Cái nào tốt hơn: Máy biến áp phun dầu hoặc khô?

Công nghệ và làm mát cốt lõi

Máy biến áp ngâm dầu : Chúng sử dụng khoáng chất tinh tế cao hoặc đôi khi là dầu phân hủy sinh học làm cả môi trường cách điện và chất làm mát. Cuộn dây và lõi được nhấn chìm trong bể dầu. Nhiệt được tạo ra bởi các tổn thất được chuyển vào dầu, lưu thông (thường được hỗ trợ bởi vây, bộ tản nhiệt hoặc máy bơm) và tiêu tan nhiệt vào không khí xung quanh.
Máy biến áp loại khô: Chúng sử dụng vật liệu cách nhiệt rắn (nhựa epoxy, áp suất chân không được tẩm (VPI) vecni, nhựa đúc) để cách nhiệt và chỉ dựa vào không khí xung quanh để làm mát. Làm mát đạt được thông qua đối lưu tự nhiên hoặc không khí cưỡng bức (quạt).
Các yếu tố so sánh chính

Rủi ro an toàn & hỏa hoạn:

Loại khô: Một lợi thế chính. Không có chất lỏng dễ cháy, nguy cơ hỏa hoạn thấp hơn đáng kể. Chúng tạo ra khói tối thiểu nếu quá nóng. Điều này làm cho chúng trở thành lựa chọn bắt buộc cho việc lắp đặt trong nhà gần không gian bị chiếm đóng, khu vực nhạy cảm với lửa (bệnh viện, trường học, cao tầng, đường hầm, mỏ) hoặc nơi mã lửa hạn chế nghiêm ngặt các vật liệu dễ cháy.
Dầu ngâm: chứa một lượng lớn dầu dễ cháy. Trong khi các thiết kế hiện đại bao gồm các thiết bị giảm áp, tồn tại chất lỏng chống cháy và các đứt gãy nghiêm trọng là rất hiếm, nguy cơ hỏa hoạn vốn có đòi hỏi hệ thống ngăn chặn (đê) để sử dụng trong nhà và hạn chế vị trí trong các khu vực an toàn quan trọng. Cài đặt ngoài trời giảm thiểu rủi ro này đáng kể.
Cân nhắc về môi trường & địa điểm:
Cái máy biến áp được ngâm dầu hoặc loại khô nào tốt hơn?

Loại khô: Lý tưởng để lắp đặt trong nhà do không có nguy cơ rò rỉ dầu làm ô nhiễm sàn nhà hoặc nước ngầm. Chúng chịu đựng tốt môi trường bẩn hoặc ô nhiễm nhẹ, tùy thuộc vào xếp hạng IP (bảo vệ xâm nhập) của chúng (ví dụ: IP20 cho trong nhà sạch, IP54 cho bụi/ẩm). Có thể được cài đặt trực tiếp trong trung tâm tải. Nhạy cảm với độ ẩm quá mức trừ khi được đóng gói đặc biệt.
Nhúng dầu: Được thiết kế chủ yếu để lắp đặt ngoài trời (gắn trên pad, trạm biến áp) trong đó việc ngăn chặn dầu đơn giản hơn và rủi ro hỏa hoạn thấp hơn. Sử dụng trong nhà đòi hỏi các hầm được xếp hạng lửa với hệ thống ngăn chặn, tăng chi phí và yêu cầu không gian. Nguy cơ ô nhiễm đất/nước tồn tại nếu rò rỉ xảy ra (giảm nhẹ bằng cách sử dụng ít chất lỏng độc hại). Nói chung mạnh mẽ hơn chống lại hơi ẩm tạm thời.
Yêu cầu bảo trì:

Nhâm dầu: Yêu cầu theo dõi và bảo trì dầu thường xuyên (lấy mẫu, thử nghiệm độ bền điện môi, độ ẩm, khí hòa tan) và hệ thống làm mát. Nhu cầu tiềm năng cho lọc/thay thế dầu trong tuổi thọ rất dài của nó. Kiểm tra rò rỉ là rất quan trọng.
Loại khô: Nói chung yêu cầu bảo trì ít chuyên sâu hơn. Trọng tâm chính là giữ cho các lỗ thông hơi làm mát sạch sẽ và đảm bảo thông gió đầy đủ. Không cần kiểm tra hoặc xử lý dầu. Kiểm tra trực quan và kiểm tra định kỳ các kết nối/vỏ bọc đủ trong hầu hết các môi trường.
Hiệu quả, tổn thất và chi phí:

Hiệu quả: Cả hai loại có thể đạt được mức hiệu quả cao tương đương (ví dụ: đáp ứng DOE 2016 hoặc các tiêu chuẩn tương tự), đặc biệt là ở xếp hạng năng lượng trung bình đến lớn. Trong lịch sử, các máy biến áp dầu có một lợi thế nhẹ ở công suất rất cao (> 10 MVA), nhưng các loại khô hiệu quả cao hiện đại đã thu hẹp khoảng cách này cho xếp hạng phân phối điển hình. Hiệu quả cụ thể nên được so sánh mô hình với mô hình.
Chi phí ban đầu: Máy biến áp kiểu khô thường có chi phí mua ban đầu cao hơn cho mỗi KVA so với các đơn vị ngâm dầu tương đương, chủ yếu là do chi phí cách nhiệt chuyên dụng và cần nhiều đồng/sắt để quản lý sự tản nhiệt mà không cần dầu.
Chi phí trọn đời: Hình ảnh đảo ngược khi xem xét cài đặt và chi phí vòng đời. Các loại khô loại bỏ chi phí kho tiền (để sử dụng trong nhà) và giảm chi phí bảo trì liên tục. Các loại dầu có chi phí trả trước thấp hơn nhưng chi phí phải chứa để ngăn chặn (nếu trong nhà), có khả năng bảo trì cao hơn và tuân thủ môi trường. Tổng chi phí sở hữu (TCO) phải được đánh giá cho mỗi ứng dụng.
Khả năng tải & quá tải:

Dầu phun: Dầu có công suất nhiệt cao, cho phép các máy biến áp này xử lý quá tải tạm thời đáng kể (thường là 150-200% trong thời gian ngắn) hiệu quả hơn. Lý tưởng cho các ứng dụng có dòng điện inrush cao hoặc tải dao động.
Loại khô: Khối lượng nhiệt thấp hơn. Khả năng quá tải bị hạn chế hơn (thường là 120-150% trong thời gian ngắn, phụ thuộc rất nhiều vào lớp thiết kế/cách nhiệt). Thông gió thích hợp là rất quan trọng để tránh quá nóng trong quá tải. Làm mát không khí cưỡng bức (quạt) có thể tăng đáng kể công suất ngắn hạn.
Kích thước, Trọng lượng & Tiếng ồn:

Nhâm dầu: Thường thì nhỏ gọn hơn trên mỗi KVA so với các loại khô do truyền nhiệt vượt trội qua dầu. Nặng hơn do xây dựng dầu và bể mạnh mẽ.
Loại khô: Thông thường lớn hơn và cồng kềnh mỗi KVA do sự phụ thuộc vào làm mát không khí. Nói chung nhẹ hơn các đơn vị chứa đầy dầu của xếp hạng tương tự (không có trọng lượng dầu). Mức độ tiếng ồn có thể so sánh hoặc cao hơn một chút tùy thuộc vào quạt thiết kế và làm mát.
Tuổi thọ:

Cả hai loại được thiết kế cho cuộc sống dịch vụ lâu dài, thường vượt quá 25-30 năm khi được áp dụng và duy trì đúng cách. Máy biến áp ngâm dầu, với bảo trì dầu siêng năng, thường có thể vượt quá 40 năm phục vụ. Tuổi thọ kiểu khô bị ảnh hưởng nặng nề bởi nhiệt độ vận hành và điều kiện môi trường (độ ẩm, chất gây ô nhiễm).
Kết luận: Công cụ phù hợp cho công việc cụ thể

Không có máy biến áp "tốt hơn" phổ biến. Lựa chọn tối ưu phụ thuộc hoàn toàn vào các ràng buộc và ưu tiên của ứng dụng:

Chọn máy biến áp kiểu khô khi:
An toàn là tối quan trọng (khu vực trong nhà, khu vực chiếm đóng, vị trí nhạy cảm với lửa).
Rò rỉ dầu là không thể chấp nhận được (mối quan tâm về mực nước, phòng sạch).
Lắp đặt trong nhà mà không cần kho tiền là mong muốn/yêu cầu.
Chi phí bảo trì thấp hơn là một yếu tố quan trọng.
Không gian cho phép dấu chân lớn hơn của họ.
Chọn máy biến áp phun dầu khi:
Lắp đặt ngoài trời là khả thi (trạm biến áp, cột cực/pad).
Khả năng quá tải cao nhất có thể là cần thiết.
Chi phí mua hàng ban đầu thấp nhất là một trình điều khiển chính (đặc biệt là đối với xếp hạng lớn).
Các ràng buộc không gian ủng hộ một dấu chân nhỏ hơn trên mỗi KVA.
Điều kiện môi trường khắc nghiệt (không bao gồm rủi ro hỏa hoạn) có mặt (sự mạnh mẽ).