Tháng 4 năm 2020, Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế ISO đã ban hành Bộ tiêu chuẩn ISO 19283:2020 về Giám sát và chẩn đoán tình trạng máy móc – Tổ máy thủy điện (“Condition monitoring and diagnostics of machines — Hydroelectric generating units”).

Bộ tiêu chuẩn này bao quát tổng thể các vấn đề về giám sát và chẩn đoán tình trạng đối với tổ máy thủy điện. Đây là một bộ tiêu chuẩn cần thiết và phù hợp trong bối cảnh hiện nay, bởi tổ máy thủy điện có thiết kế đặc thù và cần áp dụng nhiều kỹ thuật giám sát đa dạng. Những bộ tiêu chuẩn không đặc thù được xây dựng trước đây có tính trùng lặp, chưa đầy đủ, hoặc chỉ áp dụng được phần nào cho tổ máy thủy điện. Bộ tiêu chuẩn ISO 19283 có vai trò tổng hợp thông tin kỹ thuật một cách đầy đủ nhằm giảm thiểu sự chồng chéo, lẫn lộn về cách tiếp cận việc giám sát tình trạng tổ máy thủy điện. 

Trước đây, các tổ máy thủy điện thường được thiết kế chi tiết, có bộ phận bảo trì bảo dưỡng túc trực sẵn sàng, và thường hoạt động ở điều kiện không đầy tải liên tục trong nhiều năm. Vì vậy, các tổ máy này ít gặp lỗi hỏng, việc dừng máy để bảo trì có thể được thực hiện định kỳ, chỉ yêu cầu có các hệ thống đơn giản để bảo vệ máy móc khi gặp sự cố. 

Hiện nay, các yêu cầu về chế độ vận hành, mức độ đảm bảo và khả năng sẵn sàng vận hành của tổ máy đã được nâng cao nhằm giảm thiểu tối đa hiện tượng gián đoạn vận hành cấp điện và tối ưu hóa lợi nhuận. Nhiều chế độ vận hành đã được cải tiến để tích hợp bù điện đồng bộ, vận hành theo yêu cầu phụ tải thay đổi, vận hành chạy đỉnh của phụ tải hệ thống. Do vậy hoạt động của tổ máy thường có các quãng dừng và vận hành non tải, đôi khi vận hành trong điều kiện biến động áp suất. Nhiều công nghệ mới được thiết kế nhằm mục đích tích năng, tạo nên những thách thức đặc thù về vận hành và bảo trì. Ngoài ra, các thiết kế tổ máy ngày nay hướng tới thuận lợi về truyền tải điện và độ cứng không như các thế hệ trước. Trong khi các tổ máy cũ thường được tân trang để kéo dài tuổi thọ hoặc tăng công suất. Vì những lý do này, các tổ máy hiện nay chịu áp lực vận hành lớn hơn trước kia, có thể dẫn đến hỏng hóc trước kỳ bảo dưỡng hoặc lỗi hỏng không thể lường trước. Một số loại lỗi hỏng mới đã xuất hiện, khác hẳn các vấn đề đã được nhận biết trước đây. 

Đồng thời, việc giảm thiểu nhân lực vận hành máy móc cũng là xu thế chung hiện nay. Để đáp ứng nhu cầu này, việc áp dụng một quy trình giám sát tình trạng máy hiệu quả để thay thế cho hệ thống bảo vệ máy đã trở nên trọng yếu. Các biện pháp giám sát cần áp dụng không chỉ bao gồm theo dõi chấn rung đơn thuần mà gồm cả các kỹ thuật giám sát và chẩn đoán đặc hiệu nhằm phòng ngừa những lỗi hỏng mới xuất hiện trong điều kiện áp lực vận hành cao như hiện nay. 

Trước khi bộ Tiêu chuẩn ISO 19283 được ban hành, số lượng các bộ tiêu chuẩn có thể áp dụng cho giám sát tổ máy thủy điện vẫn còn thiếu, các kỹ thuật giám sát cũng chưa được tổng hợp, diễn giải một cách đầy đủ và có hệ thống. Đối với các nhà máy thủy điện đã thiết lập hệ thống giám sát ngay từ đầu, các yêu cầu và phương pháp giám sát vốn có cũng không còn phù hợp với hình thức vận hành mới hay tình trạng tân trang của các tổ máy cũ. Do đó, giám sát hoạt động và chẩn đoán tình trạng máy móc đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu thời gian ngừng máy và các chi phí trong vòng đời của tổ máy. 

Bộ tiêu chuẩn ISO 19283 đưa ra các khuyến nghị về kỹ thuật giám sát hoạt động và phát hiện, chẩn đoán tình trạng các lỗi hỏng phổ biến đối với tổ máy thủy điện. Qua đó, hỗ trợ việc phát triển các quy trình giám sát máy tin cậy và hiệu quả. Bộ tiêu chuẩn này cũng đóng vai trò là một tài liệu kỹ thuật chung về các tiêu chí cho một hệ thống giám sát tình trạng tổ máy thủy điện tốt, và đồng thời là cơ sở cho việc trao đổi, hợp tác giữa các bên xây dựng, vận hành, tư vấn, sản xuất máy móc, và cung cấp dịch vụ bảo trì trong nhà máy thủy điện. 

Bộ tiêu chuẩn tập trung hướng tới giám sát hoạt động và chuẩn đoán lỗi cho các tổ máy cỡ trung và cỡ lớn có công suất đặt trên 50 MVA. Nhưng trong nhiều trường hợp có thể được áp dụng hiệu quả với các tổ máy công suất nhỏ hơn. Nhiều loại turbin có thể áp dụng bộ tiêu chuẩn này, ví dụ như Francis, Kaplan, Pelton, Bulb, v.v.

Về cơ bản, bộ tiêu chuẩn này bao quát các phương thức giám sát và chẩn đoán cho tổ máy đang hoạt động thông qua hệ thống trực tuyến (được lắp đặt cố định tại nhà máy) và, ở mức độ hạn chế hơn, thông qua các thiết bị lưu động. Hoạt động giám sát trong quá trình vận hành là trọng tâm của bộ tiêu chuẩn. Vì vậy các nội dung về kiểm tra chẩn đoán ngoại tuyến (chỉ có thể thực hiện khi ngừng máy) hoặc kiểm tra công năng và điều kiện máy nhất thời không nằm trong phạm vi nội dung được đề cập. Bên cạnh mục tiêu phát hiện và chẩn đoán những lỗi hỏng tiêu biểu nhất trong tổ máy thủy điện, các phương pháp giám sát và chẩn đoán được đưa ra trong bộ tiêu chuẩn còn hướng tới việc thu thập các dữ liệu liên tục hoặc định kỳ có tính hữu dụng cho nhiều mục đích khác nhau. 

Với các nội dung trên, bộ tiêu chuẩn ISO 19283 sẽ đóng vai trò là tài liệu tổng hợp những hướng dẫn thực hành tốt. Qua đó hỗ trợ người dùng xây dựng chế độ giám sát tình trạng máy hiệu quả, lựa chọn kỹ thuật giám sát cần thiết và xác định hệ thống giám sát đáp ứng yêu cầu.