Máy biến áp khô là gì?

15 Tháng Tư, 2021

Ngày nay, máy biến áp khô được sử dụng nhiều trong hệ thống phân phối, truyền tải điện năng và dây dẫn từng bước thay thế máy biến áp dầu. Công suất của máy biến áp khô lên đến 10.000 KVA, điện áp lên đến 35KV.

Máy biến áp khô là gì?

Máy biến áp khô là loại máy biến áp có công dụng làm thay đổi điện áp của dòng điện, có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt có nhiệt độ và độ ẩm cao. Khác với máy biến áp thông thường, sản phẩm này không sử dụng chất lỏng cách điện bên trong nơi có cuộn dây và mạch điện từ. Các cuộn dây và lõi từ chịu áp lực bằng không khí.

Máy biến áp khô không có bộ phận chuyển động, nó là một thiết bị điện tĩnh sử dụng hệ thống cách nhiệt thân thiện với môi trường. Máy biến áp khô có hệ thống làm mát thông qua thông gió tự nhiên trái ngược với việc sử dụng dầu, silicon hoặc chất lỏng để làm mát cuộn dây và lõi điện như máy biến áp dầu.

Không giống như máy biến áp dầu, máy biến áp khô có thể được đặt trong nhà, trong những môi trường khắc nghiệt, độ ẩm cao và bạn cũng không phải lo lắng về việc thoát khí độc hay tràn dầu ra ngoài điều này giúp cho toàn bộ hệ thống điện hoạt động một cách trơn tru và hiệu quả hơn. Chính vì mà thế máy biến áp khô được ứng dụng lắp đặt và sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau như trường học, tòa nhà chung cư, bệnh viện, trung tâm thương mại, nhà máy, công nghiệp hóa chất, luyện kim, dầu khí … nơi mà có yêu cầu về an toàn cháy nổ ở mức đặc biệt.

Cấu tạo máy biến áp khô

Một máy biến áp khô có cấu tạo chung gồm ba bộ phận chính: Lõi thép, dây cuốn và vỏ máy biến áp.

a. Lõi thép (Mạch từ)
Lõi thép của máy biến áp khô được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt và có tính kháng oxy hóa cao, thường là các lá thép kỹ thuật điện như tôn Silic. Chức năng của lõi thép là để dẫn từ thông đồng thời làm khung để đặt dây cuốn. Lõi thép bao gồm nhiều lá thép mỏng mặt ngoài có sơn cách điện với bề dày từ 0,3 – 0,5mm được ghép với nhau thành mạch vòng khép kín. Mục đích của việc ghép các lá thép mỏng với nhau là để làm giảm năng lượng bị tổn thất xảy ra trong quá trình hoạt động của máy do dòng điện xoáy.

Lõi thép bao gồm hai thành phần chính là trụ và gông. Trụ là nơi để đặt dây cuốn. Gông là nơi nối liền giữa các trụ với nhau tạo thành một mạch từ kín.

b. Dây quấn (Cuộn dây)
Dây quấn của máy biến áp khô thường được dùng bằng dây đồng nguyên chất, có tiết diện là hình tròn và bên ngoài được bọc cách điện giúp dẫn điện tốt hơn, tránh được oxi hóa, tăng tuổi thọ của máy biến áp. Dây quấn có chức năng là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra.

Dây quấn của máy biến áp khô phải đảm bảo các chỉ số kỹ thuật như độ mềm dẻo, bám dính, độ bền điện, giãn dài, độ đàn hồi và chịu dầu biến áp giúp giảm dòng điện xoáy Foucault xảy ra trong quá trình vận hành.

c. Vỏ của máy biến áp
Phần vỏ của máy biến áp khô thường được làm từ thép và thiết kế tùy thuộc vào từng loại máy có công dụng để bảo vệ các phần tử bên trong của máy và thùng của nó không chứa dầu như máy biến áp dầu.

Máy biến áp khô Sungjin Hàn Quốc

Có mấy loại máy biến áp khô?

Máy biến áp khô gồm có hai loại chính đó là:

Cast Resin Dry Type Transformer (CRT): Máy biến áp loại nhựa khô
Máy biến áp chân không áp suất (VPI)

Máy biến áp nhựa khô (CRT) được sử dụng trong các khu vực có độ ẩm cao. Đó là bởi vì các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của nó được bọc một lớp bằng nhựa epoxy. Việc bọc lớp này giúp ngăn chặn hơi ẩm xâm nhập để ảnh hưởng đến vật liệu cuộn dây và giúp cách điện rất tốt. Từ đó giúp quá trình vận hành máy diễn ra trơn tru và hiệu quả. Loại máy biến áp này có sẵn tại thị trường các công suất từ 25KVA đến 12.500KVA, với lớp cách nhiệt của F (90oC Temp. Rise).

Máy biến áp nhựa khô có một số ưu điểm đặc trưng như:

Khả năng chịu quá tải của máy biến áp nhựa khô rất tốt
Độ phóng điện cục bộ hao mòn ít nên hiệu suất hoạt động của máy tốt
Máy hạn chế được tối đa nguy cơ bị cháy nổ nhờ có lớp cách điện nhựa epoxy bọc bên ngoài cuộn dây.
Chính vì lý do trên nên loại máy biến áp này có thể đặt ngoài trời hay trong nhà.
Máy biến áp loại bọc nhựa này cũng không cần có tính năng hút ẩm, nhưng vẫn hoạt động bình thường tại môi trường có độ ẩm cao.

Máy biến áp áp suất chân không (VPI)

Loại máy biến áp này có cuộn dây dẫn được chế tạo từ vật liệu cách điện khó có khả năng cháy. Cuộn dây của máy được thiết kế dưới dạng hình đĩa, nối tiếp hoặc cũng có thể là song song đối với điện áp cao hơn, tùy theo mức công suất tương ứng với cấp điện áp sao cho phù hợp.

Phần cách điện của cuộn dây được tạo nên từ nguyên liệu nhựa polyester cấp H có tác dụng chống xảy ra xâm nhiễm. Còn hộp chân không thì chức năng bảo vệ cuộn dây sơ cấp, thứ cấp và lõi khỏi sự nhiễm ẩm và không để xảy ra hiện tượng bị ảnh hưởng bởi độ ẩm. Công suất của loại này chỉ từ 5KVA đến 30KVA, trong khi mức bảo vệ lên tới PI 56.

Loại máy biến áp áp suất chân không có các ưu điểm vượt trội sau:

Máy có độ bền cơ học cao
Không có hạn chế trong cách điện
Không xảy ra biến động về nhiệt độ
An toàn, nguy cơ hỏa hoạn rất thấp
Thiết kế máy cũng rất thuận tiện cho việc bảo dưỡng, bảo trì

Ưu điểm và nhược điểm của máy biến áp khô

Ưu điểm của máy biến áp khô

Về mặt kinh tế: Máy biến áp khô có tuổi thọ cao hơn so với một số loại máy biến áp khác. Và khả năng lắp đặt di chuyển đi lại cũng thuận lợi và dễ dàng hơn. Có thể giảm chi phí đường cáp và tổn thất cáp khi được lắp đặt ngay gần phụ tải.
Máy biến áp khô có khả năng làm việc ở trong những nơi có môi trương khắc nghiệt, chống cháy và tự dập cháy tốt
Máy biến áp khô có công suất làm việc khá lớn, có khả năng phân phối điện năng cho những nơi công cộng cao hơn.
Với những trung tâm phụ tải phân phối không đồng đều có thể sử dụng máy biến áp khô để tận dụng khả năng quá tải của chúng.
Máy biến áp khô còn vô cùng thân thiện với môi trường xung quanh, luôn đem lại sự an toàn và giảm thiểu ô nhiễm do máy biến áp đúc trong nhựa epoxy không sử dụng dầu cách điện nên không sinh ra các loại khí ga, khí độc.
Thời gian làm việc của máy biến áp khô thường lâu hơn so với các loại máy biến áp ngâm dầu

Nhược điểm của máy biến áp khô

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.

Máy biến áp khô sử dụng phổ biến ở đâu?

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)

So sánh máy biến áp khô và máy biến áp dầu

Hiện tại có hai loại máy biến áp đang được sử dụng trong ngành công nghiệp: Máy biến áp loại khô và máy biến áp dầu, sử dụng hai cách thức khác nhau để làm giảm một lượng nhiệt lớn do máy sinh ra trong quá trình hoạt động.

Máy biến áp 3 pha làm mát bằng dầu khoáng: Có cấu tạo cơ bản như các loại máy biến áp khác. Chúng được sử dụng ở mọi phạm vi, quy mô, từ nhà máy điện cho đến trường học, bệnh viện, khu đô thị, nhà xưởng. So sánh về trọng lượng, biến áp dầu nặng hơn biến áp khô vì ngoài khối lượng lõi từ và cuộn dây, chúng còn phải mang thêm khối lượng dầu kèm vỏ thép. Việc vận chuyển lắp đặt theo đó cũng tốn nhiều công sức hơn so với loại biến áp khô.

Máy biến áp khô làm mát tự nhiên bằng không khí. Có 4 loại máy biến áp khô:

Máy biến áp mở: Được chế tạo bằng phương pháp nhúng và nướng. Toàn bộ cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được nung nóng, sau đó nhúng vào vecni ở nhiệt độ cao. Lớp vecni sẽ giúp cách điện, cách nhiệt cho máy biến áp.
Cast Coil resin transformer – CRT: Có cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đặt trong khối nhựa epoxy và được hút chân không. Loại này có khả năng chống chịu môi trường khắc nghiệt, chống ẩm tốt, thường sử dụng trong các đường hầm hoặc trong ngành khai khoáng mỏ.
Vacuum pressure impregnation transformer – VPI: Có các cuộn dây được cách nhiệt và cách điện bằng sợi thủy tinh polyester thông qua quá trình ngâm tẩm áp suất chân không.
Vacuum Pressure Encapsulated – VPE: Có quy trình sản xuất gần giống VPL nhưng khác ở chỗ thay cho polyester, VPE sử dụng silicone VPE có quy trình phủ nhựa cách điện, cách nhiệt nhiều hơn 4 lần so với VPL, VPE có khả năng chống chịu môi trường nhiễm mặn, hóa chất và ẩm ướt.

Xét về cơ bản, máy biến áp làm mát bằng dầu khoáng có ưu điểm dễ sản xuất và phổ thông hơn máy biến áp khô. Nhược điểm của biến áp dầu là sử dụng dầu khoáng để làm mát nên dễ bắt lửa hơn. Việc xây dựng trạm biến áp sử dụng máy dầu luôn đi kèm với máng thoát dầu để phòng sự cố quá tải/phóng nổ làm trào dầu ra môi trường bên ngoài – điều mà máy biến áp khô không bị.

Máy biến áp khô Sungjin Hàn Quốc

Máy biến áp khô Sungjin với công suất từ 100kVA đến 40MVA, phù hợp với nhiều hệ thống điện công nghiệp. Sản phẩm khắc phục hạn chế dễ cháy nổ và tiêu hao năng lượng ít hơn so với MBA dầu. Máy biến áp khô SungJin sử dụng không khí tự nhiên làm hệ thống làm mát, không có nguy cơ hỏa hoạn hoặc cháy nổ, dễ dàng mang theo và xử lý bởi vì sản phẩm nhỏ và nhẹ, trong đó diện tích lắp đặt nhỏ, sử dụng thiết kế tối ưu và vật liệu chất lượng cao.

Tên sản phẩm: Máy biến áp khô SungJin 22/0.4kV 3150kVA
Mã sản phẩm: MBA-01
Nhà sản xuất: SungJin
Nhãn hiệu: SungJin
Xuất xứ: Hàn Quốc
Bảo hành: 12 Tháng
Tiêu chuẩn áp dụng : IEC60076-11, KS C 4311