Giới thiệu
11kV máy biến áp phân phối ngâm dầulà một trong những thiết bị chuyển đổi năng lượng quan trọng nhất trong mạng lưới phân phối điện. Chúng được triển khai rộng rãi trong lưới điện đô thị, khu công nghiệp, cộng đồng dân cư, khu khai thác mỏ và nhà máy năng lượng mới. Nhiều kỹ sư mua sắm, kỹ thuật viên bảo trì và người mới bắt đầu làm việc trong ngành điện cần hiểu biết rõ ràng về cấu trúc bên trong máy biến áp trong quá trình lựa chọn thiết bị, đại tu và xử lý sự cố. Bể chứa bên ngoài và cánh tản nhiệt chỉ đơn thuần là vỏ bên ngoài của thiết bị. Tất cả các bộ phận cốt lõi thực hiện chuyển đổi điện áp và mang tải điện đều được đặt bên trong thùng dầu. Hướng dẫn này trình bày một cách có hệ thống cấu trúc bên trong hoàn chỉnh của máy biến áp ngâm dầu 11kV, giải thích chức năng của từng bộ phận, tính chất vật liệu và logic làm việc phối hợp giữa các bộ phận. Nó giúp người đọc nắm bắt các nguyên tắc vận hành thiết bị và cung cấp tài liệu tham khảo đáng tin cậy cho việc mua sắm sản phẩm, kiểm tra định kỳ, bảo trì và chẩn đoán lỗi.
lõi sắt
Lõi sắt đóng vai trò là khung mạch từ và là thành phần cốt lõi để truyền từ thông. Lõi sắt của đường dây 11kVmáy biến áp ngâm dầuthường được lắp ráp bằng cách xếp chồng các tấm thép silic định hướng dạng hạt cán nguội có tính thấm từ cao. Một lớp phủ cách điện được áp dụng trên bề mặt của tấm thép silicon, giúp giảm hiệu quả tổn thất dòng điện xoáy và tổn thất trễ sinh ra dưới từ trường xen kẽ, làm giảm sự sinh nhiệt của thiết bị. Lõi sắt gồm có lõi chân và ách. Các cuộn dây được lắp vào các chân lõi, trong khi các ách đóng mạch từ. Lõi sắt được kẹp chặt và cố định để tránh tiếng ồn quá lớn do rung động điện từ sau khi cấp điện. Lõi sắt sử dụng nối đất một điểm trong thiết kế điện để ngăn chặn điện thế nổi có thể gây ra phóng điện cục bộ. Thiết kế này rất cần thiết để vận hành máy biến áp an toàn lâu dài. Nếu xảy ra nối đất đa điểm trên lõi sắt, dòng điện tuần hoàn sẽ hình thành và làm nóng các tấm thép silicon, đẩy nhanh quá trình lão hóa của dầu cách điện, thậm chí dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng bên trong.
Cuộn Dây (Cuộn Dây)
Cuộn dây là phần mạch điện của máy biến áp, được chia thành cuộn dây cao áp và cuộn dây hạ thế, được gắn đồng tâm trên các chân lõi sắt. Đối với máy biến áp phân phối 11kV thông thường, điện áp định mức ở phía điện áp cao là 11kV và phía điện áp thấp thường tạo ra 400V. Cuộn dây điện áp thấp được bố trí sát với lõi sắt, còn cuộn dây điện áp cao được đặt ở lớp ngoài. Vì cuộn dây điện áp thấp mang dòng điện lớn nên lá đồng hoặc dây dẫn bằng đồng dày được sử dụng. Cuộn dây cao áp làm việc dưới điện áp cao, sử dụng dây đồng mỏng cách điện bằng giấy nhiều lớp cách điện. Các dây dẫn được bọc bằng giấy cách điện có độ bền cao để tạo thành lớp cách điện lần lượt và cách điện từng lớp. Các khe hở cách điện chính chứa đầy dầu máy biến áp được dành riêng giữa cuộn dây điện áp cao và điện áp thấp để cách ly điện. Cuộn dây phải có đủ độ bền cơ học. Khi xảy ra sự cố ngắn mạch trong hệ thống điện, lực điện từ ngắn mạch rất lớn sẽ tác động lên các cuộn dây. Cấu trúc cuộn dây chắc chắn có thể chống lại sự biến dạng và ngăn ngừa hư hỏng cách điện. Dây quấn được rút ra khỏi thùng chứa thông qua ống lót cách điện để nối với cáp nguồn bên ngoài.
Hệ thống cách nhiệt và dầu máy biến áp
Hệ thống cách nhiệt bên trong kết hợp vật liệu cách điện rắn và dầu cách điện lỏng. Vật liệu cách điện rắn bao gồm giấy cách điện, tấm ép cách điện, thanh giằng và khối cách điện, dùng để tách các cuộn dây và cuộn dây đỡ. Dầu máy biến áp là chất không thể thiếu bên trong thùng máy, có hai chức năng chính là cách điện và tản nhiệt. Dầu máy biến áp có độ bền điện môi tuyệt vời. Nó lấp đầy khoảng trống giữa tất cả các bộ phận bên trong để loại bỏ các khoảng không khí và ngăn ngừa sự cố phóng điện. Trong quá trình vận hành, nhiệt sinh ra từ lõi sắt và cuộn dây sẽ truyền vào dầu máy biến áp. Thông qua đối lưu tự nhiên hoặc tuần hoàn cưỡng bức, dầu truyền nhiệt đến thành bể và bộ tản nhiệt để tản nhiệt. Ngoài ra, dầu biến thế còn ngăn chặn quá trình oxy hóa của vật liệu cách điện và làm chậm quá trình lão hóa cách điện. Chất lượng dầu quyết định trực tiếp đến tuổi thọ của máy biến áp. Độ ẩm quá mức, tạp chất hoặc khí bên trong dầu sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất cách nhiệt. Vì vậy, việc kiểm tra lấy mẫu dầu thường xuyên là nhiệm vụ ưu tiên trong công tác bảo trì.
Khách hàng tiềm năng nội bộ và Công cụ thay đổi vòi
Dây dẫn bên trong kết nối các đầu cuối cuộn dây với ống lót bên ngoài. Dây dẫn bằng đồng cách điện được sử dụng cho dây dẫn và cách bố trí tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về khoảng cách cách điện để ngăn chặn sự phóng điện giữa dây dẫn hoặc giữa dây dẫn và mặt đất. Bộ đổi nấc ngắt mạch được lắp đặt bên trong bể và nối với các điểm nối của cuộn dây điện áp cao. Điện áp lưới điện thường có biến động nhỏ. Sau khi cắt điện, nhân viên bảo trì có thể điều chỉnh vị trí vòi của bộ đổi vòi để thay đổi số vòng dây của cuộn dây điện áp cao, nhằm ổn định điện áp đầu ra ở phía điện áp thấp. Lưu ý rằng bộ đổi vòi chỉ có thể được vận hành trong điều kiện tắt nguồn. Điều chỉnh tải bị nghiêm cấm.
Thành phần bảo vệ nội bộ
Các thành phần bảo vệ khác nhau được bố trí bên trong bể. Rơle Buchholz được gắn trên đường ống nối bể chứa và thiết bị bảo quản. Khi xảy ra những lỗi nhỏ bên trong máy biến áp, khí sẽ bị phân hủy. Trong trường hợp có lỗi nghiêm trọng, dòng dầu tăng vọt sẽ kích hoạt rơle gửi tín hiệu cảnh báo hoặc kích hoạt ngắt mạch. Cảm biến nhiệt độ có đầu dò được lắp vào bể được trang bị để theo dõi nhiệt độ dầu trên cùng. Rào chắn cách điện bên trong và kết cấu đỡ cố định tất cả các bộ phận bên trong để tránh dịch chuyển bộ phận trong quá trình vận chuyển hoặc tác động ngắn mạch.
Phần kết luận
Thi công bên trong đường dây 11kVmáy biến áp ngâm dầuhoạt động như một hệ thống tích hợp. Lõi sắt tạo thành mạch từ, cuộn dây thực hiện chuyển đổi giữa năng lượng điện và năng lượng từ. Dầu cách điện và chất cách điện rắn cùng thực hiện nhiệm vụ cách nhiệt và tản nhiệt. Bộ thay đổi vòi, dây dẫn bên trong và thiết bị bảo vệ đảm bảo điều chỉnh điện áp và bảo vệ lỗi. Sự lão hóa hoặc hư hỏng của bất kỳ bộ phận bên trong nào sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái hoạt động chung của máy biến áp. Nắm vững kiến thức xây dựng bên trong giúp nhân viên kỹ thuật hoàn thiện nghiệm thu thiết bị và bảo trì định kỳ, nhanh chóng xác định nguồn sự cố, kéo dài tuổi thọ máy biến áp và đảm bảo cung cấp điện ổn định cho lưới phân phối.
