SỰ KHÁC NHAU GIỮA MÁY BIẾN ÁP TRUYỀN TẢI VÀ MBA PHÂN ...

Tại Việt Nam, khái niệm và sự khác nhau giữa máy biến áp truyền tải và phân phối chưa được định hình rõ ràng. Đôi khi máy biến áp truyền tải còn được gọi dưới cái tên là máy biến áp điện lực. Cách gọi này xuất phát từ cụm từ tiếng Anh “Power transformers” - Máy biến áp truyền tải/điện lực và “Distribution transformers’ - Máy biến áp phân phối.

Không như Việt Nam, các nước phát triển, ví dụ như Hoa Kỳ thường phân chia cụ thể và công khai sự khác nhau giữa hai loại.thiết bị này.

Để tim hiểu rõ hơn sự khác biệt giữa hai loại, chúng ta cùng xem xét các nội dung sau:

Vai trò của máy biến áp nói chung là không thể bỏ qua đến chừng nào điện vẫn là nguồn năng lượng

đáp ứng cuộc sống của con người.

1. Công dụng của máy biến áp truyền tải và máy biến áp phân phối

Máy biến áp truyền tải được sử dụng chủ yếu cho mục đích truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến địa điểm phân phối. Phần lớn các nhà máy điện đều nằm cách xa khu dân cư/hộ tiêu thụ nên trong quá trình truyền tải xảy ra tổn thất điện năng. Để giảm tổn thất, đồng thời đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện, máy biến áp tham gia vào mạng truyền tải quốc gia. Máy biến áp truyền tải thường có công suất trên 200 MVA và dùng để tăng hoặc giảm điện áp trong mức từ 33 kV đến 400 kV.

Máy biến áp phân phối được sử dụng như một phương tiện trung gian, kết nối mạng điện quốc gia với hộ tiêu thụ đầu cuối. Máy biến áp phân phối thường có công suất thấp hơn 200 MVA và dùng để tăng hoặc giảm điện áp trong mức từ 230 V đến 11 kV.

2. Kích thước và mức độ cách điện của hai loại

Vì công suất máy truyền tải lớn hơn nên kích thước vật lý cũng lớn hơn máy phân phối. Hiệu suất làm việc của máy truyền tải thường đạt xấp xỉ 100%, đồng thời có mức cách điện cao hơn.

Máy biến áp phân phối sử dụng mức điện áp dưới 11 kV, cung cấp điện áp trực tiếp cho các hộ tiêu thụ nên hiệu suất thấp hơn máy truyền tải từ 30% đến 50%. Cũng vì dung lượng và mức điện áp nhỏ hơn nên kích thước nhỏ hơn máy truyền tải.

Máy biến áp phân phối của LE.

3. Tổn thất điện năng

Tổn thất điện năng của máy biến áp do hai nguyên nhân chủ yếu là tổn thất không tải (còn gọi là tổn thất sắt) và tổn thất ngắn mạch (còn gọi là tổn thất đồng).

Máy biến áp truyền tải không kết nối trực tiếp với các thiết bị tiêu thụ nên biến động phụ tải ít. Biến áp truyền tải hoạt động liên tục 24/7, do vậy tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch diễn ra liên tục.

Máy biến áp phân phối được đấu nối trực tiếp với các thiết bị tiêu thụ. Thiết bị tiêu thụ không hoạt động thường xuyên hoặc có sự biến động theo thời gian vận hành (thời gian cao điểm và thấp điểm) nên lượng tiêu thụ điện năng của máy phân phối dao động nhiều hơn máy truyền tải. Lượng đầy tải của máy phân phối theo đó cũng không diễn ra liên tục như máy truyền tải nên tổn thất ngắn mạch xảy ra dựa trên chu kỳ tải.

Kết luận: Tổn thất điện năng của máy biến áp truyền tải diễn ra thường xuyên trong khi tổn thất điện năng của máy phân phối phụ thuộc chủ yếu vào chu kỳ tải.

4. Kiểu làm mát

Máy biến áp truyền tải có kiểu làm mát đa dạng hơn máy phân phối. Nếu như máy phân phối chỉ có 2 kiểu làm mát chủ yếu là không khí (máy khô) và ONAN thì máy truyền tải có 4 kiểu làm mát phổ biến là ONAF, OFAF, ONWF và OFWF. Vậy, các ký hiệu này có ý nghĩa gì?

Theo TCVN 6306-2:2006 (IEC 60076-2:1993), các ký hiệu phân biệt phương pháp làm mát có ý nghĩa như sau:

- Chữ cái thứ nhất chỉ môi chất làm mát bên trong thùng máy. Chữ “O” có ý nghĩa là dầu khoáng hoặc chất lỏng cách điện tổng hợp có điểm cháy nhỏ hơn hoặc bằng 300oC. Chữ “K” là chất lỏng cách điện có điểm cháy lớn hơn 300oC. Chữ “L” là chất lỏng cách điện có điểm cháy không xác định.

- Chữ cái thứ hai là cơ cấu tuần hoàn đối với môi trường làm mát bên trong. Chữ “N” chỉ dòng xi phông nhiệt tự nhiên qua thiết bị làm mát rồi đi vào các cuộn dây. Chữ “F” là chỉ tuần hoàn cưỡng bức qua thiết bị làm mát. Chữ “D” cũng có ý nghĩa chỉ tuần hoàn cưỡng bức qua thiết bị làm mát nhưng hướng trực tiếp từ thiết bị làm mát đến cuộn dây chính.

- Chữ cái thứ ba là chỉ môi chất làm mát bên ngoài. Chữ “A” là không khí, chữ “W” là nước, chữ “O” là dầu khoáng.

- Chữ cái thứ tư chỉ cơ cấu tuần hoàn đối với môi chất làm mát bên ngoài máy biến áp. Chữ “N” có ý nghĩa làm mát tự nhiên và chữ “F” là làm mát cưỡng bức (quạt/bơm).

Căn cứ theo TCVN phân định các máy biến áp theo kiểu làm mát, ta hiểu rằng:

- ONAN: Làm mát bằng dầu khoáng và không khí tự nhiên, cũng là một trong hai cách làm mát phổ biến của máy biến áp phân phối;

- ONAF: Làm mát bằng dầu khoáng và không khí cưỡng bức (sử dụng quạt tản nhiệt);

- OFAF: Sử dụng dầu khoáng và không khí ở chế độ cưỡng bức để làm mát;

- ONWF: Sử dụng dầu khoáng làm mát bên trong thùng máy và sử dụng nước làm mát bên ngoài theo chế độ cưỡng bức;

- OFWF: Sử dụng dầu khoáng để làm mát bên trong thùng máy theo chế độ cưỡng bức và sử dụng nước làm mát bên ngoài cũng theo chế độ cưỡng bức.

Ngoài 4 kiểu làm mát cho máy truyền tải như đã nêu ở trên, kiểu làm mát thứ 5 không được liệt kê trong TCVN 6306-2:2006, đó là sử dụng khí gas SF6. Ưu điểm của khí SF6 là khả năng chống cháy, giúp thu kích thước máy gọn hơn so với việc làm mát bằng dầu. Việc kiểm tra định kỳ cũng lược giản khi chỉ cần chú ý áp suất khí gas trong thùng máy thay vì kiểm tra thể tích và thành phần dầu khoáng. Tuy nhiên có 2 nhược điểm khi sử dụng khí SF6. Thứ nhất, giá thành sản xuất máy làm mát bằng khí gas đắt hơn nhiều lần so với máy dầu, thứ hai theo Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên hợp quốc, SF6 là khí nhà kính, nó có khả năng làm nóng trái đất gấp 23.900 lần so với khí CO2 nếu tính trong 100 năm. Vì hai lý do này nên tuy có nhiều ưu điểm nhưng kiểu làm mát bằng khí SF6 không được sử dụng phổ biến trên thế giới như máy biến áp làm mát bằng dầu. Nó chỉ áp dụng cho những vùng dễ bị động đất hoặc đòi hỏi những điều kiện đặc biệt.

LE là đơn vị duy nhất được tổ chức KERI - Hàn Quốc cấp chứng nhận sản phẩm đạt thử nghiệm ngắn mạch cho máy biến áp phân phối.

5. Hiệu quả hoạt động

Máy phân phối cung cấp điện áp thứ cấp cho các hộ tiêu thụ và nó phụ thuộc vào các cụm tải. Ngoài ra, máy phân phối không thường xuyên hoạt động đầy tải nên được thiết kế sao cho tổn thất điện năng (bao gồm tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch) ở mức tối thiểu và đạt hiệu suất tối đa ở mức tải 60% đến 70%. Khác với máy phân phối, máy truyền tâỉ thường xuyên đầy tải nên mật độ từ thông cao hơn và được thiết kế sao cho đạt hiệu suất 100% khi đầy tải.

Do thiết kế, công năng và đặc tính khi sử dụng của hai loại khác nhau nên:

- Hiệu quả hoạt động của máy biến áp truyền tải được đo bằng tỷ lệ giữa công suất đầu ra và công suất đầu vào máy biến áp.

- Hiệu quả hoạt động của máy phân phối là tỷ số giữa đầu ra tính bằng kWh với đầu vào tính bằng kWh trong 24 giờ.

Xem xét tổng thể 5 vấn đề nêu trên, chúng ta nhận thấy về tổng quan, máy biến áp truyền tải và máy phân phối có nhiều đặc điểm khác nhau. Mỗi loại máy đòi hỏi chức năng, thiết kế riêng biệt nhằm đáp ứng tối đa nhu cầu sử dụng. Tại Việt Nam, tiêu chuẩn cho máy biến áp thường được quy định chung mà không phân chia cụ thể cho từng loại. Tuy nhiên, với các tổ chức kiểm định quốc tế, tiêu chuẩn cho máy truyền tải và máy phân phối được định hình rõ ràng. Công ty CP Sản xuất thiết bị điện Hà Nội là đơn vị duy nhất của Việt Nam được tổ chức KERI - Hàn Quốc chứng nhận sản phẩm máy biến áp phân phối LE đạt các tiêu chuẩn thử nghiệm ngắn mạch. Ngoài tiêu chuẩn này, toàn bộ máy biến áp do LE sản xuất đều thỏa mãn các tiêu chuẩn quốc tế và Việt Nam hiện đang áp dụng.

BBT LE