Dầu máy biến áp là gì? phân loại và công dụng CÔNG TY TNHH CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC HÀ NỘI

1. Dầu máy biến thế là gì?

Dầu máy biến áp còn được gọi với tên gọi khác là dầu cách điện hay dầu máy biến thế. Đây là loại dầu bôi trơn chuyên dùng cho máy biến áp, máy phát điện.

Dầu máy biến áp là sản phẩm được tổng hợp từ dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp. Kết hợp với hệ phụ gia cao cấp giúp tăng khả năng bôi trơn, cách nhiệt, chống oxy hóa và làm sạch thiết bị.

Dầu máy biến áp dùng trong máy biến thế điện chứa đầy dầu dùng để cách điện. Giúp ngăn chặn phóng điện hồ quang và phóng điện hào quang. Ngoài ra, dầu còn được dùng để tản nhiệt trong máy biến áp.

Dầu biến áp có đặc tính cách điện tuyệt vời và ổn định ở nhiệt độ cao. Cũng được sử dụng để bảo quản lõi máy biến áp và cuộn dây. Vì chúng được ngâm hoàn toàn trong dầu. Một đặc tính quan trọng khác là khả năng cách nhiệt của giấy làm từ xenlulo để ngăn chặn quá trình oxy hóa. Dầu biến áp hoạt động như một rào cản giữa oxy trong khí quyển và cellulose. Tránh tiếp xúc trực tiếp và do đó giảm thiểu quá trình oxy hóa. Mức dầu máy biến áp thường được đo bằng MOG (Máy đo mức dầu từ tính).

2. Các loại dầu máy biến áp:

Có hai loại dầu biến áp chính được sử dụng trong máy biến áp:

2.1. Dầu biến thế gốc parafin:

Dầu Paraffin tuy có tốc độ oxy hóa thấp hơn dầu Naphtha nhưng sản phẩm oxy hóa (cặn) không hòa tan và kết tủa ở đáy bể. Lớp bùn này đóng vai trò là vật cản cho hệ thống làm mát máy biến áp.

Bất chấp những nhược điểm nêu trên, dầu gốc parafin vẫn được sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia (như Ấn Độ) do tính sẵn có cao.

2.2. Dầu biến thế gốc Naphtha:

Dầu naphtha dễ bị oxy hóa hơn dầu parafin. Nhưng sản phẩm của quá trình oxy hóa (tức là bùn) trong dầu naphtha lại dễ hòa tan hơn bùn từ dầu parafin. Vì vậy, cặn dầu gốc naphtha không kết tủa ở đáy máy biến áp, không cản trở sự tuần hoàn đối lưu của dầu, nghĩa là không ảnh hưởng đến hệ thống làm mát máy biến áp.

3. Đặc tính dầu máy biến áp

Một số tính chất cụ thể của dầu cách điện máy biến áp cần được xem xét để xác định khả năng sử dụng của dầu:

Tính chất điện: Độ bền điện môi, điện trở riêng, hệ số tiêu tán điện môi.

Tính chất hóa học: Hàm lượng nước, độ axit, hàm lượng bùn.

Tính chất vật lý: Sức căng bề mặt, độ nhớt, điểm chớp cháy, điểm đóng băng.

3.1. Tính chất điện của dầu biến áp:

Độ bền điện môi của dầu máy biến áp còn được gọi là điện áp đánh thủng (BDV) của dầu máy biến áp. Điện áp đánh thủng được đo bằng cách quan sát điện áp nào phóng ra giữa hai điện cực ngâm trong dầu, cách nhau một khe hở riêng biệt. Giá trị BDV thấp cho thấy sự hiện diện của độ ẩm và chất mang trong dầu.

Để đo BDV của dầu biến áp, thường có sẵn máy đo BDV di động tại chỗ. Ở bộ này, dầu được đựng trong một cái nồi, trong đó có một cặp điện cực được cố định với khoảng cách 2,5 mm. Bây giờ điện áp tăng dần được đặt vào giữa các điện cực. Tốc độ tăng điện áp được kiểm soát ở mức 2KV/s và điện áp được quan sát thấy bắt đầu phát ra tia lửa điện giữa các điện cực. Điều đó có nghĩa là điểm mà độ bền điện môi của dầu biến thế giữa các điện cực đã bị phá vỡ.

Phép đo này được thực hiện 3 đến 6 lần trong cùng một mẫu dầu và lấy giá trị trung bình của các số đọc này. BDV là một thử nghiệm quan trọng và phổ biến đối với dầu máy biến thế. Bởi vì đây là chỉ số chính về tình trạng của dầu và có thể dễ dàng thực hiện tại nơi làm việc.

Dầu sạch, khô cho kết quả BDV tốt hơn dầu có độ ẩm và các tạp chất dẫn điện khác. Điện áp đánh thủng tối thiểu của dầu máy biến áp hoặc độ bền điện môi của dầu máy biến áp có thể sử dụng an toàn trong máy biến áp là 30KV.

Điện trở riêng của dầu máy biến áp: Đây là một đặc tính quan trọng khác của dầu máy biến áp. Điện trở riêng của dầu là đơn vị đo điện trở một chiều giữa hai mặt đối diện của một khối dầu cm3. Đơn vị của nó là ohm-cm ở nhiệt độ cụ thể. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của dầu giảm nhanh.

Ngay sau khi sạc máy biến áp sau một thời gian dài không hoạt động. Nhiệt độ của dầu sẽ ở nhiệt độ môi trường xung quanh và khi đầy tải nhiệt độ sẽ rất cao và có thể lên tới 900oC trong điều kiện quá tải. Vì vậy, điện trở suất của dầu cách điện phải cao ở nhiệt độ phòng và nó cũng phải có giá trị tốt ở nhiệt độ cao.

3.2. Tính chất hóa học của dầu biến thế

Hàm lượng nước trong dầu biến áp: Độ ẩm hoặc hàm lượng nước trong dầu biến thế rất không mong muốn vì nó ảnh hưởng xấu đến tính chất điện môi của dầu. Hàm lượng nước trong dầu cũng ảnh hưởng đến lớp cách điện bằng giấy của lõi và cuộn dây của máy biến áp. Giấy có độ hút ẩm cao. Giấy hấp thụ tối đa lượng nước từ dầu, ảnh hưởng đến tính chất cách nhiệt của giấy cũng như làm giảm tuổi thọ của giấy.

Nhưng ở máy biến áp có tải, dầu trở nên nóng hơn nên độ hòa tan của nước trong dầu tăng lên. Kết quả là giấy thải ra nước và làm tăng hàm lượng nước trong dầu máy biến áp. Vì vậy, nhiệt độ của dầu tại thời điểm lấy mẫu để thử nghiệm là rất quan trọng. Trong quá trình oxy hóa, axit được hình thành trong dầu, làm tăng khả năng hòa tan của nước trong dầu. Axit kết hợp với nước tiếp tục phân hủy dầu tạo thành thêm axit và nước. Tốc độ phân hủy của loại dầu này tăng lên.

Việc đo chính xác hàm lượng nước ở mức thấp như vậy đòi hỏi một thiết bị rất phức tạp như Máy chuẩn độ điện lượng Karl Fischer.

Tính axit của dầu biến thế: Tính axit của dầu biến thế là một đặc tính có hại. Nếu dầu trở nên có tính axit, thành phần nước của dầu sẽ dễ hòa tan hơn trong dầu. Tính axit của dầu làm giảm đặc tính cách điện của lớp cách điện bằng giấy của cuộn dây. Tính axit làm tăng tốc độ oxy hóa trong dầu. Axit cũng bao gồm rỉ sét khi có độ ẩm.

Các thử nghiệm axit trong dầu máy biến áp có thể được sử dụng để đo thành phần axit của chất gây ô nhiễm.

3.3. Tính chất vật lý của dầu biến áp

Sức căng bề mặt của dầu biến thế: Sức căng bề mặt giữa nước và dầu là một cách để đo lực hấp dẫn phân tử giữa nước và dầu. Sức căng bề mặt chính xác rất hữu ích cho việc xác định sự có mặt của các chất gây ô nhiễm phân cực và các sản phẩm phân hủy dầu. Dầu mới tốt thường có sức căng bề mặt cao. Các chất gây ô nhiễm oxy hóa dầu làm giảm IFT.

Điểm chớp cháy của dầu biến áp: Điểm chớp cháy của dầu biến áp là nhiệt độ mà dầu tạo ra hơi đủ để tạo thành hỗn hợp dễ cháy với không khí. Hỗn hợp này tạo ra tia sáng khi tác dụng với ngọn lửa ở điều kiện tiêu chuẩn. Điểm chớp cháy rất quan trọng vì nó chỉ rõ khả năng cháy nổ trong máy biến áp. Vì vậy, dầu biến áp cần có điểm chớp cháy rất cao. Điểm này thường trên 1400.

Điểm đông đặc của dầu biến thế: Đây là nhiệt độ tối thiểu mà tại đó dầu bắt đầu chảy trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn. Nếu nhiệt độ dầu giảm xuống dưới điểm đông đặc, dầu biến áp sẽ ngừng chảy đối lưu và cản trở quá trình làm mát trong máy biến áp. Dầu gốc paraffin có giá trị điểm đông đặc cao hơn dầu gốc Naphtha. Nhưng ở các nước như Ấn Độ, việc sử dụng dầu Paraffin không ảnh hưởng đến việc sử dụng dầu Paraffin do điều kiện khí hậu ấm áp. Điểm đóng băng của dầu biến áp chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng sáp trong dầu. Vì dầu gốc Paraffin có nhiều sáp hơn nên nó có điểm đông đặc cao hơn.

Độ nhớt của dầu máy biến áp: Nói tóm lại, độ nhớt của dầu máy biến áp có thể nói độ nhớt là khả năng chống chảy, trong điều kiện bình thường. Khả năng chống chảy của dầu máy biến áp có nghĩa là cản trở sự tuần hoàn đối lưu của dầu bên trong máy biến áp. Dầu tốt phải có độ nhớt thấp để có ít khả năng cản trở dòng chảy của dầu thông thường. Vì vậy không ảnh hưởng đến quá trình làm mát máy biến áp. Dầu biến thế có độ nhớt thấp là cần thiết, nhưng điều quan trọng không kém là độ nhớt của dầu tăng càng ít càng tốt khi nhiệt độ giảm. Mọi chất lỏng đều trở nên nhớt hơn nếu nhiệt độ giảm.

4. Vai trò của dầu biến áp

Giống như các loại dầu nhớt công nghiệp khác. Dầu máy biến áp còn có vai trò chính là bôi trơn. Ngoài ra, dầu còn có tác dụng cách điện. Bảo vệ lõi dây và hạt khi ngâm trong dầu.

Ngoài ra, dầu còn có chức năng ngăn chặn sự tiếp xúc giữa oxy và cellulose và trở thành tấm chắn cách điện cho cuộn dây.

Với độ nhớt thấp, dầu có khả năng làm mát và ổn định nhiệt độ tốt. Hệ thống phụ gia chống oxy hóa bổ sung thêm mức độ bảo vệ cao cho loại dầu này. Ngăn chặn quá trình oxy hóa các chi tiết máy.

Ngoài ra, điểm chớp cháy cao giúp ngăn ngừa khả năng cháy nổ trong quá trình sử dụng máy biến áp. Dầu còn có khả năng làm sạch và tách nước hoàn toàn trong quá trình sử dụng. Vì vậy, nó giúp dầu tránh được tình trạng nhiễm nước.

Dầu máy biến áp có vai trò quan trọng trong hoạt động của máy biến áp

Dầu máy biến áp cần phải được kiểm tra để đảm bảo rằng nó hoạt động theo tiêu chuẩn ngày nay. Các tiêu chuẩn và quy trình thử nghiệm được xác định theo nhiều tiêu chuẩn quốc tế khác nhau và hầu hết chúng được thiết lập bởi ASTM (Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ).

Thử nghiệm dầu bao gồm việc đo điện áp đánh thủng và các đặc tính hóa lý khác của dầu, thông qua thiết bị kiểm tra cầm tay hoặc trong phòng thí nghiệm. Thông qua thử nghiệm thích hợp, tuổi thọ của máy biến áp được tăng lên, giảm nhu cầu thay thế.

Dưới đây là những điều phổ biến nhất cần chú ý khi thực hiện kiểm tra dầu máy biến áp:

Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho dầu cách điện khoáng dùng trong thiết bị điện (ASTM D3487).

Trị số axit (ASTM D664).

Điện áp đánh thủng điện môi (ASTM D877).

Hệ số dung tích chất lỏng (ASTM D924-08).

Sức căng bề mặt (ASTM D971).

Điện trở riêng (ASTM D1169).

Lưu huỳnh ăn mòn (ASTM D1275).

Kiểm tra hình ảnh (ASTM D1524).

Những thử nghiệm này sẽ giúp xác định xem dầu có sạch hay không và sẽ tạo ra các đặc tính cơ bản cần được kiểm tra định kỳ. Mặc dù có sẵn một số lượng lớn các xét nghiệm nhưng chúng rất đắt tiền. Vì vậy, tốt nhất bạn nên sử dụng chúng làm chẩn đoán nếu sự cố xảy ra trong quá trình kiểm tra chính.

Tần số khuyến nghị phụ thuộc vào nguồn điện và điện áp. Nếu kết quả kiểm tra cho thấy một số dấu hiệu nguy hiểm thì tần suất sẽ phải tăng lên. Ngay cả khi chi phí thử nghiệm cao thì chi phí này cũng phải được so sánh với chi phí thay thế máy biến áp và thời gian ngừng hoạt động do mất máy biến áp.

Điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt giữa tốc độ xả quá mức và bình thường. Lượng khí hòa tan trong dầu biến áp có thể được xác định bằng cách sử dụng thử nghiệm phân tích khí hòa tan. Vận tốc khí sẽ thay đổi tùy thuộc vào tải, vật liệu cách điện và thiết kế máy biến áp.

6. Tại sao việc kiểm tra dầu máy biến áp lại quan trọng?

Việc kiểm tra dầu máy biến áp rất quan trọng để:

Mục đích Các tính chất điện cơ bản của dầu biến thế.

Xác định xem một loại dầu nào đó có phù hợp để sử dụng trong tương lai hay không.

Phát hiện nếu cần tái tạo hoặc lọc.

Giảm chi phí dầu và cải thiện tuổi thọ linh kiện.

Ngăn ngừa kịp thời sai sót và đảm bảo an toàn tối đa.

Link bài viết để tham khảo thêm:

BỂ DẦU PHỤ TRỢ MÁY BIẾN ÁP

Trạm biến áp là gì?

Vật liệu cách điện trong máy biến áp