Nghiên cứu đánh giá tình trạng làm việc của máy biến áp 500 kv tại trạm biến áp 500 kv pleiku dựa trên cơ sở giám sát dầu online

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TRỌNG TÀI C C NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP 500KV TẠI TRẠM BIẾN ÁP 500KV PLEIKU R L T DU DỰA TRÊN CƠ SỞ GIÁM SÁT DẦU ONLINE LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TRỌNG TÀI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP 500KV TẠI C C R L T TRẠM BIẾN ÁP 500KV PLEIKU DỰA TRÊN CƠ SỞ GIÁM SÁT DẦU ONLINE DU Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số : 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẨN KHOA HỌC: TS ĐOÀN ANH TUẤN Đà Nẵng - Năm 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài “NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP 500KV TẠI TRẠM BIẾN ÁP 500KV PLEIKU DỰA TRÊN CƠ SỞ GIÁM SÁT DẦU ONLINE” cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn C C Nguyễn Trọng Tài DU R L T ii NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP 500KV TẠI TRẠM BIẾN ÁP 500KV PLEIKU DỰA TRÊN CƠ SỞ GIÁM SÁT DẦU ONLINE Học viên: Nguyễn Trọng Tài Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Khóa: K37 TĨM TẮT: Máy biến áp lực phần tử quan trọng hệ thống truyền tải phân phối điện mà dầu huyết mạch máy biến áp Trong trình vận hành, phận máy biến áp lực phải liên tục chịu đựng ứng suất điện, nhiệt, khí yếu tố môi trƣờng nhƣ nhiệt độ, độ ẩm Dƣới tác động yếu tố này, phẩm chất tính dầu máy biến áp bị suy giảm theo thời gian dẫn đến hƣ hỏng làm suy giảm tuổi thọ máy biến áp Ngày nay, với phát triển cơng nghệ nhƣ địi hỏi ngày cao ngƣời sử dụng điện, đánh giá giám sát chất lƣợng máy biến áp lực vận hành ngày trở thành yêu cầu tất yếu Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia đẩy mạnh xây dựng trạm không ngƣời trực nhằm tăng suất lao động Để đánh giá tình trạng làm việc máy biến áp thông qua các khí hịa tan máy biến áp lực lƣới điện truyền tải theo tiêu chuẩn hành ngành điện Việt Nam nhằm mục đích phán đốn, phát hiện, dự báo hỏng hóc ban đầu Chính lẽ tơi thực đề tài: “Nghiên cứu đánh giá tình trạng làm việc máy biến áp 500 kV trạm biến áp 500 kV Pleiku dựa sở giám sát dầu online” để phục vụ công tác vận hành trạm để từ có kế hoạch bảo dƣỡng, sửa chữa đảm bảo thiết bị điện hoạt động lâu dài, an toàn tin cậy hệ thống điện Từ khóa: Máy biến áp, khí hịa tan dầu, trạm biến áp 500 kV Pleiku C C R L T DU RESEARCH ON ASSESSMENT OF WORKING STATUS OF 500KV VOLTAGE MACHINE AT 500KV PLEIKU CHANGE STATION ON THE BASIS OF ONLINE OIL MONITORING ABSTRACT: Power transformers are a very important element in the power transmission and distribution system, where oil is the lifeblood of a transformer During operation, the parts of the power transformer must continuously withstand electrical, thermal, mechanical stresses or environmental factors such as temperature, humidity Under the influence of these factors, the quality of the oil in the transformer deteriorate over time and may lead to damage or shorten the life of the transformer Nowadays, with the development of technology as well as the increasing demands of electricity users, assessing and monitoring the quality of pressure transformers in operation is becoming an indispensable requirement The National Power Transmission Corporation is stepping up the construction of an unmanned station to increase labor productivity To assess the working status of the máy biến áp through the dissolved gases of the power transformers in the transmission grid according to the current standards of the electricity industry of Vietnam in order to judge, detect and predict failures early Therefore, I conducted a research project to assess the working status of a 500 kV transformer at 500 kV Pleiku substation based on online oil monitoring base” to assist the operation at the substation so that we will have a plan to maintain, repair and ensure safe, reliable and long-term operation in the electrical system Keywords: Transformer, gas dissolved in oil, 500 kV Pleiku substation iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ix MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI BỐ CỤC LUẬN VĂN C C R L T CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ HỎNG BÊN TRONG MÁY BIẾN ÁP TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM 1.1 Khái quát hệ thống lưới truyền tải điện Việt Nam 1.2 Tổng quan nguyên nhân gây hư hỏng bên máy biến áp 1.2.1 Phần mở đầu 1.2.2 Các nguyên nhân gây hư hỏng bên máy biến áp 1.3 Kết luận 18 DU CHƯƠNG CÁC NGUN NHÂN CHÍNH PHÁT SINH KHÍ HỊA TAN TRONG DẦU, PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHÍ HỊA TAN TRONG DẦU, CÁC HẠNG MỤC THÍ NGHIỆM DẦU MÁY BIẾN ÁP 19 2.1 Tổng quan dầu cách điện máy biến áp 19 2.1.1 Cấu tạo dầu cách điện MBA 19 2.1.2 Các chức dầu MBA 19 2.1.3 Một số tiêu đánh giá chất lượng dầu 19 2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng dầu cách điện MBA vận hành 19 2.1.5 Tiêu chuẩn dầu biến áp 21 2.2 Các nguyên nhân phát sinh khí hịa tan dầu MBA 22 2.2.1 Sự phân hủy dầu nhiệt điện 22 2.2.2 Sự phân huỷ cách điện rắn (giấy cách điện) nhiệt điện 22 2.3 Tổn quan phương pháp phân tích khí hịa tan dầu MBA 22 2.3.1 Phương pháp phân tích khí hịa tan dầu (DGA) 22 iv 2.3.2 Cơng nghệ phân tích khí hịa tan dầu 30 2.4 Các hạng mục thí nghiệm dầu máy biến áp 31 2.4.1 Thí nghiệm điện áp chọc thủng dầu MBA 31 2.4.2 Thí nghiệm tgδ dầu MBA 32 2.4.3 Kiểm tra mầu sắc dầu MBA 33 2.4.4 Thí nghiệm hàm lượng tạp chất học dầu MBA 33 2.4.5 Thí nghiệm hàm lượng nước dầu MBA 35 2.4.6 Thí nghiệm nhiệt độ chớp cháy dầu MBA 35 2.4.7 Thí nghiệm hàm lượng axit dầu MBA 36 2.4.8 Thí nghiệm hàm lượng axit - kiềm hoà tan dầu MBA 36 2.4.9 Thí nghiệm kháng ơxi hố dầu MBA 37 2.4.10 Phân tích khí hồ tan dầu MBA 37 2.5 Kết luận 38 C C CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT MÁY BIẾN ÁP BẰNG CÔNG NGHỆ PHÂN TÍCH KHÍ HỊA TAN TRONG DẦUON-LINE CỦA HÃNG GE ĐỐI VỚI MÁY BIẾN ÁPTRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN 40 3.1 Tổng quan công tác giám sát MBA lưới truyền tải điện Việt Nam 40 3.2 Các phương pháp giám sát dầu On-line máy biến áp 41 3.2.1 Giám sát thể MBA 41 3.2.2 Giám sát phóng điện cục online 42 3.2.3 Phương pháp giám sát dầu online 42 3.2.4 Kết luận 43 3.3 Hệ thống giám sát dầu online hãng GE trạm biến áp 500kV Pleiku 43 3.3.1 Giới thiệu hệ thống giám sát dầu online 43 3.3.2 Máy phân tích dầu Transfix 44 3.3.3 Ngun lý phân tích khí hịa tan thiết bị giám sát dầu online 45 3.3.4 Thu thập liệu phân tích 46 3.4 Các phần mềm chuyện dụng hệ thống phân tích dầu online 47 3.4.1 Chức Kelmandownload 47 3.4.2.Chức transconnect 48 3.4.3 Chức Perception Destop 51 R L T DU CHƯƠNG CHẨN ĐỐN TÌNH TRẠNG MÁY QUA PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG KHÍ HỊA TAN DẦU TẠI TRẠM 500KV PLEIKU 54 4.1 Mở đầu 54 4.2 Xây dựng chương trình “chẩn đốn tình trạng MBA qua phân tích hàm lượng khí hòa tan dầu” 54 v 4.2.1 Xây dựng sơ đồ thuật toán 54 4.2.2 Xây dựng chương trình 56 4.2.3 Giới thiệu chương trình 57 4.3 Nghiên cứu số dạng hư hỏng phát sinh MBA chương trình “chẩn đốn tình trạng MBA qua phân tích hàm lượng khí hịa tan dầu” 61 4.3.1 Mơ Q trình già hóa cách điện bình thường 62 4.3.2 Mô trường hợp Quá nhiệt cục 63 4.3.3 Mô trường hợp Phóng điện cục 65 4.3.4 Kết luận 66 4.4 Áp dụng chương trình “chẩn đốn tình trạng MBA qua phân tích hàm lượng khí hịa tan dầu”, đánh giá tình trạng MBA 500 kV vận hành trạm biến áp 500 kV Pleiku công nghệ giám sát dầu online hãng GE 66 4.4.1 Chuẩn đốn tình trạng MBA AT1 trạm biến áp 500kV Pleiku 66 4.4.2 Kết luận 77 4.5 Kết luận 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 C C R L T DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) DU vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DGA GC LCD MBA OLTC PGA PD PAS TDCG : Phân tích khí hịa tan (Dissolved Gas Analysis) : Cơng nghệ sắc ký khí (Gas chromatography) : Màn hình tinh thể lỏng (Liquid Crystal Display) : Máy biến áp : Bộ điều áp tải : Photoacoustic Gas Analyser : Bộ phóng điện cục (Partial Discharge) : Công nghệ quang phổ (Photo Acoustic Spectroscopy) : Tổng hàm lượng khí hịa tan (Total dissolved combustible gases) C C DU R L T vii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 2.1 Tiêu chuẩn dầu MBA 21 2.2 Quy định hàm lượng khí hịa tan dầu MBA 23 2.3 Tính chất khiếm khuyết MBA theo tỷ lệ hàm lượng cặp khí H2, CH4, C2H2, C2H4 C2H6 hồ tan dầu 24 2.4 Các Dạng hư hỏng MBA theo khí thành phần dầu 27 2.5 Các Dạng hư hỏng xác định theo thành phần khí 27 2.6 Tỉ số thành phần khí phân tích khí hịa tan dầu 28 2.7 Các dạng cố 28 2.8 Mã hóa 29 2.9 Các loại cố 2.10 Điện áp chọc thủng dầu MBA 2.11 Tổn hao điện môi tgδ dầu MBA 2.12 Giới hạn hàm lượng tạp chất học dầu MBA 34 2.13 Giới hạn hàm lượng tạp chất học dầu MBA (số lượng hạt tạp chất) 34 2.14 Giới hạn hàm lượng nước dầu MBA 35 2.15 Giới hạn hàm lượng axit dầu MBA 36 2.16 Giới hạn hàm lượng axit - kiềm hoà tan dầu MBA 37 2.17 Giới hạn kháng ơxi hố dầu MBA 37 2.18 Quy định hàm lượng khí hịa tan dầu MBA 38 4.1 Màn hình giao diện liệu đầu vào 58 4.2 Bảng thay đổi số liệu hàm lượng khí H2 năm 2016 2020 ổ bơi vàng 59 4.3 Kết phân tích hàm lượng khí hòa tan dầu 60 4.4 Thay đổi thành phần khí CH4 C2H2 bơi vàng 60 4.5 Kết thay đổi thành phần khí CH4 C2H2 61 4.6 Số liệu hàm lượng khí hịa tan dầu MBA sau lắp đặt 62 4.7 Kết mơ “Q trình già hóa bình thường” 62 4.8 Số liệu mơ “Q trình già hóa bình thường” 63 4.9 Kết mô trường hợp “Quá nhiệt cục bộ” 4.10 Số liệu mô “Quá nhiệt cục bộ” C C R L T DU 30 32 33 64 viii Số hiệu bảng Tên bảng Trang 4.11 Kết mơ trường hợp “Phóng điện cục bộ” 65 4.12 Số liệu mơ “Phóng điện cục bộ” 65 4.13 Số liệu hàm lượng khí hịa tan dầu 2016-2020 67 4.14 Kết chẩn đốn tình trạng MBA AT1 pha A năm 2016 74 4.15 Kết chẩn đốn tình trạng MBA AT1 pha A năm 2017 74 4.16 Kết chẩn đốn tình trạng MBA AT1 pha A năm 2018 75 4.17 Kết chẩn đoán tình trạng MBA AT1 pha A năm 2019 76 4.18 Kết chẩn đốn tình trạng MBA AT1 pha A năm 2020 76 C C DU R L T 77 Từ kết bảng 4.18 nhận thấy: + Theo quy định Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia, khơng có khí vƣợt q giới hạn cho phép MBA vận hành bình thƣờng + Theo phƣơng pháp Key gas method: có kết luận tất hàm lƣợng khí giới hạn bình thƣờng Máy biến áp thỏa mãn điều kiện vận hành + Theo phƣơng pháp Roge’s ratio method: có kết tổng hàm lƣợng khí TDCG