Nghiên Cứu Phân Bố Nhiệt Của Máy Biến Áp Lõi Thép Vô Định Hình Khi Bị Sự Cố Ngắn Mạch

Nghiên cứu phân bố nhiệt trong nhà máy biến áp lõi thép vô định hình khi xảy ra sự cố ngắn mạch, giúp nâng cao hiệu suất và an toàn.

• Tác giả: Lê Hoàng Gia
• Người hướng dẫn: TS. Đoàn Thanh Bảo
• Trường học: Trường Đại Học Quy Nhơn
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Nghiên Cứu Phân Bố Nhiệt Máy Biến Áp Lõi Thép Vô Định Hình Khi Ngắn Mạch
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Bình Định

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ CỦA MÁY BIẾN ÁP LÕI THÉP VÔ ĐỊNH HÌNH
• 1.1. Máy biến áp lõi thép vô định hình
• 1.2. Mô hình tính toán phân bố nhiệt MBA
• 1.2.1. Nguồn nhiệt MBA
• 1.2.2. Trao đổi nhiệt đối lưu
• 1.2.3. Trao đổi nhiệt bức xạ
• 1.3. Các công trình nghiên cứu về phân bố nhiệt của MBA
• 1.3.1. Lực điện từ tác dụng lên dây quấn MBA
• 1.3.2. Phân bố nhiệt MBA
• 1.4. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH GIẢI TÍCH TÍNH ỨNG SUẤT NHIỆT TRÊN DÂY QUẤN MÁY BIẾN ÁP KHI NGẮN MẠCH
• 2.1. Tính dòng ngắn mạch trên cuộn dây CA và HA của MBA
• 2.2. Tính lực điện từ trên cuộn dây CA và HA khi MBA ngắn mạch
• 2.3. Mô hình giải tích MBA VĐH công suất 1000kVA, điện áp 22/0,4kV
• 2.3.1. Thông số dây quấn HA và lớp epoxy
• 2.3.2. Tính ứng lực vào dây quấn khi có chênh lệch nhiệt độ giữa dây quấn và epoxy
• 2.3.3. Tổng ứng suất vùng biên
• 2.3.4. Tính ứng suất lực ngắn mạch tổng hợp
• 2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH PHÂN BỐ NHIỆT CỦA MÁY BIẾN ÁP LÕI THÉP VÔ ĐỊNH HÌNH BẰNG CHUỖI PHẦN MỀM ANSYS
• 3.1. Mô hình MBA VĐH
• 3.2. Mô phỏng 3D phân bố nhiệt MBA
• 3.3. Mô phỏng phân bố nhiệt MBA lõi thép VĐH khi làm việc ở chế độ định mức
• 3.4. Mô phỏng phân bố nhiệt MBA lõi thép VĐH khi làm việc ở chế độ quá tải và khi có ngắn mạch sự cố
• 3.4.1. Mô phỏng phân bố nhiệt MBA 1000kVA làm việc ở chế độ 150% tải định mức
• 3.4.2. Mô phỏng phân bố nhiệt MBA 1000kVA trong trường hợp ngắn mạch sự cố
• 3.5. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phân bố nhiệt máy biến áp lõi thép vô định hình

Nghiên cứu phân bố nhiệt của máy biến áp (MBA) lõi thép vô định hình là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật điện. MBA đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống điện, và việc hiểu rõ về phân bố nhiệt giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ bền của thiết bị. Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, nhiệt độ trong MBA có thể tăng cao, dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng. Do đó, việc nghiên cứu này không chỉ mang lại giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc bảo trì và vận hành MBA.

1.1. Tầm quan trọng của máy biến áp trong hệ thống điện

Máy biến áp là thiết bị không thể thiếu trong hệ thống điện, giúp chuyển đổi điện áp và đảm bảo cung cấp điện ổn định. Việc nghiên cứu phân bố nhiệt trong MBA giúp phát hiện các vấn đề tiềm ẩn, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.

1.2. Đặc điểm của lõi thép vô định hình trong máy biến áp

Lõi thép vô định hình có cấu trúc đặc biệt, giúp giảm tổn thất năng lượng và cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, khi xảy ra ngắn mạch, tổn thất nhiệt có thể gia tăng, ảnh hưởng đến tuổi thọ của MBA. Nghiên cứu này sẽ phân tích sâu hơn về đặc điểm của vật liệu này.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu phân bố nhiệt máy biến áp

Khi xảy ra sự cố ngắn mạch, MBA phải đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến phân bố nhiệt. Nhiệt độ tăng cao có thể dẫn đến hư hỏng cuộn dây và giảm hiệu suất hoạt động. Việc xác định các vùng nhiệt độ cao và nguyên nhân gây ra là rất cần thiết để đưa ra các giải pháp khắc phục hiệu quả.

2.1. Nguyên nhân gây ra sự cố ngắn mạch trong máy biến áp

Sự cố ngắn mạch thường xảy ra do các yếu tố như quá tải, lỗi thiết bị hoặc sự cố trong hệ thống điện. Những nguyên nhân này không chỉ gây ra tổn thất về điện mà còn làm tăng tổn thất nhiệt, ảnh hưởng đến độ bền của MBA.

2.2. Hệ quả của việc không kiểm soát tốt phân bố nhiệt

Nếu không kiểm soát tốt phân bố nhiệt, MBA có thể gặp phải các vấn đề nghiêm trọng như cháy nổ, hư hỏng cuộn dây và giảm tuổi thọ thiết bị. Điều này không chỉ gây thiệt hại về kinh tế mà còn ảnh hưởng đến an toàn hệ thống điện.

III. Phương pháp nghiên cứu phân bố nhiệt trong máy biến áp

Để nghiên cứu phân bố nhiệt trong MBA lõi thép vô định hình, các phương pháp mô phỏng và phân tích được áp dụng. Sử dụng phần mềm ANSYS giúp mô phỏng chính xác các điều kiện làm việc và xác định nhiệt độ trong các tình huống khác nhau, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu.

3.1. Mô hình hóa và mô phỏng nhiệt độ trong máy biến áp

Mô hình hóa giúp tạo ra các kịch bản khác nhau cho MBA, từ đó phân tích phân bố nhiệt trong các điều kiện làm việc khác nhau. Phần mềm ANSYS cho phép thực hiện các mô phỏng 3D, giúp hình dung rõ hơn về tình trạng nhiệt độ trong MBA.

3.2. Phân tích ứng suất nhiệt trên dây quấn máy biến áp

Phân tích ứng suất nhiệt là một phần quan trọng trong nghiên cứu. Khi MBA gặp sự cố ngắn mạch, ứng suất nhiệt có thể gây ra hư hỏng cho dây quấn. Việc tính toán chính xác ứng suất này giúp đưa ra các biện pháp bảo vệ hiệu quả.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu về phân bố nhiệt trong MBA lõi thép vô định hình đã chỉ ra những vùng nhiệt độ cao và nguyên nhân gây ra. Những phát hiện này có thể được áp dụng trong thực tiễn để cải thiện thiết kế và vận hành MBA, từ đó nâng cao hiệu suất và độ bền của thiết bị.

4.1. Phát hiện các vùng nhiệt độ cao trong máy biến áp

Nghiên cứu đã xác định được các vùng nhiệt độ cao trong MBA khi xảy ra ngắn mạch. Những thông tin này rất quan trọng để thiết kế các biện pháp làm mát hiệu quả, giảm thiểu tổn thất nhiệt.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng để cải thiện quy trình sản xuất và bảo trì MBA. Việc áp dụng các công nghệ mới giúp giảm thiểu tổn thất nhiệt và nâng cao hiệu suất hoạt động của MBA.

V. Kết luận và triển vọng tương lai trong nghiên cứu

Nghiên cứu về phân bố nhiệt trong máy biến áp lõi thép vô định hình đã mở ra nhiều hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc cải thiện công nghệ và vật liệu sẽ giúp nâng cao hiệu suất và độ bền của MBA, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong ngành điện.

5.1. Tương lai của nghiên cứu phân bố nhiệt trong máy biến áp

Nghiên cứu sẽ tiếp tục được mở rộng để tìm ra các giải pháp tối ưu hơn cho vấn đề phân bố nhiệt trong MBA. Các công nghệ mới và vật liệu tiên tiến sẽ được áp dụng để nâng cao hiệu suất và độ bền của thiết bị.

5.2. Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các vật liệu mới cho MBA, cũng như cải thiện các phương pháp mô phỏng và phân tích. Điều này sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống điện trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Máy biến áp đóng vai trò trái tim trong hệ thống phân phối điện năng, chiếm tỷ trọng công suất truyền tải chủ lực trên toàn bộ lưới điện quốc gia. Trong bối cảnh tối ưu hóa hiệu quả năng lượng theo Quyết định số 6228/QĐ-BCT của Bộ Công Thương, công nghệ chế tạo máy biến áp lõi thép vô định hình đã mở ra bước đột phá khi cắt giảm tổn thất không tải từ 60% đến 70% so với thép silic truyền thống. Tuy nhiên, kết cấu hình học mạch từ và cuộn dây dạng hình chữ nhật tạo ra sự phân bố điện từ trường tản không đối xứng, đặt ra thách thức nghiêm trọng về cơ chế tản nhiệt và độ bền cơ - nhiệt.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm tập trung vào hiện tượng quá dòng đột biến khi xảy ra sự cố ngắn mạch, thời điểm dòng điện có thể tăng vọt gấp 27 đến 28 lần định mức, sinh ra ứng suất nhiệt và lực điện động cực lớn phá hủy lớp cách điện epoxy. Mục tiêu cụ thể của công trình là thiết lập mô hình giải tích kết hợp mô phỏng số 3D để xác định chính xác quy luật phân bố nhiệt độ, vị trí điểm nóng nguy hiểm và ứng suất tổng hợp trên dây quấn máy biến áp khô lõi vô định hình công suất 1000 kVA, cấp điện áp 22/0,4 kV. Phạm vi nghiên cứu gắn liền với lưới điện phân phối thực tế của Điện lực Bình Định, làm cơ sở khoa học để nâng cao tuổi thọ cách điện cấp F và cấp H, phòng chống nguy cơ cháy nổ tại các trạm biến áp đô thị và tòa nhà cao tầng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng tích hợp giữa lý thuyết trường điện từ, nhiệt động lực học và cơ học vật rắn biến dạng. Ba cơ chế truyền nhiệt cơ bản gồm dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ được mô hình hóa qua hệ phương trình vi phân phi tuyến:

• Định luật dẫn nhiệt Fourier và phương trình vi phân dẫn nhiệt: Xác định dòng nhiệt truyền qua kết cấu vách trụ nhiều lớp gồm dây quấn đồng và lớp bọc epoxy dày 4 mm với nguồn nhiệt nội sinh $q_v$.
• Định luật tỏa nhiệt đối lưu Newton và phương trình Navier-Stokes: Mô tả quá trình trao đổi nhiệt giữa bề mặt vỏ máy với không khí môi trường thông qua các tiêu chuẩn đồng dạng không thứ nguyên như Nusselt, Reynolds, Grashof và Prandtl.
• Định luật bức xạ nhiệt Stefan-Boltzmann: Tính toán năng lượng bức xạ bề mặt với hệ số bức xạ tương đối trong điều kiện chênh lệch nhiệt độ vận hành.

Bên cạnh đó, lý thuyết vật liệu từ tính giải thích cấu trúc vô trật tự tầm xa của hợp kim vô định hình với độ dày dải thép chỉ 0,03 mm, giúp triệt tiêu tổn hao dòng xoáy Foucault và giảm diện tích chu trình từ trễ. Lý thuyết ứng suất nhiệt cơ học giải tích tính toán sự chênh lệch giãn nở nhiệt giữa đồng và epoxy, kết hợp với lực điện động Lorentz để đánh giá độ bền tổng hợp.

Phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết bài toán đa trường vật lý phức tạp, tác giả lựa chọn phương pháp mô phỏng số phần tử hữu hạn trên chuỗi phần mềm ANSYS chuyên dụng (Ansys Maxwell 2D/3D, Ansys Mechanical và Ansys Workbench), kết hợp đối chiếu với mô hình giải tích lý thuyết.

Dữ liệu đầu vào sử dụng bộ thông số thiết kế chuẩn từ máy biến áp 1000 kVA của công ty SANAKY, vận hành ở tần số 50 Hz, tổ đấu dây tam giác / sao có trung tính (Δ/Yn-11), điện áp ngắn mạch $u_k% = 5,62%$. Phương pháp chọn mẫu phân tích tập trung vào kịch bản khắc nghiệt nhất là sự cố ngắn mạch 3 pha đối xứng phía hạ áp tại góc pha ban đầu $\omega t = 0$, thời điểm dòng quá độ đạt đỉnh cực đại. Lý do lựa chọn bộ giải ANSYS là khả năng chia lưới phần tử hữu hạn 3D thích nghi cao, cho phép liên kết trực tiếp phân bố mật độ tổn hao công suất từ trường điện từ sang trường nhiệt động lực học phi tuyến trong miền thời gian thực từ 0 đến 3 giây.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình tính toán giải tích và mô phỏng số đã làm sáng tỏ những đặc trưng động học quan trọng của máy biến áp 1000 kVA khi chịu sự cố:

• Xung dòng ngắn mạch cực đại: Tại thời điểm $t = 34\text{ ms}$ ở chu kỳ đầu tiên, dòng ngắn mạch pha A phía hạ áp đạt đỉnh 40524,26 A, gấp 28 lần dòng định mức 1443,4 A. Phía cao áp, dòng ngắn mạch đạt 405,24 A, gấp 27 lần dòng định mức 26,24 A.
• Phân bố lực điện từ tập trung: Lực điện từ hướng kính cực đại trên cuộn hạ áp đạt giá trị $F_x = 7,5004 \times 10^7\text{ N/m}^2$, tập trung tại cạnh ngoài cùng. Lực hướng trục cực đại đạt $F_y = 2,0322 \times 10^7\text{ N/m}^2$. Trên cuộn cao áp, lực hướng kính đạt $4,8659 \times 10^7\text{ N/m}^2$ tại cạnh trong cùng.
• Vị trí ứng suất điện từ tổng hợp lớn nhất: Giá trị lực điện từ tổng hợp cực đại $F_{xy\max} = 7,5004 \times 10^7\text{ N/m}^2$ xuất hiện tại vị trí chính giữa chiều cao cuộn dây. Mức này tiệm cận ngưỡng ứng suất cho phép của dây đồng dẫn điện là $(5 \div 10) \times 10^7\text{ N/m}^2$.
• Sự hình thành điểm nóng cục bộ trong 3 giây ngắn mạch: Phân bố nhiệt độ chuyển đổi từ trạng thái đồng đều sang tập trung cao độ ở 1/3 phía trên cuộn dây hạ áp pha B, tạo ra gradient nhiệt độ vượt quá 85°C trên bề mặt lớp cách điện epoxy.

Thảo luận kết quả

Các số liệu thu được chứng minh rằng hình học lõi thép chữ nhật gây ra sự méo mó trường từ tản nghiêm trọng hơn nhiều so với lõi thép silic tròn truyền thống. Trong thực tế vận hành, dù lực thuần điện từ $7,5004 \times 10^7\text{ N/m}^2$ chưa vượt quá giới hạn kéo đứt của đồng, nhưng khi cộng hưởng với ứng suất nhiệt do biến thiên nhiệt độ tức thời trong 3 giây ngắn mạch, nguy cơ nứt vỡ lớp bọc epoxy và chập cháy vòng dây là rất cao.

Các kết quả nghiên cứu này có thể được trực quan hóa tối ưu thông qua các đồ thị phân bố lực điện từ theo hệ tọa độ không gian và biểu đồ nhiệt 3D đa sắc. Biểu đồ mặt cắt dọc cuộn dây thể hiện rõ pha giữa (pha B) chịu áp lực nhiệt cao hơn pha A và pha C khoảng 8% đến 12% do hạn chế về đối lưu không khí tự nhiên ở khu vực trung tâm cửa sổ mạch từ. So với các công trình nghiên cứu trên máy biến áp dầu, máy biến áp khô lõi vô định hình có quán tính nhiệt thấp hơn, tốc độ tăng nhiệt cuộn dây nhanh gấp 1,5 lần khi xảy ra sự cố, đòi hỏi các giải pháp bảo vệ rơle có thời gian cắt cực nhanh.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các phân tích cơ - nhiệt chuyên sâu, bốn giải pháp kỹ thuật trọng tâm được đề xuất nhằm nâng cao độ an toàn vận hành:

• Tối ưu hóa kết cấu kênh dẫn khí làm mát: Các nhà máy sản xuất thiết bị điện cần thiết kế mở rộng khe hở không khí giữa cuộn cao áp và hạ áp thêm 15% đến 20%, bổ sung cánh dẫn hướng gió tại khu vực pha B để tăng lưu lượng đối lưu tự nhiên thêm 25%, giúp hạ nhiệt độ điểm nóng từ 10°C đến 15°C; thời gian hoàn thiện thiết kế trong vòng 6 tháng.
• Nâng cấp vật liệu cách điện hỗn hợp Epoxy biến tính: Đơn vị chế tạo cần chuyển đổi từ cấp cách điện F (chịu nhiệt 155°C) sang cấp H (chịu nhiệt 180°C) có gia cường sợi thủy tinh nano, nâng giới hạn chịu ứng suất cắt cơ học của lớp phủ lên trên $9 \times 10^7\text{ N/m}^2$; lộ trình thử nghiệm vật liệu trong 12 tháng.
• Chuẩn hóa cấu hình rơle bảo vệ tác động nhanh: Công ty Điện lực Bình Định và các đơn vị quản lý vận hành cần cài đặt rơle kỹ thuật số với ngưỡng cắt dòng quá độ tức thời dưới 100 ms (0,1 giây), loại trừ hoàn toàn nguy cơ duy trì ngắn mạch kéo dài đến 3 giây; hoàn thành cấu hình lưới điện trong 3 tháng.
• Ứng dụng quy trình mô phỏng số ANSYS trong kiểm chuẩn thiết kế: Các viện nghiên cứu và phòng kỹ thuật doanh nghiệp cần áp dụng mô hình liên kết điện từ - nhiệt 3D làm tiêu chuẩn đánh giá bắt buộc trước khi đưa máy biến áp vô định hình vào sản xuất hàng loạt, cắt giảm 40% chi phí chế tạo mẫu thử nghiệm; áp dụng ngay từ quý vận hành tiếp theo.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật đa chiều cho nhiều nhóm chuyên gia:

• Kỹ sư thiết kế và chế tạo máy biến áp: Nắm vững phương pháp tính toán lực điện từ và ứng suất nhiệt trên lõi thép vô định hình chữ nhật, ứng dụng bộ thông số 1000 kVA để tối ưu hóa kích thước cửa sổ mạch từ và độ dày lớp epoxy.
• Kỹ sư quản lý và vận hành lưới điện phân phối: Khai thác các dữ liệu về xung dòng ngắn mạch 40524,26 A và quy luật phát nóng pha B để xây dựng kế hoạch bảo dưỡng định kỳ, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.
• Nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học ngành Kỹ thuật điện: Sử dụng luận văn như một tài liệu tham khảo chuẩn mực về mô hình hóa đa trường vật lý, tích hợp phần mềm ANSYS Maxwell và ANSYS Workbench giải quyết bài toán quá độ.
• Chuyên gia thẩm định an toàn và tư vấn phòng cháy chữa cháy công trình: Có cơ sở dữ liệu khoa học về độ bền nhiệt của máy biến áp khô để xây dựng tiêu chuẩn lắp đặt thiết bị tại các tầng hầm chung cư, bệnh viện và trung tâm thương mại.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao máy biến áp lõi thép vô định hình lại tiết kiệm năng lượng vượt trội hơn thép silic?
Vật liệu kim loại vô định hình được làm nguội cực nhanh với tốc độ một triệu độ mỗi giây, tạo ra cấu trúc nguyên tử không có trật tự tuần hoàn. Cấu trúc này giúp độ dày lá thép giảm xuống chỉ 0,03 mm và lực kháng từ cực nhỏ, giúp cắt giảm tổn hao không tải từ 60% đến 70% so với thép silic tốt nhất.

Dòng điện ngắn mạch tác động như thế nào đến sự gia tăng nhiệt độ của cuộn dây?
Khi xảy ra ngắn mạch 3 pha, dòng điện tăng vọt gấp 28 lần định mức sinh ra nhiệt lượng tỏa ra theo định luật Joule tỉ lệ với bình phương dòng điện. Trong thời gian ngắn mạch 3 giây, nhiệt lượng không kịp tản ra môi trường, tích tụ cục bộ gây tăng nhiệt đột ngột làm mềm và phá hủy lớp cách điện epoxy.

Điểm nóng nguy hiểm nhất trên máy biến áp lõi thép vô định hình thường nằm ở vị trí nào?
Kết quả mô phỏng 3D chỉ ra rằng điểm nóng cực đại tập trung ở 1/3 phía trên cuộn dây hạ áp của pha B. Nguyên nhân do pha giữa bị bao bọc bởi hai pha bên cạnh làm suy giảm lưu lượng đối lưu không khí, kết hợp với từ trường tản tập trung cao tại góc chữ nhật của lõi thép.

Ứng suất tổng hợp tác dụng lên dây quấn máy biến áp khi ngắn mạch gồm những thành phần nào?
Ứng suất tổng hợp là sự chồng chập của hai thành phần chính: lực điện động Lorentz cực đại hướng kính $7,5004 \times 10^7\text{ N/m}^2$ do tương tác từ trường dòng ngắn mạch và ứng suất nhiệt cơ học sinh ra do sự chênh lệch hệ số giãn nở nhiệt giữa dây dẫn đồng và vỏ bọc epoxy.

Thời gian loại trừ sự cố ngắn mạch an toàn cho máy biến áp khô là bao lâu?
Để đảm bảo lớp epoxy không bị biến tính và vượt quá nhiệt độ giới hạn mềm hóa 155°C của cách điện cấp F, hệ thống rơle bảo vệ cần tác động cắt sự cố trong thời gian dưới 0,1 giây. Mọi sự cố kéo dài quá 1 giây đều đẩy kết cấu cuộn dây vào vùng nguy hiểm có thể phá hủy vĩnh viễn.

Kết luận

• Xác định chính xác giá trị xung dòng ngắn mạch cực đại trên cuộn hạ áp đạt 40524,26 A và cuộn cao áp đạt 405,24 A ở chu kỳ đầu tiên tại $t = 34\text{ ms}$.
• Tính toán lực điện từ tổng hợp cực đại đạt $7,5004 \times 10^7\text{ N/m}^2$ tại vị trí giữa chiều cao cuộn dây, tiệm cận ngưỡng chịu lực cho phép của vật liệu đồng.
• Làm rõ quy luật phân bố nhiệt độ không đồng đều với điểm nóng tập trung tại phần trên cuộn hạ áp pha B, chứng minh sự ảnh hưởng bất lợi của cấu trúc mạch từ hình chữ nhật.
• Xây dựng thành công quy trình mô phỏng liên kết 3D hoàn chỉnh trên chuỗi phần mềm ANSYS Maxwell và ANSYS Workbench, đạt độ tin cậy khoa học cao.
• Đề xuất hệ thống 4 giải pháp đồng bộ về thiết kế kênh tản nhiệt, vật liệu epoxy cấp H và cài đặt rơle bảo vệ cắt nhanh dưới 100 ms.

Công trình đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho việc thiết kế, chế tạo nội địa hóa và vận hành an toàn máy biến áp khô lõi vô định hình tại Việt Nam. Các bước tiếp theo cần triển khai thử nghiệm thực tế trên trạm phân phối 22 kV trong 6 tháng tới. Quý kỹ sư và nhà nghiên cứu quan tâm hãy áp dụng ngay khung mô hình mô phỏng này để chuẩn hóa quy trình tính toán an toàn điện cho các dự án lưới điện hiện đại.