Dầu máy biến áp: Loại, chức năng, so sánh & kiểm tra - Kiến thức

Dầu biến thếlà thành phần thiết yếu của nhiều máy biến áp ngâm dầu. Nó giúp kiểm soát nhiệt độ vận hành, cung cấp cách điện và bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi bị hư hỏng. Đối với các công ty điện lực, cơ sở công nghiệp, dự án năng lượng tái tạo và nhà thầu điện, việc lựa chọn loại dầu biến áp phù hợp và duy trì chất lượng của nó là rất quan trọng để phân phối điện đáng tin cậy.

Tuy nhiên, không phải tất cả chất lỏng máy biến áp đều có hiệu suất như nhau. Dầu khoáng vẫn được sử dụng rộng rãi vì hiệu suất và lợi thế về chi phí, trong khi chất lỏng este tự nhiên và chất lỏng silicon có thể là lựa chọn thay thế phù hợp cho các ứng dụng có yêu cầu về an toàn cháy nổ, môi trường hoặc vận hành cụ thể.

Trong hướng dẫn này, chúng tôi giải thích các chức năng chính của dầu biến thế, so sánh các chất lỏng cách điện thông thường, thảo luận về những cân nhắc khi khởi động nguội và giới thiệu các phương pháp thực tế để thử nghiệm dầu biến thế.

Dầu máy biến áp phục vụ một số mục đích bên trong máy biến áp ngâm trong dầu. Hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy cách điện, kiểm soát nhiệt độ và tuổi thọ của thiết bị.

Trong quá trình vận hành, máy biến ápcuộn dâyvàlõi từsinh ra nhiệt do tổn thất điện. Nếu lượng nhiệt này không thể được loại bỏ một cách hiệu quả, nhiệt độ của hệ thống cách nhiệt có thể tăng vượt quá giới hạn thiết kế, làm tăng tốc độ lão hóa cách điện.

Dầu máy biến áp hấp thụ nhiệt từ các bộ phận bên trong và truyền vào thành bể,bộ tản nhiệthoặc các thiết bị làm mát khác. Tùy thuộc vào thiết kế máy biến áp, tuần hoàn dầu tự nhiên, tuần hoàn dầu cưỡng bức hoặc quạt và bơm bổ sung có thể được sử dụng để cải thiện khả năng tản nhiệt.

Hiệu suất làm mát tốt đặc biệt quan trọng đối với máy biến áp điện, máy biến áp phân phối, máy biến áp năng lượng tái tạo và các thiết bị khác hoạt động dưới tải trọng thay đổi hoặc nặng.

Loại dầu thích hợp, độ nhớt, thiết kế máy biến áp và cách bố trí làm mát đều ảnh hưởng đến hiệu suất truyền nhiệt.

transformer oil

Cách điện là một chức năng chính khác của dầu biến áp. Dầu lấp đầy khoảng trống giữa các bộ phận mang điện, bao gồm cuộn dây, dây dẫn và các bộ phận bên trong khác, giúp ngăn ngừa sự cố về điện.

Khi được xử lý và bảo trì đúng cách, dầu máy biến áp có thể chịu được các ứng suất điện bên trong máy biến áp. Tuy nhiên, độ ẩm, ô nhiễm, khí hòa tan và các sản phẩm phụ lão hóa có thể làm giảm độ bền điện môi của nó.

Ô nhiễm nước đáng được quan tâm đặc biệt vì độ ẩm có thể ảnh hưởng đến cả dầu và vật liệu cách nhiệt rắn. Theo thời gian, điều này có thể làm tăng nguy cơ phóng điện cục bộ, hư hỏng cách điện hoặc hỏng thiết bị sớm.

Vì lý do này, các nhà sản xuất máy biến áp chỉ định các đặc tính chất lỏng cách điện thích hợp và các yêu cầu xử lý cho từng thiết kế.

Dầu máy biến áp còn có tác dụng bôi trơn cho một số bộ phận chuyển động trongthiết bị điện chứa đầy dầu, bao gồm các bộ phận của cơ cấu thay vòi mà thiết kế sử dụng dầu bôi trơn.

Chức năng này là thứ yếu sau làm mát và cách điện. Dầu máy biến áp không nên được coi là chất bôi trơn cơ học thông dụng vì tính phù hợp của nó phụ thuộc vào thiết bị và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

Ngoài ra, dầu còn giúp bảo vệ một số bề mặt kim loại bên trong khỏi quá trình oxy hóa bằng cách hạn chế tiếp xúc trực tiếp với không khí và hơi ẩm khi máy biến áp được bịt kín hoặc trang bị thiết bị bảo quản đúng cách.

Ba loại chất lỏng cách điện máy biến áp phổ biến là dầu khoáng, chất lỏng este tự nhiên và chất lỏng silicon. Mỗi loại có đặc tính điện, nhiệt, môi trường và an toàn cháy nổ khác nhau.

Dầu khoáng là chất lỏng cách điện máy biến áp truyền thống và được sử dụng rộng rãi nhất. Nó được tinh chế từ dầu mỏ và được pha chế để mang lại độ bền điện môi, khả năng truyền nhiệt và hiệu suất lâu dài phù hợp.

Chuỗi cung ứng được thiết lập, chi phí cạnh tranh và lịch sử hoạt động lâu dài khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến chomáy biến áp phân phối, máy biến áp điệnvà nhiều trạm biến áp tiện ích.

Dầu khoáng cũng có đặc tính truyền nhiệt thuận lợi. Tuy nhiên, dầu khoáng thông thường dễ cháy nên việc lắp đặt máy biến áp và phòng cháy chữa cháy phải được thiết kế theo tiêu chuẩn hiện hành và yêu cầu tại hiện trường.

Chất lượng dầu có thể xấu đi do quá trình oxy hóa, xâm nhập hơi ẩm, ứng suất nhiệt và lỗi điện. Kiểm tra thường xuyên và bảo trì thích hợp giúp xác định những thay đổi này trước khi chúng trở thành vấn đề nghiêm trọng.

transformer oil

Chất lỏng biến thế este tự nhiên thường được sản xuất từ dầu thực vậtvà được sử dụng làm chất thay thế cho dầu khoáng thông thường trong các ứng dụng phù hợp.

Chất lỏng FR3® là tên thương mại được công nhận của chất lỏng cách điện este tự nhiên. Nó không nên được coi là tên chung cho mọi sản phẩm este tự nhiên vì công thức và thông số kỹ thuật có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất.

Một ưu điểm quan trọng của dầu este tự nhiên là điểm cháy cao hơn so với dầu khoáng thông thường. Chúng cũng thường dễ dàng phân hủy sinh học trong các điều kiện thử nghiệm áp dụng và có thể mang lại các đặc tính môi trường thuận lợi trong các hệ thống lắp đặt được thiết kế phù hợp.

Chất lỏng este tự nhiên có thể hấp thụ nhiều nước hơn dầu khoáng trong khi vẫn duy trì hiệu suất cách điện hữu ích trong điều kiện thích hợp. Điều này không có nghĩa là có thể bỏ qua độ ẩm; chất lỏng và cách điện rắn của máy biến áp vẫn cần được giám sát thích hợp.

Chất lỏng este tự nhiên được sử dụng trong các ứng dụng ưu tiên an toàn cháy nổ, cân nhắc về môi trường và yêu cầu về vòng đời thiết bị. Trước khi chọn một loại, các kỹ sư nên xác nhận khả năng tương thích với vật liệu cách điện, vòng đệm, bố trí mở rộng và phạm vi nhiệt độ vận hành của máy biến áp.

Chất lỏng biến thế silicon là chất lỏng cách điện tổng hợp được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi an toàn cháy nổ và ổn định nhiệt.

Nó thường có điểm cháy cao và độ ổn định nhiệt và oxy hóa tốt. Những đặc điểm này có thể làm cho chất lỏng silicon trở nên hấp dẫn khi lắp đặt trong nhà, tòa nhà thương mại và các địa điểm khác có yêu cầu cụ thể về nguy cơ hỏa hoạn.

Tuy nhiên, chất lỏng silicon thường có giá mua cao hơn dầu khoáng. Độ nhớt và đặc tính truyền nhiệt của nó cũng khác với dầu khoáng, vì vậy máy biến áp phải được thiết kế và định mức cho chất lỏng đã chọn.

Chất lỏng silicon không hẳn là lựa chọn tốt nhất cho mọi máy biến áp. Lựa chọn cuối cùng phải tính đến hiệu suất điện, yêu cầu làm mát, điều kiện môi trường, phương pháp bảo trì và tổng chi phí sở hữu.

Việc lựa chọn dầu máy biến áp không chỉ liên quan đến việc so sánh giá mua. Các kỹ sư nên xem xét các đặc tính điện môi, hiệu suất cháy, hoạt động ở nhiệt độ thấp, yêu cầu về môi trường và khả năng tương thích với máy biến áp.

Tài sản	Dầu khoáng	Chất lỏng Ester tự nhiên	Chất lỏng silicon
Nguồn chính	Dầu mỏ tinh chế	Nói chung các loại dầu có nguồn gốc thực vật	Hợp chất silicon tổng hợp
Cách điện	Tuyệt vời khi được bảo trì đúng cách	Tuyệt vời khi được chỉ định và bảo trì đúng cách	Tuyệt vời khi được chỉ định và bảo trì đúng cách
Hiệu suất làm mát	Được hình thành và sử dụng rộng rãi	Phụ thuộc vào đặc tính chất lỏng và thiết kế máy biến áp	Phụ thuộc vào độ nhớt và thiết kế máy biến áp
Hiệu suất chữa cháy	Dễ cháy; điểm cháy thấp hơn	Nói chung điểm cháy cao	Nói chung điểm cháy cao
Khả năng phân hủy sinh học	Nói chung hạn chế so với este tự nhiên	Thường thuận lợi trong các điều kiện thử nghiệm áp dụng	Phụ thuộc vào sản phẩm và thử nghiệm
hành vi oxy hóa	Có thể bị oxy hóa theo thời gian	phụ thuộc vào công thức; nói chung là tốt trong điều kiện thích hợp	Nói chung ổn định nhiệt và oxy hóa mạnh
Hành vi nhiệt độ thấp	Phụ thuộc vào cấp và điểm đổ	Có thể có độ nhớt cao hơn ở nhiệt độ thấp	Phụ thuộc vào công thức và cấp độ nhớt
Chi phí ban đầu tương đối	Thường thấp hơn	Thường cao hơn	Thường cao hơn
Ứng dụng phổ biến	Máy biến áp công nghiệp và tiện ích	Lắp đặt ưu tiên an toàn cháy nổ và cân nhắc môi trường	Các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cháy phù hợp và ổn định nhiệt

Các giá trị và mô tả ở trên là so sánh chung, không đảm bảo thông số kỹ thuật cho mọi sản phẩm. Hiệu suất thực tế phụ thuộc vào công thức chất lỏng, kết cấu máy biến áp, nhiệt độ môi trường, bảo trì và các tiêu chuẩn hiện hành.

Đối với các nhóm mua sắm, cách tiếp cận thực tế nhất là so sánh hệ thống chất lỏng máy biến áp hoàn chỉnh thay vì chỉ chọn chất lỏng dựa trên một đặc tính.

Hoạt động trong thời tiết lạnh đáng được quan tâm đặc biệt khi lựa chọn dầu máy biến áp.

Khi nhiệt độ giảm, chất lỏng cách điện thường trở nên nhớt hơn. Độ nhớt cao hơn có thể làm chậm quá trình lưu thông chất lỏng và giảm sự truyền nhiệt trong quá trình khởi động, đặc biệt trong các thiết kế phụ thuộc vào sự đối lưu tự nhiên.

Dầu khoáng có nhiều loại khác nhau và hiệu suất ở nhiệt độ thấp của nó phụ thuộc vào độ nhớt, điểm đông đặc và các đặc tính được chỉ định khác. Đối với việc lắp đặt tiếp xúc với nhiệt độ môi trường rất thấp, các kỹ sư nên xác nhận loại đã chọn đáp ứng các yêu cầu khởi động và vận hành của dự án.

Chất lỏng este tự nhiên, bao gồm chất lỏng FR3®, có thể có độ nhớt cao hơn dầu khoáng thông thường ở nhiệt độ thấp. Điều này có thể ảnh hưởng đến sự lưu thông dầu tự nhiên và sự tản nhiệt trong quá trình khởi động nguội. Tác động phụ thuộc vào nhiệt độ chất lỏng thực tế, thiết kế máy biến áp, điều kiện tải và hệ thống làm mát.

Trước khi sử dụng chất lỏng este tự nhiên ở vùng khí hậu lạnh, hãy kiểm tra dữ liệu kỹ thuật của nhà sản xuất về độ nhớt ở nhiệt độ thấp, điểm đông đặc và giới hạn vận hành được khuyến nghị. Đồng thời xác nhận xem máy biến áp đã được thiết kế và thử nghiệm cho chất lỏng đã chọn hay chưa.

Cân nhắc	Dầu khoáng	Chất lỏng Ester tự nhiên
Độ nhớt ở nhiệt độ thấp	Thường thấp hơn đối với các loại thông thường tương đương	Có thể cao hơn, tùy thuộc vào nhiệt độ và công thức
Khởi động tuần hoàn dầu	Nói chung thuận lợi trong nhiều thiết kế đã được thiết lập	Yêu cầu chú ý đến độ nhớt của chất lỏng và thiết kế máy biến áp
Lựa chọn khí hậu lạnh	Xác minh cấp độ và giới hạn vận hành được chỉ định	Xác minh dữ liệu nhiệt độ thấp và khuyến nghị của nhà sản xuất
Thiết kế làm mát	Dựa trên chất lỏng định mức và cách bố trí làm mát của máy biến áp	Phải tính đến các đặc tính của chất lỏng este đã chọn

Không nên chọn chất lỏng chỉ dựa trên sự so sánh chung. Phạm vi nhiệt độ thực tế, định mức máy biến áp, phương pháp làm mát và đặc tính tải sẽ hướng dẫn quyết định.

Biphenyl polychlorin hóa, thường được gọi là PCB, là các hóa chất tổng hợp trước đây được sử dụng trong một số chất lỏng cách điện vì các đặc tính liên quan đến điện và lửa của chúng.

PCB hiện được công nhận là chất gây ô nhiễm môi trường dai dẳng, có thể gây ra rủi ro đáng kể cho sức khỏe và môi trường. Việc sản xuất và sử dụng chúng đã bị hạn chế hoặc bị cấm nghiêm ngặt ở nhiều quốc gia và thiết bị chứa dầu bị nhiễm PCB có thể phải tuân theo các yêu cầu xử lý, dán nhãn, bảo quản, vận chuyển và thải bỏ cụ thể.

Không phải mọi máy biến áp dầu cũ đều chứa PCB. Tuy nhiên, không nên coi thiết bị có nguồn gốc hoặc tuổi đời không chắc chắn là không có PCB nếu không có hồ sơ hoặc thử nghiệm thích hợp.

Nếu nghi ngờ máy biến áp có chứa PCB, không xả, trộn hoặc thải bỏ dầu như dầu máy biến áp thông thường. Nhân viên có trình độ phải sắp xếp việc lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng các quy trình hiện hành. Nếu ô nhiễm được xác nhận, hãy tuân theo các quy định của địa phương và thuê các chuyên gia quản lý chất thải được ủy quyền.

Đối với chủ sở hữu máy biến áp mua thiết bị đã qua sử dụng hoặc quản lý các trạm biến áp đã cũ, việc kiểm tra lịch sử của dầu và trạng thái PCB là một phần quan trọng trong việc quản lý tài sản có trách nhiệm.

Thử nghiệm dầu máy biến áp giúp đánh giá tình trạng của chất lỏng cách điện và có thể phát hiện các vấn đề tiềm ẩn bên trong máy biến áp. Kiểm tra thường xuyên đặc biệt quan trọng đối với các máy biến áp điện quan trọng, máy biến áp phân phối chịu tải nặng và thiết bị hoạt động trong môi trường đòi hỏi khắt khe.

Lịch thử nghiệm phù hợp tùy thuộc vào điện áp, công suất, tuổi thọ, điều kiện vận hành của máy biến áp, kết quả thử nghiệm trước đó và khuyến nghị của nhà sản xuất hoặc chủ sở hữu tài sản.

Thử nghiệm điện áp đánh thủng điện môi đo điện áp tại đó mẫu dầu bị đánh thủng về điện trong các điều kiện phòng thí nghiệm quy định.

Kết quả thấp có thể cho thấy độ ẩm, các hạt, sự nhiễm bẩn hoặc sự hư hỏng của chất lỏng cách điện. Tuy nhiên, thử nghiệm không xác định được mọi vấn đề về cách điện có thể xảy ra và kết quả phải được giải thích bằng cách sử dụng tiêu chuẩn thử nghiệm hiện hành.

Hàm lượng nước thường được đo bằng phần triệu (ppm). Độ ẩm quá mức có thể ảnh hưởng đến hiệu suất cách điện của dầu và tình trạng cách điện bằng giấy của máy biến áp.

Mức độ ẩm phải được đánh giá cùng với nhiệt độ dầu, loại chất lỏng và tình trạng của lớp cách điện rắn. Ví dụ, chất lỏng este tự nhiên có thể chứa nhiều nước hòa tan hơn dầu khoáng, do đó, giá trị độ ẩm giống nhau không nhất thiết có cùng ý nghĩa đối với cả hai chất lỏng.

Phân tích khí hòa tan đo các khí có trong dầu máy biến áp có thể được tạo ra do quá nhiệt, phóng điện một phần hoặc lỗi điện.

Các loại khí thường được đánh giá bao gồm hydro, metan, etan, ethylene, axetylen, carbon monoxide và carbon dioxide. Sự tập trung và mô hình thay đổi của chúng có thể giúp các kỹ sư xác định các lỗi đang phát triển.

DGA đặc biệt có giá trị để giám sát các máy biến áp điện quan trọng. Kết quả phải được giải thích bởi nhân viên có trình độ bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn chẩn đoán phù hợp, xu hướng lịch sử và thông tin vận hành thay vì chỉ dựa vào kết quả đọc khí duy nhất.

Chỉ số axit cho biết lượng chất có tính axit trong dầu. Khi dầu cách điện bị lão hóa, quá trình oxy hóa có thể tạo ra các hợp chất có tính axit góp phần hình thành bùn và ảnh hưởng đến vật liệu bên trong.

Việc theo dõi lượng axit theo thời gian giúp xác định xem chất lỏng có bị lão hóa hay không và liệu việc điều tra, phục hồi hoặc thay thế thêm có phù hợp hay không.

Sức căng bề mặt đo lường sự tương tác giữa dầu biến thế và nước. Đối với dầu khoáng, kết quả giảm dần có thể cho thấy sự hiện diện của các chất gây ô nhiễm phân cực và các sản phẩm phụ của quá trình oxy hóa.

Thử nghiệm này thường được sử dụng cùng với chỉ số axit, màu sắc và các phép đo tình trạng dầu khác để cung cấp bức tranh đầy đủ hơn về quá trình lão hóa chất lỏng.

Tùy thuộc vào ứng dụng, các thử nghiệm bổ sung có thể bao gồm độ nhớt, điểm chớp cháy, điểm đông đặc, mật độ, màu sắc, hình thức bên ngoài và phân tích hạt hoặc tạp chất.

Những đặc tính này giúp xác minh rằng chất lỏng vẫn phù hợp với các điều kiện vận hành dự kiến. Đối với chất lỏng este và silicone, phương pháp thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận phải phù hợp với loại chất lỏng cụ thể.

Không có khoảng thời gian thử nghiệm duy nhất phù hợp cho mỗi máy biến áp. Các tài sản quan trọng có thể yêu cầu giám sát thường xuyên hơn các đơn vị nhỏ hơn trong dịch vụ ít đòi hỏi hơn.

Chương trình bảo trì thực tế có thể bao gồm kiểm tra cơ bản khi thiết bị được đưa vào vận hành, lấy mẫu định kỳ trong quá trình vận hành và các kiểm tra bổ sung sau các sự kiện nhiệt độ bất thường, lỗi điện, rò rỉ dầu hoặc kết quả DGA bất thường.

Các mẫu dầu phải được thu thập trong các thùng chứa sạch, thích hợp, sử dụng các quy trình ngăn chặn độ ẩm và ô nhiễm từ bên ngoài. Thực hành lấy mẫu kém có thể tạo ra kết quả sai lệch, ngay cả khi bản thân thử nghiệm trong phòng thí nghiệm là chính xác.

Quan trọng nhất, thử nghiệm dầu sẽ hỗ trợ chương trình bảo trì máy biến áp rộng hơn bao gồm kiểm tra, giám sát nhiệt độ, thử nghiệm điện và xem xét lịch sử vận hành.

Loại dầu máy biến áp phù hợp phụ thuộc vào ứng dụng, điện áp và công suất của máy biến áp, cách bố trí làm mát, môi trường lắp đặt, yêu cầu an toàn cháy nổ và chiến lược bảo trì. Dầu khoáng vẫn là sự lựa chọn thiết thực cho nhiều ứng dụng, trong khi chất lỏng este và silicon tự nhiên có thể mang lại lợi ích khi áp dụng các yêu cầu cụ thể về môi trường hoặc hiệu suất cháy.

Đối với người mua máy biến áp, cần thảo luận sớm về việc lựa chọn chất lỏng trong quá trình kỹ thuật thay vì coi đó là một chi tiết nhỏ sau khi thiết kế máy biến áp đã được hoàn thiện. Đặc tính chất lỏng có thể ảnh hưởng đến tính toán làm mát, khả năng tương thích của hệ thống cách nhiệt, yêu cầu lắp đặt và chi phí vận hành lâu dài.

Công ty TNHH Máy biến áp Giang Tô Yawei, được thành lập vào năm 1993, sản xuất các giải pháp máy biến áp cho các ứng dụng tiện ích, công nghiệp và năng lượng tái tạo. Với hơn 30 năm kinh nghiệm sản xuất, Yawei hỗ trợ khách hàng đang tìm kiếm thiết bị máy biến áp phù hợp với yêu cầu dự án của họ.

Cho dù bạn đang tìm nguồn máy biến áp phân phối, máy biến áp điện hay máy biến áp ngâm dầu tùy chỉnh, việc chọn chất lỏng cách điện thích hợp là một phần để đạt được hoạt động đáng tin cậy và tuổi thọ lâu dài.

Liên hệ với Yawei Transformer để thảo luận về thông số kỹ thuật máy biến áp, yêu cầu ứng dụng và báo giá dự án của bạn.

Liên hệ ngay

Q: Bạn có thể giao máy biến áp trong bao lâu?

Trả lời: Nó phụ thuộc vào số lượng và công suất của máy biến áp, thông thường trong vòng một tháng kể từ ngày bản vẽ được người mua xác nhận.

Q: Bạn có thể cung cấp bảo hành chất lượng trong bao lâu?

A: 24 tháng kể từ ngày máy biến áp vận hành.

Hỏi: Bạn chấp nhận phương thức thanh toán nào?

A: Ưu tiên T/T (chuyển khoản), cả L/C đều được chấp nhận.