ỨNG DỤNG MẠNG NƠRÔN CHẨN ĐOÁN
SỰ CỐ TIỀM ẨN TRONG MÁY BIẾN ÁP LỰC
APPLICATION OF NEURAL NETWORK IN DIAGNOSING POWER
TRANSFORMER INCIPIENT FAULTS ĐINH THÀNH VIỆT - NGUYỄN QUỐC TUẤN
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
NGUYỄN VĂN LÊ
Ban Quản lý Dự án Thuỷ điện 3 TÓM TẮT
Bài báo đề cập đến vấn đề ứng dụng mạng nơrôn vào việc chẩn đoán sự cố tiềm ẩn trong
máy biến áp lực. Việc chẩn đoán đúng sẽ góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, mang
lại hiệu quả kinh tế.
ABSTRACT
The paper presents the application of neural network in diagnosing power transformer
incipient faults. Good result of the diagnosis might improve the reliability of power supply and
raise economic effects.
1. Đặt vấn đề
Máy biến áp (MBA) lực là một trong những thiết bị điện chính trong hệ thống điện, vì
độ tin cậy cung cấp điện của nó liên quan trực tiếp đến độ tin cậy của cả hệ thống. Trong khi
đó, MBA dễ rơi vào các trạng thái không bình thường, đặc biệt là các MBA có tuổi đời từ 15
năm trở lên. Nếu MBA vận hành ở trạng thái không bình thường kéo dài thì tuổi thọ của
MBA sẽ giảm và có khả năng xảy ra sự cố làm gián đoạn cung cấp điện. Khi MBA lực bị sự
cố, thiệt hại về kinh tế sẽ rất lớn, thậm chí có thể lên đến hàng triệu USD đối với các MBA
công suất lớn.

phương pháp on-line như: phương pháp đáp ứng tần số, phân tích phổ âm thanh, phương pháp
hồng ngoại, phương pháp DGA,
Trong số các phương pháp này thì DGA là phương pháp phổ biến và được ứng dụng
rộng rãi để dự báo sự cố có thể xảy ra đối với MBA. Cách điện chính của máy biến áp gồm
giấy (cellulose) và dầu máy biến áp, chúng được cấu tạo từ những hợp chất hữu cơ. Dầu biến
áp có công thức cấu tạo C
n
H
2n+2
với
n = 20  40, cellulose có công thức
cấu tạo [C
12
H
14
O
4
(OH)
6
] với n =
300  750. Trong quá trình hoạt
động của máy biến áp, dưới tác dụng
của nhiệt độ các hợp chất hữu cơ
này sẽ sinh ra các thành phần khí
khác nhau. Tuỳ theo nhiệt độ khác
nhau và trong những điều kiện khác
nhau mà mức độ sinh khí cũng khác
nhau như ở hình 1.
Sự sinh khí trong dầu MBA
tuân theo những quy luật nhất định.

, C
2
H
2
, C
3
H
6
+ C
3
H
8
và có thể liên quan với sự cố như sau:
-

Các khí được tạo ra khi trong MBA xảy ra sự cố vầng quang:
+ Tác dụng lên dầu: H
2
-khí chính, CH
4
-khí đặc trưng nồng độ bé.
+ Tác dụng lên giấy: H
2
, CO, CO
2
.
-

Các khí được tạo ra khi trong MBA xảy ra sự cố quá nhiệt:
+ Tác dụng lên dầu: Khi nhiệt độ thấp (dưới 300

2
-khí đặc trưng.
- Các khí được tạo ra khi trong MBA xảy ra sự cố hồ quang điện:
+ Tác dụng lên dầu: H
2
và C
2
H
2
-khí chính (các khí phân huỷ chính có một lượng
lớn), CH
4
và C
2
H
4
-khí đặc trưng nồng độ cao.
+ Tác dụng lên giấy: CO-khí đặc trưng có nồng độ cao, CO
2
-khí đặc trưng có
nồng độ bé.
Hiện nay có nhiều phương pháp chẩn đoán sự cố MBA dựa vào DGA, trong đó các
phương pháp phổ biến là:
- Phương pháp các tỷ số: Các tỷ số được định nghĩa ở bảng 1, nồng độ giới hạn của
các khí được cho ở bảng 2. Trong thực tế, nhiều hệ chuyên gia chỉ kiểm tra nồng độ của 4 khí
H
2
, CH
4
, C

2
H
6
/C
2
H
2
C
2
H
4
/C
2
H
6

Ký hiệu R1 R2 R3 R4 R5

Bảng 2: Nồng độ các khí hoà tan

Khí H
2
CH
4
CO C
2
H
2
C
2

4
, C
2
H
2
, C
2
H
4
, C
2
H
6
và 4 tỷ số R1, R2,
R3, R4 (bảng 3)
- Phương pháp Rogers gốc: gồm 5 khí H
2
, CH
4
, C
2
H
2
, C
2
H
4
, C
2
H

với nồng độ ppm các khí sau: H
2
, N
2
,
O
2
, CO, CO
2
, CH
4
, C
2
H
6
, C
2
H
4
, C
2
H
2
và
(C
3
H
6
+ C
3

Điện lực 3 [3]. Hình 3: Giao diện chương trình luyện mạng nơrôn

y
1
y
2
y
9
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
x
1
x
2
x
1 0
Lớp vào 3 lớp ẩn Lớp ra

Việc chẩn đoán chính xác trạng thái máy biến áp, đặc biệt là đối với các MBA công
suất lớn có ý nghĩa rất quan trọng, góp phần giảm thiểu sự cố bất ngờ xảy ra, tăng độ tin cậy
cung cấp điện. Việc ứng dụng phương pháp mạng nơrôn phối hợp với phương pháp DGA có
thể góp phần nâng cao độ chính xác của chẩn đoán, dễ dàng lập trình, cho phép xây dựng
được hệ chuyên gia chẩn đoán máy biến áp. TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Zhenyaun Wang, Artificial intelligence applications in the diagnosis of power
transformer incipicent, Virginia, 2000.
[2] Tapan K. Saha, Review of modern diagnostic techniques for assessing insulation
condition in aged transformers, IEEE transactions on dielectrics and electrical
insulation, Vol.10, No.5, p.903-917, 2003.
[3] Trung tâm Thí nghiệm Điện - Công ty Điện lực 3, Các “Biên bản thí nghiệm hàm
lượng khí hoà tan trong dầu”, 2000-2004.