Đồ án tốt ghiệp Chẩn đoán lỗi thường gặp trong máy biến áp sử dụng kỹ thuật phân tích khí hòa tan

SỬ DỤNG MẠNG NEURAL NETWORK KẾT HỢP VỚI PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHÍ HÒA TAN ĐỂ CHẨN ĐOÁN LỖI CHO MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC...25 4.1 Xây dựng mô hình thuật toán...25 4.2 Xây dựng mạng neural net

HÀ NỘI, 1/2021

Chữ ký của GVHD

Lời cảm ơn

Năm năm học ở Bách Khoa không phải là khoảng thời gian dài nhưng cũngkhông quá ngắn, trải qua biết bao môn học, từ các môn học đại cương đến cácmôn học chuyên ngành, mỗi môn đều mang một ý nghĩa riêng và không hề dễdàng để vượt qua Nhưng đến giờ phút này, em cũng đã đến được môn học cuốicùng, đó là Đồ án tốt nghiệp

Từ khi đặt chân vào trường Đại học Bách Khoa Hà Nội luôn là một cảm giác bấtngờ vì rất nhiều các môn đại cương khó như Toán cao cấp, Vật lí đại cương Sang đến các năm tiếp theo, tưởng chừng mọi chuyện sẽ dễ dàng hơn, nhưngkhông, các môn cơ sở ngành cũng là những khái niệm rất lạ lẫm Có nhiều lúc

em đã hoang mang và lo sợ, sợ rằng mình không thể tiếp tục theo đuổi được môitrường học tập này Nhưng bên cạnh những sự khó khăn đó là sự giảng dạy rấttận tình của các thầy cô, của những bàn tay đã cả đời quen với bụi phấn Cánhcửa thư viện luôn rộng mở, chào đón sinh viên đến mượn những quyển sách cầnthiết cho môn học Và cũng cảm ơn đến những người bạn chân thành, luôn luôngiúp đỡ mỗi khi mình gặp khó khăn, là những người anh em cùng chiến tuyến,cùng gồng gánh nhau vượt qua những năm tháng đại học Tất cả đã cho em một

sự động viên, nghị lực để có thể đi được đến ngày hôm nay

Sau những năm tháng gắn bó với trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, em xin gửilời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cô Ban lãnh đạo nhà trường, các giảngviên hết lòng tận tụy vì sinh viên, đặc biệt là TS Nguyễn Bích Liên, cô đã tậntình chỉ bảo để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp Cảm ơn những người bạnthân thiết, những hành lang trường đầy nắng và gió, cảm ơn Đại học Bách Khoa

Hà Nội đã tô điểm thêm thanh xuân và chặng đường học tập của em!

Tóm tắt nội dung đồ án

Nội dung đồ án trình bày về việc chẩn đoán lỗi cho máy biến áp sử dụng kỹ thuậtphân tích khí hòa tan trong dầu máy biến áp bằng các phương pháp: khí chính; tỷlệ; tam giác Duval; và quan trọng nhất là phương pháp sử dụng mạng neuralnetwork Đồ án sẽ chỉ ra những ưu nhược điểm cũng như tính chính xác của cácphương pháp kể trên Đồng thời, nắm được cách xây dựng một mạng neuralnetwork và kết quả đầu ra của mạng trong việc chẩn đoán lỗi máy biến áp điệnlực

LinhNguyễn Thế Linh

Mục lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ CHẨN ĐOÁN LỖI CHO MÁY BIẾN ÁP

ĐIỆN LỰC 1

1.1 Giới thiệu về máy biến áp điện lực 1

1.2 Tổng quan về chẩn đoán lỗi cho máy biến áp điện lực 1

1.3 Các phương pháp chẩn đoán lỗi tiềm ẩn cho máy biến áp 3

1.3.1 Kiểm tra cách điện 3

1.3.2 Phóng điện cục bộ 3

1.3.3 Phân tích khí hòa tan (DGA) 3

CHƯƠNG 2 CHẨN ĐOÁN LỖI TRONG MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHÍ HÒA TAN 5

2.1 Giới thiệu về khí hòa tan trong dầu máy biến áp 5

2.2 Các phương pháp phân tích khí hòa tan để chẩn đoán lỗi tiềm ẩn trong máy biến áp 5

2.2.1 Phương pháp khí chính (KGM) 5

2.2.2 Phương pháp tỷ lệ 7

2.2.3 Phương pháp Tam giác Duval (DTM) 9

2.2.4 So sánh các phương pháp 11

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ MẠNG NEURAL NETWORK 17

3.1 Giới thiệu về mạng Neural Network 17

3.2 Cấu trúc mạng neural network 17

3.2.1 Lớp 17

3.2.2 Nút 17

3.2.3 Trọng số và hệ số điều chỉnh 18

3.2.4 Hàm kích hoạt 18

3.3 Thuật toán Levenberg – Marquardt 20

3.4 Kỹ thuật xác nhận chéo để huấn luyện cho mạng neural network 23

CHƯƠNG 4 SỬ DỤNG MẠNG NEURAL NETWORK KẾT HỢP VỚI PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHÍ HÒA TAN ĐỂ CHẨN ĐOÁN LỖI CHO MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC 25

4.1 Xây dựng mô hình thuật toán 25

4.2 Xây dựng mạng neural network 26

4.3 Kết quả thu được 32

4.4 Kết luận chương 33

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Biểu đồ phương pháp khí chính 6

Hình 2.2 Tam giác phân Duval 10

Hình 2.3 Xác định điểm lỗi trên tam giác Duval 11

Hình 2.4 Xác định điểm lỗi trên tam giác Duval 16

Hình 3.1 Cấu trúc mạng Neural Network 17

Hình 3.2 Cấu trúc mạng Neural Network 18

Hình 3.3 Ví dụ về đồ thị của hàm (a) sigmoid và hàm (b)tanh 19

Hình 3.4 Hàm ReLU và tốc độ hội tụ khi so sánh với hàm tanh 20

Hình 3.5 Mạng neural network quá đào tạo 24

Hình 4.1 Mô hình mạng Neural Network 25

Hình 4.2 Thông số đầu vào của mạng Neural Network 27

Hình 4.3 Tham số của mạng Neural Network 28

Hình 4.4 Mạng neural network thu được 29

Hình 4.5 Kết quả sau khi đào tạo 30

Hình 4.6 Đồ thị đầu ra sau huấn luyện 31

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Sự tương quan giữa các lỗi trong MBA và các nguyên nhân 2

Bảng 2.1 Các tiêu chuẩn chẩn đoán của phương pháp khí chính 6

Bảng 2.2 Định nghĩa các tỷ lệ của các phương pháp tỷ lệ 7

Bảng 2.3 Phương pháp hệ số tỷ lệ Doernenburg 7

Bảng 2.4 Nồng độ khí hòa tan cho phương pháp tỷ lệ Doernenburg 8

Bảng 2.5 Phương pháp tỷ lệ Rougers 8

Bảng 2.6 Phương pháp tỷ lệ IEC 9

Bảng 2.7 Thông số các khí 11

Bảng 2.8 Bảng so sánh 5 phương pháp phân tích DGA 12

Bảng 2.9 Bảng thông số các khí của MBA khi mắc lỗi phóng điện cục bộ (Mẫu số 1) 13

Bảng 2.10 Bảng thông số các khí của MBA khi trong máy có hiện tượng tia lửa điện (Mẫu số 2) 13

Bảng 2.11 Bảng phần trăm các khí 13

Bảng 2.12 Tỷ lệ các khí 14

Bảng 2.13 Bảng phần trăm ba khí 15

Bảng 4.1 Kết quả phân loại của tập huấn luyện 33

Bảng 4.2 Kết quả phân loại của tập thử nghiệm 33

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN LỖI CHO MÁY BIẾN ÁP

ĐIỆN LỰC 1.1 Giới thiệu về máy biến áp điện lực

Máy biến áp điện lực (MBA) là một thiết bị điện quan trọng trong các hệ thốngtruyền tải và phân phối điện Sự hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả của thiết

bị này ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định của toàn bộ hệ thống Vì vậy để cảithiện độ tin cậy của máy biến áp và giảm chi phí cho công tác bảo trì, các kỹthuật chẩn đoán và theo dõi là rất cần thiết Để chẩn đoán sự cố trong máy biến

áp có nhiều phương pháp khác nhau khi máy biến áp ở trạng thái online hoặcoffline Khi máy biến áp đang ở trạng thái offline, các thử nghiệm có thể đượcthực hiện như: đo điện trở cách điện, đo hệ số tổn thất điện môi, đo độ phân cựcmặt phân cách, kiểm tra tỉ lệ số vòng dây, đo điện trở cách điện cuộn dây… Khimáy biến áp làm việc ở trạng thái online, các phương pháp có thể áp dụng như:phương pháp đáp ứng tần số, phân tích phổ âm thanh, phương pháp hồng ngoại,phương pháp phân tích khí hòa tan…

Trong đối tượng nghiên cứu ở đây, ta sử dụng phương pháp phân tích khi hòatan, là phương pháp đang dần trở nên phổ biến hiện nay bởi những ưu điểm:

 Thực hiện phân tích lấy mẫu mà không phải ngắt nguồn điện máy biến áp

 Việc lấy mẫu trở đơn giản cũng như chi phí tiết rẻ hơn nhờ sự phát triểncủa khoa học-công nghệ

 Cảnh báo trước về sự xuất hiện các lỗi tiềm ẩn

 Dễ dàng lập kế hoạch cho các phương án ngăn ngừa lỗi

1.2 Tổng quan về chẩn đoán lỗi cho máy biến áp điện lực

Mục đích chẩn đoán lỗi của hệ thống là để phát hiện, cách ly nhận dạng cácnguyên nhân gây nên sự vận hành bất thường của hệ thống đó mà đối tượng cụthể ở đây là dựa theo kết quả phân tích khí hòa tan để chẩn đoán tình trạng củamáy biến áp

Các lỗi tiềm ẩn của máy biến áp có thể phân thành các dạng chính sau: hồ quangđiện, vầng quang điện, quá nhiệt của giấy cách điện (cellulose), quá nhiệt củadầu

 Các loại sự cố máy biến áp: Hồ quang điện, vầng quang điện, quá nhiệtcách điện chất rắn, quá nhiệt cách điện lỏng

 Các nguyên nhân gây ra sự cố trong máy biến áp: Một loại hư hỏngxảy ra do nhiều nguyên nhân, cũng như việc các nguyên nhân có thểgây ra một vài lỗi

Bảng 1.1 Sự tương quan giữa các lỗi trong MBA và các nguyên nhân

HồQuang

VầngQuang

Quá nhiệtgiấy

Quá nhiệtdầu

Lỏng các đầu nối tại đầu

sứ, dây dẫn, quấn dây

Bảng phân loại này chỉ mang tính tương đối mang tính tham khảo, dựa trên một

số tiêu chuẩn cụ thể Theo bảng thì một loại lỗi có thể do nhiều nguyên nhân gây

ra, điều này làm cho việc phân vùng lỗi trở nên khó khăn Do đó, khi vận hànhthực tế, việc chẩn đoán lỗi chỉ mang tính xác định lỗi tiềm ẩn ban đầu chứ chưaphải đưa ra kết luận cuối cùng Các kiểm tra khác và thậm chí việc mở MBA cóthể là cần thiết để khoanh vùng lỗi cùng như tìm ra nguyên nhân chính xác hơn

1.3 Các phương pháp chẩn đoán lỗi tiềm ẩn cho máy biến áp

Cách điện của các máy biến áp điện lực bao gồm cách điện rắn và dầu Nước cóthể gây hư hại hệ thống cách điện này Nó làm giảm độ bền điện môi, có thể đođược trong dầu cách điện Hiệu ứng hình thành bọt khí cũng có thể xảy ra, làmtăng cường độ điện trường tại bề mặt của bọt hơi nước và có thể dẫn đến phóngđiện cục bộ Hơn nữa, nước gây ra sự thủy phân trong cách điện cellulose(thường là giấy, tấm bìa ép) Đây là một quá trình hóa học làm hư hỏng cellulose.Cùng với khí oxy, nó có thể tạo thêm nước, gây ra hiệu ứng bóng tuyết và làmgia tăng quá trình lão hóa của cách điện rắn Trong phần lớn trường hợp, sự giàcỗi và hàm lượng nước trong cách điện rắn có liên hệ với nhau, do đó hàm lượngnước có thể được sử dụng như một chỉ số cho sự lão hóa của cellulose

Tuy nhiên, nếu sự suy giảm độ bền điện môi giảm mạnh, dầu có thể được thaythế, đó là một nỗ lực để phục hồi cách điện rắn Do đó, xác định hàm lượng nước

là rất quan trọng để đánh giá tình trạng cách điện

Phóng điện cục bộ (Partial Discharge – PD) là các phóng điện tập trung làm cầunối từng phần trong cách điện cao áp Đo PD là một công cụ được chấp nhận trênthế giới để kiểm soát chất lượng của hệ thống cách điện cao áp Phóng điện cục

bộ thường xuất hiện trước một phá hủy hoàn toàn trong trường không đồng nhất,

do đó có thể phát hiện các lỗi liên quan đến các điểm yếu cục bộ trước khi sự cốxảy ra Các nhà sản xuất được khuyến cáo nên thực hiện đo PD để đảm bảo chấtlượng tuân theo một số tiêu chuẩn như IEC 60076 Do đó, có thể khuyến cáothực hiện thí nghiệm PD trong quá trình thiết kế từng bộ phận riêng lẻ trên các bộphận của máy biến áp khi sản xuất và sau đó trên toàn bộ máy biến áp

Một phép đo PD có thể phát hiện các khiếm khuyết trong cách điện (ví dụ các vếtnứt, các tạp chất) gây ra bởi quá trình sản xuất không hoàn thiện hoặc áp lực tăngcao trong cách điện do thiết kế kém Loại phóng điện cục bộ cũng như vị trí củachúng có thể đưa lại thông tin quan trọng về hư hỏng

1.3.3 Phân tích khí hòa tan (DGA)

Các MBA cho phép truyền tải năng lượng điện hiệu quả ở điện áp cao và sử dụngđiện ở mức điện áp thấp một cách thuận tiện MBA được sử dụng kể từ nhữngngày đầu sản xuất và truyền tải điện năng và ngày nay đã trở nên phổ biến trêntoàn thế giới- ước tính có khoảng hơn 2,000,000 MBA lớn trên toàn thế giới(>100kVA) Mặc dù hàng nghìn MBA mới đang được sản xuất mỗi năm, phầnlớn các MBA trên toàn cầu đã đi vào hoạt động và một tỷ lệ đáng kể trong đó đã

và đang tiếp cận, thậm chí vượt xa so với tuổi thọ thiết kế của chúng Hầu như tất

cả các MBA lớn, dù cũ hay mới đều có lõi và các cuộn dây ngâm trong dầu cùngvới các kết nối điện đầu vào và đầu ra Các cuộn dây MBA sẽ được cách điện bởinhiều lớp giấy dày bọc xung quanh từng phần của mỗi cuộn dây Dầu hoạt độngvới vai trò tản nhiệt và cách điện trung bình

Khi dầu hoặc giấy cách điện bị quá tải, chẳng hạn như trong điều kiện nhiệt độcao kết hợp với lượng tải lớn hoặc trong điều kiện lỗi hoặc thậm chí trong điềukiện hoạt động bình thường, nó sẽ bị phá vỡ và tạo ra một loạt các sản phẩm phụ

và các khí đơn giản Các khí này ngay lập tức hòa tan vào trong dầu và sẽ ở trongdầu mãi (nếu như không thể thoát ra khỏi thiết bị thông qua breather của máy).Các khí có liên quan đến các lỗi cụ thể là khí H2, CO2, CO, C2H6, CH4, C2H4 và

C2H2

Phân tích khí hòa tan (Dissolved Gas Analysis - DGA) từ lâu đã được công nhận

là kỹ thuật mạnh nhất trong việc phát hiện dự đoán lỗi MBA Nó đã đi đầu trongcác chiến lược tiến bộ cho các tiện ích giám sát trong vòng bốn thập kỷ qua Điềunày đã được chứng minh qua rất nhiều ấn phẩm phát hành và rất nhiều tiêu chuẩnquốc gia cũng như quốc tế liên quan đến cách thức tiến hành DGA và cách thức

mà các kết quả được phân tích Đối mặt với các thế hệ MBA đã cũ cộng với áplực giảm thiểu vốn và chi phí hoạt động, DGA đã trở nên càng quan trọng hơncho các đơn vị quản lý và vận hành các trạm biến áp trên toàn quốc

CHƯƠNG 2 CHẨN ĐOÁN LỖI TRONG MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC SỬ

DỤNG PHƯƠNG PHÁP KHÍ HÒA TAN 2.1 Giới thiệu về khí hòa tan trong dầu máy biến áp

Qua thực tiễn đã chứng minh, việc phân tích khí hòa tan trong dầu là phươngpháp chẩn đoán phát hiện các hư hại ban đầu trong các thiết bị điện chính xác,hiệu quả và kinh tế nhất Theo dõi thường xuyên để chẩn đoán kịp thời các hưhỏng tiềm ẩn trong quá trình vận hành, sẽ giúp việc quản lí, vận hành lưới điệnmột cách hoàn hảo

Dây quấn của máy biến áp bao gồm lớp cách điện bằng giấy được ngâm trongdầu cách điện, do đó cách điện giấy và dầu cách điện được xem như là đối tượngchính dùng cho việc phát hiện các sự cố tiến triển nhanh, các sự cố ban đầu và xuhướng cách điện ứng với điều kiện thể trạng của máy biến áp khi đang vận hành

Do các lỗi nhiệt và điện, sự phân ly của giấy và dầu dẫn tới các lỗi nghiêm trọng.Một số khí thoát ra do quá trình phân ly làm giảm cường độ cách điện và khảnăng giảm nhiệt của dầu máy biến áp Ethane (C2H6), methane (CH4), hydrogen(H2), acetylene (C2H2) và ethylene (C2H4) là các khí tạo ra do phân ly của dầu.Carbon dioxide (CO2) và carbon monoxide (CO) được tạo ra do phân ly của giấy.Các lỗi của Máy Biến Áp có thể chia thành 2 nhóm:

- Nhóm các lỗi nhiệt: Lỗi dầu (C2H4, C2H6), Lỗi giấy (CO, CO2)

- Nhóm các lỗi điện: Phóng điện cục bộ (H2, CH4), Hồ quang (C2H2)

Ngoại trừ khí CO và CO2 thì các chất khí còn lại được sinh ra do sự phân ly củadầu Tỷ lệ CO/CO2 có thể sử dụng để đánh giá sự xuống cấp của giấy cách điện(theo IEC 599)

2.2 Các phương pháp phân tích khí hòa tan để chẩn đoán lỗi tiềm ẩn trong máy biến áp

Ta sẽ trình bày một số phương pháp cơ bản sử dụng khí hòa tan trên cơ sở chẩnđoán lỗi tiềm ẩn của máy biến áp bao gồm phương pháp khí chính, các phươngpháp tỷ lệ và phương pháp tam giác Duval

2.2.1 Phương pháp khí chính (KGM)

Đây là phương pháp sử dụng nồng độ riêng biệt của 6 chất khí bao gồm CO, H2,

CH4, C2H2, C2H4 và C2H6 Phương pháp này đánh giá 4 lỗi cơ bản: Quá nhiệt dầu(Overheated oil), Quá nhiệt giấy (Overheated cellulose), Phóng điện cục bộ trongdầu (Partial discharge in oil), Hồ quang trong dầu (Arcing in oil) Tỷ lệ phầntrăm này được xác định dựa trên kinh nghiệm thực tế

Bảng 2.2 Các tiêu chuẩn chẩn đoán của phương pháp khí chính

trăm của khí

(C2H2)

Bao gồm 1 lượnglớn H2 và C2H2,ngoài ra thì có thểbao gồm một lượngnhỏ CH4 và C2H4

C2H4: 63%

C2H6: 20%

Quá nhiệt giấy Carbon

Monixide(CO)

Bao gồm lượng lớncác khí CO và CO2

CO: 92%

Thành phần phần trăm chi tiết của các chất khí khác được mô tả trực quan quabiểu đồ hình 2.1

Hình 2.1 Biểu đồ phương pháp khí chính

Phương pháp này đơn giản tuy nhiên lại không được áp dụng rộng rãi trong thực

tế như các phương pháp khác Các nghiên cứu dựa trên ngân hàng dữ liệu IECcủa máy biến áp được điều tra chỉ ra rằng chỉ 42% của các chẩn đoán ứng dụngphương pháp này là chính xác (theo tài liệu số [3])

Các phương pháp tỷ lệ sử dụng khí hòa tan là cơ sở để chẩn đoán các lỗi Các tỷ

lệ được sử dụng được ký hiệu như trong bảng 2.2

Bảng 2.3 Định nghĩa các tỷ lệ của các phương pháp tỷ lệ

Tỉ số CH4/H2 C2H2/C2H4 C2H2/CH4 C2H6/C2H2 C2H4/C2H6

Phương pháp tỷ lệ Doernenburg (DRM)

Đây là phương pháp được nghiên cứu và phát triển bởi Doernenburg vào năm

1970 Phương pháp này sử dụng việc đánh giá 4 hệ số tỷ lệ của các chất khí đểxác định các lỗi bao gồm lỗi nhiệt, lỗi phóng điện cục bộ và lỗi hồ quang

Bảng 2.4 Phương pháp hệ số tỷ lệ Doernenburg

Phóng điện <0,1 Không xác <0,3 >0,4

Bảng 2.5 Nồng độ khí hòa tan cho phương pháp tỷ lệ Doernenburg

Ban đầu, phương pháp tỷ lệ Rougers sử dụng ba tỷ lệ nồng độ, cụ thể C2H2/C2H4,

CH4/H2 và C2H4/C2H6 dẫn tới có 12 chẩn đoán được đề xuất Sau đó 12 chẩn đoángốc được thay thế bởi 6 chẩn đoán kể cả trạng thái bình thường như bảng 2.5.Tuy nhiên, tỷ lệ thành công cho việc nhận dạng lỗi chính xác theo phương phápnày chỉ đạt được 58.9% (theo tài liệu số [3])

Bảng 2.6 Phương pháp tỷ lệ Rougers

Phương pháp tỷ lệ IEC (IRM)

Phương pháp này sử dụng chung ba tỷ lệ như phương pháp tỷ lệ Rougers sửa đổinhưng đưa ra đề xuất khác về dải tỷ lệ và các giải thích như bảng 2.6

Phương pháp Tam giá Duval được phát minh bởi nhà khoa học Michel Duval.Phương pháp này được phát triển từ một phương pháp tỷ lệ IEC 60599 hiện tại

và cơ sở dữ liệu IEC TC10 Nó giải thích dữ liệu phân tích khí hòa tan dưới dạng

đồ họa sử dụng các nồng độ phần trăm của CH4, C2H2 và C2H4 được vẽ ra dọctheo ba cạnh của một tam giác như hình 2.2.

Hình 2.2 Tam giác phân Duval

Bên trong tam giác có bảy vùng lỗi bao gồm:

 PD: Phóng điện cục bộ

 D1: Phóng điện năng lượng thấp

 D2: Phóng điện năng lượng cao

Sau khi đã có các thông số trên vẽ đường thẳng của đại lượng CH4(%) song songvới cạnh C2H2, đường thẳng của đại lượng C2H4(%) song song với cạnh CH4 vàđường thẳng của đại lượng C2H2(%) song song với cạnh C2H4 Giao điểm của 3đường thằng chính là lỗi thu được

Ví dụ ta có bảng thông số DGA đo được

Sau khi xác định giao của 3 đường thẳng của các đại lượng ta thu được kết quả

Hình 2.3 Xác định điểm lỗi trên tam giác Duval

Do điểm thu được nằm trong miền của lỗi T2 nên lỗi thu được chính là sự cốnhiệt trong khoảng từ 300-700oC

Lỗi

2.2.4 So sánh các phương pháp

Ta có bảng tổng hợp và so sánh các phương pháp chẩn đoán lỗi sử dụng nguồn

dữ liệu phân tích là khí hòa tan (theo tài liệu số [3])

Bảng 2.9 Bảng so sánh 5 phương pháp phân tích DGA

KGM Sử dụng nồng độ khí ga

riêng biệt, dễ thực hiện

nhưng độ tin cậy chưa

cao

Hồ quang, Phóng điệncục bộ, quá nhiệt dầu, quánhiệt cellulolse

>700oC

H2,CH4,C2H4,

C2H2 và C2H6

IRM Tượng tự như phương

pháp IRM tuy nhiên có

một số thay đổi ở các tỷ

lệ, để xác định 6 loại lỗi

Phóng điện cục bộ, phóngđiện năng lượng thấp,phóng điện năng lượngcao, các lỗi nhiệt T <

300oC, các lỗi nhiệt 300

oC < T < 700 oC, các lỗinhiệt T > 700 oC

300oC, các lỗi nhiệt 300

oC < T < 700 oC, các lỗinhiệt T > 700 oC và các sự

cố xếp chồng về nhiệt vàđiện

CH4, C2H4 và C2H2

Để so sánh tính hiệu quả và thống nhất của phương pháp, ta thực hiện kiểm tralỗi sử dụng tất cả phương pháp đối với hai mẫu khí hòa tan của hai máy biến áptrên thực tế Kết hợp với các thử nghiệm khác, hai mẫu khí này đã được xác địnhtương ứng với tình trạng lỗi xảy ra trong máy biến áp là máy có phóng điện cục

bộ và máy có hiện tượng chớp tia lửa điện

Bảng 2.10 Bảng thông số các khí của MBA khi mắc lỗi phóng điện cục bộ (Mẫu số 1)

 Phương pháp khí chính (KGM)

Mẫu số (1) Dựa trên các phần trăm khí đã tính ở bảng 2.11 kết hợp với bảng 2.1thì với phương pháp khí chính này ta có thể kết luận lỗi trong trường hợp này làphóng điện cục bộ và với phần trăm khí CO (%) = 33.52% thì ta có thể kết luậnlỗi trong trường hợp này là quá nhiệt giấy cách điện

Mẫu số (2) Dựa trên các phần trăm khí đã tính ở bảng 2.11 kết hợp với bảng 2.1thì với tỷ lệ khí CH4 (%) = 15.7%, C2H4 (%) =4.94%, C2H6 (%) = 25.1% thì ta cóthể xác định được máy đang có lỗi quá nhiệt tuy nhiên ta không thể xác địnhđược chính xác lỗi nhiệt này tương ứng với nhiệt độ bao nhiêu oC và với phầntrăm khí CO (%) = 51.8% thì ta có thể kết luận lỗi trong trường hợp này là quánhiệt giấy cách điện

Mẫu số (2) Dựa trên các phần trăm khí đã tính ở bảng 2.12 kết hợp với bảng 2.3thì với phương pháp tỷ lệ Doernenburg ta có thể kết luận rằng máy biến áp đãmắc lỗi nhiệt

Mẫu số (1) Dựa trên các phần trăm khí đã tính ở bảng 2.12 kết hợp với bảng 2.5

thì với phương pháp tỷ lệ Rougers ta không thể kết luận được lỗi trong trường

hợp này

Mẫu số (2) Dựa trên các phần trăm khí đã tính ở bảng 2.12 kết hợp với bảng 2.5

thì với phương pháp tỷ lệ Rougers ta không thể kết luận được lỗi trong trường

hợp này

Mẫu số (1) Dựa trên các phần trăm khí đã tính ở bảng 2.12 kết hợp với bảng 2.6

thì với phương pháp tỷ lệ IEC ta có thể kết luận rằng máy biến áp đã mắc lỗi

phóng điện cục bộ

Mẫu số (2) Dựa trên các phần trăm khí đã tính ở bảng 2.12 kết hợp với bảng 2.6

thì với phương pháp tỷ lệ IEC ta không thể kết luận được lỗi trong trường hợp

này

Ta có phần trăm các khí như sau: