Các phương pháp làm mát máy biến áp khô và dầu phổ biến

Máy biến áp khi vận hành sẽ sinh ra một lượng nhiệt lớn từ lõi thép và cuộn dây. Việc làm mát hiệu quả là yếu tố sống còn, quyết định trực tiếp đến tuổi thọ, hiệu suất và sự an toàn của thiết bị. Bài viết này của Sài Gòn Sinco sẽ giải thích rõ ràng và dễ hiểu các phương pháp làm mát phổ biến nhất hiện nay cho cả máy biến áp khô và máy biến áp dầu, giúp bạn hiểu rõ hơn về cách vận hành của thiết bị quan trọng này.

Cách nhận biết ký hiệu các phương pháp làm mát theo tiêu chuẩn

Để hiểu và phân biệt các phương pháp làm mát một cách chuyên nghiệp, người ta thường sử dụng hệ thống ký hiệu gồm 4 chữ cái theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 60076-2. Việc nắm rõ ý nghĩa của những ký hiệu này giúp bạn nhận biết ngay lập tức cơ chế làm mát của một máy biến áp mà không cần nhìn vào cấu tạo chi tiết.

Cấu trúc của ký hiệu này được phân chia như sau:

• Chữ cái thứ nhất: Môi chất làm mát bên trong. Đây là môi chất tiếp xúc trực tiếp với cuộn dây.

  • O: Dầu khoáng hoặc chất lỏng cách điện tổng hợp có điểm cháy ≤ 300°C.

  • K: Chất lỏng cách điện tổng hợp có điểm cháy > 300°C.

  • L: Chất lỏng cách điện tổng hợp không có điểm cháy đo được.

  • A: Không khí (Air).

• Chữ cái thứ hai: Cơ chế tuần hoàn của môi chất bên trong.

  • N: Tuần hoàn tự nhiên do chênh lệch nhiệt độ (Natural). Dầu nóng hơn sẽ nhẹ đi và di chuyển lên trên, dầu nguội hơn sẽ chìm xuống, tạo thành dòng đối lưu.

  • F: Tuần hoàn cưỡng bức (Forced). Sử dụng bơm để đẩy dầu lưu thông qua hệ thống làm mát.

  • D: Tuần hoàn cưỡng bức có định hướng (Forced-Directed). Dầu được bơm cưỡng bức và được định hướng chảy trực tiếp vào các cuộn dây để tối ưu hiệu quả làm mát.

• Chữ cái thứ ba: Môi chất làm mát bên ngoài.

  • A: Không khí (Air).

  • W: Nước (Water).

• Chữ cái thứ tư: Cơ chế tuần hoàn của môi chất bên ngoài.

  • N: Tuần hoàn tự nhiên (Natural), ví dụ như gió trời.

  • F: Tuần hoàn cưỡng bức (Forced), ví dụ như dùng quạt gió hoặc bơm nước.

Ví dụ, ký hiệu ONAN có nghĩa là: O (Dầu) tuần hoàn N (Tự nhiên) bên trong và được làm mát bởi A (Không khí) tuần hoàn N (Tự nhiên) bên ngoài. Đây là phương pháp rất phổ biến mà chúng ta sẽ tìm hiểu ngay sau đây.

Cách nhận biết ký hiệu các phương pháp làm mát theo tiêu chuẩn

2 phương pháp làm mát máy biến áp khô

Máy biến áp khô không sử dụng dầu cách điện, thay vào đó, cuộn dây được bao bọc bởi nhựa epoxy hoặc vật liệu cách điện rắn. Do đó, các phương pháp làm mát của chúng chủ yếu dựa vào không khí.

Phương pháp AN (Air Natural) – Không khí tự nhiên

Đây là phương pháp làm mát đơn giản nhất. Máy biến áp được thiết kế với các khe hở và bề mặt tản nhiệt để không khí có thể lưu thông một cách tự nhiên. Không khí lạnh hơn ở dưới sẽ di chuyển vào, tiếp xúc với bề mặt máy, nóng lên, trở nên nhẹ hơn và bay lên trên, mang theo nhiệt lượng ra ngoài. Quá trình này tạo ra một dòng đối lưu liên tục giúp làm nguội máy.

Phương pháp AN thường được áp dụng cho các máy biến áp khô có công suất nhỏ, hoạt động trong môi trường thông thoáng, sạch sẽ và không yêu cầu cao về khả năng chịu quá tải.

Phương pháp AF (Air Forced) – Không khí cưỡng bức (Air Blast)

Để tăng cường khả năng làm mát so với phương pháp tự nhiên, người ta lắp đặt thêm các quạt gió. Hệ thống quạt này sẽ thổi một luồng không khí mạnh trực tiếp vào bề mặt cuộn dây và lõi thép của máy biến áp. Việc này giúp đẩy nhanh quá trình trao đổi nhiệt, làm mát hiệu quả và nhanh chóng hơn rất nhiều.

Phương pháp AF cho phép máy biến áp khô hoạt động ở công suất cao hơn hoặc chịu quá tải trong một khoảng thời gian nhất định. Hệ thống quạt thường được điều khiển tự động bởi một bộ cảm biến nhiệt, chúng chỉ hoạt động khi nhiệt độ máy biến áp vượt qua một ngưỡng cài đặt sẵn.

2 phương pháp làm mát máy biến áp khô

5 phương pháp làm mát máy biến áp dầu

Đối với máy biến áp dầu, dầu không chỉ có tác dụng cách điện mà còn là môi chất truyền nhiệt chính. Nhiệt từ lõi thép và cuộn dây sẽ được dầu hấp thụ và mang ra vỏ máy hoặc các bộ phận tản nhiệt chuyên dụng.

Phương pháp ONAN (Oil Natural Air Natural) – Dầu và không khí tự nhiên

Đây là phương pháp phổ biến nhất cho các máy biến áp phân phối và các máy công suất trung bình. Dầu nóng lên bên trong máy sẽ tự động di chuyển lên trên và chảy ra các cánh tản nhiệt (radiator) gắn bên ngoài vỏ thùng. Tại đây, nhiệt từ dầu sẽ truyền ra các cánh tản nhiệt và được không khí xung quanh làm nguội một cách tự nhiên. Dầu sau khi nguội sẽ nặng hơn và chìm xuống dưới, quay trở lại thùng máy, tạo thành một chu trình tuần hoàn khép kín.

Phương pháp ONAF (Oil Natural Air Forced) – Dầu tự nhiên và không khí cưỡng bức

Phương pháp này là một bản nâng cấp của ONAN. Quá trình tuần hoàn dầu bên trong vẫn diễn ra tự nhiên. Tuy nhiên, ở các cánh tản nhiệt bên ngoài, người ta lắp thêm các dàn quạt công suất lớn. Khi nhiệt độ dầu tăng cao, các quạt này sẽ được kích hoạt để thổi không khí mạnh vào cánh tản nhiệt, giúp quá trình làm mát diễn ra nhanh hơn đáng kể. Việc trang bị thêm quạt có thể giúp tăng công suất định mức của máy biến áp lên khoảng 25-30%.

Phương pháp OFAF (Oil Forced Air Forced) – Dầu và không khí cưỡng bức

Khi công suất máy biến áp rất lớn, việc tuần hoàn tự nhiên không còn đủ hiệu quả. Với phương pháp OFAF, cả hai quá trình đều được cưỡng bức. Một hệ thống bơm sẽ đẩy dầu tuần hoàn với tốc độ cao qua một bộ giải nhiệt riêng. Đồng thời, các quạt công suất lớn cũng thổi không khí mạnh vào bộ giải nhiệt này. Sự kết hợp giữa bơm dầu và quạt gió giúp tản nhiệt cực kỳ hiệu quả, đáp ứng cho các máy biến áp truyền tải điện công suất lớn.

Phương pháp ONWF (Oil Natural Water Forced) – Dầu tự nhiên và nước cưỡng bức

Trong một số trường hợp, đặc biệt là tại các nhà máy thủy điện hoặc các khu công nghiệp có sẵn nguồn nước dồi dào, nước được sử dụng làm môi chất làm mát thay cho không khí. Trong phương pháp ONWF, dầu vẫn tuần hoàn tự nhiên trong thùng máy. Tuy nhiên, thay vì ra cánh tản nhiệt, dầu nóng sẽ đi qua một bộ trao đổi nhiệt dạng ống, nơi có các dòng nước được bơm cưỡng bức chảy qua để hấp thụ nhiệt. Nước có khả năng tản nhiệt tốt hơn không khí rất nhiều, giúp hệ thống làm mát gọn gàng và hiệu quả hơn.

Phương pháp OFWF (Oil Forced Water Forced) – Dầu và nước cưỡng bức

Đây là phương pháp làm mát mạnh mẽ nhất, thường chỉ được áp dụng cho các máy biến áp có công suất cực lớn (hàng trăm MVA) tại các nhà máy điện. Cả dầu và nước đều được bơm cưỡng bức. Dầu được bơm với lưu lượng lớn qua bộ trao đổi nhiệt, và nước cũng được bơm qua đó để lấy đi lượng nhiệt khổng lồ sinh ra trong quá trình vận hành. Hệ thống này đảm bảo máy biến áp luôn hoạt động trong giới hạn nhiệt độ an toàn ngay cả khi mang tải tối đa.

5 phương pháp làm mát máy biến áp dầu

Các biện pháp hỗ trợ làm mát máy biến áp

Ngoài việc lựa chọn phương pháp làm mát phù hợp, việc thực hiện các biện pháp hỗ trợ trong quá trình vận hành cũng đóng vai trò quan trọng để đảm bảo máy biến áp luôn hoạt động ổn định và bền bỉ.

• Đảm bảo không gian thông thoáng: Vị trí lắp đặt máy biến áp phải thông thoáng, không bị che chắn hay có vật cản xung quanh làm ảnh hưởng đến dòng không khí lưu thông. Đối với các trạm trong nhà, cần có hệ thống thông gió tốt.

• Vệ sinh định kỳ: Bụi bẩn, lá cây hay mạng nhện bám trên bề mặt vỏ máy và các cánh tản nhiệt sẽ hoạt động như một lớp cách nhiệt, làm giảm đáng kể hiệu quả làm mát. Việc vệ sinh, làm sạch các bộ phận này thường xuyên là rất cần thiết.

• Kiểm tra hệ thống phụ trợ: Với các phương pháp làm mát cưỡng bức, cần phải kiểm tra định kỳ hoạt động của quạt, bơm, các rơ-le nhiệt và tủ điều khiển để đảm bảo chúng luôn trong tình trạng sẵn sàng hoạt động khi cần thiết.

• Giám sát nhiệt độ vận hành: Luôn theo dõi đồng hồ nhiệt độ dầu, nhiệt độ cuộn dây để phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường. Một sự gia tăng nhiệt độ đột ngột có thể là cảnh báo về sự cố quá tải hoặc hỏng hóc trong hệ thống làm mát.

Các biện pháp hỗ trợ làm mát máy biến áp

Việc hiểu rõ các phương pháp làm mát không chỉ giúp bạn lựa chọn đúng loại máy biến áp cho nhu cầu của mình mà còn là nền tảng cho công tác vận hành và bảo trì hiệu quả. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào hoặc cần tư vấn chuyên sâu về các giải pháp cho trạm kios, tủ bảng điện hay bảo trì hệ thống điện, đừng ngần ngại liên hệ với đội ngũ chuyên gia của Sài Gòn Sinco. Chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.

CTY TNHH TM XÂY LẮP CÔNG NGHIỆP SÀI GÒN (SINCO ENGINEERING): 

Công Ty TNHH Thương Mại Xây Lắp Công Nghiệp SÀI GÒN Sinco - nhà sản xuất và phân phối thiết bị điện hàng đầu tại Việt Nam. Chúng tôi cung cấp tủ điện, máy biến áp và nhiều sản phẩm chất lượng khác.

• Địa chỉ: 489/9 Mã Lò, Khu phố 1, Phường Bình Hưng Hòa A, Bình Tân, Hồ Chí Minh
• Hotline: 0946556058 - 0914510058
• Email: saigonsinco@gmail.com
• Website: https://www.saigonsinco.com

MỜI QUÝ KHÁCH XEM THÊM CÁC SẢN PHẨM KHÁC CỦA CHÚNG TÔI TẠI ĐÂY: