Thiết bị phân tích khí hòa tan (DGA)

Trong hệ thống điện, máy biến áp giữ vai trò then chốt, chịu trách nhiệm biến đổi và truyền tải điện năng đến các khu vực tiêu thụ khác nhau. Do làm việc dưới điều kiện tải và nhiệt độ cao, máy biến áp dễ phát sinh những phản ứng hóa học phức tạp, đặc biệt là trong dầu cách điện. Khí hòa tan (dissolved gases) xuất hiện chính là kết quả của các quá trình suy thoái dầu, phóng điện cục bộ, quá nhiệt cuộn dây hay phóng điện hồ quang. Nếu không được phát hiện và xử lý kịp thời, hiện tượng này có thể dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng hoặc thậm chí cháy nổ, gây gián đoạn cung cấp điện và thiệt hại lớn về kinh tế. Đây chính là lúc Thiết bị phân tích khí hòa tan (DGA) phát huy vai trò quan trọng, giúp doanh nghiệp chẩn đoán “sức khỏe” máy biến áp, chủ động bảo trì và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Vì sao khí hòa tan (DGA) lại quan trọng?

Phản ánh các quá trình bất thường trong máy biến áp

Quá trình vận hành máy biến áp đi kèm nhiều hiện tượng: nhiệt độ tăng, phản ứng oxy hóa dầu, phóng điện cục bộ, sụt áp… Những hiện tượng này dẫn đến việc sinh ra các khí như Hydro (H₂), Methan (CH₄), Acetylen (C₂H₂), Ethylen (C₂H₄), Carbon monoxide (CO), Carbon dioxide (CO₂) v.v. Tùy vào loại khí, nồng độ và tốc độ phát sinh mà kỹ sư có thể nhận diện loại sự cố: quá nhiệt, hồ quang, phóng điện tia lửa…

Ngăn ngừa sự cố bất ngờ

Nhiều sự cố lớn của máy biến áp thường khởi nguồn từ những bất thường “vi mô”, khó phát hiện bằng cách kiểm tra thủ công. DGA (Dissolved Gas Analysis) cho phép theo dõi nồng độ khí hòa tan ở mức rất nhỏ, nhờ đó cảnh báo sớm quá trình hỏng hóc. Kỹ sư, nhà quản lý có thể can thiệp kịp thời, thực hiện bảo trì, lọc dầu, khử khí hoặc tái sinh dầu để tránh sự cố nghiêm trọng.

Tối ưu chi phí và tuổi thọ thiết bị

Phân tích DGA định kỳ (hoặc liên tục) giúp doanh nghiệp tối ưu vòng đời máy biến áp. Thay vì thay dầu hoặc thiết bị theo lịch cứng nhắc, đơn vị vận hành có thể dựa vào “dữ liệu thực” để quyết định. Quá trình bảo dưỡng đúng thời điểm sẽ giảm tần suất ngừng máy, tiết kiệm chi phí sửa chữa và kéo dài tuổi thọ máy biến áp.

Thiết bị phân tích khí hòa tan (DGA) là gì?

Thiết bị phân tích khí hòa tan (DGA) là hệ thống đo đạc, phát hiện và định lượng các loại khí có trong dầu máy biến áp. Công nghệ này có thể thực hiện:
• Lấy mẫu và phân tích tại phòng thí nghiệm: Mẫu dầu được lấy từ van xả dầu, đưa về phòng lab hoặc xe chuyên dụng để tiến hành tách khí và phân tích thành phần.
• Phân tích khí tại hiện trường (online hoặc onsite): Một số thiết bị DGA hiện đại cho phép phân tích trực tuyến, lắp đặt cố định trên máy biến áp, đo liên tục 24/7, tự động gửi báo cáo và cảnh báo.

Tùy quy mô dự án, ngân sách và mức độ giám sát, doanh nghiệp có thể chọn giải pháp DGA phù hợp, từ thiết bị xách tay đến các hệ thống online cao cấp tích hợp IoT và trí tuệ nhân tạo.

Nguyên lý hoạt động cơ bản của thiết bị DGA

3.1. Tách khí (Gas Extraction)

Bước đầu tiên là tách khí hòa tan khỏi dầu. Có nhiều phương pháp tách khí như:
• Chân không (Vacuum extraction): Dầu được đặt trong điều kiện áp suất rất thấp, khiến khí thoát ra dễ dàng.
• Gia nhiệt kèm sục khí: Dầu được làm nóng, đồng thời sục một loại khí mang (carrier gas) để “kéo” khí hòa tan ra ngoài.

3.2. Phân tích và định lượng khí

Sau khi tách, hỗn hợp khí sẽ đi qua các cảm biến hoặc thiết bị đo chuyên dụng. Phổ biến nhất hiện nay là:
• Sắc ký khí (Gas Chromatography): Tách các thành phần khí dựa vào thời gian lưu (retention time), cho kết quả chính xác và chi tiết.
• Cảm biến hồng ngoại hoặc TCD (Thermal Conductivity Detector): Đo độ dẫn nhiệt của khí để xác định hàm lượng H₂, CH₄…
• Cảm biến bán dẫn: Nhận diện một số loại khí nhất định (thường dùng trong thiết bị cầm tay, nhỏ gọn).

3.3. Xử lý, hiển thị kết quả

Dữ liệu từ cảm biến được hệ thống xử lý, hiển thị dưới dạng hàm lượng ppm (parts per million) cho từng loại khí. Dựa vào đó, kỹ sư có thể áp dụng các thuật toán chẩn đoán như Doernenburg, Rogers hay Duval Triangle để nhận định chính xác nguyên nhân hỏng hóc (quá nhiệt cấp thấp, phóng điện chập chờn, hồ quang cường độ cao…).

Các tính năng nổi bật của thiết bị DGA hiện đại

1. Đo đa thành phần: Từ 5–9 loại khí chính (H₂, CH₄, C₂H₂, C₂H₄, CO, CO₂…) cho đến khả năng đo độ ẩm (H₂O).
2. Tích hợp giám sát online: Kết nối Ethernet, 4G/5G, Wi-Fi; truyền dữ liệu về trung tâm hoặc nền tảng đám mây, cho phép giám sát 24/7 và cảnh báo tức thời.
3. Tự động hóa cao: Lấy mẫu dầu định kỳ, tự động bơm dầu, tách khí, phân tích và lưu trữ kết quả, giảm thiểu thao tác thủ công.
4. Phù hợp môi trường khắc nghiệt: Thiết kế chịu rung, chống ẩm, hoạt động ổn định ở nhiệt độ cao, thích hợp lắp đặt tại trạm biến áp ngoài trời.
5. Phân tích dữ liệu thông minh: Ứng dụng AI, dự báo xu hướng tăng giảm khí, hỗ trợ chẩn đoán hỏng hóc chuẩn xác hơn.

Lợi ích của thiết bị DGA đối với quản lý máy biến áp

5.1. Phát hiện sự cố sớm, nâng cao an toàn

Khi thiết bị phân tích khí phát hiện nồng độ H₂, C₂H₂ hay CH₄ tăng đột ngột, đó là dấu hiệu cảnh báo sự cố tiềm ẩn. Doanh nghiệp có thể lên kế hoạch bảo trì, lọc dầu, khử khí hoặc sửa chữa cuộn dây kịp thời, ngăn chặn nguy cơ cháy nổ, bảo vệ an toàn cho con người và tài sản.

5.2. Tối ưu chi phí bảo dưỡng

Thay vì thay dầu hay đại tu máy biến áp theo lịch cố định, việc dựa vào dữ liệu DGA giúp doanh nghiệp “đo ni đóng giày” cho từng thiết bị. Thiết bị nào có xu hướng tích tụ khí bất thường mới cần ưu tiên xử lý, máy biến áp còn tốt có thể tiếp tục vận hành. Giải pháp này tiết kiệm nhân công, dầu, linh kiện, rút ngắn thời gian ngừng máy.

5.3. Kéo dài tuổi thọ máy biến áp

DGA là “bác sĩ” theo dõi liên tục tình trạng dầu và cuộn dây. Bất cứ biến đổi bất thường nào cũng được ghi nhận. Nhờ đó, nhà quản lý áp dụng biện pháp duy trì, khử ẩm, khử khí, tái sinh dầu… giúp máy biến áp vận hành êm ái, giảm hỏng hóc, nâng cao tuổi thọ.

5.4. Xây dựng hệ thống quản lý thông minh

Trong bối cảnh Công nghiệp 4.0, việc tích hợp DGA vào hệ thống SCADA hay nền tảng IoT cho phép doanh nghiệp theo dõi toàn bộ lưới điện trên một giao diện thống nhất. Dữ liệu “thời gian thực” từ nhiều trạm biến áp hỗ trợ điều hành linh hoạt, tối ưu hóa cung cầu và quản lý rủi ro hiệu quả.

Giải pháp và dịch vụ của GlobeCore trong phân tích khí hòa tan (DGA)

6.1. Cung cấp thiết bị DGA đa dạng

GlobeCore mang đến danh mục thiết bị phân tích khí hòa tan phong phú, phù hợp nhiều nhu cầu:
• Thiết bị DGA cầm tay: Nhỏ gọn, linh hoạt, đo được các khí chính, thích hợp cho trạm biến áp quy mô vừa và nhỏ.
• Hệ thống DGA online: Gắn cố định lên máy biến áp, tự động lấy mẫu 24/7, tích hợp module kết nối mạng, truyền dữ liệu về trung tâm.
• Phòng thí nghiệm di động: Xe chuyên dụng chứa đầy đủ máy sắc ký, tách khí, cảm biến… cho phép đo đạc, phân tích kết quả trực tiếp tại hiện trường.

6.2. Tư vấn, lắp đặt và tích hợp

Đội ngũ kỹ sư GlobeCore tiến hành khảo sát thực tế, đề xuất giải pháp DGA tối ưu về công suất, mức độ tự động và ngân sách. Chúng tôi hỗ trợ lắp đặt thiết bị, hiệu chỉnh, tích hợp với hệ thống giám sát hiện có (SCADA, IoT…).

6.3. Đào tạo, chuyển giao công nghệ

Khách hàng nhận được chương trình đào tạo bài bản về nguyên lý DGA, cách đọc – phân tích kết quả, vận hành và bảo trì thiết bị. GlobeCore cung cấp tài liệu kỹ thuật, hướng dẫn quy trình lấy mẫu dầu, phòng ngừa sai sót và bảo đảm độ chính xác.

6.4. Dịch vụ hậu mãi, bảo trì định kỳ

GlobeCore cam kết đồng hành cùng khách hàng trong suốt vòng đời thiết bị. Chúng tôi bảo hành, bảo trì, kiểm tra định kỳ, cập nhật phần mềm, cung cấp vật tư tiêu hao (cột sắc ký, cảm biến…) để hệ thống DGA luôn hoạt động bền bỉ, chính xác.

Định hướng tương lai: Kết nối IoT và Big Data

Xu hướng tương lai của DGA không chỉ dừng ở phép đo cục bộ, mà còn gắn với chuyển đổi số:
• Kết nối IoT: Mỗi máy biến áp trang bị DGA sẽ trở thành “nút” (node) trong mạng IoT, gửi dữ liệu lên nền tảng đám mây, cho phép quản lý tập trung.
• Trí tuệ nhân tạo (AI) & Big Data: Khối lượng dữ liệu DGA từ nhiều thiết bị được phân tích qua các thuật toán học máy, mô hình dự đoán xu hướng. Hệ thống tự động xác định mức độ ưu tiên bảo trì, tránh lãng phí nguồn lực.
• Quản lý vòng đời tài sản (Asset Management): Dữ liệu DGA tích hợp với thông tin về tải, nhiệt độ môi trường, lịch sử vận hành… giúp doanh nghiệp xây dựng chiến lược bảo dưỡng tối ưu, nâng cao hiệu quả quản lý tài sản.

GlobeCore không ngừng nghiên cứu, hợp tác với các đối tác quốc tế để phát triển giải pháp DGA tân tiến, đáp ứng yêu cầu “lưới điện thông minh” và bảo đảm an toàn năng lượng trong tương lai.

Thiết bị phân tích khí hòa tan (DGA) là công cụ đột phá trong việc chẩn đoán, giám sát và kéo dài tuổi thọ máy biến áp. Nhờ khả năng phát hiện sớm các dấu hiệu hư hỏng ẩn, DGA giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí, đảm bảo an toàn, và duy trì hệ thống điện ổn định. Với sự hỗ trợ từ GlobeCore – đơn vị giàu kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý dầu và bảo dưỡng máy biến áp, khách hàng có thể tiếp cận đa dạng giải pháp DGA (từ cầm tay đến online), tối ưu theo nhu cầu thực tế.

Đầu tư vào thiết bị DGA hôm nay chính là xây dựng nền tảng “lưới điện thông minh” cho tương lai, nơi dữ liệu và phân tích đóng vai trò trung tâm, nâng tầm hiệu quả kinh tế và uy tín doanh nghiệp. Bất kể quy mô dự án, GlobeCore luôn sẵn sàng tư vấn, đồng hành, đem lại chất lượng dịch vụ tối ưu và bền vững, góp phần đưa ngành điện phát triển an toàn, hiện đại trong kỷ nguyên số.