So sánh máy biến áp khô và máy biến áp dầu CÔNG TY TNHH CHẾ TẠO MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC HÀ NỘI

Chu Văn An

Hiện nay có hai loại máy biến áp đang được sử dụng trong công nghiệp: Máy biến áp loại khô và máy biến áp dầu sử dụng hai phương pháp khác nhau nhằm giảm lượng nhiệt lớn do máy sinh ra trong quá trình vận hành. Vậy nên chọn mua máy biến áp khô hay máy biến áp làm mát bằng dầu? Hãy xem kỹ bài viết dưới đây.

Máy biến áp 3 pha làm mát bằng dầu khoáng: Có cấu tạo cơ bản giống như các loại máy biến áp khác. Chúng được sử dụng ở mọi phạm vi và quy mô, từ nhà máy điện đến trường học, bệnh viện, khu đô thị và nhà máy. So sánh về trọng lượng, máy biến áp dầu nặng hơn máy biến áp khô vì ngoài khối lượng lõi từ và cuộn dây còn phải gánh khối lượng dầu và vỏ thép. Việc vận chuyển, lắp đặt cũng tốn nhiều công sức hơn so với máy biến áp loại khô.

Máy biến áp khô làm mát bằng không khí tự nhiên. Có 4 loại máy biến áp khô:

Máy biến áp hở: Được chế tạo bằng phương pháp nhúng và nướng.

Máy biến áp ngâm tẩm áp suất chân không – VPI: Có cuộn dây được cách nhiệt và cách điện bằng sợi thủy tinh polyester thông qua quá trình ngâm tẩm áp suất chân không.

Đóng gói áp suất chân không – VPE: Có quy trình sản xuất tương tự VPL nhưng khác ở chỗ thay vì polyester thì VPE sử dụng VPE silicone.

Máy biến áp khô CTBA

Chi phí đầu tư ban đầu là yếu tố đầu tiên ảnh hưởng đến việc lựa chọn loại làm mát cho máy biến áp 3 pha. Chi phí này trước hết đến từ nhà sản xuất máy biến áp và cuối cùng là từ người sử dụng. Với máy biến áp khô, công nghệ sản xuất phức tạp hơn, nhiều vật liệu cách nhiệt, cách điện được tích hợp vào lõi từ và cuộn dây hơn so với máy biến áp dầu nên giá thành sản xuất sẽ cao hơn. Đồng thời, tổn thất điện năng của máy biến áp khô cũng lớn hơn so với máy biến áp dầu. Cụ thể như bảng dưới đây:

2.2. So sánh máy biến áp khô và máy biến áp dầu về tổn thất điện năng

2.1 Tổn thất ở mức tải kết hợp 100%

Để làm rõ tổn thất ở mức 100% tải tổng hợp, chúng tôi lấy ví dụ máy biến áp 3 pha 2500kVA áp dụng cho 3 loại: Máy Diesel, máy CRT và máy VPI. Khi hoạt động 100% công suất, máy diesel có hiệu suất 99,2%, máy CRT đạt 99% và thấp nhất là máy VPI đạt 98,9%.

2.2 Tổn thất khi tải 50% công suất

Chúng ta vẫn lấy 3 loại máy biến áp có cùng công suất nêu trên để so sánh. Ở mức tải 50%, tổn thất không tải không đổi và tổn thất có tải giảm theo nghịch đảo bình phương.

3. So sánh chi phí do tổn thất máy biến áp

Vẫn sử dụng máy 2500 kVA có cùng điện áp đầu vào cho 3 loại máy, chúng tôi so sánh với các thông số đã cho, cụ thể như sau:

Giá điện bình quân ở cấp điện áp 22kV 2.000 đồng/kWh (Giả sử giá điện này không đổi trong 10 năm).

Số giờ sử dụng trong năm: 24 giờ/ngày x 365 ngày = 8760 giờ.

Máy biến áp tải 50% công suất.

4. Tuổi thọ và hoạt động của máy biến áp

4.1 Tuổi thọ

Với máy biến áp khô, tuổi thọ trung bình từ 15 đến 25 năm. Máy biến áp dầu có tuổi thọ trung bình dài hơn, cụ thể từ 25 đến 35 năm. Tuổi thọ trung bình của cả máy biến áp khô và máy biến áp dầu là 25 năm. Tuy nhiên, tuổi thọ trung bình của động cơ diesel vẫn có thể từ 5 năm trở lên. Nguyên nhân chính là do máy biến áp dầu dễ sửa chữa và bảo trì hơn máy biến áp khô.

4.2 Bảo trì

Với máy biến áp khô, việc bảo trì cần phải thường xuyên và liên tục. Công việc này bao gồm việc kiểm tra kết cấu, kết nối các bộ phận cùng với việc làm sạch bụi.

Máy biến áp làm mát bằng dầu chỉ yêu cầu quan sát, giám sát chất lượng dầu để hạn chế tình trạng thiếu dầu làm mát hoặc cặn, axit, kiềm. Chất lượng dầu được đảm bảo sẽ giúp tăng tuổi thọ và giảm thiểu nguy cơ hư hỏng, cháy nổ.

Tần suất bảo trì cho cả máy khô và máy diesel đều dựa trên khuyến nghị của nhà sản xuất. Tuy nhiên, xét về mức độ cần thiết và tần suất, máy biến áp khô đòi hỏi thời gian bảo trì lâu hơn.

4.3 Sửa chữa

Nhược điểm của máy biến áp khô là khi xảy ra sự cố hoặc hỏng hóc thì việc sửa chữa một cuộn dây là không thể. Đây cũng là một ưu điểm của máy biến áp dầu khí, giúp việc sửa chữa trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn rất nhiều với các nhà sản xuất máy biến áp.

Trong trường hợp quá tải hoặc nổ thì khả năng tận dụng các chi tiết trong lõi từ và cuộn dây máy khô là không thể, nhưng với máy biến áp dầu thì cơ hội tận dụng các linh kiện sẽ tối ưu hơn.

Nhìn chung, trường hợp xấu nhất xảy ra trong quá trình vận hành là cháy nổ, máy biến áp khô không có cơ hội sửa chữa mà phải thay thế hoàn toàn 100%. Ngược lại, cơ hội tận dụng máy dầu nhiều hơn, chi phí vận hành cũng rẻ hơn máy khô.

4.4 Khả năng sử dụng

Khả năng tận dụng dầu máy biến áp là hoàn toàn khả thi và được hầu hết các đơn vị mua và xử lý, trong đó có các nhà sản xuất máy biến áp và các đơn vị tái chế chất thải. Trong nhiều trường hợp, sau khi quấn, sấy, bơm… dầu, máy cũ quay về phục vụ hệ thống điện. Trong trường hợp đã quá tuổi sử dụng hoặc không thể bảo trì được thì hầu hết nguyên liệu cấu thành nên máy biến áp dầu đều được tái chế. Các vật liệu như thép, nhôm, đồng,… được tái chế để phục vụ các dây chuyền sản xuất khác trong xã hội.

Do có khả năng tận dụng máy dầu nên trong trường hợp phải thay máy biến áp, sau khi bồi thường giá thành thay thế thường sẽ rẻ hơn so với máy khô.

Do cấu tạo của máy khô nên nếu cuộn dây bị cháy thì toàn bộ lõi từ, lớp cách điện, dây đồng/nhôm không thể tái chế được. Chi phí trang bị máy biến áp mới sẽ cao hơn máy biến áp diesel vì không được bù đắp bằng việc sử dụng.

4.5 Diện tích chiếm đóng

Diện tích chiếm chỗ của máy biến áp có ảnh hưởng đến chi phí mặt bằng, lựa chọn không gian và vị trí thích hợp của máy biến áp. Với cùng công suất, loại có diện tích chiếm dụng ít hơn sẽ có nhiều ưu điểm hơn để lựa chọn.

Tuy nhiên, sự khác biệt về diện tích của máy biến áp dầu và máy biến áp khô gần như giống nhau. Mặc dù sự khác biệt có xảy ra nhưng không phải ở tất cả các mẫu máy.

Điểm khác biệt duy nhất khi so sánh là đối với các loại máy có công suất trên 2500kVA thì Techno Electro LLC không sản xuất máy khô. Điều này chứng tỏ máy biến áp dầu vẫn là loại máy được sử dụng phổ biến, ứng dụng vào nhiều mục đích khác nhau và máy khô không thể thay thế được vai trò của máy dầu.

4.6 Tiếng ồn do máy dầu và máy khô tạo ra

Theo số liệu từ các chuyên gia Mỹ, độ ồn trong môi trường làm việc ở Mỹ dao động từ 45 đến 58dB, còn các nhà máy công nghiệp dao động từ 64 đến 70dB. Máy biến áp dầu thường có dải cường độ âm thanh từ 18 đến 63dB, máy biến áp khô có độ ồn cao hơn và dao động từ 64 đến 70dB.

Như vậy, nếu đánh giá máy biến áp khô phù hợp cho các tòa nhà văn phòng, trụ sở cơ quan, bệnh viện thì cường độ âm thanh phát ra là yếu tố đáng quan tâm.

Máy biến áp làm mát bằng dầu được bao quanh bởi một thùng kín và bên trong chứa đầy dầu khoáng nên độ ồn phát sinh thấp hơn so với máy biến áp khô. Đây cũng chính là ưu điểm của máy diesel khi so sánh với máy biến áp khô.

5. Kết luận

Ưu điểm của máy dầu so với máy khô: Với cùng công suất, cùng tải trọng, máy biến áp dầu ít tổn thất hơn nên chi phí bảo trì máy dầu cũng thấp hơn máy khô. Trung bình, tuổi thọ của máy dầu cao hơn máy khô 5 năm. Khả năng sửa chữa, phục hồi hoạt động của máy dầu cao hơn máy khô. Khả năng tận dụng và tái đầu tư chi phí trong trường hợp thay thế máy dầu sẽ tiết kiệm chi phí hơn máy biến áp. khô. Tiếng ồn do máy biến áp dầu tạo ra ít hơn máy biến áp khô. Điểm giống nhau giữa máy biến áp dầu và máy biến áp khô là diện tích sử dụng gần như giống nhau.

Tần suất bảo trì là như nhau. Nếu với máy biến áp dầu, việc theo dõi chất lượng, số lượng dầu làm mát là việc cần làm thường xuyên thì việc vệ sinh, loại bỏ bụi bẩn để tăng khả năng tản nhiệt cho máy khô cũng là việc phải làm định kỳ.