Máy biến áp dầu: Cấu tạo, ứng dụng, cách phân biệt

Lê Hồng Phong

Trong số các máy biến áp dùng cho hệ thống truyền tải điện, máy biến áp dầu được sử dụng phổ biến nhất, đặc biệt là trong truyền tải điện trung thế và hạ thế. Đặc điểm chi tiết của máy biến áp dầu, cách nhận biết và ứng dụng sẽ được KTH ELECTRIC tổng hợp trong bài viết dưới đây.

Máy biến áp dầu là gì?

Máy biến áp dầu là máy biến áp sử dụng dầu khoáng làm môi chất cách điện và làm mát. Dòng máy biến áp này có chức năng cơ bản là biến đổi điện áp thành dòng điện thông qua cơ chế cảm ứng điện từ. Hầu hết các máy biến áp truyền tải điện hiện nay đều được làm mát bằng dầu.

Một số đặc điểm của máy biến áp dầu:

• Khả năng cách điện tốt: Dầu là chất cách điện hiệu quả giữa các cuộn dây và giữa các cuộn dây với vỏ máy biến áp.
• Khả năng làm mát tốt: Dầu hấp thụ và truyền nhiệt từ cuộn dây ra bên ngoài máy biến áp thông qua quá trình tuần hoàn và tản nhiệt.
• Độ bền cao: Dầu là chất bôi trơn và làm giảm ma sát giữa các bộ phận trong máy biến áp trong quá trình vận hành, giúp ổn định và kéo dài tuổi thọ của máy biến áp.
• Dễ bắt lửa khi gặp sự cố: Môi trường dầu khoáng rất lý tưởng cho việc duy trì ngọn lửa nên máy biến áp dầu được thiết kế có khay xả dầu để đề phòng sự cố.

Cấu tạo máy biến áp dầu

Các bộ phận chính của máy biến áp dầu:

• Cuộn dây: Máy biến áp dầu có cuộn sơ cấp và 1 hoặc nhiều cuộn thứ cấp. Cuộn sơ cấp nhận dòng điện và cuộn thứ cấp xuất dòng điện. Tỷ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp quyết định điện áp đầu ra.
• Cốt lõi: Vật liệu làm lõi máy biến áp dầu là các tấm thép hợp kim silicon có tính dẫn điện từ tốt. Dây dẫn được quấn quanh lõi. Lõi có nhiệm vụ dẫn dòng điện từ từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp.
• Hệ thống bao vây và làm mát: Lớp vỏ bảo vệ các thiết bị bên trong máy biến áp, bình chứa dầu và hệ thống làm mát. Hệ thống làm mát bao gồm bình chứa dầu, khay xả dầu, quạt và bộ tản nhiệt giúp lưu thông dầu và tản nhiệt ra môi trường xung quanh.
• Dầu khoáng: Dầu đóng vai trò là chất trung gian giữa các thiết bị bên trong máy biến áp dầu, đáp ứng các tiêu chuẩn về độ ổn định hóa học, cách điện và cách nhiệt.
• Thiết bị điều chỉnh điện áp: Hiện nay ở một số máy biến áp dầu có khả năng điều chỉnh tỷ số điện áp giữa hai cuộn dây.
• Các bộ phận phụ trợ: Bao gồm van xả khí, công tắc cách ly, cảm biến nhiệt độ, van xả dầu, đồng hồ đo áp suất và đồng hồ đo mức dầu để hỗ trợ vận hành và bảo trì máy biến áp dầu.
• Thiết bị bảo vệ: Rơ-le, cầu chì, công tắc ngắt tự động,… tránh hư hỏng máy biến áp do quá tải, đoản mạch, rò rỉ điện,…
• Thiết bị đo lường: Máy đo đo điện áp, dòng điện, nhiệt độ, công suất… nhằm hỗ trợ vận hành máy biến áp.

Máy biến áp dầu bao gồm nhiều bộ phận chính và phụ giúp đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, an toàn và hiệu quả. Việc bảo trì hoặc thay thế các linh kiện khi cần thiết sẽ kéo dài tuổi thọ và giảm các sự cố thường gặp với loại máy biến áp này.

Ứng dụng của máy biến áp dầu

Máy biến áp dầu được sử dụng phổ biến cho nhiều ứng dụng điện và công nghiệp như:

• Trạm biến áp: Trạm biến áp tăng điện áp tại nhà máy điện hoặc giảm điện áp khi đến đường dây trung thế và hạ thế dẫn đến khu vực tiêu thụ.
• Khu công nghiệp: Hạ tầng khu công nghiệp, nguồn điện nhà máy, kho bãi,…
• Khai thác dầu khí: Cung cấp điện cho các thiết bị trong quá trình thăm dò, khai thác, chế biến và vận chuyển các sản phẩm dầu khí.
• Đường sắt: Cung cấp điện cho đoàn tàu, nhà ga, xưởng bảo trì, sản xuất.
• Khu dân cư và thương mại: Hệ thống cấp điện tập trung cho các tòa nhà, trung tâm thương mại, khu đô thị,..

So sánh với máy biến áp khô

Theo phương pháp cách nhiệt và làm mát, máy biến áp có hai loại chính là dầu và khô. Máy biến áp khô được làm mát bằng không khí thay vì môi trường dầu như máy biến áp dầu. Về hình thức bên ngoài, máy biến áp khô nhẹ hơn và gọn hơn máy biến áp dầu do không có cấu trúc trung bình dầu và vỏ nhẹ hơn. Tuy nhiên, máy biến áp dầu dễ chế tạo và phổ biến hơn máy biến áp khô.

Mặt khác, chi phí đầu tư và chi phí vận hành máy biến áp dầu thấp hơn máy biến áp khô. Nguyên nhân chủ yếu là do máy biến áp khô đòi hỏi công nghệ sản xuất phức tạp hơn, vật liệu cách điện được tích hợp trong lõi từ và cuộn dây. Trong quá trình vận hành, tổn thất điện năng của máy biến áp khô cũng cao hơn máy biến áp dầu. Ngoài ra, các yếu tố khác như tuổi thọ, chi phí bảo trì, khả năng tận dụng linh kiện giúp máy biến áp dầu hoạt động tốt hơn.

Xem thêm: Máy biến áp vô định hình: Công dụng, cấu tạo, ưu nhược điểm

Như vậy, mặc dù máy biến áp khô có ưu điểm về hình thức và độ an toàn nhưng hầu hết các yếu tố khác đều thua kém máy biến áp dầu. Vì vậy, tỷ lệ sử dụng máy biến áp dầu trong hệ thống truyền tải và tiêu thụ điện hiện nay cao hơn máy biến áp khô.

Xem thêm các bài viết về máy biến áp tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tram-bien-ap/