CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP 3 PHA LÀM MÁT BẰNG DẦU | LE

Đăng ngày: 11/9/2020

Với các dòng máy biến áp 3 pha làm mắt bằng dầu sử dụng cho nhà máy điện mặt trời, LE thường sử dụng công nghệ mạ kẽm nhúng nóng để tăng khả năng ứng chịu thời tiết khắc nghiệt.

Máy biến áp 3 pha ngâm dầu hiện được sử dụng thông dụng tại Nước Ta. Tuy là thiết bị quen thuộc với nhiều người nhưng vai trò và cấu tạo máy biến áp không phải ai cũng rõ. Bài viết này sẽ đem tới cho người đọc những thông tin cơ bản về loại thiết bị này .

1. Tại sao máy biến áp đóng vai trò quan trọng?

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ và dùng để biến đổi (tăng hoặc giảm) điện áp nhưng không làm thay đổi tần số của dòng điện. Máy biến áp đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, dùng để truyền tải, phân phối điện năng.

Máy biến áp có công dụng làm giảm tổn thất điện năng trong quy trình truyền tải và phân phối. Chúng ta đã biết công thức R = ρ. l / S, trong đó độ lớn của trở kháng tỷ suất thuận với chiều dài dây dẫn và tỷ suất nghịch với tiết diện dây. Coi tiết diện dây dẫn và trở suất là giống nhau, đường truyền càng dài thì trở kháng càng lớn, cường độ I càng giảm. Do vậy để duy trì hoặc tăng / hạ điện áp, cách tốt nhất là trải qua máy biến áp .
– Giả sử điện áp nguồn vào là 1000 V, tạo ra hiệu suất là 5000 W, đường dây từ nguồn đến tải sẽ phải mang cường độ dòng điện là 5 A ;
– Nếu tất cả chúng ta tăng điện áp khởi đầu lên 10.000 V để cùng tạo ra hiệu suất 5000 W, đường dây từ nguồn đến tải chỉ phải mang cường độ dòng điện 0.5 A ;
– Giả sử cosφ = 1, vậy ta tính được hiệu suất tổn hao là P = U * I = I2. R. Trong điều kiện kèm theo chiều dài đường dây và tiết diện dây dẫn không đổi, độ lớn trở suất ρ không đổi thì R coi như giữ nguyên. Khi cường độ dòng điện truyền tải / phân phối giảm thì điện áp tổn hao bởi quy trình truyền tải / phân phối giảm, từ đó làm giảm tổn thất điện năng .
Giảm tổn thất điện năng còn có công dụng tăng tuổi thọ mạng lưới hệ thống đường dây tải điện. Khi điện trở không đổi, thời hạn truyền tải không đổi, cường độ dòng điện càng giảm càng hạ nhiệt độ sinh ra bởi quy trình truyền dẫn điện, qua đó giảm tối đa rủi ro tiềm ẩn đổi khác đặc thù cơ – lý của dây truyền tải .

2. Cấu tạo bên trong của máy biến áp 3 pha làm mát bằng dầu của LE

Máy biến áp có 2 thành phần chính là lõi thép và dây cuốn

2.1. Lõi thép

– Lõi thép của máy biến áp được sản xuất bằng vật tư có độ dẫn từ cao dùng để dẫn từ thông ;
– Vật liệu sản xuất lõi thép là thép kỹ thuật điện ( tôn silic ) ;
– Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy, lõi từ không làm thành khối liền mà dùng những lá thép với chiều dày từ 0,3 mm – 0,5 mm có phủ cách điện ;
– Lõi thép sau khi được ghép có hình dạng khác nhau như hình chữ nhật, hình xuyến, hình tròn trụ … ;
– Lõi thép được chia làm hai phần. Trụ từ là nơi để đặt dây quấn ; Gông từ là phần khép kín mạch từ giữa những trụ. Trụ từ và gông từ tạo thành mạch từ khép kín .
Mạch từ khép kín trên máy biến áp 3 pha gọi là máy biến áp 3 pha có mạch từ tương quan. Theo đó, có 3 trụ từ và dây quấn ba pha quấn trên 3 trụ .

Cấu tạo lõi dây cuốn trên máy biến áp 3 pha.

2.2. Dây cuốn

– Tại Công ty CP Sản xuất sản xuất thiết bị điện Thành Phố Hà Nội ( LE ), dây quấn máy biến áp thường được sử dụng là dây đồng. Tiết diện dây hình tròn trụ hoặc dạng bản ( đồng lá ). Giữa những lớp dây có phủ cách điện. Vật liệu cách điện giữa những lớp dây được LE sử dụng bằng giấy phủ nhựa epoxy ;
– Dây cuốn gồm nhiều vòng bao quanh trụ từ. Dây cuốn và trụ từ được ngăn cách nhau bởi vật tư cách điện ;
– Máy biến áp thường có 2 lớp dây cuốn : Dây cuốn nhận điện áp vào gọi là cuộn dây sơ cấp ; Dây cuốn đưa điện áp ra gọi là cuộn dây thứ cấp .

Ký hiệu dây cuốn của máy biến áp ba pha:

– Dây cuốn cao áp : Pha A ( A, X ), pha B ( B, Y ), pha C ( C, Z ) ;
– Dây cuốn hạ áp : Pha A ( a, x ), pha B ( b, y ), pha C ( c, z ) ;
– Dây cuốn trung áp ( nếu có ) : Pha A ( Am, Xm ), pha B ( Bm, Ym ), pha C ( Cm, Zm ) .

2.3. Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Khi có điện áp xoay chiều đặt vào cuộn sơ cấp W1, trong cuộn sơ cấp sẽ có dòng điện I1 chạy qua. Dòng I1 cảm ứng trong lõi thép 1 tạo ra từ thông Φ1. Từ thông Φ1 móc vòng qua cuộn dây thứ cấp W2 sinh ra sức điện động cảm ứng. Do cuộn dây thứ cấp của máy biến áp có trở kháng nên tại cuộn dây thứ cấp Open 1 điện áp giáng U0, lúc này sức điện động : E2 = I2 ( Z0 + Z2 ) = I2Z0 x I2Z2 = U0 + U2

Trong đó:

– U0 là điện áp giáng trên nội bộ cuộn dây W2 ;
– U2 là điện áp giáng trên phụ tải mạch ngoài Z2 .
Mỗi máy biến áp đều có một hiệu suất định mức làm trách nhiệm cung ứng điện trực tiếp cho phụ tải. Máy biến áp cũng đóng vai trò trung gian phân phối nguồn điện. Trong quy trình quản lý và vận hành, mỗi máy biến áp sẽ tiêu thụ một lượng hiệu suất không tải P0 và hiệu suất ngắn mạch PN .

Cấu tạo bên ngoài của máy biến áp 3 pha làm mát bằng dầu .

3. Cấu tạo bên ngoài của máy biến áp 3 pha dầu

Ngoài những thành phần chính có bên trong thiết bị như đã trình diễn ở phần 1, để hoạt động giải trí, máy biến áp còn cần những phụ kiện bên ngoài. Với máy làm mát bằng dầu có những thành phần sau : ( 1 ). Vỏ máy ; ( 2 ) Cánh tản nhiệt ; ( 3 ) Thùng dầu chính ; ( 4 ) Thùng dầu phụ ; ( 5 ) Thanh thông tư / đồng hồ đeo tay hiển thị mức dầu ; ( 6 ) Bình hút ẩm ; ( 7 ) Ống phòng nổ .

Thùng (vỏ) máy biến áp 3 pha ngâm dầu.

3.1. Vỏ máy và cánh tản nhiệt

Vỏ máy biến áp được sản xuất bằng thép. Vỏ máy gồm 2 phần là thùng và nắp máy. Tại LE, thép dùng làm vỏ máy nhập khẩu trực tiếp từ Nippon Steel. Các lá thép được cắt gọt ( theo bản vẽ phong cách thiết kế ) bằng máy cắt laser nên có độ đúng chuẩn tuyệt đối. Sau khi trải qua quy trình gia công, những lá thép được ghép nối tạo thành thùng máy. Thùng máy và cánh tản nhiệt có cấu trúc liền mảng. Bên trong cánh tản nhiệt là khoang rỗng chứa dầu làm mát. Nắp máy bằng thép có hình dạng gần giống tấm phẳng. Trên nắp có những lỗ để lắp ráp và liên kết những phụ kiện của máy biến áp cũng như là nơi đảm nhiệm nguồn điện vào và cấp điện ra. Toàn bộ vỏ máy được sơn cách điện theo quy trình tiến độ khắt khe. Với những dòng máy biến áp sử dụng cho nhà máy sản xuất điện mặt trời, LE thường sử dụng công nghệ tiên tiến mạ kẽm nhúng nóng để tăng năng lực ứng chịu thời tiết khắc nghiệt. Điều này rất là có ý nghĩa với những xí nghiệp sản xuất điện mặt trời ở nước ta lúc bấy giờ vì phần đông những xí nghiệp sản xuất này tập trung chuyên sâu ở vực Nam Trung Bộ, khu vực ráp biển nên khí hậu khắc nghiệt hơn những vùng khác .

3.2. Thùng dầu chính

Thùng dầu chính của máy biến áp chính là bộ phần thùng máy, nơi đặt lõi từ và cuộn dây. Dầu sử dụng cho máy biến áp có 2 tính năng, vừa để tán nhiệt vừa là chất cách điện giữa lõi từ – cuộn dây với vỏ máy. Dầu máy sản xuất từ dầu gốc khoáng, được chưng cất phân đoạn và trộn lẫn thêm một số ít phụ gia giúp tăng năng lực bôi trơn, chống oxi hóa. Máy biến áp sử dụng một thời hạn ( tùy theo khuyến nghị của nhà phân phối ) sẽ làm tăng độ nhớt của dầu, qua đó giảm năng lực tản nhiệt .

Dầu biến áp có 4 chỉ số cần lưu ý:

3.2.1. Điểm chớp cháy

Xem thêm: Giá vàng hôm nay 10/3 dự báo tăng hay giảm?

Điểm chớp cháy còn gọi là nhiệt độ chớp cháy. Khi nhiệt độ của dầu tăng lên tới một mức nhất định thì sẽ tự bốc cháy. Ta gọi nhiệt độ đó là điểm chớp cháy. Quy định tiêu chuẩn nhiệt độ chớp cháy dầu biến áp là 135oC. Dầu kém chất lượng hoặc dầu bị hoá già thì nhiệt độ chớp cháy giảm dưới 135oC. Nếu máy biến áp 3 pha dầu có dầu làm mát rơi vào tình trạng này thì buộc đơn vị sử dụng phải dừng vận hành máy biến áp.

3.2.2. Hàm lượng acid và kiềm trong dầu

Dầu bẩn hoặc dầu bị oxy hoá sẽ có một lượng acid và kiềm ( KOH ) hoà tan trong dầu. Thành phần này Open sẽ làm cho dầu già hoá nhanh. Dầu mới không được có acid và kiềm hoà tan. Thành phần kiềm trong dầu cho phép không vượt quá 0,1 mg KOH .

3.2.3. Tạp chất cơ giới

– Muội than tạo ra bởi sự tích hợp giữa nhiệt độ sản sinh trong quy trình quản lý và vận hành máy biến áp với những chất cặn / bụi bẩn ;
– Các lớp tạp chất cơ giới bám phủ trên mặt phẳng cuộn dây sẽ làm suy giảm năng lực cách điện, tạo ra sự phân cực, làm suy giảm độ chớp cháy và độ cách điện của dầu máy biến áp .

3.2.4. Hàm lượng nước trong dầu

Nước có trong dầu làm suy giảm độ cách điện. Nước nằm dưới đáy thùng dầu không gây nguy hại cho dầu, nhưng những hạt nước nằm lơ lửng trong dầu dễ bị nối cầu điện tích gây phóng điện. Nước còn tích hợp với 1 số ít thành phần khác tạo nên năng lực ăn mòn và phá hỏng vỏ máy. Quy định tiêu chuẩn về hàm lượng nước trong dầu mới ( chưa sử dụng ) không được vượt quá 0,001 %. Hàm lượng nước của dầu biến áp khi sử dụng không được vượt quá 0,025 % .

Thùng dầu phụ của máy biến áp dầu.

3.3. Thùng dầu phụ

Thùng dầu phụ đặt trên thùng dầu chính và liên kết với thùng dầu chính qua một ống dẫn. Ống dẫn này có trách nhiệm bổ trợ dầu liên tục cho thùng dầu chính, bảo vệ cho lõi máy biến áp luôn ngập trong dầu. Khi thiết bị quản lý và vận hành, dầu bị tăng nhiệt và co và giãn, lên xuống tự do trong thùng dầu phụ. Dung tích dầu chứa trong thùng dầu phụ bằng khoảng chừng 10 % dung tích dầu chứa trong thùng dầu chính. Những máy biến áp có hiệu suất dưới 100 kVA không cần thùng dầu phụ .

3.4. Hiển thị mức dầu

Thanh thông tư mức dầu / đồng hồ đeo tay đo dầu có công dụng báo cho người quản lý và vận hành biết lượng dầu chứa trong máy có đủ hay không. Thanh thông tư mức dầu thường được làm bằng ống tuýp thuỷ tinh trong suốt và được lắp ráp ngang thùng dầu phụ. Đáy của thanh thông tư liên kết với thùng dầu phụ theo nguyên tắc bình thông nhau. Phương đặt thanh thông tư vuông góc với mặt phẳng đặt máy biến áp. Vì dầu có đặc thù co và giãn nên thanh thông tư dầu thao tác theo nguyên tắc nhiệt độ môi trường tự nhiên bao nhiêu thì đồng hồ đeo tay báo mức bấy nhiêu. Khi đổ dầu bổ trợ phải địa thế căn cứ vào nhiệt độ môi trường tự nhiên tại thời gian đổ dầu để xác lập mức dầu. Nếu mức dầu vượt quá mức vạch theo khuyến nghị của đơn vị sản xuất thì phải rút bớt dầu trong điều kiện kèm theo nhiệt độ ở mức cao nhất. Nếu bổ trợ dầu mà mức dầu không biến hóa thì cần thực thi kiểm tra thanh thông tư. Nếu kiểm tra phát hiện thanh thông tư bị tắc đường ống dẫn thì cần liên hệ với nhà phân phối để được giải quyết và xử lý, hoặc sau khi ống dẫn dầu đã được giải quyết và xử lý ùn tắc mà mức dầu vẫn báo vượt quá điểm khuyến nghị, đơn vị chức năng sử dụng cần triển khai kiểm tra những thành phần khác của máy biến áp để bảo vệ sự ổng định và bảo đảm an toàn khi quản lý và vận hành thiết bị .

Bình hút ẩm của máy biến áp làm mát bằng dầu.

3.5. Bình hút ẩm

Thùng dầu liên kết với môi trường tự nhiên bên ngoài qua bình hút ẩm. Bình hút ẩm có dạng hình tròn trụ. Bên trong bình chứa đầy hạt sillica gel. Mức dầu dưới đáy bình hút ẩm phải thấp dưới hạt hút ẩm. Không khí qua bình hút ẩm sẽ được lọc sạch. Sillica gel có màu xanh nhạt hoặc màu trắng đục. Nếu Sillica gel có màu hồng hoặc trong suốt là tín hiệu cho biết Sillica gel đã bị bão hoà và cần được sửa chữa thay thế. Nếu không có bình hút ẩm thì vận tốc già hóa bị đẩy nhanh, làm giảm năng lực cách điện, ngày càng tăng nguy cơ sự cố máy biến áp .

Vị trí ống phóng nổ của máy biến áp dầu.

3.6. Ống phóng nổ

Ống phòng nổ có công dụng làm giảm áp suất bên trong thùng máy nếu lượng áp suất sinh ra bởi nhiệt vượt quá ngưỡng lao lý. Ống phòng nổ được làm bằng sắt kẽm kim loại, đường kính khoảng chừng 150 đến 200 mm. Một đầu ống liên kết với thùng máy, một đầu có nắp đậy bằng kính tròn, được lắp gioăng chống nước và có vị trí cao hơn thùng máy. Khi áp lực đè nén và / hoặc nhiệt độ bên trong thùng máy tăng cao bất thần ( quá mức khuyến nghị của đơn vị sản xuất ), ống phòng nổ sẽ giải phóng áp lực đè nén / nhiệt độ bên trong thùng máy nhằm mục đích cân bẳng áp suất giữa thùng máy với môi trường tự nhiên bên ngoài .

4. Thông số kỹ thuật của máy biến áp do Việt Nam sản xuất

Các thông số kỹ thuật kỹ thuật thường đi kèm với máy biến áp gồm có :
– Sđm ( kVA ) : Dung lượng định mức của máy biến áp ;
– Uđm1, Uđm2 ( kV ) : Điện áp định mức của cuộn dây phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp ;
– Iđm1, Iđm2 ( A ) : Dòng điện định mức của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp ;
– Un ( % ) : Điện áp ngắn mạch tính theo % ( còn gọi là Uk % ) ;
– I0 % : Khi máy biến áp liên kết với nguồn điện, cuộn dây thứ cấp của máy để hở mạch, cuộn sơ cấp sẽ có dòng điện không tải chạy qua. Dòng điện không tải được ký hiệu là I0 ­. Khi máy biến áp quản lý và vận hành không tải sẽ Open từ thông khép kín chạy trong lõi thép. Do có từ trở nên lõi thép bị phát nóng gây ra tổn hao không tải. Tổn hao không tải được xác lập gián tiếp qua số đo của dòng điện Io. Dòng điện I0 cho biết mức độ tổn hao không tải của máy biến áp. Dòng điện không tải thường được tiêu chuẩn hoá với từng đơn vị sản xuất nhưng không nằm ngoài những quy phạm của đơn vị chức năng quản trị điện lực và những tiêu chuẩn do quốc tế phát hành. Độ lớn của dòng điện không tải phụ thuộc vào vào : ( 1 ) Độ thẩm từ của thép silic dùng làm mạch từ ; ( 2 ) Độ dày của lõi thép ; ( 3 ) Chất lượng cách điện của lá thép ; ( 4 ) Công nghệ sản xuất ( đột dập, lắp ghép mạch từ … ). Dòng điện không tải còn được gọi là dòng điện từ hoá. I0 được tính theo Tỷ Lệ ( % ) dòng điện định mức của cuộn dây sơ cấp. Công thức tính I0 % = I0 / I1đm x 100. Thường I0 < = 10 % I1đm ; - P0 ( kW ) : Tổn thất không tải là một trị số không đổi với mỗi máy biến áp. Po không nhờ vào vào thực trạng quản lý và vận hành mang tải của máy biến áp ; - Pk ( kW ) : Tổn hao có tải của máy biến áp ; - F ( Hz ) : Tần số nguồn điện ; - Trọng lượng hàng loạt của máy biến áp ( kG ) ;

– Trọng lượng của dầu máy biến áp (kG).

Trên đây là những thông tin cơ bản về cấu tạo của máy biến áp 3 pha làm mát bằng dầu. Với kinh nghiệm tay nghề và sự góp vốn đầu tư chuyên nghiệp, Công ty CP Sản xuất thiết bị điện TP. Hà Nội ( LE ) hiện là số ít đơn vị chức năng có năng lực kiểm nghiệm chất lượng độc lập những máy biến áp theo tiêu chuẩn Vilas. Toàn bộ mẫu sản phẩm do đơn vị chức năng sản xuất đều đạt những tiêu chuẩn quốc tế và của EVN hiện đang vận dụng. LE cũng là đơn vị chức năng duy nhất của Nước Ta được KERI – Nước Hàn ghi nhận đạt tiêu chuẩn thử nghiệm ngắn mạch cho những dòng máy biến áp phân phối .

BBT LE

Source: https://thevesta.vn
Category: Bản Tin