CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ THỰC TRẠNG MBA 110KV VÀ CÁP NGẦM TRUNG THẾ TẠI KHPC. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐO PD VÀ THIẾT BỊ HỖ TRỢ CỦA HÃNG OMICRON TRONG CHẨN ĐOÁN PD
3.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH MBA 110kV TẠI KHPC
Hiện nay, KHPC đang QLVH 11 TBA 110kV với tổng số MBA 110kV là 19 máy, tổng dung lượng 592MVA. Các MBA 110kV là MBA ngâm dầu, được sản xuất từ nhiều hãng khác nhau như: ABB/Thổ Nhĩ Kỳ, ABB/Việt Nam; Đông Anh; Thủ Đức; Tira Thai; Liên Xô (cũ); Takaoka; …Hầu hết các MBA đã đưa vào vận hành lâu năm (trung bình >12 năm), mức độ mang tải thường xuyên > 70%, cá biệt có một số MBA luôn vận hành ở mức tải 80÷90% công suất thiết kế do đó rất cần được theo dõi và giám sát thường xuyên tình trạng vận hành của các MBA trong đó phải kể đến phương pháp giám sát PD MBA.
3.1.2. Những nguyên nhân gây hư hỏng MBA
MBA lực là một mắt xích quan trọng trong các thành phần cấu thành của một HTĐ, các hư hỏng ở MBA làm ảnh hưởng đến việc cung cấp điện năng đến các hộ tiêu thụ. Các MBA được biết làm việc rất tin cậy tuy nhiên vẫn có tốc độ hư hỏng khá cao.
Nguyên nhân chính gây nên hư hỏng ở các MBA trên lưới điện được thống kê chung như sau:
- Điểm yếu về tính năng kỹ thuật, thiết kế, chế tạo kém hiệu quả.
- Lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng kém hiệu quả.
- Các điều kiện vận hành bất lợi.
- Quá trình lão hóa.
- Các hỏng hóc chủ yếu xảy ra khi máy bị thiếu dầu nhanh, nhiệt độ máy tăng nhanh và cao gây chảy dầu do hỏng gioăng, lệch điện trở một chiều các cuộn dây so với cũ và so với tiêu chuẩn quy định.
1. Hư hỏng do khiếm khuyết trong thiết kế, kỹ thuật
Bảng 3.1. Các hư hỏng do khiếm khuyết trong thiết kế, kỹ thuật MBA
Nguyên nhân Hậu quả Biện pháp khắc phục
Hư hỏng ở phần cách điện của bu lông ép ang từ
Gây nên ngắn mạch cục bộ ở lá thép làm tăng dòng điện xoáy (fucô) cục bộ
Băng lại để đảm bảo cách điện gông từ hoặc sử dụng cách điện của bulông ang từ tối thiểu thuộc lớp “B”
trở lên
Mật độ từ thông trong lõi thép cao
Gây ra tổng lực tác động lớn khi thao tác đóng cắt và đóng lặp lại dẫn đến gây hỏng cách điện cuộn dây
Mật độ từ thông không được vượt quá 1,9 Tesla tại giá trị điện áp vận hành lớn nhất
Rãnh dầu trong cuộn dây
hẹp
Làm cho sự làm mát không phù hợp và làm hỏng cách điện
Rãnh dầu phải thích hợp tính từ điểm làm mát hiệu quả
Sự hoán vị không phù hợp
Làm tăng thêm tổn hao và phát nóng thêm.
Điều chỉnh việc hoán vị sao cho toàn bộ các thanh dẫn phải có trở kháng bằng nhau
Khoảng cách giữa cách pha không đủ
Có thể gây ra ngắn mạch
Tạo ra khoảng cách vừa đủ tuỳ theo cấp điện áp Vòng kẹp được thiết kế
không phù hợp
Có thể hỏng trong tình trạng ngắn mạch
Độ dày của vòng kẹp phải được thiết kế sao cho chịu được các lực điện động khi ngắn mạch
Việc buộc các dây dẫn không đảm bảo
Có thể hỏng trong tình trạng ngắn mạch
Cần phải có kết cấu vững chắc để buộc các dây dẫn Thiết kế các cánh tản
nhiệt không phù hợp
Làm cho việc làm mát không tốt dẫn đến nhiệt độ dầu/cuộn dây tăng cao hơn
Cần thiết phải tính toán các cánh tản nhiệt phù hợp
2. Các hư hỏng do việc chế tạo kém hiệu quả
Sự tin cậy của MBA phụ thuộc vào chất lượng của các vật liệu thô và tay nghề.
Có một vài bước nào đó cần được thực hiện tại công đoạn chế tạo sao cho hiển nhiên không có các sai lầm ở giai đoạn này nếu không sẽ xảy ra các khuyết tật lớn về sau trong vận hành. Một vài các hư hỏng do các khiếm khuyết trong chế tạo được cho ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Các hư hỏng do việc chế tạo kém hiệu quả đối với MBA
Nguyên nhân Hậu quả Biện pháp khắc phục
Cuộn dây bị lỏng và định cỡ không đúng
Gây ra ngắn mạch giữa các vòng dây hoặc giữa các bối dây với nhau
Định cỡ dây thích hợp nhằm giữ cho cuộn dây nằm dưới tình trạng kẹp chắc chắn
Các lá thép mạch từ có ba via
Gây ra tình trạng ngắn mạch cục bộ và gây phát nóng
Phải đảm bảo không để xảy ra tình trạng ba via nhờ các thiết bị gia công tốt
Có các gờ sắc cạnh trên các vòng đệm và các bối dây
Làm hư hỏng cách điện thanh dẫn
Phải đảm bảo không để xảy ra tình trạng có gờ sắc cạnh nhờ vào các thiết bị gia công tốt
Các điểm nối bằng đồng thau kém
Làm hỏng cách điện dây dẫn và làm cho cuộn dây hỏng
Chọn các quy trình hàn đồng tốt
Có cặn bã trên các phần kim loại trong khi chế tạo
Có thể gây ra phóng điện cục bộ
Giữ cho tốt không để xảy ra tình trạng này
Nhiễm bẩn bề mặt cách điện
Làm cho cách điện bị hỏng
Phải đảm bảo sự sạch sẽ Toàn bộ các bộ phận
bằng kim loại không được nối đất
Có thể hình thành phóng điện cục bộ và chất lượng dầu có thể bị ảnh hưởng
Tất cả các bộ phận kim loại phải được nối đất phù hợp và điều này phải được ghi vào phiếu kiểm tra
Các mối hàn ở vỏ máy xấu và xốp
Làm cho rỉ dầu Phải đảm bảo bề mặt sạch sẽ và chọn quy trình hàn đúng Tiến trình sấy không
đúng
Cuộn dây và cách điện không được ổn định hoàn toàn do hơi ẩm dẫn đến làm hỏng
Tăng cường nghiêm ngặt quá trình sấy và nạp dầu tuỳ theo cấp điện áp
3. Các hư hỏng do khiếm khuyết về mặt vật tư
Chất lượng của vật tư được dùng cũng ảnh hưởng đến tuổi thọ của MBA. Một sự kiểm soát nghiêm ngặt về chất lượng ở toàn bộ các giai đoạn kế tiếp nhau trong dây chuyền sản xuất từ vật tư thô đến sản phẩm hoàn chỉnh sẽ tránh gây hư hỏng cho MBA. Có vài hư hỏng gây ra do vật tư khiếm khuyết được nêu ra trong bảng 3.3.
Bảng 3.3 Các hư hỏng do khiếm khuyết về mặt vật tư đối với MBA
Nguyên nhân Hậu quả Biện pháp khắc phục
Các gờ sắc cạnh trong các thanh dẫn bằng đồng
Tạo nên phóng điện cục bộ và làm hỏng cách điện thanh dẫn
Bề mặt phải được làm cho phẳng
Cách điện của thanh dẫn không phù hợp
Sẽ bị huỷ hoại do ảnh hưởng của các ứng suất cao áp và làm hỏng cách điện
Kiểm tra cách điện của thanh dẫn đầu vào và cũng như là số lớp vỏ bao của thanh dẫn
Dầu kém chất lượng Hư hỏng cách điện Đảm bảo điện áp phóng điện và hàm lượng ẩm theo các khuyến cáo của nhà chế tạo
Các tạp chất trong dầu hoá vẩn đục
Gây ra phóng điện chọc thủng tạm thời
Đảm bảo độ sạch của dầu
Dùng dây đồng trần cho
các mối nối
Hình thành sự ôxy hoá và cặn bã
Dùng lớp vỏ bằng emay hoặc giấy để bọc lên dây đồng trần
Khuyết tật ở các phụ kiện Bộ ĐADT (OLTC) Các sứ đầu vào Rơle gas
Thiết bị bảo vệ
Làm cho MBA hư hỏng Các phụ kiện này được mua từ các nhà cung cấp tốt đứng về quan điểm độ tin cậy trong vận hành cao.
4. Các tình trạng vận hành bất lợi
Tuổi thọ của một MBA thông thường phụ thuộc vào tuổi thọ của cách điện.
Trong quá trình vận hành bình thường của MBA, quá trình lão hoá cũng nằm ở mức độ thông thường. Tốc độ lão hoá có quan hệ với nhiệt độ, hàm lượng ẩm và khoảng thời gian của tình trạng mang tải. Ở nhiệt độ lớn hơn 1400C, các bọt khí được hình thành do sự phân huỷ của cách điện. Các bọt khí này là mối nguy hiểm tiềm ẩn trong khu vực lân cận vùng có ứng suất điện áp cao. Điều này có thể khởi đầu hư hỏng về điện dẫn đến việc phóng điện chọc thủng.
5. Các thói quen bảo dưỡng không đúng
Việc bảo dưỡng kém, không đúng kỹ thuật gây rò rỉ dầu, chất lượng dầu không đạt yêu cầu kỹ thuật, các phụ kiện vận hành tới hạn, lão hóa như bộ chuyển nấc, các sứ đầu vào, các thiết bị bảo vệ… sẽ gây ra tình trạng bất lợi cho MBA.
Ngoài ra còn có một số hư hỏng ở các MBA qua báo cáo cho thấy được quy cho là do một trong số các nguyên nhân sau đây:
- Hư hỏng cách điện cuộn dây do các ứng suất ngắn mạch.
- Hư hỏng cách điện cuộn dây do quá điện áp và các xung quá độ.
- Hư hỏng do mạch từ.
- Hư hỏng do bộ điều áp dưới tải (OLTC).
- Hư hỏng của các sứ đầu vào và các phụ kiện khác.
- Hư hỏng do cách điện kém và cách bố trí làm mát.
*Một số giải pháp làm hạn chế các nguyên nhân hư hỏng MBA - Cải thiện khâu thiết kế và chế tạo
Bằng cách chọn công nghệ thiết kế thông qua sự trợ giúp của máy tính CAD (computer aided design) và quản lý mặt bằng phân xưởng tốt hơn, phải chế tạo các MBA tin cậy hơn để loại trừ:
+ Khả năng chịu dòng ngắn mạch kém.
+ Các trục trặc liên quan đến các sứ đầu vào.
+ Hư hỏng ở cuộn dây thứ 3 ở bất kể vị trí nào.
+ Các khuyết tật tròn chế tạo ở hệ thống làm mát.
- Cải thiện phương pháp thử
MBA phải được mô phỏng theo điều kiện vận hành thực tế trước tiên bằng thử nghiệm chu trình và sau đó cần phải trải qua thử nghiệm tạo dòng để gia tăng nhiệt độ.
Sau đó thực hiện toàn bộ các thử nghiệm ứng dụng cao áp để phát hiện điểm yếu của cách điện. Nếu cần thử mô phỏng dòng ngắn mạch theo cấp và phép đo cân bằng từ và dòng từ hoá có thể cho biết các vấn đề bất thường.
- Các vấn đề bên ngoài MBA
Việc quản lý phụ tải theo quy định phải kiểm soát tốt hơn các hệ thống quản lý tần suất mang tải hiệu quả nhằm tránh các sự cố và hư hỏng MBA do:
+ Quá tải.
+ Từ hóa quá mức và quá điện áp.
+ Phát nóng các mối nối và phóng điện.
+ Việc cắt thường xuyên xuất tuyến do các sự cố xảy ra.
- Khắc phục tình trạng thiếu dầu và thay thế hình thức hiển thị mức dầu:
Lắp bổ sung bình dầu phụ MBA có thể tích đảm bảo luôn đủ dầu cho máy làm việc khi vỏ MBA nở ra; cùng hệ thống ống dẫn kiểu đối lưu, linh hoạt để luôn đảm bảo đủ dầu cho máy làm việc, góp phần làm mát máy chống lại sự tăng nhiệt.