3. Nội dung chính của đề tài cần giải quyết
5.2.Hƣớng phát triển
Vì đây là một phƣơng pháp mới, thời gian có hạn do vậy tác giả gặp nhiều khó khăn khi thực hiện luận văn này, do vậy luận văn còn nhiều những hạn chế. Nếu có thêm thời gian thực hiện, tác giả sẽ phát triển và hoàn thiện hơn để kỳ vọng đây sẽ là một phƣớng pháp mới kết hợp với một số phƣơng pháp truyền thống khác đánh giá chính xác tình trạng cơ khí của cuộn dây, mạch từ MBA. Một số hƣớng phát triển của luận văn là:
Cải thiện thiết kế của thiết bị để có phần cứng nhỏ gọn, chắc chắn hơn để có thể dễ dàng lắp đặt. Thiết bị có thể đƣợc bổ sung lớp màng kim loại chống nhiễu, chịu đƣợc mƣa và môi trƣờng khắc nghiệt.
Thiết kế lại theo định hƣớng giảm tiêu tốn năng lƣợng để chỉ cần sử dụng
nguồn pin hoặc ắc-qui để có thể chủ động linh hoạt khi lắp đặt ngoài.
Tăng tốc độ đƣờng truyền số liệu từ thiết bị về máy tính,
Tích hợp phần mềm đọc dữ liệu và phần mềm truy suất dữ liệu. Có giao
diện hiện thị đặc tính rung động thu đƣợc từ thiết bị đo dƣới dạng độ thị. Hiển thị nhiều đáp ứng rung động trên cùng một đồ thị, có thêm các tính năng giúp ngƣời sử dụng có thể so sánh trực quan các đáp ứng với đáp ứng mẫu.
Tài liệu tham khảo
TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
1.Công ty ENTEC, Các phƣơng pháp đo phóng điện cục bộ trong MBA, 2014
2.Công ty ENTEC, Những kinh nghiệm cùng với ứng dụng thực tế trong phân tích đáp ứng tần số quét cho máy biến áp, 2014.
3.Đinh Thành Việt, Nguyễn Quốc Tuấn Nguyễn Văn Lê, Ứng dụng mạng nơ rôn chuẩn
đoán sự cố tiềm ẩn trong Máy biến áp điện lực, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Đại học
Đà Nẵng, số 1(9), trang 53-57, Đà Nẵng, 2005
TÀI LIỆU TIẾNG NƢỚC NGOÀI
4.Joung Taek Yoon, Kyung Min Park, Byeng D. Youn, Wook-Ryun Lee, Diagnostics of
Mechanical Faults in Power Transformers - Vibration Sensor Network Design under Vibration Uncertainty, European Conference of the Prognostics and Health Management
Society, pp. 1 – 7, 2014.
5.Belen Garcıa, Juan Carlos, Angel Alonso, Winding deformations detection in power
transformers by tank vibrations monitoring, Eletric Power Systems Research, vol. 74, pp.
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ... 1
1. Lý do chọn đề tài ... 1
2. Mục đích và ý nghĩa thực tiễn ... 2
3. Nội dung chính của đề tài cần giải quyết ... 2
CHƢƠNG 1: CÁC PHƢƠNG PHÁP GIÁM SÁT MÁY BIẾN ÁP HIỆN NAY ... 3
1.1. Phân tích hàm lƣợng khí hòa tan trong dầu máy biến áp [3] ... 3
1.1.1 Khái niệm ... 3
1.1.2. Các nguyên nhân gây ra khí ... 3
1.1.4. Kết luận ... 5
1.2. Đo phóng điện cục bộ trong máy biến áp [1] ... 6 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1.2.1. Khái niệm về phóng điện cục bộ... 6
1.2.2. Các phương pháp để phát hiện PD ... 6
1.3. Phân tích đáp ứng tần số quét trong máy biến áp [2]... 9
1.3.1. Khái niệm ... 9
1.3.2. Cơ sở của việc phân tích đáp ứng tần số ... 9
1.3.2. Phạm vi áp dụng của phương pháp ... 11
1.3.3. Kết luận ... 12
1.4. Kết luận chung... 12
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ RUNG VÀ ĐẶC TÍNH RUNG CỦA MÁY BIẾN ÁP ... 13
2.1. Tổng quan về hiện tƣợng rung trong máy biến áp ... 13
2.1.1 Rung động của cuộn dây ... 13
2.1.2. Rung động của lõi thép ... 14
2.2. Nhu cầu giám sát độ rung máy biến áp ... 15
2.3. Xác định đặc tính rung động của máy biến áp ... 16
2.3.1. Sơ đồ thực nghiệm ... 16
2.3.2. Kết quả thực nghiệm... 18
CHƢƠNG 3: MÔ HÌNH GIÁM SÁT MÁY BIẾN ÁP 110KV SỬ DỤNG CẢM BIẾN GIA TỐC ... 27
3.1. Cảm biến gia tốc ... 27
3.1.1. Giới thiệu về Cảm biến gia tốc ... 27
3.1.2 Nguyên lý hoạt động cảm biến gia tốc kiểu tụ ... 28
3.1.3. Ứng dụng của cảm biến gia tốc ... 33
3.2. Sơ đồ khối của hệ thống đo ... 35
3.3. Nguyên lý hoạt động của một số phần tử chính trong thiết bị đo ... 36
3.3.1. Khối cảm biến: ... 36
3.3.2 Bộ nhớ ngoài ... 38
3.3.3. Khối Realtime ... 39
3.3.4. Khối LCD ... 40
3.3.5. Khối nguồn ... 40
3.3.6. Khối vi xử lý trung tâm ... 40
3.3.6. Khối truyền thông ... 42 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.4. Sơ đồ nguyên lý ... 43
3.4.1. Mạch nguyên lý ... 43
3.4.2. Mạch in... 45
3.5. Lƣu đồ thuật toán hoạt động của vi xử lý và cảm biến gia tốc ... 46
3.6. Các phần mềm trên PC ... 47
3.7. Phƣơng pháp phân tích phổ Fourier và ứng dụng trong phân tích tín hiệu đo của cảm biến gia tốc ... 47
CHƢƠNG IV: MỘT SỐ KẾT QUẢ TRIỂN KHAI VÀ THỬ NGHIỆM ... 49
4.1. Phần cứng ... 49
4.2. Phần mềm trên vi xử lý ... 51
4.3. Phần mềm trên PC để tải dữ liệu ... 52
4.4. Chƣơng trình MALAB phân tích kết quả đo ... 54
4.5. Các kết quả đã đo ... 57
4.5.1 Máy biến áp T2 trạm 110kV Quế Võ – Bắc Ninh ... 57
4.5.2. Máy biến áp T1 trạm 110kV Yên Phong – Bắc Ninh ... 59
4.5.3 Máy biến áp T2 trạm 110kV Xa La – Hà Nội ... 61
4.5.4 Máy biến áp T1 trạm 110kV Xa La – Hà Nội ... 63
4.6. Các kết quả tính toán ... 66
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN... 71
5.1. Kết luận ... 71
5.2. Hƣớng phát triển ... 71
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ mạch đo PD trên ty sứ theo khuyến cáo của IEC 60270 ... 7
Hình 1.2: Mạch đẳng trị đã đƣợc đơn giản hóa với các phần tử RLC đã đƣợc gộp lại ... 10
Hình 2.1: Mạch từ và cuộn dây máy biến áp ... 13
Hình 2.2: Đồ thị quan hệ giữa chiều dài và cảm ứng từ ... 15
Hình 2.3: Hệ thống thử nghiệm đo độ rung ... 16
Hình 2.4: Cảm biến lắp bên trong để đo độ rung của cuộn dây ... 17
Hình 2.5: Cảm biến lắp bên trong để đo độ rung của lõi thép ... 17
Hình 2.6: Các cảm biến lắp đặt bên trong máy biến áp ... 18
Hình 2.7: Cảm biến rung lắp đặt bên ngoài vỏ máy biến áp ... 18 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.8: Rung động lõi thép theo hƣớng dọc trục tại trụ giữa gông từ ... 19
Hình 2.9: Rung động lõi thép theo hƣớng xuyên tâm tại trụ trái gông từ ... 19
Hình 2.10: Rung động lõi thép theo hƣớng xuyên tâm thẳng góc tại trụ trái của gông từ ... 20
Hình 2.11: Rung động cuộn dây tại pha giữa theo hƣớng dọc trục ... 21
Hình 2.12: Rung của mặt trƣớc cuộn dây theo hƣớng xuyên tâm thẳng góc với lõi thép ... 21
Hình 2.13: Kết quả đo rung động phía trên mặt máy ... 22
Hình 2.15: Rung động dọc trục của cuộn dây pha giữa khi máy biến áp mang tải ... 23
Hình 2.16: Rung động xuyên tâm của cuộn dây pha giữa khi máy biến áp mang tải ... 24
Hình 2.17: Rung động của vỏ MBA khi đo phía mặt đáy ... 25
Hinh 2.18: Rung động của vỏ MBA khi đo phía mặt trên ... 25
Hình 3.1: Mô hình giám sát trạng thái MBA sử dụng cảm biến gia tốc ... 27
Hình 3.2: Một số loại cảm biến gia tốc ... 28
Hình 3.3: Tụ điện phẳng ... 28
Hình 3.4: Cách xác định các thành phần trực giao của véc-tơ gia tốc ... 29
Hình 3.5: Gia tốc ... 30
Hình 3.6: Vận tốc ... 30
Hình 3.8: Hệ khối lƣợng – lò xo đƣợc dùng để đo gia tốc ... 31
Hình 3.9: Mô hình tụ điện đơn và hai tụ điện nối tiếp nhau ... 32
Hình 3.10: Sơ đồ khối của cảm biến gia tốc dòng MPU-60X0 ... 33
Hinh 3.11: Sơ đồ khối của hệ cảm biến chuyển động ... 34
Hình 3.12: Sơ đồ khối hệ thống đo ... 36
Hình 3.13: Hình ảnh thực tế của cảm biến gia tốc MPU6050 ... 36
Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý khối MPU 6050 ... 38
Hình 3.15: Thẻ nhớ dung lƣợng cao SD ... 38
Hình 3.16: Sơ đồ nguyên lý thẻ nhớ SD ... 39
Hình 3.17: Sơ đồ nguyên lý khối Realtime DS1307 ... 39
Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lý khối LCD ... 40
Hình 3.19: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn ... 40
Hình 3.20: Sơ đồ nguyên lý khối vi xử lý PSoC CY8C29566 ... 42
Hình 3.21: Sơ đồ nguyên lý khối truyền thông PL2302 ... 43 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.22: Sơ đồ nguyên lý ... 44
Hình 3.23: Mặt trên mạch in ... 45
Hình 3.24: Mặt dƣới mạch in ... 45
Hình 3.25: Thuật toán Vi xử lý và cảm biến gia tốc ... 46
Hình 4.1: Khối cảm biến ... 49
Hình 4.2: Khối Vi xử lý ... 50
Hình 4.3: Khối Vi xử lý khi chƣa đóng hộp ... 50
Hình 4.4: Khối cảm biến khi chƣa đóng hộp ... 51
Hình 4.5: Hệ thống đo sử dụng cảm biến gia tốc... 51
Hình 4.6: Sử dụng phần mềm MPU 6050 để đọc dữ liệu từ thiết bị đo độ lên máy tính qua cổng truyền thông USB ... 52
Hình 4.7: Giao diện lúc khởi động màn hình... 53
Hình 4.8: Giao diện thiết lập các thông số ... 53
Hình 4.10: Thông số máy biến áp T2- Quế Võ – Bắc Ninh ... 58
Hình 4.11: Vị trí gắn cảm biến gia tốc trên MBA T2 Quế Võ – Bắc Ninh ... 59
Hình 4.12: Máy biến áp T1- Yên Phong – Bắc Ninh ... 60
Hình 4.13: Mác máy biến áp MBA T1 Yên Phong – Bắc Ninh ... 61
Hình 4.14: Máy biến áp T2 trạm 110kV Xa La – Hà Nội ... 62
Hình 4.15: Vị trí gắn cảm biến gia tốc trên MBA T2 Trạm Xa La – Hà Nội ... 63
Hình 4.16: Máy biến áp T1 trạm 110kV Xa La – Hà Nội ... 65
Hình 4.17: Vị trí gắn cảm biến gia tốc trên MBA T1 Trạm Xa La – Hà Nội ... 66
Hình 4.18: Tín hiệu thu đƣợc về từ accelerometer (trục x) trong 1 phút ... 67
Hình 4.19: Đặc tính phổ biên độ của một cửa số tín hiệu 60s ... 68
Hình 4.20: Đồ thị biến thiên các đỉnh phổ theo thời gian đo ... 69
Hình 4.21: Đồ thị mức dao động của máy biến áp T2 trong 196 phút biến thiên với biểu đồ phụ tải ... 70
LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với sự hỗ trợ giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Trong suốt quá trình thực hiện luận văn này, tác giả đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ quan tâm của quý thầy cô Viện Điện – Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin gửi đến thầy giáo PGS.TSKH Trần Hoài Linh lời cảm ơn chân thành nhất. Nếu không có sự chỉ bảo giúp đỡ nhiệt tình của thầy thì luận văn này khó có thể hoàn thành đƣợc. Một lần nữa tác giả xin chân thành cám ơn thầy giáo PGS.TSKH Trần Hoài Linh.
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản thuyết minh này là quá trình tìm hiểu của tôi dựa trên những hƣớng dẫn từ Thầy giáo hƣớng dẫn và các tài liệu tham khảo đã trích dẫn. Kết quả tính toán là trung thực và do tôi tìm hiểu trong các tài liệu.
Tác giả, Học viên (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 : Định nghĩa tỷ số ………..4
Bảng 2 : Nồng độ khí hòa tan……….5
ĐỊNH NGHĨA VÀ TỪ VIẾT TẮT
MBA : Máy biến áp PD : Partial Discharge
FRA: Frequency Response Analysis
DCA: Dissolved Gas Analysis
IEC: International Electrotechnical Commission TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
RLC: Mạch gồm các phần tử điện trở, cuộn kháng và tụ điện MEMS: Micro ElectroMechanical Systems