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 Trƣờng Đại học Điện lực dƣới hƣớng dẫn Tiến sỹ Nguyễn Anh Tuấn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành, sâu sắc tới Tiến sỹ Nguyễn Anh Tuấn, ngƣời quan tâm, động viên tận tình hƣớng dẫn tơi q trình thực luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Đào tạo sau đại học, Thầy giáo, Cô giáo Trƣờng Đại học Điện lực, Viện Năng Lƣợng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thiện luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Tổng Công ty Điện lực miền Nam – Cơng ty Thí nghiệm điện miền Nam, đồng nghiệp gia đình tạo điều kiện, động viên, hỗ trợ trình học tập nghiên cứu Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2015 Học viên Phan Nam Thanh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu riêng dƣới hƣớng dẫn Tiến sỹ Nguyễn Anh Tuấn Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Tác giả Phan Nam Thanh MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Chƣơng 11 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CƠNG TÁC THÍ NGHIỆM CHẨN ĐOÁN NGĂN NGỪA SỰ CỐ CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 11 1.1 Khái niệm 11 1.1.1 Lƣới điện phân phối 11 1.1.2 Chất lƣợng điện lƣới phân phối 11 1.1.3 Một số thiết bị chủ yếu 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 cố tiềm ẩn Cáp lực 19 1.1.6.2 Các dạng cố tiềm ẩn MBA 19 1.1.7 Thí nghiệm chẩn đốn 20 1.2 Cơ sở lý luận thực tiễn công tác ngăn ngừa cố 20 1.2.1 Ý nghĩa, mục đích 20 1.2.2 Thực tiễn áp dụng Việt nam 21 1.2.3 Thực tiễn áp dụng giới 24 1.3 Kết luận chƣơng 26 Chƣơng 27 PHÂN TÍCH THỰC TRẠNG CƠNG TÁC THÍ NGHIỆM CHẨN ĐỐN 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 cơng tác thí nghiệm 34 2.3.1 Năng lực thí nghiệm 35 2.3.1.1 Năng lực thí nghiệm hạng mục thông thƣờng: 36 2.3.1.2 Năng lực thí nghiệm chẩn đốn: 40 2.3.2 Nghiên cứu phƣơng pháp thí nghiệm chẩn đốn 41 2.3.2.1 Kỹ thuật đo phóng điện cục (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 thấp 45 2.3.3 Các quy định thí nghiệm định kỳ 46 2.4 Yêu cầu phụ tải tiêu tin cậy cung cấp điện 47 2.4.1 Yêu cầu phụ tải 47 2.4.1.1 Chất lƣợng điện 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 giám sát vận hành thiết bị đấu nối 49 2.4.1.4 Thay thiết bị điểm đấu nối 50 2.4.2 Các tiêu tin cậy cung cấp điện 50 2.5 Kết luận chƣơng 55 Chƣơng 56 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY TRONG CƠNG TÁC THÍ NGHIỆM CHẨN ĐỐN NGĂN NGỪA SỰ CỐ CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 3.1 Giải pháp đầu tƣ thiết bị 56 3.1.1 Đầu tƣ 56 3.1.1.1 Thiết bị cho lƣới điện phân phối: 56 3.1.1.2 Thiết bị thí nghiệm chẩn đốn 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 61 3.2.1.1 Máy Biến Áp: 61 3.2.1.2 Hệ thống GIS: 63 3.2.2 Thí nghiệm thiết bị phụ trợ 64 3.2.2.1 Cáp lực: 64 3.2.2.2 Tủ hợp 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 Phụ lục 77 Các kết nâng cao độ tin cậy mà Công ty Điện lực Singapore đạt đƣợc áp dụng bảo dƣỡng phòng ngừa 77 Phụ lục 79 Bảng thống kê số lƣợng chủng loại MBA 110kV vận hành lƣới 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 hành: TCVN, IEC,……………………………………………90 Phụ lục 5……………………………………………………………………………91 Giới thiệu 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 chẩn đoán đạt đƣợc………………………………………………… 124 DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ Trang Bảng - Số lƣợng hƣ hỏng năm 2012, 2013, 2014 theo Nhà sản 30 xuất, tính tỉ lệ hƣ hỏng so với vận hành lƣới Bảng - Thống kê dạng hƣ hỏng MBA năm vừa qua: hƣ hỏng 31 có cố ngắn mạch ngồi lƣới, tự hƣ hỏng Bảng - Thống kê dạng hƣ hỏng cuộn dây: hƣ hỏng cuộn 110kV và/hoặc 31 22kV, hƣ hỏng cuộn tam giác dạng khác Bảng - Thống kê cố lƣới điện ngầm 22kV từ 2012 đến Quí 1/2015 32 Bảng - Số liệu độ tin cậy cung cấp điện Tổng Công ty Điện Lực miền 55 Nam Bảng - Các thiết bị thí nghiệm chẩn đốn cần đầu tƣ 57 Hình - Giải pháp đo định vị PD phƣơng pháp kết hợp sóng âm với 62 sóng siêu cao tần Hình - Phƣơng pháp kết hợp thí nghiệm chẩn đoán cáp 64 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 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nhiệm vụ hệ thống điện sản xuất, truyền tải phân phối điện đến hộ tiêu thụ, phải đảm bảo tiêu chuẩn chất lƣợng điện theo quy định có độ tin cậy cung cấp điện hợp lý Độ tin cậy cung cấp điện tiêu quan trọng phải tính đến quy hoạch, thiết kế vận hành hệ thống điện, đảm bảo hệ thống điện đƣợc phát triển tối ƣu vận hành đạt hiệu kinh tế cao 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 nhiều cố cho việc vận hành hệ thống điện Trong năm qua, hệ thống điện Việt Nam có tăng trƣởng vƣợt bậc quy mô công suất, thiết bị phân phối điện phát triển mạnh, đặt vấn đề cấp thiết việc đảm bảo độ tin cậy hệ thống điện Độ tin cậy cung cấp điện kém, thƣờng xun xảy cố, hỏng hóc…Vì vậy, cần đƣợc quan tâm tính tốn, phát triển lĩnh vực thí nghiệm chẩn đốn, đề xuất biện pháp giảm cố, nâng cao độ tin cậy đảm bảo tiêu chuẩn điện theo quy định Thiết bị điện lƣới điện vận hành bình thƣờng, tiềm ẩn hƣ hỏng mà thử nghiệm thông thƣờng (routine test) phát đƣợc Các hƣ hỏng tiềm ẩn bất ngờ tạo nên cố lớn gây hƣ hỏng thiết bị, ảnh hƣởng đến độ tin cậy cung cấp điện, gây thiệt hại lớn kinh tế gián đoạn truyền tải phân phối Thí nghiệm chẩn đốn hƣ hỏng thiết bị điện đóng vai trị quan trọng lĩnh vực thí nghiệm cao áp Với liệu đo đƣợc, đánh giá đƣợc xác tình trạng cách điện thiết bị nhƣ: Cáp lực, tủ hợp bộ, máy biến áp…Tuy nhiên, Việt nam, lĩnh vực chƣa đƣợc phát triển mạnh Vì vậy, việc nghiên cứu, tìm hiểu đề xuất số giải pháp kết hợp hữu hiệu nhƣ: Phƣơng pháp phân tích hàm lƣợng khí hóa tan dầu, Phƣơng pháp đo phóng điện cục bộ, phƣơng pháp phân tích đáp ứng tần số, nhƣ giải pháp nâng cao lực thí nghiệm chẩn đốn thật cần thiết Luận văn: “Nghiên cứu đề xuất số giải pháp cơng tác thí nghiệm chẩn đốn ngăn ngừa cố cho lƣới điện phân phối” đƣợc thực nhằm giải vấn đề nêu trên, áp dụng trực tiếp cho lƣới điện phân phối phía Nam nói riêng nƣớc nói chung Trong luận văn, phƣơng pháp chủ yếu đƣợc áp dụng phân tích số liệu, đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối, đặc điểm thiết bị lƣới điện để đề giải pháp ngăn ngừa cố Mục đích nghiên cứu Trên sở nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực tiễn, đề xuất giải pháp triển khai đầu tƣ, tổ chức, đào tạo sử dụng thiết bị chẩn đốn vào cơng tác ngăn ngừa cố lƣới điện phân phối Đề xuất giải pháp tổ chức đào tạo nâng cao trình độ chun mơn cho nhân viên thuộc đơn vị thí nghiệm 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 thiết bị công nghệ mới, tập trung trọng khâu nguồn lực đầu vào đào tạo chỗ làm tảng, sở để củng cố phát triển nâng cao lực lao động Nâng cao chất lƣợng công tác thí nghiệm chẩn đốn, bảo đảm chủ động, xử lý nhanh cố tình trạng bất thƣờng lƣới điện phân phối đáp ứng yêu cầu vận hành tin cậy lƣới điện điều kiện thị trƣờng điện cạnh tranh tới Đối tƣợng nghiên cứu Lƣới điện phân phối (các cáp lực phân phối cấp điện áp trung áp, tủ hợp bộ, máy biến áp phân phối,…) Sự ảnh hƣởng đƣờng cáp lực máy biến áp đến độ tin cậy cung cấp điện lƣới điện phân phối hộ phụ tải Phạm vi nghiên cứu Tình trạng số thiết bị lƣới điện phân phối cơng tác thí nghiệm chẩn đốn Tổng Cơng ty Điện Lực miền Nam Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết lƣới phân phối, thực tiễn lực thí nghiệm 10 chẩn đốn ngồi nƣớc, phƣơng pháp nghiên cứu tính tốn độ tin cậy - Phƣơng pháp khảo sát thực tế, thu thập liệu; - Phân tích, xử lý số liệu; - Đánh giá thơng qua số liệu thực tiễn; - Tính tốn, phân tích phƣơng án/ giải pháp - Tham khảo ý kiến, kinh nghiệm chuyên gia lĩnh vực chẩn đoán Bố cục luận văn Các nội dung đƣợc trình bày theo chƣơng sau: Mở đầu Chƣơng Các khái niệm sở lý luận công tác ngăn ngừa cố Chƣơng Phân tích trạng lƣới điện phân phối Chƣơng Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy cơng tác thí nghiệm chẩn đốn ngăn ngừa cố cho lƣới điện phân phối Kết luận chung kiến nghị Danh sách tài liệu tham khảo ... sở lý luận công tác ngăn ngừa cố Chƣơng Phân tích trạng lƣới điện phân phối Chƣơng Đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy công tác thí nghiệm chẩn đốn ngăn ngừa cố cho lƣới điện phân phối Kết luận... văn: ? ?Nghiên cứu đề xuất số giải pháp cơng tác thí nghiệm chẩn đốn ngăn ngừa cố cho lƣới điện phân phối? ?? đƣợc thực nhằm giải vấn đề nêu trên, áp dụng trực tiếp cho lƣới điện phân phối phía Nam... đề tài ? ?Nghiên cứu đề xuất số giải pháp công tác thí nghiệm chẩn đốn ngăn ngừa cố cho lƣới điện phân phối? ?? Tác giả phân tích trình bày ba chƣơng Luận văn hồn thiện theo mục tiêu yêu cầu đề ra,