Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng trong máy biến áp phân phối trung áp sử dụng dầu có nguồn gốc thực vật

Theo quy hoạch phát triển điện VII giai đoạn 2011 đến 2020 có tính đến 2030, quyết định 1208/QĐ-TTg ngày 21/07/2011, đến năm 2020, nhu cầu về năng lượng điện ở nước ta còn tăng khá cao. Trong khi đó, hầu như các nguồn năng lượng nhiệt điện và thủy điện đều đã được khai thác với qui mô lớn, việc cạn kiệt nhiên liệu đầu vào khiến các hình thức năng lượng này khó có sự phát triển đột biến. Việc phát triển các nguồn năng lượng sạch như phong điện, năng lượng mặt trời,..., lại đứng trước thách thức về chi phí đầu tư ban đầu cao so với tiềm lực kinh tế của Việt Nam.

Theo đó, giải pháp đang được Việt Nam và Tập đoàn Điện Lực Việt Nam (EVN) quan tâm là phát triển các thiết bị điện có hiệu suất cao trong sử dụng và giảm tổn thất điện năng trong hệ thống điện. Một trong những nhân tố khác cũng cần được nói đến, đó là việc sử dụng các thiết bị có tính thân thiện với môi trường, ít gây tác hại và ảnh hưởng đến môi trường. Đây là xu hướng tất yếu của nhiều quốc gia trên thế giới và ngay cả ở Việt Nam. Thực tế cho thấy, đối với hệ thống điện, tổng công suất lắp đặt của các máy biến áp (MBA) thường gấp từ 4 đến 5 lần so với tổng công suất truyền tải. Điều này cho thấy đây chính là đối tượng mà giải pháp giảm được tổn thất sẽ có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với bài toán giảm tổn thất điện năng trên lưới điện.

Trong thời gian gần đây, giải pháp áp dụng nhằm giảm tổn thất cho MBA, đặc biệt cho MBA phân phối, là sử dụng tôn vô định hình. Tuy nhiên, giải pháp này chỉ giúp ích giảm tổn thất không tải trong MBA. Một giải pháp khác, được nhiều quốc gia đang hướng tới và có ý nghĩa toàn diện hơn là sử dụng dầu MBA có nguồn gốc thực vật cho cách điện của MBA. Đây là giải pháp hướng tới đồng thời nhiều mục tiêu như có thể  bảo vệ môi trường do có nguồn gốc gần gũi với thiên nhiên, có khả năng phân hủy không gây nguy hại môi trường; giúp tăng khả năng cách điện và chống già cỗi cách điện (tăng tuổi thọ MBA); tản nhiệt tốt, giúp giảm nhiệt độ của MBA và qua đó giúp tăng khả năng quá tải và thời gian sử dụng của MBA; có nhiệt độ chớp cháy cao, giúp phòng ngừa các sự cố cháy nổ. Do đó, nhằm nghiên cứu tính khả thi của việc sử dụng dầu MBA có nguồn gốc thực vật, gọi tắt là dầu BIOTEMP, áp dụng cho các MBA phân phối của Việt Nam, nhóm nghiên cứu do TS. Nguyễn Nhất Tùng, Trường Đại học Điện lực đứng đầu đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng trong máy biến áp phân phối trung áp sử dụng dầu có nguồn gốc thực vật”.

Cụ thể các mục tiêu của đề tài như sau:

- Tìm hiểu các hiện tượng tổn thất công suất (dẫn đến tổn thất điện năng trong MBA phân phối) và các giải pháp hiện đại giảm tổn thất công suất trong MBA.

- Nghiên cứu thí nghiệm các đặc tính làm việc của dầu tự nhiên Envirotemp FR3 trong việc áp dụng cho MBA phân phối theo tiêu chuẩn TCVN MBA lực (Phần 3: dầu máy biến áp) và tiêu chuẩn TCVN 8525:2010 về mức hiệu suất năng lượng và phương pháp xác định hiệu suất năng lượng MBA phân phối.

- Nghiên cứu áp dụng khả năng giảm tổn thất điện năng của dầu Envirotemp FR3 cho dòng MBA phân phối cụ thể của Tổng Cty Thiết Bị Điện Đông Anh. Máy biến áp phân phối dự tính sử dụng là.loại MBA 1 pha với công suất không lớn hơn 150kVA, 22/0,4 kV...

- Đánh giá hiệu quả đầu tư của dầu MBA Envirotemp FR3 đối với việc đầu tư cho MBA tại Việt Nam.

Các nội dung nghiên cứu được phối hợp thực hiện với Tổng Cty EEMC, cụ thể là các MBA phân phối trung áp/hạ áp.

Đề tài đã nghiên cứu và tiến hành thí nghiệm, phân tích các đặc điểm kĩ thuật của dầu ester có nguồn gốc thực vật FR3 so với dầu khoáng thông thường (sử dụng 02 loại dầu ГK tại phòng thí nghiệm Cty Thủy điện Hòa Bình và dầu ESTran tại Tổng Cty EEMC). Các tiêu chuẩn quốc tế nhằm đánh giá chất lượng dầu cách điện máy biến áp cũng được nhóm tác giả giới thiệu. Trong bản báo cáo, nhóm đề tài đã phân tích và tìm thấy những đặc điểm nổi trội của loại dầu FR3 này so với dầu khoáng thông thường, thể hiện ở điện áp phóng điện và nhiệt độ chớp cháy.

Trong khuôn khổ thực hiện các nội dung đã đăng ký trong bản thuyết minh của đề tài, nhóm tác giả đã tiến hành đo đạc tại 02 địa điểm, tăng 01 địa điểm so với dự định ban đầu. Lý do để thực hiện điều này là sự khó khăn trong trang thiết bị thí nghiệm chuyên dụng của Tổng Cty EEMC so với dự kiến ban đầu. Ngoài ra, đề tài cũng tìm hiểu thêm đặc tính làm việc của thiết bị, qui trình thí nghiệm của các hạng mục thí nghiệm dầu đưa ra.

Các thí nghiệm không tải và thí nghiệm có tải (thí nghiệm phát nhiệt) đối với 01 máy biến áp phân phối của Việt Nam, do Tổng Cty EEMC sản xuất, có thể coi là các thí nghiệm điển hình cho các máy biến áp phân phối của EEMC. Kết quả cho thấy, khả năng đáp ứng rất tốt, và có phần ưu việt về nhiệt độ phát nhiệt của loại dầu ester tự nhiên này so với các sản phẩm dầu khoáng đang sử dụng tại nhà máy. Đặc biệt, hiệu quả về mặt kinh tế của loại dầu này đã được tính toán cụ thể với trường hợp máy biến áp của đề tài. Với chi phí vòng đời tính cho mỗi năm giảm khoảng 20%, cho thấy việc áp dụng loại dầu mới, thân thiện với môi trường, góp phần tăng tuổi thọ của MBA, và qua đó, giảm chi phí cần thiết mỗi năm cho sản phẩm. Tuy nhiên, một số các kết quả thí nghiệm về đặc tính của dầu FR3 có sự sai khác đáng kể so với thông số nhà sản xuất đưa ra, hàm lượng nước, độ tổn thất tangδ. Qua tìm hiểu khuyến cáo của nhà sản xuất, điều này có thể được giải thích do đặc tính dễ phân hủy của dầu FR3 khi không được bảo quản cẩn thận trong thời gian dài. Đây cũng là một yếu tố cần lưu tâm đối với các công ty sản xuất máy biến áp có ý định áp dụng loại dầu thực vật này.

Các kết quả phân tích tính khả thi và các điểm lợi của việc áp dụng loại dầu Ester thực vật này cho thấy đây là một sản phẩm rất tiềm năng trong việc áp dụng tại Việt Nam. Nhóm đề tài hy vọng, các kết quả nghiên cứu này có thể được sử dụng làm tài liệu tiền đề cho các dự án tiếp theo có thể được thực hiện với dòng sản phẩm dùng dầu máy biến áp có nguồn gốc thực vật FR3.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15790/2019) tại Cục Thông tin khoa học và Công nghệ Quốc gia.

Theo Vista.gov.vn