Các Chỉ Số Tỷ Lệ Sử Dụng và Phương Pháp Cải Thiện của Máy Biến áp Truyền tải Điện
1. Chỉ số liên quan đến tỷ lệ sử dụng của máy biến áp truyền tải điện
Tỷ lệ sử dụng của máy biến áp truyền tải điện cần xem xét cả chi phí truyền tải và phân phối năng lượng điện cũng như hiệu suất sử dụng của thiết bị itself. Các chỉ số cốt lõi chủ yếu bao gồm ba chiều: tỷ lệ tải, hệ số tải, và tỷ lệ tuổi thọ thiết bị.
1.1 Tỷ lệ tải
Đây là tỷ lệ giữa tải thực tế tại thời điểm tải lớn nhất so với công suất định mức của máy biến áp. Nó không chỉ phản ánh khả năng chịu tải của thiết bị trong các điều kiện làm việc khác nhau mà còn phản ánh độ an toàn hoạt động của thiết bị. Trong ứng dụng thực tế, tỷ lệ tải càng cao, tỷ lệ sử dụng hiệu quả của máy biến áp càng cao. Giá trị này được xác định bởi tiêu chuẩn an toàn và biên phát triển, và hai yếu tố này độc lập với nhau: trong khuôn khổ tiêu chuẩn an toàn, đường dây có càng nhiều đối tượng kết nối, khả năng chịu tải của hệ thống càng mạnh.
1.2 Hệ số tải
Đây là tỷ lệ giữa tải trung bình và tải lớn nhất trong một khoảng thời gian cụ thể. Nó có thể phản ánh đặc điểm dao động tải trong khoảng thời gian đó ở một mức độ nào đó và cũng phản ánh mức độ sử dụng tổng thể của thiết bị điện. Nói chung, hệ số tải càng cao, tỷ lệ sử dụng tổng hợp của thiết bị truyền tải và phân phối điện càng cao.
1.3 Tỷ lệ tuổi thọ
Đây là tỷ lệ giữa tuổi thọ thực tế của thiết bị so với tuổi thọ tiêu chuẩn được thiết kế. Tuổi thọ tiêu chuẩn của thiết bị được ghi rõ trong sách hướng dẫn khi xuất xưởng. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành thực tế, tuổi thọ thực tế sẽ khác với giá trị tiêu chuẩn do các yếu tố như môi trường vận hành, cường độ tải, và sự ổn định của tải. Nếu tỷ lệ tuổi thọ lớn hơn 1, nghĩa là thiết bị đã đóng vai trò vượt mong đợi, điều này có thể gián tiếp cải thiện tỷ lệ sử dụng và giảm chi phí truyền tải điện.
2. Phương pháp cải thiện tỷ lệ sử dụng của máy biến áp truyền tải điện
2.1 Cải thiện hệ số tải
Cân bằng sự dao động tải thông qua các biện pháp sau để cải thiện hiệu quả sử dụng thiết bị:
2.1.1 Giảm sự chênh lệch đỉnh - thung lũng
Có những đặc điểm đỉnh - thung lũng hàng ngày rõ rệt trong tiêu thụ điện của công nghiệp và dân cư: đỉnh tiêu thụ điện dân cư tập trung từ 18:00 đến 21:00, và thung lũng vào sáng sớm; đối với tiêu thụ điện công nghiệp, đỉnh là ban ngày và thung lũng là ban đêm. Thu hẹp khoảng cách tiêu thụ điện giữa các giai đoạn đỉnh và thung lũng có thể ổn định đường cong tải, từ đó tăng hệ số tải và tỷ lệ sử dụng của máy biến áp.
Cụ thể, có thể áp dụng cơ chế giá điện theo giờ: tăng giá cho tiêu thụ điện trong các giai đoạn đỉnh và giảm giá trong các giai đoạn thung lũng, và đạt được "cắt đỉnh và lấp thung lũng" thông qua điều chỉnh thị trường. Biện pháp này không chỉ cải thiện tỷ lệ sử dụng thiết bị mà còn nâng cao sự ổn định của hệ thống truyền tải và phân phối điện. Hiện nay, một số khu vực ở Trung Quốc chưa áp dụng giá theo giờ do hạn chế kỹ thuật, và doanh nghiệp cung cấp điện địa phương cần đẩy nhanh việc hoàn thiện cơ chế.
2.1.2 Phối hợp hợp lý các loại tải
Có sự khác biệt về thời gian và cách thức tiêu thụ điện của thiết bị ở cuối lưới điện. Bằng cách phối hợp tải theo thời gian, có thể bù đắp sự chênh lệch đỉnh - thung lũng. Lý tưởng nhất, nếu không có sự dao động tải trong suốt cả ngày, hiệu suất cung cấp điện có thể đạt mức tối ưu, nhưng điều này khó thực hiện trong thực tế.
Sự dao động tổng tải có thể được giảm bằng cách tối ưu hóa phân bố các loại doanh nghiệp trong khu công nghiệp và cân bằng thời gian tiêu thụ điện của các ngành khác nhau; trong lĩnh vực tiêu thụ điện dân cư, có thể khuyến khích nhà sản xuất thiết bị tiêu thụ điện phát triển chức năng tiêu thụ điện theo giờ, hướng dẫn thiết bị hoạt động nhiều hơn vào ban ngày và tiêu thụ ít năng lượng hơn vào ban đêm trong khi vẫn đảm bảo sử dụng bình thường.
2.2 Cải thiện tỷ lệ tải
Nâng cao khả năng chịu tải của thiết bị bằng cách tối ưu hóa cách đấu dây và cấu hình thiết bị bù công suất phản kháng:
2.2.1 Tối ưu hóa cách đấu dây
Lấy mạng lưới công cộng làm ví dụ, các cách đấu dây khác nhau có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ sử dụng và độ tin cậy, chủ yếu bao gồm kiểu mạng vòng đơn, kiểu hai nguồn cung và một dự phòng, kiểu mạng vòng đôi, kiểu đa đoạn N kết nối, kiểu ba nguồn cung và một dự phòng, kiểu bức xạ, v.v. Trong đó: tỷ lệ sử dụng lý thuyết của kiểu hai nguồn cung và một dự phòng là cao nhất, 2/3, và của kiểu ba nguồn cung và một dự phòng là 3/4, cả hai đều có độ tin cậy cao; tỷ lệ sử dụng lý thuyết của kiểu bức xạ đơn có thể đạt 1, nhưng độ tin cậy thấp; kiểu mạng vòng đôi, kiểu đa đoạn N kết nối, "2-1" và "3-1" có độ tin cậy cao, nhưng tỷ lệ sử dụng lý thuyết lần lượt là 1/2, 1/2, và 2/3. Ngoại trừ kiểu bức xạ đơn, tất cả đều đáp ứng tiêu chuẩn an toàn N-1. Do đó, cần chọn cách đấu dây có tỷ lệ sử dụng cao hơn kết hợp với yêu cầu độ tin cậy thực tế.
2.2.2 Cấu hình thiết bị bù công suất phản kháng
Trong tam giác công suất, nếu công suất hữu ích không đổi, giảm hệ số công suất sẽ dẫn đến tăng nhu cầu công suất phản kháng. Trong vận hành thực tế, thiết bị điện thường phải mở rộng do không đạt công suất định mức, điều này sẽ giảm tỷ lệ sử dụng và tăng tổn thất đường dây. Do đó, cần giảm dung lượng dư thừa của thiết bị thông qua bù công suất phản kháng.
Trong thực tế, bù tại chỗ là phương pháp tối ưu, có thể giảm tổn thất truyền tải công suất phản kháng. Tuy nhiên, có áp lực về an toàn và chi phí khi triển khai toàn diện. Đề nghị kết hợp ba phương pháp bù theo cấp, lắp đặt tập trung, và lắp đặt phân tán để tránh bù quá mức.
2.3 Cải thiện tỷ lệ tuổi thọ
Mở rộng thời gian sử dụng hiệu quả của thiết bị thông qua giám sát trạng thái thực thời và quản lý toàn chu kỳ sống:
2.3.1 Tăng cường giám sát trạng thái vận hành
Sử dụng các chỉ số định lượng để đánh giá trạng thái thiết bị (ví dụ, 1 đại diện cho tốt nhất và 0 đại diện cho tồi nhất), và theo dõi sự dao động số liệu thực thời. Nếu giá trị vượt quá phạm vi đã đặt hoặc thấp hơn ngưỡng, lập tức xác định là bất thường và sắp xếp bảo dưỡng hoặc thay thế.
2.3.2 Tối ưu hóa quản lý môi trường vận hành
Việc vận hành máy biến áp dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như thời tiết khắc nghiệt và sự chênh lệch nhiệt độ. Cần đánh giá toàn diện môi trường xung quanh để xác định chính xác trạng thái thiết bị. Đồng thời, cần bảo vệ thiết bị khỏi quá trình lão hóa do các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, và ánh sáng thông qua việc kiểm tra định kỳ (đặc biệt là sau thời tiết cực đoan) để giảm tổn thất.
2.3.3 Chuẩn hóa quản lý ngừng hoạt động
Dựa trên các thông số hiệu suất và sách hướng dẫn của thiết bị, xây dựng kế hoạch ngừng hoạt động hàng tháng, và thực hiện nghiêm túc kết hợp với dữ liệu giám sát tình trạng. Đối với máy biến áp được xác định ngừng hoạt động, cần viết ý kiến ngừng hoạt động, và hoàn thành các thủ tục nội bộ như xác nhận và thẩm định; đối với thiết bị nhàn rỗi có thể tái sử dụng, cần lưu trữ trong môi trường phù hợp, và yêu cầu kiểm tra toàn diện và chạy thử trước khi tái đưa vào sử dụng.
Sau khi xác nhận thiết bị đã hết hạn sử dụng và hoàn thành các thủ tục liên quan, vật liệu hết hạn cần được đánh giá, lưu hồ sơ, và xử lý. Các phương pháp xử lý cụ thể bao gồm tái chế bởi nhà sản xuất, giao dịch phế liệu tuân thủ, v.v.
