Bài giảng học phần Kỹ thuật cao áp: Chương 9 - Nguyễn Văn Dũng

Bài giảng môn học Kỹ thuật cao áp - Chương 9: Hệ thống cách điện giấy - dầu cung cấp cho người học các kiến thức: Nước trong giấy và dầu cách điện, khí trong dầu cách điện. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

HỆ THỐNG CÁCH ĐIỆN

GiẤY – DẦU

NỘI DUNG

I Nước trong giấy và dầu cách điện

II Khí trong dầu cách điện

I Nước trong giấy và dầu cách điện

 Nước tồn tại trong giấy và dầu

do:

o Dầu tiếp xúc với không khí ẩm

o Không khí ẩm xâm nhập vào

máy biến áp qua các khe hở trên vỏ máy

o Lượng nước còn lại trên các bộ

phận của MBA sau khi sấy

o Không khí ẩm xâm nhập trong

quá trình sửa chữa

o Lão hóa giấy cách điện

Không khí ẩm

Thùng giãn dầu

Lão hóa giấy cách điện

 Quá trình oxy hóa

 Quá trình thủy phân

 Quá trình nhiệt phân

 Oxy hóa giấy cách điện tạo ta nước,

nhóm chức carbonyl và carboxyl

 Thủy phân giấy cách điện: cuối cùng

hình thành nên các hợp chất furan

 Nhiệt phân giấy cách điện (min: 140oC):

hình thành nước và các chất khí hòa tan

Thùng

giãn dầu

Bộ phận khử ẩm (silica gel-chuyển sang màu nâu đỏ khi no nước)

 Nước tồn tại trong MBA sẽ:

o Tăng tổn hao điện môi

o Tăng tốc độ lão hóa cách điện

o Giảm độ bền điện

Cần thiết phải giảm nồng độ nước trong giấy và dầu

a) Nước trong dầu

 Nước tồn tại trong dầu dưới 3

dạng:

o Nước hòa tan

o Nước ngưng tụ thành giọt

o Nước liên kết

 Tại đáy vỏ thùng, tồn tại một

lớp nước do khối lượng riêng lớn hơn dầu

 Khi máy biến áp hoạt động 

nhiệt độ tăng lên  một phần nước bị hòa tan vào trong

dầu

 Nồng độ nước hòa tan cực đại trong dầu tỉ lệ thuận với

nhiệt độ

 Lượng hơi nước bão hòa tại một giá trị nhiệt độ được gọi

là độ ẩm tương đối 100% (RHd = 100%)

 Tại trạng thái cân bằng giữa dầu và không khí tại cùng

một giá trị nhiệt độ, độ ẩm tương đối trong không khí là100% (RHkk = 100%) khi RHd = 100%

 Tổng quát, khi đạt trạng thái cân bằng độ ẩm giữa dầu và

không khí tại cùng giá trị nhiệt độ:

 Nếu trạng thái cân bằng đạt được tại giá trị nhiệt độ khác

 Lượng hơi nước trong dầu tại trạng thái cân bằng tăng tỉ

lệ với ẩm độ của không khí khi nhiệt độ tăng

 Lượng hơi nước bão hòa trong không khí tăng khi nhiệt độ

tăng

b) Nước trong giấy

 Giấy có độ háo nước cao

 Tại trạng thái cân bằng, độ ẩm trong giấy được xác định

bằng độ ẩm trong không khí ở nhiệt độ của giấy

 paper temperatur e 

RH

RHg  k

c) Đường cong Fabre – Pichon

 Ví dụ: Tại trạng thái cân bằng, không khí có nhiệt độ

(ppm)

Nồng độ nước trong giấy (%) 9 1,8

II Khí trong dầu cách điện

 Trước khi điền đầy MBA, dầu được sấy khô trong chân

không  loại bỏ các chất khí và hơi nước

 Tuy nhiên, các chất khí có thể xâm nhập vào dầu bằng các

cách sau:

o Hấp thụ không khí

o Lão hóa dầu và giấy

o Sự cố (điểm quá nhiệt, phóng điện cục bộ)

Dầu

N2, O2, H2 Chất khí ở phía trên

bề mặt dầu Chất khí hòa tan trong dầu

 Theo định luật Henry, nồng độ bão hòa của một chất khí

trong dầu (Ca) tỉ lệ thuận với áp suất riêng phần (pa) củachất khí đó trong hỗn hợp khí phía trên bề mặt dầu

a a

C 

Hằng số phụ thuộc chất khí

 Nồng độ cực đại của một chất khí hòa tan trong dầu khi áp suất

của chất khí đó đạt giá trị 1 atm ở phía trên bề mặt dầu tỉ lệ với nhiệt độ

 Ví dụ: N2 chiếm 80% thể tích KK trong khi O2 chiếm 20%

Tại 20oC, áp suất không khí trên bề mặt dầu là 101,3 kPa (1 atm) Tính nồng độ hòa tan của N2 và O2 trong dầu

Áp suất riêng phần:

kPa p

kPa p

O

N

3 , 20 3

, 101

% 20

81 3

, 101

% 80

2 , 3

%

16 3

, 101

3 , 20

%) (

9 , 6

% 6 ,

8 3 , 101 81

2

2

vol C

vol C

 Mỗi chất khí hòa tan trong dầu có áp suất riêng pa trên bề

mặt dầu

 Nếu tổng các áp suất riêng lớn hơn 0,9 atm  sinh ra bọt

khí trong dầu  dễ xảy ra phóng điện

a a

k

p  1

Hằng số Hennry

 Hằng số Hennry của chất khí thay đổi theo nhiệt độ: