Nhiệt độ tăng trong máy biến áp là sự tăng nhiệt độ của cuộn dây máy biến áp so với nhiệt độ môi trường xung quanh khi máy hoạt động ở tải định mức. Sự tăng nhiệt này là sản phẩm phụ của nhiệt thải ra trong quá trình vận hành của máy biến áp. Thông thường, máy biến áp hiệu suất cao sẽ có nhiệt độ tăng thấp hơn, trong khi máy biến áp hiệu suất thấp sẽ có nhiệt độ tăng cao hơn.
Máy biến áp được phân loại dựa trên nhiệt độ tăng định mức của chúng. Máy biến áp loại khô có các mức tăng nhiệt độ chuẩn là 80°C, 115°C hoặc 150°C, trong khi máy biến áp ngâm dầu có mức tăng chuẩn là 55°C và 65°C. Các xếp hạng này giả định nhiệt độ môi trường tối đa là 40°C. Ví dụ, một máy biến áp loại khô có nhiệt độ tăng 80°C trong môi trường 40°C sẽ hoạt động ở nhiệt độ cuộn dây trung bình là 120°C.
Hầu hết các máy biến áp loại khô sử dụng cách điện định mức ở 220°C, bất kể thiết kế nhiệt độ tăng của chúng. Do đó, một máy biến áp có nhiệt độ tăng 80°C sẽ có khả năng chịu tải quá tải thường xuyên hơn so với một máy biến áp có nhiệt độ tăng 150°C mà không làm hỏng cách điện hoặc giảm tuổi thọ của nó.
Hiệu suất và Nhiệt độ Tăng
Hiệu suất và nhiệt độ tăng có mối liên hệ chặt chẽ. Mặc dù dữ liệu chính xác về tổn thất tải và không tải là ưu tiên, nhiệt độ tăng có thể là chỉ số của hiệu suất máy biến áp. Ví dụ, một máy biến áp có nhiệt độ tăng 80°C tiêu thụ ít hơn từ 13-21% năng lượng so với một máy biến áp có nhiệt độ tăng 150°C. Máy biến áp hiệu suất cao tạo ra ít nhiệt thải hơn và duy trì nhiệt độ hoạt động thấp hơn.
Tuy nhiên, nhiệt độ tăng thấp không phải lúc nào cũng ngụ ý hiệu suất cao. Một số máy biến áp có thể sử dụng quạt để tản nhiệt dư thừa, điều này có thể che giấu sự kém hiệu quả của chúng. Do đó, cần phải xem xét cả cơ chế tạo nhiệt và tản nhiệt.
– Máy biến áp 1,500 kVA: Các đơn vị hiệu suất cao cho thấy tổn thất dây dẫn thấp hơn (4.1 kW so với 9.1 kW) và tổng tổn thất (9.6 kW so với 13.4 kW) so với các đơn vị chuẩn. Mặc dù có chi phí ban đầu cao hơn, máy biến áp hiệu suất cao mang lại tiết kiệm hàng năm đáng kể và thời gian hoàn vốn ngắn hơn do giảm tổn thất năng lượng.
– Máy biến áp 75 kVA: Xu hướng tương tự được quan sát với các máy biến áp nhỏ hơn. Các đơn vị hiệu suất cao có tổn thất thấp hơn và thời gian hoàn vốn nhanh hơn.
Lợi Ích của Nhiệt độ Tăng Thấp
Nhiệt độ tăng thấp hơn chuyển thành khả năng chịu tải quá tải cao hơn và tuổi thọ dài hơn. Ví dụ, một máy biến áp loại khô có nhiệt độ tăng 80°C với cách điện 220°C có khả năng dự trữ 70°C so với một đơn vị có nhiệt độ tăng 150°C. Điều này cho phép máy biến áp xử lý các tải quá tải từ 15-30% mà không giảm tuổi thọ.
Máy biến áp được thiết kế cho nhiệt độ tăng thấp thường sử dụng cuộn dây có điện trở thấp hơn. Máy biến áp quấn đồng hiệu suất cao hơn so với máy biến áp quấn nhôm do điện trở thấp hơn của đồng và khả năng mang dòng điện tốt hơn.
Máy biến áp hiệu suất cao, nhiệt độ tăng thấp là lý tưởng cho các không gian hạn chế như phòng điện và hầm ngầm. Chúng tạo ra ít nhiệt thải hơn, do đó giảm nhu cầu thông gió và điều hòa không khí. Kích thước đúng các máy biến áp này đảm bảo hiệu suất tối đa, tuổi thọ dài và khả năng chịu tải quá tải.