intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Thiết kế hệ chẩn đoán sự cố tiềm ẩn của MBA lực dựa trên Fuzzy Logic

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST
Báo xấu
28
lượt xem 7
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là phân tích được cơ sở dữ liệu và các dấu hiệu nhận biết để phát hiện và chẩn đoán được chính xác các sự cố (tiềm ẩn) của MBA lực. Nghiên cứu đề xuất cấu trúc mô hình hệ suy luận xấp xỉ dựa trên Fuzzy Logic cho hệ chẩn đoán sự cố tiềm ẩn của MBA lực.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Thiết kế hệ chẩn đoán sự cố tiềm ẩn của MBA lực dựa trên Fuzzy Logic

  1. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ––––––––––––––––––––––––– NGUYỄN KHẮC HƯNG THIẾT KẾ HỆ CHUẨN ĐOÁN SỰ CỐ TIỀM ẨN CỦA MÁY BIẾN ÁP LỰC DỰA TRÊN FUZZY LOGIC Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã ngành: 8 52 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Đỗ Trung Hải 2. TS. Nguyễn Tiến Duy THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  2. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đỗ Trung Hải và TS. Nguyễn Tiến Duy. Các kết quả tính toán, số liệu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào khác. Tác giả luận văn Nguyễn Khắc Hưng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  3. LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập, nghiên cứu chương trình cao học kỹ thuật điện của trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, đã giúp tác giả nhận thức sâu sắc về cách thức nghiên cứu, phương pháp tiếp cận các đối tượng nghiên cứu và lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp cao học; đồng thời góp phần nâng cao kiến thức chuyên môn vững vàng, nâng cao năng lực thực hành, khả năng thích ứng cao trước sự phát triển của khoa học, kĩ thuật và kinh tế; có khả năng phát hiện, giải quyết độc lập những vấn đề thuộc chuyên ngành được đào tạo và phục vụ cho công tác được tốt hơn. Việc thực hiện nhiều bài tập nhóm trong thời gian học đã giúp tác giả sớm tiếp cận được cách làm, phương pháp nghiên cứu, tạo tiền đề cho việc độc lập trong nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: TS. Đỗ Trung Hải và TS. Nguyễn Tiến Duy đã giúp đỡ, hướng dẫn hết sức chu đáo, nhiệt tình trong quá trình thực hiện để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này; Các CBCNV trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình tiến hành thực nghiệm đề tài và bảo vệ luận văn thạc sĩ; Các đồng chí lãnh đạo và tập thể cán bộ công nhân viên của Công ty Điện lực Bắc Kạn đã giúp đỡ tác giả thực hiện việc nghiên cứu, thu thập các số liệu để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này; các đồng nghiệp là những người đã hoàn thành chương trình cao học, đã dành thời gian đọc, đóng góp, chỉnh sửa cho luận văn thạc sĩ này hoàn thiện tốt hơn; Gia đình, bạn bè của tác giả đã giúp đỡ, tạo điều kiện về thời gian, động viên tác giả trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này; Tác giả mong muốn tiếp tục nhận được sự chia sẻ, hỗ trợ và tạo điều kiện của Hội đồng Chấm luận văn thạc sĩ, để bản luận văn này hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cám ơn. Bắc Kạn, ngày tháng 05 năm 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  4. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................v DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ vi DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ ........................................................................ vii MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ SỐ TIỀM ẨN CỦA MÁY BIẾN ÁP LỰC ..............................................................5 1.1. Tổng quan về máy biến áp lực .........................................................................5 1.1.1. Các thông số cơ bản của máy biến áp ......................................................5 1.1.2. Thí nghiệm máy biến áp ...........................................................................7 1.2. Các phương pháp chẩn đoán lỗi tiềm ẩn ........................................................10 1.2.1. Kiểm tra đánh giá về điều kiện cách điện ..............................................10 1.2.2. Giám sát trực tuyến sự phóng điện một phần – PD ................................11 1.2.3. Phân tích độ khí hoà tan trong dầu (DGA) .............................................12 1.3. Chẩn đoán lỗi tiềm ẩn MBA trên cơ sở DGA ...............................................14 1.3.1. Đặc tính sinh khí .....................................................................................14 1.3.2. Các lỗi tiềm ẩn của MBA .......................................................................15 1.3.3. Chẩn đoán lỗi dựa trên phương pháp tỉ lệ ..............................................18 1.4. Đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp dựa trên DGA .....................22 1.5. Kết luận chương .............................................................................................23 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ CHẨN ĐOÁN LỖI THEO FUZZY LOGIC ......24 2.1. Tổng quan về fuzzy logic và suy luận xấp xỉ ................................................24 2.1.1. Khái niệm tập mờ và logic mờ ...............................................................24 2.1.2. Các phép toán trên tập mờ ......................................................................26 2.1.3. Biến ngôn ngữ ........................................................................................30 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  5. 2.1.4. Suy luận xấp xỉ .......................................................................................31 2.2. Thiết kế hệ chẩn đoán lỗi ...............................................................................35 2.2.1. Xây dựng mô hình chẩn đoán mới theo logic mờ ..................................36 2.2.2. Thiết kế thuật toán cho mô hình chẩn đoán mờ .....................................38 2.3. Kết luận chương .............................................................................................42 CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG ....................................................................................43 3.1. Giới thiệu về công cụ, môi trường lập trình ..................................................43 3.2. Kết quả mô phỏng ..........................................................................................44 3.2.1. Giao diện chính của chương trình ..........................................................45 3.2.2. Chức năng chẩn đoán .............................................................................46 3.2.3. Chức năng tra cứu...................................................................................48 3.2.4. Chức năng in báo cáo .............................................................................50 3.3. Kết luận chương .............................................................................................50 KẾT LUẬN ..............................................................................................................51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................52 PHỤ LỤC: MỘT SỐ MODUL CHÍNH CỦA CHƯƠNG TRÌNH ....................56 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  6. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DGA Dissolved Gas Analysis HFCT High Frequency Current Transformer IEC International Electrotechnical Commission MBA Máy biến áp PD Partial Discharge TOGAS Transformer Oil Gas Analysis System SQL Structured Query Language Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  7. DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các lỗi MBA và nguyên nhân gây ra ....................................................... 15 Bảng 1.2. Định nghĩa tỉ lệ và phương pháp tỉ lệ ....................................................... 18 Bảng 1.3. Phương pháp hệ số tỉ lệ Dornenburg ........................................................ 18 Bảng 1.4. Giá trị giới hạn L1 của Dornenburg ......................................................... 19 Bảng 1.5. Bảng chẩn đoán gốc của phương pháp tỉ lệ Rogers ................................. 19 Bảng 1.6. Mã định nghĩa của phương pháp tỉ lệ Rogers đã cải tiến ......................... 20 Bảng 1.7. Chẩn đoán theo phương pháp tỉ lệ Rogers đã cải tiến .............................. 20 Bảng 1.8. Tỉ lệ các thành phần khí và các lỗi tương ứng theo IEC-60599 (2015) ... 22 Bảng 1.9. Mã của các tỉ số theo từng khoảng giá trị ................................................. 22 Bảng 1.10. Bảng luật chuẩn đoán lỗi theo mã quy ước ............................................ 22 Bảng 2. 1. Bảng luật chẩn đoán cho 8 lỗi được viết lại theo nhãn ngôn ngữ ........... 38 Bảng 2.2. Ngưỡng L1 theo IEC-599 ......................................................................... 39 Bảng 2.3. Tính toán độ tin cậy kết luận của các luật chẩn đoán mờ ......................... 40 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  8. DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Các cuộn dây mới...................................................................................... 16 Hình 1.2. Phóng điện đánh thủng cách điện chưa biến dạng vòng dây .................... 16 Hình 1.3. Phóng điện đánh thủng cách điện và biến dạng vòng dây ........................ 16 Hình 2.1. Hàm thuộc A(x) của tập kinh điển A ....................................................... 17 Hình 2.2. Hàm thuộc của tập mờ B ........................................................................... 26 Hình 2.3. Hàm thuộc của tập mờ C ........................................................................... 26 Hình 2.4. Hàm thuộc F(x) có mức chuyển đổi tuyến tính ....................................... 27 Hình 2.5. Sơ đồ bộ suy luận xấp xỉ theo tiếp cận fuzzy logic................................... 35 Hình 2.6. Tập mờ cho các tỉ số ................................................................................. 38 Hình 2.7. Công thức tính độ thuộc trên các tập mờ khác nhau ................................. 40 Hình 3.1. Visual Studio 2013 Ultimate ..................................................................... 44 Hình 3.2. Bảng cơ sở dữ liệu..................................................................................... 45 Hình 3.3. Giao diện chính của chương trình ............................................................. 47 Hình 3.4. Nhập số liệu để thực hiện chức năng chẩn đoán ....................................... 48 Hình 3.5. Kết quả chẩn đoán sau khi nhập số liệu .................................................... 48 Hình 3.6. Tra cứu lịch sử chẩn đoán ......................................................................... 49 Hình 3.7. Danh sách lịch sử chẩn đoán ..................................................................... 50 Hình 3.8. Chi tiết kết quả tra cứu .............................................................................. 51 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  9. MỞ ĐẦU Máy biến áp (MBA) lực là một thiết bị chủ đạo trong hệ thống năng lượng. Độ tin cậy của chúng không chỉ ảnh hưởng tới khả năng cung cấp điện mà còn ảnh hưởng tới sự vận hành có tính kinh tế của một hộ tiêu thụ nào đó (ví dụ như các lò luyện, dây truyền sản xuất, v.v. trong các nhà máy). Ví dụ, một lỗi của MBA phân phối có thể làm cho hàng nghìn hộ tiêu thụ mất điện.Một lỗi của MBA tăng thế có thể là nguyên nhân gây ra mất điện của các khu vực liền kề trong hệ thống lưới điện đó. Chẩn đoán sự cố tiềm ẩn của MBAlực trong hệ thống điện là một vấn đề đã được nhiều nhà khoa học quan tâm. Để có thể đưa ra được thông tin về các lỗi (lỗi tiềm ẩn) có thể xảy ra trong tương lai của MBA, trong một số công trình đã đưa ra các phương pháp chẩn đoán dựa trên phân tích lượng khí hoà tan trong dầu. Ngoài ra còn có các phương pháp chẩn đoán dựa trên đáp ứng phổ tần MBA, chẩn đoán dựa trên độ rung của MBA. Phương pháp sắc ký khí với phân tích khí hoà tan trong dầu [1] cần thiết phải có những thiết bị đo chuyên dụng và đòi hỏi độ chính xác cao. Dựa trên những kỹ thuật này, đã có nhiều kỹ thuật hiện đại cho phép chẩn đoán tốt hơn [11], tuy nhiên một điểm chung của các phương pháp này là phải dựa trên các kỹ thuật đo đạc chính xác. Vì vậy, kết quả chẩn đoán cũng phụ thuộc nhiều vào độ chính xác kết của của các phép đo. Một phương pháp chẩn đoán khác có thể kế thừa được tri thức chuyên gia dưới dạng luật thống kê đã được giới thiệu [12], [16]. Phương pháp này được phát triển dựa trên sử dụng mạng neural nhân tạo. Để có được kết quả chẩn đoán chính xác, theo phương pháp sử dụng mạng neural cần phải có bộ dữ liệu thực nghiệm “đủ lớn” để huấn luyện mạng và lựa chọn được một cấu trúc mạng hợp lí. Thực tế cho thấy, theo tiếp cận này có rất nhiều cấu trúc mạng có thể được lựa chọn với những kết quả chẩn đoán khác nhau. Thời gian huấn luyện mạng lớn cũng là một nhược điểm của phương pháp này. Ngoài ra, các phương pháp sử dụng fuzzy logic, mờ-neural cũng được đề xuất [17], [18], [15]. Điểm chung của các phương pháp này đó là kế thừa được tri thức chuyên gia trên cơ sở hệ luật. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  10. Ở Việt Nam, các hệ hỗ trợ quyết định dựa trên trí tuệ nhân tạo được phát triển trên cở sở sử dụng tri thức chuyên gia như hệ chuyên gia, mạng neural, fuzzy logic, v.v. cũng dần được phát triển rộng rãi. Có thể thấy một số nghiên cứu đã được công bố như ứng dụng hệ mờ [2], mạng neureal [3], hệ chuyên gia [4], hay kết hợp hệ chuyên gia, mạng neural và fuzzy logic để phát triển hệ chẩn đoán sự cố tiềm ẩn MBA [5] - [10]. Điểm chung của các nghiên cứu này đó là có sử dụng hệ tri thức chuyên gia. Tuy nhiên, việc nghiên cứu tìm kiếm các phương pháp mới hiệu quả hơn luôn là đòi hỏi của quá trình phát triển. Vì vậy, dưới sự định hướng của các thầy hướng dẫn là nghiên cứu thiết kế hệ chẩn đoán gồm nhiều bộ suy luận có cấu trúc nối tầng để chẩn đoán sự số tiềm ẩn của MBA lực. Với định hướng đó, em xin lựa chọn đề tài “Thiết kế hệ chẩn đoán sự cố tiềm ẩn của MBA lực dựa trên Fuzzy Logic” làm đề tài nghiên cứu luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật điện. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Mục tiêu: Phân tích được cơ sở dữ liệu và các dấu hiệu nhận biết để phát hiện và chẩn đoán được chính xác các sự cố (tiềm ẩn) của MBA lực. Nghiên cứu đề xuất cấu trúc mô hìnhhệ suy luận xấp xỉ dựa trên Fuzzy Logic cho hệ chẩn đoán sự cố tiềm ẩn của MBA lực. - Đối tượng nghiên cứu là: Các phương pháp chẩn đoán của MBA lực trong các trạm biến áp hạ thế. Nghiên cứu về lý thuyếtfuzzy logic, hệ chuyên gia và suy luận xấp xỉ. - Về phạm vi nghiên cứu: Giới hạn công suất MBA từ 50KVA đến 2000 KVA. Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu về các lỗi thường xảy ra đối với MBA lực khi vận hành trong hệ thống điện. Nghiên cứu về quá trình chẩn đoán, cơ sở lý thuyết và các phương pháp chẩn đoán. Tìm hiểu những kết quả nghiên cứu trước đây đã được công bốtrong và ngoài nước về chẩn đoán sự cố MBA. Đặc biệt, tìm hiểu về phương pháp chẩn đoán sự cố MBA dựa trên phân tích khí hoà tan (DGA - Dissolved Gas Analysis). Đánh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  11. giá ưu nhược điểm của phương pháp. Đề xuất mô hình mới cho hệ chẩn đoán theo tiếp cậnlập luận xấp xỉ. Trao đổi với các chuyên gia thí nghiệm điện. - Cài đặt phần mềm dựa trên thuật toán đã được thiết kế; Kiểm nghiệm trên dữ liệu thực tế và hiệu chỉnh phần mềm. Những nội dung nghiên cứu chính và bố cục luận văn Dự kiến nội dung báo cáo của luận văn gồm: phần mở đầu, 3 chương chính, phần kết luận và tài liệu tham khảo. Bố cục được trình bày như sau: Phần mở đầu: Nêu lý do chọn đề tài, tính cấp thiết và hướng nghiên cứu chính. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ SỐ TIỀM ẨN CỦA MÁY BIẾN ÁP LỰC Nội dung trọng tâm của chương là nghiên cứu về: Các lỗi thường xảy ra đối với MBA lực khi vận hành trong hệ thống điện; Quá trình chẩn đoán, cơ sở lý thuyết và các phương pháp chẩn đoán; Những kết quả nghiên cứu trước đây đã được công bố về chẩn đoán sự cố MBA; Phương pháp chẩn đoán sự cố MBA dựa trên phân tích khí hoà tan. Đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp. CHƯƠNG 2:THIẾT KẾ HỆ CHẨN ĐOÁN LỖI THEO FUZZY LOGIC Nội dung trọng tâm của chương là nghiên cứu tổng quan về lý thuyết fuzzy logic, suy luận xấp xỉ dựa trên fuzzy logic và ứng dụng trong các hệ chuyên gia. Thiết kế hệ chẩn đoán có bộ suy luận xấp xỉ dựa trên phương pháp chẩn đoán DGA. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG Nội dung trọng tâm của chương là cài đặt phần mềm chẩn đoán chạy trên môi trường web dựa trên thuật toán đã thiết kế trong chương 2; Kiểm nghiệm thuật toán chẩn đoán sự cố tiềm ẩn MBA với những bộ dữ liệu thực tế và hiệu chỉnh phần mềm. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Về ý nghĩa khoa học: Học viên thực hiện đề tài đã nghiên cứu các phương pháp chẩn đoán dựa trên kết quả của kỹ thuật DGA như Dornembug, Roger và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  12. tiêu chuẩn IEC-599; Tìm hiểm các kết quả nghiên cứu về chẩn đoán đã được các tác giả quốc tế công bố; Phân tích những ưu điểm, tồn tại của các kết quả nói trên. Từ đó đã đề xuất một mô hình chẩn đoán theo tiếp cận Fuzzy logic với sự thiết kế các hàm thuộc là phù hợp với thực tế. Mô hình chẩn đoán đã được thiết kế cụ thể thành thuật toán hoàn chỉnh để trở thành một phần mềm hệ chuyên gia trong chẩn đoán sự số tiềm ẩn của MBA lực. - Về ý nghĩa thực tiễn:Với thuật toán chẩn đoán được thiết kế, phần mềm đã được cài đặt hoàn chỉnh chạy trên môi trường web. Phầm mềm đã được kiểm thử với nhiều bộ dữ liệu thực tế và đã có những hiệu chỉnh cần thiết để kết quả chẩn đoán trở nên tin cậy hơn. Sản phẩm phần mềm này hoàn toàn có thể áp dụng trong thực tế đối với công tác thí nghiệm nghiệm MBA tại các Công ty, Trung tâm thí nghiệm điện. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  13. CHƯƠNG 1 . TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN SỰ SỐ TIỀM ẨN CỦA MÁY BIẾN ÁP LỰC Nội dung trọng tâm của chương là nghiên cứu về: Các lỗi thường xảy ra đối với MBA lực khi vận hành trong hệ thống điện; Quá trình chẩn đoán, cơ sở lý thuyết và các phương pháp chẩn đoán; Những kết quả nghiên cứu trước đây đã được công bố về chẩn đoán sự cố MBA; Phương pháp chẩn đoán sự cố MBA dựa trên phân tích khí hoà tan. Đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp. Nội dung được thể hiện bằng các mục sau. 1.1. Tổng quan về máy biến áp lực Như ta đã biết điện năng là loại năng lượng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống, việc điện khí hoá công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và các ngành kinh tế khác đòi hỏi phải có thiết bị khác nhau. Việc truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện và trạm biến áp(trạm biến áp giảm áp ở cuối đường dây cho phù hợp với điện áp của phụ tải tiêu thụ). Từ đó ta cũng thấy rõ MBA chỉ làm nhiệm vụ thay đổi cấp điện áp, hoặc phân phối năng lượng chứ không phải là chuyển hoá năng lượng. Hiện nay ngành chế tạo MBA của nước ta đã sản xuất được nhiều chủng loại MBA khác nhau, trước khi đưa MBAđưa vào vận hành đều phải thí nghiệm nghiệm thu, nhằm xác định chất lượng của MBA thông qua các thông số kỹ thuật. 1.1.1. Các thông số cơ bản của máy biến áp Các thông số định mức được ghi trên các máy, các thông số khác được nhà chế tạo ghi trong lý lịch máy. Cụ thể từng thông số như sau. a) Công suất định mức Là công suất biểu kiến (công suất toàn phần) đưa ra từ phía thứ cấp của MBA. - Ký hiệu: Sđm - Đơn vị tính: kVA (hay VA). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  14. b) Điện áp định mức Điện áp sơ cấp định mức: là điện áp của cuộn dây sơ cấp. - Ký hiệu: U1đm - Đơn vị tính: kV (hay V). Điện áp thứ cấp định mức: là điện áp của dây quấn thứ cấp khi MBA không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức. - Ký hiệu: U2đm - Đơn vị tính: kV (hay V). Đối với MBA 3 cuộn dây có UTđm, UHđm. c) Dòng điện định mức sơ cấp và thứ cấp: Là những dòng điện dây của dây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức. - Ký hiệu: I1đm, I2đm - Đơn vị tính: (hay A) Đối với MBA 1 pha: Sdm I1dm  (0.1) U1dm Sdm I 2dm  (0.2) U 2 dm Đối với MBA 3 pha: Sdm I1dm  (0.3) 3U1dm Sdm I 2 dm  (0.4) 3U 2 dm d) Tần số định mức: Tần số công nghiệp 50Hz - Ký hiệu: fđm. - Đơn vị tính: Hz. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  15. e) Điện áp ngắn mạch của MBA - Là điện áp đo được khi ngắn mạch một phía của cuộn dây sao cho dòng điện đạt giá trị định mức đối với MBA hai cuộn dây, ta có: Ucao-hạ. - 3 giá trị điện áp ngắn mạch với 3 cặp cuộn dây: Cao–Hạ; Cao–Trung; Trung– Hạ. - Điện áp ngắn mạch tính theo % (Uk %). f) Dòng điện không tải I0 (A) Dòng điện không tải là giá trị hiệu dụng của dòng điện đi qua cuộn dây, khi điện áp điện áp đặt vào cuộn dây đó là định mức với tần số định mức còn các cuộn dây khác để hở mạch, dòng điện này còn gọi là dòng từ hoá. g) Tổn hao không tải Là công suất tác dụng bị hấp thụ khi không có tải đi qua cuộn dây. Tổn hao này còn gọi là tổn hao sắt. Đơn vị (kW) ký hiệu P0. h) Tổn hao ngắn mạch Là phần công suất tác dụng bị hấp thụ trong dây quấn MBA khi có dòng tải đi qua cuộn dây. Khi có dòng điện định mức đi qua các cực của một trong các cuộn dây, còn các cực của cuộn dây kia nối tắt lại. Nếu có các cuộn dây khác thì các cuộn dây này để hở mạch (IEC.76.1). - Ký hiệu: Pn - Đơn vị tính: W (hay kW). i) Tổ đấu dây Là góc lệch pha của điện áp dây sơ cấp và thứ cấp, có 12 tổ dấu dây, các cuộn dây có thể nối với nhau  hay . 1.1.2. Thí nghiệm máy biến áp Việc thí nghiệm MBA để xác định tình trạng các thành phần và sự làm việc của MBA. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  16. a) Kiểm tra tổng thể bên ngoài - Sứ không bị sứt mẻ. - Gioăng không dò dầu, hạt chống ẩm không đổi mầu. - Hệ thống quạt gió tốt, mức dầu đủ. - Các chi tiết được lắp đặt đúng thiết kế. Các thông số của MBA phù hợp với tài liệu. b) Thí nghiệm không tải Mục đích: xác định tình trạng cuộn dây và lõi thép có bị chạm chập, xê dịch hoặc mạch từ bị xô, bu lông không ép chặt, chất lượng lõi thép xấu.Thí nghiệm không tải là hạng mục kiểm tra đầu tiên trước khi tiến hành thí nghiệm các hạng mục để tránh từ dư trong mạch từ khi nạp dòng điện một chiều.Kết quả đo được so với số liệu xuất xưởng hoặc giá trị cho trên mác máy.Nếu kết quả đo không bình thường ta cần tìm lý do như khử từ và tiến hành thí nghiệm tỷ số biến và đo trên điện trở một chiều để kết luận chính xác. c) Đo điện trở cách điện và hệ số hấp thụ cuộn dây máy biến áp Đây là chỉ tiêu để đánh giá tình trạng cách điện của các cuộn dây thông qua trị số của điện trở R60” và R15”. Giá trị R60” phải đáp ứng được với cấp điện áp mà nó làm việc. Giá trị điện trở cách điện yêu cầu phụ thuộc vào thông số của nhà chế tạo. - Với thiết bị dùng để đo điện trở cách điện dùng mêgôm 2500V hoặc 5000V. Các cuộn dây được nối tắt và nối đất ít nhất 5 phút để phóng hết điện tích gây sai số đo. - Đo điện trở cách giữa các cuôn dây với nhau, giữa các cuộn dây với vỏ, và nối vỏ với đất. d) Đo điện trở một chiều các cuộn dây Mục đích: - Xác định tình trạng nguyên vẹn của cuộn dây, tiếp xúc mối hàn, mối nối, tiếp xúc các dao lựa chọn của bộ chuyển nấc. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  17. - Quá trình thực hiện phép đo được tiến hành ở tất cả các cuộn dây cao áp, trung áp, hạ áp và ở các nhánh của cuộn dây, ở tất cả các pha. - Với MBA có các thiết bị chuyển mạch ta phải đo ở tất cả các nấc. Kết quả đo cho ta biết được các đầu phân nhánh đưa ra có đúng hay không. e) Kiểm tra tỷ số biến Mục đích: Xác định số vòng quấn của cuộn dây ở tất cả các nấc phân áp. Kết hợp với các chỉ tiêu khác xác định chạm chập vòng dây. Xác định điện áp cuộn cao áp và cuộn hạ áp. f) Kiểm tra tổ nối dây Tổ nối dây là góc lệch pha giữa điện áp dây (hoặc điện áp pha) cuộn dây bên cao áp so với điện áp dây (điện áp pha) cuộn dây bên hạ áp cùng tên. Ký hiệu: - Đầu dây cao áp ABC cuối là XYZ. - Đầu dây hạ áp abc cuối là xyz. Tổ đấu dây của MBA là một trong những điều kiện đưa MBA vào vận hành song song.Để xác định tổ đấu dây có đúng với ký hiệu ghi trên mác máy hay không, ta có thể dùng thiết bị chuyên dụng TETTEX-2793 để đo hoặc dùng phương pháp xung một chiều 3 trị số.Việc xác định tổ đấu dây còn làm cơ sở cho việc đấu đúng sơđồ bảo vệ MBA. g) Thí nghiệm dầu cách điện Nhiệm vụ của dầu trong MBA là cách điện và làm mát. Thí nghiệm dầu MBA: để đảm bảo vận hành an toàn của MBA ta phải kiểm tra chất lượng của dầu thông qua các hạng mục. Đo điện áp phóng điện đánh thủng, đo góc tổn hao điện môi ở 90 oC. Trên đây là giới thiệu một số thí nghiệm xác định thông số cơ bản , ngoài ra còn phải kể đến một số thí nghiệm xác định các thông số khác như: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  18. - Đo điện trở cách điện và tổn hao điện môi sứ đầu ra của MBA có cách điện giấy dầu. - Đo góc tổn hao điện môi phản ánh phẩm chất cách điện của cuộn dây. - Thí nghiệm máy biến dòng lắp sẵn ở MBA. - Kiểm tra đồ thị vòng bộ điều chỉnh biến áp. - Thí nghiệm điện áp xoay chiều tăng cao tần số công nghiệp. 1.2. Các phương pháp chẩn đoán lỗi tiềm ẩn Mối quan tâm chính về các lỗi tiềm ẩn của MBA lực là sự suy giảm phẩm chất của hệ thống cách điện. Điều này có thể dẫn đến vấn đề là hệ thống cách điện sẽ bị đánh thủng bởi xung dòng điện (các lực điện động trên cuộn dây) hay quá điện áp. Chẩn đoán lỗi tiềm ẩn MBA là gắn liền với việc đánh giá các điều kiện cách điện của các vật liệu cách điện trong MBA. Việc đánh giá có thể được thực hiện một cách trực tiếp bằng thử cách định hoặc đánh giá gián tiếp qua các phương pháp khác nhau. 1.2.1. Kiểm tra đánh giá về điều kiện cách điện Kiểm tra đánh giá về điều kiện cách điện chủ yếu muốn nói tới các kiểm tra off- line định kỳ, bao gồm việc đo điện trở cách điện (IR), hệ số tổn hao chất điện môi (DLF), sự phân cực hoá bề mặt (IP) có sử dụng IR bất thường và tần số phân tán của điện dung, hệ số xoay (TP), điện trở cuộn dây, điện trở cọc tiếp địa (CGR) và một số kiểm tra khác. Các kiểm tra trên được ứng dụng cho toàn bộ MBA và đó là sự đo đạc chính với điều kiện cách điện. Chúng có thể cho thấy một số vấn đề về tình trạng MBA nhưng có thể không tìm được lỗi tiềm ẩn. Các kiểm tra khác về giấy hay mẫu bìa cách điện được lấy từ MBA. Những kiểm tra trên bao gồm việc đo đạc độ polyme hoá (DP) và sức căng (TS). Một số phương pháp mới có liên quan như việc phân tích mầu sắc của dầu cách điện, đo đạc phổ phân cực bề mặt ISP nhờ sử dụng điện áp phản hồi (RV) và các kỹ thuật hoá phân tích cũng được sử dụng với cùng mục đích. Các kỹ thuật kiểm tra mà phải can thiệp vào bên trong MBA là không thuận lợi bởi vì quá trình lấy mẫu có thể gây nguy hiểm cho tình trạng nguyên vẹn của hệ thống cách điện, nhưng cũng có thể là cần thiết với những MBA đã quá cũ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  19. Các phương pháp kiểm định tối ưu nhất cho việc đánh giá sự cách điện của MBA lực là các dạng on-line (trực tuyến), bao gồm việc giám sát phóng điện một phần (PD – partial discharge) và phân tích độ hoà tan khí trong. Các kiểm định trực tuyến này cũng là các phương pháp chính trong chẩn đoán các lỗi tiềm ẩn. 1.2.2. Giám sát trực tuyến sự phóng điện một phần – PD PD được tạo ra bởi các tình trạng lỗi có liên quan tới độ ẩm, các lỗ hổng trong các chất cách điện đặc, các phần tử kim loại và các bong bóng khí. Thậm chí có thể gây ra phá hỏng chất điện môi. Một sự gia tăng đáng kểmức PD và trong hệ số gia tăng của hoạt động PD có thể cho biết một dấu hiệu sớm về một lỗi tiềm ẩn. Các phương pháp giám sát PD trực tuyến thường rơi vào hai dạng: Phương pháp điện và phương pháp âm. Theo như cách sử dụng cảm biến, cả hai dạng trên lại được phân vào hai dạng nhỏ hơn: giám sát không xâm nhập và giám sát xâm nhập (xâm nhập ở đây chỉ đến sự can thiệp vào bên trong MBA). Việc giám sát không xâm nhập sử dụng các cảm biến được gắn ở bên ngoài MBA như là mắc thêm tụ, các biến dòng tần số cao, đồng hồ gia tốc kiểu áp lực, v.v. Điều kiện xâm nhập phải đặt các cảm biến PD vào trong MBA do vậy sự can thiệp này sẽ gây ra nguy hiểm tới các bộ phận trong MBA và tốn kém hơn. Vì các lý do an toàn, người ta thường sử dụng các cảm biến sợi quang hơn so với các loại cảm biến khác khi giám sát PD kiểu xâm nhập. Trong việc giám sát PD dạng điện, dòng điện xung PD thường được đo trực tiếp thông qua một mạch điện dung hoặc một máy biến dòng tần số cao (HFCT - high frequency current transformer). Các tụ nối có thể là một tụ tách điện áp cao của PD- free được đặt cạnh tải đầu ra của MBA hoặc sự dụng các tụ lót một cách tực tiếp. Vấn đề chính với việc giám sát PD dạng điện là sự xuất hiện tượng giao thoa. Giải quyết điều này có thể bao gồm các thuật toán rất phức tạp và không phải lúc nào cũng giải quyết được trong các ứng dụng thực tiễn. Giám sát PD âm đã được tập trung nghiên cứu trong cả lĩnh vực học thuật và thực tiễn trong công nghiệp qua nhiều năm. Động lực thúc đẩy cho hướng nghiên cứu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
  20. này là lợi ích có thể nhận được thông qua các PD chính xác cục bộ. Đã có rất nhiều các nghiên cứu trên lý thuyết về các nguyên lý PD cục bộ và một số hệ thống đã được phát triển với mục đích này. Các ứng dụng đã chỉ ra cho thấy vẫn có các nguyên nhân gây khó khăn cho việc giải thích của các kết quả và chúng yêu cầu phải được nghiên cứu đầy đủ ý nghĩa hơn. Ví dụ: Vận tốc âm bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố, bao gồm nhiệt độ dầu, khí và nước chứa trong dầu, tần số sóng mang của tín hiệu âm. Việc sử dụng một giá trị hằng số trong bài toán của hàm PD cục bộ có thể cho kết quả rất sơ lược. Một vấn đề lớn đối với giám sát PD là kết quả. Hiện tại chưa có các quy luật chung nào có thể tương quan về trạng thái của biến áp với các hoạt động của PD hoặc thậm chí việc phân lớp các hoạt động của PD một cách rõ ràng cũng chưa có. Việc chỉ sử dụng một tham số là một giá trị giới hạn mức PD mang tính kinh nghiệm. Dường như có thể chấp nhận được đối với giá trị này vì nó không được chỉ ra trong bất cứ tiêu chuẩn nhà nước nào. 1.2.3. Phân tích độ khí hoà tan trong dầu (DGA) Một kỹ thuật mang tính thành công hơn trong việc chẩn đoán lỗi tiềm ẩn trực tuyến là phân tích độ hoà tan khí trong dầu. Phân tích khí hoà tan trong dầu của MBA là nhằm mục đích sớm phát hiện ra sự quá nhiệt cục bộ, sự phóng điện ở mức độ thấp. Sự phát triển các quá trình này sẽ dẫn đến sự cố. Sự cố phát triển trong thời kỳ này không phát hiện được bằng rơle ga. Một lượng nhỏ các khí hình thành liên tục thông qua quá trình phân huỷ nhỏ trong dầu hoặc trong cách điện cứng. Để phân tích khí hoà tan trong dầu MBA sử dụng hệ thống máy phân tích gọi là TOGAS (Transformer Oil Gas Analysis System). Từ kết quả phân tích khí hoà tan trong dầu MBA ta có thể chẩn đoán được các dạng hư hỏng của MBA (theo IEC 599). Việc phân tích DGA khi không cần phải ngắt nguồn điện MBA hay còn gọi là phương pháp “online” hay trực tuyến. Loại phân tích này bao gồm DGA thông thường, đó là dựa trên cơ sở việc lấy mẫu dầu định kỳ và kỹ thuật hiện đại của việc giám sát khí trực tuyến. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1455 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2