phẩm của sự xuống cấp dầu, hoặc sự xuất hiện các bọt khí tự do thoát ra từ bí quyết điện ướt quá bão hòa. Sự xuống cấp này với thể dẫn tới hiện tượng phóng điện theo chu kỳ trên bề mặt cách điện. Việc đánh giá yếu tố này đòi hỏi nên theo dõi liên tiếp những lượng cực nhỏ phụ phẩm khí do phóng điện tạo ra và hòa tan trong dầu.

Điểm phát nóng cục bộ

Độ ổn định nhiệt của máy biến áp được chứng minh 1 phần bằng thể nghiệm nhiệt thực hiện lúc tậu máy, nhưng cũng còn mang thể căn cứ vào kí vãng vận hành của máy. Khi máy biến áp lão hóa dần, những điểm nóng mang thể sẽ tăng trưởng do có những điểm kết nối không chặt hoặc việc làm cho mát bị suy giảm cục bộ do có sự chuyển vị cuộn dây máy biến áp hay trương nở cách điện. Các điểm phát nóng bất thường trên dây dẫn hoặc trong kết cấu bí quyết điện sẽ khiến cho phát sinh khí hòa tan vào trong dầu. Có thể phát hiện các điểm nóng cục bộ này nhờ bộ cảm biến đặt đâu ấy dọc theo đường tuần hoàn dầu.

Bộ điều chỉnh điện áp

Trên các tiếp điểm động mang thể hình thành lớp màng mỏng khiến cho giảm bề mặt tiếp xúc. Điện trở xúc tiếp tăng dần sẽ dẫn đến nâng cao nhiệt độ và hiện tượng tạo khí, và sự xuống cấp ko thể đảo ngược của những tiếp điểm. Nói chung, bộ điều chỉnh điện áp mang thúc đẩy tới một tỉ lệ lớn các sự cố máy biến áp. Để khắc phục, người ta đã tăng trưởng phổ biến phương pháp theo dõi tình trạng cơ khí của chúng nhằm cảnh báo sớm người vận hành máy biến áp.

Giảm thiểu số lần cắt điện

Một phương cách giảm thiểu rủi ro cắt điện là tạo ra độ dư thừa năng lực biến áp. Trong tiến trình phát triển, từ các doanh nghiệp công ích dùng cho những quý khách nhất định chuyển sang những công ty tư nhân hoạt động trên thị trường tự do, có thể nhận thấy xu thế bây giờ là sự thay đổi từ chỗ né tránh rủi ro chuyển sang quản lý rủi ro. Trước đây ở rộng rãi nhà hàng điện lực, lưới truyền chuyển vận thường được thứ dôi thừa máy để đề phòng trường hợp một máy biến áp bị sự cố vẫn bảo đảm được phụ vận chuyển mà không gây găng quá mức lên những máy biến áp còn lại. Ngày nay, bắt buộc thực tiễn về kinh tế buộc các nhà hàng nên khai phá phải chăng hơn những thứ hiện có. Xu hướng hiện tại là lượng hóa giá trị của rủi ro sự cố bằng bí quyết xem xét xác suất xuất hiện sự kiện và hậu quả dự kiến về mặt kinh tế của sự kiện này. Theo cách này, có thể lượng hóa thuận tiện dự định thu được nhờ cải tiến hệ thống theo dõi nhằm giảm xác suất xảy ra sự cố nghiêm trọng. Theo dõi trực tuyến máy biến áp lực ko phải là vấn đề hoàn toàn mới. Ngay từ thuở ban đầu, máy biến áp đã được thứ một số cơ cấu cơ bản. Trong số những kết cấu này buộc phải nhắc đến bộ chỉ thị nhiệt độ dây quấn máy biến áp. Dạng chung nhất, cơ cấu này bao gồm một bầu cảm biến nhiệt độ, được cài bên trong 1 ống đặt trong lớp dầu cách điện phía trên cộng của máy biến áp. Bao quanh bầu này là bộ gia nhiệt. Một phần loại chuyên chở được dẫn qua bộ gia nhiệt này. Dòng vận tải sẽ làm bầu cảm biến nhiệt độ đọc được nhiệt độ dầu cùng có số gia nhiệt độ mà theo thiết kế sẽ bằng độ tăng nhiệt cao nhất của dây quấn so có nhiệt độ của lớp dầu trên cùng. Chất lỏng trong bầu dãn nở qua một ống mao dẫn nối với 1 đồng hồ mang thang đo được thứ những tiếp điểm có thể điều chỉnh trong phạm vi dải vận hành. Một đồ vật truyền thống khác, ấy là ống thu khí đặt bên trên thùng dầu máy biến áp, dùng để thu các bọt khí tạo ra trong dây quấn máy biến áp hoặc trong hệ thống cách điện.

Hệ thống Intellix mo150

Ngày nay, nhờ mang máy vi tính và khả năng truyền tải dữ liệu, người ta với thể theo dõi liên tục trong khuôn khổ to hơn vô cùng nhiều. Dòng sản phẩm Intellix do siêu thị GE Energy vững mạnh là ví dụ tiêu biểu của hệ thống này. Hệ thống được mẫu mã để đo liên tục 1 số thông số quan trọng như nhiệt độ dầu, chiếc tải, điện áp đặt vào, hàm lượng nước trong dầu, khí hòa tan trong dầu, nhiệt độ của bộ điều chỉnh điện áp và trạng thái của bộ tản nhiệt. Các mô hình toán học chuyển đổi liên tiếp những dữ liệu thô thành các tham số sở hữu nghĩa, cho phép phát hiện các diễn biến đáng lo ngại xảy ra trong máy biến áp.

Nhiệt độ trên từng dây quấn máy biến áp được tính toán mang tính tới dòng tải, nhiệt độ dầu, những đặc trưng của máy biến áp và hằng số thời kì của nhiệt độ dây quấn. Quá trình lão hóa phương pháp điện được tính toán tùy theo mẫu giấy bí quyết điện được sử dụng, hàm lượng ẩm và kiểu hệ thống dãn nở dầu.

Hàm lượng nước trong cách điện rắn được tính từ hàm lượng ẩm trong dầu, nhiệt độ bí quyết điện và hằng số thời gian khuếch tán giữa dầu và giấy. Đây là tham số siêu quan yếu đối mang phương pháp điện dây quấn máy biến áp, vì nó tương tác tới tốc độ lão hóa và qui định nhiệt độ tới hạn phóng thích những bọt khí tự do lúc máy bị quá tải. Hàm lượng ẩm trong màn chắn cactông giữa những dây quấn cũng là tham số tối quan trọng. Hàm lượng nước trong vùng này có thể cao hơn siêu phổ biến so sở hữu trong dây quấn do mang sự chênh lệch nhiệt độ. Hàm lượng nước này ảnh hưởng trực tiếp lên độ bền điện của phòng ban chịu ứng suất cao này.

Phép đo kết hợp khí hyđrô và ôxit cacbon (CO) hòa tan trong dầu bí quyết điện được phân tích liên tục để sớm phát hiện dấu hiệu phóng điện hoặc phát nóng cục bộ trên dây quấn, dây đấu nối hoặc cỗ ván dầu máy biến áp.

Nhiệt độ trong khoang bộ điều chỉnh điện áp được theo dõi để phát hiện những giả dụ hỏng hóc và cho phép can thiệp trước khi xảy ra phóng điện bề mặt.

Hiệu quả của hệ thống làm cho mát được kiểm tra liên tiếp bằng việc so sánh nhiệt độ thực của dầu với giá trị tính toán dựa theo đặc tính kỹ thuật của hệ thống khiến mát, phụ chuyên chở thực tế và điều kiện nhiệt độ môi trường xung quanh. Cũng với thể nâng cao độ nhạy của hệ thống khiến cho mát bằng cách kết nối hệ thống điều khiển mang phụ tải, nhiệt độ cuộn dây máy biến áp và nhiệt độ dầu.

Bộ điều khiển điện tử

Trạm điều khiển Intellix được kiểu dáng sở hữu những đặc tính công nghệ sau:

* Gồm những bộ vi xử lý hoàn toàn theo khoa học số;
* Hiển thị chữ và số, điều khiển phông cuốn;
* Dung lượng đủ để đựng trên 100 ngày dữ liệu quá khứ ngắn hạn, trên 3.700 bản ghi chép sự kiện và trên 4.900 ngày hoạt động trong quá khứ;
* Vỏ bọc NEMA 4X bằng thép ko gỉ;
* Giao thức trao đổi thông tin: DNP 3 (kết nối nối tiếp);
* Dễ dàng lắp đặt, cấu hình và đưa vào hoạt động;
* Phần mềm giao diện người-máy bằng đồ họa (graphical user interface – GUI), thân thiện mang người dùng;
* Tự động thu thập dữ liệu;
* Kết nối thường xuyên (qua DNP 3.0);
* Có tỉ lệ ảnh hưởng và hiển thị dữ liệu;
* Có kho lưu trữ dữ liệu (có thể nhập, xuất);
* Có khả năng kết nối thông tin từ xa qua mạng LAN và modem.

Khả năng kết nối thông tin từ xa được đảm bảo bằng một mođem hoặc một fiber-modem để truyền dữ liệu từ máy biến áp tới trang bị đầu cuối ở xa (RTU) trong phòng điều khiển trạm biến áp.

Hệ thống này có thể được cung cấp tất nhiên một màn hình tinh thể lỏng (LCD) đồ họa chiếu sáng lưng (backlit). Bảng hiển thị tại chỗ cũng bao gồm các phím tiếp xúc để người sử dụng với thể lướt qua toàn bộ dữ liệu với sẵn, quan sát các số đo và tính toán đang diễn ra. Sử dụng bàn phím, người tiêu dùng cũng mang thể cấu hình lại báo hiệu hệ thống và những điểm kiểm tra. Một phiên bản sản phẩm Intellix được kiểu dáng với độ bền nâng cao cao để thực hành chức năng bảo vệ. Bộ Intellix này sở hữu thể ảnh hưởng để tách máy biến áp ra khỏi vận hành trường hợp nhiệt độ dây quấn máy biến áp vượt quá ngưỡng chỉnh định. Các trang bị theo dõi này được cung ứng để vận hành liên tục bên cạnh trời trong môi trường hà khắc của những trạm cao áp. GE chào bán hệ thống theo dõi Intellix MO150, gồm 1 hệ thống cảm biến tích hợp, những mô hình phân tách và các đặc tính xử lý dữ liệu, để mang thể ứng phó mang hầu hết những chế độ sự cố thường gặp. Hệ thống này được ngoại hình để tạo ra các công cụ đánh giá trạng thái chủ yếu nhằm quản lý hiệu quả và tiêu dùng hợp lý một thành phần hiểm yếu trong trạm biến áp. GE khẳng định rằng có việc dùng hệ thống này, có thể biến điều kỳ vọng vươn lên là hiện thực, ấy là cắt giảm giá tiền bảo trì song song kéo dài tuổi thọ, với chừng độ vững tin nên thiết để vượt qua tình trạng quá tải, và nhờ đấy phát huy gần như năng lực của máy biến áp.