Yêu cầu chung và chức năng của hệ thống làm mát biến áp điện

Yêu cầu chung cho hệ thống làm mát biến áp

• Tất cả các thiết bị làm mát phải được lắp đặt theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất;

• Hệ thống làm mát với tuần hoàn dầu ép buộc phải có hai nguồn điện độc lập với khả năng chuyển đổi tự động. Khi nguồn điện hoạt động bị hỏng, nguồn điện dự phòng phải được kích hoạt tự động và phát tín hiệu âm thanh và thị giác;

• Đối với biến áp có tuần hoàn dầu ép buộc, khi một bộ làm mát bị lỗi được ngắt, tín hiệu âm thanh và thị giác phải được phát, và bộ làm mát dự phòng phải được kích hoạt tự động (kích hoạt thủ công cho làm mát bằng nước);

• Các động cơ phụ trợ của quạt, bơm nước và bơm dầu phải có bảo vệ quá tải, ngắn mạch và mất pha; phải có thiết bị giám sát hướng quay của động cơ bơm dầu;

• Đối với bộ trao đổi nhiệt làm mát bằng nước, bơm dầu phải được lắp đặt ở phía đầu vào dầu của bộ làm mát, đảm bảo rằng áp suất dầu trong bộ làm mát lớn hơn áp suất nước khoảng 0,05MPa trong mọi điều kiện (trừ khi có quy định khác từ nhà sản xuất). Một vít xả phải được cung cấp ở phía đầu ra nước của bộ làm mát;

• Đối với biến áp có tuần hoàn dầu ép buộc làm mát bằng nước, van kiểm tra phải được lắp đặt ở đầu ra của mỗi bơm dầu chìm trong bộ làm mát;

• Biến áp có hệ thống làm mát tuần hoàn dầu ép buộc phải có khả năng điều khiển việc bật tắt các bộ làm mát dựa trên nhiệt độ và/hoặc tải.

Chức năng của bộ làm mát biến áp

Khi có sự khác biệt về nhiệt độ giữa dầu phía trên và phía dưới của biến áp, đối lưu dầu được hình thành thông qua bộ làm mát. Sau khi được làm mát trong bộ làm mát, dầu chảy trở lại bình, do đó giảm nhiệt độ của biến áp.

Các phương pháp làm mát cho bộ làm mát biến áp

• Phương pháp làm mát tự nhiên bằng không khí ngâm dầu;

• Phương pháp làm mát bằng không khí ép buộc ngâm dầu;

• Phương pháp làm mát bằng nước tuần hoàn dầu ép buộc;

• Phương pháp làm mát bằng không khí tuần hoàn dầu ép buộc;

• Phương pháp làm mát định hướng tuần hoàn dầu ép buộc.

Trong các trạm biến áp 500kV, các biến áp lớn thường sử dụng phương pháp làm mát bằng không khí ép buộc tuần hoàn dầu, trong khi các biến áp siêu lớn sử dụng phương pháp làm mát định hướng tuần hoàn dầu ép buộc.

Nguyên lý làm việc của bộ làm mát biến áp

Các biến áp điện truyền thống sử dụng quạt được điều khiển bằng tay, với mỗi biến áp thường có 6 nhóm động cơ làm mát bằng không khí cần được điều khiển. Mỗi nhóm quạt hoạt động dựa trên rơ-le nhiệt, với các mạch điện của quạt được điều khiển thông qua tiếp điểm. Quạt được khởi động và dừng dựa trên các phán đoán logic từ việc đo nhiệt độ dầu và tình trạng quá tải của biến áp.

Các tiếp điểm cơ khí chủ yếu được điều khiển bằng tay. Điều khiển truyền thống này chỉ dựa vào thao tác thủ công. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là tất cả các quạt phải khởi động và dừng cùng lúc, tạo ra dòng khởi động rất lớn thường gây hư hỏng các thành phần trong mạch. Khi nhiệt độ dao động từ 45 đến 55 độ Celsius, tất cả các quạt thường hoạt động ở công suất tối đa, dẫn đến lãng phí năng lượng lớn và gây khó khăn cho việc bảo trì thiết bị.

Các hệ thống điều khiển làm mát truyền thống chủ yếu sử dụng các thành phần như rơ-le, rơ-le nhiệt và các hệ thống điều khiển logic dựa trên tiếp điểm, với logic điều khiển phức tạp. Trong quá trình vận hành thực tế, các tiếp điểm thường bị cháy do tiếp xúc và tách rời liên tục. Ngoài ra, các quạt thiếu các bảo vệ cần thiết như quá tải, mất pha và quá dòng, giảm độ tin cậy trong vận hành và tăng chi phí vận hành thực tế.

Các thành phần của bộ làm mát biến áp tuần hoàn dầu ép buộc làm mát bằng không khí

Bộ làm mát bao gồm các bộ trao đổi nhiệt, quạt, động cơ, đường ống gió, bơm dầu và chỉ báo lưu lượng dầu. Các quạt làm mát được sử dụng để thải bỏ không khí nóng phát ra từ bộ trao đổi nhiệt. Bơm dầu được lắp đặt ở đáy của bộ làm mát để tuần hoàn dầu từ đỉnh của bộ trao đổi nhiệt xuống dưới. Chỉ báo lưu lượng dầu được lắp đặt ở vị trí dễ nhìn ở phần dưới của bộ làm mát để giúp người vận hành quan sát tình trạng hoạt động của bơm dầu.

Chức năng của bình biến áp và thiết bị làm mát

Bình biến áp đóng vai trò như vỏ ngoài của biến áp, chứa lõi sắt, cuộn dây và dầu biến áp, đồng thời cũng cung cấp một mức độ tản nhiệt nhất định.

Chức năng của thiết bị làm mát biến áp là tạo ra chu kỳ tuần hoàn dầu thông qua bộ tản nhiệt khi có sự khác biệt về nhiệt độ trong lớp dầu phía trên của biến áp. Điều này cho phép dầu được làm mát trong bộ tản nhiệt trước khi chảy trở lại bình, từ đó giảm nhiệt độ của dầu biến áp. Để tăng cường hiệu quả làm mát, có thể áp dụng các biện pháp như làm mát bằng không khí, làm mát bằng không khí ép buộc tuần hoàn dầu, hoặc làm mát bằng nước ép buộc tuần hoàn dầu.