Công nghệ Giao nhận và Kiểm tra Trực tiếp Bộ bảo vệ Sét cho Việc vận hành Mạng Điện đáng tin cậy

1. Tổng quan về Công nghệ Thử nghiệm Bàn giao Bộ bảo vệ Sét

1.1 Tính cần thiết của Thử nghiệm Bàn giao

Thử nghiệm bàn giao là bước quan trọng để đảm bảo hiệu suất và vận hành an toàn của bộ bảo vệ sét trong hệ thống điện. Đối với các hệ thống điện có mức điện áp 220 kV và dưới, bộ bảo vệ sét đóng vai trò cốt lõi trong việc bảo vệ thiết bị điện khỏi hư hỏng do quá áp và sét đánh. Tuy nhiên, trong quá trình từ khi bộ bảo vệ sét rời nhà máy đến khi được đưa vào vận hành sau lắp đặt, các yếu tố môi trường hoặc sơ suất trong quá trình vận chuyển, lưu trữ và lắp đặt có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của nó. Qua thử nghiệm bàn giao, các lỗi sản xuất, hư hỏng trong quá trình vận chuyển và vấn đề lắp đặt có thể được phát hiện kịp thời, đảm bảo rằng bộ bảo vệ sét ở trạng thái tốt nhất trước khi được đưa vào vận hành và tránh rủi ro sự cố trong quá trình vận hành, do đó duy trì sự ổn định và tin cậy của lưới điện.

1.2 Nội dung chính của Thử nghiệm Bàn giao

Thử nghiệm bàn giao tập trung vào hai khía cạnh cốt lõi:

• Thử nghiệm Hiệu suất Điện: Xác minh xem các đặc tính điện của bộ bảo vệ sét có đáp ứng yêu cầu thiết kế dưới các điều kiện cụ thể hay không, đảm bảo chức năng bảo vệ của nó trong trường hợp quá áp và sét đánh. Các bài kiểm tra thực tế bao gồm các mục như điện áp tham chiếu DC (phản ánh đặc tính volt-ampere và phi tuyến), thử nghiệm dòng rò, cũng như điện áp tham chiếu tần số công nghiệp, dòng rò tại 0,75 lần điện áp tham chiếu DC, hoạt động của bộ đếm xả, điện áp dư, điện áp chịu đựng tần số công nghiệp, và thử nghiệm điện áp xung, đánh giá toàn diện hiệu suất điện.

• Thử nghiệm Điện trở Cách điện: Phát hiện trạng thái cách điện của bộ bảo vệ sét, xác định các nguy cơ tiềm ẩn như hư hỏng cách điện và dòng rò quá mức trong quá trình vận hành. Bằng cách đo điện trở cách điện, xác định xem hiệu suất cách điện có đạt chuẩn hay không, ngăn ngừa các vấn đề hệ thống do lỗi cách điện.

1.3 Tiêu chuẩn và Quy định cho Thử nghiệm Bàn giao

Thử nghiệm bàn giao phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn và quy định trong nước và quốc tế để đảm bảo kiểm tra chính xác và đáng tin cậy. Các tiêu chuẩn rõ ràng định nghĩa phương pháp thử nghiệm và yêu cầu kỹ thuật cho các đặc tính điện và khả năng thích ứng với môi trường của bộ bảo vệ sét. Kết hợp với tình hình thực tế của hệ thống điện Trung Quốc, chúng chi tiết hóa yêu cầu cho thiết bị thử nghiệm, môi trường và quy trình, đảm bảo quy chuẩn hóa quá trình thử nghiệm và độ tin cậy của kết quả. Trong quá trình thử nghiệm, nên sử dụng thiết bị và dụng cụ đạt yêu cầu độ chính xác, vận hành bởi nhân viên chuyên nghiệp theo quy trình chuẩn. Đồng thời, cần chú ý đến nhiệt độ, độ ẩm và nhiễu điện từ môi trường để mô phỏng môi trường vận hành thực tế và thu được dữ liệu chính xác.

2. Tổng quan về Công nghệ Thử nghiệm Trực tiếp

2.1 Ý nghĩa của Thử nghiệm Trực tiếp

Thử nghiệm trực tiếp được áp dụng rộng rãi trong hệ thống điện, mang lại lợi ích của việc không xâm lấn và giám sát thời gian thực:

• Tránh mất mát do cúp điện: Có thể thực hiện kiểm tra mà không cần ngắt nguồn, đảm bảo tính liên tục của nguồn cung cấp điện và giảm tác động kinh tế và xã hội.

• Giám sát trạng thái thời gian thực: Phát hiện động các trạng thái cách điện, dẫn điện và nhiệt của bộ bảo vệ sét mà không can thiệp vào hoạt động bình thường, phát hiện kịp thời các nguy cơ tiềm ẩn và hỗ trợ bảo dưỡng theo kế hoạch, ngăn chặn cúp điện lớn và hư hỏng thiết bị.

• Quản lý vòng đời toàn diện: Bằng cách phát hiện hiệu suất điện và trạng thái cách điện của bộ bảo vệ sét, đánh giá tình trạng sức khỏe của chúng, đảm bảo hoạt động đúng cách trong trường hợp sét đánh và quá áp. Phân tích dữ liệu thử nghiệm giúp xây dựng chiến lược bảo dưỡng nhắm mục tiêu, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm rủi ro sự cố, cung cấp cơ sở cho bảo dưỡng dựa trên trạng thái và bảo dưỡng phòng ngừa.

• Khuyến khích phát triển lưới điện thông minh: Cải thiện độ tin cậy hoạt động của thiết bị điện, đảm bảo an toàn sản xuất và lợi ích kinh tế của doanh nghiệp điện, thúc đẩy nâng cấp quản lý thông minh và hiện đại hóa của hệ thống điện.

2.2 Nguyên tắc Kỹ thuật của Thử nghiệm Trực tiếp

Nguyên tắc kỹ thuật của thử nghiệm trực tiếp chủ yếu dựa trên nhiều hiện tượng vật lý như điện từ, nhiệt động lực học và âm thanh. Bằng cách đo lường và phân tích các tham số như trường điện từ, trường nhiệt và sóng âm của thiết bị trong trạng thái trực tiếp, nó đánh giá tình trạng hoạt động và sức khỏe của thiết bị.

Các phương pháp phổ biến cho thử nghiệm trực tiếp bao gồm:

• Phát hiện Hồng ngoại: Sử dụng công nghệ hình ảnh nhiệt hồng ngoại để phát hiện phân bố nhiệt độ bề mặt và truyền nhiệt của thiết bị, xác định các khu vực nhiệt độ cao bất thường, và chẩn đoán các vấn đề như quá nhiệt, tiếp xúc kém, hoặc lão hóa cách điện của thiết bị.

• Phát hiện Siêu âm: Ghi nhận các tín hiệu siêu âm sinh ra bên trong và trên bề mặt của thiết bị để đánh giá trạng thái cách điện của thiết bị.

• Phát hiện Điện áp Xung: Đo các tín hiệu điện áp xung bên trong thiết bị để xác định vị trí và mức độ của các khuyết tật cách điện, đồng thời phân tích các đặc trưng như cường độ tín hiệu, tần số và dạng sóng điện áp.

Nguyên tắc cơ bản của thử nghiệm trực tiếp có thể được tóm tắt như sau:

Trong công thức, E(t) là tín hiệu được phát hiện, A là biên độ của tín hiệu, φ là tần số góc, ω là góc pha, và n(t) là tín hiệu nhiễu.

2.3 Thực hiện Thử nghiệm Trực tiếp

Khi thực hiện thử nghiệm trực tiếp, chọn và cấu hình thiết bị/dụng cụ dựa trên loại đối tượng thử nghiệm và môi trường vận hành, kết hợp các cảm biến và bộ dò phù hợp. Đối với thử nghiệm trực tiếp bộ bảo vệ sét, các công cụ phổ biến bao gồm máy ảnh nhiệt hồng ngoại, bộ dò siêu âm, bộ dò điện áp xung, và bộ thử trực tiếp—những công cụ này cung cấp độ nhạy/cao độ phân giải cho phép phát hiện chính xác trong môi trường điện từ phức tạp.

Trước thử nghiệm: Hiệu chỉnh dụng cụ để đảm bảo độ chính xác/ổn định.
Trong quá trình thử nghiệm: Đặt vị trí/góc của cảm biến một cách khoa học để bao phủ đầy đủ các bộ phận quan trọng và thu thập dữ liệu chính xác, đảm bảo độ tin cậy của thử nghiệm. Nhân viên thử nghiệm phải tuân thủ nghiêm ngặt quy trình, ưu tiên an toàn, và tránh sai sót/vụ tai nạn do thao tác không đúng.

Sau thử nghiệm: Phân tích dữ liệu sâu, xác nhận/chẩn đoán các tín hiệu bất thường, và thực hiện các biện pháp bảo dưỡng/sửa chữa nhắm mục tiêu để xác định chính xác trạng thái và các lỗi tiềm ẩn của thiết bị.

3 Phân tích Ví dụ Áp dụng Công nghệ

3.1 Ví dụ Thử nghiệm Bàn giao

Đối với thử nghiệm bàn giao bộ bảo vệ sét 220 kV, nhân viên kỹ thuật đã thực hiện các bài kiểm tra toàn diện (hiệu suất điện, điện trở cách điện, v.v.) trên các bộ bảo vệ sét mới được lắp đặt.

• Thử nghiệm hiệu suất điện: Kết quả điện áp tham chiếu DC cho thấy các đặc tính điện đáp ứng tiêu chuẩn (đường cong volt-ampere mượt mà, không có dao động bất thường).

• Thử nghiệm điện trở cách điện: Bộ bảo vệ sét thể hiện cách điện tốt (điện trở nằm trong phạm vi quy định).

• Thử nghiệm điện áp xung: Một bộ dò độ nhạy cao xác nhận không có bất thường về cách điện bên trong rõ ràng.

Trong các bài kiểm tra điện áp tần số công nghiệp và điện áp xung, bộ bảo vệ sét chịu được điện áp định mức và hoạt động bình thường. Việc vận hành ổn định sau khi lắp đặt đã xác nhận độ chính xác của thử nghiệm, đảm bảo việc đưa vào sử dụng an toàn. Nhân viên kỹ thuật đã tối ưu hóa quy trình dựa trên kinh nghiệm, cải thiện hiệu quả/độ chính xác.

3.2 Ví dụ Thử nghiệm Trực tiếp

Trong quá trình thử nghiệm trực tiếp tại một trạm biến áp, nhân viên kỹ thuật đã thực hiện phát hiện hồng ngoại và thử nghiệm điện áp xung trên các bộ bảo vệ sét 220 kV đang hoạt động:

• Phát hiện hồng ngoại: Máy ảnh nhiệt phát hiện tăng nhiệt độ khoảng 10 °C ở vị trí trên.

• Thử nghiệm điện áp xung: Kiểm tra thêm cho thấy tín hiệu điện áp xung mạnh hơn ở vị trí này, chỉ ra khuyết tật cách điện—sau đó được xác nhận bằng điện trở cách điện thấp hơn bình thường.

Sửa chữa nhắm mục tiêu đã khôi phục hoạt động bình thường. Bài kiểm tra này đã kịp thời loại bỏ các nguy cơ tiềm ẩn, cung cấp kinh nghiệm quý giá cho việc theo dõi/bảo dưỡng thiết bị trong tương lai.

3.3 Tóm tắt Kinh nghiệm và Đề xuất

Trong thử nghiệm bàn giao bộ bảo vệ sét, đảm bảo hiệu suất điện và điện trở cách điện đạt tiêu chuẩn là điều kiện tiên quyết cho việc đưa thiết bị vào vận hành đáng tin cậy. Trong quá trình vận hành thực tế, cần chú ý đến hiệu chuẩn và bảo dưỡng thiết bị thử nghiệm. Bảo dưỡng định kỳ đảm bảo độ chính xác và ổn định của việc đo lường. Đồng thời, tăng cường phân tích và quản lý dữ liệu phát hiện: thiết lập hồ sơ sức khỏe thiết bị và xây dựng mô hình phân tích xu hướng để thực hiện giám sát thời gian thực tình trạng thiết bị và dự báo sự cố. Dữ liệu thử nghiệm trực tiếp tại một trạm biến áp cụ thể được chi tiết trong Bảng 1.

Từ Bảng 1, có thể thấy rằng thử nghiệm trực tiếp chuẩn hóa và bảo dưỡng kịp thời là các phương pháp hiệu quả để nâng cao độ tin cậy vận hành của thiết bị, đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống điện.

4. Kết luận

Công nghệ thử nghiệm bàn giao và thử nghiệm trực tiếp cho bộ bảo vệ sét dưới 220 kV rất hiệu quả trong việc đảm bảo vận hành đáng tin cậy của bộ bảo vệ sét. Trong tương lai, khi các công nghệ phát hiện tiếp tục đổi mới và phát triển, mức độ quản lý thông minh của hệ thống điện sẽ được nâng cao hơn nữa, do đó cung cấp một bảo đảm kỹ thuật vững chắc hơn cho việc vận hành an toàn và ổn định của lưới điện.