Hệ thống làm mát trong máy biến áp ngâm dầu thực sự hoạt động như thế nào?

Tản nhiệt hiệu quả là rất quan trọng để thiết bị điện hoạt động an toàn và ổn định. Trong số các giải pháp phân phối điện khác nhau, Máy biến áp ngâm dầu vẫn là một trong những thiết kế được sử dụng rộng rãi nhất nhờ hiệu suất làm mát tuyệt vời, độ tin cậy cách nhiệt và tuổi thọ dài.

Máy biến áp ngâm dầu là gì?

Một Máy biến áp ngâm dầu là loại máy biến áp trong đó lõi và cuộn dây được ngâm hoàn toàn trong dầu cách điện. Dầu này phục vụ hai mục đích thiết yếu:

• Cách điện giữa các thành phần bên trong
• Truyền nhiệt từ cuộn dây và lõi tới môi trường bên ngoài

So với máy biến áp loại khô, thiết kế ngâm dầu phù hợp hơn cho các ứng dụng công suất lớn, điện áp cao và ngoài trời.

Tại sao việc làm mát lại quan trọng trong máy biến áp

Trong quá trình hoạt động bình thường, máy biến áp sinh nhiệt do:

• Tổn hao lõi do từ thông gây ra
• Tổn thất đồng do dòng điện chạy qua cuộn dây

Nếu lượng nhiệt này không được loại bỏ một cách hiệu quả, nó có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa lớp cách nhiệt, giảm hiệu suất và thậm chí dẫn đến hỏng hóc thiết bị. Điều này làm cho hệ thống làm mát trở thành thành phần cốt lõi của thiết kế máy biến áp.

Hệ thống làm mát trong máy biến áp ngâm dầu hoạt động như thế nào

1. Sinh nhiệt bên trong máy biến áp

Khi dòng điện đi qua cuộn dây, tổn thất điện trở sẽ tạo ra nhiệt. Đồng thời, từ trường xen kẽ trong lõi gây ra hiện tượng trễ và tổn thất dòng điện xoáy. Những nguồn nhiệt này tập trung ở lõi và cuộn dây.

2. Hấp thụ nhiệt bằng dầu máy biến áp

Dầu cách điện bao quanh lõi và cuộn dây hấp thụ nhiệt trực tiếp từ các bộ phận này. Dầu máy biến áp có tính dẫn nhiệt tuyệt vời và nhiệt dung riêng cao, lý tưởng cho việc hấp thụ nhiệt.

Khi dầu nóng lên, mật độ của nó giảm xuống, khiến nó dâng lên một cách tự nhiên trong bể.

3. Tuần hoàn dầu tự nhiên (đối lưu)

Chuẩn nhất Máy biến áp ngâm dầu thiết kế dựa vào sự đối lưu tự nhiên để làm mát:

• Dầu nóng bốc lên trên thùng máy biến áp
• Dầu làm mát hạ xuống để thay thế nó
• Sự lưu thông liên tục này truyền nhiệt ra khỏi các bộ phận quan trọng

Quá trình này không cần nguồn điện bên ngoài và mang lại độ tin cậy cao.

4. Tản nhiệt qua bộ tản nhiệt hoặc cánh tản nhiệt

Khi dầu nóng đến phần trên của bình, nhiệt sẽ được truyền sang:

• Tấm tản nhiệt
• Vây làm mát
• Tường bể sóng

Những cấu trúc này làm tăng diện tích bề mặt, cho phép nhiệt tản vào không khí xung quanh thông qua sự đối lưu và bức xạ tự nhiên.

5. Phương pháp làm mát nâng cao để đạt xếp hạng cao hơn

Đối với máy biến áp có công suất lớn hơn hoặc cao hơn, có thể sử dụng các phương pháp làm mát bổ sung:

• ONAN (Dầu tự nhiên Khí tự nhiên)
• ONAF (Dầu tự nhiên cưỡng bức, dùng quạt)
• OFAF (Dầu cưỡng bức không khí, sử dụng bơm dầu và quạt)

Những cấu hình này cải thiện hiệu quả làm mát và cho phép máy biến áp xử lý tải cao hơn.

So sánh hệ thống làm mát: Máy biến áp ngâm dầu và máy biến áp loại khô

Ưu điểm của hệ thống làm mát bằng dầu

• Hiệu suất nhiệt vượt trội cho các ứng dụng tải cao
• Tuổi thọ cách nhiệt kéo dài nhờ nhiệt độ hoạt động ổn định
• Độ tin cậy cao với sự tuần hoàn tự nhiên đơn giản
• Tiết kiệm chi phí để phân phối điện quy mô lớn

Ứng dụng phổ biến

Nhờ hệ thống làm mát hiệu quả, Máy biến áp ngâm dầus được sử dụng rộng rãi trong:

• Nhà máy phát điện
• Trạm biến áp điện
• Cơ sở công nghiệp
• Hệ thống năng lượng tái tạo
• Mạng lưới phân phối ngoài trời

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Tại sao dầu tốt hơn không khí để làm mát máy biến áp?

Dầu có khả năng truyền nhiệt cao hơn không khí và có thể tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận nóng, cho phép tản nhiệt nhanh hơn và đồng đều hơn.

Dầu biến áp chỉ làm mát hay phục vụ mục đích khác?

Dầu máy biến áp có tác dụng làm mát và cách điện, giúp ngăn ngừa đoản mạch bên trong và phóng điện cục bộ.

Làm mát tự nhiên có đủ cho tất cả các máy biến áp ngâm trong dầu không?

Làm mát tự nhiên hoạt động tốt cho xếp hạng vừa và nhỏ. Các thiết bị công suất cao thường yêu cầu tuần hoàn không khí cưỡng bức hoặc dầu cưỡng bức.

Làm mát ảnh hưởng đến tuổi thọ máy biến áp như thế nào?

Làm mát hiệu quả giúp giảm ứng suất nhiệt lên vật liệu cách điện, kéo dài đáng kể tuổi thọ vận hành của máy biến áp.

Làm mát bằng dầu có an toàn khi sử dụng ngoài trời không?

Đúng. Thùng chứa được làm kín đúng cách, dầu chất lượng cao và hệ thống giảm áp giúp cho máy biến áp ngâm dầu trở nên đáng tin cậy và an toàn khi lắp đặt ngoài trời.

Xu hướng tương lai về làm mát máy biến áp

Sự phát triển hiện đại tập trung vào:

• Dầu cách điện phân hủy sinh học thân thiện với môi trường
• Hệ thống giám sát nhiệt độ thông minh
• Thiết kế bộ tản nhiệt được cải tiến để đạt hiệu quả cao hơn

Những đổi mới này tiếp tục nâng cao hiệu suất và tính bền vững của Máy biến áp ngâm dầu hệ thống làm mát đồng thời đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.