Các phương pháp làm mát máy biến áp khô và dầu

Máy biến áp là một phần không thể thiếu trong hệ thống điện, và việc quản lý nhiệt độ của chúng là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ bền. Các phương pháp làm mát máy biến áp khô và dầu đóng vai trò then chốt trong việc duy trì nhiệt độ ổn định và ngăn ngừa quá tải nhiệt. Trong bài viết này, hãy cùng VN Đại Phong khám phá những phương pháp làm mát phổ biến cho hai loại máy biến áp này nhé!

Phương pháp làm mát máy biến áp khô

Có 2 cách để làm mát máy biến áp khô:

Làm mát bằng không khí tự nhiên (AN – Air Natural)

Phương pháp này dựa trên sự lưu thông tự nhiên của không khí để làm mát máy biến áp khô. Nhờ cơ chế đối lưu, không khí nóng bên trong máy được thay thế liên tục bằng luồng không khí mát từ môi trường xung quanh. Do không cần hệ thống quạt hoặc thiết bị hỗ trợ, phương pháp này còn được gọi là làm mát tự nhiên. Thường áp dụng cho các máy biến áp có công suất nhỏ, phương pháp này phù hợp với các thiết bị có công suất đầu ra dưới 1,5 MVA.

Air Forced (AF) hoặc Air Blast

Với các máy biến áp có công suất trên 3 MVA, phương pháp làm mát bằng không khí tự nhiên không còn hiệu quả. Thay vào đó, phương pháp làm mát bằng luân chuyển không khí cưỡng bức được áp dụng để tản nhiệt nhanh chóng. Trong phương pháp này, quạt hoặc máy thổi sẽ đẩy luồng không khí trực tiếp vào lõi và các cuộn dây để tăng hiệu suất làm mát.

Để đảm bảo hoạt động ổn định, nguồn không khí cấp vào cần được lọc sạch nhằm tránh bụi bẩn tích tụ trong hệ thống thông gió. Phương pháp này có thể áp dụng cho các máy biến áp có công suất lên đến 15 MVA.

Phương pháp làm mát máy biến áp dầu

Để làm mát máy biến áp dầu, ta có 4 cách:

Làm mát máy biến áp bằng dầu khoáng và khí tự nhiên (ONAN – Oil Natural Air Natural)

Phương pháp làm mát này dựa trên quá trình đối lưu tự nhiên của dầu bên trong máy biến áp. Khi lõi và các cuộn dây nóng lên, dầu bên trong máy cũng tăng nhiệt độ, di chuyển lên trên và chảy vào bộ tản nhiệt. Tại đây, dầu truyền nhiệt ra môi trường nhờ cơ chế dẫn nhiệt và đối lưu tự nhiên, sau đó được làm mát khi tiếp xúc với không khí. Dầu sau khi giảm nhiệt sẽ quay trở lại hệ thống để tiếp tục quá trình làm mát.

Phương pháp này thường được áp dụng cho các máy biến áp có công suất tối đa khoảng 30 MVA.

Làm mát bằng dầu khoáng cưỡng bức và khí cưỡng bức (OFAF – Oil Forced Air Forced)

Trong phương pháp làm mát máy biến áp này, dầu được tuần hoàn cưỡng bức nhờ vào máy bơm, giúp đẩy dầu qua các bộ trao đổi nhiệt để tản nhiệt hiệu quả hơn. Đồng thời, luồng khí nén được thổi qua bộ trao đổi nhiệt bằng hệ thống quạt, giúp tăng cường khả năng làm mát. Các bộ trao đổi nhiệt có thể được lắp đặt tách rời khỏi thùng máy biến áp và kết nối với nhau thông qua đường ống ở phía trên và phía dưới.

Phương pháp này thường được áp dụng cho các máy biến áp công suất lớn tại các trạm biến áp hoặc nhà máy điện.

Làm mát bằng dầu khoáng và khí cưỡng bức (dùng quạt tản nhiệt) (ONAF – Oil Natural Air Forced)

Ở phương pháp này, quá trình đối lưu tự nhiên giúp không khí lưu thông và tản nhiệt, đồng thời áp suất của luồng khí cưỡng bức được tận dụng để làm mát máy biến áp. Hiệu suất làm mát dầu có thể được cải thiện bằng cách tăng diện tích bể chứa, giúp tăng cường khả năng tản nhiệt. Khi quạt được lắp đặt, luồng không khí tốc độ cao thổi trực tiếp vào bộ tản nhiệt, đẩy nhanh quá trình làm mát dầu và nâng cao hiệu quả tản nhiệt.

Phương pháp ONAF thường được áp dụng cho các máy biến áp có công suất lên đến 60 MVA.

Dùng dầu khoáng làm mát trong thùng máy theo chế độ cưỡng bức và dùng nước làm mát ngoài thùng cũng theo chế độ cưỡng bức (OFWF – Oil Forced Water Forced)

Phương pháp này hoạt động tương tự như OFAF, nhưng thay vì sử dụng không khí, nước cưỡng bức được dùng để hấp thụ và tản nhiệt từ các bộ trao đổi nhiệt. Dầu trong máy biến áp được bơm tuần hoàn qua bộ trao đổi nhiệt, nơi nhiệt lượng được truyền vào dòng nước làm mát cưỡng bức. Sau đó, nước nóng được dẫn đến các hệ thống làm mát riêng biệt để giảm nhiệt độ trước khi tiếp tục chu trình.

Phương pháp làm mát máy biến áp này đặc biệt phù hợp cho các máy biến áp công suất lớn, với định mức lên đến hàng trăm MVA hoặc tại các trạm có nhiều máy biến áp hoạt động song song. Hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức chủ yếu được áp dụng cho máy biến áp tại các nhà máy thủy điện, nơi yêu cầu khả năng tản nhiệt cao và ổn định.

Tóm lại, việc lựa chọn phương pháp làm mát máy biến áp khô và dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất, môi trường lắp đặt và yêu cầu vận hành. Các phương pháp làm mát tự nhiên, cưỡng bức hoặc kết hợp đều có những ưu điểm riêng, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của máy. Việc hiểu rõ các phương pháp làm mát mà VN Đại Phong chia sẻ, sẽ giúp các nhà quản lý và kỹ sư đưa ra quyết định phù hợp, đảm bảo hệ thống điện vận hành ổn định, hiệu quả và an toàn.