Nhóm tác giả sẽ đưa ra một kết quả đo DFR của một MBA thực tế tại hiện trường. Thông tin của MBA được mô tả: MBA có công suất 25MVA, kiểu 25000/3P/115 23(15,75), sản xuất năm 2005.
Hình 3.3.2a. Kết quả đo DFR với MBA ngày 05/12/2021
Hình 3.3.2a mô tả kết quả từ phép đo DFR giữa cuộn dây (Hạ1+Hạ2) và cuộn dây cân bằng. Kết quả đo được hàm lượng ẩm trong cách điện rắn của MBA này là 3.1% được đánh giá ở mức độ “ẩm” (căn cứ theo “Quy trình sửa chữa bảo dưỡng các thiết bị TBA và đường dây 110kV theo tình trạng vận hành”). Kết quả trên là phù hợp với tình trạng MBA đã vận hành trên 15 năm, cách điện (bao gồm dầu và giấy) đã bị nhiễm ẩm nặng và trong giai đoạn lão hoá. Để MBA này tiếp tục vận hành an toàn, khuyến cáo được đưa ra là thẩm tra chất lượng dầu, thực hiện lọc tái sinh dầu và xử lý sấy cách điện bằng phương pháp phù hợp.
Do điều kiện hiện trường, không thể xử lý sấy cách điện nhưng Đơn vị quản lý vận hành đã tiến hành cố lập MBA và lọc dầu tái sinh. Sau khi lọc dầu tiến hành đo lại phép đo DFR và kết quả được thể hiện trên Hình 3.3.2b.
Hình 3.3.2b Kết quả phép đo DFR của MBA sau khi lọc dầu tái sinh ngày 26/09/2022
Căn cứ kết quả trên Hình 3.3.2b ta có thể thấy giá trị hàm lượng ẩm trong cách điện rắn (Moisture) từ mức 3,1% giảm xuống mức 2,5% ở tình trạng “tương đối ẩm”, chất lượng dầu đã tăng lên rất nhiều thông qua thông số điện dẫn dầu (Cond) giảm từ 10,7 pS/m xuống 0,424 pS/m, giá trị Tgδ giảm từ 0,714% xuống 0,606%, giá trị điện dung gần như không thay đổi.
Từ kết quả ta có thể thấy việc lọc dầu tái sinh đã cải thiện đáng kể tình trạng cách điện của MBA trên. Tuy nhiên thông thường đối với MBA, hàm lượng nước chứa trong cách điện rắn (giấy) sẽ lớn hơn nhiều so với hàm lượng nước chứa trong dầu, điều này phản ánh việc lọc dầu chưa thể khắc phục triệt để để đưa cách điện MBA về tình trạng “tốt”. Để khắc phục các khiếm khuyết về hàm lượng ẩm trong MBA này cần phải xử lý các bước tiếp theo bao gồm sấy hoặc thay cách điện rắn trong máy (giấy cách điện) và tiếp tục thực hiện hạng mục DFR định kỳ để đánh giá tình trạng xuống cấp của cách điện, ngăn ngừa sự cố MBA.
Để đánh giá một cách chi tiết hơn về kết quả của phép đo DFR, ngoài dữ liệu về hàm lượng ẩm trong cách điện rắn đã thể hiện trên, ta còn căn cứ vào đồ thị đường đặc tính của các thông số bao gồm hệ số tổn hao điện môi tgδ, điện dung… theo tần số. Dựa vào đường đặc tính ta có thể phân ra thành 4 vùng như sau:
Vùng 1 từ 5Hz ÷ 1kHz: Biểu thị ảnh hưởng của cách điện giấy ở vùng tần số cao, cách đấu nối sơ đồ và hàm lượng ẩm trong cách điện. Tuy nhiên, vùng này không nhạy để đánh giá cách điện rắn của MBA.
Vùng 2 từ 100mHz ÷ 5Hz: Vùng này biểu thị điện dẫn suất của dầu do quá trình già hoá. Điện dẫn suất của dầu tăng, đồ thị sẽ có xu hướng dịch sang bên phải và ngược lại.
Vùng 2 từ 5mHz ÷100mHz: Là vùng ảnh hưởng bởi cấu trúc hình học của vật liệu cách điện trong MBA.
Vùng 4 < 5mHz: Là vùng ảnh hưởng nhạy về cách điện giấy của MBA bao gồm hàm lượng ẩm trong cách điện và quá trình già hoá cách điện giấy. Hàm lượng ẩm trong cách điện tăng hoặc già hoá, đồ thị có xu hướng đi lên.
Ngoài ra còn một thông số quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính đáp ứng là nhiệt độ. Nhiệt độ thay đổi làm thay đổi cả đường đặc tính. Đồ thị sẽ có xu hướng dịch sang bên phải khi nhiệt độ tăng.
Để có được kết quả DFR một cách chính xác và đầy đủ dữ liệu để đánh giá tình trạng cách điện của MBA cần có một số lưu ý sau:
Qua phân tích đánh giá kết quả của 2 hạng mục thử nghiệm trên, bài báo đã đưa ra được khả năng ứng dụng và tính hiệu quả khi áp dụng. Qua đó nhóm tác giả cũng đã nêu ra một số ví dụ cụ thể, kinh nghiệm thực tế về việc thực hiện lấy mẫu và phân tích kết quả đối với 2 hạng mục SFRA và DFR. Kể từ khi EVNCPC áp dụng phương pháp sửa chữa bảo dưỡng các thiết bị TBA và đường dây theo tình trạng vận hành (CBM), các hạng mục chẩn đoán chuyên sâu bắt đầu được áp dụng rộng rãi. Qua thời gian áp dụng tại lưới điện EVNCPC đã phát hiện ra rất nhiều tồn tại khiếm khuyết của MBA mà lâu nay việc thí nghiệm định kỳ không phát hiện được. Hạng mục DFR đặc biệt quan trọng và cần thiết đối với MBA vận hành đã lâu năm, xác suất các MBA này bị nhiễm ẩm và già hoá cách điện là rất lớn. Hạng mục SFRA quan trọng đối với các MBA bị ngắn mạch ngoài dòng lớn, sau khi vận chuyển lắp đặt hoặc nơi thường xảy ra động đất… để kịp thời phát hiện các xô lệch, biến dạng bên trong do tác động vật lý.
Ngoài 2 hạng mục SFRA và DFR đã được nêu trên, tại EVNCPC cũng đang áp dụng nhiều hạng mục chẩn đoán chuyên sâu MBA khác mà trong giới hạn bài báo này không nêu ra như: Phân tích đáp ứng tổn hao điện kháng tản theo tần số (FRSL); Phân tích điện trở động bộ OLTC (DRM); Thử nghiệm Bushing (hot collar). Việc áp dụng các hạng mục chẩn đoán chuyên sâu này cung cấp nhiều thông tin quan trọng để đánh giá chính xác tình trạng vận hành của MBA, phát hiện được những khiếm khuyết vừa chớm nở để có các phương án xử lý sớm, ngăn ngừa được sự cố cho MBA.
[1] Charles Sweetser, B.Sc., M.Sc. Dr. Tony McGrail, B. Sc., M.Sc. Sweep Frequency Response Analysis Transformer Applications
[2] CIGRE, 2020, Advances in the interpretation of transformer Frequency Response Analysis (FRA)
[3] IEC 60076-18, 2012, Measurement of frequency response
[4] Phạm Đình Anh Khôi, Các kỹ thuật nâng cao chẩn đoán sự cố máy biến áp lực, Nhà xuất bản ĐHQG - HCM
[5] Đinh Thành Việt, Lê Hoài Sơn, 2015, Chuẩn đoán mạch từ và các cuộn dây của máy biến áp lực bằng kỹ thuật phân tích đáp ứng tần số quét
[6] Asif Islam, Shahidul Islam Khan, Aminul Hoque, 2011, Detection of Mechanical Deformation in Old Aged Power Transformer Using Cross Correlation Co-Efficient Analysis Method
[7] CIGRE, 2011, Guide for Transformer Maintenance
[8] EVNCPC, Quy trình sửa chữa bảo dưỡng các thiết bị TBA và đường dây 110kV theo tình trạng vận hành.
In bài viết