1.1.1 Mục đích, ý nghĩa công tác bảo dưỡng, thử nghiệm thiết bị điện.
a. Mục đích của công tác bảo dưỡng, thử nghiệm thiết bị điện:
Sự vận hành an toàn của hệ thống điện phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng vận hành của các phần tử thiết bị trong hệ thống điện. Chất lượng vận hành của thiết bị lại được quyết định bởi chất lượng, các đặc tính cơ, điện, nhiệt, hóa và tuổi thọ của các vật liệu sử dụng làm kết cấu cách điện của thiết bị điện. Để đạt được yêu cầu về sự vận hành tin cậy của thiết bị điện, cũng như của hệ thống điện, cần phải phối hợp áp dụng nhiều giải pháp khác nhau từ khâu nghiên cứu chế tạo các vật liệu cách điện đến khâu chọn lựa vật liệu cách điện phù hợp sau đó là khâu thiết kế cách điện và sau cùng là khâu chế tạo sản phẩm hoàn thiện.
Tuy nhiên, các giải pháp trên chưa đủ để đảm bảo an toàn cách điện theo yêu cầu. Trong quá trình sản xuất và sử dụng hàng loạt, trang thiết bị điện áp cao khó tránh khỏi xuất hiện những khuyết tật trong cách điện, với một xác suất nhất định nào đó, do những sai sót trong chế tạo, vận chuyển, lắp ráp hoặc trong thời gian vận hành cũng như do những tác nhân bên ngoài chưa lường trước được. Để giảm thấp một cách đáng kể xác suất sự cố do hư hỏng cách điện, cần phải áp dụng một hệ thống kiểm tra, thử nghiệm chất lượng kết cấu cách điện bằng nhiều công đoạn với nhiều thử nghiệm khác nhau trong quá trình chế tạo, kiểm tra xuất xưởng, đóng điện nghiệm thu sau khi lắp đặt cũng như định kỳ thử nghiệm trong quá trình vận hành để đảm bảo sự làm việc tin cậy của thiết bị.
b.Ý nghĩa của công tác thử nghiệm điện:
Việc áp dụng hệ thống kiểm tra thử nghiệm điện có nhiều ý nghĩa tích cực trong công tác quản lý và vận hành hệ thống điện, cụ thể là:
Xét về mặt kinh tế thì đây là biện pháp hợp lý để nâng cao sự an toàn của cách điện vì trong phần lớn các trường hợp tổng chi phí để thực hiện biện pháp này cộng với các chi phí cho sự sửa chữa hay thay thế những kết cấu cách điện không đạt yêu cầu phát hiện được sau khi kiểm tra thử nghiệm nhỏ hơn nhiều các tổn thất do các sự cố gây nên bởi sự hư hỏng cách điện, dẫn đến hư hỏng thiết bị làm gián đoạn vận hành hệ thống điện.
Xét riêng rẽ ở từng thiết bị, biện pháp kiểm tra, thử nghiệm phát hiện các khuyết tật (không thể chấp nhận được) để có thể kịp thời bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế cũng đem lại hiệu quả trong vận hành. Tuy nhiên, hiệu quả kinh tế của hệ thống kiểm tra, thử nghiệm này chỉ có được khi số các chi tiết bị loại bỏ qua quá trình kiểm tra, thử nghiệm không nhiều, chiếm tỉ lệ nhỏ trong giá thành thiết bị. Trong trường hợp ngược lại, việc thay thế thiết bị mới, loại bỏ các thiết bị cũ sẽ đem lại hiệu quả kinh tế hơn.
Đứng về góc độ kỹ thuật thì việc tổ chức thực hiện tốt công tác thí nghiệm đi đôi với bảo dưỡng sẽ góp phần nâng cao tuổi thọ làm việc của thiết bị và giảm thiểu đến mức thấp nhất các sự số xảy ra trên thiết bị, đảm bảo sự vận hành tin cậy và nâng cao độ ổn định của hệ thống điện. Ngày nay với sự hình thành và phát triển của các hệ thống kiểm tra giám sát chất lượng trực tuyến đã phần nào giúp cho các nhà quản lý hệ thống và các nhân viên quản lý vận hành nắm bắt được kịp thời các thông tin liên quan đến tình trạng của các thiết bị chính trong trạm, nhà máy từ đó đề ra những hoạt động kiểm tra bổ sung hoặc khắc phục phòng ngừa hợp lý
Sự áp dụng hệ thống kiểm tra không giảm thấp yêu cầu đối với chất lượng chế tạo. Ngược lại, qua kiểm tra thử nghiệm, cho phép phát hiện những chỗ chưa hợp lý trong thiết kế và trong công nghệ chế tạo, để có hướng sửa đổi các sản phẩm thiết bị ngày càng thích hợp và hoàn thiện hơn.
1.1.2 Các loại thử nghiệm thiết bị điện:
Hệ thống các công đoạn thử nghiệm kiểm tra đối với các thiết bị được áp dụng trong thực tế hiện nay bao gồm các bước sau:
a. Các thử nghiệm tại nhà chế tạo:
Thử nghiệm thiết bị điện tại nhà chế tạo là công đoạn quan trọng nhất trong hệ thống các công đoạn thử nghiệm thiết bị điện. Nhiều hạng mục thử nghiệm thiết bị điện thường yêu cầu tạo ra các điện áp cao, các dòng điện lớn, cũng như các yêu cầu nghiêm ngặt khác về thời gian, dạng sóng… nên chi phí cho việc đầu tư cho thiết bị thử rất lớn và chỉ có các nhà chế tạo mới có khả năng thực hiện. Ngoài ra, nhiều hạng mục thử nghiệm phá hỏng mẫu thử nên phát sinh chi phí sản xuất đáng kể cho công tác thử nghiệm này.
Thử nghiệm thiết bị tại nhà chế tạo bao gồm các thử nghiệm:
Thử nghiệm chủng loại (Type tests) hay còn có tên gọi thử nghiệm thiết kế (Design Tests).
Thử nghiệm thông lệ (Routine Tests) hay còn có tên gọi thử nghiệm xuất xưởng (Production Tests).
Ngoài ra, trong một số trường hợp theo yêu cầu đặc biệt của khách hàng, nhà chế tạo còn thực hiện các thử nghiệm gọi là thử nghiệm đặc biệt (Special Test).
Công tác thử nghiệm của nhà sản xuất bao gồm thử nghiệm các chi tiết, các phần tử cấu thành và thử nghiệm tổng thể thiết bị. Các chi tiết, các phần tử cấu thành và thiết bị tổng thể đều được tiến hành qua các bước thử nghiệm chủng loại, thử nghiệm xuất xưởng.
b.Các thử nghiệm sau khi lắp đặt:
Các thiết bị sau khi được lắp đặt tại hiện trường phải được thử nghiệm nghiệm thu trước khi đóng điện đưa vào vận hành trong hệ thống. Các thử nghiệm này được gọi là các thử nghiệm tại hiện trường (Site tests). Đối với các nhà máy, các hệ thống lớn, sẽ thực hiện thử nghiệm nghiệm thu chạy thử tổng hợp toàn hệ thống (Commisioning tests).
Mục đích của các thử nghiệm này nhằm loại trừ các sai sót không được phát hiện trong quá trình chế tạo đối với từng sản phẩm riêng rẽ, loại bỏ các sai sót trong quá trình vận chuyển, lắp đặt. Ngoài ra, khi 1 thiết bị mới đưa vào vận hành trên lưới sẽ có ảnh hưởng đến sự vận chung của toàn lưới, nên các thiết bị này phải được thử nghiệm kiểm tra nghiêm ngặt nhằm hạn chế thấp nhất việc hư hỏng thiết bị, gây ảnh hưởng đến sự vận hành chung của hệ thống.
Mụûc đích của thí nghiệm trước khi đóng điện thiết bị điện đưa vào vận hành còn nhằm để đánh giá chính xác tính năng của thiết bị sau khi lắp đặt so với giá trị định mức và đánh giá kết quả của công tác lắp đặt toàn hệ thống. Việc thử nghiệm thiết bị điện thường được tiến hành tại chỗ ngay sau khi lắp đặt, hiệu chỉnh thiết bị, Thử nghiệm nghiệm thu được thực hiện đối với thiết bị mới lắp đặt trước khi đóng điện.
Khối lượng, tiêu chuẩn thử nghiệm của các thử nghiệm tại hiện trường phụ thuộc vào tiêu chuẩn cụ thể của từng Quốc gia, từng Công ty Điện lực. Tuy vậy, các Quốc gia, hay các Công ty Điện lực cũng tham khảo theo các hệ thống tiêu chuẩn chung, các khuyến cáo, tư vấn của nhà sản xuất khi qui định khối lượng, tiêu chuẩn thử nghiệm của các thử nghiệm tại hiện trường của mình.
c. Các thử nghiệm định kỳ trong vận hành:
Trong quá trình vận hành, tình trạng của cách điện phải được định kỳ kiểm tra bằng các thử nghiệm phòng ngừa và thử nghiệm sau sửa chữa.
Nhờ thử nghiệm phòng ngừa, tiến hành định kỳ, có thể phát hiện được những khuyết tật về cách điện (ẩm, nứt, bọc khí), về cơ khí (lỏng mối nối, nứt, gãy, ăn mòn..), về phần dẫn điện và phần hệ thống từ xuất hiện trong vận hành do nhiều nguyên nhân, kể cả những nhân tố ngẫu nhiên chưa lường trước được và những khuyết tật do cách điện già cỗi tự nhiên trong quá trình làm việc lâu dài.
Nếu phát hiện kịp thời những khuyết tật thì trong nhiều trường hợp có thể phục hồi lại tình trạng ban đầu (trong điều kiện có thể) để ngăn ngừa sự cố, bảo đảm sự làm việc an toàn và liên tục của trang thiết bị điện.
Thử nghiệm bảo dưỡng dự phòng được tiến hành đều đặn trong suốt thời hạn sử dụng của thiết bị. Các thử nghiệm này được chia thành hai loại: thử nghiệm trước khi bảo dưỡng và thử nghiệm sau khi bảo dưỡng nhằm so sánh đánh giá kết quả của công tác bảo dưỡng.
Nhiệm vụ của kiểm tra phòng ngừa cũng còn bao gồm cả các biện pháp sửa chữa, phục hồi cách điện có dấu hiệu suy giảm tính năng, nhằm nâng cao thời gian phục vụ của trang thiết bị điện và giảm thấp những khả năng có thể gây nên sự cố (như sấy, làm sạch…)
Khối lượng, phương pháp và tiêu chuẩn kiểm tra thử nghiệm được qui định bởi các tiêu chuẩn nhà nước, các điều kiện kỹ thuật, kinh tế nơi vận hành và các qui trình kỹ thuật vận hành các trang thiết bị tương ứng. Bởi vì hiệu quả thử nghiệm, hay là xác suất phát hiện đúng đắn cách điện bị khuyết tật phụ thuộc vào phương pháp thử nghiệm, phẩm chất của dụng cụ đo, cũng như các tiêu chuẩn định trước, đặc trưng cho cách điện bình thường và cách điện khuyết tật.
Hiện nay, khối lượng thử nghiệm, chu kỳ tiến hành và các tiêu chuẩn chấp nhận hoặc loại bỏ được xác định bằng thực nghiệm và không ngừng được nghiên cứu để ngày càng hoàn thiện.
1.1.3 Các chế độ bảo dưỡng thiết bị điện.
a. Định nghĩa:
Công tác bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm thiết bị điện là hệ thống các quy trình, quy phạm, thủ tục quản lý, vận hành, giám sát sự hoạt động, bảo dưỡng các chi tiết của thiết bị, dự báo các hư hỏng có thể xảy ra, đề ra biện pháp thay thế, sửa chữa các chi tiết có nguy cơ bị hư hỏng, thử nghiệm các đặc tính làm việc của thiết bị.
b. Chức năng và mục đích của công tác bảo dưỡng dự phòng:
Các chức năng và mục đích chính bao gồm:
- Duy trì tốt điều kiện vận hành của các thiết bị nhằm đảm bảo sự đáp ứng của thiết bị đó theo các mức yêu cầu trong vận hành
- Đảm bảo duy trì các tính năng kỹ thuật của các thiết bị điện của nhà máy, hệ thống truyền tải, phân phối… đáp ứng yêu cầu vận hành liên tục, an toàn, tin cậy.
- Phục hồi thiết bị về trạng thái ban đầu và qua đó thiết bị có thể phục hồi lại tuổi thọ vận hành như khi nghiệm thu có chất lượng tốt ban đầu.
- Tiết giảm chi phí mang lại hiệu quả sản xuất kinh doanh.
- Tạo niềm tin cho công nhân trong môi trường làm việc an toàn.
- Về mặt an toàn: hạn chế rủi ro do hỏng hóc, cháy nổ thiết bị…
Có thể nói công tác bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm thiết bị điện cũng giống như việc chăm sóc y tế, khám bệnh thường xuyên với con người. Phương châm chiến lược thực hiện ở đây là phòng bệnh hơn chữa bệnh, các thiết bị điện cũng như các bộ phận cơ thể con người phải được theo dõi thường xuyên và xử lý kịp thời, dự đoán trước các diễn biến có thể xảy ra.
Trong công tác bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm thiết bị điện, yếu tố con người bao giờ cũng đóng vai trò quyết định. Vì vậy, công tác bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm thiết bị điện cần quan tâm việc đào tạo toàn diện cho đội ngũ cán bộ kỹ thuật vận hành sử dụng, cũng như bảo dưỡng, thử nghiệm, hiệu chỉnh.
Các quy tắc cơ bản của hoạt động bảo dưỡng có thể tóm tắt ở 4 yêu cầu sau đây: Bảo quản thiết bị ở nơi khô ráo, bảo quản thiết bị ở nơi mát mẻ, giữ cho thiết bị luôn sạch sẽ, giữ cho thiết bị luôn kín…
Chất lượng vận hành thiết bị, độ tin cậy làm việc, xác suất hư hỏng… quyết định phương pháp tiến hành kiểm tra và chế độ hoạt động bảo dưỡng thiết bị điện.
Các chế độ kiểm tra, bảo dưỡng có thể chia thành các nhóm chính sau:
- Chế độ bảo dưỡng cho tới khi hư hỏng
Với chế độ bảo dưỡng này, người ta không cần quan tâm tới việc bảo dưỡng. Thiết bị làm việc liên tục. Các bộ phận bị xuống cấp chỉ được sửa chữa hay thay thế khi ảnh hưởng xuống cấp không thể chấp nhận được, điều này đồng nghĩa với hư hỏng thiết bị. Với hình thức hoạt động này, thiết bị không được dự kiến chỉ báo và ngăn chặn sự xuống cấp, nhưng hậu quả của sự cố có thể chấp nhận được, hoặc có thiết bị hoạt động ở chế độ dự phòng sẵn sàng thay thế.
Nhìn chung, các thiết bị điện có độ tin cậy cao và được bố trí bảo vệ có chọn lọc nên khi một bộ phận bị hư hỏng không làm lây lan sang các bộ phận khác. Nếu thiết bị hay chi tiết của nó bị hư hỏng sẽ được thay thế kịp thời.
- Chế độ kiểm tra, bảo dưỡng khi cần
Việc kiểm tra và bảo dưỡng thiết bị được tiến hành không thường xuyên hoặc định kỳ theo lịch trình. Các nguy cơ hư hỏng thường được phát hiện sớm và được sửa chữa kịp thời. Tuy vậy, không có quy định chặt chẽ các khâu cần bảo dưỡng hay kế hoạch bảo dưỡng một cách chi tiết.
Hình thức hoạt động này thường được áp dụng cho các thiết bị ít quan trọng về kinh tế và kỹ thuật, sử dụng trong các cơ sở, hệ thống sản xuất nhỏ.
- Chế độ bảo dưỡng dự phòng theo kế hoạch
Hoạt động bảo dưỡng thiết bị cần được tiến hành thường xuyên theo lịch trình chặt chẽ sau một khoảng thời gian vận hành hoặc sau một số chu trình làm việc của thiết bị. Quy trình và trình tự bảo dưỡng dựa trên các chỉ dẫn của nhà chế tạo hoặc các tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ. Công tác bảo dưỡng hoàn toàn có tính chất chu kỳ, tuy vậy không có ưu tiên đối với một thiết bị hay một bộ phận nào.
Hình thức bảo dưỡng này thường được áp dụng cho các thiết bị quan trọng về kinh tế và kỹ thuật trong các cơ sở, hệ thống sản xuất lớn.
- Chế độ bảo dưỡng nâng cao độ tin cậy vận hành của thiết bị.
Đây là hình thức bảo dưỡng tích cực nhất và khoa học nhất. Quy trình và thủ tục bảo dưỡng dự phòng được xây dựng một cách chi tiết căn cứ vào các dữ liệu về xác suất hư hỏng và tuổi thọ của thiết bị nhằm duy trì hoạt động thường xuyên và đảm bảo năng suất hoạt động cao của thiết bị. Trong quá trình làm việc liên tục cập nhật các thông tin mới nhất về đối tượng cần bảo dưỡng cũng như các thủ tục và quy trình, quy phạm mới nhằm phản ảnh kinh nghiệm vận hành và bảo dưỡng của thiết bị và tiến bộ của khoa học công nghệ.
Đây cũng là hình thức hoạt động bảo dưỡng tiên tiến nhất vì nó cải thiện sự làm việc an toàn, tin cậy, nâng cao năng suất hoạt động, giảm chi phí vận hành, bảo dưỡng vì nó chú trọng đến các chi tiết, bộ phận quan trọng nhất, có xác suất hư hỏng nhiều nhất mà không thực hiện bảo dưỡng, kiểm tra chạy thử tràn lan. Chương trình bảo dưỡng và thử nghiệm dự phòng đặt trọng tâm vào việc nâng cao độ tin cậy của thiết bị cũng như đưa ra các dự báo về tình trạng thiết bị và hướng dẫn các biện pháp xử lý các tình huống.
Với sự phát triển và hoàn thiện của các thiết bị đo lường, giám sát, điều khiển, các hệ thống chương trình phần mềm tin học công nghiệp, công tác bảo dưỡng và thử nghiệm được phát hiện và quyết định xử lý kịp thời đảm bảo chất lượng vận hành của thiết bị.
1.1.4 Chương trình bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị điện
Để khai thác tối ưu nhân lực, thiết bị và nâng cao hiệu quả công tác bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị điện, công tác bảo dưỡng và thử nghiệm cần được thực hiện theo các chương trình. Chương trình bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm thiết bị điện phải thoả mãn các tiêu chuẩn sau đây:
– Phải phù hợp với điều kiện thực tế của hệ thống hiện tại.
– Phải được ưu tiên nguồn nhân lực, phương tiện vật chất và thiết bị sửa chữa, đo lường, thử nghiệm.
– Hoạt động bảo dưỡng có ưu tiên cho các hệ thống và thiết bị quan trọng, có công suất lớn, có ảnh hưởng quyết định đến toàn hệ thống.
– Chương trình bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm phải chú ý đến đặc điểm của thiết bị và đặc tính của môi trường.
– Chương trình bảo dưỡng dự phòng phải tính đến đặc điểm thực tế của nhà máy cũng như kinh nghiệm tích luỹ tại nhà máy và các cơ sở khác, các tài liệu cẩm nang kỹ thuật của hãng chế tạo.
– Phải luôn luôn cập nhật các thông tin mới nhất về tình hình sản xuất, lịch sử vận hành.
– Chương trình bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm phải do các nhân viên kỹ thuật có trình độ cao đảm nhiệm. Cán bộ kỹ thuật chuyên về công tác bảo dưỡng dự phòng và thử nghiệm phải được trang bị kiến thức cơ bản về kỹ thuật điện, nắm vững nguyên lý hoạt động, tính năng và cấu trúc của thiết bị, kỹ thuật bảo dưỡng các bộ phận, chi tiết, kỹ thuật an toàn điện, các quy trình bảo dưỡng và thử nghiệm thiết bị điện.
– Đối với nhiệm vụ bảo dưỡng và thử nghiệm các chi tiết quan trọng phải do nhân viên kỹ thuật có kinh nghiệm, đã từng xử lý các chi tiết, thiết bị cùng loại tương tự đảm nhiệm.
– Phải phân tích sơ bộ nguyên nhân xuống cấp hư hỏng thiết bị và tìm biện pháp khắc phục
Việc nghiên cứu, phân tích nguyên nhân hư hỏng là nhiệm vụ quan trọng của chương trình bảo dưỡng thiết bị điện. Các bước phân tích chính như sau:
– Dự đoán sơ bộ nguyên nhân gây hư hỏng các chi tiết sau khi đã xem xét, kiểm tra từng bộ phận.
– So sánh nguyên nhân hư hỏng dự đoán với các hư hỏng đã từng xảy ra đối với chi tiết tương tự để xét xem hư hỏng có tính chất hệ thống hay chỉ có tính ngẫu nhiên, ví dụ hoạt tính hoá học của môi trường có thể là nguyên nhân chính trong trường hợp tiếp điểm của rơ le bị ăn mòn.
Nếu nguyên nhân gây hư hỏng không có tính hệ thống, tiến hành sửa chữa, thay thế.
Nếu vấn đề hư hỏng có tính chất hàng loạt cần tiếp xúc với hãng cung cấp thiết bị để xác định nguyên nhân và tìm biện pháp khắc phục.
Nếu vấn đề hư hỏng có liên quan đến thiết kế hệ thống hoặc ứng dụng thiết bị, yếu tố môi trường cần hiệu chỉnh hoặc thay thế bằng các chi tiết thích hợp, kiểm tra toàn hệ thống.
Nếu vấn đề hư hỏng liên quan tới thao tác vận hành cần nhận dạng đúng nguyên nhân và sửa đổi quy trình vận hành cho thích hợp.
– Xác định chính xác nguyên nhân hư hỏng và đề ra các biện pháp khắc phục, kể cả việc giám sát theo dõi thường xuyên.
– Thực hiện thử nghiệm và chỉ báo kết quả sau khi đã tiến hành bảo dưỡng, hiệu chỉnh.