Máy biến áp ngâm dầu ngoài trời 10kv 20kv 35kv

Máy biến áp ngâm dầu ngoài trời 10kv 20kv 35kv dựa vào dầu để cách nhiệt và làm mát, với nhiều phương pháp làm mát khác nhau như tự làm mát, làm mát bằng không khí, làm mát bằng nước và tuần hoàn dầu cưỡng bức. Các bộ phận chính bao gồm lõi sắt, cuộn dây, bình dầu, bộ bảo quản dầu, mặt nạ phòng độc, ống chống cháy nổ, bộ tản nhiệt, ống bọc cách điện, bộ đổi vòi, rơ le khí, nhiệt kế, máy lọc dầu, v.v.

Các tấm thép silicon trong máy biến áp ngâm dầu có một lớp xen kẽ độc đáo, cho phép dầu máy biến áp thẩm thấu và đóng vai trò đệm, dẫn đến độ ồn thấp hơn. Tuy nhiên, công tắc điều chỉnh áp suất nằm bên trong bình xăng có thể gặp vấn đề nếu tiếp xúc không tốt, dẫn đến hở mạch hoặc thậm chí cháy công tắc khi tải cao.

Nhiệt độ hoạt động của Máy biến áp ngâm dầu máy biến áp ngoài trời 10kv 20kv 35kv

Máy biến áp chạy bằng dầu được thiết kế để hoạt động trong các điều kiện làm mát cụ thể, như được ghi trên nhãn máy. Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng nhiệt độ dầu trên cùng không vượt quá 90oC để duy trì hiệu suất tối ưu và ngăn ngừa sự xuống cấp của lớp cách điện. Để vận hành thường xuyên, nên giữ nhiệt độ dầu trên cùng dưới 85oC, với mức báo động được đặt ở mức 80oC để cảnh báo về bất kỳ vấn đề tiềm ẩn nào.

Quá tải

Máy biến áp được thiết kế để xử lý cả tình huống quá tải thông thường và quá tải ngẫu nhiên và nên có tín hiệu quá tải tại chỗ. Trong trường hợp không thể lắp đặt tín hiệu quá tải thì nên sử dụng thiết bị đo tổng hợp để thay thế. Đối với máy biến áp ngâm trong dầu, giá trị tín hiệu quá tải phải được đặt trong khoảng từ 1,1 đến 1,2 lần dòng điện định mức của máy biến áp. Mặt khác, đối với máy biến áp loại khô, giá trị tín hiệu quá tải phải nằm trong khoảng từ 1,2 đến 1,3 lần dòng điện định mức, có tính đến dòng điện của quạt trong quá trình vận hành. Điều quan trọng là phải theo dõi sự thay đổi tải và nhiệt độ của máy biến áp khi tín hiệu quá tải được kích hoạt. Cần tiến hành kiểm tra thường xuyên để xác định nguyên nhân gây quá tải nếu hoàn cảnh cho phép. Nếu quá tải đáng kể (vượt quá 1,3 lần dòng điện định mức) hoặc nếu nhiệt độ vượt quá giới hạn trên thì nên giảm tải. Tải xuống dữ liệu hàng tháng và phân tích phụ tải là điều cần thiết khi lắp đặt một máy biến áp toàn diện. Đối với các máy biến áp có biểu hiện quá tải, cần tăng tần suất thu thập dữ liệu và phải thực hiện các phép đo tải và nhiệt độ trong quá trình tính toán quá tải. Cần tiến hành kiểm tra và điều tra kịp thời để xác định nguyên nhân gây ra tình trạng quá tải bất cứ khi nào có thể. Nếu tải của máy biến áp vượt quá ngưỡng tới hạn (gấp 1,3 lần dòng điện định mức trở lên) hoặc nếu nhiệt độ vượt quá giới hạn trên thì phải giảm tải.

Phương pháp làm mát

Có ba phương pháp làm mát chính được sử dụng trong máy biến áp ngâm dầu:

1. Tự làm mát bằng dầu, dựa vào sự đối lưu tự nhiên của dầu để tản nhiệt.

2. Làm mát bằng không khí ngâm trong dầu, được xây dựng dựa trên phương pháp tự làm mát và kết hợp với quạt để thổi không khí vào thùng dầu và đường ống, nhờ đó tăng cường khả năng tản nhiệt.

3. Tuần hoàn dầu cưỡng bức bao gồm việc sử dụng bơm dầu để hút dầu nóng ra khỏi máy biến áp, làm mát bên ngoài rồi đưa trở lại máy biến áp.

Chức năng cấu trúc

Máy biến áp sơ cấp trong trạm biến áp chính của hệ thống cấp điện vận chuyển đường sắt đô thị thường là máy biến áp ngâm dầu ba pha. Loại máy biến áp này bao gồm một số bộ phận chính, bao gồm lõi sắt, cuộn dây, thùng dầu, thiết bị điều chỉnh điện áp, bộ tản nhiệt, bộ bảo quản dầu, rơle khí, ống cách điện, ống chống cháy nổ và các bộ phận khác.

1. Lõi sắt

Lõi sắt bao gồm các tấm thép silicon có độ dẫn từ tuyệt vời xếp chồng lên nhau, tạo thành mạch đóng từ thông. Cuộn dây sơ cấp và thứ hai của máy biến áp được quấn trên lõi sắt. Lõi máy biến áp được chia thành hai loại cấu trúc: loại lõi và loại vỏ bọc. Hiện nay, các máy biến áp được sử dụng rộng rãi đều là dạng khung lõi. Lõi sắt hình trái tim được cấu tạo từ cột lõi sắt phía nam và ách sắt. Lõi sắt của máy biến áp ngâm trong dầu có dòng dầu để làm mát lõi sắt, hỗ trợ dòng dầu trong máy biến áp và cũng cải thiện hiệu quả tản nhiệt của dụng cụ.

2. Cuộn dây

Cuộn dây hay còn gọi là cuộn dây là mạch dẫn điện của máy biến áp, được quấn bằng dây đồng hoặc nhôm để tạo thành hình tròn nhiều lớp. Cuộn sơ cấp và thứ cấp được bọc đồng tâm trên cột lõi sắt. Đối với chức năng cách điện, cuộn dây điện áp thấp thường được đặt bên trong và cuộn dây điện áp cao được đặt bên ngoài. Vật liệu cách điện được quấn quanh mép ngoài của dây để tạo ra sự cách điện nhất định ở giữa các dây cáp và giữa dây cáp với mặt đất.

3. Thùng dầu

Bể chứa dầu là lớp vỏ bên ngoài của máy biến áp ngâm trong dầu, không chỉ được sử dụng để chứa dầu mà còn để lắp đặt các bộ phận khác.

4. Thiết bị điều chỉnh điện áp

Thiết bị điều chỉnh điện áp đã sẵn sàng để đảm bảo sự ổn định của điện áp thứ hai của máy biến áp. Khi điện áp nguồn điện bị thay đổi, hãy sử dụng thiết bị điều chỉnh điện áp để điều chỉnh lại bộ chuyển đổi vòi máy biến áp nhằm tạo ra điện áp đầu ra ổn định nhất định ở phía bổ sung. Thiết bị điều chỉnh điện áp được chia thành hai loại: công cụ điều chỉnh điện áp có tải và công cụ điều chỉnh điện áp không tải.

5. Bộ tản nhiệt

Bộ tản nhiệt được lắp đặt trên thành thùng chứa dầu, các bộ phận trên và dưới được nối với thùng chứa dầu thông qua các đường ống. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ dầu trên và dưới của máy biến áp, sự đối lưu dầu được hình thành thông qua bộ tản nhiệt. Sau khi được làm mát bằng bộ tản nhiệt, nó chảy ngược trở lại thùng chứa dầu, đóng vai trò làm giảm nhiệt độ của dầu máy biến áp. Để nâng cao tác động làm mát, có thể áp dụng các quy trình như tự điều hòa không khí, làm mát không khí theo yêu cầu và làm mát bằng nước theo yêu cầu.

6. Bảo quản dầu

Chất bảo quản dầu hay còn gọi là chất bảo quản dầu. Dầu máy biến áp sẽ trải qua quá trình tăng nhiệt và co lại do điều chỉnh nhiệt độ, đồng thời mức dầu cũng sẽ tăng hoặc giảm khi điều chỉnh nhiệt độ. Tính năng của thiết bị bảo quản dầu là cung cấp một phòng ngăn cho sự phát triển và co lại nhiệt của dầu và duy trì bể chứa dầu luôn đầy dầu. Đồng thời, do có bộ phận bảo quản dầu nên sự tiếp xúc với vị trí giữa dầu và không khí bị giảm, điều này có thể làm giảm quá trình oxy hóa của dầu.

7. Rơ le khí

Rơle khí, còn được gọi là rơle khí, là thiết bị bảo vệ chính cho các lỗi bên trong máy biến áp. Nó được lắp đặt ở giữa ống dẫn dầu nối giữa thùng dầu và bình chứa dầu. Khi xảy ra lỗi lớn bên trong máy biến áp, rơle khí sẽ liên kết với cầu dao và ngắt trong cùng một mạch điện. Khi xảy ra một lỗi nhỏ bên trong máy biến áp, rơle khí sẽ liên kết với mạch tín hiệu lỗi.

8. Tay áo cách nhiệt cao và thấp

Các ống bọc cách điện thấp và cao nằm trên nắp trên của thùng dầu máy biến áp, và các ống bọc cách điện bằng gốm thường được sử dụng cho máy biến áp ngâm trong dầu. Đặc điểm của ống bọc cách điện là duy trì khả năng cách điện tốt giữa các dây quấn điện áp thấp và cao áp với thùng dầu và để sửa chữa các dây dẫn.

9. Ống chống cháy nổ

Ống chống cháy nổ hay còn gọi là đường hô hấp an toàn, an ninh được lắp đặt trên thùng dầu của máy biến áp, ổ cắm điện được bịt kín bằng màng chống cháy nổ bằng kính. Khi xảy ra sự cố lớn bên trong máy biến áp và rơ le khí bị chập, khí bên trong thùng dầu xuất hiện dưới dạng màng chống nổ bằng kính và phun ra khỏi đường dẫn khí an toàn để ngăn máy biến áp cất cánh. Kết cấu cách nhiệt

Hiệu ứng cách điện máy biến áp

(1) Che chắn thân dẫn điện khỏi các bộ phận khác.

(2) Có thể tách các thành phần tích điện khác nhau.

(3) Bố trí cách nhiệt thực tế có thể cải thiện tính đồng nhất của lưu thông vùng điện.

(4) Cho phép các bộ phận điện đạt được một lượng điện dung nhất định.

(5) Đóng vai trò hỗ trợ cơ học, cố định và dẫn dầu để tản nhiệt.

Phân loại và yêu cầu cách điện đối với máy biến áp ngâm dầu ngoài trời 10kv 20kv 35kv

1.Phân loại cách điện cho máy biến áp

Hệ thống cách điện của máy biến áp có thể được chia thành hai phần: cách điện bên trong và cách điện bên ngoài. Lớp cách nhiệt bên trong bao gồm các bộ phận khác nhau bên trong thùng dầu, trong khi lớp cách nhiệt bên ngoài đề cập đến lớp cách nhiệt giữa ống lót và mặt đất, cũng như giữa nhau. Cách điện bên trong có thể được chia thành hai loại phụ: cách điện chính và cách điện dọc. Lớp cách điện chính có nhiệm vụ cách điện các bộ phận cuộn dây và nối đất, cũng như khoảng cách giữa các cuộn dây. Trong máy biến áp ngâm trong dầu, cấu trúc cách điện rào cản bằng giấy dầu là cách điện chính được sử dụng phổ biến nhất.

Cách nhiệt chính có thể được phân loại thành cách nhiệt phân loại và cách nhiệt đầy đủ. Cách điện phân loại là mức cách điện chính gần điểm trung tính thấp hơn mức cách điện ở hai đầu cuộn dây. Ngược lại, cách điện hoàn toàn xảy ra khi mức cách điện ở đầu đầu và đầu cuối của máy biến áp là như nhau. Ngoài ra, cách điện dọc là cách điện giữa các phần khác nhau của cùng một cuộn dây, chẳng hạn như cách điện giữa các vòng dây, vòng dây và vòng dây.

2. Yêu cầu cách điện đối với máy biến áp

Yêu cầu cách điện của máy biến áp là không ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của máy biến áp do hư hỏng cách điện trong suốt thời gian vận hành. Nhu cầu chính của nó là như tuân thủ.

(1) Hiệu quả trong việc chịu đựng quá áp và điện áp hoạt động thường xuyên trong suốt quá trình vận hành.

(2) Có khả năng chịu được dòng điện ngắn mạch, quá dòng và dòng điện hoạt động thông thường trong quá trình vận hành.

(3) Mức độ ẩm và lão hóa không ảnh hưởng đến quy trình vận hành thông thường của máy biến áp.

3. Vật liệu cách điện cho máy biến áp

Các vật liệu cách điện chính bên trong máy biến áp bao gồm dầu biến áp, bìa cứng cách điện, giấy dây, giấy điện thoại, giấy cũ và nhăn.

(1) Dầu máy biến áp.

(2) Các tông được che chắn. Các tông cách nhiệt chủ yếu được chế tạo bằng cách đẩy các sợi sunfat chưa tẩy trắng, có nhiều lỗ xốp ở giữa các sợi nên có khả năng thoáng khí, hút dầu, hút nước, v.v. Giả sử sử dụng giấy sợi polyamine chịu nhiệt cao. Trong trường hợp đó, tuổi thọ của nó chắc chắn sẽ được nâng cao đáng kể, ví dụ như làm ống giấy cách nhiệt, thanh đỡ, khối đệm, vách ngăn, vòng góc, v.v.

(3) Giấy cáp. Giấy cách nhiệt này được làm từ bột giấy sunfat và được sử dụng trong máy biến áp với phiên bản giấy truyền hình cáp DL2-08 và DL2-12, với mật độ 0,08 mm và 0,12 mm. Nó chủ yếu được sử dụng để cách điện trên bề mặt bên ngoài của dây, cách điện giữa các lớp của cuộn dây và cách điện bọc chì. Nó chỉ là một trong những sản phẩm cách nhiệt chính cho máy biến áp ngâm dầu.

(4 )Giấy điện thoại. Được làm từ bột giấy sunfat. Sử dụng giấy điện thoại có thiết kế DH-50 trong máy biến áp. Mật độ của nó là (0,5 ± 5%) mm và được cuộn thành cuộn giấy có chiều rộng (500 ± 10) mm. Thường được sử dụng để cách điện cho cáp cuộn và cách điện hoàn thiện cho cuộn dây.

(5 )Giấy nhăn. Nó cũng là giấy cách nhiệt, được làm từ giấy dây làm từ bột giấy sunfat và đã qua xử lý. Nó có hiệu suất điện tuyệt vời trong dầu, được đặc trưng bởi điện áp sự cố thông thường cao và góc tổn thất điện môi có giá trị tiếp tuyến nhỏ. Giấy nhăn chủ yếu được sử dụng để bọc đường dây ra máy biến áp và các khu vực khác.

Hệ số điện môi của giấy và bìa cách điện, ký hiệu là ε, nằm trong khoảng 4-5, vượt hệ số điện môi của dầu máy biến áp, ký hiệu là ε=2,2, hơn gấp đôi. Trong cách điện hỗn hợp, cường độ trường có liên quan nghịch với hệ số điện môi của vật liệu khi chịu tác dụng của điện trường.

Cường độ từ trường trong khe hở dầu mạnh hơn đáng kể so với cường độ trường của bìa cứng, khiến nó trở thành điểm dễ bị tổn thương trong cách điện của giấy dầu. Do đó, các nhà nghiên cứu đang khám phá các loại bìa cứng mới có hệ số điện môi thấp hơn để giảm kích thước cấu trúc cách điện trong máy biến áp.

Giới thiệu về kết cấu cách nhiệt

Cấu trúc cách điện chính cho Máy biến áp ngâm dầu máy biến áp ngoài trời 10kv 20kv 35kv

1. Giữa cuộn dây và lõi sắt

Lõi sắt gồm có trụ lõi và ách sắt được nối đất khi hoạt động. Cách điện giữa cuộn dây và trụ lõi chủ yếu được cung cấp bởi cuộn dây gần trụ lõi. Minh họa trong Hình 2-15, một ống trụ bằng giấy cách điện và một lõi sắt hình trụ được sử dụng cho mục đích này. Để tạo ra độ dày cụ thể của lớp cách nhiệt khe dầu, một dải đỡ được đặt giữa đường kính ngoài của ống giấy và đường kính trong của cuộn dây, như minh họa trong Hình 2-18. Trong trường hợp điện áp cao, dải đỡ ống giấy có thể được tái chế để tạo ra lớp cách điện bổ sung, như được mô tả trong Hình 14 và 16 trong Hình 2.

Lõi sắt gồm có trụ lõi và ách sắt được nối đất khi hoạt động. Cuộn dây gần trụ lõi chủ yếu cung cấp lớp cách điện giữa cuộn dây và trụ lõi. Minh họa trong Hình 2-15, một ống trụ bằng giấy cách điện và một lõi sắt hình trụ được sử dụng cho mục đích này. Để tạo ra độ dày cụ thể của lớp cách nhiệt khe dầu, một dải đỡ được đặt giữa đường kính ngoài của ống giấy và đường kính trong của cuộn dây, như minh họa trong Hình 2-18. Trong trường hợp điện áp cao, dải đỡ ống giấy có thể được tái chế để tạo ra lớp cách điện bổ sung, như được mô tả trong Hình 14 và 16 trong Hình 2.

2. Giữa các cuộn dây

Cách điện khe hở dầu của ống giấy thường được sử dụng làm phương pháp cách điện chính cho các cấp cuộn dây trong cùng một pha hoặc giữa các pha khác nhau. Loại cách điện này thường thấy ở các máy biến áp siêu cao áp công suất cao, nơi thường sử dụng các ống giấy mỏng với khe hở dầu tối thiểu.

3.Giữa cuộn dây và vỏ

Cuộn dây ngoài cùng và thùng dầu cung cấp lớp cách điện chính giữa cuộn dây và vỏ. Ở cấp điện áp 110kV trở xuống, dầu cách điện cung cấp đủ độ dày cho lớp cách điện chính. Ngược lại, ở điện áp cao hơn từ 220kV trở lên, một màn chắn bổ sung bằng bìa cứng được kết hợp để tăng cường lớp cách điện chính giữa đất và cuộn dây.

4. Cách điện đường dây đi

Độ dày của giấy nhàu bao phủ mép cuộn thay đổi tùy theo mức điện áp. Nhiều điện áp hơn dẫn đến lớp giấy nhàu dày hơn. Quấn giấy nhàu nát có độ dày phù hợp sát mép cuộn dây nhưng không quấn trực tiếp lên đó bằng cáp trần hoặc thanh cái kim loại. Sau đó, hàn một sợi dây đồng mềm nhiều lớp nối trực tiếp vào ống bọc sứ.

5. Cách nhiệt của bộ đổi vòi

Thanh vận hành của bộ đổi vòi đóng vai trò như một chất cách điện quan trọng giữa cuộn dây cao áp, trung thế và mặt đất. Điều này là do một đầu của thanh nối với các bộ phận cao áp và trung thế trong khi đầu còn lại gắn vào vỏ, được nối đất. Thông thường, cần thao tác được chế tạo từ ống giấy cách nhiệt phenolic hoặc gỗ khô phủ sơn bảo vệ. Nó được gắn trên một giá đỡ cách điện, với bộ phận dẫn điện cung cấp vật liệu cách nhiệt giữa giá đỡ và mặt đất. Lớp cách nhiệt chính được làm từ gỗ phía nam hoặc bìa cứng phenolic.

6. Cách điện chính bên ngoài của máy biến áp

Ống bọc cách điện của máy biến áp được thiết kế để dẫn dây dẫn điện áp cao và thấp từ bên trong máy biến áp ra bên ngoài thùng dầu. Nó cung cấp cả khả năng cách nhiệt cho dây dẫn với mặt đất và hỗ trợ kết cấu dưới dạng dây dẫn cố định. Vì vậy, việc đáp ứng các yêu cầu về độ bền điện và cơ được quy định trong các tiêu chuẩn sản xuất là rất quan trọng. Dây dẫn bên trong ống lót gốm của máy biến áp là bộ phận quan trọng mang dòng điện trong quá trình hoạt động bình thường và đoản mạch. Do đó, ống lót gốm phải có độ ổn định nhiệt cao. Thiết kế và vật liệu sử dụng trong ống bọc cách điện được xác định dựa trên yêu cầu về mức điện áp.l.

Cách nhiệt dọc

Cách điện theo chiều dọc liên quan đến việc cung cấp cách điện giữa các vòng dây, lớp và màn chắn riêng lẻ trong cùng một cuộn dây; có nhiều vòng dây quấn, đòi hỏi phải có lớp cách điện giữa chúng. Lớp cách điện giữa các vòng thường bao gồm giấy cáp bọc dây, với lớp cách điện dày hơn cần thiết cho các mức điện áp cao hơn. Cách điện giữa các lớp liên quan đến cách điện giữa các lớp dây liền kề, tương đương với chiều rộng đường dẫn dầu..