Tại sao Máy Biến Áp Ngâm Dầu Cần Bộ Hít Khí | Dingxin

Các máy biến áp ngâm dầu được trang bị bình giãn nở phải thích ứng với sự thay đổi thể tích dầu cách điện khi tải và nhiệt độ của máy biến áp thay đổi. Khi dầu nóng lên, nó nở ra; khi nguội đi, nó co lại.

Chu kỳ nhiệt này khiến không gian khí bên trong bình giãn nở trao đổi khí với khí quyển. Nếu không kiểm soát độ ẩm một cách phù hợp, không khí ẩm, bụi và các tạp chất khác có thể xâm nhập vào bình giãn nở, làm ảnh hưởng đến chất lượng dầu cách điện.

Bộ thở máy biến áp—còn gọi là bộ thở khử ẩm hoặc bộ thở gel silica—làm khô và lọc không khí đi vào bình giãn nở. Nó hoạt động như một ‘mặt nạ thở khô’ cho máy biến áp, góp phần bảo vệ hệ thống cách điện và hỗ trợ vận hành ổn định.

Cái gì là Máy biến áp Bộ thở?

Bộ thở máy biến áp là một phụ kiện thường được kết nối với không gian khí của bình giãn nở trên máy biến áp ngâm dầu. Một bộ thở riêng cũng có thể được lắp đặt trên bình giãn nở của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (on-load tap-changer).

Bộ thông khí cung cấp một đường dẫn được kiểm soát cho không khí di chuyển vào và ra khỏi bộ phận chứa dầu dự trữ. Trong quá trình hít vào, không khí đi vào sẽ đi qua chất hút ẩm—thường là gel silica—để hấp thụ độ ẩm trước khi đến bộ phận chứa dầu dự trữ.

Các bộ thông khí khử ẩm truyền thống thường chứa một buồng trong suốt đựng gel silica và có thể bao gồm một cốc kín dầu ở phía dưới. Tài liệu kỹ thuật từ nhà sản xuất bộ thông khí công nghiệp xác nhận rằng không khí đi vào do co nhiệt tạo ra sẽ đi qua gel silica, trong khi một van thủy lực có thể điều khiển dòng không khí theo cả hai chiều.

Tại sao dầu máy biến áp lại 'hít thở'?

Thể tích dầu máy biến áp thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.

Khi nhiệt độ dầu tăng lên

Khi tải máy biến áp hoặc nhiệt độ môi trường tăng lên, dầu cách điện trở nên nóng hơn và giãn nở. Thể tích dầu tăng lên làm giảm khoảng không khí trong bộ phận chứa dầu dự trữ, khiến không khí được đẩy ra ngoài qua bộ thông khí.

Khi nhiệt độ dầu giảm xuống

Khi máy biến áp nguội đi, dầu co lại. Không gian chứa khí trong bình giãn nở tăng lên, hút không khí bên ngoài vào thông qua bộ hút ẩm.

Quá trình này thường được mô tả là hiện tượng ‘thở’ của máy biến áp. Bộ hút ẩm không ngăn chặn luồng không khí, mà thay vào đó kiểm soát và xử lý không khí trao đổi với khí quyển.

Tại sao độ ẩm gây hại cho máy biến áp?

Hệ thống cách điện của máy biến áp ngâm dầu thường bao gồm cả chất lỏng cách điện và vật liệu cách điện rắn dạng xen-lu-lô. Độ ẩm xâm nhập vào hệ thống này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất điện môi và góp phần làm lão hóa cách điện.

Hướng dẫn của IEC coi hiệu suất điện môi, lão hóa, độ ổn định và tương tác giữa chất lỏng – chất rắn là những yếu tố chức năng quan trọng đối với chất lỏng cách điện dùng trong máy biến áp.

Một bộ hút ẩm được bảo trì đúng cách giúp giảm lượng độ ẩm từ khí quyển xâm nhập qua bình giãn nở. Điều này hỗ trợ:

• Hiệu suất điện môi của dầu cách điện
• Bảo vệ cách điện rắn của máy biến áp
• Điều kiện cách điện ổn định hơn
• Giảm ô nhiễm do không khí ẩm
• Tuổi thọ dài hơn của dầu và hệ thống cách điện
• Hoạt động của máy biến áp đáng tin cậy hơn

Bộ hút ẩm chỉ là một phần trong việc quản lý độ ẩm cho máy biến áp. Các yếu tố khác như gioăng, phớt, màng ngăn hoặc túi khí trong bình giãn nở, xử lý dầu, chất lượng lắp đặt và quy trình bảo trì cũng cần được xem xét.

Các thành phần chính của bộ hút ẩm thông thường Máy biến áp Người thở

Mặc dù cấu tạo có thể khác nhau tùy theo nhà sản xuất và mẫu mã, một bộ hút ẩm thông thường có thể bao gồm các thành phần sau.

1. Buồng chất hút ẩm trong suốt

Buồng thủy tinh hoặc polymer trong suốt cho phép nhân viên bảo trì quan sát tình trạng gel silica mà không cần tháo rời bộ hút ẩm.

Buồng phải luôn sạch sẽ, nguyên vẹn và được bịt kín đúng cách. Các vết nứt, mối nối lỏng lẻo hoặc rò rỉ khí có thể cho phép không khí chưa qua xử lý đi vòng qua chất hút ẩm.

2. Chỉ thị độ ẩm bằng gel silica

Gel silica hấp thụ độ ẩm từ luồng không khí đi vào. Một chất chỉ thị thay đổi màu sắc khi chất hút ẩm đạt trạng thái bão hòa.

Màu ban đầu và màu bão hòa phụ thuộc vào công thức cụ thể của gel silica. Ví dụ, một số sản phẩm chuyển từ cam sang xanh lá cây, trong khi các loại khác có thể sử dụng các tổ hợp màu khác nhau. Nhân viên bảo trì phải tuân theo biểu đồ màu và hướng dẫn đi kèm với bộ thông hơi cụ thể, thay vì dựa vào một quy tắc màu chung chung.

3. Bộ lọc và lưới giữ

Các lưới hoặc bộ lọc giữ các hạt gel silica bên trong buồng và giúp ngăn bụi hút ẩm xâm nhập hoặc gây tắc nghẽn đường thông hơi.

4. Cốc kín dầu hoặc van thủy lực

Nhiều bộ thông hơi truyền thống có cốc dầu ở phần dưới. Cốc này tạo ra một lớp kín thủy lực, giúp hạn chế tiếp xúc liên tục giữa gel silica và không khí bên ngoài, đồng thời hỗ trợ ngăn bụi và các tạp chất xâm nhập vào bộ thông hơi.

Mức dầu phải được duy trì theo hướng dẫn của nhà sản xuất bộ thở. Lượng dầu quá ít có thể làm suy giảm độ kín, trong khi việc đổ dầu không đúng cách có thể cản trở luồng khí bình thường.

5. Ống nối và mặt bích

Ống nối kết nối bộ thở với khoảng không khí của bộ giãn nở. Ống, gioăng và mặt bích phải luôn được bịt kín và không bị tắc nghẽn để đảm bảo không khí đi qua bộ thở thay vì thoát ra ngoài qua điểm rò rỉ không kiểm soát.

Bộ thở máy biến áp hoạt động như thế nào?

Trong quá trình hít vào của máy biến áp, không khí bên ngoài đi vào qua phần dưới của bộ thở. Tùy theo thiết kế, không khí đi qua lớp dầu kín hoặc van thủy lực, sau đó đi qua gel silica.

Gel silica hấp thụ hơi nước từ không khí đầu vào. Không khí đã được làm khô sau đó di chuyển qua ống nối vào bộ giãn nở.

Trong quá trình thở ra, không khí di chuyển theo chiều ngược lại và trở lại bầu khí quyển thông qua cụm bộ thở. Đường đi chính xác của luồng khí và nguyên lý hoạt động của van phụ thuộc vào thiết kế cụ thể của bộ thở.

Nguyên lý hoạt động có thể được tóm tắt như sau:

1. Dầu biến áp thay đổi thể tích theo nhiệt độ.
2. Bình giãn nở trao đổi không khí với khí quyển.
3. Không khí đi vào được dẫn qua bộ hút ẩm.
4. Gel silica loại bỏ độ ẩm khỏi không khí.
5. Khoá dầu hoặc van giúp kiểm soát lưu lượng không khí và ngăn ngừa nhiễm bẩn.
6. Không khí khô đi vào bình giãn nở.

Điều gì xảy ra nếu bộ hút ẩm không được bảo trì?

Bộ hút ẩm bị bão hoà, rò rỉ, trống rỗng hoặc tắc nghẽn sẽ không thể thực hiện chức năng thiết kế một cách hiệu quả.

Gel silica bão hoà

Khi chất hút ẩm đạt đến khả năng hấp thụ độ ẩm tối đa, nó sẽ không còn làm khô không khí đầu vào một cách hiệu quả. Việc tiếp tục vận hành trong tình trạng này làm tăng nguy cơ không khí ẩm xâm nhập vào bình giãn nở.

Cốc dầu rỗng hoặc bị nhiễm bẩn

Nếu cốc kín dầu rỗng, rò rỉ, bẩn hoặc bị nhũ hóa, thì chức năng kín và lọc dự kiến có thể không còn được đảm bảo.

Dòng không khí bị chặn

Gel silica dạng bột, bụi bẩn, lưới lọc bị hư hỏng hoặc ống nối bị tắc có thể hạn chế quá trình thông hơi. Một đường dẫn bị chặn có thể gây gián đoạn việc cân bằng áp suất bình thường của bình giãn nở và cần được kiểm tra ngay lập tức.

Rò rỉ không khí

Các mối nối lỏng lẻo, gioăng bị hỏng hoặc buồng trong suốt bị nứt có thể cho phép không khí đi vòng qua gel silica, khiến không khí khí quyển chưa xử lý xâm nhập vào bình giãn nở.

Lắp đặt sai

Lắp bộ thông hơi nghiêng, sử dụng lượng dầu không đúng, chưa tháo các nút niêm phong vận chuyển hoặc nối vào ống bị tắc đều có thể ngăn cản hoạt động đúng của thiết bị.

Danh sách kiểm tra bộ thông hơi máy biến áp

Việc kiểm tra bộ hút ẩm cần được đưa vào chương trình giám sát tình trạng định kỳ của máy biến áp.

Tình trạng bên ngoài

Kiểm tra rằng:

• Bộ hút ẩm được lắp đặt chắc chắn và thẳng đứng.
• Buồng trong suốt không bị nứt hoặc hư hỏng.
• Không quan sát thấy rò rỉ dầu hoặc khí.
• Cửa sổ kiểm tra đủ sạch để quan sát được gel silica.
• Các mặt bích, phụ kiện và bulông vẫn được siết chặt.

Tình trạng gel silica

Xác nhận rằng:

• Màu sắc của gel silica phù hợp với trạng thái “khô” do nhà sản xuất quy định.
• Sự thay đổi màu sắc chưa đạt tới giới hạn thay thế hoặc tái sinh do nhà sản xuất quy định.
• Chất hút ẩm chưa bị vỡ thành bột, nén chặt hoặc nhiễm bẩn.
• Các đường dẫn khí và lưới giữ không bị tắc nghẽn.

Việc thay đổi màu sắc trên khoảng một nửa đến hai phần ba bề mặt lớp chất hút ẩm đôi khi được dùng làm tín hiệu bảo trì cho các bộ hút ẩm thông thường. Tuy nhiên, điều này không được thay thế cho hướng dẫn đi kèm với bộ hút ẩm đã lắp đặt. Các công thức gel silica và màu chỉ thị có thể khác nhau.

Cốc kín dầu

Xác minh rằng:

• Mức dầu đạt đúng yêu cầu quy định.
• Dầu sạch và không có nước hay hiện tượng nhũ hóa dễ thấy.
• Cốc không bị nứt hoặc rò rỉ.
• Đệm kín và các chi tiết cố định còn ở tình trạng tốt.

Các điểm nối và đường dẫn khí

Kiểm tra:

• Ống nối bộ bảo quản
• Đệm mặt bích và các mối nối ren
• Lưới lọc và các đường dẫn luồng không khí bên trong
• Dấu hiệu tắc nghẽn, ăn mòn hoặc hư hỏng vật lý

Tình trạng hoạt động

Các hiện tượng bất thường như hành vi áp suất không mong đợi, sủi bọt bất thường, luồng không khí một chiều kéo dài hoặc chỉ báo bất thường từ bộ bảo quản cần được điều tra theo hướng dẫn trong sổ tay máy biến áp và bộ hút ẩm.

Khi nào nên thay gel silica?

Gel silica cần được thay thế hoặc tái sinh khi đạt đến trạng thái do nhà sản xuất bộ hút ẩm quy định.

Tần suất bảo trì phụ thuộc vào:

• Thể tích dầu máy biến áp
• Khả năng chứa của bộ hút ẩm
• Độ ẩm môi trường
• Nhiệt độ môi trường
• Tải biến áp
• Biến thiên nhiệt độ dầu
• Tần suất chu kỳ nhiệt
• Tình trạng bộ giãn nở và gioăng kín

Dữ liệu của nhà sản xuất cho thấy các biến số này ảnh hưởng trực tiếp đến việc chọn kích thước bộ hút ẩm và khoảng thời gian bảo trì. Do đó, kiểm tra dựa trên tình trạng thực tế thường đáng tin cậy hơn so với việc áp dụng cùng một lịch thay thế cho mọi biến áp.

Một số loại gel silica thông thường có thể được tái sinh bằng cách đun nóng có kiểm soát, nhưng nhiệt độ và quy trình cho phép phụ thuộc vào từng sản phẩm cụ thể. Chất hút ẩm bị nhiễm bẩn hoặc bị vỡ vụn nghiêm trọng không nên tự động được tái sử dụng.

Các bộ hút ẩm tự tái sinh cũng có sẵn trên thị trường. Các thiết bị này tự động làm khô gel silica và theo dõi chu kỳ hít – thở, từ đó giảm nhu cầu thay thế chất hút ẩm thủ công.

Yêu cầu an toàn quan trọng

Việc bảo trì bộ hút ẩm biến áp phải do nhân viên có trình độ thực hiện theo quy trình an toàn đã được phê duyệt tại hiện trường.

Trước khi tháo rời, mở ra hoặc bảo dưỡng bộ hút ẩm:

• Làm theo hướng dẫn của nhà sản xuất máy biến áp.
• Xác nhận xem máy biến áp có cần được ngắt điện hoặc cách ly hay không.
• Ngăn ngừa hoạt động vô tình hoặc giải phóng áp suất bất ngờ.
• Sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân phù hợp.
• Cân nhắc các mối nguy liên quan đến dầu nóng, điện và làm việc ở độ cao.
• Bảo vệ lỗ mở của bộ giãn nở khỏi nhiễm bẩn từ khí quyển.
• Không để ống thông hơi mở lâu hơn mức cần thiết.
• Chỉ sử dụng chất hút ẩm, dầu, gioăng và phụ tùng thay thế được phê duyệt.

Hướng dẫn vận hành phụ kiện máy biến áp cảnh báo nhân viên phải ngắt điện thiết bị liên quan và ngăn chặn việc nối lại trước khi thực hiện bảo trì điện.

Tại sao việc bảo trì bộ hút ẩm lại quan trọng

Bộ hút ẩm cho máy biến áp là một phụ kiện tương đối nhỏ, nhưng thực hiện chức năng bảo vệ quan trọng. Bằng cách làm khô không khí đi vào và giúp ngăn chặn các chất gây ô nhiễm xâm nhập vào bình giãn dầu, bộ hút ẩm hỗ trợ duy trì tình trạng dầu cách điện cũng như toàn bộ hệ thống cách điện của máy biến áp.

Nói một cách đơn giản, bộ hút ẩm chính là mặt nạ thở khô cho máy biến áp:

• Cho phép bình giãn dầu trao đổi không khí.
• Loại bỏ độ ẩm khỏi không khí đi vào.
• Hỗ trợ lọc bụi và các chất gây ô nhiễm.
• Hỗ trợ cân bằng áp suất.
• Hỗ trợ bảo vệ dầu cách điện.
• Giảm thiểu rủi ro bảo trì có thể tránh được.

Do đó, việc kiểm tra định kỳ gel silica, cốc dầu, gioăng kín và đường dẫn luồng khí là một phần thiết yếu trong công tác bảo trì máy biến áp ngâm dầu.

Các giải pháp máy biến áp từ Dingxin Electric

Dingxin Electric sản xuất các máy biến áp phân phối và máy biến áp công suất ngâm dầu theo yêu cầu cho các dự án điện lực, công nghiệp, năng lượng tái tạo, thương mại và cơ sở hạ tầng.

Công suất máy biến áp, tỷ số điện áp, tần số, nhóm véc-tơ, trở kháng, dải điều chỉnh điện áp, phương pháp làm mát, phụ kiện và chức năng giám sát có thể được cấu hình theo đặc tả kỹ thuật của khách hàng.

Để lựa chọn máy biến áp hoặc thông tin bảo trì, vui lòng liên hệ Dingxin Electric với công suất yêu cầu, điện áp sơ cấp và thứ cấp, tần số, môi trường lắp đặt và tiêu chuẩn áp dụng.