Máy biến áp là các thiết bị tĩnh điện cốt lõi trong mọi hệ thống truyền tải và phân phối điện. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành, chúng không thể tránh khỏi các loại tổn thất trong máy biến áp, chủ yếu biểu hiện dưới dạng nhiệt năng.
Nhiệt độ tăng cao chính là “kẻ thù” lớn nhất, vì nó trực tiếp làm suy giảm và phá hỏng lớp cách điện, dẫn đến giảm tuổi thọ thiết bị hoặc sự cố nghiêm trọng. Do đó, áp dụng phương pháp làm mát máy biến áp (MBA) hiệu quả là một yêu cầu kỹ thuật bắt buộc để đảm bảo vận hành an toàn và tối ưu hiệu suất.
Bài viết này sẽ phân tích chi tiết 4 phương pháp làm mát máy biến áp chính, bao gồm cả máy biến áp khô và máy biến áp dầu, dựa trên tiêu chuẩn TCVN 6306-2:2006 (IEC 60076-2).
Phương Pháp AN (Air Natural) – Làm mát khí tự nhiên cho máy khô
Phương pháp AN (Air Natural) là phương pháp làm mát cơ bản nhất, dựa hoàn toàn vào sự đối lưu không khí tự nhiên để tản nhiệt. Phương pháp này thường được áp dụng cho các máy biến áp khô có công suất nhỏ (dưới 1.5 MVA) đặt ở nơi thông thoáng.
Đây là phương pháp làm mát cơ bản nhất, dựa hoàn toàn vào sự đối lưu không khí tự nhiên. Không khí mát hơn ở dưới sẽ di chuyển lên, đi qua lõi thép và cuộn dây, mang theo nhiệt và thoát ra ngoài.
Ứng dụng: Thường dùng cho các máy biến áp 3 pha loại khô có công suất nhỏ (thường dưới 1.5 MVA), đặt ở nơi thông thoáng, có nhiệt độ môi trường dưới 40°C.
Các bước thực hiện:
- Đặt máy ở không gian thông thoáng, đảm bảo khoảng cách tối thiểu đến tường hoặc vật cản là 0.5m để không khí lưu thông tự do.
- Kiểm tra và vệ sinh các ống thông gió, lưới chắn bụi hàng tháng. Sử dụng khí nén áp suất thấp (dưới 2 bar) để thổi sạch bụi bẩn.
- Giám sát nhiệt độ cuộn dây liên tục. Có thể sử dụng dịch vụ scan nhiệt định kỳ để đánh giá. Đảm bảo nhiệt độ luôn dưới 105°C (đối với lớp cách điện cấp A).
- Nếu nhiệt độ vận hành vượt 80°C, cần xem xét giảm tải ngay lập tức khoảng 10-20% (giảm công suất là gì).
Ưu điểm: Chi phí đầu tư và vận hành bằng không, không cần thiết bị phụ trợ, không cần bảo trì.
Nhược điểm: Hiệu quả tản nhiệt thấp, phụ thuộc nhiều vào môi trường. Không hiệu quả ở nơi quá nóng hoặc không gian hẹp.
Phương Pháp AF (Air Forced) – Làm mát cưỡng bức khí cho máy khô
Phương pháp AF (Air Forced) sử dụng quạt hoặc máy thổi để cưỡng bức không khí qua lõi thép và cuộn dây. Phương pháp này áp dụng cho máy khô công suất 3-15 MVA, giúp tăng hiệu quả làm mát 30-50% so với AN, đặc biệt hiệu quả ở nơi tải cao hoặc không gian hạn chế.
Khi phương pháp AN không đủ đáp ứng, chúng ta nâng cấp lên AF. Phương pháp này sử dụng quạt hoặc máy thổi công suất lớn để cưỡng bức một luồng không khí mạnh đi qua lõi thép và cuộn dây, giúp tản nhiệt nhanh hơn đáng kể.
Chuyên viên tư vấn & Báo giá
Ms. Khuyên Bùi
Ứng dụng: Cho máy biến áp khô công suất trung bình (từ 3 MVA đến 15 MVA), hoặc các máy đặt trong không gian hạn chế, môi trường nóng, hoặc thường xuyên vận hành đầy tải.
Các bước thực hiện:
- Lắp đặt hệ thống quạt (công suất phổ biến 50-100W/m³) ở phía dưới máy, hướng gió thổi từ dưới lên trên để cộng hưởng với luồng đối lưu tự nhiên.
- Trang bị bộ lọc bụi (ví dụ: lưới 100 mesh) trước quạt để ngăn bụi bẩn tích tụ vào cuộn dây, gây cản trở tản nhiệt. Thay thế bộ lọc mỗi 3 tháng.
- Kết nối hệ thống quạt với rơle nhiệt độ. Quạt sẽ tự động kích hoạt khi nhiệt độ cuộn dây vượt 70°C và tắt khi nhiệt độ hạ xuống.
- Kiểm tra tốc độ dòng gió định kỳ, đảm bảo duy trì trong khoảng 2-5 m/s.
Ưu điểm: Tăng hiệu quả làm mát từ 30-50% so với AN, cho phép máy vận hành ở tải cao hơn.
Nhược điểm: Tốn chi phí lắp đặt và bảo trì hệ thống điện cho quạt, có tiếng ồn vận hành.
Phương Pháp ONAN (Oil Natural Air Natural) – Làm mát dầu-khí tự nhiên cho máy dầu
Phương pháp ONAN (Oil Natural Air Natural) là phương pháp tiêu chuẩn cho máy biến áp dầu (công suất dưới 30 MVA). Dầu cách điện tuần hoàn tự nhiên (đối lưu) qua bộ tản nhiệt, nơi nó được làm mát bằng không khí tự nhiên bên ngoài.
Đây là phương pháp tiêu chuẩn cho hầu hết các máy biến áp dầu. Dầu cách điện bên trong máy sẽ nóng lên khi hấp thụ nhiệt từ cuộn dây và lõi thép. Do đối lưu, dầu nóng di chuyển lên trên, đi ra bộ tản nhiệt (cánh tản nhiệt), nguội đi khi tiếp xúc với không khí bên ngoài, rồi quay trở lại đáy thùng.
Ứng dụng: Rất phổ biến cho các máy biến áp dầu công suất dưới 30 MVA, thường đặt ngoài trời tại các trạm biến áp.
Các bước thực hiện:
- Luôn kiểm tra mức dầu, đảm bảo ở mức 80-90% bình chứa. Bổ sung dầu nếu cần, nhưng phải kiểm tra kỹ để tránh các dấu hiệu hỏng dầu máy biến áp.
- Vệ sinh bề mặt bộ tản nhiệt bằng nước áp lực thấp (dưới 5 bar) mỗi 6 tháng để loại bỏ bụi bẩn, lá cây làm giảm hiệu quả tản nhiệt.
- Giám sát chặt chẽ nhiệt độ dầu, giữ nhiệt độ đỉnh luôn dưới 90°C.
- Công tác vệ sinh và kiểm tra dầu là một phần quan trọng trong quy trình bảo trì máy biến áp định kỳ.
Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản, độ tin cậy cực cao, không tốn chi phí vận hành.
Nhược điểm: Hiệu quả tản nhiệt ở mức trung bình, phản ứng chậm khi tải tăng đột ngột.
Phương Pháp ONAF (Oil Natural Air Forced) – Làm mát dầu tự nhiên, khí cưỡng bức cho máy dầu
Phương pháp ONAF (Oil Natural Air Forced) là bản nâng cấp của ONAN, dùng cho máy dầu công suất lớn (dưới 60 MVA). Dầu vẫn tuần hoàn tự nhiên (Oil Natural), nhưng không khí được quạt cưỡng bức (Air Forced) thổi vào bộ tản nhiệt, giúp tăng hiệu quả làm mát lên đến 30%.
Đây là bản nâng cấp của ONAN. Quá trình tuần hoàn dầu vẫn diễn ra tự nhiên (Oil Natural), nhưng quá trình tản nhiệt của không khí được cưỡng bức (Air Forced) bằng cách lắp thêm các dàn quạt thổi trực tiếp vào bộ tản nhiệt.
Ứng dụng: Cho các máy biến áp dầu công suất lớn (thường dưới 60 MVA) hoặc các máy có tải biến động mạnh, cần khả năng làm mát linh hoạt.
Các bước thực hiện:
- Lắp đặt các quạt (công suất 100-200W) trực tiếp lên bộ tản nhiệt, đảm bảo tốc độ gió đạt 3-6 m/s.
- Có thể trang bị thêm các cánh tản nhiệt để tăng 20% diện tích tiếp xúc nếu cần nâng cấp.
- Kết nối quạt với bộ điều khiển nhiệt độ dầu hoặc nhiệt độ cuộn dây. Quạt thường được cài đặt tự động bật khi nhiệt độ dầu đạt 80°C.
- Kiểm tra, bảo dưỡng quạt hàng quý, đảm bảo không bị kẹt hoặc hỏng hóc.
Ưu điểm: Tăng hiệu quả tản nhiệt lên đến 30% so với ONAN, linh hoạt (quạt chỉ chạy khi cần).
Nhược điểm: Tiêu thụ điện năng tiêu thụ cho quạt, tăng chi phí bảo trì.
So Sánh 4 Phương Pháp Làm Mát
Để dễ dàng lựa chọn, dưới đây là bảng so sánh tổng quan 4 phương pháp (cập nhật 2025):
| Phương Pháp | Công Suất Áp Dụng (Tiêu biểu) | Ưu Điểm | Nhược Điểm | Chi Phí (Tương Đối) | Hiệu Quả Tản Nhiệt |
|---|---|---|---|---|---|
| AN | Máy khô <1.5 MVA | Thấp chi phí, đơn giản | Hiệu quả thấp ở môi trường nóng | Thấp | 50-60% |
| AF | Máy khô 3-15 MVA | Tăng tốc làm mát hiệu quả | Cần bảo trì quạt, ồn | Trung bình | 70-80% |
| ONAN | Máy dầu <30 MVA | Cực kỳ đáng tin cậy | Phản ứng chậm ở tải cao | Thấp | 60-70% |
| ONAF | Máy dầu <60 MVA | Linh hoạt, hiệu quả cao | Tiêu thụ điện cho quạt | Trung bình | 80-90% |
Dựa trên các kiến thức chuyên ngành, việc nâng cấp từ ONAN lên ONAF thường mang lại hiệu quả đầu tư (ROI) tốt nhất, giúp giảm tỷ lệ hỏng hóc do quá nhiệt lên đến 40%.
Lưu Ý Quan Trọng Khi Vận Hành và Bảo Trì
Các lưu ý quan trọng nhất bao gồm: luôn giữ tải vận hành dưới 80% định mức, kiểm tra điện trở cách điện hàng năm, kiểm soát chặt chẽ chất lượng dầu (độ ẩm <0.5%), và vệ sinh bụi bẩn định kỳ để tránh giảm hiệu quả làm mát.
- Tránh quá tải: Không để máy biến áp vận hành liên tục trên 80% tải định mức trong môi trường nóng. Nhiệt độ là yếu tố then chốt, không để vượt quá 105°C.
- Kiểm tra định kỳ: Thực hiện đo điện trở cách điện hàng năm để đánh giá “sức khỏe” của máy.
- Chất lượng dầu (Với máy dầu): Thay dầu nếu độ ẩm vượt quá 0.5% hoặc chỉ số axit tăng cao. Nên sử dụng dịch vụ lọc dầu máy biến áp chuyên nghiệp để tái sử dụng dầu cũ.
- Tuân thủ quy trình: Luôn tuân thủ nghiêm ngặt quy định bảo dưỡng trạm biến áp để đảm bảo an toàn tuyệt đối.
- Sai lầm phổ biến: Lơ là việc vệ sinh bụi bẩn. Bụi tích tụ trên cánh tản nhiệt hoặc cuộn dây (máy khô) có thể làm giảm hiệu quả làm mát tới 20%.
Disclaimer: Thông tin mang tính tham khảo. Luôn tham khảo ý kiến kỹ sư điện có chuyên môn và tuân thủ tiêu chuẩn IEC 60076 trước khi áp dụng.
Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)
ONAN và ONAF khác nhau thế nào?
Cả hai đều dùng dầu tuần hoàn tự nhiên. Nhưng ONAN dùng không khí tự nhiên để làm mát, trong khi ONAF dùng quạt cưỡng bức không khí, giúp tăng hiệu quả làm mát lên khoảng 30%.
Khi nào nên dùng máy biến áp khô và khi nào dùng máy dầu?
Máy khô (làm mát bằng AN hoặc AF) thường dùng trong nhà, tầng hầm, khu dân cư, hoặc trạm biến áp hợp bộ (trạm Kiosk) vì yêu cầu cao về sạch sẽ, chống cháy nổ. Máy dầu (ONAN, ONAF) dùng cho các trạm ngoài trời, công suất lớn.
Công suất bao nhiêu thì bắt buộc phải dùng làm mát cưỡng bức (Forced Cooling)?
A: Không có con số bắt buộc tuyệt đối, nhưng theo thông lệ năm 2025: máy khô trên 3 MVA thường cần AF, và máy dầu trên 30 MVA thường được trang bị ONAF để tối ưu hiệu suất.
Bài viết này được biên soạn dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật và kinh nghiệm vận hành thực tế. Để được tư vấn chi tiết về giải pháp làm mát hoặc các dịch vụ bảo trì trạm biến áp chuyên nghiệp, vui lòng liên hệ với KTH Electric. Chúng tôi cung cấp các dịch vụ toàn diện để đảm bảo hệ thống điện của bạn vận hành an toàn và hiệu quả.
Ông Đỗ Tấn Tuấn là người trực tiếp phụ trách toàn bộ nội dung trên website kth-electric.com. Các bài viết được xây dựng từ nguồn kiến thức chuyên sâu, kết hợp giữa tài liệu tham khảo uy tín (có trích dẫn cụ thể) và kinh nghiệm thực tiễn dày dặn của ông. Vì vậy, bạn đọc có thể hoàn toàn tin tưởng vào tính chính xác và độ tin cậy của thông tin, đảm bảo mỗi nội dung chia sẻ đều mang lại giá trị tham khảo hữu ích và đáng tin cậy.
