Giới thiệu về máy biến áp khô

Giới thiệu về máy biến áp khô

Máy biến áp Khô loại bỏ được nhược điểm quan trọng của máy biến áp dầu là nguy cơ cháy, nổ. Do đó một vấn đề tất yếu đặt ra là phải tìm cách loại bỏ nguy cơ tiềm tàng đó: chế tạo loại máy biến áp không có dầu, mà các chuyên gia quen gọi là máy biến áp khô.

Thực ra ý tưởng chế tạo máy biến áp khô đã có từ nửa đầu thế kỷ trước, nhưng vào thời kỳ đó các vật liệu dẫn điện, cách điện, thép từ… các trang bị bảo vệ, đo lượng, điều khiển còn lạc hậu không cho phép phát triển máy biến áp khô như những năm gần đây. Ngày nay, máy biến áp khô được sử dụng ngày càng nhiều vì những yếu tố sau:

– Nhờ việc chế tạo ra tôn silic có tổn hao dòng điện Fuko thấp kết hợp với việc sử dụng bối dây cuốn bằng đồng lá, lõi thép xếp kiểu bậc thang, khe hở nhỏ nên độ ồn thấp không gây ô nhiễm môi trường như các máy biến áp dầu hiện hành (tiếng ồn của các máy biến áp dầu ở khoảng cách 1m thường xấp xỉ 80db gây tác hại đến sức khoẻ nhân dân xung quanh). Việc thiết kế tối ưu các phần tử máy biến áp khô trên máy tính đã bổ sung thêm các ưu việt của nó: tiết kiệm điện năng đáng kể nhờ giảm được tổn thất thép từ (tổn thất không tải dòng Fuko và tổn thất đồng, tổn thất có tải), máy biến áp vận hành với độ ồn thấp.

– Nhờ thiết kế trên máy tính, việc lựa chọn các thông số được tối ưu hoá, công nghệ chế tạo thép silic, sơn tẩm ngày càng hiện đại, hệ thống đo lường, điều khiển, bảo vệ ngày càng hoàn thiện nên độ tin cậy và tuổi thọ của máy biến áp khô rất cao.

– Máy biến áp khô đạt được các tiêu chuẩn môi trưởng HD484 của EU về điều kiện khí hậu (C0, C1, C2), môi trường (E0, E1, E2) và chịu lửa (F0, F1, F2).

– Công suất của máy biến áp khô khá lớn. Các máy biến áp khô dùng cho hệ thống phân phối được chế tạo với công suất từ 50 đến 2.500KVA, các máy biến áp khô điện lực (dry power transformer) có công suất từ 10.000 đến 20.000KVA/35KV và trong tương lai công suất sẽ còn lớn hơn.

– Máy biến áp khô được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống phân phối điện, hệ thống tự dùng của các nhà máy điện, hệ thống kích từ, hệ thống cung cấp điện đầu máy chạy trên đường sắt, xe điện ngầm, nhà máy điện nguyên tử. Máy biến áp khô còn được sử dụng phổ biến cho các khách sạn, sân vận động, xí nghiệp hoá dầu, sân bay, dàn khoan và đặc biệt sử dụng ở nơi có yêu cầu phòng hoả nghiêm ngặt.

– Máy biến áp khô có khả năng chịu quá tải. Đối với những nơi phụ tải không đồng đều trong ngày như điện chiếu sáng, khu văn hoá, máy điều hoà nheịet độ… có thể chọn công suất của các máy biến áp khô nhỏ hơn phụ tải để tận dụng khả năng chịu quá tải của chúng. Thời gian vận hành chính của máy biến áp sẽ ở trạng thái quá tải hoặc quá tải ít. Khi sử dụng máy biến áp khô có thể giảm bớt công suất dự phòng của chúng hoặc giảm số máy biến áp khô dự phòng.

Trong các hệ thống điện ngày nay, cứ mỗi KW công suất nguồn điện cần phải có khoảng 5 – 6KVA công suất máy biến áp. Tổng thất điện năng trong các máy biến áp chiếm tới gần 30% toàn bộ tổn thất điện năng trong các lưới điện.

Do đó máy biến áp là một trong các thành phần chủ yếu của các hệ thống điện, có ý nghĩa quyết định tới tính kinh tế của chúng.

Đến những năm cuối của thế kỷ 20 hầu như tất các các máy biến áp đều thuộc loại máy biến áp dầu, trong đó dầu đóng vai trò vừa hỗ trợ làm mát các cuốn dây, vừa làm tăng độ bền cách điện của chúng.
Chất lượng dầu ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy, tuổi thọ của máy biến áp. Trong quá trình vận hành cần phải thường xuyên theo dõi tình trạng dầu để kịp thời phát hiện những thay đổi tính chất của dầu thông qua việc xác định hàng loạt các chỉ tiêu quan trọng như tạp chất cơ khí và carbon lơ lửng, độ bền cách điện, chỉ số acid, nhiệt độ chớp cháy của dầu, độ nhớt, độ trong, độ ổn định, góc tổn thất điện môi… Để quản lý chất lượng dầu cần phải trang bị nhiều phương tiện kỹ thuật, cần có các cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật giỏi, biến chế công nhân đông đảo với tay nghề cao… Mặt khác, với số lượng lớn máy biến áp dầu thì nguy cơ cháy, nổ luôn luôn thường trực, đe doạ sự cố thiết bị và gây tai nạn cho người, ô nhiễm môi trường xung quanh.
Vào những năm 50 của thế kỷ trước, một số nước đã chuyển sang sử dụng một số loại dầu chống cháy, nổ. Trong số đó phần lớn là loại dầu sô vốn rất độc hại và không bị phân huỷ. Từ năm 1970 loại dầu nói trên đã bị cấm sử dụng do độc tố của nó ảnh hưởng rất xấu tới sức khoẻ con người và môi trường, ngay cả khi hàm lượng dầu sô vốn rất nhỏ lẫn trong dầu máy biến áp thông thường.