Dầu máy biến áp là gì?

Dầu máy biến áp (còn gọi là dầu cách điện, dầu biến thế) là loại dầu nhờn chuyên dụng, để bảo quản lõi và cuộn dây của máy biến áp. Dầu vừa có tác dụng bảo vệ, vừa giúp các thành phần trong máy biến áp hoạt động ổn định, độ bền tốt hơn.

Ngoài các công dụng cơ bản như bôi trơn, chống mài mòn cho các thành phần trong máy biến áp, dầu biến áp còn có các công dụng sau:

● Cách điện: Dầu biến áp giữ vai trò quan trọng trong việc cách điện giữa các cuộn dây và giữa các bộ phận quan trọng khác trong máy biến áp. Việc này ngăn chặn sự tiếp xúc giữa các phần tử dẫn điện, ngăn ngừa phóng điện hồ quang, đảm bảo an toàn cho hệ thống.

● Tản nhiệt: Dầu biến áp còn là chất làm mát, giúp kiểm soát nhiệt độ bên trong máy biến áp, ngăn sự quá nhiệt ảnh hưởng đến hoạt động của máy biến áp.

● Chống oxy hóa: Dầu biến áp ngăn cản tiếp xúc trực tiếp của oxy trong không khí với cellulose làm giấy cách điện của cuộn dây.

● Chống ô nhiễm: Dầu biến áp có khả năng bảo vệ máy biến áp khỏi tác động từ ô nhiễm bên ngoài, ngăn sự xâm nhập của bụi, độ ẩm, các chất khác có thể gây hại cho cấu trúc và chức năng của máy biến áp.

● Giảm tiếng ồn: Dầu biến áp còn có khả năng giảm tiếng ồn tạo ra trong quá trình vận hành của máy biến áp, giảm bớt ảnh hưởng của máy biến áp đối với môi trường xung quanh.

Phân loại dầu máy biến áp

Dưới đây là phân loại dầu máy biến áp theo thành phần hóa học:

● Dầu gốc khoáng: Loại dầu chiết xuất, xử lý từ dầu mỏ. Dầu khoáng thường có giá thành thấp hơn so với các loại dầu tổng hợp. Có hai loại dầu khoáng được sử dụng cho máy biến áp là: Dầu gốc naphtha và dầu gốc parafin.

+ Dầu gốc naphtha: Dễ bị oxy hóa hơn dầu gốc parafin, nhưng sản phẩm quá trình oxy hóa (bùn) trong dầu naphtha dễ hòa tan hơn bùn từ dầu parafin. Do đó, cặn của dầu gốc naphtha không bị kết tủa ở đáy máy biến áp, ít ảnh hưởng đến hệ thống làm mát máy biến áp.

+ Dầu gốc parafin: Tốc độ oxy hóa thấp hơn dầu naphtha nhưng sản phẩm oxy hóa (bùn) không hòa tan và kết tủa ở đáy bể. Lớp bùn này là vật cản hệ thống làm mát máy biến áp. Dù có nhược điểm, nhưng dầu gốc parafin vẫn được sử dụng phổ biến do tính sẵn có.

● Dầu tổng hợp: Loại dầu được chiết xuất, pha thêm các chất phụ gia để tăng đặc tính chống oxy hóa, chất khử hoạt tính kim loại,…, Dầu tổng hợp có một số đặc tính cải tiến so với dầu khoáng, có độ ổn định nhiệt, khả năng chống oxy hóa, khả năng chống cháy cao.

Vì sao dầu máy biến áp có khả năng cách điện?

Xử lý, điều chỉnh điện áp cao là nhiệm vụ chính của máy biến áp, do đó, cần có vật liệu cách điện giữa cuộn dây và các bộ phận khác bên trong máy biến áp để ngăn sự tiếp xúc giữa các phần tử dẫn điện, đảm bảo an toàn cho hệ thống. Đây là chức năng quan trọng của dầu biến áp. Khả năng cách điện của dầu biến áp phụ thuộc một số yếu tố:

● Độ bền điện môi của dầu máy biến áp

Độ bền điện môi của dầu biến áp còn được gọi là điện áp đánh thủng (Breakdown Voltage, viết tắt là BDV) của dầu biến áp, đề cập đến khả năng của dầu chịu được điện áp cao bên trong thiết bị điện mà không bị hỏng. Để đo BDV của dầu biến áp, một điện áp cao hơn được đặt vào cho đến khi dòng điện rò rỉ gây ra tia lửa điện giữa hai điện cực được ngâm trong dầu, cho thấy BDV của dầu đã bị đánh thủng.

BDV là chỉ số quan trọng đánh giá chất lượng và khả năng vận hành của dầu. BDV của dầu biến áp khác nhau tùy thuộc loại dầu và tình trạng của nó. Giá trị BDV càng cao cho biết độ ẩm và các tạp chất dẫn điện trong dầu càng thấp. Giá trị BDV càng thấp cho biết độ ẩm và các chất dẫn điện trong dầu càng cao.

Độ bền điện môi là một đặc tính quan trọng của dầu biến áp vì điện áp tăng vọt hoặc sự cố về điện có thể xảy ra bất ngờ, khiến thiết bị và nhân viên gặp nguy hiểm. Do đó, kiểm tra BDV dầu là nhằm xác định điện áp tối thiểu cần thiết gây ra sự cố trong dầu, ngăn ngừa các nguy cơ tiềm ẩn trước khi chúng trở nên nghiêm trọng.

● Điện trở riêng của dầu máy biến áp

Điện trở riêng của dầu là đơn vị đo điện trở một chiều giữa hai mặt đối diện của một khối dầu (cm3). Đơn vị của nó là ohm-cm ở một nhiệt độ cụ thể. Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của dầu giảm nhanh chóng.

Ngay sau khi sạc máy biến áp sau một thời gian dài ngừng hoạt động, nhiệt độ của dầu sẽ ngang với nhiệt độ môi trường xung quanh. Trong khi đầy tải, nhiệt độ dầu sẽ rất cao, có thể lên đến 90oC ở tình trạng quá tải. Vì vậy, điện trở suất của dầu phải cao ở nhiệt độ phòng và cũng phải có giá trị tốt ở nhiệt độ cao.

● Độ ẩm trong dầu máy biến áp

Độ ẩm (hàm lượng nước) trong dầu máy biến áp ảnh hưởng xấu đến các đặc tính điện môi của dầu. Độ ẩm sẽ làm giảm điện áp đánh thủng của dầu. Độ ẩm có tác hại lớn đến tính chất điện và tính chất lý hóa của dầu.

● Tính axit của dầu máy biến áp

Dầu máy biến áp có tính axit là một đặc tính có hại. Độ axit cao có thể làm giảm hiệu suất cách điện của dầu, làm tăng nguy cơ đoản mạch.

● Điểm chớp cháy của dầu máy biến áp

Điểm chớp cháy của dầu máy biến áp là nhiệt độ mà dầu tạo ra đủ hơi để tạo ra hỗn hợp dễ cháy với không khí. Điểm chớp cháy rất quan trọng vì nó chỉ rõ khả năng xảy ra cháy nổ trong máy biến áp.

Vai trò cách điện của máy biến áp rất quan trọng nên việc kiểm tra dầu cần thực hiện thường xuyên. Việc kiểm tra thường bao gồm: màu sắc (độ trong), độ bền điện môi, độ axit, độ ẩm, điểm chớp cháy của dầu. Các thông số này giúp đánh giá tình trạng của dầu, dự đoán các sự cố tiềm ẩn để có hướng bảo trì, xử lý cần thiết.