Bình chứa dầu biến áp: Loại cấu trúc và chức năng được giải thích

Giới thiệu về Dầu Bảo Quản Biến áp

Dầu bảo quản là thiết bị lưu trữ dầu quan trọng cho biến áp. Khi tải của biến áp tăng và nhiệt độ dầu tăng lên, dầu cách điện bên trong thùng chứa sẽ nở ra do nhiệt, khiến dầu thừa chảy vào bảo quản. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm, dầu trong bảo quản sẽ chảy ngược trở lại thùng chứa. Quá trình này cho phép điều chỉnh tự động mức dầu, giúp bảo quản thực hiện cả chức năng lưu trữ và bù đắp dầu, đảm bảo thùng chứa luôn đầy đủ dầu.

Đồng thời, bảo quản giảm diện tích tiếp xúc giữa dầu biến áp và không khí. Độ ẩm, bụi và cặn dầu oxy hóa hấp thụ từ không khí lắng xuống bẫy cặn ở đáy bảo quản, làm chậm đáng kể quá trình lão hóa của dầu biến áp.

Cấu trúc của Dầu Bảo Quản

Thân bảo quản là một thùng chứa hình trụ được làm bằng các tấm thép hàn, với thể tích khoảng 10% tổng dung tích thùng chứa. Nó được gắn ngang trên đỉnh thùng chứa và kết nối với thùng chính thông qua đường ống qua rơ-le khí, cho phép mức dầu tự do tăng giảm theo sự thay đổi nhiệt độ. Trong điều kiện hoạt động bình thường, mức dầu tối thiểu trong bảo quản nên cao hơn cổng của bushing điện áp cao; đối với bushing có cấu trúc kết nối, mức dầu tối thiểu nên cao hơn đỉnh của bushing. Một đồng hồ đo mức dầu (hoặc chỉ báo mức dầu) được lắp đặt bên cạnh bảo quản để theo dõi trực tiếp sự thay đổi mức dầu.

Loại Dầu Bảo Quản

Hiện nay, có ba loại chính của bảo quản dầu biến áp:

• Bảo quản kiểu vỏ: Có vỏ cao su bên trong cách ly dầu biến áp khỏi không khí bên ngoài trong khi cung cấp không gian cho sự giãn nở và co lại nhiệt.

• Bảo quản kiểu màng: Sử dụng màng cao su để tách dầu khỏi không khí và cung cấp thể tích cần thiết cho sự giãn nở và co lại nhiệt.

• Bảo quản kiểu sóng nhăn: Sử dụng thiết bị giãn nở dạng sóng nhăn kim loại để cách ly dầu khỏi không khí và thích ứng với sự thay đổi thể tích dầu. Bảo quản sóng nhăn được chia thành loại dầu nội bộ và loại dầu ngoại vi, với loại dầu nội bộ có hiệu suất tốt hơn nhưng kích thước lớn hơn.

Các Phương Pháp Chèn Kín của Dầu Bảo Quản

• Bảo quản kiểu mở (không kín): Dầu biến áp được tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài. Thiết kế này có khả năng kín kém, khiến dầu dễ bị ẩm và oxi hóa, dẫn đến hàm lượng ẩm và khí quá mức, ảnh hưởng đến an toàn hoạt động của biến áp. Loại này đã bị loại bỏ phần lớn và chỉ còn thấy ở một số biến áp điện áp thấp, công suất nhỏ.

• Bảo quản kiểu vỏ: Được trang bị vỏ cao su chịu dầu bên trong bảo quản để cách ly dầu khỏi không khí. Vỏ thông với không khí thông qua ống thở và chất hút ẩm, giãn nở và co lại theo sự thay đổi mức dầu. Tuy nhiên, vỏ dễ bị lão hóa và nứt, cho phép độ ẩm và không khí xâm nhập vào dầu, gây ra sự lão hóa dầu, giảm hiệu suất cách điện và tăng tổn thất điện môi. Cần thay thế silica gel định kỳ, và trong trường hợp nghiêm trọng, có thể cần lọc dầu hoặc bảo dưỡng khi mất điện. Việc sử dụng nó đang dần giảm.

• Bảo quản kiểu màng: Sử dụng cấu trúc màng gồm hai lớp vải nylon kẹp giữa cao su chloroprene và phủ cao su nitryl bên ngoài. Tuy nhiên, nó đòi hỏi yêu cầu cao về quy trình lắp đặt và bảo trì, với các vấn đề như rò rỉ dầu và hỏng hóc các thành phần cao su ảnh hưởng đến an toàn, độ tin cậy và vệ sinh hoạt động. Việc sử dụng nó cũng đang dần giảm.

• Bảo quản kiểu sóng nhăn (dầu nội bộ) kín: Sử dụng yếu tố đàn hồi kim loại làm bù đắp, là công nghệ chín muồi được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện hơn 20 năm, mở rộng công nghệ của bộ phận giãn nở kim loại dạng tấm được sử dụng trong biến áp đo lường.

• Bảo quản dầu nội bộ thẳng đứng: Sử dụng bellows làm thùng chứa dầu, với nhiều bellows được kết nối song song và được lắp đặt thẳng đứng trên một đế, có thêm nắp bụi bên ngoài, và bù đắp thể tích dầu bằng cách di chuyển thẳng đứng của bellows, với hình dạng chủ yếu là hình chữ nhật.

• Bảo quản dầu ngoại vi nằm ngang: Sử dụng bellows làm túi khí, được đặt ngang bên trong thùng chứa bảo quản, với dầu cách điện được đổ giữa bên ngoài bellows và thùng chứa, và bên trong bellows được kết nối với không khí bên ngoài. Bù đắp thể tích dầu được thực hiện bằng cách giãn nở và co lại của bellows, thay đổi thể tích bên trong bảo quản, với hình dạng thùng chứa nằm ngang.

Đặc điểm của Dầu Bảo Quản Kiểu Sóng Nhăn Kim Loại

• Lõi hốc được trang bị bộ phận giảm chấn như thiết bị bảo vệ áp suất, có thể giảm tác động của sự gia tăng đột ngột áp suất dầu nội bộ lên thân bảo quản. Khi áp suất đạt giới hạn, lõi sẽ vỡ để giải phóng áp suất, bảo vệ thân biến áp và tăng cường độ tin cậy hoạt động - đây là đặc điểm độc đáo không tìm thấy ở các bảo quản khác.

• Lõi bao gồm một hoặc nhiều đơn vị bellows, với nắp bảo vệ bên ngoài. Bên ngoài lõi tiếp xúc với không khí, tạo điều kiện tản nhiệt và thông gió tốt, thúc đẩy tuần hoàn dầu, giảm nhiệt độ dầu nội bộ, và cải thiện độ tin cậy hoạt động.

• Chỉ báo mức dầu di chuyển đồng bộ với sự giãn nở và co lại của lõi, cung cấp độ nhạy cao. Sự thay đổi mức dầu có thể được quan sát trực tiếp thông qua cửa sổ quan sát trên nắp bảo vệ, cung cấp đọc số trực quan và đáng tin cậy. Một công tắc giới hạn báo mức dầu được lắp đặt trên nắp bảo vệ, đáp ứng yêu cầu vận hành không người lái.

• Không có hiện tượng mức dầu giả: Các bảo quản truyền thống khó có thể hoàn toàn đẩy hết không khí, có thể gây ra mức dầu giả. Thiết kế này, với sự di chuyển lõi nhạy bén và tấm thép cân bằng tạo áp suất dương nhẹ, hiệu quả đẩy hết không khí bên trong cho đến khi đạt mức dầu mong muốn, loại bỏ mức dầu giả.

• Bộ phận giãn nở bellows kim loại không phù hợp cho thùng chứa dầu của on-load tap-changer: On-load tap-changer, một thành phần quan trọng của biến áp, thường xuyên điều chỉnh điện áp dựa trên điều kiện tải trong quá trình hoạt động. Các hồ quang tạo ra trong quá trình điều chỉnh dẫn đến phân hủy dầu và sản xuất khí. Thể tích hạn chế của các bộ phận giãn nở bellows kín hoàn toàn làm cản trở việc giải phóng khí, đòi hỏi phải xả khí thường xuyên tại chỗ. Do đó, các nhà sản xuất và người dùng không khuyến nghị sử dụng các bộ phận giãn nở bellows kín hoàn toàn cho các bảo quản nhỏ của on-load tap-changer.