Thiết bị giám sát tình trạng tổng hợp cho máy biến áp ngâm dầu

• • Chẩn đoán toàn diện và đa chiều: Giá trị cốt lõi của thiết bị giám sát trạng thái tổng hợp nằm ở khả năng tích hợpKhí hòa tan trong dầu (DGA)、Hàm lượng nước thấp và chất lượng dầu、Phóng điện cục bộ (PD)、Đo nhiệt độ sợi quang cuộn、Dòng điện nối đất của lõi sắt、Cách điện ống bọc、Công tắc chuyển mạch có tải (OLTC)cùng nhiều thông số trạng thái vật lý khác, thông qua thuật toán thông minh để tích hợp dữ liệu và xác minh chéo, từ đó thực hiện đánh giá chính xác và toàn diện về tình trạng hoạt động của máy biến áp.
  • Thực hiện bảo trì dự đoán (PdM): Hệ thống này đã chuyển đổi hoàn toàn công tác vận hành và bảo trì máy biến áp từ mô hình bảo trì định kỳ theo thời gian (TBM) truyền thống sang mô hình bảo trì dự đoán dựa trên tình trạng thiết bị theo thời gian thực. Hệ thống này nhằm mục đích đưa ra cảnh báo và can thiệp chính xác trước khi sự cố xảy ra, từ đó giảm thiểu tối đa thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch và nâng cao độ tin cậy của lưới điện.

• • Tăng cường quản lý vòng đời tài sản: Việc theo dõi liên tục và đánh giá định lượng chỉ số sức khỏe (Health Index) của máy biến áp nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu khách quan, khoa học cho các quyết định về đại tu, cải tiến kỹ thuật, kéo dài tuổi thọ hoặc ngừng vận hành thiết bị, là công cụ kỹ thuật then chốt để tối ưu hóa chi phí trong toàn bộ vòng đời của tài sản điện lực.

• Kiến trúc mô-đun và có khả năng mở rộng: Thiết bị giám sát hiện đại được thiết kế theo mô-đun, cho phép người dùng linh hoạt cấu hình các hệ thống con cần giám sát dựa trên mức độ quan trọng của máy biến áp và ngân sách. Từ các chức năng cơ bản như giám sát khí phân giải (DGA) và độ ẩm vi lượng, cho đến hệ thống đo nhiệt độ bằng sợi quang và giám sát OLTC toàn diện, hệ thống đều có thể được nâng cấp một cách trơn tru và đã được trang bị các cổng kết nối để mở rộng chức năng trong tương lai.

Hệ thống con chẩn đoán và phân tích cốt lõi

Các hệ thống con này tập trung vào việc phân tích các tín hiệu hóa học và vật lý phát sinh từ vật liệu cách điện bên trong máy biến áp dưới tác động của ứng suất điện và nhiệt, và là nền tảng cho việc chẩn đoán sự cố.

Mô-đun phân tích khí hòa tan trong dầu trực tuyến (Online DGA)

Thiết bị DGA trực tuyếnĐược công nhận làChẩn đoán sự cố máy biến ápĐây là công nghệ mang tính quyết định nhất tại Trung Quốc. Công nghệ này lấy mẫu dầu từ hệ thống tuần hoàn dầu chính theo phương pháp không xâm lấn, đồng thời sử dụng công nghệ quang phổ quang âm (PAS) hoặc hồng ngoại không phân tán (NDIR) tiên tiến để thực hiện việc giám sát liên tục các khí đặc trưng cho sự cố.

Các loại khí cần theo dõi chính và ý nghĩa chỉ thị của chúng

• Khí gây sự cố phóng điện:
  • Khí hydro (H₂): Đây là sản phẩm ban đầu của hiện tượng phóng điện corona hoặc phóng điện cục bộ (PD), đồng thời là chỉ số nhạy cảm cho thấy hệ thống cách điện có khuyết tật phóng điện nhẹ.
  • Acetylen (C₂H₂): Đây là sản phẩm duy nhất của quá trình phóng điện hồ quang cường độ cao; sự xuất hiện của nó thường báo hiệu sự cố chập mạch bên trong nghiêm trọng hoặc sự cố đứt mạch có mức độ nguy hiểm cao.
• Khí gây sự cố do quá nhiệt:
  • Mêtan (CH₄) và etan (C₂H₆): Chủ yếu được hình thành do quá trình phân hủy nhiệt của dầu cách điện trong khoảng nhiệt độ từ thấp đến trung bình (<300°C).
  • Ethylene (C₂H₄): Điều này cho thấy có điểm quá nhiệt ở nhiệt độ trung bình đến cao (300°C - 700°C), thường liên quan đến sự tiếp xúc kém của dây dẫn hoặc hiện tượng quá nhiệt do dòng xoáy.
• Khí phát sinh do sự suy giảm của vật liệu cách điện rắn (cellulose):
  • Monoxyt carbon (CO) và Dioxit carbon (CO₂): Đây là sản phẩm phân hủy chính của giấy và bìa cách điện trong điều kiện quá nhiệt. Tỷ lệ CO/CO₂ là cơ sở quan trọng để xác định liệu hiện tượng này liên quan đến vật liệu cách điện rắn hay chỉ do dầu bị quá nhiệt.

Mô-đun giám sát DGAKhông chỉ cung cấp giá trị nồng độ tức thời (ppm) của các loại khí, mà quan trọng hơn là phân tíchTốc độ sinh khí (Gas Generation Rate), tốc độ tăng nhanh hơn so với giá trị nồng độ tĩnh có thể dự báo mức độ cấp bách của sự cố một cách chính xác hơn.

Mô-đun giám sát trực tuyến hàm lượng nước và tính chất dầu

Độ ẩm là yếu tố thúc đẩySự lão hóa cách điện của máy biến ápYếu tố hóa học chính.Thiết bị giám sát trực tuyến hàm lượng nước vi lượng trong dầuĐây là cơ sở để đánh giá tình trạng hoạt động lâu dài của hệ thống cách điện.

Sự khác biệt giữa độ ẩm tương đối (aw) và hàm lượng nước tuyệt đối (ppm)

• Độ ẩm tương đối (aw): Một thông số không có đơn vị (0–1), phản ánh trực tiếp xu hướng di chuyển của nước từ dầu sang vật liệu cách điện rắn, là chỉ số cơ bản để đánh giá mức độ ẩm của giấy cách điện.Giá trị AW cao(ví dụ: >0,4) có liên quan trực tiếp đến nguy cơ xảy ra “hiệu ứng bong bóng” do sự biến đổi đột ngột của tải.
• Hàm lượng nước tuyệt đối (ppm): Thể hiện tỷ lệ khối lượng nước trong dầu; giá trị này bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi nhiệt độ dầu, do đó không thể dùng riêng lẻ để đánh giá mức độ khô của vật liệu cách điện rắn, nhưng có thể dùng để đánh giá chất lượng của chính dầu.

Ngoài ra, ở cấp độ cao hơn,Máy phân tích chất lượng dầu trực tuyếnCũng có thể tích hợp vớiĐiện áp đứt (BDV)、Hệ số tổn hao điện môi (tanδ)和Chỉ số axitđo lường trực tuyến, cung cấp dữ liệu để đánh giá toàn diện các tính chất điện và mức độ lão hóa của dầu.

Hệ thống con giám sát các trạng thái vật lý quan trọng và an toàn

Hệ thống con này có nhiệm vụ giám sát các thông số vận hành vật lý tổng thể của máy biến áp, và là tuyến phòng thủ đầu tiên nhằm đảm bảo thiết bị hoạt động an toàn và ổn định.

Đo nhiệt độ trực tiếp bằng sợi quang huỳnh quang quấn dây và giám sát nhiệt độ dầu

Nhiệt độ là đại lượng vật lý ảnh hưởng trực tiếp nhất đến tuổi thọ của máy biến áp. Việc áp dụngCông nghệ đo nhiệt độ bằng sợi quang huỳnh quang, là phương pháp giám sát nhiệt độ cuộn dây chính xác và đáng tin cậy nhất hiện nay.

• • Đo trực tiếp các điểm nóng trên cuộn dây: 将Cảm biến nhiệt độ sợi quang huỳnh quangĐược lắp đặt sẵn bên trong cuộn dây trong giai đoạn sản xuất, thiết bị này đo trực tiếp nhiệt độ điểm nóng nhất (HST) của cuộn dây. Do sợi quang có tính cách điện và không bị nhiễu điện từ (EMI), các giá trị đo được là chính xác và không có độ trễ, vượt trội hơn hẳn so với các thuật toán mô hình nhiệt truyền thống dựa trên nhiệt độ dầu bề mặt và dòng điện tải.

• Giám sát độ chênh lệch nhiệt độ dầu: Đồng thời, lắp đặt cảm biến nhiệt độ ở phần trên và phần dưới của vỏ máy biến áp để theo dõi nhiệt độ theo thời gian thựcNhiệt độ dầu ở tầng trên cùng (Top Oil Temperature)和Nhiệt độ dầu đáy (Bottom Oil Temperature). Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai bộ phận này phản ánh hiệu suất tuần hoàn của hệ thống làm mát, giúp chẩn đoán tình trạng tắc nghẽn bộ tản nhiệt hoặc sự cố quạt/bơm dầu.

Giám sát mức dầu trong bể chứa và áp suất thân bể

• • Giám sát mức dầu trong bể chứa: Áp dụngCảm biến mức chất lỏng từ xa kiểu lá lậtHoặc cảm biến mức dầu kiểu radar, dùng để theo dõi liên tục mức dầu cách điện trong bể chứa dầu (Conservator Tank). Mức dầu giảm bất thường thường cho thấy có hiện tượng rò rỉ dầu, trong khi mức dầu tăng bất thường có thể liên quan đến việc sinh khí bên trong hoặc quá tải.

• Tình trạng van giám sát và xả áp suất thân máy: Sử dụng cảm biến áp suất để theo dõi trạng thái áp suất dương nhẹ bên trong bình chứa. Quan trọng hơn nữa, đối vớiVan xả áp(Thiết bị xả áp)theo dõi trạng thái hoạt động của van. Ngay khi van hoạt động, điều đó có nghĩa là bên trong máy biến áp đã xảy ra sự cố nghiêm trọng và đột ngột (chẳng hạn như chập mạch cuộn dây), tạo ra một lượng lớn khí, hệ thống sẽ ngay lập tức phát ra cảnh báo cấp độ cao nhất.

Hệ thống phụ trợ và hệ thống mở rộng giám sát chuyên dụng

Các máy biến áp điện công suất lớn có cấu trúc phức tạp, và tình trạng của các thiết bị phụ trợ cũng đóng vai trò vô cùng quan trọng.

Giám sát trực tuyến công tắc chuyển mạch có tải (OLTC)

Công tắc chuyển cấp khi đang tải (On-Load Tap Changer)Đây là bộ phận cơ khí duy nhất trên máy biến áp hoạt động thường xuyên, đồng thời cũng là điểm dễ xảy ra sự cố nhất. Việc giám sát chuyên biệt bộ phận này là vô cùng quan trọng.

• Đặc tính điện và thời gian: Theo dõi dạng sóng dòng điện và chuỗi thời gian hoạt động của động cơ truyền động trong quá trình chuyển mạch của công tắc phân nhánh. Bằng cách so sánh với dạng sóng tiêu chuẩn, có thể chẩn đoán các lỗi sớm như kẹt cơ khí hay tiếp xúc kém giữa các tiếp điểm.
• Tình trạng khoang dầu: Việc theo dõi nhiệt độ dầu, hàm lượng nước và khí hòa tan trong dầu (đặc biệt là C₂H₂) trong buồng dầu độc lập của OLTC có thể giúp cảnh báo sớm hiệu quả về hiện tượng cháy mòn các tiếp điểm bên trong và sự suy giảm tính cách điện.
• Vị trí công tắc và số lần thao tác: Ghi lại và truyền dữ liệu về vị trí hiện tại của bộ chia và số lần thao tác tích lũy, làm cơ sở để đánh giá tuổi thọ cơ học và lập kế hoạch bảo trì.

Giám sát tình trạng hoạt động của hệ thống làm mát

Đối với các máy biến áp làm mát bằng không khí hoặc nước với hệ thống tuần hoàn dầu cưỡng bức, độ tin cậy của hệ thống làm mát ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu tải của chúng.

• Tình trạng quạt/bơm dầu: Theo dõi trạng thái bật/tắt, dòng điện hoạt động và thời gian hoạt động tích lũy của từng nhóm quạt làm mát và bơm chìm. Dòng điện bất thường có thể là dấu hiệu của sự cố động cơ, trong khi thời gian hoạt động được sử dụng để đánh giá tuổi thọ.

Giám sát chuyên biệt ống dẫn áp suất cao (mực dầu/áp suất)

Trên cơ sở việc giám sát các thông số điện của ống bọc, cần bổ sung thêm việc giám sát trạng thái vật lý.

• Giám sát mức dầu trong ống bọc: Đối với ống bọc dầu, cần lắp đặt camera hoặc cảm biến tại cửa sổ quan sát mực dầu hoặc đồng hồ áp suất của ống để thực hiện giám sát từ xa mực dầu, nhằm ngăn ngừa các sự cố cách điện do thiếu dầu.

Giám sát rung động của lõi sắt và vỏ máy

• Giám sát trực tuyến dao động lõi sắt: Lắp đặt các cảm biến gia tốc rung có độ nhạy cao trên thành thùng để theo dõi đặc tính rung động của máy biến áp ở tần số công nghiệp và các bội số của nó. Những biến đổi bất thường trong phổ rung động có thể cho thấy các vấn đề về cấu trúc cơ khí như lõi sắt bị lỏng, cuộn dây bị biến dạng hoặc các chi tiết cố định bị lỏng.

Giám sát mật độ khí SF₆ (dùng cho ống dẫn ra ngoài của GIS)

• Giám sát khí SF₆ trong ống bảo vệ GIS: Đối với ống nối biến áp-GIS sử dụng khí SF₆ làm chất cách điện, cần phải tiến hành giám sát trực tuyến mật độ, áp suất và nhiệt độ của khí SF₆ bên trong. Sự giảm mật độ có thể đe dọa nghiêm trọng đến an toàn cách điện, do đó hệ thống phải cung cấp tín hiệu cảnh báo và ngắt kết nối theo thời gian thực.

Nền tảng chẩn đoán thông minh và tích hợp dữ liệu

Tất cả dữ liệu thu thập từ các cảm biến phía trước cuối cùng sẽ được tổng hợp lại tạiMáy chủ dữ liệu phía máy chủ与Nền tảng chẩn đoán thông minh. Đây không chỉ là việc liệt kê đơn thuần các dữ liệu, mà chính là cốt lõi trí tuệ của hệ thống.

Chuyển đổi từ dữ liệu thành thông tin

• Phân tích liên kết dữ liệu đa chiều: Thuật toán cốt lõi của nền tảng chẩn đoán có khả năng phân tích mối liên hệ giữa các dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau. Ví dụ, khi hệ thống đồng thời phát hiện tín hiệu phóng điện cục bộ tần số UHF, nồng độ H₂ tăng trong phân tích khí (DGA) và tỷ lệ CO/CO₂ bất thường, hệ thống có thể xác định với độ tin cậy cao rằng sự cố xuất phát từ hiện tượng phóng điện bên trong liên quan đến lớp cách điện rắn. Điều nàyKiểm tra chéoKhả năng này đã giúp nâng cao đáng kể độ chính xác của chẩn đoán.
• Mô hình hóa Chỉ số Sức khỏe (Health Index, HI): Nền tảng sử dụng thuật toán trọng số để chuyển đổi tất cả các thông số giám sát thành một chỉ số duy nhất, có thể định lượng đượcChỉ số sức khỏe máy biến áp(ví dụ: thang điểm 0–100). HI cung cấp cho các nhà quản lý vận hành một cái nhìn trực quan và tổng quan về tình trạng thiết bị, giúp dễ dàng so sánh ngang và sắp xếp theo thứ tự tình trạng của các nhóm thiết bị.
• Dự báo xu hướng phát triển của sự cố: Dựa trên dữ liệu lịch sử và sử dụng phân tích chuỗi thời gian, mạng nơ-ron hoặc các mô hình học máy, nền tảng này có thể dự báo xu hướng phát triển trong tương lai của các thông số quan trọng (như nồng độ khí đặc trưng, giá trị tổn hao điện môi), từ đó xác định khoảng thời gian có khả năng xảy ra sự cố, qua đó hỗ trợ việc xây dựng kế hoạch bảo trì chủ động.

Thiết bị giám sát tình trạng tổng hợp của máy biến ápỨng dụng này là xu hướng tất yếu trong quá trình chuyển đổi số và thông minh hóa quản lý tài sản hệ thống điện; nó sẽ biến máy biến áp từ một “hộp đen” thành một tài sản thông minh với tình trạng hoàn toàn minh bạch, rủi ro có thể dự đoán và tuổi thọ có thể quản lý.

Để đảm bảo sự bảo vệ chuyên nghiệp nhất cho các tài sản điện quan trọng của quý khách, và tìm hiểu về giải pháp giám sát trực tuyến được thiết kế riêng phù hợp với máy biến áp của quý khách, vui lòng liên hệ ngay với các chuyên gia kỹ thuật của chúng tôi để được tư vấn miễn phí. Chúng tôi sẽ cung cấp cho quý khách phương án kỹ thuật chi tiết, đề xuất lựa chọn sản phẩm và phân tích hiệu quả đầu tư.