Vấn đề tiềm ẩn liên quan đến nhiễu mạch thứ cấp

Sự can thiệp của mạch thứ cấp trong các hệ thống cách điện cảm biến điện áp trung bình thường không có dấu hiệu báo trước. Nó không làm ngắt rơle bảo vệ, không làm sáng đèn báo sự cố, cũng như không kích hoạt báo động trong hệ thống điều khiển trạm biến áp. Thay vào đó, nó làm sai lệch dữ liệu đo lường một cách từ từ — làm lệch các giá trị điện áp chỉ vài phần trăm, gây ra sai số góc pha tích lũy thành sự chênh lệch trong đo lường năng lượng, và tạo ra phóng điện cục bộ¹ các kết quả dương tính giả khiến đội bảo trì phải đến kiểm tra các bộ cách điện vốn đang ở trong tình trạng hoàn hảo. Trong các hệ thống năng lượng tái tạo, nơi các mạch thứ cấp của bộ cách điện cảm biến trải dài hàng trăm mét giữa buồng máy tuabin gió và phòng điều khiển trạm thu điện, và nơi các thiết bị điện tử công suất tạo ra các phổ nhiễu điện từ mà thiết kế trạm biến áp truyền thống chưa từng lường trước, nhiễu mạch thứ cấp không chỉ là một phiền toái thỉnh thoảng. Đó là một gánh nặng về độ chính xác dai dẳng và vô hình đối với mọi phép đo mà hệ thống cách điện cảm biến tạo ra — một gánh nặng âm thầm tích tụ cho đến khi một sự cố bảo vệ, một thất bại trong kiểm toán đo lường doanh thu, hoặc một quyết định bảo trì dựa trên dữ liệu bị sai lệch tiết lộ vấn đề đã tồn tại từ bao lâu. Hướng dẫn này xác định các cơ chế nhiễu vẫn ẩn giấu lâu nhất, giải thích lý do tại sao các hệ thống năng lượng tái tạo lại đặc biệt dễ bị tổn thương, và cung cấp khung khắc phục sự cố giúp cô lập và loại bỏ nhiễu tại nguồn thay vì che giấu các triệu chứng của nó.

Mục lục

• Tại sao nhiễu từ mạch thứ cấp lại không được phát hiện trong các hệ thống cách điện cảm biến?
• Các cơ chế nhiễu nào là đặc trưng riêng của các hệ thống điện áp trung bình sử dụng năng lượng tái tạo?
• Sự can thiệp của mạch thứ cấp làm sai lệch dữ liệu đo lường của bộ cách ly cảm biến như thế nào?
• Làm thế nào để khắc phục sự cố và loại bỏ nhiễu trong mạch thứ cấp một cách có hệ thống?
• Câu hỏi thường gặp

Tại sao nhiễu từ mạch thứ cấp lại không được phát hiện trong các hệ thống cách điện cảm biến?

Sự can thiệp của mạch thứ cấp trong các hệ thống cách điện cảm biến vẫn không được phát hiện vì một lý do cụ thể và nhất quán: các tín hiệu can thiệp nằm trong cùng dải tần số với các tín hiệu đo lường, với biên độ nằm trong giới hạn dung sai của cấp độ chính xác đang được giám sát. Điều này không phải ngẫu nhiên — đó là hệ quả trực tiếp từ cách thiết kế mạch thứ cấp của các cách điện cảm biến và phương pháp xác minh độ chính xác của chúng.

Cơ chế che giấu dải dung sai

Một bộ cách điện cảm biến được hiệu chuẩn theo IEC 61869² Loại 1 có dung sai sai số tỷ lệ là ± 1,0%. Một tín hiệu nhiễu gây ra độ lệch hệ thống 0,7% trong giá trị điện áp đo được hoàn toàn nằm trong dải dung sai này — không thể phát hiện được bằng bất kỳ quy trình kiểm tra độ chính xác nào chỉ kiểm tra xem giá trị đo có nằm trong phạm vi của loại hay không. Tín hiệu nhiễu này tồn tại, có thể đo được bằng các thiết bị đo lường thích hợp và ảnh hưởng đến mọi chức năng hạ lưu sử dụng đầu ra của bộ cách ly cảm biến. Tuy nhiên, nó không tạo ra bất kỳ cảnh báo, cờ báo hay dấu hiệu nào cho thấy kết quả đo bị sai lệch.

Cơ chế che giấu này gây hại nhất đối với các công trình năng lượng tái tạo, nơi mà:

• Việc đo lường doanh thu phụ thuộc vào các giá trị điện áp đầu ra của bộ cách ly cảm biến với độ chính xác thuộc loại 0.2S — dải dung sai ± 0.2% mà các tín hiệu nhiễu thường xuyên xâm nhập mà không kích hoạt bất kỳ cơ chế phát hiện tự động nào
• Việc giám sát chất lượng điện sử dụng tín hiệu đầu ra từ các cảm biến cách điện để xác định thành phần sóng hài — các sóng hài nhiễu từ thiết bị điện tử công suất không thể phân biệt được với các sự cố chất lượng điện thực sự trong dữ liệu đo lường
• Việc giám sát tình trạng thiết bị dựa vào dữ liệu phóng điện cục bộ thu được từ các mạch thứ cấp của bộ cách điện có cảm biến — các tín hiệu nhiễu trong dải tần số UHF gây ra các sự kiện phóng điện cục bộ giả, dẫn đến việc tiêu tốn nguồn lực bảo trì để kiểm tra các bộ cách điện đang hoạt động bình thường

Vấn đề khuếch đại tính gián đoạn

Nhiễu trong mạch thứ cấp tại các hệ thống năng lượng tái tạo thường mang tính chất gián đoạn — cường độ của nó thay đổi tùy thuộc vào tốc độ gió, mức bức xạ mặt trời, tải của bộ biến tần và sự điều chế tần số chuyển mạch. Tính chất gián đoạn này khiến việc phát hiện nhiễu trở nên khó khăn hơn so với các lỗi ở trạng thái ổn định vì:

• Việc kiểm tra hiệu chuẩn định kỳ, được thực hiện trong khoảng thời gian bảo trì khi hệ thống có thể đang hoạt động ở mức tải một phần, sẽ ghi nhận mức nhiễu khác so với điều kiện vận hành
• Các hệ thống phát hiện xu hướng có chức năng cảnh báo các bất thường kéo dài trong dữ liệu đo lường sẽ không kích hoạt khi gặp phải nhiễu xuất hiện và biến mất theo chu kỳ sản xuất
• Nhân viên bảo trì khi phát hiện các chỉ số không nhất quán thường cho rằng đó là do các sự cố thực sự trong hệ thống điện gây ra, thay vì tiến hành kiểm tra mạch thứ cấp

Kết quả là một vấn đề nhiễu đã tồn tại từ khi hệ thống đi vào hoạt động, được ghi nhận nhiều lần dưới dạng “sự dao động không giải thích được của các chỉ số”, và chưa bao giờ được điều tra vì không có trường hợp quan sát nào đủ bất thường để cần phải can thiệp khắc phục sự cố.

Đặc tính nhiễu	Tại sao nó lại bị che giấu	Yêu cầu về phát hiện
Biên độ nằm trong giới hạn dung sai của cấp độ chính xác	Không có cảnh báo về độ chính xác được phát ra	So sánh tham chiếu đồng thời
Tùy thuộc vào chu kỳ sản xuất	Việc hiệu chuẩn định kỳ bỏ sót nhiễu đỉnh	Giám sát liên tục trong điều kiện tải đầy đủ
Cùng tần số với tín hiệu đo	Không thể phân biệt được với sự biến đổi tự nhiên của tín hiệu	Phân tích phổ của mạch thứ cấp
Sai số pha tích lũy	Thể hiện dưới dạng sự biến động của hệ số công suất	Đo góc pha chính xác
Các sự kiện PD giả	Được coi là sự suy giảm tính cách nhiệt	Xác định nguồn phát sóng tần số UHF

Các cơ chế nhiễu nào là đặc trưng riêng của các hệ thống điện áp trung bình sử dụng năng lượng tái tạo?

Các hệ thống năng lượng tái tạo khiến các mạch thứ cấp của bộ cách ly cảm biến phải đối mặt với các cơ chế nhiễu mà môi trường trạm biến áp truyền thống không có. Việc hiểu rõ các cơ chế này là điều kiện tiên quyết để khắc phục sự cố nhiễu mà các phương pháp chẩn đoán truyền thống không thể phát hiện được.

Dao động hài trong mạch chuyển mạch điện tử công suất

Các thiết bị điện tử công suất của tuabin gió và bộ biến tần năng lượng mặt trời hoạt động ở tần số chuyển mạch từ 2 kHz đến 20 kHz, tạo ra các phổ dòng điện và điện áp hài lan truyền qua mạng thu thập điện áp trung thế và truyền vào các mạch thứ cấp của cách điện cảm biến qua ba đường dẫn cùng lúc:

• Sự kết hợp dẫn điện — các sóng hài do quá trình chuyển mạch lan truyền dọc theo mạng cáp trung áp và biểu hiện dưới dạng biến dạng điện áp trên các dây dẫn được giám sát bởi các cách điện cảm biến; cách điện cảm biến tái tạo chính xác biến dạng này ở đầu ra thứ cấp, nơi nó không thể phân biệt được với các sự cố chất lượng điện thực sự
• Kết nối điện dung³ — Các dây tín hiệu thứ cấp được bố trí gần các dây cáp điện trung áp trong máng cáp của tháp tuabin gió sẽ tích tụ các sóng hài chuyển mạch kết hợp điện dung; ở tần số chuyển mạch từ 5 kHz đến 20 kHz, trở kháng kết hợp điện dung giữa các dây cáp liền kề giảm xuống còn 10 kΩ đến 100 kΩ — đủ thấp để gây nhiễu với biên độ từ 50 mV đến 500 mV vào các mạch thứ cấp có mức tín hiệu từ 1 V đến 10 V
• Kết nối từ tính — các thành phần hài của dòng điện tần số cao trong cáp trung áp tạo ra các trường từ tính, từ đó gây ra điện áp trong các vòng mạch thứ cấp; ở tần số 10 kHz, điện áp cảm ứng trên mỗi đơn vị diện tích vòng mạch cao gấp 10 đến 100 lần so với ở tần số 50 Hz đối với cùng khoảng cách giữa các dây cáp

Hệ thống bơm dòng điện xuống đất cho biến tần

Các hệ thống phụ trợ của tuabin gió — quạt làm mát, động cơ điều khiển góc nghiêng, bộ truyền động xoay — hoạt động thông qua biến tần⁴ (VFD) gây ra dòng điện đất chế độ chung tần số cao trong hệ thống nối đất của kết cấu tuabin. Các dòng điện đất này chạy qua các dây dẫn nối đất chung giữa hệ thống VFD và các điểm nối đất của mạch thứ cấp bộ cách điện cảm biến, tạo ra sự chênh lệch điện thế đất, biểu hiện dưới dạng nhiễu chế độ chung trên các mạch thứ cấp.

Cơ chế tiêm dòng điện vào mặt đất đặc biệt nguy hiểm vì:

• Thiết bị này hoạt động ở các tần số chuyển mạch VFD (từ 4 kHz đến 16 kHz), nằm ngoài dải thông của các máy phân tích chất lượng điện năng thông thường được sử dụng để khắc phục sự cố trên mạch thứ cấp
• Biên độ của nó thay đổi tùy theo tải của biến tần (VFD) — đạt mức cao nhất trong các sự kiện tăng tốc độ gió khi tất cả các hệ thống phụ trợ đều hoạt động đồng thời
• Nó xuất hiện tại các cực của mạch thứ cấp của bộ cách ly cảm biến dưới dạng điện áp chế độ chung, mà các hệ thống đo lường một đầu sẽ chuyển đổi trực tiếp thành sai số đo lường chế độ vi sai

Hiện tượng cộng hưởng do đường dây dài trong mạng thu thập

Các mạng lưới thu gom điện của các trang trại gió ngoài khơi và các trang trại gió trên đất liền quy mô lớn sử dụng cáp trung áp có chiều dài từ 5 km đến 30 km nối giữa các chuỗi tuabin và trạm thu gom. Những sợi cáp này tạo thành các mạch LC phân tán với tần số cộng hưởng nằm trong khoảng từ 200 Hz đến 2.000 Hz — trùng khớp trực tiếp với dải đo sóng hài của các hệ thống giám sát chất lượng điện năng được kết nối với đầu ra của các cách điện cảm biến.

Khi các sóng hài do quá trình chuyển mạch của bộ biến tần kích thích các hiện tượng cộng hưởng của cáp, sự phân bố điện áp sóng đứng sinh ra sẽ gây ra các sai lệch trong kết quả đo của cách điện cảm biến, và những sai lệch này thay đổi tùy theo vị trí dọc theo đường dây thu điện — các tuabin nằm tại điểm giữa về mặt điện của một đoạn cáp cộng hưởng sẽ có biên độ điện áp sóng hài khác biệt rõ rệt so với các tuabin ở hai đầu đường dây, dẫn đến sự không nhất quán trong kết quả đo, khiến người ta lầm tưởng rằng đó là vấn đề về độ chính xác của cách điện cảm biến thay vì hiện tượng cộng hưởng trong mạng lưới.

Rò rỉ dòng điện đất tại trạm biến áp một chiều của trang trại năng lượng mặt trời

Trong các trang trại năng lượng mặt trời quy mô công nghiệp, dòng rò do sự cố chạm đất một chiều (DC) phát sinh từ sự suy giảm cách điện của các dãy pin mặt trời sẽ đi qua hệ thống nối đất của mạng thu thập điện xoay chiều (AC). Các dòng rò này — thường có thành phần tần số từ DC đến 300 Hz — xâm nhập vào các dây dẫn nối đất của mạch thứ cấp trên cách điện cảm biến và tạo ra nhiễu tần số thấp, làm sai lệch các phép đo điện áp tần số cơ bản thông qua hiện tượng giao thoa với tần số hệ thống 50 Hz.

Cơ chế rò rỉ dòng điện một chiều gây ra hiện tượng méo dạng bất đối xứng đặc trưng trên dạng sóng đầu ra của chất cách điện cảm biến — các nửa chu kỳ dương và âm có biên độ khác nhau — biểu hiện dưới dạng thành phần hài thứ hai giả trong các phép đo chất lượng điện năng và sai lệch hệ thống trong các giá trị điện áp RMS.

Sự can thiệp của mạch thứ cấp làm sai lệch dữ liệu đo lường của bộ cách ly cảm biến như thế nào?

Các cơ chế gây nhiễu khiến nhiễu từ mạch thứ cấp làm giảm độ chính xác của phép đo cách điện cảm biến có thể được định lượng. Việc nắm rõ mức độ sai số liên quan đến từng cơ chế này giúp ưu tiên các biện pháp khắc phục sự cố dựa trên mức độ nghiêm trọng của tác động.

Tỷ lệ lỗi do nhiễu dẫn truyền

Các thành phần hài do hiện tượng chuyển mạch dẫn điện chồng lên đầu ra thứ cấp của cách điện cảm biến làm sai lệch các phép đo điện áp RMS theo:

$U_{đo được} = \sqrt{U_{cơ bản}^2 + \sum_{n=2}^{N} U_n^2}$

Trong đó $$U_n$$ là biên độ của thành phần nhiễu hài thứ $$n$$. Đối với một bộ cách ly cảm biến có tín hiệu đầu ra cơ bản là 10 V và tổng biên độ hiệu quả (RMS) của các thành phần nhiễu hài do chuyển mạch là 500 mV:

$U_{đo} = \sqrt{10^2 + 0,5^2} \approx 10,012\ \text{V}$

Điều này tương ứng với sai số tỷ lệ +0,12% chỉ do nhiễu gây ra — nằm trong giới hạn dung sai của Loại 1 nhưng vượt quá giới hạn của Loại 0,2S. Trong các ứng dụng đo lường doanh thu, sai số 0,12% này tại một trang trại năng lượng mặt trời 100 MW tương đương với 120 kW sản lượng không được đo lường một cách có hệ thống — dẫn đến chênh lệch doanh thu khoảng $52.000 mỗi năm theo mức giá điện năng lượng tái tạo thông thường.

Sự biến dạng pha do nhiễu vòng đất

Dòng điện vòng đất chạy qua các dây dẫn của mạch thứ cấp gây ra sự sụt áp $U_{GL}$ đó là thành phần bị lệch pha so với tín hiệu đo cơ bản. Thành phần bị lệch pha này cộng vectơ với tín hiệu thực, dẫn đến sai số lệch pha:

$\delta_{lỗi} = \arctan\left(\frac{U_{GL} \times \sin\phi_{GL}}{U_{tín hiệu} + U_{GL} \times \cos\phi_{GL}}\right)$

Đối với điện áp vòng đất là 200 mV với độ lệch pha 90° trên tín hiệu 5 V:

$\delta_{lỗi} = \arctan\left(\frac{0,2}{5}\right) \approx 2,3°\ (138\ \phút góc)$

Lỗi lệch pha 138 phút vượt quá giới hạn 40 phút theo tiêu chuẩn IEC 61869 Loại 1 — tuy nhiên, lỗi tỷ lệ từ cùng một vòng lặp nối đất có thể vẫn nằm trong giới hạn dung sai của Loại 1, dẫn đến việc bộ cách ly cảm biến này vượt qua kiểm tra lỗi tỷ lệ nhưng lại không đáp ứng các giới hạn về lệch pha với mức chênh lệch gấp 3 lần.

Các sự cố phóng điện cục bộ giả do nhiễu tần số cao

Các hệ thống giám sát phóng điện cục bộ tần số siêu cao (UHF) được kết nối với mạch thứ cấp của cách điện cảm biến có khả năng phát hiện các tín hiệu trong dải tần số từ 300 MHz đến 3 GHz. Các sóng hài do quá trình chuyển mạch của thiết bị điện công suất và các sản phẩm giao thoa của chúng lan rộng vào dải tần số này, tạo ra các tín hiệu nhiễu mà hệ thống giám sát phóng điện cục bộ không thể phân biệt được với hoạt động phóng điện cục bộ thực sự nếu không có phân tích xác định nguồn gốc.

Trong các hệ thống năng lượng tái tạo có hiện tượng nhiễu tần số siêu cao (UHF) do quá trình chuyển mạch của bộ biến tần, người ta thường đo được tỷ lệ sự cố PD giả từ 50 đến 200 sự cố pC biểu kiến mỗi phút trên các cách điện cảm biến đang ở trạng thái điện môi hoàn hảo — điều này không chỉ tiêu tốn nguồn lực bảo trì mà còn dẫn đến việc lập các báo cáo đánh giá tình trạng khuyến nghị thay thế cách điện cho các bộ phận vốn không có dấu hiệu suy giảm thực tế.

Làm thế nào để khắc phục sự cố và loại bỏ nhiễu trong mạch thứ cấp một cách có hệ thống?

Bước 1 — Xác định mức nhiễu cơ bản trong quá trình sản xuất chính thức
Tiến hành đánh giá nhiễu ban đầu trong điều kiện vận hành sản xuất toàn tải — khi tốc độ gió đạt cực đại hoặc bức xạ mặt trời đạt đỉnh — lúc hoạt động chuyển mạch của thiết bị điện tử công suất và dòng điện rò vào đất đạt mức cao nhất. Kết nối máy phân tích phổ với đầu ra thứ cấp của cách điện cảm biến và ghi lại toàn bộ phổ tần số từ DC đến 30 MHz. Xác định tất cả các thành phần phổ trên mức nhiễu nền và phân loại từng thành phần là cơ bản (50/60 Hz và các sóng hài), liên quan đến tần số chuyển mạch (dải tần số từ 2 kHz đến 20 kHz) hoặc nhiễu băng rộng.

Bước 2 — Xác định biên độ nhiễu so với cấp độ chính xác
Tính toán độ méo hài tổng (THD) của tín hiệu mạch thứ cấp và biểu thị nó dưới dạng phần trăm của biên độ sóng cơ bản. So sánh với dung sai của cấp độ chính xác:

$\text{THD}{impact} = \frac{\sqrt{\sum_{n=2}^{N} U_n^2}}{U_{fundamental}} \times 100$

Nếu tác động của THD vượt quá 50% so với giới hạn sai số của tỷ lệ lớp chính xác, thì nhiễu này đang làm giảm độ chính xác của phép đo và cần phải được loại bỏ — chứ không phải chỉ giảm thiểu.

Bước 3 — Xác định đường dẫn nhiễu chủ yếu
Tách biệt đường dẫn nhiễu bằng cách ngắt kết nối lần lượt:

• Ngắt kết nối điểm nối đất của lớp vỏ chắn tín hiệu trên cáp phụ ở đầu phòng điều khiển — nếu biên độ nhiễu giảm hơn 50%, thì đường truyền chính là vòng lặp đất đi qua lớp vỏ chắn tín hiệu của cáp
• Tạm thời chuyển hướng một đoạn ngắn của dây cáp phụ ra khỏi các dây cáp điện trung áp — nếu mức nhiễu giảm hơn 30%, thì nguyên nhân chính là do hiện tượng ghép điện dung hoặc ghép từ tính từ các dây cáp điện liền kề
• Đo điện thế đất giữa điểm nối đất của đế cách điện cảm biến và điểm nối đất của phòng điều khiển trong quá trình sản xuất hoạt động bình thường — các giá trị trên 1 V xác nhận rằng dòng điện rò từ biến tần (VFD) là một nguồn nhiễu đáng kể

Bước 4 — Loại bỏ nhiễu vòng đất
Đối với trường hợp nhiễu vòng đất đã được xác nhận ở Bước 3:

• Chỉ kiểm tra việc nối đất màn chắn tại một điểm ở phía phòng điều khiển — nối lại các màn chắn được nối đất kép với các đầu nối cách ly ở phía hiện trường
• Lắp đặt máy biến áp cách ly trong các mạch thứ cấp nơi chênh lệch điện thế so với đất vượt quá 5 V và không thể giảm xuống bằng cách điều chỉnh hệ thống nối đất
• Đối với các bộ cách ly cảm biến thông minh có đầu ra kỹ thuật số, cần triển khai các liên kết truyền thông cáp quang giữa mô-đun điện tử của bộ cách ly cảm biến và phòng điều khiển — các liên kết cáp quang này đảm bảo cách ly điện hoàn toàn, giúp loại bỏ đồng thời tất cả các đường dẫn gây nhiễu vòng đất

Bước 5 — Loại bỏ nhiễu do ghép điện dung và ghép từ
Đối với hiện tượng nhiễu do kết nối đã được xác nhận ở Bước 3:

• Điều chỉnh lại đường đi của các dây cáp phụ để đảm bảo khoảng cách tối thiểu theo quy định IEC 61000-5-2⁵ — Khoảng cách tối thiểu 300 mm so với cáp 6 kV, có lớp chắn kim loại nối đất giữa các giá đỡ cáp
• Thay thế các loại cáp thứ cấp không có lớp chắn bằng cáp có lớp chắn riêng lẻ và lớp chắn tổng thể (ISOS) — lớp chắn riêng lẻ giúp loại bỏ hiện tượng ghép từ tần số cao, điều mà các loại cáp chỉ có lớp chắn tổng thể không thể đạt được ở tần số trên 1 kHz
• Lắp đặt cuộn cảm chế độ chung lõi ferit trên các dây cáp thứ cấp tại đầu ra của cách điện cảm biến — yêu cầu trở kháng > 200 Ω ở tần số 10 kHz để giảm nhiễu do tần số chuyển mạch của biến tần (VFD) mà không ảnh hưởng đến tín hiệu đo ở tần số 50 Hz

Bước 6 — Xử lý nhiễu hài dẫn truyền
Đối với nhiễu hài do truyền dẫn qua dây dẫn mà không thể loại bỏ bằng cách thay đổi đường đi của cáp:

• Lắp đặt bộ lọc thông thấp tại đầu ra thứ cấp của bộ cách ly cảm biến — quy định tần số cắt từ 500 Hz đến 1 kHz cho các ứng dụng đo lường chất lượng điện năng; 150 Hz cho các ứng dụng đo lường điện năng tính cước, trong đó không yêu cầu thành phần sóng hài cao hơn sóng hài thứ ba
• Kiểm tra xem việc lắp đặt bộ lọc có gây ra sự lệch pha ở tần số 50 Hz hay không — quy định độ lệch pha tối đa là < 5 phút góc ở tần số 50 Hz đối với các ứng dụng thuộc cấp độ bảo vệ
• Đối với các bộ cách ly cảm biến thông minh, hãy cấu hình bộ lọc xử lý tín hiệu số trong mô-đun điện tử để loại bỏ các thành phần tần số chuyển mạch — hầu hết các bộ cách ly cảm biến theo tiêu chuẩn IEC 61850 đều cung cấp các thiết lập bộ lọc chống nhiễu có thể cấu hình, cho phép tối ưu hóa phù hợp với phổ nhiễu cụ thể của hệ thống lắp đặt

Bước 7 — Xác nhận việc loại bỏ các sự kiện PD giả
Sau khi hoàn tất các bước loại bỏ nhiễu, hãy kết nối lại hệ thống giám sát phóng điện cục bộ tần số UHF và đo tần suất sự cố phóng điện cục bộ (PD) biểu kiến ở công suất sản xuất tối đa. So sánh với mức cơ sở trước khi can thiệp. Việc loại bỏ nhiễu thành công sẽ giảm số sự cố PD giả xuống dưới 5 sự cố pC biểu kiến mỗi phút — ngưỡng mà dưới đó, các tín hiệu suy giảm cách điện thực sự có thể được phân biệt một cách đáng tin cậy với nhiễu còn sót lại.

Bước 8 — Tiến hành kiểm tra độ chính xác sau can thiệp
Tiến hành hiệu chuẩn sai số tỷ lệ ba điểm và lệch pha đầy đủ theo tiêu chuẩn IEC 61869-11 sau khi tất cả các biện pháp loại bỏ nhiễu đã được triển khai, trong quá trình vận hành sản xuất thực tế. Việc hiệu chuẩn sau can thiệp này xác định độ chính xác thực sự của hệ thống cách điện cảm biến trong điều kiện nhiễu vận hành — đây là kết quả hiệu chuẩn duy nhất có ý nghĩa đối với các hệ thống năng lượng tái tạo, nơi mức độ nhiễu phụ thuộc vào quy mô sản xuất.

Bước 9 — Lập danh sách các nguồn gây nhiễu và các biện pháp giảm thiểu
Ghi chép đầy đủ các thông tin về đặc tính nhiễu — kết quả phân tích phổ, các đường truyền đã xác định, biên độ đo được và tất cả các biện pháp giảm thiểu đã triển khai — vào hồ sơ tài sản cách điện của cảm biến. Tài liệu này là rất cần thiết để:

• Nhân viên bảo trì trong tương lai khi phát hiện các bất thường trong đo lường và cần phân biệt các nguồn nhiễu mới với các nguồn đã được xác định và khắc phục trước đó
• Các phản hồi về kiểm toán đo lường doanh thu yêu cầu phải chứng minh tính toàn vẹn của hệ thống đo lường trong điều kiện vận hành
• Các khiếu nại liên quan đến bảo hành và đảm bảo hiệu suất trong trường hợp độ chính xác của phép đo là một cam kết theo hợp đồng

Kết luận

Nhiễu mạch thứ cấp trong các hệ thống cách điện cảm biến điện áp trung bình của năng lượng tái tạo vốn đã được che giấu ngay từ thiết kế — biên độ của nó nằm trong dải dung sai của lớp chính xác, tính không liên tục của nó làm thất bại việc phát hiện trong quá trình hiệu chuẩn định kỳ, và thành phần tần số của nó chồng chéo lên các tín hiệu đo lường mà nó làm nhiễu. Các cơ chế nhiễu đặc thù của năng lượng tái tạo — sóng hài do chuyển mạch điện tử công suất, dòng điện rò vào đất từ biến tần (VFD), cộng hưởng mạng thu thập, và hiện tượng ghép nối rò rỉ dòng điện một chiều — đòi hỏi các phương pháp khắc phục sự cố mà thực tiễn chẩn đoán trạm biến áp truyền thống không bao gồm. Quy trình 9 bước trong hướng dẫn này — phân tích phổ cơ sở, cách ly đường dẫn, loại bỏ vòng lặp đất, giảm thiểu kết hợp, lọc nhiễu dẫn truyền và xác minh độ chính xác sau can thiệp — giải quyết từng cơ chế tại nguồn gốc thay vì che giấu các triệu chứng của nó. Trong các hệ thống năng lượng tái tạo, nơi độ chính xác của phép đo là nghĩa vụ đồng thời về doanh thu, bảo vệ và độ tin cậy, việc loại bỏ nhiễu mạch thứ cấp không phải là công việc bảo trì tùy chọn. Đó là nền tảng mà mọi quyết định dựa trên dữ liệu trong hệ thống đều phụ thuộc vào.

Các câu hỏi thường gặp về nhiễu mạch thứ cấp trong hệ thống cách điện cảm biến

1. Sự phá vỡ điện môi cục bộ xảy ra ở một phần nhỏ của hệ thống cách điện rắn hoặc lỏng khi chịu tác động của điện áp cao. ↩

2. Tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu chung và các cấp độ chính xác đối với các biến áp đo lường và cách điện cảm biến mới sản xuất. ↩

3. Sự truyền năng lượng điện giữa các mạng riêng biệt qua một chất điện môi do dòng điện dịch chuyển được tạo ra bởi các điện trường biến đổi. ↩

4. Một loại bộ điều khiển động cơ điều khiển động cơ điện bằng cách thay đổi tần số và điện áp cấp vào, thường tạo ra các sóng hài chuyển mạch tần số cao. ↩

5. Báo cáo kỹ thuật cung cấp các hướng dẫn về việc lắp đặt và giảm thiểu tác động của hệ thống nối đất và hệ thống cáp nhằm đảm bảo khả năng tương thích điện từ. ↩