Trong sản xuất máy biến áp cao áp, chân không là công đoạn then chốt để đảm bảo chất lượng cách điện. Hơi ẩm và bọt khí còn sót trong giấy cách điện hoặc dầu biến áp có thể làm giảm điện trở cách điện và tăng nguy cơ phóng điện cục bộ. Vì vậy, các bước như sấy dưới chân không, khử khí dầu và tẩm, nạp dầu dưới chân không (VPD) giúp loại bỏ ẩm khí, tăng độ đồng nhất cách điện và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
Các bước đặc trưng sản xuất máy biến áp cao áp
Các bước đặc trưng trong sản xuất máy biến áp cao áp thường gồm: gia công lõi thép, quấn và hoàn thiện cuộn dây cao áp-thấp áp, sau đó lắp ráp phần lõi, cuộn, thanh dẫn, bộ chuyển nấc nếu có và kiểm soát khoảng cách cách điện. Tiếp theo là công đoạn then chốt sấy khô dưới gia nhiệt kết hợp chân không để khử ẩm, khử khí trong vật liệu cách điện, rồi tẩm nạp dầu dưới chân không VPD để dầu thấm sâu, loại bọt khí và tạo hệ cách điện đồng nhất. Cuối cùng, máy được lắp vào thùng, lắp phụ kiện, nạp dầu hoàn thiện, khử khí dầu và thực hiện thử nghiệm điện–cơ–dầu trước khi sơn, đóng gói và xuất xưởng.
- Lắp ghép phần lõi máy biến áp
- Làm khô (Vapor Phase Drying) phần lõi máy biến áp (Thời gian khoảng 6 ngày) trong điều kiện chân không
- Lắp ghép phần lõi vào vỏ máy. Quá trình này diễn ra trong điều kiện áp suất thường và điều kiện không khí khô (khí hậu sa mạc). Thời gian lắp ráp từ 3-7 ngày.
- Tăng áp suất để kiểm tra rò rỉ của biến áp khi lắp ráp hoàn thành. Tùy theo yêu cầu, sử dụng phương pháp kiểm tra rò rỉ bằng khí helium để xác định vị trí rò rỉ.Sử dụng máy PhoeniXL.
- Bước làm khô cuối cùng thường dùng hệ chân không di động để thực hiện. Thời gian làm khô khoảng 3-7 ngày
- Khi máy biến áp đã được làm khô tiến hành tra dầu máy biến áp.
Thách thức khi làm khô các máy biến áp cao áp loại lớn
- Thời gian làm khô cực lâu nếu sử dụng hệ chân không thông thường
- Lượng nhiệt đưa vào làm khô phần cách điện rất khó kiểm soát
- Thời gian làm khô yêu cầu có thể lên đến 6 tuần -> kém hiệu quả về kinh tế
Để rút ngắn thời gian làm khô, phương pháp làm khô pha hơi (Vapor Phase Drying – VPD) được áp dụng! Ưu điểm của phương pháp này:
- Cải thiện lượng nhiệt truyền bằng cách sử dụng bộ ngưng hơi hydro-cacbon (Ví dụ: Tinh thể dầu hoặc Kerosene)
- Giảm thời gian làm khô xuống khoảng 1 tuần
Mô tả quá trình làm khô pha hơi VPD
Bước 1: Quá trình tiền làm khô VPD (khoảng 1,5-3 ngày)
Bước 2: Quá trình làm khô cuối (Khoảng 1,5-3 ngày)
Hệ bơm hút chân không dùng trong sản xuất máy biến áp cao áp
1/ Hệ bơm chân không đặc trưng – Bơm chân không vòng nước
Một số nhà sản xuất sử dụng bơm chân không vòng nước để xử lý với các dung môi hóa chất
Cấu hình bơm thông thường bao gồm:
- 2-3 bơm Roots
- Bộ làm lạnh/bộ ngưng liên tầng
- 1-2 bơm chân không vòng nước nối song song
Nhươc điểm của hệ thống này:
- Sử dụng tối thiểu 2 bơm Roots để bơm đạt chân không cuối cùng = Hệ thống lắp đặt phức tạp
- Mức chân không cuối phụ thuộc vào độ lạnh của nước = Chất lượng thay đổi
- Công suất tiêu thụ điện lớn
- Phức tạp và lắp đặt tốn kém
2/ Hệ bơm chân không đặc trưng – Bơm chân không vòng dầu
Đa số các nhà sản xuất máy biến áp trên thế giới sử dụng bơm hút chân không vòng dầu.
Cấu hình bơm thông thường bao gồm:
- 1-2 bơm Roots nối song song
- Bộ ngưng liên tầng
- 1-8 bơm chân không vòng dầu
- Bộ ngưng xả
Thách thức đối với hệ thống kiểu này:
- Yêu cầu về bảo vệ hệ thống bơm chống lại các loại hơi xâm nhập bằng cách sử dụng bộ ngưng
- Nước làm mát quá nóng thường gây ra vấn đề về độ bền với bơm vòng dầu
SOGEVAC® SV300 B Rotary Vane Pump là dòng bơm cánh gạt mạnh mẽ nhất cho ứng dụng làm khô pha hơi (VPD).
3/ Hệ bơm chân không đặc trưng – Bơm chân không khô
Hệ thống bơm đời mới sử dụng hệ bơm khô.
Cấu hình bơm thông thường bao gồm:
- 1-2 bơm Roots nối song song
- 1-2 bơm chân không khô
Ưu điểm:
- Chân không cuối tốt nhất, không phụ thuộc vào nhiệt độ xung quanh hay nhiệt độ của nước làm mát.
- Mạnh mẽ, không cần áp dụng dịch vụ bảo trì nào đặc biệt
- Không cần sử dụng hệ ngưng bên
Sản phẩm bơm chân không ScrewLine hãng Leybold là giải pháp tối ưu cho ứng dụng VPD nhờ khả năng xử lý hơi an toàn và vận hành ổn định. Dòng SCREWLINE được trang bị hệ thống làm mát Roto hiệu quả, giúp Roto luôn duy trì nhiệt độ làm việc thấp dưới 100°C, từ đó tăng độ an toàn, hạn chế quá nhiệt và đảm bảo hiệu suất hút bền bỉ trong thời gian dài. Bên cạnh đó, cơ chế Gas Ballast giúp làm loãng lượng hơi đi vào trong bơm, ngăn hiện tượng ngưng tụ trong buồng nén. Phần hơi có khả năng ngưng tụ sẽ được đẩy ra ngoài theo dòng khí xả, nhờ vậy bơm luôn hoạt động “khô”, giảm rủi ro nhũ hóa, ăn mòn và kéo dài tuổi thọ thiết bị trong các ứng dụng VPD có tải hơi cao.
