PTC4: Hội thảo ứng dụng thử nghiệm công nghệ LIRA

​​PTC4 tổ chức Hội thảo ứng dụng thử nghiệm công nghệ LIRA

Tính đến ngày 31/5/2018, Công ty Truyền tải điện 4 (PTC4) đang quản lý 6.594,74 km đường dây trong đó có 1.689,38 km đường dây 500 kV, 4.905,36 km đường dây 220 kV; 47 trạm biến áp với tổng dung lượng là 32.165 MVA, trong đó có 09 trạm biến áp 500 kV, phần tụ bù có 2041,4 MVAr.

Đối với cáp ngầm 220 kV, Công ty đang quản lý vận hành 16,29 km cáp ngầm 220 kV, bao gồm:

- Cáp ngầm mạch kép 220 kV Nhà Bè – Tao Đàn dài 6,23 km vận hành năm 2004 (có 10 hầm nối cáp, cáp lực loại 220 kV – XLPE – 1600 mm2).

- Đường dây mạch kép 220 kV Cầu Bông – Bình Tân trong đó: mạch 220 kV Cầu Bông (281) – Bình Tân (274) dài 0,76 km vận hành năm 2007 (không có hầm nối cáp; cáp lực loại 220 kV – XLPE – 2000 mm2), mạch 220 kV Cầu Bông (282) – Bình Tân (273) dài 0,8 km vận hành tháng 9/2016 (không có hầm nối cáp; cáp lực loại 220kV – XLPE – 2000mm2).

- Đường dây mạch kép 220 kV Thủ Đức – Hóc Môn & Thủ Đức – Hiệp Bình Phước dài 0,183 km vận hành tháng 03/2017 (không có hầm nối cáp; cáp lực loại 220kV – XLPE – 2000mm2).

- Đường dây 220 kV Tân Định – Củ Chi, Uyên Hưng – Củ Chi (đường dây đi chung cột), trong đó có một đoạn cáp ngầm dài 0,172 km, vận hành tháng 12/2010 (không có hầm nối cáp; cáp lực loại 220kV – XLPE – 1600mm2).

Công tác thí nghiệm định kỳ các hạng mục cơ bản cáp ngầm 220 kV tuân thủ theo Bộ Quy định vận hành sửa chữa của Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia. Hiện nay, trên thế giới đã xuất hiện công nghệ LIRA (Line Resonance Analysis) nhằm đánh giá chất lượng cáp ngầm và định vị sự cố cáp ngầm.

Nhằm tìm hiểu và thực hiện thử nghiệm ứng dụng công nghệ LIRA, ngày 31/5/2018, Công ty Truyền tải điện 4 đã phối hợp với hãng Wirescan (Na Uy) và Công ty TNHH Kỹ thuật điện V.T.E.C.H (Đại diện hãng Wirescan tại Việt Nam) tổ chức buổi Hội thảo để trao đổi rõ hơn, tham dự buổi hội thảo còn có các đơn vị trong ngành điện như Công ty Lưới điện cao thế TP.HCM, Công ty Lưới điện cao thế miền Nam, Công ty Dịch vụ kỹ thuật ruyền tải điện.

Buổi hội thảo được trình bày bởi Tiến Sĩ Anthony Manet đến từ hãng Wirescan đã làm rõ các vấn đề kỹ thuật liên quan, cũng như các ưu điểm của công nghệ LIRA như phương pháp đo, thời gian đo, các thông số thu được, cách đánh giá dữ liệu, cách phân biệt các lỗi sự cố cáp ngầm… Các đơn vị tham gia cũng đóng góp nhiều câu hỏi và ý kiến sôi nổi để làm rõ hơn các ứng dụng của công nghệ LIRA.

Sau buổi hội thảo, vào lúc 22h00 ngày 31/5/2018 và đêm ngày 3/6/2018, các chuyên gia của hãng Wirescan và Công ty V.T.E.C.H đã tiến hành triển khai công nghệ LIRA đo kiểm tra thực tế cho 2 mạch của tuyến cáp ngầm 220 kV Nhà Bè – Tao Đàn. Qua triển khai thực tế có thể thấy một số ưu điểm của công nghệ này như sau:

- Có thể đo 1 đầu từ hướng trạm Tao Đàn hoặc trụ 13 (Nhà Bè), chỉ cần tháo đầu dây ở một đầu và tiếp đất cho lõi cáp/vỏ cáp ở đầu còn lại.

- Thao tác đơn giản chỉ bằng 2 kẹp tín hiệu vào lõi cáp và vỏ cáp. Kết nối phần cứng và máy tính rất nhanh chóng.

- Tháo xong đầu cáp, thời gian quét tần số (quét kỹ ở 4-5 dải tần số khác nhau) và thu dữ liệu chỉ trong vòng 1h cho 3 pha của mỗi mạch.

Đo kiểm tra thực tế tại trạm GIS 220 kV Tao Đàn

Nội dung cơ bản của công nghệ thí nghiệm LIRA (Line Resonance Analysis) như sau:

TỔNG QUAN

LIRA (Line Resonance Analysis) là công nghệ đột phá trong việc đánh giá chất lượng cáp ngầm và định vị sự cố cáp ngầm, được phát triển đầu tiên từ những năm 2000 bởi Viện công nghệ năng lượng Na Uy (IFE), sau đó cùng với sự hợp tác tiếp theo của các hãng công nghệ hàng đầu như Siemens, Schlumberger… Công ty Wirescan được thành lập từ năm 2005 để tiếp tục phát triển hoàn thiện công nghệ chẩn đoán LIRA. Đến nay, công nghệ LIRA đã được sử dụng hiệu quả khắp các châu lục, như Đức, Hà Lan, Anh, New Zealand, Thụy Điển, Angola, Philippines, Malaysia, Mỹ…

Mục tiêu của công nghệ này dùng để giám sát và chẩn đoán cho hệ thống cáp ngầm từ hạ thế đến cao thế. Nếu có sự cố trên cáp, công nghệ LIRA sẽ nhanh chóng xác định vị trí sự cố của cáp một cách chính xác nhất.

Ngày nay, công nghệ sản xuất cáp đã được phát triển rất mạnh và đạt trình độ cao, nhưng thực tế vẫn còn nhiều sự cố xảy ra trong hệ thống cáp ngầm. Ngay cả những dây cáp được lắp đặt đúng cách cũng có thể bị xuống cấp dần do các ảnh hưởng từ điều kiện môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ quá cao, độ ẩm quá cao, môi trường ăn mòn, các va chạm bên ngoài và lớp cách điện bị lão hóa.

Để làm giảm thiểu thiệt hại cho khách hàng, hãng Wirescan có đội ngũ kỹ sư được đào tạo bài bản với công nghệ LIRA, sẽ đưa ra cho người vận hành lưới điện một phương pháp đánh giá toàn diện chất lượng cáp và xác định vị trí lỗi cáp để khắc phục sự cố một cách nhanh chóng nhất.

LIRA có thể phát hiện:

- Sự suy giảm do nhiệt độ, điểm uốn cong của cáp, vết xước trên cáp, ăn mòn, bị nước xâm nhập, tác động cơ học, giảm sức chịu đựng, cây nước v.v.

- Sự suy giảm của cách điện.

- Xác định chất lượng và vị trí hộp nối cáp.

Trong trường hợp cáp bị tác động cơ học, LIRA cũng sẽ đánh giá mức độ nghiêm trọng của bất kỳ hư hỏng nào trên hệ thống cáp. Phép đo này đảm bảo độ tin cậy tối đa khi vận hành hệ thống.

Tất cả dữ liệu đã đo sẽ được lưu trữ giống như 1 dấu vân tay để sử dụng cho lần tiếp theo, ví dụ: để đưa ra phương án bảo trì dựa trên tình trạng của cáp (CBM), và dựa trên các kiểm tra định kỳ.

LỢI ÍCH

- Với công nghệ LIRA, người vận hành lưới điện có thể tiết kiệm được tối đa thời gian khắc phục, xử lý kịp thời hiệu quả và đưa ra các biện pháp phòng ngừa cần thiết.

- LIRA xác định vị trí sự cố cáp với độ chính xác tốt nhất so với các công nghệ khác (sai số 0.3%). Công nghệ này cũng chẩn đoán tốt và nhanh chóng thậm chí cho các sự cố cáp chập chờn không rõ ràng mà các công nghệ thông thường (TDR, burn) khó có thể thực hiện được.

- LIRA đánh giá chính xác tình trạng suy giảm chất lượng cáp, dựa vào đó người vận hành có thể lên kế hoạch sửa chữa khắc phục sớm.

- Do vậy, LIRA có thể tiết kiệm chi phí đáng kể để khắc phục lỗi do thời gian sửa chữa ngắn hơn.

- Tập hợp liên tục các kết quả đánh giá cáp sẽ đưa ra các cảnh báo sớm các sự cố có thể xảy ra.

- LIRA chỉ sử dụng tín hiệu 5V nên không làm ảnh hưởng đến cáp.

- LIRA không bị hạn chế về chiều dài cáp.

ỨNG DỤNG

- Truyền tải và phân phối lưới điện.

- Hệ thống phong điện trên bờ và ngoài khơi.

- Ngành công nghiệp chế biến.

- Công nghiệp dầu khí (Cáp nổi hoặc cáp ngầm).

- Năng lượng hạt nhân (I&C và cáp nguồn).

- Công nghiệp sản xuất cáp:

+ Đo tham chiếu khi xuất xưởng (lấy dấu vân tay).

+ Thực hiện kiểm tra chất lượng trong quá trình sản xuất cũng như lắp đặt tại hiện trường.

TÓM TẮT CÔNG NGHỆ LIRA

LIRA là hệ thống chẩn đoán và giám sát tình trạng của cáp đã được lắp đặt. LIRA có thể đo độ dài cáp với chiều dài từ ít hơn 50 m đến vài trăm km, tùy thuộc vào thiết kế của cáp và sự suy giảm điện.

Công nghệ LIRA sử dụng phương pháp thí nghiệm không phá hủy và sẽ không gây thiệt hại đến bất kỳ phần nào của cáp hoặc của bất kỳ thiết bị nào được kết nối đến cáp.

Công nghệ LIRA được dựa trên lý thuyết đường truyền, thông qua đánh giá và phân tích trở kháng phức hợp của đường dây bằng chức năng áp dụng quét tín hiệu tần số.

LIRA có thể giám sát tổng thể tình trạng của cáp, xu hướng suy giảm điện trở cách điện cáp, vỏ cáp và lõi cáp bởi vì các điều kiện môi trường khắc nghiệt, hoặc những tác động cơ học gây ra.

LIRA đặc biệt có thể phát hiện những thay đổi rất nhỏ trong vật liệu cách điện, cho phép xác định sớm các khu vực có khả năng xảy ra sự cố, phát hiện và xác định từng lỗi hoặc nhiều lỗi trên cùng một cápvà đánh giá mức độ nghiêm trọng.

Các kết quả thử nghiệm được ghi lại và có thể xem lại để phân tích sau. Báo cáo sẽ được tạo tự động ở định dạng MS-Excel. Các kết quả thử nghiệmđược lưu lại để tham chiếu với các kết quả thử nghiệm lần đo tiếp theo. Việc xác định hư hỏng mới của cáp có thể được theo dõi và ghi lại.

Hệ thống bao gồm phần cứng nhỏ gọn cùng với các thiết bị kết nối và phần mềm dùng để phân tích sự cố, phân tích sự suy giảm cách điện cáp và mô phỏng cáp.

LIRA có thể giúp tìm ra các nguyên nhân cốt lõi gây nên sự cố vì nó có thể cung cấp đầy đủ thông tin tình trạng của sự cố, loại sự cố và vị trí với độ chính xác cao hơn các phương pháp khác.

TÍNH NĂNG

- Hệ thống chẩn đoán cáp tốt nhất.

- Nhạy cảm với sự suy hao nhỏ và khuyết điểm của cáp.

- Định vị trí chính xác của điểm sự cố và các điểm lỗi dù nhỏ.

- Không xâm nhập và không gây ảnh hưởng đến cáp

- Áp dụng cho các hệ thống đa phân đoạn với các loại cáp khác nhau.

- Nghiên cứu sơ bộ / mô phỏng dữ liệu cáp và lỗi.

- LIRA thực hiện phân tích phổ công suất của trở kháng theo pha và biên độ- đây là phương pháp tiên tiến phát hiện các tình trạng bất thường của cáp.

- Kết nối nhanh chóng và đơn giản để thí nghiệm.

- Chỉ cần truy cập một đầu để đo.

- LIRA có khả năng phóng to tại các vùng không thể nhìn thấy như gần cuối phần chụp đầu cáp. Tính năng này cho phép đo chi tiết rõ ràng, độ phân giải cao ở đầu cáp gần với điểm kết nối.

- Phù hợp với tất cả mức điện áp từ cáp điều khiển đến cáp cao áp.

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

- Phạm vi đo: từ 50m đến vài trăm kM.

- Dải tần số đo: 0-100MHz; quét 20,000 lần.

- Mức điện áp: 5V (p-p).

- Chế độ hoạt động:

+ Thu thập dữ liệu.

+ Mô phỏng dữ liệu cáp và khiếm khuyết.

+ Phát lại dữ liệu cho lần phân tích sau.

+ Kết quả một lần thu dữ liệu chỉ trong vòng 15 phút.

- Độ chính xác: tốt hơn            0.3% của chiều dài cáp.

- Loại cáp áp dụng:

+ Cáp I&C.

+ Cáp hạ và trung thế.

+ Cáp cao thế AC/DC.

+ Dây đơn và dây nhiều lõi.

- Kiểu cách điện:

+ PE, XLPE, PVC, PILC, EPR.

+ Hypalon, Lipalon, v.v.

- Chứng chỉ CE : EN 61326-1, IEC 60533, EN 60945, IEC 61892-3.