THAY THẾ VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ TRẠM BIẾN ÁP DUY TRÌ HỆ THỐNG ĐIỆN

1. Khái quát chung về bảo trì máy móc thiết bị

Theo Afnor (Pháp) thì bảo trì là tập hợp các hoạt động nhằm duy trì hoặc phục hồi một tài sản ở tình trạng nhất định hoặc đảm bảo một dịch vụ xác định. Còn thep BS 2811:1984 (Anh) thì bảo trì là tập hợp tất cả các hành động kỹ thuật và quản trị nhằm giữ cho thiết bị luôn ở một tình trạng nhất định hoặc phục hồi về một tình trạng xác định nào đó. Như vậy hiểu một cách đơn giản thì bảo trì là các hoạt động bảo dưỡng sửa chữa cùng với một kế hoạch quản lý việc sửa chữa máy móc thiết bị nhằm đảm bảo cho máy móc thiết bị có tính sẵn sàng, độ tin cậy, tuổi thọ hoạt động cao.

Khi có sự gia tăng khổng lồ về số lượng và chủng loại các tài sản cố định như máy móc thiết bị, nhà xưởng sản xuất công nghiệp, vấn đề bảo trì bảo dưỡng công nghiệp càng trở nên quan trọng và cấp thiết. Do chi phí vận hành, bảo trì phòng ngừa và phục hồi trong suốt tuổi đời của máy móc thiết bị gấp nhiều lần so với chi phí đầu tư mua sắm chúng.

Hình 1. Lợi ích của việc bảo trì máy móc thiết bị

Bảo trì máy móc thiết bị có vai trò vô cùng quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và liên tục của các dây chuyền sản xuất. Công tác bảo trì giúp:
*  Phòng ngừa tránh máy móc thiết bị hư hỏng; tối đa năng suất, tối ưu hiệu suất của máy móc thiết bị;
* Đảm bảo hoạt động đúng yêu cầu và liên tục tương ứng với tuổi thọ máy móc thiết bị dài nhất;
*  Đưa khả năng sẵn sàng của máy móc thiết bị đến giới hạn cao nhất và thời gian ngừng máy nhỏ nhất;
*  Máy móc được vận hành hiệu quả và ổn định, chi phí vận hành ít hơn, sản xuất sản phầm chất lượng tốt hơn;
*  Tạo ra môi trường làm việc an toàn và thân thiện với môi trường xung quanh.

Công tác bảo trì được coi trọng đúng mức, đảm bảo sẽ mang lại cho doanh nghiệp những lợi ích hết sức to lớn, đó là:
*  Giảm thời gian ngừng máy ngoài kế hoạch, giữ vững ổn định cho các thiết bị hoạt động, nhờ đó mà kế hoạch sản xuất không bị phá vỡ, nhịp sản xuất không thay đổi duy trì được năng suất;
*  Ổn định và nâng cao năng suất, tức là khi thiết bị hoạt động ổn định, dây chuyền sản xuất không bị ngưng trệ thì kế hoạch sản xuất được đảm bảo, năng suất duy trì ổn định mức cao mà không bị biến động, việc hoạch định những chiến lược sản xuất của công ty được dễ dàng không bị lệ thuộc vào các thiết bị, khi muốn nâng cao năng suất thì liên quan mật thiết đến sự tăng tốc hoạt động của thiết bị;
*  Nâng cao được chất lượng sản phẩm: máy móc hoạt động ổn định không có hư hỏng hay những lần ngừng máy ngoài dự kiến, sự vận hành ổn định của các thiết bị, qua đó sẽ giảm đến mức tối đa những phế phẩm, chất lượng sản phẩm được tốt hơn;
* Tối thiểu nhiên liệu tiêu thụ mà vẫn đảm bảo công suất hoạt động của máy móc thiết bị, từ đó giảm được chi phí nhiên liệu cho hoạt động của dây chuyền sản xuất.

Hình 2. Công tác bảo trì máy móc thiết bị

Công tác bảo trì máy móc thiết bị gồm hoạt động kỹ thuật bảo trì và hoạt động quản lý bảo trì được minh họa như hình 2.

Các máy móc thiết bị thường có kết cấu cơ khí và được trang bị hệ thống điều khiển để duy trì hoạt động của chúng. Công tác bảo trì máy móc thiết bị thường đòi hỏi sự hiểu biết về nhiều lĩnh vực như cơ khí, điều khiển khí nén – thủy lực, điều khiển điện – điện tử, PLC – vi điều khiển, ngôn ngữ lập trình và phần cứng tương ứng, kỹ thuật cảm biến.

Do đó, hoạt động kỹ thuật bảo trì cũng đa dạng và phân chia thành ba nhóm công việc chính như sau: (i). Chăm sóc bảo dưỡng: công việc này được thực hiện hàng ngày thông qua việc lau chùi máy, phát hiện những tình trạng bất thường trên máy móc thiết bị, như sự mài mòn, cong vênh, …; (ii). Kiểm tra và hiệu chỉnh: đây là những công việc không quá phức tạp, có thể thực hiện bởi công nhân vận hành nhằm hiệu chỉnh máy móc thiết bị theo đúng yêu cầu thông số thiết bị theo hướng dẫn của nhà chế tạo hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật; (iii). Sửa chữa: ở đây ta quyết định thời điểm dừng máy để sửa chữa theo tiêu chí bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật đề ra với một thời gian dừng máy cho phép. Việc sữa chữa được cân nhắc giữa hai cách: phục hồi (cần có chi tiết dự phòng) hoặc thay thế phụ tùng đã hư hỏng (cho phép rút ngắn thời gian dừng máy) và được thực hiện bởi những người bảo trì chuyên nghiệp.

Trong khi đó hoạt động quản lý bảo trì đề cập đến ba nhóm nhiệm vụ đó là: (i). Chọn giải pháp bảo trì: nhằm xây dựng một hệ thống quản lý bảo trì hiệu quả, cần phải xem xét quy mô sản xuất của nhà máy, tính chất phức tạp, độ chính xác của quá trình công nghệ và sản phẩm, tính văn hóa tập quán của công ty, yêu cầu an toàn đối với con người và môi trường. Trên cơ sở đó, nhà quản lý chọn ra một hoặc nhiều giải pháp để thực hiện tổ chức quản lý bảo trì. Có thể thực hiện từng giải pháp riêng lẻ hoặc phối hợp chúng với nhau. Giải pháp đúng sẽ cho phép lựa chọn hình thức tổ chức quản lý bảo trì hiệu quả nhất; (ii) Lập kế hoạch và tổ chức bảo trì: Việc áp dụng hình thức quản lý bảo trì trên cơ sở giải pháp đã lựa chọn phải chú ý đến tiêu chí hạn chế đến mức tối đa sự cố phải dừng máy, giảm thiểu phế phẩm, chi phí bảo trì về nhân sự và sữa chữa hợp lý hiệu quả, chi phí dự trữ kho tối ưa và khả năng đáp ứng nhanh chóng của lực lượng làm công tác bảo trì. Để đạt được tiêu chí đó, đòi hỏi phải có kế hoạch cụ thể, khoa học cho từng công việc nhỏ nhất có liên quan. Việc lập kế hoạch bảo trì phải chú ý đến nhiều mặt, phải có sự tham gia của nhiều thành phần viên của nhà máy, kế hoạch phải cụ thể cho từng thời điểm và vị trí công tác, phải thể hiện được dự đoán về chi phí bảo trì ở nhà máy; (iii). Quản lý tài liệu bảo trì và tổ chức kho dự trữ: Để công tác bảo trì thật sự khoa học và hiệu quả, đòi hỏi phải quan tâm ngay từ đầu đến việc quản lý tài liệu, hồ sơ liên quan đến các trang thiết bị như lý lịch máy, hướng dẫn sử dụng. Trong đó, hướng dẫn sử dụng của nhà cung cấp đóng vai trò hết sức quan trọng, từ việc vận chuyển lắp đặt đến cách thức vận hành, bảo dưỡng; các bản vẽ lắp, sơ đồ điện. Quản lý tài liệu bảo trì cần phải chú ý đến việc bảo trì các tài sản cố định, nhà xưởng, các hệ thống phục vụ phụ như cung cấp điện nước – chiếu sáng – xử lý nước thải. Tổ chức kho dự trữ khoa học sẽ hạn chế chi phí tồn kho và bảo quản, đồng thời bảo đảm khả năng đáp ứng nhanh của công tác sữa chữa. Điều này rất quan trọng vì đôi khi các phụ tùng vật tư không thể kiếm được ở trong nước hoặc có nhưng chất lượng kém.

2. Giải pháp bảo trì tổng quát cho máy biến áp

Ngày nay các máy biến áp được trạng bị tương đối đầy đủ các thiết bị đo lường điều khiển nhằm phục vụ chức năng giám sát hoạt động của trạm. Điều này đòi hỏi chúng ta cần có một quy trình bảo trì phù hợp và tổng thể nhằm đảm bảo cho máy biến áp vận hành ổn định liên tục và tin cậy với tuổi thọ cao nhất.

Cấu tạo điển hình của một máy biến áp 110kV được cấu tạo từ thành phần chính là lõi thép và cuộn dây, cho phép biến đổi điện áp từ 110kV xuống 6, 10, 22, 35kV. Ngoài ra còn có các thành phần thiết bị phụ khác, bao gồm: thùng dầu phụ (1), thùng dầu chính (2), cánh tản nhiệt (3), sứ 110kV (4), sứ trung tính 110kV (6), máy biến dòng 110kV (6), bộ lọc khí (7), rơle khí gas (8), ống xả khí chân sứ 110kV (9), sứ 22kV (10), máy biến dòng trung tính 110kV (11), tủ điều chỉnh điện áp dưới tải OLTC – onload tap changer (12), các van dầu và rơle dòng chảy dầu, rơle áp lực, van phòng nổ, van xả dầu bẩn, đồng hồ chỉ thị và báo mức dầu, đồng hồ đo nhiệt độ, bình thở và bình lọc dầu.

Hình 3. Các thành phần cơ bản của máy biến áp 110kV

Giải pháp bảo trì tổng quát cho máy biến áp bao gồm hai nhiệm vụ trọng tâm là (i). Hoạt động quản lý bảo trì (lập kế hoạch, chọn giải pháp bảo trì, vật tư dự phòng) và (ii). Hoạt động kỹ thuật bảo dưỡng sửa chữa (chăm sóc, kiểm tra điều chỉnh, sửa chữa).

Đối với máy biến áp, chiến lược bảo trì thường được chọn là bảo trì phòng ngừa dự phòng (bảo trì có kế hoạch). Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt thì có thể áp dụng chiến lược bảo trì khẩn cấp (bảo trì không kế hoạch), tức là khi có hư hỏng xảy ra, bộ phận bảo trì sẽ tiến hành ngay các công việc kỹ thuật bảo trì sửa chữa hoặc thay thế theo quy trình tiêu chuẩn. Tuy nhiên, chi phí của bảo trì khẩn cấp thường cao, không thể kiểm soát và chỉ thích hợp cho những trường hợp ngừng máy biến áp đột ngột mà có thể gây ra tổn thất lớn cho doanh nghiệp đặc biệt là sản lượng và doanh thu. Trong khi đó hoạt động bảo trì phòng ngừa mà cụ thể là giải pháp bảo trì dự phòng định kỳ kết hợp với bảo trì dựa trên tình trạng và/hoặc bảo trì dự báo, và/hoặc bảo trì tích cực cho phép khắc phục được các nhược điểm của bảo trì phòng ngừa định kỳ, nhờ giám sát liên tục tình trạng máy biến áp (khi mà phần lớn các máy biến áp ngày nay được trang bị hệ thống đo lường giám sát bằng máy tính). Hoạt động bảo trì định kỳ máy biến áp được tiến hành 1 năm 1 lần. Và sau mỗi lần sửa chữa đại tu máy biến áp, ta cần tiến hành các hoạt động thí nghiệm máy biến áp để xác nhận tình trạng đủ điều kiện vận hành của các bộ phận máy biến áp. Trong công tác quản lý bảo trí, một vấn đề then chốt đó là quản lý hồ sơ văn bản giấy tờ bảo trì bảo dưỡng và dự trù vật tư phụ tùng sửa chữa thay thế. Bảo trì phòng ngừa dự phòng cho phép tránh các hư hỏng của thiết bị trong lúc sử dụng. Phân tích các chi phí phải thực hiện rõ ràng có lợi theo tỷ lệ các hư hỏng sẽ tránh được. Bảo trì phòng ngừa dự phòng (preventive maintenance) là các hoạt động nhằm tránh hỏng hóc thực sự xảy ra, bao gồm từ việc nhỏ (như lau chùi bụi bẩn, tra dầu làm mát) đến công việc lớn: sửa chữa thay thế một số chi tiết/thiết bị của máy biến áp, sửa chữa đại tu máy biến áp. Quy trình tổng quát của bảo trì phòng ngừa dự phòng được trình bày như hình 4.

Hình 4. Quy trình bảo trì tổng quát máy biến áp

Bảo trì máy móc thiết bị nói chung hay bảo trì máy biến áp nói riêng đã và đang được thực hiện bởi khá nhiều các đơn trong nước đảm nhận, tiêu biểu như Công ty điện lực Động Anh, Công ty chế tạo thiết bị điện Việt Nam, Công ty Lưới điện trung nam.

3. Kết luận

Qua các phân tích nghiên cứu trên, có thể thấy bảo trì bảo dưỡng máy móc thiết bị nói chung hay máy biến áp nói riêng mang lại nhiều lợi ích to lớn không chỉ cho đơn vị sử dụng mà còn cho cả cán bộ quản lý, nhân viên vận hành. Giải pháp bảo trì tổng quát được xây dựng dựa vào đặc tính kỹ thuật của máy móc thiết bị quá trình và chiến lược sản xuất của mỗi đơn vị. Nhìn chung hoạt động máy biến áp đòi hỏi độ tin cậy cao, bởi vậy kế hoạch bảo trì định kì theo quý (hoặc năm) là rất cần thiết. Ngoài ra, ta cũng cần quan tâm và kiểm tra tổng số giờ hoạt động/làm việc của từng thành phần bộ phận trong trạm biến áp theo khuyến cáo của nhà sản xuất để phòng ngừa các sự cố phát sinh trong quá trình hoạt động.