Yếu tố chính sinh ra nhiệt trong máy biến áp là do các tổn thất khác nhau như độ trễ, dòng điện xoáy, tổn thất đồng. Trong số tất cả các tổn thất khác nhau, yếu tố góp phần chính của quá trình sinh nhiệt là tổn thất đồng hoặc tổn thất I 2 R. Loại tổn thất này do dòng điện chạy qua dây dẫn dưới tác động của điện trở sẽ sinh nhiệt, đồng thời lõi từ tính tạo từ thông gây dòng điện xoáy cũng sinh nhiệt…
Nếu nhiệt độ của máy biến áp tiếp tục tăng nhanh mà không được làm mát sẽ dẫn đến sự suy giảm chất lượng cách điện sử dụng trong máy biến áp, dẫn đến hư hỏng các bộ phận khác và cuối cùng là hỏng máy biến áp.
Các chất làm mát khác nhau được sử dụng cho mục đích làm mát của máy biến áp là dầu tổng hợp, dầu khoáng, khí, nước.
Về cơ bản có hai loại máy biến áp, một là loại khô và một loại khác là loại ngâm trong dầu. Để làm mát máy biến áp, các phương pháp làm mát được liệt kê dưới đây được sử dụng.
- Không khí tự nhiên (AN)
- Air Blast hoặc cưỡng bức (AF)
- Dầu tự nhiên Không khí tự nhiên (ONAN)
- Dầu khí tự nhiên cưỡng bức (ONAF)
- Dầu cưỡng bức không khí cưỡng bức (OFAF)
- Dầu tự nhiên cưỡng bức (ONWF)
- Dầu ép buộc nước (OFWF)
1. Làm mát máy biến áp khô
PP1: Không khí tự nhiên (AN)
Nhiệt sinh ra từ máy biến áp sẽ được tiêu tán và máy biến áp sẽ được làm mát bằng sự lưu thông của không khí tự nhiên nếu nhiệt độ của máy biến áp cao hơn so với nhiệt độ của không khí xung quanh. Phương pháp này còn được gọi là phương pháp tự làm mát. Phương pháp này được sử dụng để làm mát định mức biến áp đầu ra nhỏ hơn lên đến 1.5 MVA.
PP2: Không khí cưỡng bức (AF) or Air Blast
Nhiệt lượng sinh ra từ máy được làm mát thông qua quá trình lưu thông không khí bắt buộc. Với sự trợ giúp của quạt và máy thổi, vận tốc lớn của không khí sẽ được lưu thông vào bên trong lõi từ và các cuộn dây của máy biến áp. Khi nhiệt độ bên trong máy biến áp vượt quá mức an toàn tiêu chuẩn, một cảnh báo sẽ được kích hoạt, các quạt và máy thổi sẽ tự động BẬT. Phương pháp này được sử dụng để đánh giá máy biến áp lên đến 15MVA.
2. Làm máy máy biến áp dầu
PP1: ONAN
Lõi từ và cuộn dây của máy biến áp được đặt trong bể ngâm trong dầu. Khi lõi và các cuộn dây nóng lên, nhiệt độ của dầu trong máy biến áp tăng lên. Dầu nóng này thông qua bộ tản nhiệt của máy, sẽ tản nhiệt ra môi trường không khí xung quanh bằng quá trình đối lưu và truyền nhiệt tự nhiên. Loại làm mát này được sử dụng cho định mức máy biến áp lên đến 30 MVA.
PP2: ONAF
Phương pháp ONAF được sử dụng để làm mát máy biến áp có định mức lên đến 60 MVA. Như đã thảo luận ở trên, trong phương pháp ONAN, quá trình tản nhiệt diễn ra bằng quá trình đối lưu ép buộc, trong đó không khí được lưu thông tự nhiên để làm mát nhưng trong kiểu này.
Việc làm mát dầu bằng phương pháp này sẽ nhanh hơn phương pháp 1. Khi các quạt và máy thổi được lắp đặt, không khí được lưu thông ở một tốc độ cao vào bộ tản nhiệt và tháp giải nhiệt, điều này sẽ giúp làm mát dầu nhanh và hiệu quả hơn.
PP3: OFAF
Như chính cái tên của nó đã nói lên rằng cả dầu và không khí đều được trợ tản nhiệt để làm mát máy biến áp nhanh hơn. Bộ trao đổi nhiệt được lắp đặt cho máy biến áp đồng thời dầu nóng được lưu thông nhanh, mạnh hơn với sự trợ giúp của máy bơm dầu. Không khí được quạt gió tốc độ cao thổi mạnh vào bộ trao đổi nhiệt này.
PP4: ONWF
Giống như phương pháp 3 nhưng chất làm mát bây giờ là nước.
Lõi máy biến áp và các cuộn dây được ngâm trong thùng dầu. Một bộ tản nhiệt sẽ được lắp đặt bên ngoài, khi nhiệt độ tăng và dầu nóng lên, nhiệt sẽ được tản ra theo quá trình đối lưu tự nhiên và dầu được chuyển qua bộ tản nhiệt, nước mát sẽ được bơm và đi qua bộ trao đổi nhiệt của máy để làm mát dầu.
PP5: OFWF
Một bộ trao đổi nhiệt được lắp đặt để cả dầu và nước đi qua với sự trợ giúp của một máy bơm. Mức và áp suất bơm của dầu luôn được giữ cao hơn nước để nếu có rò rỉ xảy ra trong hệ thống, dầu sẽ trộn với nước, nhưng nước không bị lẫn vào dầu.
Phương pháp này phù hợp với công suất lớn của máy biến áp có định mức vài trăm MVA. Chủ yếu kiểu làm mát này được thực hiện cho máy biến áp được lắp đặt tại nhà máy thủy điện.