Sự khác biệt giữa máy biến áp loại khô và máy biến áp ngâm dầu là gì? Làm thế nào để lựa chọn?

Máy biến áp là thiết bị phổ biến và quan trọng trong hệ thống điện, được sử dụng để thay đổi cường độ điện áp xoay chiều để truyền tải và phân phối năng lượng điện trong truyền tải, phân phối điện và các ứng dụng khác. Máy biến áp loại khô và máy biến áp ngâm trong dầu là hai loại phổ biến, thể hiện sự khác biệt đáng kể về chất cách điện, phương pháp tản nhiệt và khả năng thích ứng với môi trường. Bài viết này tìm hiểu sự khác biệt giữa máy biến áp loại khô và máy biến áp ngâm dầu và đưa ra khuyến nghị để lựa chọn loại máy biến áp thích hợp.

Sự khác biệt đáng kể nhất giữa máy biến áp loại ngâm trong dầu và loại khô nằm ở chỗ có hay không có “dầu”. Vì dầu là chất lỏng có tính lưu động nên máy biến áp ngâm trong dầu nhất thiết phải có vỏ bọc. Bên trong lớp vỏ này là dầu máy biến áp, làm ngập các cuộn dây máy biến áp, khiến chúng không thể nhìn thấy được từ bên ngoài. Máy biến áp loại khô, thiếu dầu, không cần vỏ bọc, cho phép nhìn thấy trực tiếp các cuộn dây của máy biến áp. Một đặc điểm khác là bể chứa dầu trên máy biến áp ngâm trong dầu, nơi chứa dầu máy biến áp. Tuy nhiên, máy biến áp ngâm dầu mới hơn có thể không có bình chứa dầu.

Cả hai đều là máy biến áp điện, có lõi sắt cho mạch từ và cuộn dây cho mạch điện. Sự khác biệt chính nằm ở thiết kế “ngâm dầu” và “loại khô”. Cụ thể, phương tiện làm mát của chúng khác nhau: loại trước sử dụng dầu biến thế (hoặc các loại dầu khác như dầu β) để làm mát và cách nhiệt, trong khi loại sau sử dụng không khí hoặc các loại khí như SF6 làm môi trường làm mát. Máy biến áp ngâm trong dầu ngâm cụm lõi và cuộn dây trong thùng dầu chứa đầy dầu máy biến áp. Máy biến áp loại khô thường bọc lõi và cuộn dây bằng nhựa epoxy; Loại không bọc được sử dụng phổ biến hơn hiện nay sử dụng giấy cách điện đặc biệt được tẩm vecni chuyên dụng để ngăn hơi ẩm xâm nhập vào cuộn dây hoặc lõi.

Máy biến áp ngâm trong dầu có bộ tản nhiệt bên ngoài được thiết kế để tạo điều kiện tản nhiệt—đặc biệt là sự lưu thông của dầu cách điện bên trong—hoạt động giống như bộ tản nhiệt. Máy biến áp loại khô không có bộ tản nhiệt như vậy, thay vào đó dựa vào quạt bên dưới cuộn dây máy biến áp để làm mát.

Máy biến áp ngâm trong dầu, do yêu cầu về an toàn cháy nổ, thường được lắp đặt trong phòng máy biến áp chuyên dụng hoặc ngoài trời. Tuy nhiên, máy biến áp loại khô luôn được lắp đặt trong nhà, thường là trong các phòng phân phối.

Xét về khối lượng sản xuất và công dụng, máy biến áp loại khô hiện chỉ đạt mức điện áp 35kV và có công suất tương đối nhỏ hơn so với loại ngâm trong dầu, điển hình lên tới khoảng 2500kVA. Ngoài ra, quy trình sản xuất máy biến áp loại khô phức tạp hơn quy trình sản xuất máy biến áp ngâm dầu có cùng mức điện áp và công suất, dẫn đến chi phí cao hơn. Vì vậy, máy biến áp dầu vẫn được sử dụng phổ biến hơn trong các ứng dụng hiện nay. Tuy nhiên, máy biến áp loại khô thường được sử dụng ở các địa điểm phân phối và cung cấp điện trong nhà có nhu cầu cao—chẳng hạn như khách sạn, tòa nhà văn phòng và các công trình cao tầng—do lợi ích môi trường, đặc tính chống cháy và khả năng chống va đập của chúng.

Rõ ràng, cả máy biến áp loại khô và máy biến áp dầu đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng biệt. Máy biến áp chạy bằng dầu có chi phí thấp hơn và bảo trì dễ dàng hơn nhưng dễ cháy và nổ. Máy biến áp loại khô với khả năng chống cháy tuyệt vời có thể được lắp đặt tại các trung tâm phụ tải để giảm thiểu sụt áp và tổn thất năng lượng. Tuy nhiên, chúng đắt hơn, cồng kềnh hơn, khả năng chống ẩm và bụi kém hơn và tạo ra độ ồn cao hơn.

Tiếp theo, hãy tóm tắt những khác biệt được đề cập ở trên thành bảy điểm sau:

1. Ngoại hình

Các hình thức đóng gói khác nhau: Máy biến áp loại khô để lộ lõi và cuộn dây, trong khi máy biến áp ngâm trong dầu chỉ để lộ vỏ bên ngoài.

2. Cấu hình khách hàng tiềm năng

Máy biến áp loại khô chủ yếu sử dụng ống lót cao su silicon, trong khi máy biến áp ngâm trong dầu chủ yếu sử dụng ống lót bằng sứ;

3. Công suất và điện áp

Máy biến áp loại khô thường thích hợp cho các ứng dụng phân phối, thường có công suất dưới 2000kVA và điện áp bằng hoặc dưới 10kV, mặc dù một số có thể đạt tới mức điện áp 35kV. Tuy nhiên, máy biến áp ngâm trong dầu có thể đạt được bất kỳ công suất yêu cầu nào và bao phủ mọi cấp điện áp; Các đường dây truyền tải điện áp siêu cao 1000kV hiện đang được xây dựng của Trung Quốc chỉ sử dụng máy biến áp ngâm trong dầu.

4. Sự khác biệt về cách nhiệt và tản nhiệt

Máy biến áp loại khô thường sử dụng chất cách điện bằng nhựa và dựa vào việc làm mát không khí tự nhiên, với công suất lớn hơn được bổ sung bằng cách làm mát không khí cưỡng bức. Tuy nhiên, máy biến áp ngâm trong dầu sử dụng dầu cách điện để cách điện. Nhiệt do cuộn dây tạo ra được truyền qua dầu cách điện tuần hoàn bên trong máy biến áp tới các lá tản nhiệt để tiêu tán.

5. Môi trường ứng dụng

Máy biến áp loại khô chủ yếu được sử dụng ở những nơi cần “chống cháy và chống cháy nổ”, khiến chúng phù hợp với các tòa nhà quy mô lớn và các công trình cao tầng. Tuy nhiên, máy biến áp ngâm trong dầu có thể bị phun dầu hoặc rò rỉ dầu trong trường hợp hỏng hóc, có khả năng gây cháy. Do đó, chúng chủ yếu được triển khai ngoài trời, nơi có các “hố dầu tai nạn” được khai quật.

6. Khả năng chịu tải khác nhau

Máy biến áp loại khô thường hoạt động ở công suất định mức, trong khi máy biến áp ngâm trong dầu thể hiện khả năng quá tải vượt trội.

7. Cơ cấu chi phí đa dạng

Đối với máy biến áp có công suất tương đương, máy biến áp loại khô có giá mua cao hơn đáng kể so với máy biến áp ngâm trong dầu.

Cách chọn

1. Lưu ý về an toàn: Nếu yêu cầu độ an toàn và khả năng chống cháy cao hơn, hãy chọn máy biến áp loại khô vì chúng không chứa dầu cách điện dễ cháy.

2. Yêu cầu về điện năng: Đối với máy biến áp công suất lớn, máy biến áp ngâm dầu thường phù hợp hơn do khả năng tản nhiệt vượt trội.

3. Các ràng buộc về môi trường: Xem xét các đặc điểm của môi trường vận hành của máy biến áp và chọn loại máy biến áp thích hợp cho cài đặt đó.

4. Chi phí bảo trì: Máy biến áp chạy bằng dầu thường yêu cầu kiểm tra định kỳ và bảo dưỡng chất lượng dầu cách điện, trong khi máy biến áp loại khô có chi phí bảo trì tương đối thấp hơn.

Máy biến áp loại khô và máy biến áp chứa dầu thể hiện sự khác biệt rõ rệt về chất cách điện, phương pháp tản nhiệt và khả năng thích ứng với môi trường. Việc lựa chọn loại máy biến áp phù hợp tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng cụ thể và điều kiện môi trường. Khi xây dựng chiến lược lựa chọn máy biến áp, các yếu tố như an toàn, yêu cầu về điện năng, hạn chế về môi trường và chi phí bảo trì phải được xem xét toàn diện. Đối với các cơ sở quan trọng và những địa điểm có yêu cầu an toàn cao, chẳng hạn như bệnh viện và trường học, máy biến áp loại khô thường được ưu tiên sử dụng để tối đa hóa độ an toàn. Ngược lại, trong các tổ hợp công nghiệp lớn và hệ thống điện yêu cầu máy biến áp công suất lớn thì máy biến áp ngâm dầu thường phù hợp hơn nhờ khả năng tản nhiệt vượt trội và khả năng chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt.