Chức năng và chu kỳ thay thế của dầu biến thế là gì?

1. Dầu máy biến áp là gì?

Dầu biến áp hay còn gọi là dầu cách điện là chất lỏng cách điện và làm mát chuyên dụng được sử dụng trong các thiết bị điện cao áp như máy biến áp ngâm dầu, lò phản ứng và máy cắt. Nó thường được làm từ dầu khoáng tinh chế sâu hoặc este tổng hợp, được gọi là "máu" của máy biến áp và đóng vai trò quan trọng trong hoạt động an toàn, ổn định và lâu dài của thiết bị.

2. Chức năng của dầu biến thế

• Chức năng cách nhiệt (chống sự cố)

       Dầu máy biến áp có độ bền điện môi cực cao và có thể lấp đầy hiệu quả các khoảng trống giữa cuộn dây bên trong, lõi sắt và ống lót của máy biến áp. Là một phương tiện cách điện, nó ngăn chặn sự phóng điện hoặc đánh thủng giữa các bộ phận mang điện và là tuyến phòng thủ đầu tiên để đảm bảo an toàn điện cho thiết bị.

• Hiệu ứng làm mát (tản nhiệt)

      Cuộn dây của máy biến áp tạo ra một lượng nhiệt lớn trong quá trình vận hành. Dầu máy biến áp tuần hoàn thông qua sự đối lưu, lấy nhiệt từ cuộn dây và lõi sắt, dẫn vào thành bể rồi tản ra không khí qua các lá tản nhiệt. Nó giống như chất làm mát, duy trì hoạt động của máy biến áp trong khoảng nhiệt độ an toàn và ngăn chặn vật liệu cách nhiệt bị lão hóa do quá nhiệt.

• Dập tắt và bảo vệ hồ quang (dập tắt hồ quang)

      Khi xảy ra phóng điện cục bộ hoặc hồ quang bên trong máy biến áp, dầu máy biến áp có thể nhanh chóng phân hủy và hấp thụ năng lượng hồ quang, ngăn chặn sự giãn nở của hồ quang. Đồng thời, nó có thể hòa tan và xả khí sinh ra khi có sự cố, đồng thời đưa ra cảnh báo lỗi cho thiết bị kết hợp với rơle khí (rơle khí).

• Chức năng chẩn đoán

      Bằng cách thường xuyên kiểm tra các tính chất vật lý và hóa học của dầu máy biến áp, có thể xác định được trạng thái hoạt động của máy biến áp. Ví dụ, những thay đổi về hàm lượng khí, giá trị axit, độ ẩm và các chỉ số khác hòa tan trong dầu có thể phản ánh các lỗi tiềm ẩn bên trong máy biến áp và cung cấp cơ sở quan trọng cho việc bảo trì và sửa chữa thiết bị.

3. Chu trình thay thế dầu máy biến thế

Một khi dầu máy biến áp đã cũ (chẳng hạn như giá trị axit quá cao, độ ẩm tăng và điện áp đánh thủng giảm), hiệu suất cách điện và tản nhiệt của nó sẽ giảm sút nghiêm trọng. Do đó, việc kiểm tra dầu thường xuyên và tuân thủ nghiêm ngặt các chu kỳ thay thế là vô cùng quan trọng đối với việc bảo trì thiết bị điện.

Sau đây là những yếu tố chính ảnh hưởng đến chu kỳ thay thế dầu máy biến áp:

• Mức độ lão hóa dầu

      Trong quá trình vận hành, dầu máy biến áp phải chịu nhiệt độ cao, oxy, độ ẩm và tạp chất, dẫn đến các phản ứng hóa học dần dần như oxy hóa và nứt, dẫn đến hiệu suất cách điện và làm mát giảm sút. Bằng cách kiểm tra các chỉ số như giá trị axit, độ bền điện môi và độ ẩm của dầu, có thể xác định được mức độ lão hóa của dầu, từ đó quyết định xem có cần thay thế hay không.

• Môi trường vận hành thiết bị

      Môi trường vận hành của máy biến áp ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ lão hóa của dầu máy biến áp. Ví dụ, trong môi trường nhiệt độ cao, độ ẩm cao và bụi bặm, dầu máy biến áp dễ bị nhiễm bẩn và oxy hóa hơn, cần khoảng thời gian thay thế ngắn hơn. Hơn nữa, nếu máy biến áp phải chịu điều kiện quá tải kéo dài, tốc độ lão hóa của dầu cũng sẽ tăng nhanh.

• Năm hoạt động của thiết bị

     Khi tuổi thọ sử dụng của máy biến áp tăng lên, tốc độ lão hóa của dầu máy biến áp cũng tăng dần. Nói chung, trong vài năm đầu tiên sau khi máy biến áp mới được đưa vào vận hành, hiệu suất của dầu vẫn tương đối ổn định, cho phép kéo dài chu kỳ thay thế một cách thích hợp. Tuy nhiên, khi thời gian vận hành thiết bị tăng lên, tần suất thay dầu phải tăng tương ứng.

• Kết quả kiểm tra dầu

      Việc kiểm tra dầu máy biến áp thường xuyên là cơ sở quan trọng để xác định xem có cần thay thế hay không. Theo tiêu chuẩn quốc gia và thông số kỹ thuật của ngành, tất cả các thông số của dầu máy biến áp (như giá trị axit, độ bền điện môi, độ ẩm và hàm lượng khí) đều được xác định rõ ràng. Nếu kết quả thử nghiệm vượt quá giới hạn cho phép, điều đó cho thấy hiệu suất của dầu không còn đáp ứng yêu cầu vận hành và cần phải thay thế ngay lập tức.

• Tình trạng lỗi thiết bị

     Nếu máy biến áp gặp lỗi bên trong (chẳng hạn như phóng điện một phần hoặc đoản mạch), điều đó có thể dẫn đến dầu máy biến áp bị nhiễm bẩn hoặc xuống cấp nghiêm trọng. Trong những trường hợp như vậy, ngay cả khi kết quả kiểm tra dầu không vượt quá giới hạn cho phép, dầu vẫn phải được thay thế dựa trên điều kiện thực tế để đảm bảo thiết bị vận hành an toàn.

4. Tiêu chuẩn thay dầu máy biến thế

Không có khoảng thời gian "thay thế khi hết hạn" cố định đối với dầu máy biến thế và chu kỳ thay thế tuân theo nguyên tắc "ưu tiên thử nghiệm và thay thế khi cần thiết".

Theo tiêu chuẩn quốc gia GB/T 7595-2017 Chất lượng dầu máy biến áp đang vận hành, các tiêu chuẩn thay thế dầu máy biến áp chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:

• Giá trị axit

      Chỉ số axit là chỉ số quan trọng để đo mức độ lão hóa của dầu máy biến áp. Nếu giá trị axit của dầu vượt quá 0,1 mgKOH/g, điều đó cho thấy dầu đã trải qua quá trình oxy hóa đáng kể và cần được thay thế kịp thời.

• Độ bền điện môi

       Độ bền điện môi là chỉ số quan trọng để đo hiệu suất cách điện của dầu máy biến áp. Nếu độ bền điện môi của dầu thấp hơn 30 kV/2,5 mm, điều đó cho thấy hiệu suất cách điện của dầu đã giảm và cần được thay thế.

• Độ ẩm

      Độ ẩm là một trong những nguyên nhân chính gây lão hóa dầu máy biến áp và suy giảm hiệu suất cách điện. Nếu độ ẩm trong dầu vượt quá 30 ppm, cần thực hiện các biện pháp để khử nước hoặc thay thế dầu.

• Nội dung khí

       Bằng cách phát hiện hàm lượng khí hòa tan trong dầu (như hydro, metan, axetylen, v.v.), có thể xác định được trạng thái vận hành bên trong của máy biến áp. Nếu hàm lượng khí tăng bất thường, điều đó cho thấy có thể có sự cố tiềm ẩn trong thiết bị và cần phải kiểm tra thêm cũng như thay dầu.

• Ngoại hình và mùi

      Nếu màu của dầu biến áp trở nên sẫm màu hơn, đục hơn hoặc có mùi hôi thì chứng tỏ dầu đã bị nhiễm bẩn hoặc già đi và cần được thay thế kịp thời.

5. Quy Trình Thay Dầu Máy Biến Áp

Mất điện và xả dầu

Trước khi thay dầu máy biến áp, cần tắt nguồn máy biến áp và xả hết dầu cũ. Trong quá trình xả dầu cần chú ý ngăn ngừa ô nhiễm dầu ra môi trường.

Thiết bị làm sạch

Trước khi bơm dầu mới, cần phải vệ sinh thật sạch bên trong máy biến áp để loại bỏ dầu cũ và tạp chất còn sót lại.

Bơm dầu mới

Bơm dầu mới đạt tiêu chuẩn vào máy biến áp, chú ý kiểm soát tốc độ phun và nhiệt độ của dầu để tránh hình thành bọt khí.

Kiểm tra và gỡ lỗi

Sau khi thay dầu, cần tiến hành kiểm tra và gỡ lỗi toàn diện máy biến áp để đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường.

6. Tóm tắt

Dầu máy biến áp đóng một vai trò quan trọng trong thiết bị điện và hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động an toàn và tuổi thọ của máy biến áp. Bằng cách thường xuyên kiểm tra và thay thế dầu máy biến áp, các hư hỏng của thiết bị có thể được ngăn ngừa một cách hiệu quả và tuổi thọ của thiết bị có thể được kéo dài. Trong vận hành thực tế, chu trình thay dầu máy biến áp cần được xây dựng hợp lý tùy theo tình hình cụ thể và môi trường vận hành của thiết bị để đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định.