Nghiên cứu chế tạo máy biến áp khô có lõi thép sử dụng vật liệu vô định hình

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng Đại học bách khoa hà nội
----------------------------------------

Bùi đình chi

Nghiên cứu chế tạo máy biến áp khô
có lõi thép sử dụng vật liệu vô định hình
Chuyên ngành: Thiết bị điện - điện tử

LUậN VĂN THạC Sĩ KHOA HọC
thiết bị điện - điện tử
Ngời hớng dẫn khoa học: pgs. ts phạm văn bình

Hà Nội - 2010


Lời cảm ơn
Nghiên cứu máy biến áp khô có lõi thép bằng vật liệu vô định hình là một bài
toán có ý nghĩa thực tiễn, nhằm sớm đa vào sản xuất trọn bộ và hạ giá thành máy
biến áp khô ở nớc ta hiện nay. Song đây cũng là một vấn đề còn khá mới mẻ, lạ
lẫm bởi trong nớc cha có nhiều tài liệu nghiên cứu sâu về vật liệu, công nghệ và
quy trình chế tạo loại máy biến áp này.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn Phó Giáo s, Tiến sỹ Phạm Văn Bình đã nhận
hớng dẫn và giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình làm luận văn. Cảm ơn toàn thể
thầy cô trong bộ môn Thiết Bị Điện-Điện Tử, khoa Điện trờng Đại học Bách khoa
Hà Nội đã dạy bảo, động viên tôi trong thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Cảm ơn Trung tâm Đào tạo và bồi dỡng sau đại học trờng Đại học Bách
khoa Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành khóa học cao học Thiết Bị
Điện-Điện Tử 2008-2010.
Tôi cũng biết ơn sự hỗ trợ to lớn về mặt tinh thần, vật chất từ cha mẹ, anh chị

em trong gia đình. Ngoài ra, tôi cũng rất cảm ơn các anh em, bạn bè, đồng nghiệp đã
luôn bên cạnh động viên, giúp tôi hoàn thành luận văn.
Do thời gian có hạn, trình độ hạn chế và khó khăn về tài liệu tham khảo, luận
văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đợc sự thông cảm
và đóng góp ý kiến của các thầy cô, bạn đọc.
Xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn

Bùi Đình Chi


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn này dựa trên kết quả tự
nghiên cứu, không sao chép các công trình khoa học hay luận văn của
các tác giả khác.
Tác giả luận văn

Bùi Đình Chi


Mục lục

Mục lục
Trang
Danh mục các bảng.....................................................................................................1
Danh mục các hình vẽ, đồ thị......................................................................................2
Mở đầu.....................................................................................................................6
1. Tính cấp thiết của đề tài...............................................................................6
2. ý nghĩa khoa học và thực tiễn....................................................................10

3. Mục đích, đối tợng và phạm vi nghiên cứu..............................................10
4. Các giả thiết khoa học................................................................................11
Chơng I: Tổng quan về máy biến áp.....................................................12
1.1. Khái niệm chung về máy biến áp............................................................12
1.2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp......................................................15
1.3 Giới thiệu máy biến áp phân phối............................................................16
1.3.1. Máy biến áp dầu..............................................................................17
1.3.2. Máy biến áp khô..............................................................................17
1.4. So sánh u điểm, nhợc điểm của máy biến áp dầu và máy biến áp
khô..................................................................................................................22
1.4.1. Máy biến áp dầu..............................................................................22
1.4.2. Máy biến áp khô..............................................................................23
1.5. Những ứng dụng chính của máy biến áp khô..........................................24
1.6. Kết luận chơng 1...................................................................................25
Chơng II: Giới thiệu về vật liệu vô định hình.................................27
2.1. Các đặc điểm của vật liệu vô định hình...................................................27
2.2. Cấu trúc tinh thể......................................................................................30
2.2.1. Vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố cơ bản là sắt...................32
2.2.2. Vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố cơ bản là coban..............33


Mục lục

2.2.3. Vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố cơ bản là sắt-niken.........35
2.3. Công nghệ sản xuất vật liệu từ vô định hình...........................................36
2.3.1. Phơng pháp làm nguội nhanh từ tinh thể lỏng..............................36
2.3.2. Công nghệ sản xuất vật liệu từ vô định hình..................................37
2.4. Mt s ng dng.....................................................................................40
2.4.1. Lõi cho máy biến áp nhỏ..................................................................40
2.4.2. Lõi cho máy biến áp trung tần.........................................................41

2.4.3. Lõi cho máy biến áp đóng cắt công suất lớn....................................41
2.4.4. Máy biến dòng điện.........................................................................42
2.4.5. Tích hợp dịch vụ mạng kỹ thuật số (ISDN)......................................42
2.4.6. Cuộn cảm lọc....................................................................................42
2.4.7. Sức điện động cảm ứng....................................................................43
2.4.8. Lõi cuộn cảm có khe hở...................................................................43
2.4.9. Bộ lọc nén các xung nhọn................................................................44
2.4.10. Chỉnh lu từ trờng........................................................................44
2.4.11. Bộ ngắt khi có lỗi chạm đất...........................................................44
2.4.12. Thiết bị cảm nhận dòng điện..........................................................45
2.4.13. Hệ thống chống trộm cắp...............................................................45
2.4.14. Vật liệu chống trờng điện từ.........................................................46
2.4.15. ứng dụng vào sản xuất máy biến áp phân phối tần số 50Hz..........46
2.5. Kết luận chơng 2...................................................................................48
Chơng III: Từ hóa và tổn hao trong lõi thép máy biến áp......49
3.1. Khái niệm chung.....................................................................................49
3.2. Từ hóa lõi thép........................................................................................51
3.3. Cấu tạo mạch từ máy biến áp..................................................................52
3.4. Tổn hao lõi thép......................................................................................55


Mục lục

3.4.1. Tổn hao từ trễ..................................................................................55
3.4.2. Tổn hao phucô.................................................................................57
3.4.3. Tổn hao tổng...................................................................................59
3.5. Tổn hao sắt từ trong máy biến áp............................................................61
3.6. Kết luận chơng 3...................................................................................63
Chơng IV: công nghệ chế tạo máy biến áp khô có lõi thép
bằng vật liệu vô định hình........................................................................64

4.1. Công nghệ chế tạo mạch từ và cuộn dây máy biến áp có lõi thép bằng vật
liệu vô định hình...........................................................................................65
4.1.1. Giới thiệu chung về mạch từ...........................................................65
4.1.2. Giới thiệu chung về công nghệ chế tạo dây quấn............................66
4.1.3. Các phơng pháp chế tạo mạch từ và cuộn dây cho máy biến áp có
lõi thép bằng vật liệu vô định hình...........................................................72
4.2. Phơng pháp cắt vật liệu vô định hình thành các tấm, sau đó ghép lại,
cuộn dây đợc làm sẵn và đợc cho vào trụ máy biến áp sau......................73
4.2.1. Phơng pháp ghép mạch từ............................................................73
4.2.2. Phơng pháp ép gông và trụ...........................................................74
4.2.3. Quấn dây và hoàn chỉnh kết cấu máy.............................................76
4.3. Phơng pháp chế tạo lõi thép vô định hình trớc, sau đó mới quấn
dây................................................................................................................77
4.4. Phơng pháp chế tạo cuộn dây trớc, sau đó ghép lõi thép vô định
hình...............................................................................................................82
4.5. Kết luận chơng 4.................................................................................84
Chơng V: Thử nghiệm máy biến áp khô...............................................86
5.1. Thử nghiệm thờng xuyên......................................................................86
5.2. Thử nghiệm điển hình.............................................................................86
5.3. Thử nghiệm đặc biệt................................................................................87


Mục lục

5.3.1. Những yêu cầu chung về môi trờng làm việc đối với máy biến áp
khô...........................................................................................................87
5.3.2. Phơng pháp làm mát máy biến áp.................................................88
5.4. Thử nghiệm thờng xuyên......................................................................88
5.4.1. Thử nghiệm điện trở cách điện........................................................88
5.4.2. Đo điện trở cuộn dây.......................................................................89

5.4.3. Đo tỷ số điện áp và kiểm tra tổ đấu dây..........................................89
5.4.4. Đo điện áp ngắn mạch và tổn hao có tải.........................................90
5.4.5. Đo tổn hao không tải và dòng điện không tải.................................91
5.4.6. Thử nghiệm thờng xuyên đối với điện môi...................................91
5.4.7. Thử nghiệm điện áp xoay chiều cảm ứng........................................91
5.5. Thử nghiệm điển hình.............................................................................92
5.5.1. Thử nghiệm xung sét.......................................................................92
5.5.2. Thử nghiệm độ tăng nhiệt cuộn dây................................................93
5.6. Thử nghiệm đặc biệt................................................................................94
5.6.1. Thử nghiệm phóng điện cục bộ.......................................................94
5.7. Kết luận chơng 5...................................................................................95
Kết luận và kiến nghị...................................................................................96
Tài liệu tham khảo.........................................................................................98


Danh mục các bảng

Danh mục các bảng trong luận văn

STT

Các bảng và nội dung các bảng
Chơng II: Giới thiệu về vật liệu vô định hình

1
2
3

Bảng 2.1: So sánh tổn hao không tải máy biến áp dùng thép silic và vật liệu
thép vô định hình.

Bảng 2.2: So sánh một số thông số kỹ thuật của thép vô định hình và thép
cán nguội.
Bảng 2.3: Tổn hao không tải của máy biến áp các loại.
Chơng III: Từ hóa và tổn hao trong lõi thép máy biến áp

4

Bảng 3.1: Phân tích tổn hao sắt từ thép cán nguội, M6, f=50Hz, dày
0,35mm, chiều từ hóa trùng với chiều cán, ủ khôi phục.

5

Bảng 3.2: Sự phụ thuộc của suất tổn hao theo B.

6

Bảng 3.3: Hệ số tổn hao phụ trong lõi thép, cán nguội, loại M6, ủ phục hồi.
Chơng V: Thử nghiệm máy biến áp khô

7

Bảng 5.1: Giá trị điện trở cách điện.

8

Bảng 5.2: Nhiệt độ quy đổi của máy biến áp khô theo từng cấp chịu nhiệt.

9

Bảng 5.3: Giá trị điện áp thử nghiệm xoay chiều.

10

Bảng 5.4: Điện áp thử nghiệm xoay chiều cảm ứng.

11

Bảng 5.5: Điện áp thử nghiệm xung sét.

12

Bảng 5.6: Độ tăng nhiệt cho phép của máy biến áp khô.

-1-


Danh mục các hình vẽ và đồ thị

Danh mục các hình vẽ và đồ thị
STT

Hình các chơng và nội dung các hình
Chơng I: Tổng quan về máy biến áp.

1

Hình 1.1: Các loại máy biến áp khác nhau trong hệ thống điện.

2

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy biến áp.

3

Hình 1.3: Máy biến áp dầu 750kVA 22/0,4kV (Công ty CTAMA).

4

Hình 1.4: Máy biến áp khô có lõi thép bằng vật liệu tôn silic.

5

Hình 1.5: Các dạng lõi thép dùng vật liệu vô định hình.

6

Hình 1.6: Lõi thép máy biến áp phân phối bằng vật liệu vô định hình.

7

Hình 1.7: Chu trình tái sử dụng.
Chơng II: Giới thiệu về vật liệu vô định hình.

8
9
10

Hình 2.1: Xu hớng phát triển về tổn hao không tải cho máy biến áp 50
kVA.
Hình 2.2: Đờng cong từ hoá của vật liệu vô định hình và thép silic.

Hình2.3: Năm loại mạng cơ bản trong cấu trúc trật tự gần theo mô hình
Berna.

11

Hình 2.4: Cấu trúc nguyên tử thép thờng (trái), thép vô định hình (phải).

12

Hình 2.5: Sơ đồ các dạng vật liệu vô định hình.

13

Hình 2.6: Vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố sắt.

14
15
16
17

Hình 2.7: Đờng cong từ hóa của vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố
cơ bản là sắt.
Hình 2.8: Vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố coban.
Hình 2.9: Đờng cong từ hóa của vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố
coban sau khi đợc già hóa trong trờng điện từ vuông góc và song song.
Hình 2.10: Vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố sắt-niken.
Hình 2.11: Đờng cong từ hóa của vật liệu vô định hình dựa trên nguyên tố

18

sắt-niken sau khi đợc già hóa trực tiếp trong trờng điện từ vuông góc và
song song.

19

Hình 2.12: Chu trình chế tạo vật liệu vô định hình.

-2-


Danh mục các hình vẽ và đồ thị

20

Hình 2.13: Công nghệ ampun và sản phẩm của công nghệ ampun.

21

Hình 2.14: Công nghệ liên tục.

22

Hình 2.15: Sơ đồ các ứng dụng của vật liệu vô định hình.

23

Hình 2.16: Lõi dạng nhẫn cho các máy biến áp nhỏ.

24

Hình 2.17: Một đơn vị mạch điện sử dụng máy biến áp có công suất nhỏ và
lõi sắt bằng vật liệu vô định hình.

25

Hình 2.18: Máy biến áp trung tần làm bởi vật liệu vô định hình.

26

Hình 2.19: Máy hàn điện sử dụng lõi sắt vô định hình.

27

Hình 2.20: Lõi sắt máy biến dòng điện sử dụng vật liệu vô định hình.

28

Hình 2.21: Hình mô tả lõi sắt nhỏ của ISDN và bộ lọc, bộ cách ly trong
ISDN.

29

Hình 2.22: Lõi của cuộn cảm lọc.

30

Hình 2.23: Cuộn cảm lọc trong hệ thống chiếu sáng.

31

Hình 2.24: Lõi của bộ sức điện động cảm ứng.

32

Hình 2.25: Lõi của cuộn cảm.

33

Hình 2.26: Lõi và ứng dụng của bộ chỉnh lu từ trờng trên bảng mạch máy
tính.

34

Hình 2.27: Lõi sắt cho bộ ngắt khi có chạm đất.

35

Hình 2.28: Bộ ngắt khi có chạm đất sử dụng lõi sắt vô định hình.

36

Hình 2.29: Lõi và hình dạng của cuộn cảm và hỗ cảm đợc lắp ráp trong
trạm điện.

37

Hình 2.30: Lõi dạng tròn và các dải nhỏ cho hệ thống chống trộm cắp.

38

Hình 2.31: Thiết bị chống trờng điện từ.

39

Hình 2.32: Máy biến áp phân phối sử dụng vật liệu vô định hình làm lõi
thép.
Chơng III: Từ hóa và tổn hao trong lõi thép máy biến áp.

40
41

Hình 3.1: Quan hệ giữa suất tổn hao và cờng độ từ cảm Bm theo chiều dày
lá thép.
Hình 3.2: Tiến bộ về chất lợng của vật liệu sắt từ theo thời gian.

-3-


Danh mục các hình vẽ và đồ thị

42

Hình 3.3: Sự phụ thuộc của suất tổn hao theo chiều cán và cờng độ từ cảm
của thép cán nguội.

43

Hình 3.4: Mạch từ hình xuyến.

44

Hình 3.5: Hiện tợng từ trễ.

45

Hình 3.6: Mạch từ, mối ghép tù.

46

Hình 3.7: Đờng sức từ vùng mối ghép.

47

Hình 3.8: Mạch từ do các lá thép quấn tạo thành.

48

Hình 3.9: Mạch từ có mối ghép xen kẽ.

49

Hình 3.10: Ghép xen kẽ 450.

50

Hình 3.11: Mạch từ kép.

51

Hình 3.12: Mạch từ máy biến áp kiểu bọc.

52

Hình 3.13: Mạch từ không gian của máy biến áp.

53

Hình 3.14: Ký hiệu để tính tổn hao dòng phu cô.

54
55

Hình 3.15: Tổn hao thép cán nguội dày 0.03mm phụ thuộc vào góc (góc
giữa phơng từ hóa và chiều cán).
Hình 3.16: Phân tích tổn hao trong lõi thép.
Chơng IV: Công nghệ chế tạo máy biến áp khô.

56

Hình 4.1: Tiết diện trụ máy biến áp.

57

Hình 4.2: Dây quấn hạ áp máy biến áp dầu.

58

Hình 4.3: Dây quấn hạ áp máy biến áp khô dạng foil.

59

Hình 4.4: Dây quấn đồng tâm tiết diện tròn.

60

Hình 4.5: Dây quấn đồng tâm 4 galét tiết diện tròn hoặc chữ nhật.

61

Hình 4.6: Cách bố trí cuộn dây.

62

Hình 4.7: Dây quấn xoáy ốc liên tục.

63

Hình 4.8: Dây quấn cao áp kiểu foil.

64

Hình 4.9: Cuộn dây cao áp không có thông gió dọc trục.

65

Hình 4.10: Cuộn dây cao áp có thông gió dọc trục.

66

Hình 4.11: Hớng dẫn từ ghép vuông góc và gép chéo góc.

67

Hình 4.12a: Công nghệ ghép Step - lap 2.

-4-


Danh mục các hình vẽ và đồ thị

68

Hình 4.12b: Công nghệ ghép Step - lap 7.

69

Hình 4.13: Lá tôn gông trong máy biến áp khô.

70

Hình 4.14: Một vài kiểu cách điện khi ép gông bằng bulông xuyên.

71

Hình 4.15: ép trụ bằng đai.

72

Hình 4.16: Kết cấu máy biến áp khô chế tạo mạch từ bằng phơng pháp
ghép mạch từ, cuộn dây đúc riêng biệt.

73

Hình 4.17: Thiết bị dẫn hớng nguyên liệu (băng vật liệu vô định hình).

74

Hình 4.18: Máy cuốn lõi.

75

Hình 4.19: Hàn giữ lõi tôn.

76

Hình 4.20: Thiết bị đỡ lõi thép và hình dạng lõi thép sau khi cuốn xong.

77

Hình 4.21: Phơng pháp lấy khuôn mạch từ.

78

Hình 4.22: Băng và quét lõi thép.

79

Hình 4.23: Cuốn dây.

80

Hình 4.24: Lấy đầu dây của các cuộn dây.

81

Hình 4.25: Gá đầu dây và tiến hành bẻ đầu dây.

82

Hình 4.26: Lõi sắt máy biến áp và các đầu dây đã đợc gắn vào thanh dẫn.

83

Hình 4.27: Cuộn dây và bàn ghá cuộn dây.

84

Hình 4.28: Lõi thép bằng vật liệu vô định hình.

85

Hình 4.29: Các lớp lá thép vô định hình đặt xen kẽ nhau.

86

Hình 4.30: Lấy lá thép.

87

Hình 4.31: Cho lõi máy biến áp vào cuộn dây.

88

Hình 4.32: Cố định lõi thép.

89

Hình 4.33: Hàn cố định lõi thép.

90

Hình 4.34: Lắp lá thép trên mạch từ thứ 2.
Chơng V: Thử nghiệm máy biến áp khô.

91

Hình 5.1: Sơ đồ tơng đơng của sự phóng điện cục bộ.

92

Hình 5.2: Sơ đồ đo phóng điện cục bộ.

-5-


Mở đầu

mở đầu

1. Tính cấp thiết của đề tài:

Năng lợng, đặc biệt là điện năng đóng vai trò quan trọng trong quá trình
phát triển kinh tế xã hội. Điện năng đợc sản xuất từ các dạng năng lợng khác
nhau nh: cơ năng của dòng nớc, nhiệt năng của than đá, dầu mỏ các nhà
máy điện thờng đợc xây dựng tại nơi có các nguồn năng lợng để đảm bảo tính
kinh tế và trong sạch về môi trờng. Do đó, xuất hiện vấn đề tải điện đi xa và
phân phối điện đến nơi tiêu thụ. Trong quá trình truyền tải và phân phối điện
năng đã phát sinh sự tổn thất khá lớn. Đây là một bộ phận cấu thành chi phí lu
thông quan trọng của ngành điện.
Để dẫn điện từ các nhà máy điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đờng dây tải
điện. Nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ lớn thì một vấn đề rất
lớn đặt ra và cần đợc giải quyết là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh
tế nhất.
Nh ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đờng dây, nếu điện áp đợc
tăng cao thì dòng điện chạy trên đờng dây sẽ giảm xuống, nh vậy có thể làm tiết
diện dây dẫn nhỏ đi, do đó trọng lợng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống. Vì thế,
muốn truyền tải công suất lớn đi xa, ít tổn hao và tiết kiệm kim loại màu, trên đờng
dây ngời ta phải dùng điện áp cao, thờng là 35, 66, 110, 220 và 500 kV. Trên thực
tế, các máy phát điện ít có khả năng phát ra những điện áp cao nh vậy, thờng là
chỉ từ 3 đến 21 kV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp ở đầu dây lên. Mặt khác
các hộ tiêu thụ thờng yêu cầu điện áp thấp, từ 0,4 đến 6 kV, do đó tới đây phải có
thiết bị giảm điện áp xuống. Những thiết bị dùng để tăng điện áp ở đầu ra của máy
phát điện, tức là ở đầu đờng dây dẫn điện và giảm điện áp khi tới các hộ tiêu thụ,
tức là ở cuối đờng dây dẫn điện gọi là các máy biến áp. Máy biến áp là một thiết bị
điện từ tĩnh làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ thống
có điện áp U1 và dòng điện I1 với tần số f1 thành hệ thống điện có điện áp U2 và
dòng điện I2 với tần số f2 bằng tần số f1.

-6-

Mở đầu

Việc tải điện năng từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ trong các hộ tiêu thụ trong
các hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 4 đến 5 lần tăng giảm điện áp. Do
đó tổng công suất đặt của các máy biến áp gấp mấy lần công suất của máy phát
điện. Gần đây ngời ta tính ra rằng nó còn có thể gấp 6 đến 8 lần hoặc hơn nữa.
Trong quá trình sản xuất và sử dụng máy biến áp, ngời ta luôn luôn phải có biện
pháp cải tiến thiết kế và công nghệ chế tạo nhằm hoàn thiện về cấu trúc, hình dáng,
thông số kỹ thuật để đáp ứng tốt những yêu cầu đa dạng trong hệ thống truyền tải và
phân phối điện năng.
Những ngày đầu, cùng với sự phát triển của công nghệ vật liệu và chế tạo,
máy biến áp dầu dờng nh có u việt tuyệt đối trong hệ thống truyền tải điện năng,
công suất của máy đợc nâng cao do khả năng tuần hoàn làm mát tự nhiên của dầu
rất tốt. Điện áp của máy đợc nâng cao do dầu có khả năng nâng cao độ cách điện
của giấy cách điện và một số vật liệu cách điện khác ngâm trong dầu. Máy biến áp
dầu đã đợc chế tạo lên tới công suất hàng trăm MVA, hiệu suất có thể đạt tới
99,8%. Ngời ta hy vọng rằng máy biến áp ngâm dầu đã thoả mãn hầu hết các yêu
cầu đảm bảo an toàn truyền tải điện năng.
Hiện nay máy biến áp phân phối chiếm một số lợng lớn do những máy này
có công suất nhỏ, làm nhiệm vụ phân phối điện đến các hộ tiêu thụ điện.
Khi máy biến áp dầu đợc sử dụng làm máy biến áp phân phối đặt ở khu
chung c, trong các toà nhà cao tầng, công sở, bệnh viện, trong hầm mỏ, các nhà
máy hoá chất, các nơi có yêu cầu cao về phòng chống cháy nổ và đảm bảo điều kiện
môi trờng ... thì máy biến áp dầu không còn u việt nữa mà lại trở thành đối tợng
có thể gây nguy hiểm. Vì dầu có thể là nguyên nhân gây cháy nổ, tạo ra các khí độc
hại thải ra môi trờng xung quanh.
Sự ra đời của máy biến áp khô đã giải quyết đợc những nhợc điểm của máy
biến áp dầu về an toàn phòng chống cháy nổ trong phân phối điện năng.
Đối với nớc ta nhu cầu sử dụng máy biến áp khô trong việc phân phối,
truyền tải điện năng ngày càng nhiều. Nguyên nhân là do quá trình đô thị hoá nhanh

ở các thành phố lớn và cùng với sự phát triển của nền kinh tế nên rất nhiều trung tâm

-7-


Mở đầu

thơng mại, các toà nhà cao ốc, khu đô thị mới, nhà hàng khách sạn, khu vui chơi
giải trí, khu liên hiệp thể thao, bệnh viện, khu công nghiệp mới mọc lên.
ở Việt Nam hiện nay đã có nhà máy chế tạo đợc máy biến áp khô nhng
máy biến áp khô cha đợc sản xuất rộng rãi tại Việt Nam nh máy biến áp dầu.
Công nghệ chế tạo máy biến áp khô ngày càng đợc nâng cao, hoàn thiện để từng
bớc chế tạo đợc máy biến áp khô. Công ty cổ phần chế tạo biến thế Hà Nội, cũng
đã nhập máy đúc cuộn dây, khuôn đúc dây quấn và cũng đã chế tạo đợc thành công
máy biến áp khô có cuộn dây đúc epoxy. Máy biến áp khô đợc sản xuất đã đợc
thử nghiệm và đảm bảo chất lợng để vận hành. Những máy biến áp này đợc đánh
giá là đảm bảo chất lợng, tuy nhiên giá thành vẫn còn cao gấp khoảng từ 3 cho đến
3,5 lần máy biến áp dầu tơng đơng.
Trong quá trình truyền tải điện năng. Việc sử dụng các máy biến áp để tăng
áp và hạ áp là rất phổ biến và thông dụng. Trong quá trình truyền tải điện năng tồn
tại hai loại tổn thất chủ yếu là: tổn thất kỹ thuật và tổn thất thơng mại. Các loại
máy biến áp hiện nay sử dụng vật liệu thép kỹ thuật điện đã trở thành thông dụng để
sử dụng chế tạo lõi thép máy biến áp. Trong quá trình nghiên cứu và sử dụng vật liệu
vô định hình cho các thiết bị cao tần, trung tần, con ngời đã phát hiện ra đợc
những tính năng u điểm của loại vật liệu này nh: có đờng đặc tính từ trễ bé,
mỏng hơn, điện trở suất cao. Góp phần giảm tổn hao lõi thép của máy biến áp.
Máy biến áp khô có lõi sắt làm bằng vật liệu vô định hình thay cho vật liệu
thép kỹ thuật điện truyền thống có u điểm nổi trội về nâng cao hiệu quả trong quá
trình phân phối truyền tải điện năng. Những u điểm nổi bật có thể kể ra đây nh
sau:

- Khả năng phát nhiệt thấp:
+ Yêu cầu nơi lắp đặt nhỏ hơn.
+ Giảm khối lợng dây quấn và vật liệu cách điện.
+ Có độ tăng nhiệt nhỏ trong dây quấn nhằm tăng khả năng quá tải
của máy biến áp.
- Giảm tổn hao, chi phí vận hành và bảo dỡng thấp.
+ Tăng và làm cho tuổi thọ của máy biến áp đợc kéo dài hơn.

-8-


Mở đầu

- Có đợc đặc tính từ tốt ở tần số cao và cung cấp đợc những băng vật liệu
có hiệu suất cao và tổn hao nhỏ.
- ảnh hởng tốt tới môi trờng.
+ Khả năng tăng nhiệt kém góp phần ngăn chặn sự nóng lên của toàn
cầu.
+ Giảm đợc các khí thải độc hại ra môi trờng.
+ Bảo tồn môi trờng thiên nhiên khi mà các dự án về xây dựng các
công trình năng lợng tăng nhanh.
Để sản xuất máy biến áp khô có lõi thép bằng vật liệu vô định hình ở Việt
Nam cần quan tâm đến nhiều vấn đề về mặt lý thuyết thiết kế cũng nh về công
nghệ chế tạo. Những vấn đề chủ yếu cần quan tâm nghiên cứu để ứng dụng vào sản
xuất máy biến áp khô sử dụng vật liệu vô định hình hiện nay cũng có nhiều thuận lợi
và khó khăn so với máy biến áp dùng tôn silic thông thờng nh:
- Về khó khăn:
+ Vật liệu vô định hình ứng dụng vào làm máy biến áp phân phối ở
Việt Nam hiện nay vẫn còn là lĩnh vực rất mới mẻ.
+ Những nghiên cứu về vật liệu vô định hình, máy biến áp dùng vật

liệu vô định hình làm lõi thép cha có nhiều nh về từ trờng, sự
phân bố từ trờng, công nghệ chế tạo, . . .
+ Vật liệu vô định hình có nhiều điểm khác biệt so với vật liệu tôn
silic thờng dùng làm máy biến áp nh: mỏng hơn, khi chế tạo gia
công đặc tính từ của vật liệu cũng thay đổi nhiều. Chính vì vậy khó
khăn cho việc gia công và ủ phục hồi đặc tính từ.
+ Khi máy biến áp bị sự cố lõi thép. Rất ít các nhà máy có thể chế tạo
và phục hồi đợc lõi thép máy biến áp dạng này. Gây khó khăn cho
việc sửa chữa và bảo dỡng.
- Về thuận lợi:
+ Đờng đặc tính từ trễ có mắt từ nhỏ hơn nhiều so với vật liệu tôn
silic thông thờng, góp phần giảm đợc tổn hao từ trễ trong máy
biến áp.

-9-


Mở đầu

+ Vật liệu có dạng băng mỏng hơn nhiều so vói tôn silic thờng sử
dụng, điện trở suất lớn, góp phần giảm tổn hao dòng phu cô.
+ Các nớc phát triển trên thế giới hiện tại đã hoàn thiện phơng pháp
chế tạo vật liệu vô định hình, chế tạo máy biến áp có sử dụng vật
liệu vô định hình, và các loại máy biến áp này đã đợc sử dụng thực
tế trong hệ thống điện phân phối.
+ Lý thuyết về chế tạo máy biến áp khô, bảo dỡng vận hành đã đợc
nghiên cứu nhiều và ngày dần hoàn thiện tại Việt Nam.
2. ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
Để góp phần giải quyết những vấn đề trên luận văn đã tập trung nghiên cứu
các phần sau:

-

Luận văn đã nghiên cứu tìm hiểu về máy biến áp khô, những u điểm và
nhợc điểm của máy biến áp khô so với máy biến áp dầu.

-

Luận văn đã nghiên cứu vật liệu vô định hình sử dụng trong máy biến áp
khô.

-

Luận văn đã nghiên cứu công nghệ chế tạo lõi thép vô định hình cho máy
biến áp khô.

-

Luận văn đã nghiên cứu các dạng tổn hao trong lõi thép máy biến áp.

-

Luận văn đã nghiên cứu về phơng pháp kiểm tra thử nghiệm máy biến áp
khô.

Kết quả của luận văn góp phần hoàn thiện nghiên cứu về mặt lý thuyết cũng
nh hoàn thiện công nghệ chế tạo máy biến áp khô. Kết quả của luận văn còn là cơ
sở về mặt lý thuyết và thực tế từ đó từng bớc làm chủ đợc công nghệ chế tạo máy
biến áp khô có lõi thép làm bằng vật liệu vô định hình và ứng dụng đa vào chế tạo
sản xuất máy biến khô có lõi thép làm bằng vật liệu vô định hình tại Việt Nam.
3. Mục đích, đối tợng và phạm vi nghiên cứu:

3.1. Mục đích:
Nội dung cơ bản của luận văn nhằm vào mục đích nghiên cứu về mặt lý
thuyết về vật liệu vô định hình, các u điểm khi sử dụng máy biến áp dùng vật liệu

- 10 -


Mở đầu

vô định hình với các loại vật liệu truyền thống để đa ra đợc công nghệ chế tạo
máy biến áp khô phù hợp nhằm làm chủ đợc công nghệ sản xuất và từng bớc sản
xuất đợc máy biến khô tại Việt Nam với giá thành cạnh tranh với các máy biến áp
khô nhập ngoại.
3.2. Đối tợng:
Nghiên cứu chế tạo máy biến áp khô có lõi thép sử dụng vật liệu vô định
hình.
3.3. Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu tổng quan về máy biến áp khô.
- Nghiên cứu về tổn hao trong lõi thép máy biến áp khô.
- Nghiên cứu vật liệu vô định hình dùng cho máy biến áp khô
- Công nghệ chế tạo máy biến áp khô có lõi thép đợc làm bằng vật liệu vô
định hình.
- Tìm hiểu về phơng pháp thử nghiệm máy biến áp khô.
4. Các giả thiết khoa học:
Máy biến áp khô có lõi thép bằng vật liệu vô định hình là rất còn mới mẻ với
Việt Nam. Chính vì vậy trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu về máy biến áp khô
có lõi thép bằng vật liệu vô định hình này cần dựa trên một số các giả thiết khoa học
nh:
-

Trong quá trình gia công và chế tạo thép vô định hình, đặc tính từ của loại
vật liệu này cũng thay đổi. Sau khi tiến hành ủ khôi phục đặc tính từ ta
đợc vật liệu từ vô định hình này khôi phục đợc đặc tính từ nh ban đầu
của nhà sản xuát.

-

Khi tính toán và khảo sát ta dùng phơng pháp tuyến tính hóa gần đúng
đờng cong từ hóa.

-

Trong quá trình chế tạo bỏ qua các sai số về công nghệ.

- 11 -


Chơng 1: Tổng quan về máy biến áp

Chơng I
Tổng quan về Máy biến áp

1.1. Khái niệm chung về máy biến áp:
Máy biến áp là một phần tử quan trọng nhất trong hệ thống truyền tải và phân
phối điện năng. Việc phát minh ra máy biến áp vào khoảng năm 1885 đã đột ngột
thay đổi hệ thống truyền tải và phân phối điện năng. Dòng điện xoay chiều phát ra ở
điện áp thấp có thể đợc nâng lên để truyền tải ở điện áp cao và dòng điện nhỏ, do
vậy làm giảm đợc điện áp rơi trên dây dẫn và tổn hao trên đờng truyền. Máy biến
áp tăng áp ở nhà máy phát điện làm nhiệm vụ nâng điện áp có thể lên tới hàng nghìn
kV để truyền tải đi xa đến nơi tiêu thụ. Sau đó tại nơi tiêu thụ máy biến áp sẽ giảm

điện áp từ điện áp cao xuống điện áp tiêu chuẩn phù hợp với các thiết bị điện. Trong
thực tế điện năng đợc sản xuất thờng xa nơi tiêu thụ, để truyền điện năng từ nơi
sản xuất đến nơi tiêu thụ thờng phải sử dụng máy biến áp để nâng điện áp và giảm
điện áp 3 đến 4 lần. Máy biến áp làm cho hệ thống điện xoay chiều trở nên linh hoạt
bởi vì những phần khác nhau và thiết bị của hệ thống năng lợng có thể hoạt động ở
mức điện áp kinh tế bằng cách sử dụng máy biến áp với tỷ số thích hợp. Ngời ta
cũng chia máy biến áp trên hệ thống truyền tải, phân phối điện năng thành máy biến
áp truyền tải và máy biến áp phân phối. Máy biến áp phân phối có nhiệm vụ biến
đổi điện áp phù hợp và cung cấp trực tiếp cho phụ tải. Nói cách khác máy biến áp
phân phối thờng đặt gần phụ tải nơi liên quan trực tiếp đến môi trờng sống của
con ngời vì vậy càng ngày ngời ta càng tìm cách hoàn thiện để các máy biến áp
phân phối không chỉ đạt các yêu cầu về các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế mà còn phải
đạt các chỉ tiêu về an toàn, bảo vệ môi trờng, ...
Sơ đồ 1 sợi giới thiệu hệ thống truyền tải năng lợng sử dụng máy biến áp
nh hình 1.1.

- 12 -


Chơng 1: Tổng quan về máy biến áp

ờng
Đu

Máy biến áp cho hệ thống truyền
tải điện cao áp một chiều

Trạm máy phát điện

áp

cao
dây

6,9kV

345, 400, 500, 765kV

Điểm nối 1 chiều

G

Cuộn kháng lọc
Bộ chỉnh luu

Máy biến áp
trạm điện

Máy biến áp tăng áp

Cuộn kháng song song
115, 132, 138, 220kV

Máy biến áp
đầu nguồn

Máy biến áp
chỉnh luu
33, 66kV

Máy biến áp lò

Máy biến áp
hạ áp

11kV
Máy biến áp
phân phối

Máy biến áp dầu

Máy biến áp khô
400V
400V

Hình 1.1: Các loại máy biến áp khác nhau trong hệ thống điện.
Có thể nói việc phát minh ra máy biến áp liên quan mật thiết với việc thí
nghiệm đóng ngắt cuộn Ruhmkorff của Elih-Thomson. Chiếc máy biến áp đầu tiên
đợc chế tạo vào năm 1878 khi Ia-blốt-skốp dựa vào quan hệ điện từ đã dùng hai
cuộn dây quấn độc lập trên một lõi thép hở để làm một nguồn điện chiếu sáng. Vào
năm 1886 chiếc máy biến áp lần đầu tiên đợc đa vào sử dụng tại Massachusetts
Mỹ. Sau đó vào năm 1889 Mikhail Dolivo-Dobrovolsky chế tạo ra chiếc máy biến
áp 3 pha đầu tiên. Sau đó máy biến áp không ngừng đợc hoàn thiện, vào năm 1900
chiếc máy biến áp dầu lần đầu tiên đợc đa vào sử dụng. Dầu máy biến áp có u
điểm cách điện tốt có khả năng nâng cao cách điện của giấy cách điện và một số vật
liệu cách điện khác, dầu còn có u điểm làm mát rất tốt nên có thể chế tạo máy biến
áp có điện áp hàng trăm kV và công suất đến hàng trăm MVA. Tuy nhiên do sử

- 13 -


Chơng 1: Tổng quan về máy biến áp

dụng dầu làm chất cách điện và làm mát nên dầu máy biến áp lại là nguyên nhân
gây nên khả năng cháy nổ và ô nhiễm môi trờng. Vì vậy máy biến áp dầu không
đảm bảo an toàn cho những nơi có yêu cầu cao về phòng chống cháy nổ, các nhà
máy hoá chất, hầm lò, các toà nhà cao tầng, các khu chung c, trờng học, bệnh
viện ... Vào những năm 50 của thế kỷ trớc, sự phát triển của khoa học vật liệu mới
nh vật liệu compozit và hợp chất cao phân tử phát triển mạnh. Máy biến áp khô đã
khắc phục đợc những nhợc điểm của máy biến áp dầu và có những u điểm vợt
trội so với máy biến áp dầu về đảm bảo an toàn chống cháy nổ và thân thiện với môi
trờng. Do đó máy biến áp khô ngày càng đợc sử dụng rộng rãi hơn và dần thay thế
các máy biến áp phân phối ngâm dầu trong hệ thống điện lực. Tuy nhiên máy biến
áp khô bị giới hạn về công suất, cấp điện áp và kích thớc so với máy biến áp dầu.
Mặt khác giá thành của máy biến áp khô vẫn đắt hơn so với máy biến áp dầu có
công suất cùng loại. Hiện nay vẫn tồn tại song song cả hai loại máy biến áp dầu và
máy biến áp khô do những u nhợc điểm của từng loại máy.
Công nghệ vật liệu phát triển và đã có nhiều phát hiện về các loại vật liệu
mới, các tính năng mới của các loại vật liệu khác nhau. Công nghệ chế tạo máy biến
áp cũng có nhiều thành tựu lớn và dần dần giảm tổn hao của máy biến áp, nâng cao
hiệu suất của máy biến áp. Có nhiều cách để giảm tổn hao máy biến áp nh:
+ Dùng các loại vật liệu tốt nh: vật liệu làm dây quấn, vật liệu cách điện, vật
liệu làm lõi thép.
+ Phát triển về công nghệ chế tạo máy biến áp, nhằm tạo ra đợc các máy
biến áp có tổn hao thấp.
Vật liệu vô định hình đã đợc nghiên cứu và sử dụng làm lõi thép của máy
biến áp do nó có nhiều u điểm hơn so với vật liệu tôn silic thông thờng nh: mắt
từ trễ nhỏ hơn nhằm giảm đi tổn hao từ trễ, mỏng và có điện trở suất lớn góp phần
giảm tổn hao dòng phu cô. Giúp cho máy biến áp có tổn hao lõi sắt nhỏ hơn so với
máy biến áp có lõi thép bằng vật liệu tôn silic. Trên thế giới hiện nay đã có nhiều
nớc dùng máy biến áp có lõi thép làm bằng vật liệu vô định hình nh: Mỹ, Nhật,
Brazil, Trung Quốc, ... Nó đã góp phần giảm tổn thất trong lới điện. Chính vì vậy

- 14 -


Chơng 1: Tổng quan về máy biến áp

mà xu hớng phát triển hiện nay ngoài sử dụng máy biến áp lõi thép bằng vật liệu
tôn silic mà chuyển sang dùng cả máy biến áp có sử dụng vật liệu vô định hình.
1.2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp:
Nguyên lý làm việc cơ bản của máy biến áp là dựa trên hiện tợng cảm ứng
điện từ. Ta xét nguyên lý làm việc của máy biến áp 1 pha 2 dây quấn nh trên hình
1.2. Khi cho điện áp xoay chiều u1 vào cuộn dây sơ cấp w1 thì trong dây quấn xuất
hiện dòng điện i1, dòng điện này sẽ tạo ra từ thông m chạy trong lõi thép, từ thông
sẽ cảm ứng trong dây quấn sơ cấp w1 sức điện động cảm ứng e1 và trong dây quấn
w2 sức điện động e2. Dây quấn thứ cấp mà đợc nối với tải thì trong dây quấn thứ
cấp cũng sẽ có dòng điện i2 đa ra tải với điện áp u2. Nh vậy năng lợng điện đã
đợc truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2.

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy biến áp.
Trong đó: - u1, i1,w1 - điện áp, dòng điện, số vòng dây phía sơ cấp.
- u2, i2, w2 - điện áp, dòng điện, số vòng dây phía thứ cấp.
- m - từ thông chính.
- Z2 - tổng trở của tải.
Điện áp xoay chiều u1 là hàm số hình sin thì từ thông do nó sinh ra cũng là
= m sin t

hàm hình sin:

Do đó theo định luật cảm ứng điện từ, sức điện động sinh ra trong dây quấn
e1 = w1 .

w1 và w2 là:
và

d
= w1 m cos t
dt

e 2 = w2 .

d
= w2 m cos t
dt

- 15 -


Chơng 1: Tổng quan về máy biến áp

Giá trị hiệu dụng của các sức điện động là:
E1 =

và E 2 =

2 . . f .w1 . m
2

2. . f .w2 . m
2

= 4, 44 . f .w1 . m

= 4,44. f .w2 . m

Khi không tải, nếu không kể đến điện áp rơi trên dây quấn sơ cấp, thì U1E1
và U20=E2 , ta có:

k=

U1
E
w
1 = 1
U 2 0 E 2 w2

Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh dùng để biến đổi hệ thống điện xoay
chiều có điện áp u1 (và dòng điện i1 tần số f1) thành hệ thống điện xoay chiều có
điện áp u2 với tần số không thay đổi (tần số f2 = f1).
Các thông số cơ bản của máy biến áp thờng là:
1. Số pha của máy biến áp.
2. Công suất định mức của máy biến áp Sđm
3. Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm và thứ cấp định mức U2đm
4. Dòng điện dây sơ cấp định mức I1đm và thứ cấp định mức I2đm
5. Tần số định mức fđm , tính bằng Hz (thờng là 50Hz hoặc 60Hz)
6. Phơng pháp làm mát (dầu hay khô)
7. Ngoài ra còn có các thông số khác: sơ đồ và tổ đấu dây quấn, dòng điện
không tải io, điện áp ngắn mạch un, tổn hao ngắn mạch Pn, tổn hao không tải Po . . .
1.3. Giới thiệu máy biến áp phân phối:
Nh đã giới thiệu máy biến áp phân phối thờng đặt gần phụ tải nơi liên quan
trực tiếp đến môi trờng sống của con ngời vì vậy càng ngày ngời ta càng tìm

cách hoàn thiện để các máy biến áp phân phối không chỉ đạt các yêu cầu về các chỉ
tiêu kỹ thuật, kinh tế mà còn phải đạt các chỉ tiêu về an toàn, bảo vệ môi trờng . . .
Từ khi phát minh ra dầu máy biến áp, do dầu có khả năng tăng cờng cách
điện cho dây quấn đồng thời tăng cờng khả năng làm mát, ngời ta đã chế tạo đợc
các máy biến áp dầu có công suất lớn và điện áp cao; máy biến áp dầu có u thế rất
lớn, nhng bên cạnh đó các máy biến áp dầu đợc sử dụng phân phối điện năng lại
có các nhợc điểm sau: Loại máy này khi xảy ra sự cố thì thờng gây nên cháy nổ,

- 16 -


Chơng 1: Tổng quan về máy biến áp

lúc này dầu máy lại chính là tác nhân gây cháy và tạo nên các khí độc nh NOx,
SO2, ... thải ra môi trờng xung quanh, gây ô nhiễm và ảnh hởng đến sức khoẻ của
con ngời. Do vậy máy biến áp dầu cũng không thích hợp lắp ở những nơi có yêu
cầu cao về phòng chống cháy nổ và gần nơi tiêu thụ, gần khu dân c. Trong khi đó
máy biến áp khô lại có u điểm lớn về an toàn phòng chống cháy nổ. Khi bị sự cố
thì cuộn dây không có khả năng cháy, không tạo nên các khí độc hại, không gây ô
nhiễm môi trờng và an toàn cho sức khoẻ của con ngời. Vì vậy dới đây xin trình
bày đôi nét về đặc điểm, tơng lai các loại máy biến áp phân phối.
1.3.1. Máy biến áp dầu:

Hình 1.3: Máy biến áp dầu 750kVA 22/0,4kV (Công ty CTAMA).
Là máy biến áp mà mạch từ và các cuộn dây đều đợc ngâm trong dầu. Máy
biến áp loại này sử dụng dầu làm cách điện và làm mát. Kết cấu của máy bao gồm
lõi thép, cuộn dây cao áp và hạ áp, bộ chuyển mạch. Khi máy biến áp ngâm dầu làm
việc, dầu bao quanh lõi sắt và dây quấn sẽ bị nóng lên và chuyển nhiệt lợng ra
ngoài vách thùng nhờ đối lu dầu. Nhiệt lợng lại từ vách thùng truyền ra không khí
xung quanh bằng đối lu và bức xạ. Loại máy này hiện nay đợc sử dụng rộng rãi.

1.3.2. Máy biến áp khô:
Máy biến áp đầu tiên, xuất hiện vào khoảng năm 1890, là kiểu máy biến áp
khô, bị giới hạn bởi cấp điện áp do độ cách điện của vật liệu cách điện hiện có lúc
bấy giờ có độ chịu nhiệt thấp và còn bị giới hạn bởi công suất của máy do phơng
thức làm mát và mức độ chịu nhiệt của cách điện dây dẫn. Sự phát triển của máy
biến áp đợc nâng lên một bậc nữa với mức độ chịu nhiệt và cách điện cao hơn do
sự xuất hiện của dầu, cho phép nâng cao đợc cấp điện áp nhng không nâng đợc
độ chịu nhiệt lắm. Thời gian trôi đi, quá trình nâng cấp độ tăng nhiệt đến 650C, sự
xuất hiện của tôn silic đã tiếp tục làm giảm tổn hao. Các thiết bị có độ cách điện cấp

- 17 -


Chơng 1: Tổng quan về máy biến áp

A đợc nâng lên độ cách điện cấp B có độ tăng nhiệt cho phép cao hơn. Cuối cùng,
sự phát triển của chất lỏng có khử clo có điểm chớp cháy rất cao đã giải quyết đợc
các giới hạn về độ cháy của các chất lỏng cách điện. Cho đến năm 1972, hàng ngàn
máy biến áp dầu đã đợc sản xuất với những chất lỏng loại này, phục vụ cho các toà
cao ốc và cả trạm điện ngoài trời.
Trong lúc đó, với sự phát triển của giấy cách điện kiểu màng mỏng và
polyamit (nh Mylar cho cấp F và Nomex cho cấp H) trong những năm 1960 dây
dẫn có phủ vécni có độ chịu nhiệt cao hơn đợc sử dụng để thiết kế máy biến áp
kiểu khô hiện đại và tin cậy hơn. Các chất cách điện có độ chịu nhiệt cao hơn đã
nâng cao đợc hiệu suất của máy biến áp mà lại sử dụng ít vật liệu hơn, do đó làm
cho máy gọn nhẹ hơn, chi phí vận hành, bảo dỡng và sửa chữa giảm. Thêm vào đó,
máy biến áp dầu lại không đáp ứng đợc những địa điểm có yêu cầu nghiêm ngặt về
môi trờng và an toàn - phòng chống cháy nổ do dầu máy biến áp là chất dễ cháy và
sản phẩm cháy của nó lại gây ô nhiễm môi trờng rất nặng. Máy biến áp khô còn
đáp ứng tối đa yêu cầu về an toàn đối với các nhà máy giấy, xăng dầu, hoá chất,

khai thác mỏ. Với công nghệ đúc epoxy trong môi trờng chân không đã làm cho
cuộn dây máy biến áp tránh đợc triệt để sự xâm nhập của hơi ẩm và muối, đây là
các đặc tính lý tởng thay thế cho các công nghệ khác trong các phơng tiện liên
quan đến đờng thuỷ, bãi biển, các nhà máy xử lý nớc.
Khi công nghệ sản xuất vật liệu phát triển mạnh. Con ngời đã chế tạo thành
công các loại máy biến áp khô đảm bảo yêu cầu công nghệ. Cùng với sự phát triển
đó, máy biến áp càng đợc đề cao hơn vấn đề về tăng hiệu suất của máy, giảm tồn
hao của máy biến áp càng nhỏ càng tốt. Ngời ta đã nghiên cứu rất nhiều về vấn đề
này bằng cách dần dần nâng cao công nghệ chế tạo hoặc bằng cách dùng các loại
vật liệu mới có tổn hao thấp hơn. Với vật liệu vô định hình đã đợc tìm ra cách đây
nhiều thế kỷ, nhng với các yêu cầu mới của công nghệ, công nghệ thí nghiệm, hiện
nay với đặc điểm dẫn từ tốt hơn các loại vật liệu thông dụng khác. Nó đã đợc
nghiên cứu và phát triển nhiều hơn trong việc sử dụng để làm vật liệu dẫn từ trong
lõi sắt của máy biến áp. Với các u điểm dẫn từ tốt, có tổn hao không tải nhỏ, ngày
nay các nớc phát triển đã sử dụng rất nhiều các máy biến áp dùng vật liệu vô định

- 18 -