Giám sát cách điện máy biến áp
Theo dõi các bất thường về cách điện đang phát sinh trong máy biến áp bằng cách kết hợp các thông số về phóng điện cục bộ, khí hòa tan, tình trạng ống nối và thông tin nhiệt liên quan.
Xây dựng chiến lược giám sát cách điện dựa trên loại máy biến áp, cấu trúc cách điện, mức độ quan trọng của tài sản và các cơ chế hỏng hóc cần được theo dõi.
Tại sao tình trạng cách điện của máy biến áp lại quan trọng
Lớp cách điện của máy biến áp phải chịu sự tác động của nhiều loại ứng suất khác nhau trong suốt thời gian sử dụng:
- ●Áp lực điện
- ●Áp lực nhiệt
- ●Áp lực cơ học
- ●Độ ẩm
- ●Quá trình lão hóa
- ●Ô nhiễm
- ●Hoạt động xả thải
- ●Điều kiện vận hành bất thường
Tình trạng xuống cấp của lớp cách điện có thể diễn ra từ từ trước khi sự cố nghiêm trọng của máy biến áp trở nên rõ ràng từ bên ngoài.
Không có chỉ số đo lường nào có thể mô tả đầy đủ tình trạng cách điện của máy biến áp. Việc đánh giá cần xem xét tổng hợp các yếu tố như hoạt động phóng điện cục bộ, khí sự cố hòa tan, tình trạng ống nối, tình trạng nhiệt và lịch sử vận hành — xem bức tranh toàn cảnh tại Giám sát máy biến áp.
Cần xem xét những bộ phận nào trong hệ thống cách điện của máy biến áp?
- ●Lớp cách điện cuộn dây — lớp cách điện giữa các dây dẫn cuộn dây, các vòng dây và các đoạn cuộn dây.
- ●Lớp cách nhiệt chính — lớp cách điện giữa các cuộn dây, lõi, bể chứa và các cấu trúc cao áp khác.
- ●Các đầu mối và mối quan hệ nội bộ — các kết nối bên trong và các vùng chuyển tiếp có điện áp cao.
- ●Ống lót — giao diện cách điện giữa máy biến áp và hệ thống điện bên ngoài.
- ●Vật liệu cách điện bằng giấy dầu — liên quan đến máy biến áp ngâm dầu, trong đó dầu cách điện và vật liệu cách điện cellulose hoạt động phối hợp với nhau.
- ●Vật liệu cách nhiệt rắn loại khô — liên quan đến máy biến áp loại khô, trong đó vật liệu cách điện rắn và điều kiện nhiệt đóng vai trò đặc biệt quan trọng.
Cấu trúc cách nhiệt và các phương pháp giám sát liên quan khác nhau tùy theo từng kiểu thiết kế máy biến áp — xem Giám sát máy biến áp ngâm dầu và Giám sát nhiệt độ máy biến áp kiểu khô.
Phóng điện cục bộ như một tín hiệu cảnh báo sớm về tình trạng cách điện
Hoạt động phóng điện cục bộ có thể liên quan đến các khuyết tật cách điện cục bộ hoặc ứng suất điện bên trong các cấu trúc cách điện cao áp.
- ●Phát hiện hoạt động phóng điện đang hình thành
- ●Theo dõi những thay đổi theo thời gian
- ●So sánh các xu hướng bất thường
- ●Hỗ trợ đánh giá tình trạng cách nhiệt
- ●Hãy giúp xác định thứ tự ưu tiên cho việc kiểm tra tiếp theo
Việc giám sát phóng điện cục bộ cung cấp những bằng chứng quan trọng, nhưng dữ liệu về phóng điện cục bộ (PD) cần được phân tích kết hợp với thiết kế máy biến áp, điều kiện vận hành và các thông tin khác về tình trạng thiết bị.
Phân tích khí hòa tan để đánh giá lớp cách điện bên trong
Đối với máy biến áp ngâm dầu, những thay đổi về khí hòa tan có thể cung cấp bằng chứng hóa học về các bất thường về nhiệt hoặc điện đang hình thành.
- ●Phóng điện
- ●Quá nhiệt bên trong
- ●Sự phân hủy vật liệu cách nhiệt
- ●Xu hướng phát triển của các đứt gãy
Phương pháp DGA và giám sát phóng điện cục bộ theo dõi các khía cạnh khác nhau về tình trạng của máy biến áp và có thể cung cấp các bằng chứng bổ sung cho nhau.
Giám sát tình trạng cách điện của ống lót
Các ống lót cách điện của máy biến áp là các bộ phận cách điện cao áp quan trọng, có chức năng kết nối hệ thống điện bên trong máy biến áp với mạng lưới bên ngoài.
- ●Sự xuống cấp của lớp cách nhiệt
- ●Hành vi điện môi bất thường
- ●Những thay đổi liên quan đến điện dung
- ●Các bất thường về dòng rò
- ●Theo dõi sự thay đổi tình trạng của ống lót
Tình trạng ống lót cần được xem xét riêng biệt so với lớp cách điện cuộn dây bên trong, bởi vì máy biến áp có thể phát sinh sự cố ở ống lót ngay cả khi các chỉ số khác của máy biến áp vẫn ở trạng thái bình thường.
Ảnh hưởng của ứng suất nhiệt đối với lớp cách điện của máy biến áp
Áp lực nhiệt có thể làm gia tăng quá trình lão hóa của lớp cách nhiệt và do đó cần được xem xét như một phần của quá trình đánh giá tổng thể tình trạng lớp cách nhiệt.
- ●Tình trạng quá nhiệt liên tục ở bộ cuộn dây
- ●Các điểm tham quan nổi tiếng tại địa phương
- ●Suy giảm do làm mát
- ●Tải trọng cao
- ●Các chu kỳ nhiệt lặp lại
Xem Giám sát điểm nóng trên cuộn dây máy biến áp và Giám sát nhiệt độ máy biến áp đối với phần đo trực tiếp các thông số nhiệt.
Tại sao việc giám sát hệ thống cách nhiệt nên kết hợp nhiều tín hiệu?
| Bằng chứng về tình trạng | Những điều nó có thể giúp làm sáng tỏ | Giám sát có liên quan |
|---|---|---|
| Hoạt động phóng điện cục bộ | Các khuyết tật cách điện cục bộ có thể xảy ra | Giám sát phóng điện cục bộ |
| Xu hướng bất thường của khí hòa tan | Có khả năng xảy ra sự cố nhiệt hoặc điện trong máy biến áp dầu | DGA |
| Sự thay đổi tình trạng ống lót | Có khả năng cách điện của ống lót bị suy giảm | Giám sát ống lót |
| Điểm nóng cuộn dây dai dẳng | Áp lực nhiệt có thể làm gia tăng quá trình lão hóa của vật liệu cách nhiệt | Giám sát nhiệt độ cuộn dây |
| Xu hướng nhiệt độ bất thường lặp lại | Tình trạng có thể xảy ra liên quan đến làm mát hoặc ứng suất nhiệt, cần được đánh giá thêm | Giám sát nhiệt độ |
Giá trị của việc giám sát cách điện máy biến áp nằm ở việc phân tích mối tương quan giữa các bằng chứng liên quan, thay vì chỉ dựa vào một kết quả đo lường duy nhất.
Giám sát PD, DGA và ống lót — Sự khác biệt là gì?
Giám sát phóng điện cục bộ
Hoạt động phóng điện bên trong hoặc xung quanh các cấu trúc cách điện.
DGA
Bằng chứng hóa học về sự xuất hiện của các bất thường về nhiệt và điện trong dầu máy biến áp.
Giám sát ống lót
Tình trạng cách điện của ống lót cao áp quan trọng.
Các phương pháp giám sát này bổ sung cho nhau vì chúng quan sát các bộ phận hoặc biểu hiện khác nhau của tình trạng cách điện của máy biến áp.
Giám sát trực tuyến và kiểm tra cách điện định kỳ
Kiểm tra định kỳ
- ●Kiểm tra định kỳ chi tiết
- ●Kiểm tra chẩn đoán ngoại tuyến
- ●Kiểm tra bảo trì
- ●Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm / thử nghiệm thực địa
Giám sát trực tuyến
- ●Khả năng theo dõi xu hướng liên tục
- ●Phát hiện những thay đổi về tình trạng giữa các đợt kiểm tra
- ●Giám sát từ xa
- ●Phát hiện sớm các bất thường đang hình thành
Việc giám sát trực tuyến không thể thay thế hoàn toàn các đợt kiểm tra định kỳ đối với máy biến áp. Nó cung cấp thông tin liên tục về tình trạng thiết bị trong khoảng thời gian giữa các đợt kiểm tra theo lịch trình.
Giám sát cách điện trong các ứng dụng biến áp
Máy biến áp điện
Đánh giá toàn diện tình trạng cách điện đối với các máy biến áp quan trọng có giá trị cao.
Giám sát máy biến áp điện →
Máy biến áp ngâm dầu
Kết hợp các thông tin về PD, DGA, ống lót và nhiệt độ để đánh giá tình trạng của máy biến áp dầu.
Giám sát máy biến áp ngâm dầu →
Máy biến áp trạm biến áp
Giám sát liên tục tình trạng cách điện quan trọng của máy biến áp trong các trạm biến áp.
Giám sát máy biến áp trạm biến áp →
Giám sát điểm nóng trên cuộn dây máy biến áp
Theo dõi ứng suất nhiệt có thể góp phần làm lão hóa lớp cách nhiệt.
Giám sát các điểm nóng xoắn ốc →Lập kế hoạch giám sát cách điện cho các máy biến áp mới và hiện có
Các dự án Transformer mới
- ●Các quy định về giám sát PD
- ●Cảm biến nhiệt độ nhúng
- ●Giám sát ống lót
- ●DGA cho máy biến áp dầu
- ●Kiến trúc giám sát
- ●Tích hợp SCADA
Các điểm giám sát và giao diện có thể được xem xét trong quá trình thiết kế và vận hành thử máy biến áp.
Nâng cấp máy biến áp hiện có
- ●Theo dõi PD trực tuyến
- ●Nâng cấp hệ thống DGA
- ●Giám sát ống lót
- ●Tích hợp các cảm biến hiện có
- ●Tích hợp hệ thống giám sát nhiệt độ
- ●Thu thập dữ liệu từ xa
Cấu hình giám sát có thể áp dụng phụ thuộc vào cấu tạo của máy biến áp, các thiết bị đo lường hiện có và các điểm lắp đặt có thể tiếp cận được.
Từ các tín hiệu về tình trạng cách nhiệt đến dữ liệu giám sát
Xem Giám sát máy biến áp để có cái nhìn toàn diện về tình hình giám sát của một tài sản.
Các sản phẩm được khuyến nghị cho việc giám sát cách điện máy biến áp
Ba sản phẩm cốt lõi liên quan đến việc giám sát tình trạng cách nhiệt — không có sản phẩm không liên quan nào được thêm vào chỉ để lấp đầy khoảng trống.
Hệ thống giám sát trực tuyến hiện tượng phóng điện cục bộ của máy biến áp
Để giám sát liên tục hoạt động phóng điện cục bộ liên quan đến các bất thường đang phát sinh trong hệ thống cách điện của máy biến áp.
Hệ thống giám sát phân tích khí hòa tan (DGA) trực tuyến
Để theo dõi xu hướng biến đổi của khí hòa tan, từ đó có thể cung cấp bằng chứng về sự hình thành các sự cố nhiệt và điện trong máy biến áp dầu.
Hệ thống giám sát ống lót biến áp
Để theo dõi những thay đổi về tình trạng của các ống lót cao áp trên máy biến áp quan trọng.
Các giải pháp giám sát máy biến áp liên quan
Giám sát phóng điện cục bộ
Dấu hiệu điện cho thấy sự xuất hiện của các khuyết tật cách điện cục bộ.
Phân tích khí hòa tan
Bằng chứng hóa học về sự xuất hiện của các bất thường về nhiệt và điện.
Giám sát ống lót
Tình trạng cách điện của ống lót cao áp quan trọng.
Giám sát máy biến áp
Bức tranh toàn cảnh — nhiệt độ, DGA, PD, ống lót và nhiều thông số khác, được tổng hợp lại.
Những thông tin nào giúp chúng tôi đề xuất cấu hình giám sát hệ thống cách nhiệt?
Thông tin về máy biến áp
- ●Loại máy biến áp
- ●Công suất định mức
- ●Mức điện áp
- ●Tuổi thọ / lịch sử vận hành
Thông tin về tình trạng hiện tại
- ●Kết quả PD trước đây
- ●Lịch sử của DGA
- ●Thông tin về thử nghiệm ống lót
- ●Sự bất thường về nhiệt độ
- ●Các vấn đề đã biết liên quan đến cách nhiệt
Yêu cầu giám sát
- ●Dự án mới hay cải tạo
- ●Các chức năng giám sát bắt buộc
- ●Các cảm biến hiện có
- ●Thiết bị giám sát hiện có
- ●Yêu cầu về giám sát từ xa
Các báo cáo thử nghiệm hiện có, bản vẽ máy biến áp hoặc thông tin giám sát hiện có có thể giúp đánh giá các phương án giám sát phù hợp.
Khi nào nên xem xét việc giám sát cách nhiệt trực tuyến?
Các câu hỏi thường gặp
Việc giám sát cách điện của máy biến áp bao gồm những gì?
Thông thường, phương pháp này kết hợp các thông số về phóng điện cục bộ, khí hòa tan, tình trạng ống dẫn điện và các thông tin nhiệt liên quan, được lựa chọn tùy theo loại máy biến áp và yêu cầu của dự án.
Những nguyên nhân chính dẫn đến sự suy giảm chất lượng cách điện của máy biến áp là gì?
Áp lực điện, áp lực nhiệt, áp lực cơ học, độ ẩm, sự lão hóa, ô nhiễm và các điều kiện vận hành bất thường đều có thể góp phần gây ra hư hỏng theo thời gian.
Việc giám sát phóng điện cục bộ có thể phát hiện các sự cố về cách điện không?
Việc theo dõi PD có thể giúp phát hiện các hoạt động phóng điện đang hình thành và hỗ trợ việc đánh giá tình trạng cách điện, nhưng cần được phân tích kết hợp với các thông tin khác về tình trạng thiết bị, thay vì được sử dụng như một phương pháp chẩn đoán độc lập.
Sự khác biệt giữa việc giám sát phóng điện cục bộ và DGA là gì?
Phương pháp giám sát PD quan sát trực tiếp hoạt động phóng điện trong hệ thống cách điện, trong khi phương pháp DGA theo dõi các khí liên quan đến sự cố hòa tan trong dầu biến áp — đây là hai loại bằng chứng khác nhau, thường được sử dụng kết hợp với nhau.
Tại sao phải giám sát riêng các ống lót của máy biến áp?
Một máy biến áp có thể gặp sự cố ở ống lót ngay cả khi các chỉ số khác của máy biến áp vẫn ở trạng thái bình thường, do đó, tình trạng của ống lót cần được giám sát riêng biệt.
Nhiệt độ cuộn dây ảnh hưởng như thế nào đến tuổi thọ cách điện của máy biến áp?
Tình trạng quá nhiệt kéo dài và chu kỳ nhiệt có thể làm gia tăng tốc độ lão hóa vật liệu cách nhiệt; chính vì vậy, ứng suất nhiệt được xem là một phần trong quá trình đánh giá tổng thể tình trạng vật liệu cách nhiệt.
Có thể sử dụng đồng thời các chức năng giám sát PD, DGA và ống lót không?
Đúng vậy — việc kết hợp các tín hiệu này thường mang lại nhiều thông tin hơn so với việc chỉ dựa vào một phép đo duy nhất, vì mỗi phép đo phản ánh một khía cạnh khác nhau của tình trạng cách điện.
Có thể nâng cấp các máy biến áp hiện có để tích hợp hệ thống giám sát cách điện trực tuyến không?
Trong nhiều trường hợp thì đúng vậy, mặc dù cấu hình có thể áp dụng phụ thuộc vào kết cấu của máy biến áp, các thiết bị đo lường hiện có và các điểm lắp đặt có thể tiếp cận được.
Việc giám sát cách điện trực tuyến có thay thế cho việc kiểm tra máy biến áp định kỳ không?
Không — việc giám sát trực tuyến cung cấp thông tin liên tục về tình trạng thiết bị trong khoảng thời gian giữa các đợt kiểm tra theo lịch trình, chứ không phải để thay thế cho việc kiểm tra định kỳ.
Xây dựng chiến lược giám sát cách điện dựa trên mức độ rủi ro thực tế của máy biến áp
Tình trạng cách điện của máy biến áp không thể được phản ánh chỉ qua một chỉ số đo lường duy nhất. Vui lòng cung cấp cho chúng tôi thông tin về loại máy biến áp, lịch sử vận hành, thiết bị giám sát hiện có và các vấn đề về cách điện đã biết để chúng tôi đánh giá xem cần theo dõi những tín hiệu tình trạng nào.
