PHÂN TÍCH DẦU MÁY BIẾN ÁP

Dầu máy biến áp chuyên dụng bạn đã hiểu rõ?

Dầu máy biến áp đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình sử dụng và quản lí vận hành máy biến áp. Tuổi thọ của dầu cũng góp phần quyết định tuổi thọ của máy biến áp .

1. Dầu máy biến áp là gì và chức năng ?

Dầu máy biến áp ( hay còn gọi là dầu cách điện, dầu máy biến thế). Dầu máy biến áp được sử dụng trong các máy biến áp dầu, máy cắt, biến trở, bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (OLTC), cuộn kháng điện, vv…
Dầu máy biến áp phải có độ bền điện môi cao, dẫn nhiệt tốt, độ bền hóa học cao và các đặc tính này không thay đổi nhiều ở nhiệt độ cao trong thời gian dài.

Dầu máy biến áp có chức năng chính là cách điện và làm mát cho máy biến áp. Dầu cũng được sử dụng để bảo quản lõi và cuộn dây của máy biến áp vì chúng được ngâm hoàn toàn bên trong dầu.

Một công dụng quan trọng khác của dầu máy biến áp là ngăn chặn quá trình oxy hóa của lớp cách điện bằng giấy cellulose. Dầu hoạt động như một rào cản giữa oxy trong khí quyển và cellulose, tránh tiếp xúc trực tiếp và do đó giảm thiểu quá trình oxy hóa.

2. Tính chất của dầu máy biến áp

Một số tính chất chính của dầu máy biến áp cần được xem xét để xác định khả năng sử

của dầu, bao gồm tính chất điện, tính chất hóa học và tính chất vật lý được tóm tắt sơ lược trong bảng sau.

2. Tính chất của dầu máy biến áp

Một số tính chất chính của dầu máy biến áp cần được xem xét để xác định khả năng sử dụng của dầu, bao gồm tính chất điện, tính chất hóa học và tính chất vật lý được tóm tắt sơ lược trong bảng sau.

Thông số kỹ thuật

Đặc tính của dầu máy biến thế cần phải có độ bền điện môi cao, dẫn nhiệt và độ bền hóa học tốt. Quan trọng là phải giữ các đặc tính này không thay đổi dù là ở nhiệt độ cao trong một thời gian dài.

Thông số kỹ thuật tiêu biểu của dầu cách điện là:

Độ bền điện môi 24 MV/m (RMS) hoặc cao hơn.
Điểm rót chảy – 6 °C hoặc thấp hơn.
Điểm chớp cháy 140 °C hoặc cao hơn.

Tiêu chuẩn dầu biến áp

No	Hạng mục thí nghiệm	Dầu mới trong máy	Dầu trong vận hành
1	Điện áp chọc thủng, KV Dưới 15KV 15 đến 35KV Dưới 110 KV 110 đến 220 KV 500 KV	3035 45 60 70	2530 40 55 60
2	Tang góc tổn thất điện môi không quá 200C 900C	0,2 2,2	1 7
3	Trị số axit mg KOH trong 1g dầu không quá	0,02	0,25
4	Hàm lượng axit và kiềm hoà tan trong nước	Không có	0,1 mg KOH
5	Hàm lượng tạp chất cơ học theo khối lượng không quá, %	Không có	Không có
6	Nhiệt độ chớp cháy kín 0C không thấp hơn	135	Giảm không quá 50C so với lần phân tích trước.

7	Khối lượng cặn không quá,% – Trị số axit dầu sau oxi hoá mg KOH trên 1g dầu không quá	0,01 0,10	Không thử Không thử
8	Chỉ số natri không quá	0,4	Không thử
9	Độ nhớt động m3/s không lớn hơn 200C 500C	28 9,0	Không thử Không thử
10	Hàm lượng nước theo khối lượng không quá ,%	0,001	0,0025
11	Hàm lượng khí hoà tan không quá, % 220 đến 330KV 500KV	1,0 0,5	2,0 2,0

Dầu máy biến áp phải có tính cách điện tốt, độ bền điện môi cao, hệ số tổn thất điện môi thấp.

Tính ổn định oxy hóa cao của dầu giúp chống lại sự suy giảm chất lượng dầu, kéo dài tuổi thọ của dầu, có nghĩa là kéo dài tuổi thọ của máy biến áp, tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, vận hành. Phụ gia chống oxy hóa có thể được dùng để làm giảm hoặc làm chậm sự thoái hóa của dầu.

Dầu cần có độ nhớt thấp để máy dễ khởi động ở nhiệt độ thấp, và khả năng truyền nhiệt vẫn tốt trong khi vận hành. Điểm chớp cháy cao để tránh nguy cơ cháy nổ trong sử dụng. Khả năng tách nhũ tốt, đảm bảo tách nước hoàn toàn trong trường hợp dầu bị nhiễm nước. Dầu phải hoàn toàn không lẫn tạp chất như khí hoà tan, nước hoặc chất rắn dạng huyền phù.

Dầu máy biến áp còn được yêu cầu không có hàm lượng lưu huỳnh ăn mòn để bảo vệ các thành phần vật liệu bằng đồng/ hợp kim đồng trong máy biến áp.

3. Dầu máy biến áp có mấy loại?

Dầu máy biến áp thông dụng thường là dầu gốc khoáng (mineral oil), là sản phẩm thu được từ quá trình chưng cất dầu mỏ. Có 2 loại dầu gốc khoáng chính là dầu gốc parafinic và dầu gốc naphthenic.

– Dầu máy biến áp gốc parafinic: Có chứa hợp chất parafin, công thức CnH2n+2, giữa các phân tử cacbon chỉ có các liên kết đơn & phân tử có cấu trúc mạch thẳng, mỗi phân tử cacbon có 4 liên kết đơn xung quanh nó.

Dầu máy biến áp gốc parafinic bền ô-xi hóa, bền nhiệt, có giá thành thấp vì nguồn cung cấp sẵn có. Tuy nhiên dầu này có chứa thành phần sáp nên nhiệt độ đông đặc cao, không thích hợp cho xứ lạnh.

– Dầu máy biến áp gốc naphthenic: Có chứa hợp chất naphthen, công thức phân tử CnH2n, là các hydrocacbon béo mạch vòng (1 hoặc nhiều cấu trúc mạch vòng) chỉ có các liên kết đơn. Do đó đây là hợp chất hydrocacbon no, gọi là cycloparafin.

Dầu biến áp gốc naphthenic dễ bị oxy hóa hơn dầu biến áp gốc parafinic. Tuy nhiên, khi quá trình oxy hóa diễn ra sẽ tạo nên bùn- sludge. Loại bùn trong dầu naphthenic dễ hòa tan vào dầu hơn loại bùn trong dầu parafinic, không kết tủa ở đáy của máy biến áp, vì vậy không cản trở chuyển động đối lưu của dầu để làm mát. Dầu biến áp gốc naphthenic ổn định hóa học, tính cách điện và dập hồ quang cao, thích hợp cho việc dùng cho máy cắt hoặc bộ điều chỉnh dưới tải (OLTC) và máy biến áp làm việc ở khu vực có nhiều băng giá, nhiệt độ thấp.

Ngoài ra còn có các dầu tổng hợp gốc ester và silicone, được khuyến cáo sử dụng cho các máy biến áp đặt bên trong các tòa nhà yêu cầu dầu chống cháy (dầu ester và silicone) hoặc đặt trên các công trình ngoài khơi yêu cầu dầu dễ phân hủy sinh học (ester).

4. Các tiêu chuẩn phân loại dầu máy biến áp

IEC 60296 là tiêu chuẩn quốc tế cho dầu máy biến áp gốc khoáng gồm hai loại tùy theo yêu cầu sử dụng:
- yêu cầu chung, gồm 3 loại dầu: không có phụ gia chống ô-xi hóa (unprohibited), ít phụ gia (trace inhibited, phụ gia max 0,08% kl) và phụ gia hoàn chỉnh (fully inhibited, phụ gia max 0,4% kl)
- yêu cầu đặc biệt dùng cho các máy đóng ngắt (máy cắt) đặt ngoài trời, dầu có tính hấp thu khí tốt.
ASTM D3487 là tiêu chuẩn quốc tế cho dầu máy biến áp gốc khoáng gồm hai loại tùy theo hàm lượng phụ gia chống ô-xi hóa:
- type I: phụ gia max 0,08% kl
- type II: phụ gia max 0,3% kl
BS 148: tiêu chuẩn Anh
DIN 57370: tiêu chuẩn Đức.