Hệ thống giám sát và cảnh báo tự động mức dầu cho máy biến áp do Viện Điện tử, Tin học và Tự động hóa nghiên cứu và thiết kế là hệ thống giám sát mức dầu cho máy biến áp, có truyền dữ liệu online đầu tiên tại Việt Nam.

Giám sát mức dầu máy biến áp là việc làm quan trọng, bắt buộc đối với người vận hành để đảm bảo việc vận hành máy biến áp được an toàn. Việc giám sát, điều khiển các trạm biến áp hay cụ thể hơn là các thông số quan trọng của trạm biến áp không chỉ đảm bảo khả năng vận hành và giám sát từ xa của lưới điện mà còn nâng cao hiệu quả quản lý vận hành, độ tin cậy cung cấp điện. Bên cạnh đó, công tác giám sát còn giúp nâng cao trình độ của nhân viên vận hành, sửa chữa bảo dưỡng cũng như thu thập, xử lý và lưu trữ dữ liệu của hệ thống.

Hiện nay, các thiết bị và các nghiên cứu trong nước liên quan đến đo mức chỉ dừng lại ở việc áp dụng cảm biến đo mức trong các bình chứa xăng dầu, mức của các bình trong điều khiển quá trình… Đối với mức dầu trong máy biến áp, việc giám sát mức hiện được thực hiện bằng các đồng hồ dạng kim chỉ của TESAR SRL, MTO… Tuy nhiên, các giá trị đo hiển thị dạng kim chỉ không có chức năng truyền thông truyền dữ liệu đi xa, do đó chưa hoàn toàn đáp ứng được các nhu cầu cụ thể trong ứng dụng giám sát và cảnh báo mức dầu tại trạm biến áp, đặc biệt là các trạm không người trực.

Xuất phát từ thực trạng trên, TS. Hoàng Ngọc Nhân cùng các cộng sự của Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học và Tự động hóa đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu và thiết kế hệ thống giám sát mức dầu cho máy biến áp trong trạm biến áp có và không người trực”. Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, thiết kế một hệ thống giám sát mức dầu online cho máy biến áp, phục vụ cho quá trình chuyển đổi các trạm biến áp từ có người trực sang không người trực.

TS. Hoàng Ngọc Nhân cho biết, dựa trên các nghiên cứu về cấu tạo máy biến áp và phương án giám sát, nhóm thực hiện đã sử dụng giải pháp giám sát mức dầu trong máy biến áp bằng phương pháp đo áp lực thông qua cảm biến áp suất. “Cảm biến áp suất có độ bền cao và giá thành cạnh trạnh trong khi nguyên lí đo và cách vận hành lại đơn giản. Cảm biến được lắp lên bình dầu phụ nên không ảnh hưởng đến kết cấu cũng như vận hành của máy biến áp”, TS. Nhân chia sẻ.

Chia sẻ về quá trình thực hiện, TS. Hoàng Ngọc nhân cho hay, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các nội dung nhiệm vụ một cách cẩn thận và tỉ mỉ, từ nghiên cứu, tìm hiểu các công nghệ đã có tại các nước khác trên thế giới cho đến đánh giá ưu, nhược điểm của các công nghệ này. Đồng thời, nhóm cũng phân tích môi trường làm việc và tính ứng dụng của hệ thống tại Việt Nam để từ các phân tích đó đưa ra một sản phẩm có tính sáng tạo riêng và phù hợp nhất với thị trường. 

Kết quả, sau 1 năm thực hiện, nhóm nghiên cứu đã thiết kế và chế tạo thành công hệ thống giám sát và cảnh báo tự động mức dầu trong máy biến áp. Hệ thống này bao gồm 02 tủ điều khiển tại chỗ cho mỗi trạm biến áp với kích thước 200x280x68mm, nhôm dày 1mm, gia công CNC. Mỗi tủ có thể đo tối thiếu 04 tín hiệu tương ứng với 04 mức dầu trong máy biến áp, nối cảm biến với CPU trong tủ điều khiển bằng tín hiệu (4÷20) mA hoặc mudbus. Ngoài ra, tủ còn có đèn tín hiệu báo mức dầu thấp - cao và có khả năng cấu hình hóa, mở rộng tín hiệu đo. TS. Nhân thông tin thêm, tủ sử dụng nguồn 220VAC, 50Hz, có chức năng đo lường và cảnh báo tại chỗ hoặc từ xa.

“Hệ thống giám sát và cảnh báo tự động mức dầu cho máy biến áp còn bao gồm một máy tính điều khiển giám sát hiển thị tại trung tâm điều khiển. Máy tính có khả năng thu thập dữ liệu đa kênh từ xa và hiển thị các giá trị đo về mức dầu trong thùng dầu chính và OLTC của máy biến áp. Đồng thời, máy tính cũng có cảnh báo xu hướng thiếu dầu hoặc thừa dầu (do nhiệt tăng) trong quá trình vận hành cũng như lưu trữ dữ liệu, vẽ đồ thị mức dầu theo thời gian, báo cáo…”, TS. Nhân cho biết.

Tính đến năm 2017, số lượng trạm do Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia quản lý khoảng 30 trạm 500kV, 200 trạm 220kV. Các Tổng công ty phân phối quản lý khoảng 510 trạm 110kV. Trung bình mỗi trạm khoảng 2 đến 4 máy biến áp.  Như vậy, tổng số máy biến áp do ngành điện quản lý hiện nay là hơn 1020 máy biến áp 110kV, hơn 400 máy biến áp 220kV, khoảng gần 100 máy biến áp 500kV. “Đây là con số rất lớn”, TS. Nhân nhấn mạnh.

Chính vì vậy, các trạm biến áp tại Việt Nam đang tiến tới là mô hình các trạm không người trực, được quản lý và giám sát từ xa. Với định hướng này hệ thống giám sát và cảnh báo tự động mức dầu do đề tài thiết kế được đánh giá là có tính ứng dụng cao, đặc biệt là với các trạm biến áp không người trực vì khả năng giám sát và cảnh báo tự động mức dầu, truyền thông tin về hệ thống và lưu trữ thông tin trong khoảng thời gian dài.

“Trong giai đoạn chuyển đổi các trạm biến áp từ có sang không người trực, đây sẽ là hệ thống giám sát tối cần thiết và là tiền đề mở rộng nghiên cứu sang các thiết bị giám sát những thông số quan trọng khác của trạm biến áp cũng như các máy móc, thiết bị tương đương khác”, TS. Nhân khẳng định.