Hiện tại trên thị trường, một số máy biến áp công suất lớn sử dụng mạch dầu để bôi trơn các thiết bị của MBA. Khi hoạt động, nhiệt độ của mạch dầu này có thể lên đến ~ 55 °C khiến dầu bị biến đổi trạng thái. Vì vậy, trong quá trình kiểm thử MBA cần phải hạ và duy trì nhiệt độ ổn định của dầu. Hiểu được vấn đề này, CNV Group xin giới thiệu với bạn đọc một mẫu hệ thống làm mát thử nghiệm máy biến áp giải nhiệt bằng nước.

YÊU CẦU HỆ THỐNG:

• Nhiệt độ đầu ra của hệ thống: 15~55 °C, dung sai ± 2°C
• Tốc độ dòng nước đầu ra của hệ thống (đầu vào MBA) là: 200~ 600 lít/phút
• Hệ thống điều khiển PLC, HMI có khả năng ghi lại các thông số lưu lượng – nhiệt độ đầu vào/ra của máy biến áp và có thể xuất ra file
• Hệ thống đặt trên 2 xe di động, có thể cẩu hoặc di chuyển bằng xe nâng

Để đạt được các yêu cầu trên, nhà thầu CNV cung cấp giải pháp như sau:

1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

2. Nguyên lý hoạt động

2.1. Phần hệ thống làm mát

-Hệ thống được đặt trên 2 khung thép để thuận tiện cho việc di động, lưu kho vận chuyển khi không sử dụng. Một kết cấu khung thép – không có bánh xe được dùng để đặt chiller và hệ thống van, khung thép còn lại chứa hệ thống bơm và tank nước trung gian. Việc chia thành hai kết cấu khung thép để tối ưu về kích thước khung (kích thước nhỏ nhất có thể). Khi cần sử dụng, hai khung thép này được cẩu và vận chuyển tới vị trí ngoài phòng kiểm tra và kết nối với các máy biến áp bằng các đoạn ống mềm cách nhiệt.

-Hệ thống chia làm 2 mạch nước làm mát cơ bản :

• Mạch nước thứ nhất bao gồm : Thiết bị Chiller, bơm phụ trợ cho chiller, thiết bị trao đổi nhiệt. Theo đó, thiết bị chiller sẽ cung cấp nước lạnh trong khoảng từ 10~15°C, phần nước này trao đổi nhiệt với nước trong bể thông qua thiết bị trao đổi nhiệt Heat Exchanger, đảm bảo duy trì nhiệt độ nước trong bể ổn định ở ~ 20°C. Đây là mạch nước tuần hoàn kín, đảm bảo cho chiller hoạt động ổn định với đầu Inlet Chiller : 10°C và Outlet : 15°C

• Mạch nước thứ hai bao gồm : Bể nước trung gian, bơm phụ trợ cho máy biến áp, máy biến áp, thiết bị van điện từ 3 ngả. Dựa vào yêu cầu nhiệt độ và lưu lượng nước cấp vào máy biến áp, thiết bị van 3 ngả sẽ tự động tính toán độ mở cần thiết để pha trộn dòng nước hồi từ máy biến áp và dòng nước lạnh có sẵn 20°C trong bể trung gian để tạo ra nhiệt độ nước lạnh theo yêu cầu. Đồng thời, bơm nước phụ trợ cũng điều chỉnh tần số tương ứng để cung cấp lưu lượng nước theo yêu cầu của người sử dụng

-Thiết bị Chiller sẽ hoạt động dựa trên tín hiệu của cảm biến nhiệt độ đặt tại lòng bể và công tắc dòng chảy (Flow Meter) tại đầu vào của chiller. Chiller sẽ hoạt động khi nhiệt độ trong lòng bể lớn hơn 20°C (>20°C) và công tắc dòng chảy phát hiện có nước đầu vào chiller. Thiết bị chiller ngắt khi nhiệt độ nước trong lòng bể xuống dưới 20°C (<20°C).

2.2. Phần hệ thống điện điều khiển và giám sát hệ thống 

2.2.1.Phần hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển gồm: 01 tủ điện cấp nguồn và điều khiển hệ thống. Trên thân tủ có 01 màn hình HMI để theo dõi tình trạng làm việc các thiết bị, cho phép cài đặt nhiệt độ và lưu lượng đầu vào máy biến áp…

Hệ thống điều khiển chia làm 2 phần (Sơ cấp – Thứ cấp):

–Sơ cấp: Mục đích duy trì nhiệt độ trong tank nước là 20 độ C.

• Giám sát tín hiệu nhiệt độ, áp suất, dòng chảy của nước trong ống đầu ra Chiller và tín hiểu giám sát nhiệt độ, mức nước trong tank chứa.

• Điều khiển bật tắt Chiller + bơm dựa theo các tín hiệu cảm biến giám sát được, đảm bảo nhiệt độ nước trong tank chứa là 20 độ C.

• Chiller sử dụng có 4 cấp máy nén – tương đương 4 cấp độ điều chỉnh công suất của Chiller (25 % – 50 % – 75 % – 100 %). Dựa vào tín hiệu nhiệt độ nước lạnh đầu ra khỏi bể ~ đầu vào của chiller, thiết bị chiller hoạt động liên tục và tự động tính toán cấp độ máy nén phù hợp để đáp ứng được nhu cầu tải thực tế.

-Thứ cấp: Mục đích đảm bảo yêu cầu nước đầu ra mạch (đầu vào MBA) theo setup.

• Giám sát tín hiệu nhiệt độ, dòng chảy, áp suất đầu ra của mạch (đầu vào MBA) và tín hiệu giám sát nhiệt độ đầu vào của mạch (đầu ra MBA).

• Điều khiển nhiệt độ đầu ra của mạch (đầu vào MBA) trong ngưỡng 15 ~ 55 độ C, Phương án điều khiển dùng van điện tuyến tính điều khiển trộn giữa 2 loại nước đầu vào của mạch (tank chứa và đầu ra MBA) để đạt ngưỡng mong muốn.

• Điều khiển tốc độ dòng chảy đầu ra của mạch (đầu vào MBA) trong ngưỡng …, Phương án điều khiển dùng biến tần điều khiển tốc độ động cơ bơm nước tuần hoàn trong mạch.

2.2.2. Phần hệ thống giám sát, xuất dữ liệu:

-Hệ thống giám sát cục bộ được giám sát qua màn hình HMI trên mặt tủ điện.

-Hệ thống giám sát từ xa qua Camera được lắp đặt quay lại các chỉ số trên màn hình HMI.

-Bộ trích xuất dự liệu qua Module, dự liệu lưu được khoảng 1 tuần với tần suất 15-30p 1 lần lưu trữ dữ liệu

Phần điều chỉnh nhiệt độ, tốc độ nước đầu ra trong mạch được thực hiện tại màn hình HMI trên mặt tủ điều khiển.

Nhóm HVAC- Phòng Thiết kế CNV Group