Ester tự nhiên FR3 so với dầu khoáng trong máy biến áp gắn trên Pad{2}}

1 Giới thiệu

2.1 Tính chất điện môi

Độ bền điện môi là chỉ số cốt lõi về khả năng ngăn chặn sự cố điện của chất lỏng cách điện. Các nghiên cứu so sánh luôn cho thấy rằng este tự nhiên FR3 mang lại những lợi thế quan trọngđộ bền điện môi(điện áp đánh thủng) so với dầu khoáng truyền thống.

• Điện áp đánh thủng cao hơn: Thử nghiệm theo tiêu chuẩn IEC 60156 cho các ứng dụng máy biến áp loại 20kV-cho thấy rằng chất lỏng este FR3 thường đạt được hiệu suấtđiện áp đánh thủng cao hơnhơn dầu khoáng (ví dụ Diala B). Tiêu chuẩn quy định yêu cầu tối thiểu là 30 kV/2,5mm, ngưỡng FR3 thường xuyên vượt quá.
• Cấu hình điện môi tổng thể vượt trội: Một nghiên cứu so sánh do IEEE công bố xác nhận thêm rằng, ngoại trừ hệ số tản nhiệt (tan delta), este tự nhiên vượt trội hơn dầu khoáng đã được thử nghiệm (ELECTROL A) ở một số đặc tính điện môi khác, bao gồmĐiện áp đánh thủng AC, độ thấm tương đối và điện áp khởi động phóng điện một phần. Điều này là do tính phân cực phân tử cao hơn của este tự nhiên và khả năng thấm chất cách điện tốt hơn của giấy xenlulo.

2.2 Hiệu suất nhiệt và khả năng chịu tải

Hiệu suất truyền nhiệt của chất lỏng cách điện ảnh hưởng trực tiếp đến độ tăng nhiệt độ của máy biến áp và khả năng chịu tải. Mặc dù các este tự nhiên có các đặc tính nhiệt lý khác nhau nhưng hiệu suất tổng thể của chúng mang lại những ưu điểm thiết kế mới.

• Sự khác biệt truyền nhiệt: Một nghiên cứu so sánh chính xác về các thiết kế máy biến áp giống hệt nhau cho thấy dưới cùng một tải,nhiệt độ điểm nóng cuộn dây trong máy biến áp chứa đầy este tự nhiên{0}}trung bình cao hơn 5-8 độso với dầu khoáng, cho thấy hiệu suất truyền nhiệt của este tự nhiên thấp hơn một chút.
• Hiệu ứng bù tuổi thọ: Điều quan trọng là sự chênh lệch nhiệt độ này không đồng nghĩa với việc giảm tuổi thọ thiết bị. Este tự nhiên sở hữu tuyệt vờiđộ ổn định oxy hóa và khả năng chịu nhiệtvà tính chất hóa học độc đáo của nó làm chậm đáng kể sự lão hóa của vật liệu cách nhiệt xenlulo. Do đó, ngay cả ở nhiệt độ hoạt động cao hơn một chút, tuổi thọ tổng thể dự kiến ​​của máy biến áp este tự nhiên có thể dài hơn. Các nhà sản xuất có thể tận dụng đặc tính này để thiết kế các máy biến áp nhỏ gọn hơn có cùng mức công suất hoặc để nâng cao hiệu suất.khả năng quá tải ngắn hạncủa một đơn vị có kích thước{0}}chuẩn.

2.3 Quản lý độ ẩm và đặc tính lão hóa

Độ ẩm là yếu tố chính làm tăng tốc độ lão hóa cách điện của máy biến áp. Este tự nhiên thể hiện những ưu điểm độc đáo trong việc xử lý độ ẩm:

• Độ hút ẩm cao: Este tự nhiên FR3 cógiới hạn bão hòa nước cao hơn nhiềuhơn dầu khoáng (thường lớn hơn 10-15 lần). Điều này cho phép nó hấp thụ và giữ lại nhiều độ ẩm hơn từ lớp cách điện xenlulo của máy biến áp, do đógiữ giấy khôvà làm chậm quá trình phân hủy thủy phân của nó.
• Tuổi thọ thiết bị kéo dài: Hiệu ứng "bảo quản khô" này là cơ chế chính mà nhờ đó este tự nhiên có thểkéo dài tuổi thọ máy biến áp(một số nghiên cứu cho thấy hệ số từ 5 trở lên).

3.1 Nguy cơ cháy nổ dầu khoáng

• Điểm chớp cháy thấp là mối nguy hiểm: Dầu khoángđiểm chớp cháy và cháy tương đối thấp(điểm cháy ~170 độ) khiến nó dễ bị bắt lửa và cháy liên tục trong trường hợp xảy ra lỗi hồ quang bên trong hoặc quá nhiệt nghiêm trọng. Theo ghi nhận của các tổ chức như Hiệp hội phòng cháy chữa cháy (FPA) của Vương quốc Anh, các vụ cháy máy biến áp dầu khoáng có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc, đe dọa sự an toàn của nhân viên và gây thiệt hại lớn về tài sản cũng như gián đoạn kinh doanh kéo dài.
• Chữa cháy đầy thử thách: Những đám cháy như vậy thường được để cho tàn lụi hoặc cần đến các phương pháp dập tắt đặc biệt (ví dụ như nitơ), một quá trình có thể kéo dài nhiều ngày.

3.2 Ưu điểm an toàn cháy nổ của este tự nhiên FR3

Este tự nhiên FR3 về cơ bản cải thiện an toàn cháy nổ.

• Điểm cháy cao tăng cường an toàn: Với mộtđiểm cháy vượt quá 300 độgần gấp đôi so với dầu khoáng, nó được xếp vào loạiK-loại chất lỏng ít{1}}dễ cháy hơn(theo IEEE C57.155). Điều này làm cho việc đánh lửa trong hầu hết các điều kiện lỗi là rất khó xảy ra.
• Giảm chi phí giảm nhẹ: Sử dụng lon este tự nhiêngiảm hoặc loại bỏ sự cần thiết của hệ thống chữa cháy đắt tiền(ví dụ: vòi phun nước, tường chống cháy), tiết kiệm diện tích tổng thể của trạm biến áp và chi phí lắp đặt. Một nghiên cứu điển hình của công ty hóa chất OXEA ở Đức đã chứng minh rằng việc thay thế dầu khoáng bằng chất lỏng este trong máy biến áp tại chỗ đã nâng cao đáng kể sự an toàn tổng thể của nhà máy và tính liên tục trong kinh doanh.

4.1 Khả năng phân hủy sinh học và độc tính

• Thân thiện với môi trường của Ester tự nhiên: FR3 và các este tự nhiên tương tự có nguồn gốc từ thực vật tái tạo. Nếu bị rò rỉ vào đất hoặc nước, chúng thườnghơn 80% phân hủy sinh học trong vòng 28 ngàythông qua hoạt động của vi sinh vật, dẫn đến tác động môi trường hạn chế và tạm thời.
• Rủi ro môi trường của dầu khoáng: Ngược lại, dầu khoáng cókhả năng phân hủy sinh học kém và có thể gây độc. Rò rỉ dẫn đến ô nhiễm đất và nước ngầm-lâu dài với những nỗ lực khắc phục phức tạp và tốn kém.

4.2 Dấu chân carbon toàn bộ vòng đời

Giảm lượng khí thải carbon: Việc sử dụng este tự nhiên có nguồn gốc thực vật-có nguyên liệu thô hấp thụ CO₂ trong quá trình tăng trưởng và bản thân nó có khả năng phân hủy sinh học, giúp giảm hiệu suất của máy biến áplượng khí thải carbon tổng thể trong suốt vòng đời của nó. Dữ liệu cho thấy dấu chân này có thể giảm hơn 98% so với dầu khoáng.

Phù hợp với chiến lược xanh: Việc lựa chọn este tự nhiên hỗ trợ mạnh mẽ cho doanh nghiệpchiến lược môi trường và cam kết xanh, giúp đáp ứng các quy định môi trường ngày càng nghiêm ngặt và các mục tiêu trách nhiệm xã hội.