Cấu trúc máy biến áp đúc nhựa Epoxy loại khô

1. Lõi: Xương sống mạch từ của máy biến áp khô

1.1 Cấu trúc cốt lõi

• Lõi loại lõi
  • Thành phần: Bao gồm các cột lõi sắt (nơi các cuộn dây được bọc) và các thanh sắt (nối phần trên/dưới của các cột lõi để đóng mạch từ).
  • Đặc điểm chính: Càng sắt chỉ đỡ phần trên và phần dưới của cuộn dây, không bao quanh các mặt bên của cuộn dây.
  • Ưu điểm: Cấu trúc đơn giản, dễ dàng lắp ráp và xử lý cách điện. Được sử dụng rộng rãi trong các máy biến áp khô dân dụng (ví dụ: máy biến áp phân phối dòng SCB).
• Lõi kiểu vỏ
  • Đặc điểm chính: Cái ách bằng sắt không chỉ bao quanh phần trên và phần dưới của cuộn dây mà còn bao quanh cả hai bên, tạo thành một “vỏ” xung quanh cuộn dây.
  • Ứng dụng: Chỉ được sử dụng trong những trường hợp đặc biệt (ví dụ, máy biến áp khô lò điện) do sản xuất phức tạp và tiêu thụ nhiều vật liệu.

1.2 Vật liệu lõi

• Tấm thép silicon: Vật liệu duy nhất được sử dụng cho lõi máy biến áp loại khô, được chia thành hai loại:
  1. Tấm thép silic cán nóng: Độ từ thẩm thấp hơn và tổn thất đơn vị cao hơn; hiếm khi được sử dụng trong máy biến áp khô hiện đại.
  2. Tấm thép silic cán nguội:
     • Ưu điểm: Độ từ thẩm cao hơn khi từ hóa theo hướng cán, tổn thất đơn vị thấp hơn 30–50% so với tấm cán nóng.
     • Tiêu chuẩn trong nước: Độ dày phổ biến là 0.35mm, 0.30mm và 0.27mm. Các tấm mỏng hơn giúp giảm tổn thất dòng điện xoáy nhưng lại làm giảm hệ số cán mỏng (do lớp phủ vecni cách điện trên bề mặt mỗi tấm, giúp ngăn ngừa sự dẫn điện giữa các tấm).
  • Tình trạng hiện tại: Tất cả các máy biến áp khô trong nước đều sử dụng tấm thép silic cán nguội để đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất năng lượng (ví dụ: Hiệu suất loại 1 theo GB 20052-2024).

2. Cuộn dây: Lõi mạch để chuyển đổi năng lượng

2.1 Vật liệu quấn

• Dây đồng: Dây đồng tráng men hoặc dây đồng bọc giấy (độ tinh khiết ≥99.95%). Ưu điểm: Điện trở suất thấp (tổn thất tải thấp), độ bền cơ học cao và khả năng chịu nhiệt tốt—phù hợp với máy biến áp hiệu suất cao, công suất lớn.
• dây nhôm: Dây nhôm tráng men hoặc dây nhôm bọc giấy. Ưu điểm: Chi phí thấp hơn; nhược điểm: Điện trở suất cao hơn (tổn thất tải cao hơn) và độ bền cơ học thấp hơn—được sử dụng trong các trường hợp công suất nhỏ, yêu cầu chi phí thấp.

2.2 Bố trí cuộn dây

• Cuộn dây đồng tâm (Phổ biến nhất)
  • Bố trí: Các cuộn dây HV và LV được bọc đồng tâm trên cột lõi sắt.
  • Vị trí cuộn dây LV: Đặt gần cột lõi—giảm yêu cầu cách điện giữa cuộn dây và lõi (điện áp LV thấp, yêu cầu cách điện mỏng hơn).
• Cuộn dây chồng chéo (Lưu ý: “Kim cương xếp chồng” trong nội dung gốc là một cách gọi sai)
  • Bố trí: Các cuộn dây HV và LV được sắp xếp theo từng lớp dọc theo hướng trục của thanh sắt, chồng lên nhau.
  • Vị trí cuộn dây LV: Đặt gần gông sắt—giảm thiểu khoảng cách cách điện giữa cuộn dây và gông sắt, giảm chiều cao tổng thể của máy biến áp.
  • Ứng dụng: Thích hợp cho các máy biến áp có giới hạn chiều cao nghiêm ngặt (ví dụ: trạm biến áp ngầm).

3. Cách điện: Yếu tố quan trọng đối với an toàn điện

3.1 Vật liệu cách điện thông dụng (Sửa lỗi “Dầu máy biến áp loại khô”)

• Nhựa epoxy: Được sử dụng để đúc cuộn dây (ví dụ, máy biến áp loại khô bằng nhựa đúc). Ưu điểm: Độ bền điện môi cao, khả năng chống ẩm và chịu nhiệt (cách điện loại F/H).
• Giấy cách điện: Quấn quanh dây để cách điện các vòng/lớp (ví dụ: giấy crepe, giấy cáp). Yêu cầu khả năng tương thích với nhiệt độ cao (≥155°C đối với Loại F).
• Sợi thủy tinh: Tăng cường khả năng cách điện của nhựa epoxy, cải thiện độ bền cơ học và khả năng tản nhiệt.
• silicone cao su: Được sử dụng cho ống lót chì và các bộ phận cách điện bên ngoài—chống lão hóa và chống ẩm.

3.2 Chức năng cách điện

• Ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch giữa các vòng dây, giữa các lớp và giữa các cuộn dây với lõi.
• Chịu được nhiệt độ hoạt động lâu dài (lên đến 180°C đối với lớp cách điện Loại H) mà không bị suy giảm.

4. Bộ đổi nguồn: Để điều chỉnh điện áp ổn định

4.1 Nguyên lý điều chỉnh điện áp

4.2 Tại sao cần lắp đặt các vòi trên cuộn dây HV

• Dễ dàng dẫn ra: Cuộn dây HV thường được bọc bên ngoài cuộn dây LV, giúp dễ dàng tiếp cận các đầu nối hơn.
• Ưu điểm của dòng điện nhỏ: Dòng điện phía HV nhỏ hơn (I ∝ 1/U), do đó dây dẫn và tiếp điểm công tắc có tiết diện nhỏ hơn, giúp đơn giản hóa quá trình sản xuất.

4.3 Các loại bộ đổi vòi

• Bộ đổi vòi không kích thích
  • Hoạt động: Chỉ có thể điều chỉnh điện áp khi máy biến áp không tải (máy biến áp chính ngắt khỏi lưới điện, máy biến áp phụ không tải).
  • Ứng dụng: Thích hợp cho tải ổn định (ví dụ: lưới điện phân phối nông thôn có tải ít biến động).
• Bộ đổi đầu ra khi có tải (OLTC)
  • Hoạt động: Điều chỉnh vòi mà không cần ngắt tải, cho phép ổn định điện áp theo thời gian thực.
  • Ứng dụng: Thích hợp cho lưới điện có tải trọng thay đổi (ví dụ: khu công nghiệp, khu thương mại đô thị).

5. Lưu ý quan trọng: Bể chứa dầu thuộc về máy biến áp ngâm dầu