Hệ thống giám sát phóng điện cục bộ để theo dõi liên tục tình trạng cách điện của máy biến áp

Việc giám sát phóng điện cục bộ sử dụng các cảm biến UHF, HFCT hoặc siêu âm để liên tục phát hiện các xung phóng điện cục bộ bên trong lớp cách điện của máy biến áp, từ đó cung cấp thông tin sớm và theo thời gian thực về tình trạng của lớp cách điện.

Thử nghiệm phóng điện cục bộ trên máy biến áp thường được thực hiện tại nhà máy, trong quá trình vận hành thử hoặc trong các đợt bảo dưỡng định kỳ, và chỉ cung cấp kết quả tại một thời điểm cụ thể. Trong khi đó, việc giám sát phóng điện cục bộ trực tuyến được thực hiện liên tục trong suốt quá trình máy biến áp đang hoạt động, giúp theo dõi xu hướng của hiện tượng phóng điện cục bộ thay vì chỉ cung cấp một “ảnh chụp nhanh” duy nhất.

Các nguyên nhân phổ biến bao gồm các khoảng trống trong vật liệu cách điện, ô nhiễm bề mặt, sự xâm nhập của độ ẩm, các khuyết tật trong quá trình sản xuất và quá trình lão hóa dần dần của vật liệu cách điện dưới tác động của điện áp hoạt động và từ thông rò rỉ.

Ba khu vực nguồn phổ biến nhất là cụm lõi và cuộn dây, ống lót và bộ chuyển mạch tải — mỗi khu vực đều có thể được giám sát bằng giải pháp chuyên dụng riêng, song song với việc phát hiện hiện tượng phóng điện phần tử (PD).

Các loại cảm biến phổ biến bao gồm cảm biến UHF để phát hiện xung điện từ, kẹp HFCT để đo dòng điện tần số cao trong đất và cảm biến siêu âm để phát hiện hiện tượng phát xạ âm thanh trên bề mặt bể chứa.

Các cảm biến được lắp đặt tại van dầu hoặc vị trí tiếp giáp với bể chứa để thực hiện cảm biến tần số siêu cao (UHF), trên dây nối đất để thực hiện cảm biến HFCT, hoặc trên bề mặt bể chứa để thực hiện cảm biến siêu âm.

Hai phương pháp này bổ sung cho nhau: việc giám sát phóng điện cục bộ phát hiện chính sự kiện phóng điện đó theo thời gian thực, trong khi phương pháp DGA đo lường các khí lỗi mà hoạt động phóng điện có thể tạo ra trong dầu theo thời gian.

Đúng vậy. Việc giám sát hiện tượng phóng điện (PD) ở cấp độ ống lót có thể được bổ sung dưới dạng cảm biến độc lập hoặc kết hợp với việc giám sát điện dung và tổn thất điện môi trong một cấu hình giám sát ống lót tích hợp.

Đúng vậy. Các tiếp điểm của OLTC có thể gây ra hiện tượng phóng điện khi bị mòn, do đó việc đo cảm biến PD thường được kết hợp với việc giám sát dòng điện, độ rung và mô-men xoắn để có được đánh giá toàn diện về tình trạng hoạt động của OLTC.

Biểu đồ mẫu phóng điện cục bộ theo pha (PRPD) vẽ các xung được phát hiện theo chu kỳ pha của dòng điện xoay chiều, và hình dạng của nó giúp phân loại nguồn phóng điện, chẳng hạn như lỗ rỗng, hiện tượng trượt bề mặt hoặc hiện tượng corona.

Đúng vậy. Máy chủ giám sát truyền dữ liệu qua cổng Ethernet RJ45 và RS485/Modbus để tích hợp với hệ thống SCADA hoặc các nền tảng giám sát tình trạng tập trung.

Bằng cách theo dõi liên tục xu hướng rò rỉ, các kỹ thuật viên vận hành có thể phát hiện sớm các khuyết tật cách điện đang hình thành, từ đó hỗ trợ việc bảo trì chủ động thay vì chỉ phản ứng sau khi sự cố xảy ra.

Đúng vậy. Các cấu hình đa kênh truyền dữ liệu từ từng cảm biến một cách độc lập, giúp xác định chính xác phần nào của tài sản đang xảy ra hiện tượng rò rỉ.

Các giá trị đo có thể được hiển thị dưới dạng giá trị hiển thị cục bộ, tín hiệu báo động điều khiển bằng rơle, hoặc tín hiệu số qua cổng RJ45 Ethernet / RS485 truyền tới hệ thống SCADA hoặc nền tảng giám sát tình trạng.

Không. Các cảm biến được thiết kế để lắp đặt một cách không xâm lấn tại van dầu, bề mặt bể chứa hoặc dây nối đất, do đó chúng không làm thay đổi tính cách điện hay hiệu suất điện môi của máy biến áp.

Việc bảo trì thường chỉ giới hạn ở việc kiểm tra định kỳ các kết nối cảm biến và chức năng của thiết bị chủ, vì bản thân các cảm biến không có bộ phận chuyển động.

Việc giám sát trực tuyến nhằm bổ sung, chứ không phải thay thế hoàn toàn, các cuộc kiểm tra chẩn đoán định kỳ — nó liên tục cảnh báo khi nào và ở đâu cần tiến hành điều tra ngoại tuyến kỹ lưỡng hơn.

Việc giám sát PD được áp dụng trên các máy biến áp điện áp trung và cao tại các trạm biến áp, nhà máy điện, trạm năng lượng tái tạo và các cơ sở công nghiệp.

Mức độ nghiêm trọng thường được phân loại dựa trên cường độ dòng điện, nồng độ pha, tần suất lặp lại và xu hướng theo thời gian, với các ngưỡng báo động có thể tùy chỉnh phù hợp với từng tài sản cụ thể và mức độ chấp nhận rủi ro.

Đúng vậy. Do hoạt động phóng điện phần tử (PD) thường liên quan đến nhiệt độ cuộn dây, tình trạng dầu, cách điện của ống lót hoặc mức độ mài mòn của bộ điều chỉnh điện áp trực tiếp (OLTC), nên việc giám sát PD sẽ mang lại hiệu quả cao nhất khi được kết hợp với các giải pháp giám sát nhiệt độ, phân tích khí dư (DGA), ống lót hoặc OLTC của chúng tôi, thay vì triển khai riêng lẻ.