Ngày 31/05/2019 21:34:41 / Lượt xem: 1533 / Người đăng: biendt / Nguồn: ktdien.com

Máy biến áp khô

Máy biến áp khô là gì?

Máy biến áp khô không sử dụng bất kỳ chất lỏng cách điện nào nơi mà cuộn dây và mạch từ được đặt bên trong. Thay vì các cuộn dây và lõi từ được đặt trong thùng kín thì chúng chịu áp lực bằng không khí.

Các loại máy biến áp khô

Máy biến áp loại khô có hai loại. Đó là:

1.Máy biến áp loại nhựa khô (Cast Resin Dry Type Transformer – CRT)

2. Máy biến áp áp suất hút chân không (Vacuum pressure Impregnated Transformer  – VPI)

Máy biến áp loại nhựa khô (CRT)

Máy biến áp loại nhựa khô (CRT) được sử dụng ở các vùng có độ ẩm cao. Đó là vì cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được bọc bằng nhựa epoxy. Việc này giúp ngăn chặn sự xâm nhập của hơi nước làm ảnh hưởng đến vật liệu cuộn dây. Việc bảo vệ hoàn toàn bằng cách bọc nhựa giúp máy biến áp có thể hoạt động mà không bị gián đoạn trong những vùng có độ ẩm cao. Do đó loại máy biến áp này không hút ẩm.Loại máy biến áp này có công suất từ ​​25 KVA đến 12.500 KVA, với cấp cách nhiệt F (90oC Temp. Rise).Loại máy biến áp này có một số ưu điểm nổi bật. Đó là:1. Khả năng chịu quá tải tốt.2. Phóng điện cục bộ cùng với tổn thất thấp. Do đó hiệu suất rất tốt.3. Do có lớp cách điện cuộn dây không dễ cháy, nên không gây nguy cơ cháy. Vì vậy, nó phù hợp để lắp đặt trong nhà.4. Có thể đặt ngoài trời trong một thùng máy có mức bảo vệ IP 45.5. Và tất nhiên không hút ẩm.

Máy biến áp áp suất hút chân không (VPI)

Loại máy biến áp này sử dụng vật liệu khó cháy để làm vật liệu cách điện cuộn dây. Các cuộn dây của loại biến áp này được làm dưới dạng lá kim loại xếp lớp liên tục. Nhưng đối với điện áp cao hơn, cuộn dây được làm dưới dạng đĩa và được nối nối tiếp hoặc song song tùy theo mức công suất tương ứng với cấp điện áp. Cách điện của cuộn dây được làm bằng nhựa polyester cấp H tránh sự xâm nhiễm. Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp với lõi được buộc an toàn trong một hộp bảo vệ chân không. Nó bảo vệ sự nhiễm ẩm cao và không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm.Loại máy biến áp này có công suất từ 5kVA đến 30MVA với cấp cách điện F (155oC) và H (180oC). Cùng với cấp bảo vệ lên đến IP56.Loại máy biến áp này có nhiều ưu điểm. Đó là:1. Độ bền cơ học cao.2. Không có khuyết tật trong cách điện3. Không có dao động nhiệt độ.4. Bảo trì dễ dàng.5. Ít có nguy cơ gây hỏa hoạn.

Ưu điểm của máy biến áp khô

Những ưu điểm chính của máy biến áp khô:- An toàn cho người và thiết bị.- Giải pháp bảo dưỡng và không gây ô nhiễm.- Dễ dàng lắp đặt.- Việc giải phóng mặt bằng ít hơn.- Thân thiện với môi trường.- Công suất hoàn hảo để hỗ trợ khi quá tải.- Giảm chi phí cho các công trình lắp đặt dân dụng và hệ thống phòng cháy.- Năng suất cao trong trường hợp có địa chấn.- Không có nguy cơ gây hỏa hoạn.- Khả năng chịu được dòng điện ngắn mạch tốt.- Kéo dài tuổi thọ do nhiệt độ và sự tăng nhiệt điện môi thấp.- Thích hợp cho vùng nhiễm bẩn và ẩm thấp.

Nhược điểm của máy biến áp khô

Nhưng máy biến áp khô cũng có một số nhược điểm. Đó là:- Máy biến áp khô có tuổi thọ lâu và ít bị sự cố cuộn dây. Nhưng một khi nó đã hư hỏng thì sẽ thay đổi toàn bộ cấu trúc, tức là thay đổi hoàn toàn cuộn dây phía điện áp cao và điện áp thấp và trụ từ.- Đối với cùng một công suất và điện áp,  máy biến áp loại khô sẽ tốn kém hơn so với máy biến áp được làm mát bằng dầu.
Ứng dụng của máy biến áp khô

Máy biến áp loại khô được sử dụng rộng rãi trong các ngành:

– Ngành công nghiệp hoá chất, dầu khí

– Các khu vực môi trường nhạy cảm (ví dụ như vùng bảo vệ nguồn nước)

– Các khu vực có nguy cơ cháy (ví dụ: rừng)

– Các trạm biến áp trong thành phố

– Các trạm biến áp ngầm dưới lòng đất và trong nhà

– Nguồn năng lượng tái tạo (ví dụ như tuabin gió ngoài khơi)

Các yếu tố quan trọng để thiết kế một máy biến áp khô

Các thông số quan trọng để thiết kế cho một máy biến áp khô được đưa ra dưới đây.

Lựa chọn loại cách điện

Nói chung cấp cách điện F và H được sử dụng để cách điện cuộn dây sơ cấp và cuộn dây thứ cấp. Đó là vì các lớp này chịu được nhiệt độ cao, tức là 155oC với lớp F và 180oC đối với lớp cách điện H. Nhựa vecni và nhựa polyester thường được sử dụng làm vật liệu cách điện của cuộn dây. Ngoài khả năng chịu được nhiệt độ, độ bền cơ học thì cường độ điện môi và khả năng chống sốc nhiệt cũng là những yếu tố cơ bản cần có trong việc lựa chọn cách điện cho các cuộn dây.

Lựa chọn vật liệu cuộn dây

Thông thường đồng và nhôm được sử dụng để làm cuộn dây. Mặc dù dây đồng  dẫn điện tốt hơn, nhưng dây nhôm lại tiết kiệm chi phí và có trọng lượng thấp. Đối với cùng một dòng điện như nhau, dây dẫn đồng với tiết diện ít hơn được sử dụng làm vật liệu trong máy biến áp. Cuộn dây đồng có độ bền cơ học cao hơn cuộn dây nhôm.

Lựa chọn vật liệu lõi từ với tổn hao từ trễ thấp

Lựa chọn vật liệu lõi từ là việc rất quan trọng trong thiết kế máy biến áp. Vật liệu lõi từ phải có độ từ thẩm cao và độ từ trễ thấp. Nhưng cả hai điều đó không thể đạt được trong bất kỳ loại vật liệu lõi từ nào. Thép silicon, CRGO…được sử dụng để cho độ từ trễ thấp thì độ từ thẩm lại cao.

Sự điều chỉnh điện áp

Khi điện áp phía thứ cấp máy biến thế giảm đột ngột do tăng tải, sự điều chỉnh điện áp không được tốt. Sự điều chỉnh điện áp không tốt là do máy biến áp có điện kháng rò bên trong cao hơn. Vì vậy, điện kháng rò được giữ ở mức 2% trong quá trình thiết kế.

Tuổi thọ

Tuổi thọ của máy biến áp phụ thuộc vào sự phá hủy cách điện bên trong do hiệu ứng tăng nhiệt của máy biến áp do quá tải. Thông thường cấp cách điện B, F và H thích hợp hơn với máy biến áp khô để chịu được nhiệt độ cao hơn gồm cả nhiệt độ môi trường xung quanh. Vì vậy, máy biến áp phải được thiết kế với độ tăng nhiệt trong điều kiện vận hành đầy tải.

Tổn hao

Tổn hao không tải có nghĩa là tổn hao lõi thép và dòng xoáy không phụ thuộc vào điều kiện tải. Nhưng trong điều kiện mang tải xảy ra tổn thất đồng bao gồm cả tổn thất sắt làm tăng giá trị điều chỉnh điện áp, nghĩa là việc điều chỉnh điện áp kém. Điện kháng rò và điện trở cuộn dây phải ở trong giá trị vừa phải để giảm thiểu tổn hao này và điều chỉnh điện áp tốt hơn, do đó hiệu quả cao hơn.

Quá tải

Quá tải trong thời gian lâu dài sẽ ảnh hưởng đến máy biến áp. Quá tải là nguyên nhân gây ra quá nhiệt khi máy biến áp phải đáp ứng yêu cầu kết nối tải. Do đó gây tổn thất đồng bên trong máy biến thế, và gây hư hỏng máy biến áp. Để làm mát cuộn dây, trong máy biến áp khô dùng quạt làm mát.

Hệ số K

Đó là khả năng chịu được nhiệt sinh ra bởi dòng điện không sin trong cuộn dây biến áp. Hiện nay dạng sóng điện áp và dòng điện không có được dạng sóng thuần sin. Do việc sử dụng các thiết bị điện tử khác nhau. Ở dạng sóng điện áp và dòng điện có rất nhiều sóng hài. Thiết kế chắc chắn của máy biến áp tất yếu ảnh hưởng đến hệ số K và tuổi thọ máy biến áp.

Mức cách điện

Trong thiết kế máy biến áp, điều chỉnh mức cách điện là một yếu tố vô cùng quan trọng. Nói chung, mức cách điện được lựa chọn dựa trên mức điến áp xung cơ bản và quá điện áp hệ thống. Mức cách điện chắc chắn làm tăng tuổi thọ của máy biến áp.

Nguồn dịch: https://www.electrical4u.com/dry-type-transformer/

Biên dịch: Hà Thị Gấm