Máy biến áp khô là gì, phân loại, ưu nhược điểm và ứng dụng
Định Nghĩa
Máy biến áp khô là loại máy biến áp sử dụng không khí làm môi trường cách điện và làm mát, thay vì sử dụng dầu như máy biến áp dầu. Chúng có thể hoạt động trong các điều kiện khắc nghiệt như độ ẩm cao, nguy cơ hỏa hoạn, nguy cơ động đất mà không làm ảnh hưởng đến hiệu sất và không gây ra mối nguy hại cho người và thiết bị.
Phân Loại
Máy biến áp khô có thể được phân loại dựa trên phương pháp cách điện và làm mát:
- Máy biến áp cách điện bằng nhựa đúc (Cast Resin Transformer-CTR): Cuộn dây được đúc trong nhựa epoxy, cung cấp khả năng chống ẩm và bụi bẩn cao. Máy biến áp khô cách điện bằng nhựa đúc CTR phù hợp với các khu vực có độ ẩm cao, lắp đặt trong nhà và những nơi có nguy cơ cháy nổ vì nó không hút ẩm, không bắt lửa và không cần bảo trì. Nó cũng có khả năng chịu quá tải, chịu được phóng điện cục bộ và có tổn hao thấp, giúp hiệu suất cao và tuổi thọ dài. Máy có công suất từ 25 kVA đến 12.500 kVA, với cấp cách điện F.
- Máy biến áp cách điện bằng nhựa tẩm (Vacuum Pressure Impregnated – VPI): Cuộn dây được tẩm nhựa dưới áp suất chân không, sau đó được sấy khô, tạo ra lớp cách điện chắc chắn và bền bỉ. VPI phù hợp với lắp đặt ngoài trời, khu vực có động đất và nhiệt độ môi trường biến động, nhờ vào kết cấu chắc chắn, vỏ bọc chống ẩm và hệ số giãn nở nhiệt thấp. Nó cũng có khả năng bảo trì dễ dàng, rủi ro cháy thấp, và kháng dòng ngắn mạch cao. VPI có các cấp công suất từ 5 kVA đến 30 MVA, với cấp cách điện F (155°C) hoặc H (180°C), và có thể đạt mức bảo vệ lên đến IP56.
Ưu điểm
- Bảo trì thấp: Không cần bảo trì và thay thế dầu định kỳ.
- An toàn cao: Không sử dụng dầu, giảm nguy cơ cháy nổ và ô nhiễm môi trường.
- Thân thiện với môi trường: Không có nguy cơ rò rỉ dầu gây ô nhiễm đất và nước.
- Hoạt động ổn định: Khả năng chịu quá tải tốt và hoạt động hiệu quả trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Nhược điểm
- Chi phí cao hơn: Máy biến áp khô thường đắt hơn so với máy biến áp dầu có cùng công suất và điện áp do sử dụng vật liệu cách điện đắt tiền hơn và quy trình sản xuất phức tạp hơn.
- Kích thước và khối lượng lớn hơn: Với cùng mức điện áp và công suất, máy biến áp khô có kích thước lớn và nặng hơn. Nguyên nhân là do cần nhiều vật liệu cách điện và khoảng cách an toàn để làm mát bằng không khí.
- Dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường: Do làm mát bằng không khí và có lỗ thông gió mở, máy biến áp khô dễ bị bụi bẩn, côn trùng hoặc động vật nhỏ xâm nhập, có thể gây hư hỏng cuộn dây hoặc ngắn mạch.
- Độ Ồn Cao Hơn: Máy biến áp khô thường ồn hơn do hiện tượng từ trễ (magnetostriction) và rung cơ học, không được giảm chấn như trong máy biến áp dầu có dầu cách điện.
- Khó sửa chữa: Khi xảy ra sự cố vài vòng dây sẽ cần thay toàn bộ bối dây pha đó do không thể quấn lại như máy biến áp dầu.
Ứng dụng
Máy biến áp khô được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như:
- Tòa nhà cao tầng và khu dân cư: Cung cấp điện an toàn và ổn định.
- Bệnh viện và trường học: Yêu cầu cao về an toàn và độ tin cậy.
- Nhà máy công nghiệp: Đặc biệt là trong các môi trường có nguy cơ cháy nổ hoặc yêu cầu vệ sinh cao.
- Trung tâm dữ liệu: Cần nguồn điện ổn định và an toàn để bảo vệ thiết bị.
