Tại sao một máy biến áp ngâm dầu cần dầu?

Máy biến áp ngâm dầu là xương sống của mạng lưới truyền điện và phân phối trên toàn thế giới. Trong khi lõi và cuộn dây thực hiện nhiệm vụ cơ bản của biến đổi điện áp, chất lỏng điện môi xung quanh-dầu khoáng hoặc các lựa chọn thay thế ngày càng ít có thể thay đổi-đóng một số vai trò không thể thiếu quan trọng đối với hoạt động, tuổi thọ và an toàn của máy biến áp. Hiểu các chức năng này làm nổi bật lý do tại sao dầu không chỉ đơn thuần là một chất làm đầy mà là một thành phần thiết yếu.

Cách điện điện:

Chức năng cốt lõi: Vai trò chính của dầu biến áp là hoạt động như một chất cách điện. Các điện áp cao có trong máy biến áp đòi hỏi cách nhiệt mạnh mẽ giữa các cuộn dây sống, giữa cuộn dây và lõi nối đất, và giữa cuộn dây và bể biến áp.

Độ bền điện môi: Dầu biến áp sở hữu cường độ điện môi cao, cao hơn đáng kể so với không khí. Thuộc tính này ngăn chặn sự vận động điện hoặc flashover giữa các thành phần hoạt động ở các tiềm năng khác nhau, điều này có thể gây ra sự cố thảm khốc. Dầu lấp đầy các không gian giữa vật liệu cách nhiệt (giấy, bảng báo chí) và dây dẫn, loại bỏ các túi khí có thể dẫn đến xả một phần.

Tâm nhiệt (làm mát):

Hấp thụ nhiệt: Trong quá trình hoạt động, tổn thất điện (mất I2R trong cuộn dây, tổn thất lõi) tạo ra nhiệt đáng kể trong máy biến áp.

Truyền nhiệt: Dầu hoạt động như một chất làm mát hiệu quả cao. Nó lưu thông tự nhiên (hoặc thông qua máy bơm trong các đơn vị lớn hơn) do dòng đối lưu. Khi dầu chảy trên lõi và cuộn dây nóng, nó hấp thụ nhiệt.

Từ chối nhiệt: Dầu nóng sau đó di chuyển về phía bề mặt làm mát của máy biến áp - thường là bộ tản nhiệt hoặc vây làm mát. Ở đây, sức nóng được tiêu tan vào không khí xung quanh xung quanh. Chu kỳ liên tục này duy trì nhiệt độ hoạt động bên trong của máy biến áp trong các giới hạn thiết kế an toàn, ngăn chặn sự suy giảm nhiệt của lớp cách nhiệt (sẽ nhanh chóng thất bại nếu quá nóng). Làm mát hiệu quả ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tải và tuổi thọ của máy biến áp.

Bảo vệ chống oxy hóa và độ ẩm:

Chức năng rào cản: Dầu tạo ra một rào cản giữa các thành phần bên trong của máy biến áp (chủ yếu là cách nhiệt giấy cellulose và cuộn dây/lõi kim loại) và oxy khí quyển.

Ngăn chặn quá trình oxy hóa: giảm thiểu tiếp xúc với oxy làm chậm đáng kể quá trình oxy hóa và lão hóa của cả chính dầu và, đặc biệt là cách nhiệt cellulose. Oxy hóa làm suy giảm tính chất cách điện theo thời gian.

Kiểm soát độ ẩm: Mặc dù dầu vốn dĩ là hút ẩm (hấp thụ độ ẩm), một thể tích dầu được duy trì tốt giúp ngăn ngừa độ ẩm khí quyển ngưng tụ trực tiếp lên và làm giảm độ cách nhiệt nghiêm trọng. Độ ẩm trong vật liệu cách nhiệt làm giảm đáng kể cường độ điện môi của nó và tăng tốc lão hóa.

Ức chế hồ quang (tình trạng lỗi):

Giảm thiểu lỗi bên trong: Trong trường hợp không may của một lỗi điện bên trong (ví dụ: ngắn mạch), dầu đóng vai trò quan trọng trong việc dập tắt vòng cung kết quả. Trong khi vòng cung cực kỳ gây tổn hại, dầu giúp nhanh chóng phát hiện ra đường vòng cung và dập tắt nó, ngăn chặn sự cố không kiểm soát được không kiểm soát ngay lập tức. Việc ngăn chặn này mua thời gian quan trọng để rơle bảo vệ vận hành và cô lập máy biến áp.

Giám sát điều kiện:

Phương tiện chẩn đoán: Dầu biến áp đóng vai trò là một công cụ chẩn đoán có giá trị. Theo thời gian, nó hòa tan khí được tạo ra bởi các quá trình lão hóa bình thường và quan trọng hơn là bởi các điều kiện bất thường như quá nóng, xả một phần hoặc arcing.

Phân tích khí hòa tan (DGA): Lấy mẫu và phân tích thường xuyên các khí hòa tan trong dầu (DGA) là một phương pháp chính để đánh giá sức khỏe bên trong của máy biến áp ngâm dầu. Khí cụ thể và nồng độ của chúng có thể chỉ ra loại và mức độ nghiêm trọng của việc phát triển các vấn đề, cho phép duy trì dự đoán trước khi xảy ra thất bại lớn.

Dầu trong một máy biến áp phun dầu là xa trơ. Nó là một chất lỏng kỹ thuật đa chức năng rất quan trọng cho hoạt động an toàn và đáng tin cậy. Độ bền điện môi cao của nó đảm bảo tính toàn vẹn điện, khả năng truyền nhiệt hiệu quả của nó ngăn chặn quá nhiệt nguy hiểm và nó cung cấp sự bảo vệ thiết yếu chống lại sự xuống cấp môi trường. Hơn nữa, nó hoạt động như một tuyến phòng thủ đầu tiên trong các lỗi bên trong và đóng vai trò là một chỉ số vô giá của điều kiện nội bộ của máy biến áp. Nếu không có các chức năng quan trọng này được thực hiện bởi dầu, hoạt động đáng tin cậy, lâu dài của các máy biến áp năng lượng cao làm nền tảng cho lưới điện của chúng ta là không thể. Các lựa chọn thay thế như máy biến áp kiểu khô tồn tại cho các ứng dụng cụ thể, nhưng đối với các yêu cầu đòi hỏi của điện áp cao, chuyển đổi công suất cao, thiết kế ngâm dầu vẫn chiếm ưu thế, phần lớn là do những lợi ích độc đáo được cung cấp bởi dầu điện môi. .