1. Máy biến áp hạ thế ngâm dầu 11kV-là gì?
Máy biến áp hạ thế ngâm trong dầu 11kV-là một thiết bị điện tĩnh chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) 11kV thành điện áp xoay chiều-thấp hơn (phổ biến nhất là 415V ba-pha / 240V đơn-pha) thông qua cảm ứng điện từ. Các bộ phận hoạt động của nó - lõi từ và cuộn dây điện áp cao/thấp - được ngâm hoàn toàn trong dầu cách điện khoáng bên trong một thùng thép kín.
Là loại máy biến áp phân phối thống trị trên toàn thế giới, nó chiếm hơn 80% tổng số thiết bị phân phối loại 11kV{2}}do chi phí thấp, độ tin cậy cao và khả năng thích ứng ngoài trời tuyệt vời.
2. Vật lý cơ bản: Cảm ứng điện từ
Toàn bộ quá trình-giảm điện áp được xây dựng dựa trênĐịnh luật cảm ứng điện từ của Faradayvà nguyên lý tự cảm lẫn nhau giữa hai cuộn dây cách điện.
Mối quan hệ cốt lõi chi phối việc chuyển đổi điện áp là:
V₁ / V₂ = N₁ / N₂
Ở đâu:
V₁=Điện áp sơ cấp (đầu vào) (11kV cho phía điện áp cao-)
V₂=Điện áp thấp thứ cấp (đầu ra)
N₁=Số vòng trong cuộn sơ cấp điện áp cao-
N₂=Số vòng trong cuộn thứ cấp điện áp thấp{1}}
Đối với máy biến áp giảm áp,N₁ luôn lớn hơn N₂. Đối với máy biến áp phân phối 11kV/415V tiêu chuẩn, tỷ số vòng dây xấp xỉ 26,5:1 - nghĩa là cuộn dây 11kV có số vòng dây dẫn nhiều hơn 26,5 lần so với cuộn dây có điện áp thấp-, tạo ra sự giảm điện áp đầu ra theo tỷ lệ.
3. Các thành phần cốt lõi cho phép giảm điện áp 11kV
Mỗi bộ phận của máy biến áp ngâm dầu 11kV đều có vai trò cụ thể trong việc hỗ trợ giảm điện áp an toàn, hiệu quả-:
3.1 Lõi thép silicon CRGO nhiều lớp
Được sản xuất từ các tấm thép silicon cán nguội-cán{1}}định hướng (CRGO) xếp chồng lên nhau, lõi tạo thành mạch từ kín của máy biến áp. Nó tập trung và dẫn hướng từ thông xoay chiều được tạo ra bởi cuộn dây 11kV, giảm thiểu hiện tượng trễ và tổn thất dòng điện xoáy. Độ thấm từ cao đảm bảo liên kết từ thông tối đa giữa hai cuộn dây, điều này rất cần thiết để giảm điện áp chính xác.
3.2 Cuộn dây điện áp cao{1}}(11kV)
Được làm từ nhiều vòng dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm mỏng tráng men, cuộn dây HV kết nối trực tiếp với lưới phân phối 11kV đầu vào. Số vòng quay lớn của nó là nền tảng cấu trúc của hàm-bước xuống.
3.3 Cuộn dây điện áp thấp{1}}
Được chế tạo với ít vòng dây dẫn dày hơn (để mang dòng điện cao hơn ở điện áp thấp), cuộn dây LV được gắn gần lõi hơn để có độ bền cơ học và hiệu suất cách điện tốt hơn. Đó là nơi điện áp giảm được tạo ra và xuất ra các tải cuối.
3.4 Dầu khoáng cách điện
Dầu thực hiện hai chức năng quan trọng để vận hành-giảm bậc đáng tin cậy:
Cách điện: Nó lấp đầy mọi khoảng trống giữa cuộn dây, lõi và thùng chứa, cung cấp độ bền điện môi cao để ngăn chặn sự cố điện giữa mạch 11kV và mạch điện áp thấp.
tản nhiệt: Nó hấp thụ nhiệt sinh ra bởi điện trở cuộn dây và tổn thất lõi trong quá trình chuyển đổi điện áp, sau đó truyền nhiệt đến bộ tản nhiệt bên ngoài để làm mát.
3.5 Lắp ráp bình chứa và bộ tản nhiệt
Thùng thép kín chứa cụm cuộn dây-lõi và dầu cách điện. Bộ tản nhiệt bên ngoài cho phép tuần hoàn dầu tự nhiên hoặc cưỡng bức để duy trì nhiệt độ vận hành tối ưu, đảm bảo điện áp đầu ra ổn định ngay cả khi tải đầy liên tục.
3.6 Ống lót cách điện HV/LV
Ống lót bằng sứ hoặc polyme cung cấp các điểm vào cách điện, bịt kín cho đường dây đầu vào 11kV và đường dây đầu ra-điện áp thấp, cách ly dây dẫn mang điện khỏi thùng thép nối đất.
4. Từng bước{1}}từng bước{2}}Quy trình hạ điện áp 11kV-Xuống
Việc chuyển đổi từ điện áp trung thế 11kV sang điện áp thấp có thể sử dụng được thực hiện theo năm giai đoạn rõ ràng:
Bước 1: Nguồn điện xoay chiều 11kV cấp điện áp cao-cho cuộn dây
Nguồn điện xoay chiều 11kV từ lưới phân phối đi vào máy biến áp thông qua ống lót điện áp cao-và chạy qua cuộn dây HV nhiều vòng.
Bước 2: Các dạng từ thông xen kẽ trong lõi
Dòng điện xoay chiều trong cuộn dây 11kV tạo ra từ trường biến thiên theo thời gian. Lõi CRGO có độ thấm cao-tập trung từ thông này, do đó gần như tất cả các dòng từ thông đều đi qua cả cuộn dây HV và LV.
Bước 3: Cảm ứng lẫn nhau tạo ra điện áp trong cuộn dây LV
Khi từ thông xoay chiều cắt ngang-cuộn dây có điện áp thấp, nó sẽ tạo ra một lực điện động (EMF) - điện áp có thể đo được - trong cuộn dây LV theo Định luật Faraday.
Bước 4: Điện áp giảm theo tỷ số vòng dây
Bởi vì cuộn dây LV có số vòng ít hơn nhiều so với cuộn dây HV 11kV nên điện áp cảm ứng sẽ thấp hơn tương ứng. Đối với máy biến áp 11kV/415V tiêu chuẩn, đầu vào 11kV tạo ra đầu ra ba pha khoảng 415V.
Bước 5:-Nguồn điện áp thấp được cung cấp cho tải
Điện áp-giảm dần thoát ra qua ống lót LV và được phân phối tới các tải dân dụng, thương mại hoặc công nghiệp ở mức an toàn, có thể sử dụng được.
5. Tại sao thiết kế chìm trong dầu chiếm ưu thế trong các ứng dụng hạ áp 11kV-
Ở cấp điện áp 11kV, máy biến áp ngâm dầu được ưu tiên hơn so với các loại thay thế loại khô{1}}vì năm lý do chính:
Độ bền điện môi cao hơn: Dầu cung cấp khả năng cách nhiệt tốt hơn nhiều so với không khí, khiến dầu trở thành giải pháp-hiệu quả về mặt chi phí cho hệ thống trung thế{2}}11kV.
Tản nhiệt vượt trội: Làm mát bằng dầu hỗ trợ mật độ công suất cao hơn và xếp hạng kVA lớn hơn trong một kích thước nhỏ gọn, lý tưởng cho nhiệm vụ-bước tải-nặng.
Tuổi thọ dài: Máy biến áp ngâm dầu 11kV được bảo trì đúng cách có thể hoạt động tin cậy trong 25–35 năm.
Độ bền ngoài trời: Cấu trúc bể kín bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi bụi, độ ẩm và thời tiết khắc nghiệt, thích hợp cho việc lắp đặt ngoài trời-gắn trên cột hoặc-gắn trên tấm đệm.
Chi phí vòng đời thấp hơn: Giá mua trả trước và chi phí bảo trì thấp hơn so với máy biến áp loại khô ở mức định mức 11kV.
6. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất-giảm bước
Một số thông số xác định mức độ chính xác và hiệu quả của việc giảm điện áp máy biến áp 11kV:
Độ chính xác của tỷ lệ quay: Cuộn dây chính xác đảm bảo điện áp đầu ra nằm trong phạm vi dung sai tiêu chuẩn ±5%.
Chất lượng vật liệu cốt lõi: Thép CRGO tổn hao thấp- cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và độ ổn định điện áp.
Độ bền điện môi dầu: Dầu bị ô nhiễm hoặc xuống cấp làm giảm hiệu suất cách điện và có nguy cơ đánh thủng điện áp.
Cài đặt thay đổi nhấn: Bộ chuyển mạch-tắt trên cuộn dây 11kV cho phép điều chỉnh điện áp ±2×2,5% để bù đắp cho sự dao động điện áp lưới.
Hệ số công suất tải: Hệ số công suất thấp làm tăng độ sụt điện áp bên trong, giảm điện áp đầu ra khi tải nặng.
7. Các ứng dụng phổ biến của máy biến áp bước xuống dầu 11kV-
Mạng lưới phân phối dân cư: Máy biến áp gắn trên cột hoặc trạm biến áp có cấp điện áp 11kV xuống 230V/415V để cung cấp cho hộ gia đình.
Nhà máy sản xuất công nghiệp: Động cơ điện, máy móc sản xuất và hệ thống điều khiển từ lưới điện 11kV.
Tổ hợp thương mại: Cung cấp hệ thống chiếu sáng, HVAC, thang máy và các hệ thống tòa nhà khác.
Dự án điện khí hóa nông thôn: Giải pháp hiệu quả về chi phí cho việc phân phối điện ở vùng sâu vùng xa.
Tích hợp năng lượng tái tạo: Giảm nguồn điện từ lưới thu gom năng lượng mặt trời/gió 11kV xuống mức sử dụng cục bộ.
Cơ sở hạ tầng công cộng: Chiếu sáng đường phố, trạm bơm nước và hệ thống tín hiệu đường sắt.
8. Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Điện áp đầu ra tiêu chuẩn của máy biến áp giảm áp 11kV{2}}là bao nhiêu?
Điện áp thứ cấp phổ biến nhất là 415V ba{1}}pha (240V pha-đến-trung tính) ở các vùng tiêu chuẩn IEC{5}}. Mã lưới địa phương cũng có thể chỉ định điện áp thứ cấp 400V, 380V hoặc 220V.
Câu hỏi 2: Có thể sử dụng máy biến áp giảm áp 11kV-làm máy biến áp tăng áp- được không?
Về lý thuyết, mặc dù có thể sử dụng điện nhưng máy biến áp giảm áp 11kV{1}}được tối ưu hóa cho nhiệm vụ 降压. Hoạt động ngược lại có thể vượt quá giới hạn thiết kế cách nhiệt và nhiệt. Nên sử dụng máy biến áp tăng cường-chuyên dụng cho các ứng dụng tăng điện áp.
Câu 3: Máy biến áp phân phối ngâm dầu 11kV có hiệu suất như thế nào?
Các mô hình-hiệu suất cao hiện đại (ví dụ: lớp S11, S13, IE3) thường đạt được hiệu suất-tải đầy đủ từ 98% đến 99,5% với tổn thất không-tải rất thấp.
Q4: Tại sao điện áp đầu ra máy biến áp 11kV của tôi thấp hơn định mức?
Các nguyên nhân phổ biến bao gồm dòng tải quá mức, vị trí bộ đổi vòi không chính xác, sụt áp đường dây phân phối dài hoặc điện áp lưới đầu vào thấp. Việc điều chỉnh-công tắc nhấn mạch tắt ở phía HV thường giải quyết được những sai lệch điện áp nhỏ.
Phần kết luận
Máy biến áp ngâm trong dầu 11kV giảm điện áp thông qua nguyên lý cơ bản của cảm ứng điện từ, sử dụng tỷ số vòng dây được tính toán chính xác giữa cuộn dây điện áp cao và cuộn dây điện áp thấp. Cấu trúc-ngâm trong dầu mang lại hiệu suất cách nhiệt và làm mát quan trọng cho phép vận hành lâu dài,-đáng tin cậy trong hệ thống phân phối 11kV.
Từ các khu dân cư đến khu công nghiệp, những máy biến áp này tạo thành xương sống của hệ thống phân phối điện trung thế{0}}trên toàn thế giới, cung cấp nguồn điện an toàn, giá cả phải chăng cho người dùng cuối.
