Máy biến áp nối đất là gì?
Máy biến áp nối đất tạo ra điểm trung tính nhân tạo cho các hệ thống ba pha không có điểm trung tính truy cập được, chẳng hạn như các mạng đấu nối tam giác hoặc đấu nối sao không nối đất ở mức 6 kV, 10 kV, 12,47 kV, 13,8 kV, 24 kV, 33 kV hoặc 35 kV.
Nó thường được chế tạo với kiểu đấu zigzag, bởi vì mỗi cuộn dây pha được chia thành hai nửa quấn trên các trụ lõi khác nhau.
Trong điều kiện bình thường, máy biến áp chỉ tiêu thụ một dòng điện từ hóa nhỏ. Tuy nhiên, khi xảy ra sự cố chạm đất một pha, cấu trúc zigzag mang lại trở kháng thứ tự không thấp, cho phép dòng điện thứ tự không chạy qua điểm trung tính và giúp cuộn kháng dập hồ quang, điện trở nối đất trung tính hoặc rơ le bảo vệ hoạt động chính xác.
Máy biến áp nối đất thường được định mức cho vận hành không tải dài hạn và chịu đựng sự cố ngắn hạn, chẳng hạn như 10 giây, 30 giây hoặc 60 giây.
Máy biến áp nối đất ngâm dầu so với máy biến áp nối đất kiểu khô
| Hạng mục so sánh |
Máy biến áp tiếp địa ngâm dầu |
Máy biến áp tiếp địa kiểu khô |
| Cách điện & làm mát |
Dầu máy biến áp cung cấp khả năng cách điện và làm mát bằng tuần hoàn dầu |
Làm mát bằng không khí với nhựa epoxy, cách điện VPI hoặc cách điện gốc Nomex |
| An toàn cháy nổ |
Dầu dễ cháy; cần quản lý rủi ro rò rỉ và cháy nổ |
Không chứa dầu, rủi ro cháy thấp; phù hợp cho khu vực trong nhà và nơi tập trung đông người |
| Khả năng quá tải |
Khả năng quá tải ngắn hạn mạnh và ổn định nhiệt cao |
Bị giới hạn bởi độ tăng nhiệt độ cuộn dây; thường yêu cầu thông gió hoặc làm mát bằng không khí cưỡng bức |
| Khả năng thích ứng môi trường |
Khả năng chống chịu độ ẩm, ngưng tụ và ô nhiễm tốt; phù hợp cho trạm biến áp ngoài trời |
Nhạy cảm với bụi, ngưng tụ và sương muối trừ khi được xử lý đặc biệt; cần kiểm tra cấp bảo vệ IP và cấp môi trường |
| Công suất & điện áp điển hình |
Phù hợp cho các định mức lớn hơn và điện áp hệ thống cao hơn, bao gồm các ứng dụng 33 kV và 66 kV |
Phổ biến hơn ở các định mức nhỏ và trung bình; các sản phẩm điển hình có sẵn lên đến khoảng 3150 kVA, với các định mức cao hơn tùy thuộc vào nhà sản xuất và phương pháp làm mát |
| Chi phí ban đầu |
Nhìn chung thấp hơn đối với cùng một định mức |
Nhìn chung cao hơn do cách điện rắn và quy trình sản xuất |
| Bảo trì |
Yêu cầu kiểm tra mức dầu, thử nghiệm dầu, kiểm tra rò rỉ và bảo trì định kỳ |
Về cơ bản không cần bảo trì; chủ yếu là kiểm tra trực quan, giám sát nhiệt độ và vệ sinh |
| Lắp đặt |
Thường lắp đặt ngoài trời; có thể yêu cầu hố chứa dầu hoặc đê bao |
Có thể lắp đặt trong nhà, thường gần thiết bị đóng cắt hoặc bên trong trạm biến áp trọn bộ |
| Ứng dụng điển hình |
Trạm biến áp ngoài trời, nhà máy điện mặt trời/điện gió, mạng lưới công nghiệp, hệ thống 33/66 kV |
Phòng đóng cắt trong nhà, tòa nhà, trung tâm dữ liệu, bệnh viện, đường hầm, ga tàu điện ngầm, nhà máy hóa chất |
Khi nào nên chọn máy biến áp tiếp địa ngâm dầu?
Chọn loại ngâm dầu khi:
- Lắp đặt ngoài trời, chẳng hạn như trạm biến áp thông thường, nhà máy điện mặt trời, trang trại gió hoặc trạm phân phối công nghiệp.
- Điện áp hệ thống tương đối cao, ví dụ 33 kV hoặc 66 kV.
- Máy biến áp tiếp địa phải chịu được dòng điện chạm đất ngắn hạn cao hoặc hoạt động trong điều kiện nhiệt độ môi trường khắc nghiệt.
- Dự án nhạy cảm về CAPEX và có nhân viên bảo trì đủ trình độ.
- Ưu tiên tuổi thọ dài, quán tính nhiệt cao và độ tin cậy ngoài trời đã được chứng minh.
Khi nào nên chọn máy biến áp tiếp địa khô?
Chọn loại khô khi:
- Thiết bị được lắp đặt trong nhà, tại tầng hầm, tòa nhà, đường hầm, ga tàu điện ngầm, trung tâm dữ liệu, bệnh viện hoặc nhà máy hóa chất.
- Các quy định về phòng cháy chữa cháy hạn chế hoặc cấm thiết bị chứa dầu.
- Yêu cầu môi trường nghiêm ngặt và phải tránh nguy cơ rò rỉ dầu.
- Hiện trường có nguồn lực bảo trì hạn chế.
- Công suất nhỏ hoặc trung bình, thường dành cho các hệ thống phân phối 6 kV, 10 kV, 12.47 kV, 13.8 kV hoặc 35 kV.
- Thiết bị loại khô được chỉ định với cấp môi trường phù hợp, chẳng hạn như C2 cho nhiệt độ thấp, E2 cho độ ẩm/ô nhiễm và F1/F0 cho hiệu suất chống cháy.
Lưu ý: Máy biến áp tiếp địa khô có thể được sử dụng trong môi trường ven biển hoặc ăn mòn, nhưng chỉ khi hệ thống cách điện, vỏ bọc, khoảng cách rò rỉ và xử lý chống ăn mòn được chỉ định đúng cách. Chúng không tự động vượt trội hơn so với các thiết bị ngâm dầu ở các khu vực có sương muối.
Những hiểu lầm phổ biến
Không hẳn vậy. Các thiết bị loại khô thường có giá mua cao hơn, nhưng chúng có thể giảm chi phí xây dựng dân dụng, phòng cháy chữa cháy, yêu cầu về không gian trong nhà và khối lượng công việc bảo trì. Đối với các dự án trong nhà, tổng chi phí sở hữu có thể cạnh tranh.
- “Máy biến áp ngâm dầu không thể sử dụng trong nhà.”
Chúng vẫn có thể, nhưng thường yêu cầu thêm các biện pháp phòng cháy chữa cháy, ngăn chứa dầu, thông gió và khoảng cách an toàn. Trong nhiều dự án xây dựng, loại khô vẫn là lựa chọn đơn giản hơn.
- “Bất kỳ máy biến áp nào cũng có thể được sử dụng làm máy biến áp tiếp địa.”
Không. Máy biến áp phân phối tiêu chuẩn không cung cấp trở kháng thứ tự không thấp tương tự như máy biến áp tiếp địa kiểu zíc-zắc. Việc sử dụng máy biến áp thông thường để kết nối cuộn kháng dập hồ quang thường giới hạn công suất sử dụng ở khoảng 20% định mức của máy biến áp, trong khi máy biến áp tiếp địa kiểu zíc-zắc có thể tận dụng 90%–100% công suất của nó cho mục đích tiếp địa.
Các thông số chính cần chỉ định
Khi chuẩn bị bảng dữ liệu hoặc yêu cầu báo giá, các thông số này cần được xác định rõ ràng:
- Điện áp hệ thống và điện áp cao nhất cho thiết bị, ví dụ 12 kV, 13.8 kV, 24 kV, 33 kV hoặc 36 kV.
- Tần số hệ thống, 50 Hz hoặc 60 Hz.
- Kiểu đấu dây, thường là ZNyn hoặc ZN, tùy thuộc vào việc có yêu cầu cuộn dây phụ trợ thứ cấp hay không.
- Trở kháng thứ tự không, được xác định bởi nghiên cứu hệ thống, giới hạn dòng điện sự cố và phối hợp tiếp địa trung tính. Máy biến áp tiếp địa kiểu zíc-zắc được thiết kế cho trở kháng thứ tự không thấp, nhưng giá trị chính xác phải được chỉ định cho từng trường hợp.
- Dòng điện chạm đất định mức, ví dụ 200 A, 400 A, 600 A hoặc 1200 A.
- Thời gian sự cố, chẳng hạn như 10 s, 30 s hoặc 60 s.
- Công suất định mức liên tục tính bằng kVA, nếu máy biến áp tiếp địa cũng cấp nguồn cho phụ tải tự dùng của trạm.
- Phương pháp tiếp địa trung tính, bao gồm cuộn kháng dập hồ quang, điện trở tiếp địa trung tính, hoặc tiếp địa trực tiếp/điện kháng.
- Mức cách điện / BIL, theo yêu cầu của IEC, IEEE hoặc tiện ích địa phương.
- Tỷ số X/R của hệ thống và khả năng chịu ngắn mạch, để đảm bảo khả năng chịu nhiệt và động chính xác.
- Độ cao, đặc biệt đối với các lắp đặt trên 1000 m.
- Điều kiện sóng hài hoặc phụ tải phi tuyến, nếu máy biến áp tiếp địa cũng mang phụ tải tự dùng.
- Cấp bảo vệ IP của vỏ và mức độ ồn, đặc biệt đối với các lắp đặt trong nhà.
- Cấp môi trường, đặc biệt đối với thiết bị loại khô: cấp nhiệt độ, cấp độ ẩm, cấp ô nhiễm và cấp bảo vệ IP.
- Tiêu chuẩn áp dụng, chẳng hạn như IEC 60076-6, IEC 60076-11, IEEE C57.32-2015 (không hoạt động-được bảo lưu tính đến tháng 3 năm 2026), IEEE C62.92, GB/T 1094.6 và GB/T 10228.
Nhà cung cấp máy biến áp nối đất
Quy tắc lựa chọn theo kinh nghiệm
- Các địa điểm trong nhà, hạn chế cháy nổ, bảo trì thấp hoặc nhạy cảm với môi trường → máy biến áp nối đất kiểu khô.
- Các địa điểm ngoài trời, điện áp cao, dòng sự cố lớn, tải nặng hoặc nhạy cảm với chi phí đầu tư → máy biến áp nối đất ngâm dầu.
Quyết định cuối cùng không nên chỉ dựa trên giá mua. Cần xem xét môi trường lắp đặt, quy định phòng cháy chữa cháy, phối hợp tổng trở thứ tự không, thời gian sự cố, khả năng bảo trì và tổng chi phí sở hữu.
Đăng nhập
