Nghiên cứu khả năng ứng dụng dầu sinh học làm dầu cách điện cho máy biến áp phân phối
Máy biến áp được xem là một trong những thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống điện. Nếu máy biến áp bị sự cố, sự cung cấp điện sẽ lập tức bị gián đoạn dẫn đến sự thiệt hại nặng cho nền kinh tế. Hiện nay, hầu hết máy biến áp cấp phân phối và truyền tải đều được cách điện bằng dầu khoáng bởi vì sự tối ưu về kỹ thuật và kinh tế so với các chất lỏng cách điện khác.
Dầu máy biến áp có nguồn gốc từ dầu mỏ (dầu khoáng) được sử dụng làm dầu cách điện trong các máy biến áp điện lực từ rất lâu bởi vì đặc tính vật lý, hóa học và khả năng cách điện cao của nó cũng như giá thành thấp. Tuy nhiên, nhược điểm cố hữu của dầu máy biến áp là khả năng phân hủy thấp và gây ô nhiễm khi xảy ra sự cố làm rò rỉ dầu ra môi trường. Ngoài ra, nguồn dầu thô ngày càng cạn kiệt và có thể sẽ dẫn đến sự thiếu hụt nguồn cung trong tương lai gần. Do đó, việc thiết kế một loại chất cách điện mới có khả năng phân hủy hoàn toàn và thân thiện với môi trường để thay thế dầu khoáng là vấn đề thu hút sự quan tâm của các công ty điện lực, nhà sản xuất và nhà khoa học cũng như của chính phủ của nhiều quốc gia.
Trong thời gian gần đây, nhiều loại dầu sinh học có nguồn gốc thực vật đang được nghiên cứu và phát triển. Trong số đó Envirotemp FR3 có nguồn gốc từ dầu đậu nành và BIOTEMP được trích ly từ hạt hướng dương được chứng minh có thể thay thế dầu khoáng. Việt Nam có nguồn cung dồi dào các loại hạt và phế phẩm nông nghiệp có thể sản xuất dầu cách điện sinh học. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào về khả năng sử dụng dầu sinh học làm dầu cách điện ở nước ta. Như đã đề cập ở trên, dầu cách điện sinh học có hai đặc tính nổi bật là khả năng phân hủy hoàn toàn và rất thân thiện với môi trường. Vì vậy nhu cầu thay thế dầu cách điện khoáng bằng dầu cách điện sinh học trong các các máy biến áp phân phối ngày càng lớn. Ngoài ra, dầu cách điện sinh học được sản xuất từ nguồn thực vật được trồng trong tự nhiên nên hoàn toàn có thể chủ động nguồn cung và phát triển bền vững. Hiện nay với giá thành của dầu cách điện sinh học cao so với dầu cách điện khoáng là một rào cản trong việc áp dụng đại trà cho các máy biến áp phân phối.
Nhằm góp phần tìm ra một số nguồn nguyên liệu tiềm năng khác để sản xuất dầu cách điện sinh học bên cạnh nguồn nguyên liệu hạt đậu nành và hạt hướng dương, đa dạng hóa nguồn cung và gián tiếp hạ giá thành dầu cách điện sinh học, nhóm đề tài Trường Đại Học Cần Thơ do TS. Nguyễn Văn Dũng làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng ứng dụng dầu sinh học làm dầu cách điện cho máy biến áp phân phối”. Việc nghiên cứu và phát triển dầu cách điện sinh học để thay thế dầu khoáng dùng trong các máy biến áp phân phối là rất cần thiết và phù hợp với định hướng phát triển bền vững của thế giới nói chung và nước ta nói riêng.
Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài đưa ra một số kết luận như sau:
Các đặc tính lý, hóa điện của dầu gạo, dầu bắp và dầu phộng đã được nghiên cứu trong điều kiện lão hóa với các chất chống oxy hóa khác nhau. Tính ổn định oxy hóa của dầu gạo, dầu bắp và dầu phộng đã được cải thiện một cách hiệu quả bằng cách sử dụng TBHQ kết hợp với BHT hoặc NaugalubeÒ 750. Việc sử dụng TBHQ, BHT và NaugalubeÒ 750 đã làm giảm quá trình lão hóa của dầu thực vật. Với sự hiện diện của các chất chống oxy hóa này, hiệu suất của dầu thực vật đã được cải thiện và có thể so sánh với dầu khoáng.
Các đặc tính phóng điện đánh thủng giấy Kraft và bìa cách điện tẩm dầu gạo, dầu bắp và dầu phộng đã được nghiên cứu. Kết quả thí nghiệm cho thấy cả độ điện áp đánh thủng thể tích và bề mặt của các mẫu giấy Kraft và bìa cách điện có tẩm dầu thực vật đều cao như của các mẫu tẩm dầu khoáng. Sự lão hóa ảnh hưởng đáng kể đến cả độ bền điện thể tích và độ bền điện bề mặt của giấy Kraft và bìa cách điện. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng giảm dần khi tăng độ dày của giấy. Sau khi lão hóa, độ bền điện của các mẫu bìa cách điện tẩm dầu thực vật giảm đáng kể nhưng vẫn cao hơn so với các mẫu được tẩm dầu khoáng. Rõ ràng, về mặt phóng điện, hiệu suất của giấy Kraft và bìa cách điện ngâm trong dầu gạo, dầu bắp và dầu phộng thậm chí còn tốt hơn so với trường hợp ngâm các mẫu cách điện trong dầu khoáng. Các chất chống oxy hóa như TBHQ, BHT và NaugalubeÒ 750 đã làm giảm quá trình lão hóa của giấy Kraft cũng như của bìa cách điện một cách hiệu quả.
Như vậy kết quả nghiên cứu cho thấy triển vọng sử dụng dầu thực vật kết hợp với giấy/bìa cách điện để thay thế hệ thống giấy/dầu khoáng trong các máy biến áp phân phối.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18467/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
