Khi sử dụng điện cần thay đổi điện áp từ mức này sang mức khác. Máy biến áp kiểu khô (hay còn gọi là làm mát bằng không khí) thực hiện chức năng này một cách an toàn và hiệu quả đến mức chúng được sử dụng rộng rãi để lắp đặt trong nhà ở các tòa nhà công cộng và dân cư, nơi các loại thiết bị này được coi là quá rủi ro.
Các loại máy biến áp: lỏng và khô
Về cơ bản, có hai loại thiết bị như vậy khác nhau: cách nhiệt và làm mát bằng chất lỏng (loại lỏng) và làm mát hỗn hợp không khí hoặc không khí-khí (loại khô).
Đối với máy biến áp loại thứ nhất, môi chất làm mát có thể là dầu khoáng thông thường. Các chất khác cũng được sử dụng, chẳng hạn như hydrocacbon chống cháy và chất lỏng silicone. Các máy biến áp như vậy có lõi và các cuộn dây được ngâm trong một bể chứa môi chất lỏng, đóng vai trò vừa là chất cách điện vừa là chất làm mát.
Khô điện phổ biến nhấtmáy biến áp có các cuộn dây được đổ đầy nhựa epoxy, dùng như một chất cách điện. Nó bảo vệ dây dẫn khỏi bụi và sự ăn mòn của khí quyển. Tuy nhiên, vì khuôn đúc cuộn chỉ được sử dụng với kích thước cố định, nên có ít chỗ cho sự thay đổi trong thiết kế của các thiết bị đó. Trong phạm vi thường được sử dụng trong việc cung cấp điện cho các doanh nghiệp công nghiệp nhỏ, cũng như các tòa nhà công cộng và dân cư, máy biến áp kiểu khô hoàn toàn trùng lặp phạm vi công suất của các máy biến áp chất lỏng của chúng.
Thông số chính
Thời điểm quan trọng nhất trong hoạt động của các thiết bị được đề cập là đảm bảo chế độ nhiệt độ của các cuộn dây. Để hỗ trợ việc lựa chọn hoặc mua một thiết bị loại khô để cung cấp năng lượng cho các đối tượng khác nhau, chúng tôi sẽ xem xét một số thông số hoạt động cơ bản:
- Công suất, kVA.
- Điện áp định mức sơ cấp và thứ cấp.
- Sự tản nhiệt của hệ thống cách nhiệt là tổng của nhiệt độ môi trường tối đa + độ tăng nhiệt độ trung bình của các cuộn dây + hiệu số giữa độ tăng nhiệt độ trung bình của các cuộn dây và nhiệt độ cao nhất trong chúng.
- Lõi và cuộn dây - có thể gây hư hại cho lõi hoặc tích tụ tách lớp (dây dẫn đồng hoặc nhôm) là vấn đề cần quan tâm đặc biệt.
Có nhiều loại cấu trúc khác nhau của máy biến áp, được xác định chủ yếu bằng các phương pháp được sử dụng để cách ly cuộn dây của chúng. Trong số đó được biết đến: ngâm tẩm chân không, bao bọc và cuộn dây đúc. Hãy xem xét từng người trong số họ một cách riêng biệt.
Cách nhiệt ngâm tẩm chân không (VPI)
Công nghệ này tạo ra lớp sơn mài hoàn thiện trên dây dẫn bằng các chu kỳ áp suất và chân không xen kẽ. Quy trình VPI sử dụng nhựa polyester. Nó cung cấp cho các dây dẫn một lớp sơn mài tốt hơn so với cách nhúng thông thường. Các cuộn dây được phủ bên ngoài sau đó được đặt vào lò nướng, nơi diễn ra quá trình nướng. Chúng có khả năng chống phóng điện hào quang cao hơn nhiều. Một máy biến áp như vậy trông như thế nào? Ảnh của anh ấy được đăng bên dưới.
Đóng gói chân không (VPE)
Phương pháp này thường hoạt động tốt hơn quy trình VPI. Một số điểm nhúng được thêm vào trong quá trình sản xuất để bao bọc cuộn dây, sau đó lớp phủ của chúng được nung trong lò. Các máy biến áp này cung cấp khả năng bảo vệ chống lại các môi trường ẩm ướt và xâm thực tốt hơn so với các máy biến áp VPI của chúng. Một máy biến áp như vậy trông như thế nào? Ảnh của anh ấy được trình bày bên dưới.
Đóng gói (niêm phong)
Máy biến áp có vỏ bọc là thiết bị thông thường có cuộn dây được phủ bằng hợp chất silicon hoặc nhựa epoxy và hoàn toàn được bao bọc trong một lớp vỏ nặng. Quá trình sản xuất lấp đầy các cuộn dây bằng nhựa epoxy dày đặc, độ bền điện môi cao, bảo vệ máy biến áp khỏi mọi môi trường.
Cuộn dây đúc (bằng epoxy đông đặc đúc)
Các thiết bị này chứa các cuộn dây được bọc bằng epoxy trong quá trình đúc. Chúng hoàn toàn chứa đầy nhựa thông dưới tác dụng củachân không.
Mỗi phương pháp cách điện quanh co đặc biệt phù hợp với các môi trường cụ thể. Điều rất quan trọng là phải hiểu nơi tốt nhất để sử dụng các loại thiết bị thích hợp. Ví dụ, máy biến áp nhựa đúc khô có giá cao hơn khoảng 50% so với các sản phẩm VPE hoặc VPI. Do đó, việc lựa chọn một loại thiết bị cụ thể có thể ảnh hưởng đáng kể đến chi phí chung của dự án.
Khuyến nghị lựa chọn
Khi cần tăng khả năng chống phóng điện hào quang (tức là phóng điện do cường độ trường vượt quá cường độ điện môi của cách điện), khi không yêu cầu tăng cường độ bền cơ học của cuộn dây, nên sử dụng máy biến áp kiểu VPI.
Sử dụng chúng với cuộn dây đúc khi cần thêm độ bền và bảo vệ, chẳng hạn như trong môi trường khắc nghiệt như nhà máy xử lý hóa chất, nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng và lắp đặt ngoài trời. Môi trường khắc nghiệt bao gồm các chất có thể ảnh hưởng xấu đến cuộn dây của máy biến áp kiểu khô khác, bao gồm muối, bụi, khí ăn mòn, độ ẩm và các hạt kim loại.
Ngoài ra, cuộn dây bằng nhựa đúc đã cải thiện khả năng chịu quá tải ngắn hạn và lặp lại thường gặp trong nhiều quy trình sản xuất.
Một kỹ sư thường phải lựa chọn giữa nhựa đúc hoặc loại VPI / VPE cho các ứng dụng quan trọng và môi trường khắc nghiệt. Loại đầu tiên thường được coi là tốt nhất. Một số nhà sản xuấttuy nhiên, người ta chỉ ra rằng cách điện bằng nhựa đúc hạn chế tuổi thọ của máy biến áp. Hệ số giãn nở nhiệt của nhựa epoxy nhỏ hơn của dây dẫn đồng. Sự giãn nở và co lại theo chu kỳ khi các cuộn dây nóng lên và nguội đi cuối cùng có thể khiến nhựa bị nứt. Cũng cần lưu ý rằng máy biến áp kiểu VPI có thể đối phó tốt hơn với các quá trình như vậy và do đó kéo dài tuổi thọ hơn. Cuối cùng, sự lựa chọn cuối cùng là tùy thuộc vào kỹ sư điện.
Lỏng so với Khô
Máy biến áp chứa đầy chất lỏng có xu hướng hiệu quả hơn máy biến áp chứa đầy chất khô, vì vậy chúng có tuổi thọ lâu hơn. Ngoài ra, chất lỏng là một phương tiện hiệu quả hơn để làm mát cục bộ các khu vực có nhiệt độ cao trong cuộn dây. Thêm vào đó, các thiết bị chứa đầy chất lỏng có khả năng quá tải tốt hơn.
Như vậy, máy biến áp loại khô 1000 KVA ở nửa tải có mức tổn hao khoảng 8 kW, ở mức đầy tải khoảng 16 kW. Đồng thời, cùng một “nghìn đô”, nhưng ở dạng lỏng, có khoảng một nửa chất thải. Dầu "hai nghìn" ở nửa tải chịu tổn thất 8 kW và ở mức đầy tải - 16 kW. Đối tác khô của nó được đặc trưng bởi chi phí tương ứng là 13 và 26,5 kW. Điều này có nghĩa là máy biến áp kiểu khô giữ vị trí dẫn đầu đáng ngờ về tổn thất. Đồng thời, giá của chúng cao hơn so với giá thanh lý.
Do cuộn dây được làm mát cường độ cao hơn, các thiết bị lỏng có kích thước (chiều sâu và chiều rộng) nhỏ hơn các thiết bị khô có cùng công suất. Nó có thểảnh hưởng đến diện tích cần thiết của các trạm biến áp biến áp (đặc biệt là các trạm biến áp lắp sẵn), và do đó làm tăng chi phí của toàn bộ cơ sở. Vì vậy, một máy biến áp khô loại 1000 KVA điển hình có chiều sâu 1,6m và chiều rộng 2,44m, đồng thời, một máy biến áp dầu tương tự ở độ sâu gần có chiều rộng khoảng 1,5m, nhưng loại này, tuy nhiên., có một số nhược điểm.
Ví dụ, phòng cháy chữa cháy quan trọng hơn đối với máy biến áp chất lỏng khi sử dụng chất làm mát dễ cháy. Đúng, máy biến áp khô cũng có thể bắt lửa. Một thiết bị dạng chất lỏng bị lạm dụng thậm chí có thể phát nổ.
Tùy thuộc vào điều kiện hoạt động, các sản phẩm chứa đầy chất lỏng có thể yêu cầu khay nhỏ giọt để thu thập bất kỳ rò rỉ chất làm mát nào.
Có lẽ khi lựa chọn máy biến áp, sự chuyển đổi từ ưu tiên rõ ràng cho loại khô sang loại lỏng là giữa 500 kVA và 2,5 MVA, với loại đầu tiên được sử dụng cho giới hạn dưới của dải và loại thứ hai ở trên nó.
Một yếu tố quan trọng trong việc chọn loại là vị trí lắp đặt máy biến áp, chẳng hạn như bên trong tòa nhà văn phòng hoặc bên ngoài, cũng như phục vụ các tải công nghiệp.
Máy biến áp loại khô trên 5MVA luôn có sẵn, nhưng nhiều máy biến áp chứa chất lỏng. Đối với lắp đặt ngoài trời, loại này cũng chiếm ưu thế.
Vài lời về thông gió
Khi máy biến áp được trang bị quạt thổi, tải có thể được tăng lên đáng kể. Vì vậy, đối với cuộn dây đúcchức năng này có thể nâng cao khả năng chịu tải liên tục lên đến 50% so với tải danh định. Đối với các loại VPE hoặc VPI, mức tăng sức mạnh trong trường hợp này có thể lên đến 33%.
Ví dụ, công suất của máy biến áp cuộn dây tiêu chuẩn 3000 kVA khi được trang bị quạt thổi sẽ tăng lên 4500 kVA (bằng 50%). Đồng thời, loại VPE hoặc VPI 2500 kVA có quạt sẽ nâng nó lên 3,333 kVA (tăng 33%).
Tuy nhiên, bạn phải luôn lưu ý rằng sự hiện diện của quạt gió làm giảm độ tin cậy chung của hệ thống. Nếu quạt bị lỗi khi hoạt động với tải cao hơn mức định mức, thì nguy cơ xảy ra tai nạn nghiêm trọng thực sự, do đó bạn có thể mất toàn bộ máy biến áp.
Còn thị trường Nga thì sao?
Điều đáng chú ý là trong những năm gần đây ở Nga có xu hướng lặp lại kinh nghiệm của châu Âu, nơi có tới 90% tất cả các máy biến áp mới được lắp đặt là loại khô. Thị trường phản ứng tương ứng. Ngày nay ở Liên bang Nga có hai nhóm nhà sản xuất cung cấp các thiết bị như vậy. Đầu tiên trong số đó bao gồm các thương hiệu Nga, Ý, Trung Quốc và Hàn Quốc. Về cơ bản, các chất tương tự xây dựng của các thương hiệu nổi tiếng của Nga được cung cấp: TSZ, TSL, TSGL. Một máy biến áp khô như vậy giá bao nhiêu? Giá của một chiếc "nghìn đô" điển hình dao động từ 900 nghìn đến 1 triệu rúp.
Nhóm thứ hai bao gồm các nhà sản xuất Đức và Pháp. Họ cung cấp điểm của bộ DTTH, GDNN, GDHN. Giá một máy biến áp nhập khẩu như vậy sẽ là bao nhiêu? Giá của cùng một "nghìn" sẽ từ 1,5 đến 2 triệu rúp.
