Tạp chí Khoa học Công nghệ Điện: Số 04/2019

Tạp chí Khoa học Công nghệ Điện: Số 04/2019 trình bày các nội dung chính sau: Bộ trao đổi nhiệt mâm ống kép giải pháp cho vấn đề nhiễm bẩn chéo, điều khiển khởi động lò hơi với tốc độ cực cao, lớp phủ PVD kéo dài tuổi thọ của các bộ phận tuabin khí và tuabin hơi, đưa HALT vào bảo trì phễu nguy hiểm,... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.

Số 4, tháng năm 2019 TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM - TRUNG TÂM THÔNG TIN ĐIỆN LỰC LỚP PHỦ PVD KÉO DÀI TUỔI THỌ CỦA CÁC BỘ PHẬN TUABIN KHÍ & TUABIN HƠI SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG Trong số Số tháng năm 2019 Phuï trách nội dung: Bộ trao đổi nhiệt thiết bị quan trọng hoạt động nhà máy điện Có nhiều loại hình trao đổi nhiệt, nhiên ứng dụng địi hỏi khơng nhiễm bẩn chéo chất lưu phía vỏ chất lưu phía ống thiết kế mâm ống kép tốt PHẠM THỊ THU TRÀ Ban biên tập: NGUYỄN KHẮC ĐIỀM NGUYỄN THỊ THU HUYỀN NHỮ THỊ HẠNH VŨ GIA HIẾU CHU HẢI YẾN NGUYỄN THỊ DUNG NGUYỄN THỊ VINH BÙI THỊ THU HƯỜNG Tổ chức nội dung & xuất bảnï: TRUNG TÂM THƠNG TIN ĐIỆN LỰC (EVNEIC) Tòa soạn trị sự: Tầng 15, Tháp A, Tòa nhà EVN, Số 11 Phố Cửa Bắc, Quận Ba Đình, Tp Hà Nội ĐT: 04.669.46738 Fax: 043.7725192 Email:thongtindienluc@yahoo.com Giấy phép xuất bản: Số 249/XB - BC ngày 23/5/1985 Tài khoản: Trung tâm Thông tin Điện lực: 102010000028666 Ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam - Chi nhánh Hà Nội Bộ trao đổi nhiệt mâm ống kép - Giải pháp cho vấn đề nhiễm bẩn chéo Điều khiển khởi động lò với tốc độ cực cao Nhiều nhà máy điện chu trình kết hợp vận hành nhà máy phụ tải đỉnh Điều đặt vấn đề lớn van an toàn hâm Trong tình này, van an tồn tác động có điều khiển mang lại số lợi so với van an tồn chịu lực lị xo tiêu chuẩn Lớp phủ PVD kéo dài tuổi thọ phận tuabin khí tuabin Các nhà chế tạo nhân viên bảo trì, sửa chữa đại tu tuabin khí cơng nghiệp khơng ngừng tìm kiếm phương cách để cải thiện tính nâng cao tuổi thọ phận quan trọng 15 Đưa HALT vào bảo trì phễu nguy hiểm Những người chịu trách nhiệm vận hành bảo trì lị nhà máy nhiệt điện khơng thể xem nhẹ vấn đề tro xỉ tích tụ phễu 18 Máy biến áp lão hóa TEPCO cho ngừng hoạt động 20 máy biến áp có tuổi thọ từ 30 năm đến 50 năm để đánh giá mức độ hư hỏng lão hóa 20 Đo lường theo dõi phóng điện cục trực tuyến hệ thống Phát PD quan trọng để đảm bảo thiết bị điện hoạt động lâu dài, đáng tin cậy 23 Chuyển từ bảo trì dự phòng sang bảo trì tiên đoán sử dụng phân tích naâng cao Đối với tài sản quan trọng, bảo trì tiên đốn ưu tiên so với bảo trì dự phịng, để nhận giá trị đầy đủ bảo trì tiên đốn phải áp dụng phân tích nâng cao 26 thiết bị hiệu chỉnh dòng điện sẵn có thị trường để lắp đặt cải thiện chất lượng điện Mơ tả loại thiết bị hiệu chỉnh dòng điện sử dụng dòng điện có sẵn để cải thiện chất lượng độ tin cậy theo yêu cầu thiết bị điện tử xoay chiều 30 Thay hệ thống giám sát đo lường thủy bảo vệ cánh hướng nước tổ máy PLC HMI Giới thiệu sáng kiến tác giả Phạm Ngọc Du, Công ty Thủy điện Sơn La thực giúp ngăn ngừa cố cắt chốt cánh hướng thoáng qua; giảm thời gian xử lý cố tìm cảm biến cắt chốt cánh hướng bị đứt khơng có tín hiệu trì Ảnh bìa: Nguồn: www.itestsystem.com BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT MÂM ỐNG KÉP Giải pháp cho vấn đề nhiễm bẩn chéo Bộ trao đổi nhiệt thiết bị quan trọng hoạt động nhà máy điện Có nhiều loại hình trao đổi nhiệt, nhiên ứng dụng đòi hỏi khơng nhiễm bẩn chéo chất lưu phía vỏ chất lưu phía ống thiết kế mâm ống kép (double-tube sheet design) tốt Trong số tất loại hình trao đổi nhiệt, loại hình vỏ ống có yêu cầu cao ứng dụng cơng nghiệp Các trao đổi nhiệt thích hợp với chất lưu cơng tác có tính ăn mòn cao, đồng thời chịu điều kiện áp suất nhiệt độ phân bố rộng Tuy nhiên trao đổi nhiệt nhiều trang bị vách ngăn cách chất lưu phía vỏ chất lưu phía ống, thường ngăn cách với mâm ống Có thể xảy rị rỉ qua mối ghép ống mâm ống (tube-to-tube sheet joint), thường điểm yếu trao đổi nhiệt Hiện tượng rò rỉ gây bẩn phía có áp suất cơng tác thấp hơn, ảnh hưởng bất lợi tới tham số trình Trong số trường hợp, tượng rị rỉ khơng thể tránh được, mối ghép ống mâm ống thiết kế phù hợp, cách sử dụng mối hàn có độ bền cao dỗng (cán) chút với mơ hình lắp thử phù hợp giai đoạn chế tạo Bài báo xem xét đặc biệt trao đổi nhiệt mâm ống kép với cách bố trí vỏ quấn phủ, kết nối (covered, connected-shroud shell arrangement) giới thiệu biện pháp dự phòng đặc biệt hướng dẫn nhà chế tạo trình thi cơng, thử nghiệm, lắp ghép trao đổi nhiệt mâm ống kép Bài báo giới thiệu hai quy trình lắp ráp mà áp dụng, đảm bảo nhà chế tạo sản xuất sản phẩm chất lượng tốt ƯU ĐIỂM CỦA MÂM ỐNG KÉP Bộ trao đổi nhiệt mâm ống kép sử dụng cho ứng dụng yêu cầu tránh pha trộn chất lưu phía ống chất lưu phía vỏ Ví dụ chất chlorosilane có phía vỏ phía ống, rị rỉ qua mối ghép ống mâm ống hòa lẫn với nước phía bên Chlorosilane dễ phản ứng với nước để tạo khí clorua hydro acid clohydric ăn mòn kèm theo tỏa nhiệt Nhiều chlorosilane tạo khí hydro dễ cháy tiếp xúc với nước Những kịch yêu cầu chất lưu phía vỏ phía ống khơng hịa trộn với Một ví dụ khác bình ngưng nhà máy điện Trong ứng dụng này, nước sử dụng làm môi chất làm mát Nước làm mát (nước thơ) nước biển, nước sơng, nước bể chứa nước hồ Nhiều nước làm mát nước lợ với nhiều chất nhiễm bẩn, phía nước có áp suất gần chân khơng nên nước lợ len lỏi vào nước ngưng qua mối ghép ống mâm ống Cũng có khả tiềm ẩn rị rỉ nước làm mát từ ống bị hỏng lý khác Nói tóm lại, nước làm mát hịa lẫn với nước ngưng dẫn đến thành phần hóa học nước khơng thể chấp nhận Bởi nước ngưng bơm trở lại lò nên nước làm mát lẫn vào nước ngưng dẫn tới nhiều vấn đề rắc rối phía lị Do vậy, mối quan tâm hàng đầu ngăn không để nước qua xử lý khử khoáng bị nhiễm bẩn rị rỉ nước làm mát tuần hồn vào khơng gian nước bình ngưng Để khắc phục khả này, có hai quốc gia buộc áp dụng kết cấu mâm ống kép cho bình ngưng nhà máy điện Cho đến chưa có phương pháp ghép ống với mâm ống biết có khả loại trừ hồn tồn khả rị rỉ Với loại hình kết cấu mâm ống kép, rị rỉ xảy qua mối ghép ống KHCN Điện, số 4.2019 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG mâm ống tích tụ khơng gian hai mâm ống thay rị rỉ vào gây nhiễm bẩn chất lưu phía bên Do vậy, mâm ống kép khơng triệt tiêu rị rỉ loại trừ tượng hịa trộn chất lưu phía vỏ với chất lưu phía ống ngược lại CÁC CHI TIẾT KẾT CẤU Bộ trao đổi nhiệt mâm ống kép thơng thường có hai mâm ống hai đầu ống Nói chung, mâm ống liền kề kết nối với ống Một cách làm khác sử dụng vỏ quấn để che khe hở hai mâm ống Trong trường hợp này, chất lưu rị rỉ từ hai phía thu hồi vỏ quấn Trường hợp bố trí mâm ống cố định, mâm ống phía vỏ hàn vào vỏ, mâm ống phía ống bắt bu lơng hàn vào kênh Trường hợp có chênh lệch lớn nhiệt độ trung bình kim loại phía vỏ phía ống, vậy, sử dụng vật liệu khác để làm mâm ống phía vỏ phía ống, cung cấp lớp quấn với ống xếp dãn nở Điển hình, Hiệp hội Nhà chế tạo Bộ trao đổi nhiệt kiểu Ống (TEMA) đưa ba kiểu kết cấu mâm ống kép: Liền khối, kết nối, tách rời Với ba loại kết cấu này, cần thận trọng thiết kế mối ghép ống mâm ống Trước tiên, mối ghép ống mâm ống cần hàn với độ bền cao dỗng chút Điều loại trừ khả rò rỉ chất lưu phía ống qua mối ghép ống mâm ống Về phía bên – phía vỏ - mối ghép ống mâm ống phải xẻ rãnh với hai rãnh mở rộng tồn chiều dài (để lại 3mm tính từ phía sau mâm ống) Các mối ghép dãn nở cắt vát phải lựa chọn hàn mối ghép phía vỏ ống mâm ống thực tế thực CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM Độ kín rị rỉ ống mâm ống chịu ảnh hưởng trực tiếp cách trao đổi nhiệt kiểu mâm ống kép chế tạo Các mâm ống chất lượng cao, vách chuyển hướng, giá đỡ ống chế tạo cách khoan lỗ máy điều khiển máy tính (CNC), lỗ nhóm lỗ Các máy CNC đảm bảo lỗ mâm ống, vách chuyển hướng, đỡ phải đồng tâm đủ xác phép đặt ống cách dễ dàng Nếu mâm ống vách chuyển hướng/các đỡ chống lên khoan máy khoan hướng kính truyền thống, mũi khoan xuyên qua chồng lên có tượng xê dịch Trong q trình lắp ráp, vị trí lỗ với bị xê dịch đường tâm mâm ống khơng trì chồng khít lên Ngồi ra, có nhiều khó khăn lớn mâm ống khơng giữ song song với Vì lý nêu trên, điều quan trọng người mua phải kiểm tra thiết bị/công cụ nhà chế tạo kỹ thuật sử dụng khoan lắp ghép Các hướng dẫn nhà chế tạo để đảm bảo lắp ráp bao gồm:  Các bề mặt phía ống phía vỏ mâm ống phải gia công phẳng vuông góc với lỗ ống (và lỗ bu lơng) Các bề mặt liền kề mâm ống phải gia cơng theo cách tương tự từ phía bên ống (OTL) tới đường chu vi mâm ống  Một số lượng thích hợp vật ngăn cách – chế tạo từ ống, thanh, thép – phải gia cơng xác tới khoảng hở quy định mâm ống  Đánh dấu/đột mâm ống điểm đánh dấu phải thẳng hàng hai mâm ống cặp  Đặt vật ngăn cách đường chu vi cặp mâm ống Kẹp cặp mâm ống thẳng hàng Giữ nguyên vị trí kẹp tồn ống, mối ghép ống mâm ống/mâm ống với vỏ/khối lắp ráp kênh hoàn thành  Chuẩn bị dưỡng “LỌT” gia công từ dài chút so với khoảng cách bề mặt ngồi mâm ống Đường kính dưỡng phải nhỏ 0,05mm so với kích thước lỗ khoan tiêu chuẩn mà TEMA khuyến cáo với dung sai 0,00mm dung sai lỗ TEMA cho phép theo tiêu chí dung sai Dưỡng “LỌT” sử dụng để đảm bảo ống lọt qua dễ dàng lỗ ống hai mâm ống Trước lắp ống vào khối lắp ráp, kiểm tra ngẫu nhiên góc phần tư thiết kế mâm ống để xác nhận dưỡng lọt qua dễ dàng, điều khẳng định đồng tâm lỗ  Đảm bảo chắn dung sai liên kết mâm ống theo yêu cầu nêu Bảng RCB 7.22 RCB 7.22M TEMA Khi thi cơng kết cấu mâm ống kép giảm dung sai tùy theo lực tự tin nhà chế tạo Có thể làm kín mối ghép mâm ống bên ngồi (phía ống) cách hàn Tuy nhiên, cịn vấn đề mối ghép mâm ống bên (phía vỏ) chưa giải quyết, thực quy trình dỗng khơng thể tiếp cận để hàn Nói chung, việc dỗng ống bên mâm ống phải thực sau hàn mối ghép ống mâm ống Nguyên nhân chủ yếu sau:  Việc doãng ống (cán ống) trước hàn để lại chất bơi trơn từ dỗng ống vào bên lỗ ống Rất nhiều tạp chất chế tạo khác tích tụ đầu ống Hiếm thực mối hàn thỏa đáng không đảm bảo mức độ hết mức Trong trình dỗng ống trước hàn, dỗng ống đẩy ống phía bề mặt bên mâm ống lỗ ống, tạo khe hở khơng đồng mặt bên ngồi ống lỗ ống bên mâm ống Hàn tốt cộng với khe hở hàn khơng đồng khó  Hàn mối ghép ống mâm ống sau q trình dỗng ống tạo chuyển động khơng đồng ống bên mâm ống dãn nở nhiệt ống Điều dẫn tới độ chặt không đồng ống với bề mặt mâm ống bên lỗ ống  Hàn mối ghép ống mâm ống sau doãng ống giữ lại khí hàn khoảng khơng bề mặt bên ống lỗ mâm ống Trong trình dỗng ống, cần cẩn thận khơng để phần dỗng vượt bề mặt phía vỏ mâm ống, việc loại bỏ phần ống khó khăn Hơn nữa, việc dỗng ống mâm ống bên phải thực trước hàn vào mâm ống bên ngồi Do vậy, trình tự việc lắp ráp thử nghiệm quan trọng chế tạo kết cấu mâm ống kép Điều lại trao đổi nhiệt mâm ống cố định, ví dụ kiểu TEMA L, M, N, đầu ép ngồi (đầu sau kiểu P), số mâm ống bố trí mâm ống kép trở thành Trong trường hợp đó, việc luồn ống qua tất bốn mâm ống quan trọng nhiều thách thức nhà máy Các kết cấu mâm ống kép chữ U tương đối dễ lắp ráp Các quy trình chế tạo lắp ghép trình bày trao đổi nhiệt mâm ống kép cố định Phương pháp Trường hợp vỏ đường kính nhỏ, khung mâm ống/vách chuyển hướng/thanh giằng/vật ngăn cách phải thực bên ngồi vỏ khơng thể tiếp cận diện tích bên vỏ Nhưng làm điều trường hợp vỏ có đường kính lớn mà người vận hành chui vào làm việc bên Trước tiên, lắp khung chùm ống với cặp mâm ống đầu giằng đặt vị trí với vật ngăn cách kẹp thảo luận (Hình 1) Luồn khung vào vỏ Cặp mâm ống khơng phải đầu giằng (cùng với Mâm ống phía ống (đầu giằng)/ Vật ngăn cách mâm ống Vách chuyển hướng Mâm ống phía vỏ (đầu giằng) Thanh giằng Đai ốc giằng Vật ngăn cách giằng Bố trí kẹp Hình Một khung chùm ống bao gồm cặp mâm ống đầu giằng vật ngăn cách (Ảnh minh họa) Mâm ống phía ống (đầu giằng)/ Vật ngăn cách mâm ống Vách Mâm ống phía vỏ chuyển Thanh giằng (đầu giằng) hướng Mâm ống phía vỏ Vật ngăn (khơng phải đầu giằng) cách Vỏ Bố trí kẹp giằng Hàn kiểm tra khơng phá hủy Mâm ống phía ống (không phải đầu giằng) Luồn ống/Thanh dẫn hướng người thao tác điều khiển Luồn ống/Thanh dẫn hướng người thao tác điều khiển Vật ngăn cách mâm ống Hình Sau dóng cặp mâm ống khơng phải đầu giằng, hàn đính vỏ với mâm ống phía vỏ xong (Ảnh minh họa) KHCN Điện, số 4.2019 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG vật ngăn cách kẹp) phải giữ thẳng hàng Sau hàn đính vỏ với mâm ống phía vỏ (Hình 2) Luồn ống từ phía cặp mâm ống đầu phía giằng qua khung dẫn hướng qua lỗ cặp mâm ống phía khơng phải đầu giằng Thanh dẫn hướng có đường kính nói chung nhỏ (nhỏ đường kính ống) sử dụng từ phía đối diện (khơng phải đầu giằng) phép ống chui qua lỗ mâm ống vách chuyển hướng/tấm đỡ Hàn kiểm tra không phá hủy mối hàn mâm ống vỏ Dỗng mối ghép ống mâm ống phía vỏ rãnh từ hai đầu Chiều dài trục gá phải phù hợp với việc doãng ống bên mâm ống Hàn que hàn độ bền cao dỗng chút từ hai đầu mối hàn ống mâm ống phía kênh Thử nghiệm rị rỉ mối ghép ống mâm ống phía vỏ (bằng khí hêli khơng khí) dựa u cầu cụ thể dự án Các mối ghép ống mâm ống phía vỏ thử nghiệm áp lực thủy tĩnh Có thể xác định rị rỉ mắt thường từ khoảng không gian hở cặp mâm ống Kết nối bắt bu lông cụm lắp ráp kênh dóng song song với cụm lắp ráp (Hình 3) Thử nghiệm áp lực thủy tĩnh mối ghép ống mâm ống với mối ghép phía ống khác phía ống xác định rị rỉ từ khơng gian trống cặp mâm ống Vỏ quấn phải cán riêng rẽ làm hai mảnh khớp với nhau, đảm bảo độ trịn hồn hảo Bước 2: Hàn vỏ quấn với mâm ống Cụm lắp Cụm lắp ráp kênh ráp kênh Chân đỡ Bước 1: Hàn mối ghép theo chiều dài vỏ quấn làm hai phần Hình Sau bắt bu lông cụm lắp ráp kênh vào cụm lắp ráp chính, thử mối ghép phía ống áp lực thủy tĩnh (Ảnh minh họa) Sau hoàn thành tất thử nghiệm, tháo bỏ vật ngăn cách mâm ống phương tiện kẹp Chèn vỏ quấn gồm hai phần khác vào không gian cặp mâm ống Sau hàn vỏ quấn dọc theo chiều dài phương pháp hàn TIG (vonfram khí trơ) Vỏ quấn sau phải hàn với mâm ống Không yêu cầu thử nghiệm vỏ quấn áp lực thủy tĩnh Về bản, Phương pháp 1, vỏ quấn lắp ráp sau Phương pháp đảm bảo khả nhìn qua khơng gian mâm ống, đặc biệt trình thử nghiệm áp lực thủy tĩnh Phương pháp Có thể gặp khó khăn việc lồng vỏ quấn hai mảnh, hàn dọc theo chiều dài, sau với mâm ống theo Phương pháp Phương pháp nghiên cứu phát triển nhằm khắc phục nhược điểm Thực tất bước Phương pháp 1, ngoại trừ:  Gia cơng sẵn hàn đính vỏ quấn vào mâm ống phía đầu giằng chuẩn bị sẵn cặp mâm ống Trong cách bố trí cần phải kẹp mâm ống; nhiên, khơng cần đến vật ngăn cách mâm ống vỏ quấn có tác dụng vật ngăn cách Cũng vậy, cặp mâm ống phía đầu khơng giằng phải gia công sẵn  Các mối ghép ống mâm ống phía vỏ phải thử nghiệm áp lực thủy tĩnh Có thể phát rị rỉ nhờ giảm áp lực, với có mặt vỏ quấn, khơng thể nhìn thấy khoảng không gian cặp mâm ống Nhà chế tạo thay đổi quy trình chế tạo thử nghiệm trung gian tùy theo thiết bị xưởng, kinh nghiệm, lực kỹ thuật NHƯỢC ĐIỂM CỦA BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT MÂM ỐNG KÉP Mặc dù trao đổi nhiệt mâm ống kép có tổng diện tích bề mặt lớn hơn, diện tích bề mặt hiệu dụng bị giảm đáng kể chiều dài hiệu dụng ống đo mặt mâm ống phía vỏ Diện tích bề mặt chiều dài ống vùng vỏ quấn không coi diện tích trao đổi nhiệt Do phải tăng chiều dài ống, làm tăng chiều dài tổng trao đổi nhiệt Việc bổ sung thêm mâm ống kép kết cấu mâm ống kép đội chi phí lên cao Như thảo luận trên, có nhiều vấn đề nhạy cảm khó khăn công đoạn khoan gia công mâm ống/vách chuyển hướng/tấm đỡ, đặc biệt đạt độ đồng tâm lỗ độ song song bề mặt mâm ống Ngồi ra, có nhiều thách thức việc thực quy trình lắp ráp đúng, để chế tạo sản phẩm chất lượng gặp nhiều khó khăn Bảo trì trao đổi nhiệt khó khăn, đặc biệt việc tháo ống ống cố định với mâm ống bốn vị trí Cách bố trí thực thiết kế mâm ống cố định, ống chữ U, đầu kẹp bên CĨ THỂ THỰC HIỆN THÀNH CƠNG Một quy trình chế tạo lắp ráp lên kế hoạch tốt có ích việc chế tạo trao đổi nhiệt mâm ống kép Ngoài nhà máy điện, trao đổi nhiệt nhiều sử dụng ngành công nghiệp dược cho ứng dụng đòi hỏi đáp ứng tiêu chuẩn nghiêm ngặt đảm bảo vệ sinh Các thiết bị loại yêu cầu nhà máy chế tạo polysilicon, vật liệu sau sử dụng nhà máy điện mặt trời Bài báo đưa lý lựa chọn trao đổi nhiệt mâm ống kép, phương pháp luận chế tạo, lắp ráp, thử nghiệm mâm ống vỏ quấn Trong hai phương pháp quy trình lắp ráp đề xuất, nhà chế tạo tùy chọn áp dụng để thành công Biên dịch: Khắc Minh Theo “Power”, số 5/2019 MÁY BIẾN DỊNG XOAY CHIỀU Máy biến dịng xoay chiều MA114 MiniFlex® Model MA114 máy biến dịng điện xoay chiều mềm dẻo, nhỏ gọn, gồm có cảm biến mềm dẻo 14 inch (35,6cm) mô-đun điện tử Cảm biến mềm dẻo dùng cho phép đo dây dẫn nơi sử dụng đầu dị kiểu kẹp tiêu chuẩn Nó lắp đặt không gian hạn chế, nơi khó tiếp cận chí quấn quanh vật có hình dạng bất thường MA114 nhẹ khơng có lõi từ máy biến dịng tiêu chuẩn Thiết bị không đặt tải lên hệ thống thử nghiệm, có góc dịch pha nhỏ, đáp ứng tần số tuyệt vời bị hỏng tải Bộ cảm biến cách điện cấp 1.000V CAT III; 600V CAT IV Thiết bị có mức chống chịu thời tiết cấp IP67 ghi nhãn CE MA114 có bốn dải đo lựa chọn 3, 30, 300 3.000A với đầu từ đến 1.000 mV/A để đọc trực tiếp DMM, ghi liệu, máy dao động ký đồng hồ đo cơng suất sóng hài MA114 cấp nguồn từ pin kiềm hoạt động tới 300 vô thời hạn cắm điện qua cổng nguồn volt USB Đèn LED thị bật/tắt nguồn, tình trạng tải chế độ tiết kiệm lượng Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “Utility Products”, số 6/2019 KHCN Điện, số 4.2019 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG Ngành điện trải qua loạt thay đổi lớn công nghệ vài thập kỷ qua, từ sở hạ tầng kỷ 20 với nhà máy điện đốt than điện hạt nhân chiếm vị trí chi phối chuyển sang cấp điện hiệu thân thiện với mơi trường Giá khí thiên nhiên giảm mạnh thúc đẩy xuất nhanh chóng nhà máy điện chu trình kết hợp (CCPP) có hiệu suất cao đồng thời phát thải carbon Trong gần 20 năm, CCPP công nghệ chiếm ưu với cơng trình xây dựng cơng suất tăng vọt khắp nơi toàn giới Tuy nhiên, gần hơn, với chi phí phát điện giảm thấp, thời gian xây dựng ngắn phủ trợ cấp, nhu cầu nguồn lượng tái tạo, lượng gió mặt trời, tăng trưởng vượt bậc toàn cầu Sự tăng trưởng mạnh mẽ lượng tái tạo làm giảm đáng kể nhu cầu CCPP Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, năm 2015 đánh dấu bước ngoặt lượng tái tạo Năng lượng tái tạo, dẫn đầu điện gió điện mặt trời, chiếm nửa tổng công suất điện lắp đặt toàn giới năm 2015, mức tăng trưởng tiếp tục Sự gia tăng tổng công suất cung ứng thị trường, với chi phí vận hành thấp lượng tái tạo khiến ngành điện chuyển đổi nhiều CCPP thành nhà máy phụ tải đỉnh để cung cấp công suất nguồn tái tạo đáp ứng nhu cầu phụ tải tồn phần, ví dụ vào buổi tối mặt trời lặn Sự thay đổi nhu cầu phụ tải thúc đẩy CCPP thay đổi hoạt động để nhanh chóng sẵn sàng phát điện, có nghĩa phải khởi động tắt máy nhanh hơn, thiết bị chính, ví dụ lò sinh thu hồi nhiệt (HRSG), có khả đáp ứng phụ tải lớn thay đổi tuần hồn ỨNG DỤNG BỘ HÂM Khi CCPP hịa lưới điện, nhiệt độ nước cấp mức tăng cao hấp thụ nhiệt từ khí thải tuabin khí thông qua hâm trước đưa vào HRSG, nước cấp biến hồn tồn thành để chạy tuabin Bản thân hâm thiết kế bình chịu áp lực đốt nóng, đó, theo yêu cầu quy chuẩn ASME (Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ), hâm phải có nhiều thiết bị giảm áp trường hợp bị tách rời khỏi lị cần xả áp lực độc lập Trước đây, thiết bị giảm áp van an tồn ĐIỀU KHIỂN KHỞI ĐỘNG LỊ HƠI VỚI TỐC ĐỘ CỰC CAO Nhiều nhà máy điện chu trình kết hợp vận hành nhà máy phụ tải đỉnh, nhà máy phụ tải đáy Điều đặt vấn đề lớn van an toàn hâm Trong tình này, van an tồn tác động có điều khiển mang lại số lợi so với van an tồn chịu lực lị xo tiêu chuẩn  POSV tác động gần với áp suất đặt mà khơng bị rị rỉ mặt tựa van  POSV có khoảng xả (chênh lệch áp suất đặt áp suất đóng) nhỏ hơn; đó, giảm lượng tổn thất nước khỏi hệ thống q trình mở đóng  POSV nói chung khơng phụ thuộc vào mơi chất, có nghĩa chúng tác động điều kiện xả chất lỏng xả nước POSV tác động cách cảm nhận áp suất hệ thống phía nguồn truyền áp suất qua van điều khiển nhỏ để kiểm sốt lực đóng tác động lên đĩa van Tăng áp suất phía đầu vào van dẫn đến tăng lực đóng van điều khiển mở Khơng giống van chịu lực lị xo có lị xo cung cấp lực đóng khơng phụ thuộc vào áp suất đầu vào, POSV yêu cầu có áp suất đầu vào để đặt lực ép lên vòm van chính, lực cung cấp lực đóng lên pít tơng van chính, để lực tác động lên đĩa van tác động trực tiếp, chịu lực lị xo, kiểu mũ chụp đóng kín Các van an tồn chịu lực lò xo phải xác nhận theo quy tắc Phần I Quy chuẩn Lò Bình áp lực (BPVC) ASME, có nghĩa van phải thiết kế, thử nghiệm xác nhận nước môi chất chất lưu Tuy nhiên, chất lưu ứng dụng hâm thường nước nhiệt độ cao chưa chuyển đổi pha hoàn toàn thành nước LÊN KẾ HOẠCH CHỐNG LẠI CÁC CHẾ ĐỘ Đây nghịch lý thiết kế quy chuẩn SỰ CỐ so với thiết kế kỹ thuật ứng dụng phù hợp, Trong q trình đưa nhà máy vào vận hành, lị đường dẫn theo yêu cầu quy chuẩn không thường nạp áp suất hệ thống thấp hơn, thiết kế để giảm áp ứng dụng chất lỏng hâm chịu thông số khoảng 1–2 bar (15-30 psig) Trong nhiều công trình lắp đặt, van an tồn chịu Do không đủ áp suất vận hành môi chất tác động lực lò xo dẫn đến tượng “lạch cạch” Lạch cạch hiệu ứng rung động chuỗi kiện đóng mở nhanh gây Nếu khơng xử lý, tượng lạch cạch nhanh chóng dẫn đến hư hại Vịm rị rỉ qua mặt tựa van, đủ nghiêm trọng, chí gây hư hại đường ống liền kề Đường cảm biến Để đối phó với xu hướng hỏng van hâm chịu lực lò xo vấn đề khởi động HRSG với nhiều Lò xo vòm tài liệu chứng minh, Ủy ban tiêu chuẩn ASME BPVC van Phần I chuẩn bị phê duyệt Hồ sơ Quy chuẩn sửa đổi 2446, cho phép sử dụng van an tồn tác động có điều khiển (POSV) để bảo vệ hâm POSV có nhiều ưu Hình Hình vẽ thể van an toàn tác động điều khiển điển điểm so với van chịu lực lị xo ứng dụng này, bao hình với ống cảm biến truyền chất lỏng đến van điều khiển lắp bên gồm nội dung sau: van an tồn (Ảnh minh họa) lên vịm van nên dẫn đến rị rỉ mặt tựa van và/hoặc làm hư hại đĩa van, ống lót mặt tựa van vịi phun Hình cho thấy hình cắt điển hình phần bên để hiển thị đường dẫn dòng chảy từ đường ống cảm biến đến thân điều khiển đến vịm van bên mặt tựa van đĩa van Để đảm bảo độ kín mặt tựa van, người vận hành cần lắp nguồn áp suất phụ, ví dụ chai nitơ, vào cổng kết nối thử nghiệm trường POSV để giữ cho van chịu áp lực đóng lại khoảng thời gian áp suất vận hành hệ thống thấp Bằng cách gắn áp suất phụ, điều chỉnh từ 75% đến 97% áp suất đặt, vịm van đặt tải trước đủ áp suất để đảm bảo đủ lực đóng để giữ cho van đóng khép kín khơng rị rỉ Một giải pháp khả thi khác tham khảo ý kiến tư vấn nhà chế tạo van để lắp đặt thêm lị xo có lực cản nhỏ vịm van thiết kế để cung cấp lực đóng xuống đĩa van chính, hoạt động kết hợp với áp suất vòm van điều kiện khởi động áp suất thấp Một chế độ cố phổ biến khác tắc nghẽn phần tử lọc đường ống cảm biến điều khiển khơng xối rửa hồn tồn mảnh vụn hệ thống q trình đưa vào vận hành Tắc nghẽn lọc đường ống cảm biến ngăn không cho áp suất truyền đến thân điều khiển, dẫn đến giảm áp suất vịm van Áp suất giảm thấp vịm van khiến van rị rỉ mở ra, gây tổn thất nước, giảm hiệu suất gây gián đoạn khởi động Rất cần có lịch trình chủ động để bảo trì phịng ngừa lọc van điều khiển năm vận hành nhà máy Nói chung cần thay phần tử lọc thay làm nó, manhetit bám vào vĩnh viễn lọc loại bỏ cách làm Một tùy chọn khác mua lọc kép POSV nhà chế tạo van Phương án giúp giảm thời gian chết cho phép bảo trì lọc van hoạt động đơn giản cách chuyển sang lọc dự phòng Trong trường hợp, ln cần có lịch trình bảo trì phịng ngừa, với tùy chọn lọc kép Khi CCPP ngày cải tạo thành nhà máy phụ tải đỉnh yêu cầu rút ngắn thời gian để phát đầy tải, người vận hành đẩy nhanh tốc độ nâng áp suất lên cao hết Khi tuabin khí đưa vào vận hành, nhiệt độ khí thải tăng lên KHCN Điện, số 4.2019 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG Bộ giảm chấn áp suất Hình Có thể lắp thêm giảm chấn áp suất vào đường ống cảm biến điều khiển để làm tắt dần áp suất hệ thống có khả phải chịu tăng áp đột biến (Ảnh minh họa) làm cho nước hâm dãn nở, dẫn đến gia tăng nhanh chóng áp suất bên thiết bị Tốc độ nâng áp suất lên tới 20 bar/giây (300 psi/giây) đạt nhiều nhà máy cải tạo hòa lưới ngày Các tốc độ nâng áp suất đặt lên van áp suất tăng vọt - tượng thủy kích - vượt dải áp suất mà POSV thiết kế Theo thiết kế, có hạn chế đường dẫn dòng từ đầu vào POSV đến vòm van điều khiển để quản lý áp suất vòm bù lại, điều dẫn đến độ trễ vài micro giây gia tăng áp suất van điều khiển áp suất đầu vào tác động lên mặt tựa van Áp suất tăng nhanh dẫn đến tượng lạch cạch thân van điều khiển, điều sau làm cho van rung lên lạch cạch, dẫn đến hư hại cho thân van phận van Tương tự, áp suất tăng tức thời hâm bật bơm nước cấp, gây xung nhọn áp suất tăng nhanh hâm Những xung nhọn áp suất tăng nhanh gây tượng thủy kích, đột biến áp suất gây nước chuyển động buộc phải dừng lại đổi hướng đột ngột Động lượng chất lưu dừng lại đổi hướng đột ngột tạo sóng áp lực truyền qua môi chất bên hệ thống đường ống, khiến thứ hệ thống kín phải chịu lực đáng kể gây hư hại Giải pháp tốt để xử lý vấn đề tăng nhanh áp suất gây giảm hết mức tốc độ nâng áp suất Giảm tốc độ từ 20 bar/giây xuống cịn 10 bar/giây giảm đáng kể mức độ nghiêm trọng tác động tới điểm mà có tính giảm chấn áp suất, ví dụ giảm chấn, chịu tác động thủy kích Nhà chế tạo lắp đặt giảm chấn áp suất đường ống cảm biến điều khiển (Hình 2) hấp thụ tác động thủy kích hệ thống đường ống làm tắt dần áp lực trước vào van điều khiển Giải pháp cho phép áp suất lưu thông cách trơn tru ổn định từ van điều khiển tới van chính, loại bỏ tượng lạch cạch van điều khiển van Cần tham khảo ý kiến nhà chế tạo POSV trình thiết kế hệ thống giới hạn tốc độ tăng áp suất khuyến cáo việc lắp đặt giảm chấn, cần thiết QUY CHUẨN SỬA ĐỔI VÀ TƯƠNG LAI CỦA CÁC POSV CHO BỘ HÂM Ủy ban Tiêu chuẩn ASME BPVC Phần I thừa nhận cần thiết phải sửa đổi quy chuẩn hâm để giải thách thức ứng dụng Những sửa đổi gần Quy chuẩn ASME BPVC Phần I năm 2017 cho phép hâm lắp van xác nhận chất lỏng có kích cỡ mức tích lũy 10% để bảo vệ áp Sửa đổi cho phép sử dụng van xả áp an tồn trực tiếp chịu lực lị xo xác nhận chất lỏng xác nhận kép để đáp ứng yêu cầu ASME Phần I Phần VIII Những sửa đổi đưa yêu cầu lực tính van phù hợp với sản phẩm giảm áp mà nhà chế tạo cung cấp để đáp ứng ứng dụng đòi hỏi khắt khe Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý van chịu lực lị xo nhiều khơng thiết kế để đáp ứng giới hạn áp suất giống van tác động điều khiển giới hạn thiết kế lị xo Do đó, dựa nhu cầu van áp suất cao hơn, độ mở lớn HRSG thiết kế nay, POSV sản phẩm nhà chế tạo van cung cấp cho ứng dụng hâm áp suất cao Biên dịch: Trần Việt Tiến Theo “Power”, số 6/2019 LỚP PHỦ PVD KÉO DÀI TUỔI THỌ CỦA CÁC BỘ PHẬN TUABIN KHÍ & TUABIN HƠI Hình Hình cắt tuabin khí tráng lớp phủ Lớp phủ giúp tăng khả chống ăn mòn giảm hao mòn (Ảnh minh họa) Các nhà chế tạo nhân viên bảo trì, sửa chữa đại tu (MRO) tuabin khí cơng nghiệp (IGT) khơng ngừng tìm kiếm phương cách để cải thiện tính nâng cao tuổi thọ phận quan trọng Các phận có giá trị cao phải thiết kế chế tạo để chịu nhiệt độ ngày cực đoan, tượng bào mòn hạt ứng suất ăn mịn khí nóng IGT có vai trị quan trọng cơng ty điện lực hộ tiêu thụ điện lớn Nâng cao hiệu suất kéo dài tuổi thọ hoạt động phận quan trọng chìa khóa để quản lý chi phí, đồng thời tối đa hóa hiệu suất thời gian hoạt động Ngay yếu tố dường quan trọng hồn thiện bề mặt cánh máy nén khí chẳng hạn, đóng vai trị việc tăng hiệu suất nhiên liệu Do đó, nhà chế tạo thiết bị gốc (OEM) MRO chuyển sang lớp phủ tiên tiến (Hình 1) làm thay đổi bề mặt phận tuabin nhằm nâng cao khả chịu mài mòn ăn mòn, đồng thời giúp giảm hệ số ma sát tiếp xúc kim loại với kim loại cần thiết phận quay (ví dụ trục máy) Một giải pháp thuộc chủng loại thu hút ý lớp phủ lắng đọng vật lý (PVD) dùng cho phận IGT tuabin BẢO VỆ CHỐNG BÀO MÒN CÁC BỘ PHẬN CỦA MÁY NÉN TUABIN KHÍ Thậm chí ngày nay, mục tiêu vượt lên tất OEM IGT tìm phương cách để nâng hiệu suất tuabin lên cao Do đó, họ thường sử dụng nhiệt độ cháy cao hơn, nâng cao nhiệt độ bên tuabin, dẫn đến hao mòn thêm phận cấu thành Bào mòn, ăn mịn bám bẩn cánh máy nén khí, cánh chuyển hướng cánh dẫn hướng đầu vào, mối quan ngại lớn, bề mặt hồn thiện có ảnh hưởng trực tiếp đến luồng khí tối ưu hiệu suất tuabin Điều xảy nhiều yếu tố, ví dụ hạt bụi nhỏ giọt nước nhỏ li ti vượt qua hệ thống lọc không khí lọt vào phần máy nén khí Ví dụ, IGT đặt gần nhà máy lọc dầu, hút polyme lưu huỳnh từ không khí Cát muối vấn đề thường gặp, tùy thuộc vào vị trí Theo thời gian, hạt bụi nhỏ bám vào cánh quạt, tạo bề mặt thơ làm suy giảm tính tuabin KHCN Điện, số 4.2019 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG Lớp phủ BALINIT® TURBINE PRO thể lượng mài mịn thấp điều kiện khắc nghiệt Hình thể độ bền chịu mài mòn BALINIT TURBINE PRO so với vật liệu lớp phủ khác, góc tới khác PHẦN NĨNG CỦA TUABIN Kết (Hình 1) Tham số thử nghiệm Bào mịn bụi rắn (SPE) Góc tới Vật liệu mài mòn Khoảng cách vòi phun mẫu thử Cỡ hạt Vận tốc ước tính hạt Tốc độ cấp hạt Thời gian thử nghiệm Hình Biểu đồ cho thấy khả chịu bào mòn lớp phủ BALINIT TURBINE PRO so với vật liệu lớp phủ khác (Ảnh minh họa) Các tham số 20o 90o Corundum trắng Al2O3 90 mm (3,5 inch) F240 (≈ 50 µm) 90 m/s ≈ 350 g/min (theo tiêu chuẩn ASTM G76 ≈ 2g/min) 300 s IN 718 Không phủ 20o Không phủ 90o Ti6Al4 Thép không gỉ 1.4313 BALINIT TURBINE PRO 20o BALINIT TURBINE PRO 90o Lớp phủ vữa nhơm điển hình 20o Cuối cùng, cánh quạt bị bám bẩn, hiệu tổng thể hệ thống máy nén khí sụt giảm Điều đẩy chi phí vận hành lên cao phận bảo dưỡng Cho dù sau đó, phận đánh bóng lại để có bề mặt hồn thiện gương nhanh chóng bị bám bẩn trở lại Mặc dù vật liệu gốc sử dụng để chế tạo cánh quạt cánh chuyển hướng phần máy nén khí khác nhau, hầu hết OEM ngày sử dụng thép không gỉ phủ lớp mạ điện phân lên thép Thật không may, lớp phủ điện phân lại tương đối mềm bị mài mòn theo thời gian Do phận đắt tiền, nên giải pháp lớp phủ PVD cứng nhiều bền nhiều coi giải pháp lý tưởng PVD đại diện cho loạt phương pháp lắng đọng chân khơng khác sử dụng để tạo lớp phủ mỏng, điển hình dày 1-5 micromet (µm) Các lớp phủ mỏng, kết hợp với dung sai xác, nên phận giữ hình dạng, phù hợp kích thước sau phủ không cần gia công lại Nếu cần áp dụng lớp phủ dày hơn, tới 25 µm, để tăng khả chịu bào mòn Lớp phủ PVD cung cấp phương án thay khả thi kinh tế thay cho lớp mạ crôm cứng Việc xuất vào thời điểm thích hợp, mà ngành công nghiệp chuyển dịch từ mạ crôm cứng sang lựa chọn thay thân thiện với môi trường Trong nhiều năm, mạ crôm cứng phương án tiêu chuẩn, giúp bảo vệ chống mài mòn ăn mòn, theo quy định “Đăng ký, Đánh giá, Cấp phép Hạn chế sử dụng Hóa chất” (REACH) Châu Âu, việc mạ lớp phủ crôm cứng chịu quản lý chặt chẽ BALINIT TURBINE PRO Công ty Oerlikon Balzers (Công quốc Liechtenstein) lớp phủ PVD tuân thủ REACH, đặc biệt hướng đến 10 việc bảo vệ cánh máy nén khí, cánh chuyển hướng roto có cánh tích hợp khỏi bào mịn hạt cách đảm bảo bề mặt có độ bóng cao để trì hiệu suất suốt vịng đời phận Công thức cung cấp cấu trúc nitrua nhôm kim loại tạo mối quan hệ tối ưu độ cứng cao ứng suất nén dư điều kiện nhiệt độ cao Lớp phủ PVD áp vào phận thép, siêu hợp kim titan, có độ nhám bề mặt cực thấp sau áp vào Độ cứng cao BALINIT TURBINE PRO kiểm chứng thử nghiệm bào mòn hạt rắn, giọt chất lỏng, xâm thực chất lỏng, tia nước thử nghiệm bào mòn khác với lớp phủ áp dụng chất khác (thép, Inconel titan) độ dày nhiệt độ khác Trong thử nghiệm bào mòn hạt rắn, vật liệu đánh giá dựa tổn hao khối lượng, ví dụ, BALINIT TURBINE PRO chứng minh khả chịu bào mòn cao gấp năm lần (Hình 2) so với lớp phủ PVD khác, kể nitrua titan Giá trị tăng lên 40 lần so sánh với titan không bọc lớp phủ chí cịn cao thép Lớp phủ PVD tỏ hứa hẹn với phần tuabin nóng IGT Bảo vệ nhiệt mối quan ngại MRO phận phần nóng tuabin khí nơi nhiệt độ vượt 800oC Cường độ nhiệt này, cịn cao tùy theo độ lớn phụ tải, loại nhiên liệu sử dụng để đốt, làm giảm đáng kể tuổi thọ phận đốt GIẢI PHÁP LINH HOẠT ĐỂ CẮT ĐIỆN AN TOÀN Các phận tuabin phải đối mặt với nhiệt độ cao, tượng bào mịn xói mịn, cộng thêm mối lo ngại ăn mòn nước Tuabin hoạt động chế độ độc lập kết hợp với tuabin khí, trường hợp nhà máy điện chu trình kết hợp Mối quan tâm phủ cánh tuabin cánh chuyển hướng tuổi thọ bị giảm bào mòn hạt hạt rắn giọt nước nhỏ li ti Khi nước nóng qua tầng áp suất cao tuabin hơi, cánh tuabin cánh chuyển hướng phải chịu bào mòn hạt rắn Khi nước nguội biến thành chất lỏng tầng áp suất thấp, xói mịn giọt nước nhỏ li ti trở thành vấn đề đề tài BALINIT D, giải pháp đồng hành, phát triển riêng cho ứng dụng có nước nhiệt độ cao để nâng cao khả chống chịu xói mịn oxy hóa Do có độ cứng cực cao đặc tính chịu mài mòn vượt trội, lớp phủ PVD cho phép OEM thay hợp kim đắt tiền chất thép không gỉ thép crôm đỡ tốn Các lớp phủ đóng vai trị quan trọng việc kéo dài tuổi thọ tuabin khí tuabin quan trọng đồng thời trì hiệu suất vận hành tối ưu Biên dịch: Trương Mạnh Tiến Theo “Power”, số 7/2019 Khóa cáp CABLOK Cơng ty Martindale Electric (Vương quốc Anh) giới thiệu thị trường dẫy CABLOK họ Dẫy CABLOK cung cấp cho người lắp đặt đội bảo trì giải pháp đơn giản tin cậy để khóa nhiều máy cắt, cầu dao, công tắc van, nhằm ngăn chặn việc đóng điện trở lại mạch hệ thống điện trình bảo trì, phần quy trình cắt điện an tồn Điểm bật dải khóa cáp điều chỉnh cáp thép cách điện PVC dễ uốn, dễ luồn điều chỉnh cách đơn giản đến độ dài cần thiết trước khóa thao tác “bấm” đơn giản Kết hợp chốt an toàn tích hợp, với khoảng khơng gian lắp tới khóa móc cố định cách an tồn, CABLOK cho phép nhiều cơng nhân làm việc an tồn hệ thống Để an toàn hơn, hệ thống khơng thể đóng điện trở lại tất khóa móc chưa mở hết Thích hợp cho thị trường điện công nghiệp, dẫy CABLOK thiết kế linh động, có sẵn với chiều dài cáp 1m, 3m 5m tương thích với khóa móc Martindale Electric PAD10 PAD20R Dải khóa cáp điều chỉnh giúp dễ dàng cắt điện cách ly tất loại mạch cách trước bảo trì nhà máy thiết bị điện, ngăn ngừa tai nạn gây tử vong Biên dịch: Nguyễn Thị Dung Theo “Electrical Review”, số tháng 10/2019 KHCN Điện, số 4.2019 11 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG Công nhân đường dây Công ty điện lực Santee Cooper (bang South Carolina, Mỹ) vượt qua khó khăn, hồn thành cơng tác bảo trì quan trọng đường dây 230kV hình tia thời gian cắt điện 48 Từ năm 1970, Công ty điện lực Santee Cooper dựng cột điện gỗ hình chữ H đỡ đường dây 230kV hình tia dài dặm (4,8km) để cấp điện cho khách hàng công nghiệp hoạt động 24/7 Cứ lần khách hàng phải ngừng hoạt động cắt điện theo kế hoạch họ lại bị tổn thất sản lượng đáng kể, dẫn đến tổn thất doanh thu Kết là, lần bảo trì theo kế hoạch lần trước thời gian điện vào năm 2003 CÔNG TY ĐIỆN LỰC THAY THẾ CÁC THIẾT BỊ CŨ để nâng cao độ tin cậy Các đội thợ sửa chữa khu vực Nam Bắc thay hai cột đảo pha (Ảnh st) Các đội sửa chữa công ty điện lực thực bảo trì khơng cắt điện xác định đợt kiểm tra đường dây hàng năm, thường sử dụng cột chống để đỡ cột yếu Bất kỳ cơng tác bảo trì thực cách an toàn thực theo “giấy phép sửa chữa điện áp” - từ việc sửa chữa ngăn ngừa hư hại chim gây đến thay đổi hồn tồn kết cấu cột góc Phương pháp đảm bảo mức độ cấp điện không gián đoạn chưa có đường dây Tuy nhiên, cơng ty điện lực cịn cột điện cần phải sửa chữa, bao gồm cột neo cột góc giao cắt truyền tải quan trọng, mà để thay thế, cần phải cắt điện lần nhiều lần cắt điện nối tiếp XÂY DỰNG KẾ HOẠCH Công ty điện lực Santee Cooper tiến hành phân tích rủi ro giới thiệu cho khách hàng ba kịch kế hoạch công tác đề xuất dựa khoảng thời gian cắt điện 48 giờ, 72 96 Phân tích rủi ro cho thấy đường dây cần sửa chữa với khối lượng đáng kể Sau gặp gỡ thảo luận lắp đặt chống sét dây lèo để thay máy cắt trạm biến áp thay cánh tay xà bị hư hại hai cột góc Cơng nhân đường dây khu vực trung tâm thay cột néo với dây dẫn vắt ngang qua hai đường dây 115kV mang điện Ảnh st) ba lựa chọn này, khách hàng trí phương án cắt điện 48 với “công tác điện áp” hai ngày trước cắt điện hai ngày sau cắt điện lựa chọn tốt Bằng cách kéo dài “công tác sửa chữa điện áp”, lịch trình hài hịa chặt chẽ với qui trình cắt điện hai ngày khởi động hai ngày khách hàng Do đó, lịch trình giảm thiểu tác động tiềm ẩn lên hệ thống khách hàng chẳng may xảy cố điện trình bảo trì mang điện Công ty điện lực Santee Cooper cấp điện cho khoảng triệu người dân tất 46 hạt bang South Carolina, có 11 đội thợ đường dây truyền tải chuyên trách toàn bang Bang South Carolina chia thành khu vực đội đường dây: Khu vực miền Trung, khu vực phía Nam khu vực phía Bắc Thợ đường dây đội thợ/khu vực khác phối hợp làm việc họ hướng dẫn huấn luyện viên giỏi - tra khu vực Mark Marsh người dẫn dắt cơng nhân sữa chữa Ơng Marsh khơng phải phối hợp với tất đội thợ đường dây, mà phải phối hợp với đội thợ vận hành phân phối nội bộ, đội bảo trì trạm biến áp nhóm an tồn Cơng ty điện lực Santee Cooper Ơng lường trước bố trí số công nhân Trước cắt điện, phận chun trách bảo trì đường dây truyền tải Cơng ty điện lực Santee Cooper phối hợp với nhóm chuyên trách bảo trì trạm biến áp nhằm đưa kế hoạch cho Công ty điện lực Santee Cooper hồn thành nhiều cơng việc thời gian cắt điện theo lịch trình An toàn mối quan tâm số một, đảm bảo thông tin liên lạc tốt quan trọng (Ảnh st) 12 PHỐI HỢP HOẠT ĐỘNG Trước cắt điện 48 theo lịch trình, Cơng ty điện lực Santee Cooper tháo bỏ máy cắt điện dầu thay máy cắt SF6 thay hai cột góc đường dây mang điện Sau đó, thời gian cắt điện hai ngày vào tháng 8, đội sửa chữa đường dây thay cột điện, Đội thợ đường dây khu vực trung tâm thay cột điện néo kép (Ảnh st) khí trường để giảm thiểu chậm trễ vấn đề thiết bị phát sinh ĐỐI MẶT VỚI NHỮNG THÁCH THỨC Như với dự án xây dựng nhanh nào, đội thợ đường dây Công ty điện lực Santee Cooper phải đối mặt với thách thức công việc Nhiệt độ tăng vọt lên 90 F (32oC), độ ẩm tới 100% Tuần trước, lượng mưa inch (7,6 cm) khu vực khiến trường trở nên bùn lầy, gây khó khăn cho đội sửa chữa Tại khu vực làm việc, nước ngập sâu từ 0,6 đến 0,9m gần cột điện thay Do điều kiện lầy lội vậy, để vào hành lang tuyến, đội thợ sửa chữa phải sử dụng thiết bị xe xích gàu xe xích khoan Dự án hoạt động đầy thách thức hiệu mô chặt chẽ dạng áp lực phối hợp cần thiết để phục hồi cấp điện sau bão Vào cuối dự án, đội thợ sửa chữa thay máy cắt điện, ba thiết bị chống sét hộp số vơ cấp (CVT) Ngồi ra, thợ đường dây thay đổi cấu trúc sửa chữa 18 cấu trúc bổ sung Thông qua làm việc nhóm lập kế hoạch nâng cao, cơng ty điện lực kết thúc công việc sớm 12 Với nỗ lực công sức vất vả tất người tham gia dự án này, Công ty điện lực Santee Cooper nâng cao đáng kể độ tin cậy đường dây điện, thay cột điện thiết bị xuống cấp, chuẩn bị để đáp ứng nhu cầu tương lai khách hàng Biên dịch: Hồ Văn Minh Theo “T&D”, số tháng 3/2019 KHCN Điện, số 4.2019 13 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH Những người chịu trách nhiệm vận hành bảo trì lị nhà máy nhiệt điện biết khơng thể xem nhẹ vấn đề tro xỉ tích tụ phễu Nếu phễu bị tắc dẫn đến giảm sản lượng, bảo trì đột xuất tổn thất doanh thu Cần phải quan tâm tới khâu an toàn – Dọn tro xỉ dẫn đến thương tích nghiêm trọng, đơi gây tử vong Hình Kiểm sốt vấn đề phễu tro xỉ Tro xỉ tích tụ phễu tro xỉ nhà máy nhiệt điện dẫn đến giảm sản lượng nhà máy Nó khiến phải bảo trì đột xuất nhà máy phải dừng hoạt động Cần phải quan tâm đến khâu an toàn dọn phễu tro xỉ, nhà quản lý nhà máy cần có cách để lường trước vấn đề thiết bị (Ảnh minh họa) Ban quản lý nhà máy muốn tăng suất, đạt hiệu tối đa đầu tư thiết bị, trở nên bền vững hơn, cải thiện kết kinh doanh đảm bảo điều kiện làm việc an tồn Khơng đạt số tiêu chí khơng phải q quan trọng, vấn đề sinh tử phải đảm bảo an toàn cho người lao động Hiện thị trường có bán hệ thống theo dõi tượng tích tụ tro xỉ cho phép nhân viên nhà máy lường trước tượng tắc tro xỉ, đồng thời cung cấp thông tin để dọn cách an toàn khắc phục cố phễu (Hình 1) Cơng nghệ giúp lị nhiệt điện có bước tiến lớn việc đảm bảo cho người vận hành nhân viên bảo trì tránh xa khỏi nguy hiểm, đồng thời giữ cho thiết bị hoạt động hiệu 14 KIỂM SOÁT TẮC NGHẼN PHỄU Nhà máy điện thường xuyên phải đối mặt với tắc nghẽn phễu làm chậm hoạt động, gây thời gian chết tốn khiến công nhân gặp nguy hiểm Sau số ví dụ: • Những đám mây tro độc hại thoát từ phễu mở cửa thoát xỉ • Cặn tro cứng cạo • Tắc nghẽn silo độ ẩm • Tích tụ nặng tro xỉ phễu • Cặn tro đóng cứng sàn lị Chất xúc tác cho vấn đề nhiều vấn đề khác chênh lệch nhiệt độ (Hình 2) tro nóng thành bên phễu Khi phần thành phễu nguội đi, tro tích tụ bề mặt nguội Điều đẩy nhanh tượng làm mát, tăng tốc độ tích tụ tro xỉ Hình Biểu đồ nhiệt độ tạo thành cầu nối xảy phễu tro xỉ Biểu đồ nhiệt độ cho thấy tượng tắc phễu tro xỉ xảy ra, thể chênh lệch nhiệt độ tro nóng vách bên phễu (Ảnh minh họa) ĐƯA HALT VÀO BẢO TRÌ PHỄU NGUY HIỂM Tình hình trở nên phức tạp tro xỉ hóa rắn nguội đi, theo thời gian đòi hỏi nhiều công sức để loại bỏ theo cách thủ công Người vận hành đóng mạch hệ thống gia nhiệt phễu để làm nóng bề mặt sử dụng phương pháp khác để cố gắng đánh bật lớp tro bám Mặc dù bước kéo dài thời gian vận hành, tro xỉ tích tụ cuối đạt đến điểm tới hạn, buộc phải tắt lị làm thủ cơng CÁC MỐI NGUY ĐỐI VỚI AN TOÀN Nhân viên bị bỏng làm phễu Nhân viên bị chìm ngập tro nóng Cơng nhân bị bỏng tro bay nóng phễu gom tro Cơng nhân bị ngạt tro làm phễu Những ví dụ này, ghi nhận Cục Quản lý An toàn Sức khỏe Nghề nghiệp Hoa Kỳ, vài số tình gây tích tụ tro Nếu công việc bạn dọn phễu bị tắc, chắn bạn lần chạm vào tay cầm cửa thoát tro với cảm giác lo lắng Bạn nghe cảnh báo, đọc báo cáo chí biết bị bỏng bị thương theo cách tro Tro chứa lượng cacbon chưa cháy kiệt việc đột ngột đưa khơng khí vào thay đổi áp suất khiến tro xỉ bùng cháy Cũng vậy, tro tích tụ sụt xuống nhanh chóng, đổ hàng tro xỉ xuống nhân viên bảo trì mà khơng cần cảnh báo Hằng năm, có nhiều người vận hành lị nhân viên bảo trì nhà máy bị thương, bị bỏng nặng chí tử vong cách đáng tiếc ảnh hưởng tích tụ tro nóng Những cố hồn tồn tránh TÍNH NĂNG THIẾT BỊ Các nhà máy nói chung nhà máy điện nói riêng, ln chịu áp lực đảm bảo cấp điện không gián đoạn đạt hiệu suất tối đa Tích tụ tro xỉ phễu ảnh hưởng bất lợi đến hai yêu cầu Tro thường tích tụ hai hình thức, thường gọi tạo thành cầu nối hình thành lỗ hang chuột Cầu nối xảy hình thành vịm lối thoát xỉ; lỗ hang chuột xảy vật liệu ngồi qua kênh dịng chảy bên lối xỉ Cho dù tên gọi hay hình thức sao, tro tích tụ làm tắc phễu gây nhiều vấn đề Ngồi việc khiến lị phải ngừng vận hành, tích tụ tro lâu dài gây hư hại cho kết cấu Tro có tính bào mịn, tạo lực ma sát nặng bị nén chặt Sự trượt tác động tro rơi bên phễu đập vào bề mặt vách, gây hư hại cần phải bảo trì, vá thay Hình Bộ điều khiển Hệ thống nhiệt ngẫu mức tro phễu (HALT) (Ảnh minh họa) KHCN Điện, số 4.2019 15 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG Milford, Cơng ty Tích hợp Thử nghiệm + Đo lường (ITM, trụ sở bang Ohio, Mỹ) nhà cung cấp phần mềm kỹ thuật thử nghiệm đo lường kết cấu, hệ thống dịch vụ liên quan, gần giới thiệu hệ thống Nhiệt ngẫu Mức Tro Phễu (HALT) HALT cơng cụ bảo trì phịng ngừa theo thời gian thực an toàn, giúp theo dõi tượng tích tụ tro phễu Hệ thống HALT phát chỗ bị tắc, cung cấp phản hồi bảo trì phịng ngừa, cải thiện việc kiểm sốt quy trình cung cấp điều khiển vịng kín để tự động hóa lớp bọc, rung thổi tro xỉ Nó giúp tăng độ an tồn cho người vận hành giảm chi phí vận hành Hệ thống gồm có vỏ bọc thép khơng gỉ chứa điều khiển cơng nghiệp (Hình 3) chuỗi cảm biến nhiệt ngẫu cấp công nghiệp lắp đặt dọc theo thành phễu Khi tro xỉ quản lý tốt phễu sạch, đèn màu lục hệ thống HALT sáng Khi tượng tích tụ bắt đầu xảy ra, cảm biến bị cách nhiệt nhiệt độ chúng hạ xuống Đồng thời, cảm biến cung cấp giá trị đo mức độ tích tụ tro xỉ xảy Điều cho phép người vận hành biết tích tụ tro xỉ xảy đâu mức độ Ở góc độ người vận hành, kiến trúc hệ thống khơng có đầu tự động (Hình 4) cung cấp phản hồi liên quan đến tình trạng bên phễu theo thời gian thực thông qua hệ thống ánh sáng đọc nhanh Đèn màu lục cho biết hoạt động bình thường Đèn vàng cho biết có vấn đề hệ thống Đèn đỏ cho biết phễu bị tắc bị tắc, tình cần quan tâm tức thời Đồng thời liệu chi tiết truyền đến sử gia nhà máy để kỹ sư nhà quản lý xem xét Vì truy cập thơng tin nên họ hiểu tình hình xác mối nguy tiềm ẩn an toàn phễu thời điểm Do lên kế hoạch bảo trì xử lý cố Phễu tro xỉ Hộp điều khiển HALT Thời gian thực cho phù hợp Các kỹ sư nhà máy sử dụng thơng tin trước tính phễu để lên kế hoạch bảo trì thực sớm bước phịng ngừa khác CÁC TÍNH NĂNG VÀ CÁC BỘ PHẬN CỦA HỆ THỐNG Hệ thống HALT ITM cung cấp thơng tin phản hồi theo thời gian thực tình trạng tích tụ tro xỉ bên phễu lị nhiệt điện Mỗi phễu có cảm biến nhiệt ngẫu (Hình 5), phễu ống xỉ Khi mức tro tăng lên, người vận hành báo động phải thực bước bảo trì cần thiết Đồng thời, nhân viên nhà máy báo động tình trạng an tồn nguy hiểm tiềm ẩn, cho phép thực biện pháp phòng ngừa trước bắt đầu hoạt động bảo trì xử lý cố Hệ thống HALT ITM có số tính phận, bao gồm: • Vỏ bọc điều khiển loại 4X Hiệp hội Nhà chế tạo Điện Quốc gia (NEMA) thép không gỉ với dung lượng nhiệt ngẫu loại K 16 kênh tiêu chuẩn • Bộ điều khiển theo thời gian thực để xử lý điều khiển từ xa đầu vào–đầu • Các phép đo nhiệt ngẫu mức tro phễu lên đến 1.260oC • Đầu cảnh báo tình trạng nguy hiểm với đèn báo trạng thái cục Máy chủ doanh nghiệp/ Sử gia • Cấu hình hệ thống • Vẽ đồ thị & Xác định xu hướng • Lưu trữ liệu ng Đườ Giao diện truyền thơng • OPC-DA, OPC-UA, Ethernet IP, Dịch vụ Web Mạng lưới doanh nghiệp Tín hiệu đầu vào Tín hiệu đầu Các nhiệt ngẫu 16 • Các nhiệt ngẫu • Đầu kỹ thuật số • Nhãn ControlLogix PLC ControlLogix có tính xác định xu hướng vẽ đồ thị theo thời gian thực, kích hoạt kiện báo động để cảnh báo người vận hành mức độ tích tụ trước họ bắt đầu khắc phục cố Hệ thống cung cấp điều khiển vịng kín để tự động kích hoạt máy rung, bọc gói máy thổi tro bắt đầu tích tụ Hình Các cảm biến HALT gắn phễu (Ảnh st) • Thơng thường, có cảm biến nhiệt ngẫu phễu Bộ điều khiển theo thời gian thực phần mềm cấu hình cho phép hệ thống sử dụng nhiều giao thức truyền thông bao gồm kết nối OPC, Ethernet/IP Modbus Phần mềm BỘ DÒ KỸ THUẬT SỐ CÁC APTOMAT ITM hỗ trợ từ xa Hình Kiến trúc hệ thống Kiến trúc hệ thống HALT gửi liệu chi tiết từ hộp điều khiển lên toàn mạng lưới doanh nghiệp, cho phép kỹ sư quản lý nhà máy xem xét Sau có Cục Mạng lưới thể lên kế hoạch bảo trì xử lý cố (Ảnh minh họa) VPN Không gây phiền hà, tắc phễu ảnh hưởng trực tiếp đo lường hiệu suất, suất an tồn lị Các nhà máy nhiệt điện thuộc chủng loại kích cỡ nhìn nhận tượng tích tụ tro làm phễu cách nghiêm túc; số bắt buộc áp dụng công nghệ theo dõi mức tro vào cuối thập kỷ Kết hiệu suất phát điện cao bước tiến lớn việc đảm bảo an toàn cho người lao động Biên dịch: Gia Hiếu Theo “Power”, số 5/2018 Bộ dò kỹ thuật số aptomat (Ảnh st) Bộ dò kỹ thuật số aptomat (máy cắt điện hạ thế) Công ty Klein Tools (Mỹ) dễ dàng nhận diện máy cắt có kết nối với phụ kiện điện cụ thể ổ cắm thiết bị chiếu sáng Thiết bị kiểm tra bao gồm hai phần: Máy phát tín hiệu kết nối trực tiếp với ổ cắm điện phụ kiện; máy thu tín hiệu quét bảng điều khiển định vị aptomat tương ứng phát tín hiệu thị ánh sáng âm định vị aptomat Máy phát tín hiệu có phích cắm ba chân để sử dụng với ổ cắm điện có nối đất kiểu Bắc Mỹ mạch 90-120 VAC, kết hợp với thiết bị kiểm tra ổ cắm GFCI (aptomat chạm đất) thuận tiện để kiểm tra tình trạng dây ổ cắm điện kiểm tra thiết bị GFCI Khi khơng sử dụng, máy phát tín hiệu cắm an toàn máy thu để thuận tiện việc bảo quản khối Máy thu tự động tắt nguồn sau ba phút không sử dụng để tiết kiệm pin Thiết kế chắn, phù hợp với điều kiện nặng nề nơi làm việc, chịu rơi từ độ cao 6,6 feet (2 mét) Biên dịch: Gia Hiếu Theo “Utility Products”, số 6/2019 Buồng điều khiển KHCN Điện, số 4.2019 17 17 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG MÁY BIẾN ÁP LÃO HÓA NHƯ THẾ NÀO Máy biến áp thiết kế với tuổi thọ kỳ vọng 30 năm, số máy biến áp Nhật Bản vận hành 50 năm Nhu cầu thay máy biến áp xác định cách đánh giá tình trạng riêng máy biến áp, để lập kế hoạch cho chương trình dài hạn thay máy biến áp, cần xác định tuổi thọ kỳ vọng tài sản Để khảo sát ảnh hưởng lão hóa máy biến áp, Cơng ty điện lực TEPCO Power Grid Inc (Nhật Bản) cho ngừng hoạt động 20 máy biến áp có tuổi thọ từ 30 năm đến 50 năm để đánh giá mức độ hư hỏng lão hóa Nghiên cứu bao gồm máy biến áp truyền tải phân phối sau: • tổ máy biến áp truyền tải dải điện áp từ 275kV đến 500kV với công suất danh định từ 200MVA đến 1.000MVA Những máy biến áp có độ tuổi từ 27 đến 52 năm • 11 tổ máy biến áp phân phối có điện áp sơ cấp 66kV với công suất danh định từ 10MVA đến 20MVA Những máy biến áp có độ tuổi từ 13 đến 50 năm 18 LỰC KẸP CUỘN DÂY Cách điện đầu cuộn dây máy biến áp bao gồm bìa cách điện miếng đệm bố trí phía cuộn dây, kẹp phụ kiện kim loại Khi cách điện co ngót, lực kẹp giảm Máy biến áp truyền tải (154kV cao hơn) Số tổ máy Máy biến áp phân phối (66kV) Tuổi tính năm Đường cong độ tuổi máy biến áp phân phối 66kV TEPCO (Ảnh minh họa) Mức độ polyme hóa (số tổ máy biến áp) TEPCO cho ngừng hoạt động 20 máy biến áp có tuổi thọ từ 30 năm đến 50 năm để đánh giá mức độ hư hỏng lão hóa ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG NƯỚC Đối với máy biến áp trạm biến áp có hệ số phụ tải thấp vận hành, khảo sát TEPCO phát yếu tố định tuổi thọ máy biến áp kết việc giảm lực kẹp đặt lên cuộn dây, co ngót lớp cách điện ảnh hưởng đến khả học Phát cho thấy khơng phải kết việc giảm mức độ polyme hóa (DP), công ty điện lực quan niệm Tuy nhiên, mức độ DP tăng cao chưa sấy khơ hồn tồn q trình chế tạo lượng nước dư tồn đọng cao giấy cách điện gây Tốc độ giảm DP tăng cao ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ dịch vụ máy biến áp TEPCO khảo sát DP cách điện giấy bìa cách điện cuộn dây 20 máy biến áp cho ngừng hoạt động để xác định hàm lượng nước khí hịa tan dầu Được thiết kế với bình dầu phụ biện pháp phòng ngừa chống Một số phép đo nồng độ CO2 + CO acetone sử dụng để ước tính DP Đối với máy biến áp có bình dầu phụ vốn tiêu chuẩn TEPCO, DP xác định xác từ CO2 + CO mối tương quan chặt chẽ mối quan hệ DP CO2 + CO xác nhận Máy biến áp có hàm lượng nước thấp giấy cách điện cuộn dây (Wp 1,5%) Máy biến áp có hàm lượng nước cao giấy cách điện cuộn dây (Wp: 1,5 - 3,0%) Tuổi tính năm Mối quan hệ số năm trôi qua mức độ polyme hóa (Ảnh minh họa) TEPCO khảo sát DP cách điện giấy bìa cách điện cuộn dây 20 máy biến áp cho ngừng hoạt động để xác định hàm lượng nước khí hòa tan dầu (Ảnh st) xuống cấp dầu, máy biến áp có hệ số phụ tải từ 40% đến 60% vận hành Máy biến áp có hàm lượng nước cao giấy cách điện cuộn dây (1,5% đến 3%) xuống cấp nhanh so với máy biến áp có hàm lượng nước thấp giấy cách điện (dưới 1,5%) NGẮN MẠCH Khi lực kẹp tác dụng lên cuộn dây giảm xuống, cường độ lực ép giảm xuống tương ứng giảm lực kẹp dọc trục thời gian ngắn mạch Lực ép xảy lực kẹp ban đầu 100% lực kẹp lại giảm xuống thấp khoảng 30% Lực kẹp giảm dần theo thời gian tuổi thọ máy biến áp giả định khoảng 70 năm đến 80 năm, điều phụ thuộc vào hệ số phụ tải mà lực kẹp - bắt đầu ảnh hưởng tới độ bền máy - giảm 30% đến 40% điều kiện ngắn mạch KHẢ NĂNG CHỊU ĐỘNG ĐẤT Quy định kỹ thuật máy biến áp TEPCO bao gồm yêu cầu khả chịu động đất xảy Nhật Bản Ví dụ, trận động đất gây dịch chuyển đáng kể cuộn dây máy biến áp 500kV, 23 tuổi vận hành với hệ số phụ tải cao Cuộn dây dịch chuyển 15mm (0,59 inch), làm tăng khoảng hở cuộn dây cao áp hạ áp Gia tốc động đất 890 gal độ cao mặt đất 1.720 gal trọng tâm máy biến áp Gia tốc vượt quy định thiết kế Hiệp hội Điện Nhật Bản 500 gal, tương đương 0,5m/s2 (1,64ft/s2) Sự dịch chuyển lõi thép cuộn dây máy biến áp ghi nhận máy biến áp khác, từ nhà chế tạo khác nhau, đặt nhà máy điện Kết khảo sát thực máy biến áp ngừng hoạt động cho thấy lực kẹp giảm khoảng 60% độ dịch chuyển cuộn dây giảm 40% TUỔI THỌ KỲ VỌNG TEPCO đặt mục tiêu tuổi thọ kỳ vọng 65 năm máy biến áp siêu cao áp/cao áp 75 năm KHCN Điện, số 4.2019 19 CO2+CO (ml/g) SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG Mức độ polyme hóa (số tổ máy biến áp) Mối quan hệ mức độ polyme hóa CO CO2 (Ảnh minh họa) ĐO LƯỜNG VÀ THEO DÕI PHÓNG ĐIỆN CỤC BỘ TRỰC TUYẾN TRÊN HỆ THỐNG MONTESTO 200 kết nối với cảm biến PD lắp đặt sẵn thông qua Hộp Đầu nối để dễ dàng đo PD trực tuyến (Ảnh st) Lực kẹp dư (%) Đường cong xấp xỉ Đường cong tối thiểu Tuổi tính năm Lực kẹp dư (%) Mối quan hệ lực kẹp dư tuổi 10 máy biến áp cho ngừng hoạt động (Ảnh minh họa) CO2+CO (ml/g) Mối quan hệ lực kẹp dư CO2 + CO (Ảnh minh họa) máy biến áp phân phối, khoảng thời gian lực kẹp cuộn dây bắt đầu giảm xuống, gây ảnh hưởng rõ rệt đến tính học Tuy nhiên, tuổi thọ kỳ vọng máy biến áp bị ảnh hưởng DP giảm nhanh hàm lượng nước cao cách điện giấy mà nguy cố xác định, thiết phải thay sớm máy biến áp Biên dịch: Thanh Hải Theo “T&D world”, số tháng 2/2019 20 20 Phát PD quan trọng để đảm bảo thiết bị điện hoạt động lâu dài, đáng tin cậy Độ khả dụng liên tục tài sản điện trung áp cao áp sử dụng sản xuất, truyền tải phân phối điện quan trọng việc cấp điện tin cậy công ty điện lực nhà máy cơng nghiệp Phóng điện cục (PD) coi tác nhân gây xuống cấp cố hệ thống cách điện tài sản điện Do hoạt động PD thường xuất sớm trước xảy cố cách điện, nên nhà quản lý tài sản đánh giá hoạt động PD theo thời gian đưa định chiến lược sáng suốt liên quan đến việc sửa chữa thay kịp thời thiết bị trước xảy điện đột ngột Do phát PD cần thiết để đảm bảo thiết bị điện hoạt động lâu dài, đáng tin cậy Mặc dù người dùng coi việc phát theo dõi PD có lợi cho việc xác định xu hướng tình trạng cách điện tài sản điện, việc lắp đặt hệ thống phân tích liệu thường phức tạp tốn thời gian người dùng trung bình Ngồi ra, người dùng muốn có hệ thống linh hoạt để sử dụng trước mắt lâu dài nhiều tài sản, thay đầu tư vào nhiều hệ thống Đó lý OMICRON định phát triển hệ thống di động theo dõi đo lường PD trực tuyến, dễ lắp đặt dễ sử dụng tài sản khác trường MỘT HỆ THỐNG DÙNG CHO NHIỀU ỨNG DỤNG KHÁC NHAU Hệ thống MONTESTO 200 OMICRON (Áo) kết hợp chức đo lường theo dõi trực tuyến tạm thời phóng điện cục (PD) hệ thống di động MONTESTO 200 có cấp bảo vệ vỏ ngồi IP65 sử dụng nhà trời để đánh giá tình trạng cách điện tài sản điện trung áp cao áp khác mang tải, bao gồm động máy phát điện, máy biến áp điện lực cáp điện Tính đa dụng giúp người dùng phải đầu tư vào hệ thống để đánh giá tình trạng cách điện tài sản điện tồn cơng ty điện lực nhà máy công nghiệp Theo dõi Giải pháp di động Các phiên đo mặc định Máy điện quay Máy biến áp điện lực Mối nối vắt qua Đầu cáp bọc Các phiên Mới Quản lý Chẩn đoán Hệ thống Cấu hình Trợ giúp Giao diện web thuận tiện cho phép người dùng thiết lập hệ thống truy cập liệu từ xa (Ảnh minh họa) KẾT NỐI KIỂU CẮM VÀO LÀ CHẠY VỚI CÁC CẢM BIẾN PD KHÁC NHAU MONTESTO 200 thiết kế để sử dụng với nhiều cảm biến đo lường PD OMICRON nhà cung cấp khác, bao gồm tụ điện ghép cặp dùng cho máy điện quay, cảm biến đầu rẽ nhánh sứ xuyên cảm biến van xả UHF dùng cho máy biến áp điện lực, máy biến dòng cao tần (HFCT) dùng cho cáp điện Các cảm biến đo lường PD lắp đặt kết nối vĩnh viễn với MONTESTO 200 thông qua Hộp Đầu nối OMICRON, lắp đặt vĩnh viễn tài sản Điều cho phép kết nối cắm chạy an toàn thuận tiện tài sản hoạt động để tránh thời gian chết khơng cần thiết q trình thiết lập DỄ DÀNG ĐO PD TẠI THỰC ĐỊA MONTESTO 200 nhẹ nhỏ gọn có kèm theo tất cáp kết nối cần thiết hộp có bánh xe, dễ dàng vận chuyển đến địa điểm khác để đo PD trực tuyến thực địa Dải tần số đo rộng hệ thống điều chỉnh tự để đảm bảo tỷ lệ tín hiệu nhiễu tối ưu Có thể ghi sau phát lại luồng liệu đo PD để phân tích chi tiết THIẾT LẬP THEO DÕI VÀ TRUY CẬP DỮ LIỆU TỪ XA Để theo dõi tạm thời PD, người dùng dễ dàng lắp MONTESTO 200 lên bề mặt KHCN Điện, số 4.2019 21 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG gần tài sản, kết nối với Hộp Đầu nối sau để hoạt động không cần giám sát Các phiên theo dõi PD thiết lập nhanh chóng sau chưa tới 10 lần nhấp chuột MONTESTO 200 có máy tính tích hợp cho phép thu thập lưu trữ liệu dài hạn Người dùng truy cập máy tính từ vị trí xa để thiết lập phiên theo dõi xem liệu PD thu thập giao diện web thuận tiện hệ thống Người dùng cấu hình Để theo dõi tạm thời PD, lắp MONTESTO 200 vào bề mặt gần tài sản sau cho vận hành mà khơng cần phải theo dõi (Ảnh st) Biểu đồ phóng điện cục Tất nhóm (8 nhóm) Màu vàng Màu lam Màu đỏ Màu đỏ Tất nguồn tín hiệu tự động tách rời thành nhóm 3PARD (Biểu đồ quan hệ biên độ pha) để phân biệt nhanh nhiễu PD cho pha (Ảnh minh họa) 22 hệ thống để tự động gửi thông báo báo động qua email mức PD vượt ngưỡng người dùng xác định PHẦN MỀM THÂN THIỆN VỚI NGƯỜI DÙNG Phần mềm MONTESTO 200 đơn giản hóa việc thiết lập hệ thống, phân tích báo cáo liệu PD Các tính phần mềm độc đáo, chẳng hạn 3PARD (Sơ đồ quan hệ biên độ pha) Tách nhóm tự động, tự động tách nhiễu khỏi tín hiệu PD, giúp người dùng xác định nhanh chóng đáng tin cậy nguồn tín hiệu Cũng tích hợp dễ dàng liệu từ cảm biến bên thứ ba để tương quan với liệu PD CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG KHÁC NHAU MONTESTO 200 thiết kế để sử dụng nhà chế tạo tài sản, nhóm bảo trì cơng ty điện lực thực địa công nghiệp, nhà cung cấp dịch vụ để đo PD trực tuyến thuận tiện theo dõi PD tạm thời Ví dụ, giải pháp hai sử dụng để làm rõ vấn đề cách điện tài sản thời gian bảo hành; để kiểm tra định trạng cách điện suốt vịng đời sử dụng tài sản; để xác định vấn đề cách điện cần phải ý lập tức; để quan sát tài sản có nguy rủi ro khoảng thời gian kéo dài; để lập kế hoạch bảo trì đầu tư dựa tình trạng tài sản OMICRON có nhiều năm kinh nghiệm lĩnh vực đo lường, theo dõi phân tích PD tài sản trung áp cao áp với khách hàng lĩnh vực chế tạo thiết bị, công ty điện lực ngành cơng nghiệp tồn giới Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “T&D World”, số 5/2019 Đối với tài sản quan trọng, bảo trì tiên đốn ưu tiên so với bảo trì dự phịng, để nhận giá trị đầy đủ bảo trì tiên đốn phải áp dụng phân tích nâng cao CHUYỂN TỪ BẢO TRÌ DỰ PHỊNG SANG BẢO TRÌ TIÊN ĐỐN sử dụng phân tích nâng cao Các nhà máy điện loại có nhiều tài sản cần bảo trì, bao gồm tuabin, máy bơm, động cơ, trao đổi nhiệt, máy nén, bẫy hơi, v.v Chuyển từ bảo trì dự phịng sang bảo trì tiên đốn tài sản quan trọng cắt giảm chi phí đồng thời tăng thời gian hoạt động Đây quy trình gồm hai bước: Bước phân loại tài sản dựa mức độ quan trọng bước thứ hai thực chương trình bảo trì tiên đốn tài sản quan trọng Bảo trì dự phịng thường lập kế hoạch dựa kinh nghiệm vận hành lớp tài sản, thường dựa vào thời gian, tính theo lịch (số ngày) số vận hành Ưu điểm phương pháp đơn giản sử dụng số lượng lớn tài sản để xác định cách thực tốt Nhược điểm thiếu độ xác liên quan tới yêu cầu tài sản cụ thể cần bảo dưỡng Với bảo trì tiên đốn, số tài sản bảo trì Hình Các tài sản quan trọng, ví dụ tuabin đốt khí thiên nhiên này, cần nằm chương trình bảo trì tiên đốn để giảm thời gian chết (Ảnh st) thường xuyên, làm tăng chi phí, tài sản khác nhiều lại khơng bảo trì đủ mức thường xun, dẫn đến giảm tính trường hợp tốt cố kế hoạch trường hợp xấu Bảo trì tiên đốn thực dựa kinh nghiệm cụ thể với tài sản dựa vào liệu vận hành thực tế Các điểm liệu điển hình phân tích để bảo trì tiên đốn bao gồm nhiệt độ, áp suất, độ rung, âm thanh, v.v Nếu thực đúng, bảo trì tiên đoán cho phép tài sản bảo dưỡng cần thiết Điều giúp cắt giảm chi phí tài sản cần bảo trì thường xuyên so với thực bảo trì dự phòng Quan trọng hơn, việc cho phép lập kế hoạch bảo trì tài sản cần bảo trì sớm so với lập kế hoạch bảo trì dự phịng bình thường PHÂN LOẠI TÀI SẢN Bước để thực chương trình bảo trì tối ưu phân loại tài sản dựa mức độ quan trọng So với bảo trì tiên đốn, bảo trì dự phịng thực đơn giản đỡ tốn kém, biện pháp nên sử dụng cho tài sản quan trọng Bảo trì tiên đốn tương đối phức tạp tốn thực hiện, nên sử dụng cho tài sản quan trọng Xác định mức độ quan trọng tài sản yêu cầu phải cân nhắc số yếu tố Yếu tố hiển nhiên: Ảnh hưởng tài sản bị cố đến hoạt động hệ thống lớn Ví dụ, tuabin (Hình 1) nhà máy nhiệt KHCN Điện, số 4.2019 23 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG THU THẬP VÀ LƯU TRỮ DỮ LIỆU Mỗi tài sản quan trọng nhà máy điện cần có dụng cụ đo để thu thập liệu cần thiết cho việc bảo trì tiên đốn Trước đây, việc bổ sung thêm điểm đo công việc tốn kém, thiết bị không dây làm giảm nhiều chi phí (Hình 2) Sau liệu dụng cụ đo thu thập, phải lưu trữ liệu Cũng thu thập liệu, công nghệ nhanh chóng cắt giảm chi phí lưu trữ liệu, nhà máy đám mây Trong nhiều nhà máy điện, sử gia trình bố trí chỗ để lưu trữ liệu thu thập sẵn sàng cung cấp để phân tích theo u cầu bảo trì tiên đốn Hình Bổ sung linh hoạt Các dụng cụ đo không dây làm giảm đáng kể chi phí cho việc bổ sung điểm đo cho tài sản (Ảnh st) điện than bị hỏng, toàn sản lượng tổ máy phát tuabin bị Sự cố tuabin nhiều gây thiệt hại không cho thân tuabin mà gian tuabin, dẫn đến chi phí cao thời gian sửa chữa dài ngày Ngay sửa chữa tuabin nhanh, cố buộc phải cho ngừng hoạt động lị sinh thiết bị liên quan khác, nhiều chí nhiều ngày để khởi động lại Yếu tố thứ hai ảnh hưởng đến mức độ quan trọng thời gian trung bình để sửa chữa tài sản Yếu tố thứ ba ảnh hưởng đến mức độ quan trọng chi phí dự kiến để sửa chữa tài sản Ngay tài sản không quan trọng hoạt động nhà máy điện coi quan trọng chi phí sửa chữa sau cố lớn Sau tài sản xếp hạng theo mức độ quan trọng, tài sản quan trọng cần chuyển từ chương trình bảo trì dự phịng sang chương trình bảo trì tiên đốn, bắt đầu việc thu thập lưu trữ liệu, sau tiến hành phân tích liệu 24 ÁP DỤNG PHÉP PHÂN TÍCH Với phương án thu thập, lưu trữ phân tích liệu ngày rẻ hơn, ngành điện chuyển sang mơ hình “tài sản loại”, nhờ tất tài sản tối ưu hóa mặt bảo trì Nhưng trường hợp, với tài sản đơn lẻ gộp chung, cần phải phân tích liệu để hiểu rõ chất vấn đề Điều thực từ nhiều thập kỷ nay, thường cách sử dụng bảng tính Một giải pháp tốt xuất vài năm qua dạng phần mềm phân tích nâng cao Loại phần mềm thiết kế để hiểu biết sâu sắc liệu trình chất chun dụng giúp sử dụng đơn giản so với cơng cụ có mục đích chung bảng tính Ví dụ, phần mềm Seeq kèm theo cơng nghệ phân tích tiên tiến liệu lớn học máy trải nghiệm trực quan hóa, cho phép kỹ sư chuyên gia quy trình khác làm việc ứng dụng tương tác (Hình 3) Phần mềm cung cấp khả tìm kiếm giống Google để định vị điểm liệu cần quan tâm, với công cụ để lọc liệu Phần mềm mang lại khả làm việc trình duyệt web, làm việc thời gian thực với đồng nghiệp, thực phép tính phức tạp, tương tác liệu với tốc độ suy nghĩ tiên đoán kết Tất bước quản lý thay đổi truyền thống cần thiết để chuyển sang mức độ yêu cầu việc đưa định dựa phân tích thực bảo trì tiên đốn Phần thứ hai phương trình phân tích nâng cao chia sẻ hiểu biết với đồng nghiệp Cũng việc sử dụng bảng tính để phân tích, người ta tạo báo cáo từ nhiều thập kỷ Ngày nay, với phần mềm Seeq Organizer, kỹ sư chuyên gia q trình cung cấp phân tích liên quan đến thời gian cho người khác, người nhận “nhấp” vào hình ảnh phân tích để sâu vào liệu nguồn gốc Phân tích dạng biểu đồ phân tán, biểu đồ thanh, biểu đồ xu hướng, yếu tố thẻ điểm, v.v Phân tích phân tán khơng phải báo cáo, mơ tả liệu PHÂN TÍCH HÀNH ĐỘNG Một người dùng cuối sử dụng phần mềm Seeq để tạo mơ hình nhờ người quản lý nhận diện tượng suy giảm tính tài sản cân nhắc mức giảm tính tài sản với giá trị thị trường sản phẩm để định thực bảo trì Bảo trì tiên đốn có nhiều lợi so với bảo trì dự phòng, trước đây, thường tốn thực chiến lược cho tất tài sản, ngoại trừ tài sản quan trọng Với đời công nghệ mới, việc thu thập, tích trữ phân tích liệu tốn phức tạp nhiều, cho phép bổ sung nhiều tài sản vào chương trình bảo trì tiên đốn nhà máy điện Biên dịch: Chu Hải Yến Theo “Power”, số tháng 9/2018 GIẢI PHÁP THỬ NGHIỆM 15KV MỚI CỦA OMICRON DÙNG CHO MÁY ĐIỆN QUAY CP TD15 (Ảnh st) CP TD15 kết hợp tăng áp cao áp môđun đo hệ số công suất/tiêu tán với độ xác cao tạo điện áp thử nghiệm lên đến 15kV Ngoài ra, giải pháp bao gồm phần mềm Primary Test Manager (PTM) OMICRON Phần mềm cung cấp hướng dẫn cho người dùng suốt tồn quy trình thử nghiệm mẫu tự động để đẩy nhanh việc thử nghiệm giảm nhầm lẫn người Phần mềm cho phép phân tích tức thời phép đo với biểu đồ kết thời gian thực báo cáo tự động Kết hợp với thiết bị thử nghiệm đa chức CPC 100, giải pháp thử nghiệm 15kV hoàn chỉnh đo tham Biên dịch: Chu Hải Yến Theo “Electrical Review”, số tháng 4/2019 Phụ kiện thử nghiệm CP TD15 Công ty OMICRON (Mỹ) sử dụng phần giải pháp hoàn chỉnh kết hợp với thiết bị thử nghiệm đa chức CPC 100 Công ty OMICRON để thử nghiệm cách điện ngoại tuyến lên đến 15kV cho tất loại máy điện quay Hình Tiên đốn bảo trì Ứng dụng phân tích nâng cao Seeq cung cấp cho kỹ sư bảo trì chuyên gia khác khả tương tác trực tiếp với liệu cần quan tâm (Ảnh st) số điện, chẳng hạn điện dung cách điện hệ số công suất/tiêu tán, điện trở cuộn dây DC (một chiều) điện trở tiếp xúc Ngồi ra, hệ thống sử dụng để thử nghiệm trở kháng điện áp chịu thử, nguồn điện cao áp (HV) dùng cho phép đo phóng điện cục máy điện quay KHCN Điện, số 4.2019 25 CHẤT LƯỢNG ĐIỆN BỊ HIỆU CHỈNH DỊNG ĐIỆN 7THIẾT SẴN CĨ TRÊN THỊ TRƯỜNG Bộ lọc thụ động chứa cuộn cảm, tụ điện điện trở Hình Một loại lọc cuộn cảm/tụ điện (LC) (Ảnh minh họa) TẠI SAO PHẢI HIỆU CHỈNH DÒNG ĐIỆN? Tất thiết bị điện tử đại dễ bị ảnh hưởng chất lượng điện Nhưng sao? Bạn làm gì? Bài báo mơ tả loại thiết bị hiệu chỉnh dịng điện sử dụng dịng điện có sẵn dạng thay đổi dòng điện để cải thiện chất lượng độ tin cậy theo yêu cầu thiết bị điện tử xoay chiều (AC) Các thiết bị thực chức loại bỏ tiếng ồn, thay đổi ổn định điện áp, tần số dạng sóng Lưới Phụ tải Một số chức máy biến áp cách ly Một khả biến đổi thay đổi mức điện áp đầu vào/đầu bù cho điện áp trạng thái ổn định cao thấp Ở Mỹ, điện áp 480V thường phân phối đến điểm sử dụng sau biến đổi thành 120V 208Y/120V Đối với mục đích điều hịa dịng điện, máy biến áp cách ly cần trang bị chắn tĩnh điện (màn chắn Faraday) cuộn dây sơ cấp thứ cấp thể Hình Hình thức đơn giản lọc lọc “thông thấp” thiết kế phép điện áp 60Hz qua lại chặn tần số cao Các thiết bị chứa cuộn cảm đấu nối sau tụ điện nối đất Cuộn cảm tạo thành đường dẫn trở kháng thấp dòng điện lưới tần số 60Hz công ty điện lực, tạo thành đường dẫn có trở kháng cao tiếng ồn tần số cao Tụ điện dẫn tiếng ồn tần số cao cịn lại xuống đất trước tới phụ tải Hình Máy biến áp cách ly có chắn (Ảnh Ảnh minh họa) Máy biến áp cách ly thiết bị hiệu chỉnh dòng điện sử dụng rộng rãi Hình mơ tả kết cấu máy biến áp cách ly Phụ tải Lưới để lắp đặt cải thiện chất lượng điện MÁY BIẾN ÁP CÁCH LY phụ tải phi tuyến trở nguồn điện chúng làm nóng dây dẫn, máy biến áp làm méo sóng điện áp tương ứng Bộ lọc LC Màn chắn tĩnh điện vật liệu dẫn khơng từ tính (đồng nhôm) nối đất nhằm giảm hiệu ứng cặp ghép điện dung cuộn sơ cấp thứ cấp cải thiện khả máy biến áp cách ly việc cách ly phụ tải khỏi tiếng ồn chế độ bình thường nguồn điện đầu vào Máy biến áp cách ly lắp đặt riêng rẽ với máy cắt phân phối điện mạch theo dõi Máy biến áp cách ly với máy cắt phân phối bố trí gần phụ tải then chốt Bộ lọc RFI không hiệu tần số gần 60Hz, chẳng hạn sóng hài bậc thấp GIẢI PHÁP ĐỐI VỚI DỊNG ĐIỆN SĨNG HÀI Một số phương pháp thay sử dụng để cắt giảm kiểm sốt dịng điện sóng hài Các phương pháp bao gồm: Bộ lọc sóng hài thụ động, giải pháp dựa vào máy biến áp lọc sóng hài chủ động 3.1 Bộ lọc dịng điện sóng hài thụ động Bộ lọc dịng điện sóng hài thụ động sử dụng để ngăn khơng cho dịng điện sóng hài Bộ lọc tiếng ồn làm giảm nhiễu dẫn điện từ (EMI) nhiễu tần số rađio (RFI) Hình thể loại lọc cuộn cảm/tụ điện (LC) Lưới Phụ tải Hình Máy biến áp cách ly (Ảnh minh họa) 26 Các lọc sử dụng để ngăn chặn nhiễu truyền từ nguồn điện vào thiết bị ngăn chặn không cho nhiễu mà thiết bị phát trở lại vào đường dây điện Hầu hết loại thiết bị điện tử có lọc dạng để giới hạn tiếng ồn tần số cao Lưới Bộ lọc đặt song song với phụ tải lọc hiệu chỉnh theo tần số sóng hài thấp chiếm ưu phụ tải phát quan sát thấy hệ thống điện Nhiều khi, cuộn cảm nối tiếp chèn vào trước lọc để làm cộng hưởng lọc nguồn sóng hài phía nguồn Các lọc hiệu việc cắt giảm dòng điện sóng hài nguồn chúng loại bỏ cần thiết thay đổi khác để bù cho vấn đề gây dịng điện sóng hài 3.2 Cắt giảm dịng điện sóng hài dựa vào máy biến áp Ba loại máy biến áp áp dụng để giảm dịng điện sóng hài là: • Máy biến áp cách ly Δ/Y, • Máy biến áp tự ngẫu đấu zigzag, • Máy biến áp dịch pha, nhiều cuộn dây Máy biến áp cách ly Δ/Y, sử dụng rộng rãi máy biến áp phân phối điện ba pha, giúp loại bỏ dịng điện sóng hài bậc ba phụ tải chúng tạo thành mạch kín cuộn dây sơ cấp đấu Δ Máy biến áp zigzag, gọi máy biến áp thứ tự không, sử dụng để kiểm sốt dịng điện sóng hài bậc ba, cách đưa chúng khỏi lộ xuất tuyến máy biến áp phân phối bị tải Bộ lọc LC BỘ LỌC TIẾNG ỒN Có hai loại lọc dịng điện sóng hài thụ động lọc cộng hưởng nối tiếp kết nối song song lọc cộng hưởng song song kết nối nối tiếp Bộ lọc cộng hưởng nối tiếp điển hình thể Hình Phụ tải Hình Bộ lọc dịng điện sóng hài cộng hưởng nối tiếp (Ảnh minh họa) Máy biến áp kết nối song song với dây ba pha dây trung tính, cung cấp đường dẫn trở kháng thấp sóng hài bậc ba Các dịng điện sóng hài bậc nối tắt qua máy biến áp đấu zigzag bị đưa khỏi lộ xuất tuyến đầu vào máy biến áp cấp điện Máy biến áp dịch pha, nhiều cuộn dây sử dụng hệ thống điện ba pha để loại bỏ KHCN Điện, số 4.2019 27 CHẤT LƯỢNG ĐIỆN Phụ tải phi tuyến Hình Ứng dụng máy biến áp đấu zigzag điển hình (Ảnh st) Đầu vào Đầu Hình Biến áp dịch pha, nhiều cuộn dây áp dụng cho phụ tải điện tử pha-trung tính (Ảnh minh họa) số dịng điện sóng hài bậc định, tùy thuộc vào sự dịch pha cụ thể cuộn dây máy biến áp cung cấp Một số máy điều hòa đường dây điện kết hợp tính cắt giảm tiếng ồn máy biến áp cách ly thiết bị lọc với điều chỉnh điện áp PDU thiết bị cung cấp phương pháp thuận tiện để phân phối điện cho thiết bị công nghệ thông tin (ITE) mà không cần dây khu nhà thường bao gồm nguồn riêng để nối đất cục Các thành phần PDU tủ điện có phương tiện ngắt mạch đầu vào, máy biến áp cách ly, thiết bị theo dõi hệ thống, bảo vệ dòng phân phối đầu cáp mềm đầu Đầu vào Đầu Hình Máy điều hòa đường dây điện (Ảnh minh họa) 28 Đầu Máy phát điện Động Khởi động pha đầu thay đổi tổ M-G Đầu Hình Tổ M-G (Ảnh st) Việc ghép nối hồn tồn khí đầu vào đầu cho phép tổ M-G cách ly toàn tiếng ồn điện phụ tải khỏi nguồn điện đầu vào Động cảm ứng tốn số loại động phổ biến sử dụng thiết bị Loại động không quay tốc độ với tốc độ quay trường từ tạo dòng điện đầu vào LƯU Ý: Điện áp đầu trì cách điều khiển dịng kích thích cuộn dây kích từ máy phát điện độc lập với thay đổi nhỏ tốc độ động Mặc dù ngày hầu hết nguồn cấp điện cho máy tính hoạt động với dải tần số rộng, số phụ tải nhạy với tần số (ví dụ: dung sai ± 0,5 Hz) Đối với ứng dụng tần số quan trọng, nên sử dụng động cảm ứng có hệ số trượt nhỏ động đồng Hình Thiết bị PDU (Ảnh minh họa) NGUỒN ĐIỆN DỰ PHÒNG Cầu dao chuyển mạch Đầu vào Đầu TỔ ĐỘNG CƠ-MÁY PHÁT ĐIỆN Tổ động cơ-máy phát điện (tổ M-G) cung cấp chức máy điều hòa đường dây điện chuyển đổi tần số đầu vào thành tần số khác mà phụ tải cần Hình mơ tả cấu hình tổ M-G Ví dụ tổ M-G biến tần 60Hz thành 50Hz 60Hz thành 400Hz Các tổ M-G bao gồm động cấp điện lưới truyền động máy phát điện xoay chiều mà cấp điện áp cho phụ tải Động máy phát điện ghép nối trục ghép nối đai Bộ nạp acqui Nguồn điện dự phòng hệ thống điện dự phịng phụ tải bình thường cấp nguồn điện đầu vào Hình 10 thể cấu hình nguồn điện dự phịng Nguồn điện dự phòng cấp điện cho phụ tải nguồn điện đầu vào xác định không sử dụng Động mồi Tần số đầu tổ M-G đồng giống tần số đầu vào Tuy nhiên, điện áp đầu M-G đồng không pha với nguồn điện đầu vào thay đổi tỷ lệ thuận với mức tải Việc chuyển đổi không gián đoạn tổ M-G nguồn nối tắt để bảo trì phải điều chỉnh cho phù hợp với góc Chuyển mạch nấc điều chỉnh Chạy THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN CHO MÁY TÍNH (PDU) Đối với phụ tải điện tử hoạt động điện áp pha-trung tính, số máy biến áp nhiều cuộn dây thiết kế, tạo điện áp nhiều pha, phatrung tính ĐIỀU HỊA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN Đầu vào Hình mơ tả máy điều hịa đường dây điện sử dụng điều chỉnh điện áp loại chuyển nấc, máy biến áp cách ly khử đột biến điện áp Các máy biến áp nhiều cuộn dây khác áp dụng với mạch chỉnh lưu để loại bỏ thêm nhiều bậc dịng điện sóng hài nữa, đặc biệt ứng dụng chỉnh lưu cơng suất cao Nối tắt Máy điều hịa đường dây điện điển hình kết hợp nhiều cơng nghệ hiệu chỉnh điện để bảo vệ đầy đủ khỏi nhiễu điện Bộ nghịch lưu Acqui Hình 10 Nguồn điện dự phòng (Ảnh st) Các hệ thống điện thiết kế cho phụ tải chịu gián đoạn nguồn điện trình chuyển đổi nguồn Có khác biệt đáng kể thời gian phát cố điện thời gian chuyển đổi nguồn loại dạng sóng đầu cung cấp khơng có nguồn điện bình thường Dạng đơn giản nguồn điện dự phòng có phụ tải kết nối với nguồn điện đầu vào thông qua cầu dao chuyển mạch vận hành bình thường Trong trường hợp điện đầu vào, phụ tải chuyển đến nghịch lưu phát dòng điện xoay chiều để cấp điện cho phụ tải Dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu sóng hình sin, sóng vng, sóng gần vng dạng sóng khơng hình sin khác coi thích hợp để cấp điện cho phụ tải Bộ nghịch lưu cấp nguồn từ acqui trì mức nạp đầy từ chỉnh lưu cấp điện từ nguồn điện lưới Biên dịch: Nguyễn Thị Dung Theo “EEP”, số tháng 1/2018 KHCN Điện, số 4.2019 29 SÁNG KIẾN KỸ THUẬT LTS: Ban biên tập ấn phẩm Khoa học Công nghệ Điện xin giới thiệu giải pháp “Thay hệ thống giám sát đo lường thủy & bảo vệ cánh hướng nước Tổ máy PLC & HMI” tác giả Phạm Ngọc Du Công ty Thủy điện Sơn La thực Sáng kiến giúp ngăn ngừa cố cắt chốt cánh hướng thoáng qua; giảm thời gian xử lý cố tìm cảm biến cắt chốt cánh hướng bị đứt khơng có tín hiệu trì… A MƠ TẢ GIẢI PHÁP Tình trạng kỹ thuật chưa áp dụng giải pháp Tủ đo lường thủy lực & bảo vệ cánh hướng nước tổ máy 0*MKA54GH018 thiết kế để thực số chức giám sát, bảo vệ tổ máy điện Tuy nhiên sau thời gian vận hành, thực trạng cho thấy: + Chức giám sát tín hiệu cắt chốt cánh hướng: Trong q trình làm việc, chốt khí bị biến dạng nhỏ chưa gãy tác động lên cảm biến giám sát cắt chốt cánh hướng làm tiếp điểm cảm biến hở giải trừ ngay, tổ máy dừng cố tín hiệu giám sát khơng trì, gây khó khăn cơng tác tìm cảm biến tác động chốt khí bị khuyết tật, làm tăng thời gian xử lý cố Sự cố lặp lại khơng tìm cảm biến hỏng làm tăng suất cố trình vận hành + Chức giám sát lưu lượng nước qua buồng xoắn: Cảm biến làm việc theo nguyên lý áp lực, có điểm đo, điều kiện làm việc nước động nên cảm biến có sai số lớn, khơng áp dụng thực tế Bộ hiển thị lưu lượng nước qua tổ máy làm việc không ổn định 30 THAY THẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐO LƯỜNG THỦY & BẢO VỆ CÁNH HƯỚNG NƯỚC TỔ MÁY BẰNG PLC & HMI Bài ảnh: PHẠM NGỌC DU, Công ty Thủy điện Sơn La + Chức giám sát chênh áp trước sau cánh hướng: Cảm biến hiển thị làm việc không ổn định, sai số lớn cần chuyển sang dùng chủng loại khác; + Chức giám sát độ mở cánh hướng nước: Độ mở cánh hướng hệ thống điều tốc hệ thống điều khiển không giống dải đo lường không đồng nhất, giám sát độ mở cánh hướng làm việc không ổn định (Hệ thống điều tốc hiệu chỉnh độ mở cánh hướng từ 0% đến 100% tương ứng với tín hiệu từ 4,2 - 17,6 mA, servomotor không hết hành trình); + Các giám sát bảo vệ cắt chốt cánh hướng, giám sát độ mở cánh hướng, giám sát lưu lượng nước qua cánh hướng, giám sát chênh áp trước sau cánh hướng thiết bị chun dụng Alstom khơng có thị trường Phụ thuộc vào nhà thầu Alstom Trung Quốc, giá thành cao, thời gian cấp hàng lâu Nội dung giải pháp a Mục tiêu đạt sau cải tiến - Ngăn ngừa cố cắt chốt cánh hướng thoáng qua; - Giảm thời gian xử lý cố tìm cảm biến cắt chốt cánh hướng bị đứt khơng có tín hiệu trì; - Tăng độ ổn định xác giám sát độ mở cánh hướng, tín hiệu xác lập độ mở cánh hướng đưa sang hệ thống điều khiển, điều khiển tổ máy; - Tăng độ ổn định xác giám sát lưu lượng nước qua tổ máy; - Tăng độ ổn định xác giám sát chênh áp trước sau cánh hướng b Mô tả giải pháp - Cải tiến kỹ thuật, sử dụng PLC hình HMI để thu thập, hiển thị gửi tín hiệu đến hệ thống điều khiển tổ máy tín hiệu - Giải pháp giám sát tín hiệu đứt chốt cánh hướng: 0*CMA00GH001 qua nhân dòng (1 đầu vào – 20 mA, đầu – 20 mA) Tín hiệu đo lường lưu lượng buồng xoắn tủ 0*CMA00GH001 lấy từ tủ 0*MEA11CF101T làm việc ổn định xác, sơ đồ đấu nối dược thể vẽ kèm theo; + Tín hiệu giám sát lưu lượng qua buồng xoắn – 20 mA đưa vào modul Input Analog PLC lập trình hiển thị hình HMI - Giải pháp đo lường cột áp nước đặt vào tổ máy: + Thay cảm biến CP109 cảm biến hãng Siemens chức tương tự có độ ổn định xác cao + 24 cảm biến cắt chốt cánh hướng đưa tới đầu vào modul Input digital PLC, tín hiệu cố cắt chốt cánh hướng thơng qua chương trình PLC gửi sang hệ thống điều khiển tổ máy, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật; + Khi có tín hiệu cảm biến lỗi (có thể thống qua), tín hiệu báo hiển thị hình HMI (tên cảm biến vị trí lắp đặt) Tín hiệu giải trừ bấm nút reset cửa tủ; + Khi cảm biến báo lỗi thống qua tín hiệu hiển thị hình HMI chưa gửi tín hiệu cố dừng tổ máy rơi cửa nhận nước, nhân viên vận hành có sở giảm công suất tổ máy xin dừng máy để đơn vị sửa chữa kiểm tra xử lý ngăn ngừa cố tổ máy; + Nếu tín hiệu từ cảm biến trì 5s gửi tín hiệu dừng cố tổ máy rơi cửa nhận nước (tín hiệu trễ thay đổi phù hợp, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật) Cửa sổ giao diện vận hành HMI - Giải pháp giám sát độ mở cánh hướng: + Tín hiệu độ mở cánh hướng – 20 mA tủ 0*MKA54GH018 đưa vào modul Input analog PLC; + Lập trình hiển độ mở cánh hướng, vị trí xác lập độ mở cánh hướng < 17%, > 19%, < 50%, đóng hồn tồn, mở hồn tồn hình HMI; + Tín hiệu logic analog lập trình PLC giao tiếp với hệ thống điều khiển thông qua modul đầu số đầu tương tự - Giải pháp đo lường lưu lượng nước qua cánh hướng: + Không dùng tín hiệu từ cảm biến CP108, lấy tín hiệu đo lường lưu lượng buồng xoắn từ tủ Cửa sổ giao diện bố trí 24 cảm biến cắt chốt cánh hướng nước KHCN Điện, số 4.2019 31 SÁNG KIẾN KỸ THUẬT + Tín hiệu cột áp – 20 mA đưa vào modul Input Analog PLC lập trình hiển thị hình HMI cảm biến cắt chốt nên xác định chốt bị kẹt chặt để đưa phán đốn chốt khí bị hỏng (4 người thực 45 phút); B KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA GIẢI PHÁP - Sáng kiến áp dụng tổ máy H2 H4 Sơn La (20/5/2017 trung tu H2) tiến tới thay toàn cho tổ máy lại Sơn La; - Sáng kiến áp dụng thay cho tất tủ đo lường thủy lực tổ máy Lai Châu nhà máy thủy điện EVN nhà thầu Alstom Trung Quốc cung cấp thiết bị; - Sáng kiến giúp thiết kế lập trình cho hệ thống khác theo yêu cầu công nghệ, tiến tới đồng phần mềm điều khiển, phần cứng PLC HMI tất hệ thống nhà máy (Hệ thống PLC trạm dầu điều tốc, hệ thống PLC HMI đập tràn xả sâu, đập tràn xả mặt, hệ thống tất trạm bơm nhà máy, hệ thống máy nén khí cao áp hạ áp) Bước 5: Đóng chốt khí cảm biến bị kẹt nên để kiểm tra rạn nứt (6 người từ đến chốt tùy thuộc mức độ kẹt cứng); C HIỆU QUẢ DỰ KIẾN CÓ THỂ THU ĐƯỢC KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP Hiệu dự kiến - Hệ thống hoạt động tin cậy ổn định hơn; - Khắc phục khiếm khuyết tồn hệ thống; - Mạch điện nhị thứ, chương trình logic PLC đơn giản, khoa học, thuận tiện cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống; - Màn hình HMI tích hợp nhiều giám sát (bộ giám sát cắt chốt cánh hướng, giám sát lưu lượng nước qua tổ máy, giám sát chênh áp trước sau cánh hướng), Bước 6: Cửa sổ hiển thị thông tin lỗi cắt chốt cánh hướng nước Cửa sổ hiển thị thông tin lưu lượng nước qua CHN + Đối với chốt khơng nhìn thấy rạn nứt mắt thường cần mang siêu âm kiểm tra rạn nứt bên (như cố ngày 02/11/17 H5); + Trường hợp siêu âm chốt khí khơng rạn nứt, tạm thời lắp lại chốt để đưa tổ máy vào làm việc sửa chương trình điều khiển để tín hiệu Alarm theo dõi xử lý lại; + Những cố thống qua khơng trì tín hiệu địi hỏi phải làm hết bước cố H5 ngày 2/11/17 thời gian xử lý từ 08 phút đến 13 hoàn thiện trả máy (tổng thời gian xử lý giờ); + Nhân lực xử lý cố: Phân xưởng tự động 04 người, phân xưởng sửa chữa máy 06 người; Cửa sổ hiển thị thông tin chênh trước sau CHN Cửa sổ hiển thị thơng tin độ mở CHN giảm chi phí mua thiết bị; - Thiết bị sử dụng thông dụng, thuận tiện cho việc thay thế; - Giảm thời gian xử lý cố (tìm cảm biến cắt chốt cánh hướng lỗi tín hiệu khơng trì); - Nâng cao chất lượng điều khiển, ngăn ngừa cố, góp phần vào việc đảm bảo vận hành an tồn, liên tục, ổn định tổ máy Tính toán giá trị làm lợi - Giảm suất cố dừng tổ máy năm nhà máy, nâng cao tính khả dụng tổ máy (những cố thống qua năm 2017 H5 ngày 18/09/2017, ngày 02/11/2017, H1 ngày 17/10/2017 có tín hiệu cảnh báo cho phân xưởng vận hành chủ động xin A0 dừng xử lý, tổ máy không bị dừng cố); - Giảm thời gian xử lý cố: Những cố thống qua khơng trì nhiều thời gian để xử lý, trình tự thực xử lý sau: Bước 1: Kiểm tra hàng kẹp 24 cảm biến cắt chốt cánh hướng tủ MKA54GH018, CVA13 xem có dấu hiệu lỏng hàng kẹp (2 người thực 30 phút); Bước 2: Kiểm tra mối hàn cảm biến xem có dấu hiệu tuột mối hàn (2 người thực 40 phút); Bước 3: Xả cân áp lực buồng xoắn để phục vụ đóng mở cánh hướng xem tín hiệu cắt chốt xuất (1,5 đợi cân đóng mở cánh hướng); Bước 4: Nếu bước chưa phát ra, tiến hành đóng 24 - Khi phương án cải tiến áp dụng, nhân viên vận hành xác định xác cảm biến chốt cánh hướng bị lỗi, cịn thời gian xử lý thay chốt khí (thời gian xử lý từ – giờ, tùy thuộc mức độ kẹt chốt khí), thời gian làm lợi xử lý cố từ – giờ; - Tính tốn làm lợi kinh tế: Trong mùa lũ phải xả nước dừng tổ máy thời gian dài để xử lý tìm cố thổn thất kinh tế lớn; KHCN Điện, số 4.2019 33 Địa chỉ: Tầng 15, tháp A, tịa nhà EVN, 11 Cửa Bắc, Ba Đình, Hà Nội Điện thoại: 04.66946700 / 04.66946733 - Fax: 04.37725192 Email: evneic@evn.com.vn / tapchidienluc@gmail.com ... điện lưới Biên dịch: Nguyễn Thị Dung Theo “EEP”, số tháng 1/2018 KHCN Điện, số 4.2019 29 SÁNG KIẾN KỸ THUẬT LTS: Ban biên tập ấn phẩm Khoa học Công nghệ Điện xin giới thiệu giải pháp “Thay hệ thống... máy tính hoạt động với dải tần số rộng, số phụ tải nhạy với tần số (ví dụ: dung sai ± 0,5 Hz) Đối với ứng dụng tần số quan trọng, nên sử dụng động cảm ứng có hệ số trượt nhỏ động đồng Hình Thiết... hộp số vơ cấp (CVT) Ngồi ra, thợ đường dây thay đổi cấu trúc sửa chữa 18 cấu trúc bổ sung Thơng qua làm việc nhóm lập kế hoạch nâng cao, công ty điện lực kết thúc công việc sớm 12 Với nỗ lực công