Hướng dẫn giải bài tập lưới điện phần 2

TRAM BIEN AP & MAY BIEN AP

HUÔNG DÂN
Tram bien âp mà thiet bi chu yeu cûa nô là mây bien âp, dông vai
trô ra t quan trong trong hê thon g diên. Viêc Ida chon düng vi tri dàt
tram, sd do tram , so lddng v ỗụng suõt mõy bien âp, Ida chon düng dâu
phân âp cüng nhd xâc dinh düng che dô vân hành kinh te tram bien âp
së nâng cao câc chï tiêu kinh tê - kÿ thuât khi thiet ke, vân hành cûa hê
thông diên.
1.
Xâc d in h vi tr i dât câc tram b ien âp tr u n g gian , tram
p hân p h o i tr u n g tâ m và tram b ien âp p h â n p h oi
Vi tri toi du d àt câc loai tram diên ke trên là trung tâm phu tâi cûa
khu vdcm à tram càn câp diên. Giâ thiet cûa phu tâi trong khu vdc c.ô câc
toa dô Xi, y; thi diem trong tâm phu tâi cô toa dô X, "V l à M ("X, Y) ddpc
xâc dinh theo công thûc:
( 6 . 1)

trong dô: Sj - công su ât cûa phu i

thû i trong khu vdc.

2. Xâc dinh so ldong ma> bien âp trong m ot tram bien âp
Sô" ldo'ng mây bien âp dât trong mot tram chu yêu phu thuôc vào
loai hô tiêu thu cûa phu tâi.
- Tram cap diên cho hô loai 1 cân dât 2 mây bien âp;
- Tram cap diên cho hô loai 3 chï cân dàt 1 mây;

151

- Trạm cấp điện cho hộ loại 2 (các xí nghiệp sản xuất hàng tiêu
dùng, siêu thị V . V . . ) thì xác định số lượng máy biến áp như sau:
+ Nếu có đủ sơ" liệu về tổn thất kinh tế do m ất điện thì sử dụng
cơng thức (2.3) để quyết định nên đặt 2 máy hay 1 máy biến áp
+ Hoặc dùng 1 biến áp cộng với máy phát điezen dự phịng.
3. Xác định cơn g su ât m áy biến áp
Vối bài toán lưới điện (U > 110 kV), các trạm biến áp đểu là trạm
biến áp tru n g gian, ở đó cần biết phụ tải cực đại và cực tiêu để phục vụ
cho tính tốn các chế độ vận hành và điều chỉnh điện áp. Ngoài ra mỗi
trạm biến áp đểu câp điện cho một vùng khá lớn, ở đó có cả phụ tải loại
1 và loại 3, khó mà cắt phụ tải loại 3 khi xảy ra sự có) một biến áp trong
trạm 2 máy. Vì th ế cơng thức để xác định phụ tải tính tốn như sau:
- Đối với trạm 1 máy:
^ ítm B

—^ m a x

(6.1)

- Đối vói trạm 2 máy:
Q
\
°đ m B -

s max
:

.

1,4

(6.2)

Trong đó 1,4 là hệ số phụ tải trong thòi hạn quá tải trong quá 5
ngày đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ.
Công thức (6.1) và (6.2) dùng cho các máy sản xuất nội địa cùng
dùng cho các máy ngoại nhập đã nhiệt đới hoá. Với các máy ngoại nhập
chưa n h iệt đới hoá, cần phải hiệu chỉnh nhiệt độ, nghĩa là phải sử dụng
công thức sau:
- Đối vối trạm 1 máy:
SđmB ằ ậsa-

(6.3)
K

- Đối với trạm 2 máy:
SdmB >

1.4 khc

(6.4)

152



trong đó : khc - hệ sơ' hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến sự chênh lệch nhiệt độ
giữa nơi chế tạo và nơi sử dụng máy:
khc = 1 - -^—1la.

100

(6.5)

trong đó:
t, - nhiệt độ nơi sử dụng máy;
tu - nhiệt độ nơi chê tạo máy.
Ví dụ, với máy biến áp do Nga chê tạo dùng ở Việt Nam có:
t0 = + 5°c (nhiệt độ trung bình tại Matcơva):
tị = + 24°c (nhiệt độ trung bình tại Hà Nội):
24-5

khc = 1 -------- - = 0.81
100

Với lưới
cung cấp điện (U < 35 kV), chỉ cần tính tốn ở chế độ cự
đại, theo cơng su ất tính tốn xác định được trực tiếp từ phụ tải. M ặt
khác, lưới cung cấp điện làm nhiệm vụ cấp điện trực tiếp cho hộ tiêu th ụ
nên biết chính xác phụ tải nào quan trọng khơng được phép cắt điện,
phụ tải nào kém quan trọng có thế ngừng cung cấp điện khi sự cô" một
máy biến áp để chọn biến áp được hợp lý hơn. Ngoài ra, các biến áp ở
lưới cung cấp thường dùng hàng nội địa không cần hiệu chỉnh nhiệt độ.
Công thức chọn công su ất biến áp cho trạm 1 và 2 máy như sau:
- Với trạm 1 máy:
Lĩ — ^tt

(6.5)

- Với trạm 2 máy, cấp cho phụ tải 100% là loại 1:

+ khi 2 máy làm việc : S(!.„K >

( 6 . 6)

+ Khi 1 máy sự cô: SđmB >

(6.7)

Nhận thây, trong trường hợp này kết quả chọn theo (6.7) bao giờ
cũng lớn hơn, nên chỉ cần chọn theo một công thức duy nhất là 6.7.

153



- Với trạm 2 máy cấp cho phụ tải loại 1. trong đó có a % loại 3, khi 2
máy làm việc bình thường chọn theo (6.6), sau đó kiểm tra lại điều kiện
sự cơ" 1 máy, có cắt phụ tải loại 3:
C,

'

dmB

s,

s„

1,4

1,4

M

s ,
1,14

( 6 . 8)

trong đó : Ssc - công su ất phải cấp ngay cả khi sự cơ’ 1 biến áp, đó chính
là phụ tải loại 1 không thể cắt điện.
3. Xác định ch ê độ vận hành kinh tê của trạm biến áp
Với trạm biến áp đặt 2 máy, khi biết cả trị sô’ phụ tải max, min
hoặc biết đồ thị phụ tải, ta cần xác định chê độ vận hành kinh tế của
trạm , nghĩa là vận hành các máy biến áp sao cho tổn th ấ t điện năng
trong trạm lấ nhỏ nhất.
T rình tự xác định chế độ vận hành kinh tế của trạm như sau:
- Xác định Sgh - công su ất giới hạn đế chuyển chế độ vận hành trạm
từ 2 máy xuống 1 máy hoặc ngược lại:

^gh

(6.9)

^dm B

- Căn cứ vào Smax, Smin hoặc vào trị sô' các mức công suât trên biểu
đồ phụ tải quyết định vận hành kinh tê trạm:

s > Sgh -» trạm

+ Với s < Sgh -> trạm

+ Với

vận hành 2 máy;
vận hành 1 máy.

4. Lựa ch ọn đầu phân áp
Đây là bài toán của lưới điện. Cần lựa chọn được đầu phân áp cho
máy biến áp đặt tại các trạm biến áp trung gian nhằm đảm bảo điện áp
th a n h góp hạ áp của trạm nằm trong phạm vi cho phép trong các chê độ
vận hành: cực đại, cực tiểu và sự cố’.
Đối vói trạm có yêu cầu điêu chỉnh điện áp khác thường, độ lệch
điện áp trên th anh góp hạ áp của trạm quy định như sau:

154



- Trong chế độ phụ tải cực đại :

SUmox % = + 5%

- Trong chế độ phụ tải cực tiểu:

5Umin % = 0%

- Trong chê độ sự cơ:

ƠUSC

^

( 6 . 10)

0 - 5%

Đơi vối trạm có u cầu điều chỉnh thường, độ lệch được áp trên
thanh góp hạ áp của trạm quy định như sau:
- Trong chế độ phụ tải cực đại :

SU max % > + 2.5% "

- Trong chê độ phụ tải cực tiểu:

SUmin % > + 7,5 % > ( 6 . 11)

- Trong chế độ sự

SUsc %

>- 2,5%

Trình tự chọn đầu phân áp như sau:
Xác định điện áp tính tốn của đầu phân áp của máy biến áp ỏ chế
độ cực đại và cực tiểu:
TT
^pam ax

—

U' H max *u
y,

(6.12)

yc max

TT
pamin

—

U’H min *uw HđmB
,

T

(6.13)

^ ycmin

Từ đây xác định đầu phân áp trung bình:
TT
_
u patb -

B pa mas

B pn min

(6.14)

rồi chọn đầu phân áp tiêu chuẩn Upatc, sau đó xác định điện áp thực trên
thanh góp hạ áp ỏ ba chế độ: cực đại, cực tiểu, sự cố theo các cơng thức sau:
TT»

uw„Umax

ỊỊ

_ ° Hmax-^HcìmB

(6.15)

^ patc
U’
u
Unmin — w Hinm ^HđmB

(6.16)

Upa,c
^Hsc —

U'
II
Ư Hsc-HldmC

(6.17)

Cuối cùng kiểm tra độ lệch điện áp của thanh các hạ áp trong ba
chế độ. Nêu cả ba chế độ đều thoả mãn điều kiện (6.1G; Imặc (6.11) thì

155



chọn máy biến thường với phân áp tiêu chuẩn đã chọn. Nếu một trong
ba chế độ điện áp không thoả mãn thì phải chọn dùng máy biến áp điều
áp dưới tải và tiếp tục chọn ba đầu phân áp tiêu chuẩn cho ba chế độ
vận hành.
Cần lưu ý là máy biến áp điểu áp dưối tải đắt gấp khoảng 1.4 lần
máy biến áp điều chỉnh thường, cho nên chỉ khi không chọn được máy
biến áp điều chỉnh thường mới chọn máy biến áp điều áp dưới tải. Cụ
thê như sau:
Với phụ tải loại 1 (không cho phép cắt điện): Bất kể yêu cầu điều
chỉnh thường hay khác thường.
- Nếu chọn được 1 đầu phân áp cô" định thoả m ãn yêu cầu điện áp ở
thanh cái hạ áp cả ba chê độ phụ tải thì chỉ chọn máy biến áp điều chỉnh
thường.
- Nêu không chọn được máy biến áp điểu chỉnh thường, nghĩa là
không chọn được một đầu phân áp cố định thoả m ãn cả ba chế độ điện
áp thì chọn máy biến áp điều chỉnh lưới điện.
Với phụ tải loại 3 (cho phép cắt điện khi cần thiết), bât kỳ yêu cầu
điện chỉnh điện áp thường hay khác thường chỉ chọn máy biến áp điều
chỉnh thường.
- Nếu chọn được 1 đầu phân áp cô định thoả m ãn cả 3 chế độ điện
áp thì tốt nhất, khi đó mặc dù phụ tải thường xuyên biến động, máy
biến áp vẫn làm việc liên tục, không cần cắt điện để thay đổi nấc điều

chỉnh.
- Nếu không chọn được 1 đầu phân áp cố định thì vẫn dùng máy
biến áp thường. Khi đó phải chọn ba đầu phân áp tương ứng với ba chế
độ điện áp.
Khi phụ tải thay đổi (cực đại, cực tiểu, sự cơ) thì phải cắt biến áp ra
khỏi lưới để thay đổi nất điều chỉnh, trạm tạm thời ngừng cấp điện
trong thịi gian vài phút.
4. Chọn cơ n g su ấ t b iến áp k ết hợp với bù coscp
Các xí nghiệp cơng nghiệp nếu có cosọ rấ t thấp ( 0,5 - 0,7), chỉ vận
hành một thịi gian ngắn (vài tháng) thì phải bù coscp theo yêu cầu của
điện lực. Nếu như đã chọn biến áp theo phụ tải tín h tốn chưa bù cơng

156



suất phán kháng thì cơng su ất máy sẽ lớn hơn nhiều so với công suất
máy yêu cầu sau khi bù. Điều đó dẫn tới sử dụng máy kém hiệu quả
kinh tế do non tải (làm tăng vốn đầu tư, coscp thấy, tổn hao không tải
lớn). Ngay từ đầu, với sự khẳng định là th ế nào cũng sẽ phải bù, ta nên
chọn biến áp kết hợp với bù coscp ngay từ đầu ta sẽ chọn được máy biến
áp hợp lý.
Trước hết, căn cứ vào cơng thức (3.8) ta tính được tổng cơng suất Q
cần bù trong xí nghiệp đê nâng coscpì lên C0S(p2.
Qbỉ =

PxN

(tg

Sau đó cơng su ất của máy biến áp được chọn theo công thức:
Với trạm 1 máy:

ì

StlmBà VPXN+(QxN-Qb)2

(6-18)

Với trạm 2 máy:
Q

a/

( P x n )~ + ( Q xn ~ Q b z )

đmB~

1,4

(6.19)

Nếu xí nghiệp (hoặc phân xưởng) có hộ loại 3 ta cũng xét hộ loại ba
với việc áp dụng các công thức tương ứng (6.6) và (6.7).
BÀI TẬP VÀ BÀI GIẢI
BÀI 6.1
Một khu cơng nghiệp có phụ tải tính tốn là 42000 kVA. Yêu cầu
lựa chọn biến áp cho trạm biến áp trung gian 110/22kV cấp điện cho
khu công nghiệp.
Giải

ỊChu công nghiệp thuộc hộ loại 1 nên phải đặt trạm 2 máy biến áp.
1. Dùng máy nội địa do ABB hoặc Công ty Thiết bị điện Đông Anh
chế tạo:
Sdm B -

—k = .^ - P - = 30.000 kVA
1,4
1,4




Chọn dùng máy biến áp 2

X

31.500 kVA - 110/22 k v

2. Dùng máy nhập từ Nga:
s t,
Sd m B -

42.000

1,4 khc " 1,4x0,81

= 37.037 kVA

Chọn máy biến áp do Nga chế tạo 2 X 40,500kVA - 110/22 kV
BÀI 6.2

Một huyện th uần nơng gồm 10 xã có m ặt bằng địa lý và phụ tải
tính tốn cho trên hình 6.1. Yêu cầu:
1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian 110/10 kV cấp điện
cho toàn huyện:
2. Lựa chọn số lượng, công suất biến áp đặt trong trạm .




•2 •
("1ỉiái

Đặt hệ toạ độ xoy như trên hình 6.1, xác định được bảng ghi phụ tải
và toạ độ các xã trong huyện.
1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp tru n g gian
S Ul, kVA

X

y

1

1500

15

42

2

1200

22

40

3

1400

30

38

4

1800

29

30

5

1250

10

28

6

2000

21

21

7

1150

40

21

8

1450

10

15

9

1300

18

10

10

1750

31

T ên xã

12

Trọng tâm phụ tải tồn huyện M (X, Y):

Vậy vị trí đ ặt trạm trung gian 110/10 kV cho huyện là điểm M
(22,7; 25.3). Khảo sát thấy vị trí này rất thuận tiện để xây dựng trạm vì
nằm trên bãi đất cao, rộng và ngay bên cạnh đường liên huyện.
2. Lựa ch ọn b iến áp
Qua sơ" liệu được cung cấp thì đây là huyện thuần nơng, khơng có
phụ tải cơng nghiệp, khơng có trạm bơm lớn nên có thể coi phụ tải
huyện là hộ loại 3, tạm thời chỉ cấp điện bằng 1 máy biến áp.
Sử dụng máy biến áp 110/10 kV do Công ty Thiết bị điện Đông Anh
chế tạo, không cần xét hiệu chỉnh nhiệt độ.
159



Phụ tải điện tồn huyện, vói hệ số đồng thời kdt = 0,7, là:
SH= kđf. £ s ttj = 0,7

X

14.800 = 10.360 kVA.

Vậy chọn dùng máy biến áp 12.500 kVA - 110/10 kV.
BÀI 6.3
Nhà máy nhiệt điện gồm 2 tổ máy phát điện 100 MW. coscp = 0,85,
điện áp 10,5 kV. Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải địa phương
10 kV có trị số cực đại là 15 MVA, cực tiểu 11,25 MVA và phụ tải 110 kV,
cơng suất cịn lại sẽ phát lên hệ thống 220 kV . Hệ thống có cồng suất vơ
cùng lớn.
u cầu lựa chọn biến áp cho nhà máy.
Giải
1. Chọn số lượng máy biến áp
Để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện chọn số lượng máy biến áp là 2.
Chọn sơ đồ nối dây: sơ đồ bộ máy phát - máy biến áp.
Chọn chủng loại máy: vì hệ thống có cơng su ấ t vô cùng lớn, để tiện
giao lưu công su ất giữ 220 kV và 110 kV sử dụng máy biến áp tự ngẫu.
2. Chọn công suất máy biến áp
Công su ất máy biến áp tự ngẫu được chọn theo cơng thức:
SdmB= - s th
a

(6 .20 )

trong đó:
a - hệ số có lợi của máy biến áp tự ngẫu:
a -

ƯC- U T _ 220-110
u

220

s th - công su ất thừa, đó chính là lượng cơng su ất phát ra của nhà
máy sau khi đã trừ đi công suất tự dùng và công su ất của phụ
tải địa phương. Đe xác định công suâ^t thừ a cần lấy trị số phụ
tải địa phương thấp nhất và công su ất tự dùng cao nhất ứng
với chế độ p h át 100% công suất của máy phát:




s th =

1 0 .5 m in

2

2x100
0,85

td m a x

n ,2 5 - 6 % r 2 x l 0 0 '
V 0,85

- 104,93 MVA

trong đó đã lấy Stdmax = 6% SF.
Thaj' vào công thức (6.20) xác định được công su ất của biến áp tự
ngẫu cần chọn:
SđmB > — . 104. 93 = 209,86 MVA
Chọn dùng máy biến áp tự ngẫu công suất 250 MVA-220/110/10,5 kV.
B À I 6.4

Nhà máy cơ khí nhỏ có Stt = 300 kVA, u cầu lựa chọn biến áp cho
trạm biến áp của n hà máy.
Giải
1. Chọn s ố lư ợng m áy biến áp
Nhà máy cơ khí nhỏ chỉ thuộc hộ
loại 2, chỉ nên đ ặt một biến áp với
đường dây cung cấp lộ đơn, nếu có điều
kiện kinh phí thì đặt thêm máy phát
dự phịng có bộ phận tự động đóng cắt
nguồn dự phịng trong khoảng thịi
gian định trước (hình 6.2).
2. Chọn công suất m áy biến áp
Vối trạm một máy, công suất biến
áp được chọn như sau:

Hình

6.2.Sơ đổ trạm biến áp
dùng cho phụ tải loại 2.

SđmB > s u = 300 kVA
Chọn máy biến áp có cơng suất 315 kVA.

161



BÀI 6.5

N hà máy luyện kim có cơng suất 600 kVA. Yêu cầu lựa chọn máy
biến áp 10/0,4 kV cho trạm biến áp của nhà máy trong 2 trường hợp:
100% loại 1 và 40 % loại 3.
Giải
1. Chọn số lượng máy biến áp
N hà máy luyện kim thuộc hộ loại 1, cần đặt 2 biến áp cho trạm
biến áp nhà máy.
2. Chọn công suất máy biến áp
- Trường hợp 100% phụ tải loại 1.
Áp dụng công thức (6.6), (6.7):

s„tt _ 600
= 300 kVA
2
2
s„tt _ 60 = 428 kVA
SdmB —

SdmB -

1,4 = 1,4

Trường hợp này chọn 2 máy biến áp 500 kVA: 2 X 500 kVA - 10/0,4 kV.
- Trưồng hợp nhà máy có 40% phụ tải loại 3

Áp dụng cơng thức (6.6) và (6.8):
Sdm B —

—

Sdm B —

^

2

= 300 kVA

1,4

=^ = 2 5 7 k V A
1,4

Căn cứ vào hai điều kiện trên chọn: 2 X 315 kVA

-

10/0,4 kV.

N h ậ n xét: Nếu khảo sá t biết được trong phụ tải loại 1 có một số
phần trạm nào đó hộ loại ba, thì khi sự cố 1 biến áp ta nên cắt số phần
trăm loại ba đi sẽ chọn được công suất biến áp hợp lý hơn, cụ thể là giảm
vốn đầu tư và tăng hệ sô" tải dẫn đến làm giảm tổn hao không tải máy
biến áp. Cụ thể vối bài toán trên:

162



Nếu không cắt phụ tải loại 3 sẽ phải chọn 2 máy 500 kVA, khi đó
hệ số tải của máy biến áp lúc 2 máy làm việc bình thường:
k t= T Ạ _ = ^
= 0,6
2S đmB
1000
Nếu cắt 40% phụ tải loại 3, chỉ cần chọn 2 máy 315 kVA, khi đó hệ
số tải của máy biến áp khi hai máy vận hành bình thưịng là:
kt =

600
630

= 0,95

BÀI 6.6
Một siêu thị 2 tầng, mỗi tầng 750m2, tầng dưới là siêu thị thực
phẩm, tầng trên là siêu thị điện máy và hàng gia dụng. Yêu cầu lựa
chọn biến áp cho trạm biến áp của siêu thị điện áp 22/0,4 kV.
Giải
Trước hết cần xác định phụ tải điện của siêu thị theo công thức (4.42).
Lấy suất phụ tải với tầng 1 là P0 = 150 w /m 2, tầng 2 là P0 = 100 w /m 2,
xác định được phụ tải tính toán của siêu thị là:
P

st

= Pti +

PT2 =

150

X

750

+

100

X

750

=

187500

w=

187,5 kW.

Lấy cosọ = 0,8, phụ tải tính tốn tồn phần của siêu thị:
SST =

cos ọ

= —— = 234,375 kVA.
0,8

Siêu thị thuộc hộ loại 2 thường được cấp điện bằng trạm biến áp 1
máy và một máy p h át diezen dự phòng.
Vậy chọn dùng 1 biến áp 250 kVA - 22/0,4 kV và một máy p h át 250
kVA có aptom at nối liên động với aptom at của biến áp (xem hình 6.2).
BÀI 6.7
Xí nghiệp cơ khí có phụ tải điện 425 kW, cos

biến áp k ết hợp với đ ặt bù tụ điện phía thanh cái hạ áp để nâng cosọ
lên 0,9.
163



Giải
Để chọn máy biến áp kết hợp với bù tụ điện để nâng coscp lên 0,9, ta
phải vừa chọn biến áp vừa chọn bộ tụ.
1. C họn b iến áp
Biến áp sẽ được chọn với công suất sau khi đặt bù, nghĩa là với
coscp = 0,9. Phụ tải toàn phần của nhà máy.
s tt =

P

425

cosọ

0,9

=—

= 472 kVA.

Chọn dùng một biến áp cơng suất 500 kVA.
2. C họn
bộ• tụ• bù
•
Tổng cơng su ất phản kháng cần bù để nâng coscp từ 0,6 lên 0,9 là:
Q b = P tt

(tgcpi - tgcp2) = 425 (1,33 - 0,48)

=

360 kVAr.

Chọn dùng 8 bộ tụ điện 3 pha của DEA YEONG dung lượng 45 kVAr có
các thơng số kỹ thuật cho trong bảng sau:
Loại tụ điện

Q b, kVAr

u đm, v

^đmi A

S ố p ha

S ố bộ tụ

DLE - 4D 45K 5T

45

440

59,1

3

8

BÀI 6.8
Một nhà máy cơ khí trung quy mơ gồm 9 phân xưởng có m ặt bằng
cho trên hình 6.3. Phụ tải tính tốn và đặc tính phụ tải các phân xưởng
cho trong bảng kèm theo. Yêu cầu lựa chọn số lượng, vị trí và công suất
các trạm biến áp phân xưởng; xác định vị trí đặt trạm biến áp trung tâm
(TBATT) hoặc trạm phân phối trung tâm (TPPTT) của nhà máy.
Bảng phụ tải tính toán các phân xưỏng
S ố % phụ tải
SỐTT

T ên p h ân xưởng

s„, kVA

cosip

Loại hộ
loại 3

1

P h â n xưỏng cơ khí s ố 1

1380

0,6

1

20%

2

P h â n xưởng cơ khí s ố 2

1050

0,6

1

20%

1300

0,6

1

20%

3

P h à n xư ỏng cơ khí s ố 3

164



ỉ

4

P h â n xưởng cơ khí s ố 4

1200

0,6

1

20

5

P h â n xưởng lắp ráp

1100

0,6

1

30%

6

P h â n xưởng nhiệt luyện

1250

0,9

1

0%

7

P h â n xưởng SCCK

250

0,6

3

100%

8

Trạm bơm

160

0,8

1

0%

9

N hà h à n h chính

125

0,8

2

50%

Giải

1. Chọn số lượng trạm biến áp phân xưởng
Căn cứ vào vị trí, cơng su ất tính toán của các phân xưởng ta sẽ đ ặt
6 trạm biến áp phân xưởng:

165



Trạm 1: Cấp điện cho phân xưởng cơ khí sơ" 1.
Trạm 2: Cấp điện cho phân xưởng cơ khí sơ" 2
Trạm 3: Cấp điện cho phân xưởng cơ khí sơ" 3.
Trạm 4: Cấp điện cho phân xưởng cơ khí sơ" 4, trạm bơm và
phân xưởng SCCK.
Trạm 5: Cấp điện cho phân xưởng lắp ráp và nhà hành chính.
Trạm 6: Cấp điện cho phân xưởng nhiệt luyện.
2. Lựa chọn vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng (TBAPX)
Vị trí tơi ưu đặt TBAPX là trọng tâm phụ tải của phân xưởng.
- Với trạm cấp điện cho 1 phân xưởng thì trọng tâm phụ tải chính
là tâm hình học của phân xưởng (ta coi như phụ tải phân bô" đều trong
phân xưởng). Tuy nhiên trong phân xưởng đã đặt đầy máy móc do u
cầu thiết kê" cơng nghệ, ta phải dịch chuyển vị trí đặt trạm ra vị trí
thuận lợi lân cận trọng tâm phụ tải, đó chính là vị trí đ ặt kề phân xưởng
ở phía ngồi tường phân xưởng gần tâm hình học phân xưởng nhất (xem
hình 6.4 các trạm B l, B2, B3, B6).
- Với TBAPX cấp điện cho 2, 3 phân xưởng thì vị trí đặt trạm tối ưu
là trọng tâm phụ tải của 2, 3 phân xưởng đó. Tuy nhiên vị trí này sẽ
nằm ra ngồi khoảng trơng, có thể gây cản trở giao thơng hoặc làm m ất
mỹ quan cơng nghiệp, vị trí thích hợp trong trường hợp này là đặt trạm
kề vối phân xưởng có cơng s"t tính tốn lốn nhâ"t dịch gần về phía các
phân xưởng cịn lại (xem hình 6.4, các trạm B4, B5).

3. Lựa ch ọn côn g su ất m áy b iến áp trong cá c TBAPX

- Trạm
B l .Vì phân xưởng cơ khí sơ" 1 thuộc hộ loại 1 nên phải đặt 2
máy. Phân xưởng có 20% phụ tải loại 3, trường hợp 1 máy biến áp sự cơ"
ta sẽ cắt 20% loại 3 đi, chỉ cịn phải câ"p điện cho 80% phụ tải loại 1. Áp
dụr.g công thức (6.6) và (6.8), tính đượcSdmB -

^ÍL = —
2
2

= 690 kVA

S ^ = 8 0 % ^ = 08X1380 =788 kVA
SdmB -

1,4

1,4

1,4

166



Vậy tại trạm BI đ ặt 2 máy biến áp 800 kVA.
- Trạm B2. Tương tự trạm BI
= 1050 = 525 kVA

2
Sj„Ba Ẽ » .
1,4

. m
1,4

ỉ m
1,4

■ 600 kVA

Vậy tại trạm B3 đ ặt 2 máy biến áp 800 kVA.
- Trạm B4. Trạm này cấp điện cho 3 phân xưởng (phân xưỏng cơ khí
ịơ 4, trạm bơm và phân xưởng sửa chữa cơ khí):
S4 = 1200 kVA, coscp = 0,6

S4 = 720 + j 860 kVA

SB = 160 kVA, coscp = 0,8 -> Sg = 144 + j 96 kVA
Ssch = 250 kVA, cos(p = 0,6 -> ỔSc = 150 + j 200 kVA
Phụ tải tính tốn của cả 3 phân xưởng tức là phụ tải của trạm B4
à

SB4 = -^/(720 + 144 + 150)2+ (800 + 96 + 200)2 = 1502 kVA.
Khi 1 biến áp sự cố ta sẽ cắt 20% phụ tải loại 3 của phân xưởng cơ
khí sơ" 4, cắt tồn bộ phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí. Khi đó
cơng su ấ t cần cấp là:
Ssc= 0,8 S4 + SB.
= 0,8 (720 + j 800) + (150 + j 200) = 726 + j 840 kVA.

Ss c = V7263 + 8402 = 1110 kVA.
Từ các sơ" liệu SIJ4 và Ssc tính được:
SJmB > ^11 = 1 ^

=751 kVA.

SdmB> ^ = —
= 702 kVA.
1,4
1,4
'vậy tại trạm B4 đ ặt 2 máy 800 kVA.

167



chính:

Trạm B5 : Trạm B5 cấp điện cho phân xưỏng lắp ráp và nhà hành
SB5 —

4" ^HC

s 5 = 1100 kVA, cosọ = 0,6 -> S, = 660 + J 880 kVA
S HC =

125 kVA, coscp = 0,8 -» S HC = 100 + J 75 kVA

SB5 = s 5 + SHC = 760 + j 955 kVA
SB5 = V7602 + 9952 = 1220 kVA.

Khi một máy biến áp sự cố, ta sẽ cắt 20% phụ tải của phân xưởng
lắp ráp và 50% của nhà hành chính:
Ssc = 0,8 s 5 + 0,5 SHC= 0,8 (660 + j 880) + 0,5 (100 + j 75)
= 678 + j 741,5 kVA.
Ssc = Vó782 +741,52 = 1004 kVA
Áp dụng các cơng thức quen thuộc, tính được:
SdmB ằ

1220

= 610 kVA.

SdmB> - ^ = 7 1 7 k V A .
1,4
Vậy tại trạm B5 đặt 2 máy 800 kVA.
- Trạm B6. Trạm này chỉ cấp điện cho phân xưởng nhiệt luyện,
phân xưởng này 100% loại 1, nghĩa là S3C= Stt. áp dụng công thức (6.6)
và (6.7).
SdmB > ^

= 625 kVA.

SdmB > - ^ = ^

= 893 kVA.

Vậy tại trạm B6 đặt 2 máy bien áp 1000 kVA.
Kết quả chọn máy biến áp cho các TBAPX ghi trong bảng tổng kết
sau đây, vị trí dặt các TBAPX xem hình 6.4.

168



Bảng kết quả chọn máy biến áp cho các TBAPX
SỐ T T
T ên p h â n xưởng

S ltI kVA

S ố m áy

Ssc. kVA
kVA

Tên
trạm

1

PX cơ khí s ố 1

1380

1104

800

2

B1

2

PX cơ khí s ố 2

1050

840

6 30

2

B2

3

PX cơ khí s ố 3

1325

1060

8 00

2

B3

4

PX cơ khí s ố 4

7

PX SC C K

1502

1110

8 00

2

B4

8

T rạm bơm

5

PX lắp ráp

1220

1004

800

2

B5

9

N hà h à n h chính

6

PX n hiệt luyện

1250

1250

1000

2

B6

Hình

6. 4 . Vị trí đặt các TBAPX trên mặt bằng nhà máy.

169

4. V ị trí đặt các TBA PX
Về vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng cần lưu ý là vị trí tối ưu
đặt các TBAPX là trọng tâm phụ tải.
- Với trạm cấp điện cho một phân xưởng thì trọng tâm phụ tải
chính là trọng tâm hình học của phân xưởng, tức là nằm giữa phân
xưởng. Tuy nhiên trong phân xưởng đã đặt máy theo th iết kế dây
chuyền công nghệ, ta sẽ đ ặt các trạm kề vào tường phân xưởng gần
trọng tâm phụ tải (các trạm B l, B2, B3, B6).
- Với các trạm cấp điện 2,3 phân xưởng, tâm phụ tải sẽ nằm trên
đường nối trọng tâm hình học các phân xưởng. Tuy nhiên, để đảm bảo
mỹ quan và không ảnh hưởng đến giao thông, ta cũng đặt kề với phân
ưởng có phụ tải lớn n h ất dịch về phía các phân xưởng cịn lại (trạm B4,
B5).
5. V ị trí đặt TBA TT (hoặc TPPTT) của nhà máy
Vị trí tối ưu đạt TBATT (hoặc TPPTT) của nhà máy là trọng tâm
phụ tải của toàn nhà máy M (X, Y);
Để xác định M (X, Y) ta thành lập hệ toạ độ nhóm trên hình 6.4,
sau đó xác định toạ độ của 9 phân xưởng, cuối cùng với các toạ độ của
từng phân xưởng và phụ tải tính tốn đã biết của từng phân xưởng xác
định được toạ độ của điểm M (X, Y):
v _ y > ,s ,
2.1380 + 5.1050f 8,5.1300 + ...
X = .- .J— = ------------------------ --------------- = 9,6
£s,
6538
X y ,s , _ 3,2.1380+3,2.1050 + 2.1300+...
X

m— ^

£s,

~’

_____

I • X•

6538

Vậy vị trí tối ưu đặt TBATT (hoặc TPPTT) là M (9,6 ; 7,1).
BÀI 6.9
Trạm biến áp trung gian đặt hai máy biến áp 25.000 kVA - 110/11
kV điểu chỉnh điện áp dưới tải có số’ đầu phân áp là ± 9 X 1,78%. Yêu cầu
lựa chọn loại máy và đầu phân áp cho máy biến áp, biết rằng:

170