Thiết kế trạm biến áp tăng áp 22110kv công suất 2x20mw cho nhà máy điện mặt trời hậu sanh, xã phước hữu, huyện ninh phước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TĂNG ÁP 22/110KV CÔNG SUẤT
2x20MW CHO NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI HẬU SANH, XÃ
PHƯỚC HỮU, HUYỆN NINH PHƯỚC, TỈNH NINH THUẬN

Giảng viên hướng dẫn:

TS. HOÀNG THỊ THƠM

Sinh viên thực hiện:

LỘ QUANG TRIỂN

Mã số sinh viên:

22DT2121

Khánh Hòa - 2023

I


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP TĂNG ÁP 22/110KV CÔNG SUẤT
2x20MW CHO NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI HẬU SANH, XÃ
PHƯỚC HỮU, HUYỆN NINH PHƯỚC, TỈNH NINH THUẬN

GVHD: TS. HOÀNG THỊ THƠM
SVTH: LỘ QUANG TRIỂN
MSSV: 22DT2121

Khánh Hòa - 2023

II


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa Điện – Điện tử
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP
(Dùng cho CBHD và nộp cùng báo cáo CĐTN của sinh viên)
Tên đề tài: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/110KV CÔNG SUẤT 2x20MW CHO
NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI HẬU SANH, XÃ PHƯỚC HỮU, HUYỆN NINH
PHƯỚC, TỈNH NINH THUẬN.
Chuyên ngành: CNKT Điện, Điện tử
Họ và tên sinh viên: Lộ Quang Triển . Mã số sinh viên: 22DT2121
Người hướng dẫn (học hàm, học vị, họ và tên): TS. Hồng Thị Thơm
Cơ quan cơng tác: Trường Đại học Nha Trang
Phần đánh giá và cho điểm của người hướng dẫn (tính theo thang điểm 10)
Mơ tả mức chất lượng

Trọng
Tiêu chí
đánh giá

số
(%)

Giỏi

Khá

Đạt u cầu

Khơng đạt

9 - 10

7-8

5-6

<5

Xây dựng
đề cương

10

nghiên cứu
Tinh thần

và thái độ

10

làm việc
Kiến thức
và kỹ năng

10

làm việc
Nội dung
và kết quả

40

đạt được
Kỹ năng

30

I

Điểm


viết và trình
bày báo cáo
ĐIỂM TỔNG

Nhận xét chung (sau khi sinh viên hoàn thành CĐTN):
………………………………………………………………………………………...
…….…………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………….………
Đồng ý cho sinh viên:

Được chấm phản biện: 

Khơng được chấm phản biện: 

Khánh Hịa, ngày…….tháng…….năm………
Cán bộ hướng dẫn

II


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập và rèn luyện dưới giảng đường đại học, em đã được
học tập cũng như tích lũy những kinh nghiệm quý báu cho bản thân.
Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Trường Đại học Nha Trang đã giảng dạy
tận tình cho em trong suốt Năm năm học qua để em có thể chuẩn bị đầy đủ kiến thức,
hành trang để bước vào một hành trình mới.
Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho em
hoàn thành Chuyên Đề Tốt Nghiệp này.
Đặc biệt em xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến cơ Hồng Thị Thơm, người đã tận
tình hướng dẫn và định hướng cho em, nhờ sự chỉ bảo ấy, em mới có đầy đủ kiến thức
để hoàn thành chuyên đề.
Do kiến thức kinh nghiệm về lĩnh vực thiết kế trạm biến áp, mạng điện của em
còn hạn chế nên đề tài sẽ có những sai sót là điều khơng thể tránh khỏi,em rất mong
được sự thơng cảm và đóng góp ý kiến của q Thầy Cơ. Cuối cùng, em xin kính chúc

q thầy cô luôn mạnh khỏe và thành công trong công tác!
Sinh Viên thực hiện

Lộ Quang Triển

III


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN......................................................................................................................................III
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..................................................................................................................1
1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP......................................................................1
1.1.1 Khái niệm..............................................................................................................................1
1.2 PHÂN LOẠI: theo điện áp, quy mô và cấu trúc xây dựng của trạm.............................................1
1.3 CÁC VẤN Đề CẦN QUAN TÂM KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP........................................2
1.3.1 Những vấn đề cần lưu ý khi thiết kế......................................................................................2
1.3.2 Yêu cầu khi thiết kế...............................................................................................................2
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP...................................4
2.1 CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ NGHỊ....................................................................................................4
2.1.1 Cấp điện áp từ các Inverter về trạm biến áp...........................................................................4
2.2.2 Các phương án sơ đồ trạm.....................................................................................................4
2.2 TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP..........................................................................................9
2.2.1 Khái niệm chung....................................................................................................................9
2.2.2 Tính tốn chọn cơng suất máy biến áp.................................................................................11
* Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110kV...............................................................................................11
* Đồ thị phụ tải cấp 22kV.............................................................................................................12
2.3 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHƯƠNG ÁN 2 (DÙNG 2 MÁY BIẾN ÁP):.............................13
2.3.1 Tính Tmax và To phía cao.......................................................................................................13
2.3.2 Chọn sơ bộ công suất máy biến áp.......................................................................................14
2.3.3 Kiểm tra quá tải sự cố..........................................................................................................14

2.3.4 Tổn thất điện năng trong trạm:.............................................................................................15
2.4 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHƯƠNG ÁN 3 (DÙNG BA MÁY BIẾN ÁP)...........................17
2.4.1 Xây dựng đồ thị phụ tải ( giống trong phương án 2 )...........................................................17
2.4.2 Kiểm tra quá tải sự cố..........................................................................................................18
2.4.3 Tổn thất điện năng trong trạm..............................................................................................19
2.5 TÍNH KINH TẾ KHI CHỌN PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM.....................................................21
2.5.1 Mở đầu................................................................................................................................21
2.5.2 Phí tổn vận hành hằng năm của phương án 2 máy biến áp...................................................22
2.5.3 Phí tổn vận hành hằng năm của phương án 3 máy biến áp:.................................................23
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN NGẮN MẠCH.........................................................................................25
3.1 MỞ ĐẦU....................................................................................................................................25
3.1.1 Nguyên nhân gây ra ngắn mạch...........................................................................................25
3.1.2 Ảnh hưởng của sự cố ngắn mạch đến hệ thống điện............................................................25
3.1.3 Ý nghĩa của việc tính tốn ngắn mạch.................................................................................25

IV


3.2 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỆN KHÁNG.......................................................................................26
3.3 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH.....................................................................................................27
3.4 DỊNG ĐIỆN BÌNH THƯỜNG VÀ CƯỠNG BỨC...................................................................28
CHƯƠNG 4. CHỌN KHÍ CỤ & CÁC PHẦN TỬ DẪN ĐIỆN...........................................................30
4.1 MỞ ĐẦU....................................................................................................................................30
4.1.1 Các yêu cầu chung khi chọn máy cắt và dao cách ly...........................................................30
4.1.2 Các yêu cầu chung khi chọn BI và BU:...............................................................................32
4.1.3 Các yêu cầu chung khi chọn chọn thanh cái, dây dẫn, và sứ đỡ...........................................33
4.2 TÍNH TỐN CHỌN KHÍ CỤ VÀ CÁC PHẦN TỬ DẪN ĐIỆN PHÍA 110 KV:..........................37
4.2.1 Chọn dây dẫn đường dây nối hệ thống:...............................................................................37
4.2.2 Chọn thanh góp 110 kV.......................................................................................................38
4.2.3 Chọn máy cắt 110 kV..........................................................................................................40

4.2.4 Chọn dao cách ly 110 kV.....................................................................................................41
4.2.5 Chọn BI...............................................................................................................................42
4.2.6 Chọn BU..............................................................................................................................44
4.2.7 Chọn sứ cách điện cho phía 110 KV :..................................................................................46
4.2.7 Tính chọn chống sét van 110 kV.........................................................................................48
4.3 TÍNH TỐN CHỌN KHÍ CỤ VÀ CÁC PHẦN TỬ DẪN ĐIỆN PHÍA 22 KV:........................49
4.3.1 Chọn cáp xuất (cáp tổng) từ mba đến thanh góp 22 kV.......................................................49
4.3.2 Chọn máy cắt tổng 22 kV....................................................................................................51
4.3.3 Chọn thanh góp 22 kV.........................................................................................................52
4.4.4 Chọn sứ đỡ 22 kV................................................................................................................55
4.4.5 Chọn BI 22 kV.....................................................................................................................55
4.4.6 Chọn BU 22kV....................................................................................................................58
4.5 TÍNH TỐN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG..................................................................................60
4.5.1 Chọn máy biến áp tự dùng...................................................................................................60
4.5.2 Chọn aptomat.......................................................................................................................61
CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ......................................................................64
5.1 CÁC DẠNG HƯ HỎNG VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHƠNG BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY
BIẾN ÁP..........................................................................................................................................64
5.2 CÁC LOẠI BẢO VỆ ĐẶT CHO MÁY BIẾN ÁP.....................................................................65
5.2.1 Những yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ hệ thống điện...........................................................65
5.2.2 Bảo vệ chính máy biến áp B1 và B2:...................................................................................66
5.2.3 Bảo vệ dự phòng..................................................................................................................69
5.3 SƠ ĐỒ PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ...........................................................................................70
CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ CHỐNG SÉT CHO TRẠM VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP............71
6.1 PHƯƠNG ÁN BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP.....................................................71

V


6.1.1 Giới thiệu phương án chống set đánh trực tiếp....................................................................71

6.2 TÍNH TỐN BẢO VỆ CHỐNG SÉT CHO TRẠM 22/110kV:.................................................75
6.2.1 Tổng quan về trạm cần bảo vệ:............................................................................................75
6.2.2 Tính tốn bảo vệ cho trạm:..................................................................................................75
6.3 NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP:.............................................................................................80
6.3.1 Khái niệm chung:.................................................................................................................80
6.3.2 Thiết kế và tính tốn hệ thống nối đất:.................................................................................80
CHƯƠNG 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................87

VI


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP
1.1.1 Khái niệm
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất trong hệ thống điện.
Nó có nhiệm vụ chính là biến điện áp đến một cấp thích hợp nhằm phục vụ cho việc
truyền tải và cung cấp điện đến phụ tải tiêu thụ. Trạm biến áp tăng áp nâng điện áp lên
cao để truyền tải đi xa, và ngược lại trạm biến áp hạ áp giảm điện áp xuống thấp thích
hợp để cung cấp cho các phụ tải điện.
1.2 PHÂN LOẠI: theo điện áp, quy mô và cấu trúc xây dựng của trạm.
a) Theo điện áp thì có 2 loại :
Trạm tăng áp: thường đặt ở những nhà máy điện có nhiệm vụ nâng điện áp đầu
cực máy phát lên cao để truyền tải đi xa.

1


Trạm hạ áp: thường đặt ở những trạm phân phối, nó nhận điện từ hệ thống truyền
tải rồi giảm điện áp xuống cấp thích hợp để cung cấp điện cho các phụ tải tiêu thụ

Hình 1. 1Trạm biến áp hạ áp 110/22kV
b) Theo mức độ quy mô trạm biến áp, người ta chia làm 2 loại
Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp khu vực: thường có điện áp
sơ cấp lớn, cung cấp điện cho 1 khu vực phụ tải lớn ở các vùng miền, tỉnh thành, khu
cơng nghiệp lớn. Điện áp phía sơ cấp thường là 500 kV; 220 kV; 110 kV, phía thứ cấp
thường là 110 kV; 66 kV; 35 kV; 22 kV; 15 kV.
Trạm biến áp phân phối hay còn gọi là trạm biến áp địa phương: nhận điện từ các
trạm biến áp trung gian, để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải như xí nghiệp, khu dân
cư ... qua các đường dây phân phối.

2


Hình 1. 2 Trạm biến áp 220kV
c) Theo cấu trúc xây dựng thì có 2 loại :
Trạm biến áp ngồi trời: phù hợp các trạm khu vực và trạm địa phương có cơng
suất lớn.
Trạm biến áp trong nhà: phù hợp các trạm địa phương và nhà máy có cơng suất
nhỏ.
Các thành phần chình của trạm biến áp:
+ Máy biến áp trung tâm.
+ Hệ thống thanh cái, dao cách ly.
+ Hệ thống relay bảo vệ.
+ Hệ thống nối đất, hệ thống chống sét.
+ Hệ thống điện tự dùng.
+ Khu vực phòng điều hành và phân phối.

3

Hình 1. 3 Trạm biến áp ngồi trời

Hình 1. 4 Trạm biến áp trong nhà
1.3 CÁC VẤN Đề CẦN QUAN TÂM KHI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
1.3.1 Những vấn đề cần lưu ý khi thiết kế
Trạm biến áp nên đặt gần các phụ tải.
Thuận tiện giao thông để thuận tiện chuyên chở các thiết bị xây dựng trạm.
Không nên đặt trạm ở các trung tâm thành phố vì sẽ làm tăng chi phí đầu tư và
làm mất mỹ quan đơ thị.
Nên đặt trạm ở những nơi khô ráo, tránh những nơi ẩm ướt hoặc mực nước ngầm
cao hơn đáy móng.
4


Tránh đặt trạm ở các vùng đất dễ sạt lở.
Tránh xa các khu vực dễ cháy nổ.
 Việc chọn vị trí cố định đặt trạm biến áp là khá quan trọng vì nó sẽ quyết định
về chi phí, tính an toàn và thuận tiện khi vận hành.
1.3.2 Yêu cầu khi thiết kế
Trạm biến áp cung cấp điện cho hộ tiêu thụ là phải đảm bảo đủ điện năng với
chất lượng nằm trong phạm vi cho phép. Ngoài ra phải đảm bảo về mặt kinh tế, an
toàn … Một phương án là hợp lý khi thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Đảm bảo chất lượng điện năng .
- Đảm bảo độ tin cậy cao.
- Vốn đầu tư thấp.
- An toàn cho người và thiết bị.
- Thuận tiện sửa chữa ,vận hành.
- Có tính khả thi.
 Phải phối hợp hài hịa các yêu cầu trên phù hợp với mục tiêu thiết kế.

5


CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM VÀ CHỌN MÁY
BIẾN ÁP
2.1 CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ NGHỊ
2.1.1 Cấp điện áp từ trạm ra đường dây truyền tải
Công suất đặt của nhà máy điện năng lượng mặt trời:

Cấp điện áp tính tốn của đường dây được tính theo cơng thức kinh nghiệm Still:

 Cấp điện áp thứ cấp là 110 kV
2.2.2 Các phương án sơ đồ trạm
a) Tổng quát:
Sơ đồ cấu trúc là sơ đồ liên lạc giữa các phần tử có cấp điện áp khác nhau, diễn tả
mối liên hệ giữa nguồn và tải. Nguồn là phần sơ cấp được nối với hệ thống các
Inverter của nhà máy điện năng lượng mặt trời và tải là phần thứ cấp có nhiệm vụ
truyền tải điện năng lên hệ thống lưới điện quốc gia mà trạm biến áp đó đảm nhận. Do
đó, hệ thống được xem là phần quan trọng và cấu trúc của trạm biến áp phải luôn được
giữ liên lạc chặt chẽ.
Chọn sơ đồ cấu trúc là một vấn đề quan trọng vì nó ảnh hưởng đến việc truyền tải
điện an toàn và liên tục cho cho nhà máy. Tùy theo tính chất quan trọng của trạm biến
áp mà sơ đồ cấu trúc được chọn đơn giản hay phức tạp và phải thỏa mãn các u cầu
sau:
- Có tính khả thi, có thể chọn được các thiết bị chính như máy biến áp, máy cắt
cũng như trong thi công lắp đặt.
- Làm việc đảm bảo độ tin cậy và khả năng an tồn.
- Tính linh hoạt, vận hành an tồn.
- Tính kinh tế.
- Tính phát triển và hiện đại.

6


b) Chọn loại và số lượng máy biến áp
Khi thiết kế trạm biến áp, người ta mong muốn chọn số lượng máy biến áp ít và
cơng suất nhỏ mà vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Chọn máy
biến áp trong nhà máy điện và trạm biến áp là chọn loại, số lượng, công suất định mức
và hệ số biến áp. Do đó, người ta mong muốn giảm số bậc điện áp, giảm công suất đặt
của máy biến áp và sử dụng chúng có hiệu quả hơn. Điều đó có thể đạt được bằng cách
thiết kế hệ thống điện một cách hợp lý, dùng máy biến áp tự ngẫu trong trường hợp có
thể (110kV trở lên, có trung tính trực tiếp nối đất), tận dụng khả năng quá tải của máy
biến áp, không ngừng cải tiến cấu tạo của máy biến áp, góp phần nâng cao độ tin cậy
và tiết kiệm nguyên vật liệu.
Các máy biến áp ba pha hai và ba cuộn dây được sử dụng rộng rãi trong hệ thống
điện. Máy biến áp ba cuộn dây dùng khi cần có hai cấp điện áp ra. Việc lắp đặt máy
biến áp ba cuộn dây thay cho hai máy biến áp hai cuộn dây sẽ tiết kiệm được diện tích,
vật liệu và vốn đầu tư, đồng thời giảm được tổn hao khi vận hành. Máy biến áp hai
cuộn dây chỉ nên đặt ở trạm mà trong tương lai trạm đó có thể có cấp điện áp hạ khác
hoặc phụ tải này nhỏ hơn (10 - 15%) cơng suất. Chính vì lý do kinh tế mà máy biến áp
ba pha được dùng rộng rãi hơn trong hệ thống điện. Giá thành máy biến áp ba pha nhỏ
hơn khoảng (10 - 25%), còn tổn hao năng lượng vận hành nhỏ hơn (12 - 15%) so với
nhóm ba máy biến áp một pha cùng một công suất. Tổ máy biến áp một pha cũng chỉ
dùng khi khơng có khả năng chế tạo máy biến áp ba pha với công suất lớn hơn cần
thiết hoặc điều kiện chuyên chở khơng cho phép.
Trong hệ thống điện có điện áp cao và trung tính trực tiếp nối đất thì ta thường
dùng máy biến áp tự ngẫu. Loại máy biến áp này ưu việt hơn so với máy biến áp
thường. Giá thành, chi phí vật liệu và tổn hao năng lượng khi vận hành của nó nhỏ hơn
so với máy biến áp thường có cùng cơng suất. Cơng suất tồn phần, tần số, dịng điện,
tổn hao cơng suất tác dụng, tổn hao cơng suất phản kháng và hệ số có lợi là các tham
số cơ bản của máy biến áp. Các tham số này xét trong điều kiện chuẩn được gọi là

tham số định mức.
Việc lựa chọn số lượng máy biến áp có ý nghĩa rất quan trọng. Nó phụ thuộc và
các yếu tố: độ tin cậy cấp điện liên tục, công suất, tổn thất, tính kinh tế. Vì vậy, các
phương án thiết kế có thể có một, hai hoặc ba máy biến áp.
7


c) Các phương án lựa chọn: gồm 3 phương án thiết kế
●Phương án 1: Dùng 1 máy biến áp 2 cuộn dây 22/110 KV

Hinh 1. 1 Sơ đồ trạm một máy biến áp
- Ưu Điểm:
+ Sơ đồ đơn giản.
+ Cấu trúc rõ ràng.
+ Số lượng máy biến áp ít.
+ Tổn thất điện năng bé.
+ Diện tích trạm nhỏ.
- Khuyết Điểm:
+ Khi máy biến áp khu vực bị sự cố thì phụ tải khu vực hoàn toàn mất điện.
+ Khi cần bảo trì trạm biến áp thì phụ tải phải mất điện.
+ Giá đầu tư ban đầu cao.
+ Không đảm bảo tính liên tục cung cấp điện.
●Phương án 2: Dùng 2 máy biến áp 2 cuộn dây 22/110kV là phương án được sử
dụng nhiều nhất vì tính đảm bảo liên tục cấp điện cao. Phương án này được thiết kế
khi:
- Có hai đường dây cung cấp từ hệ thống.
8


- Khi khơng có máy biến áp lớn phù hợp với phụ tải.

- Khơng có khả năng chun chở và xây lắp máy biến áp lớn.

Hinh 1. 2 Sơ đồ trạm hai máy biến áp
- Ưu Điểm:
+ Độ tin cậy cao.
+ Khi 1 máy biến áp bị sự cố thì máy kia vẫn làm việc đảm bảo cung cấp điện
cho phụ tải.
+ Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
+ Cấu trúc rõ ràng.
+ Phù hợp với những nơi khó khăn vận chuyển.
+ Thích hợp cho việc cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng.
- Khuyết Điểm:
+ Số lượng máy biến áp nhiều và mặt bằng trạm lớn.
+ Máy biến áp thường làm việc non tải.
+ Tổn thất điện năng lớn.
●Phương án 3: Dùng 3 máy biến áp 2 cuộn dây 110/22 KV trong trường hợp
đặc biệt:
- Khi khơng có hai máy biến áp phù hợp.
9


- Trạm biến áp đã xây dựng, khi phụ tải phát triển khơng có khả năng thay thế hai
máy mới phải đặt thêm máy thứ ba.
- Đặt ba máy biến áp thường ít được sử dụng vì vốn đầu tư cao, tăng diện tích
xây dựng, phức tạp trong việc xây lắp.

Hinh 1. 3 Sơ đồ trạm ba máy biến áp
- Ưu Điểm:
+ Độ tin cậy cao.
+ Đảm bảo cung cấp điện liên tục.

+ Cấu trúc rõ ràng.
+ Số lượng máy biến áp tương đối.
+ Linh hoạt trong vận hành.
+ Dễ chọn máy biến áp.
+ Đầu tư ban đầu thấp.
- Khuyết Điểm:
+ Tổn thất lớn.
+ Cần mặt bằng tương đối lớn.
+ Máy biến áp thường làm việc non tải.

10


NHẬN XÉT: Phương án 1 đơn giản nhưng ít được sử dụng trong trạm vì khả
năng cung cấp điện khơng liên tục trong trường hợp máy bị sự cố, đầu tư ban đầu lớn
với máy cơng suất lớn. Vì vậy phương án 2 và 3 thường được áp dụng, mỗi phương án
đều có ưu nhược điểm, phụ thuộc vào điều kiện thực tế ta sẽ chọn phương án 2 hay 3.
2.2 TÍNH TỐN CHỌN MÁY BIẾN ÁP
2.2.1 Khái niệm chung
Máy biến áp thường được chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo
rời ra trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ, cho nên trọng lượng chuyên chở lớn,
khi thiết kế cũng cần chú ý đến khả năng phương tiện chuyên chở khi xây lắp.
Công suất định mức của máy biến áp được chế tạo theo thang tiêu chuẩn của mỗi
nước , thường cách nhau rất lớn, nhất là khi công suất càng lớn. Điều này đưa đến nếu
tính tốn khơng chính xác có thể chọn máy biến áp lớn không cần thiết và không kinh
tế.
- Máy biến áp có các loại:
+ Máy biến áp một pha, ba pha.
+ Máy biến áp hai cuộn dây, ba cuộn dây.
+ Máy biến áp có cuộn dây phân chia.

+ Máy biến áp tự ngẫu một pha, ba pha.
+ Máy biến áp tăng áp, hạ áp.
+ Máy biến áp có và khơng có điều chỉnh dưới tải.
Khi chọn máy biến áp cần lưu ý khả năng quá tải máy biến áp: quá tải bình
thường, quá tải sự cố và quá tải ngắn hạn.
a) Quá tải bình thường:
Quá tải bình thường là quá tải thường xuyên xảy ra của máy biến áp, có tính chất
chu kỳ. Máy biến áp có những lúc vận hành non tải cũng có những lúc vận hành quá
tải trong một khoảng thời gian mà không làm hỏng máy biến áp.
- Xét chế độ quá tải bình thường của máy biến áp, các bước tiến hành:

11


+ Đẳng trị đồ thị phụ tải qua máy biến áp về dạng đồ thị phụ tải có hai bậc.
Xác định hệ số K2đt :

Với:
và là công suất và thời gian quá tải .
- Nếu K2đt ≥ 0,9*Kmax thì K2 = K2đt , T2 =
- Nếu K2đt < 0,9*Kmax thì K2 = 0,9*Kmax tính lại
Xác định hệ số
(Với ti được xác định trong khoảng thời gian 10 giờ trước khi xảy ra quá tải).
- Nếu trước khi quá tải không đủ 10 giờ thì lấy phần sau khi quá tải.
- Nếu trước hoặc sau khi quá tải không đủ 10 giờ thì lấy phần trước cộng với
phần sau cho đủ 10 giờ vì đây là phụ tải hằng ngày.
- Nếu cộng cả phần trước và phần sau không đủ 10 giờ thì máy biến áp đã chọn
khơng có khả năng tải mà phải chọn máy biến áp có cơng suất lớn hơn.
b) Quá Tải Sự Cố:
- Xét quá tải sự cố trong trường hợp hai máy biến áp vận hành song song, khi bị

sự cố: Một máy biến áp nghỉ, máy cịn lại phải tải cơng suất tồn bộ phụ tải.
- Khi có sự cố, máy biến áp cịn lại có thể tải 1,4 lần cơng suất định mức trong
thời gian quá tải là 6 giờ trong vòng 5 ngày với điều kiện trong các giờ khác tải máy
biến áp không vượt quá 90% công suất định mức.
- Theo đồ thị phụ tải đẳng trị về 2 bậc, trong đó K1 < 0,93; K2 < 1,4 và T2 < 6
giờ.
- Chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dây không được vượt quá 140oC và tốt nhất
tăng cường tối đa làm lạnh máy biến áp.
c) Quá tải ngắn hạn:
Trong trường hợp đặc biệt, để hạn chế cắt phụ tải, có thể vận hành theo khả năng
quá tải ngắn hạn của máy biến áp khơng cần phải tính K1, K2 và T2 như trên.
12


Khi sử dụng khả năng này, sự hao mòn về chất cách điện có thể bằng sự hao mịn
khi vận hành với Sdm trong 10 giờ với nhiệt độ môi trường xung quanh bằng định mức
(20oC).
Quy tắc quá tải này khơng xét khi thiết kế và tính tốn chọn máy biến áp.
2.2.2 Tính tốn chọn cơng suất máy biến áp
a) Xây dựng đồ thị phụ tải
* Đồ thị phụ tải cấp điện áp 110kV
Bảng 2.1. Phân bố phụ tải phía 110KV
t (h)

S (MVA)

6-8
10.
5

8-

10-

12-

14-

16-

17-

18-

10

12

14

16

17

18

6

20.5

38.5

42.95

35.5

15.8

10.3

0

Pmax= 40.8 MW, Pmin= 9.8 MW, Cos = 0.95; số đường dây: 02

Hình 2. 1 Đồ thị phụ tải cấp điện áp110kV
* Đồ thị phụ tải cấp 22kV
Pmax= 5.1 MVA, Pmin= 2.55 MVA, Cos = 0.95; số đường dây: 04

13


Hình 2. 2 Đồ thị phụ tải phía 22kV
Bảng 2. 2 Phân bố công suất cấp điện áp 22kV
68

810

1012

1214

1416

1617

1718

186

S (MVA) 3.2

4.0

4.5

5.1

4.8

3.4

2.68

0

t (h)

14

2.3 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHƯƠNG ÁN 2 (DÙNG 2 MÁY BIẾN ÁP):

Hình 2. 3 Sơ đồ phương án 2
2.3.1 Tính Tmax và To phía cao
Bảng 2. 3 Bảng phân bố công suất theo giờ
t (h)

6-8

8-10

10-12

12-14

14-16

16-17

17-18

186

S (MVA)

10.5

20.5

38.5

42.95

35.5

15.8

10.3

0

420.2
5

1482.2
5

1844.
7

1260.2
5

249.6
4

106.0
9

0

S2(MVA) 110.25

 ∑S*ti = 337,8 (MVA) ;∑S2*ti = 10840,77 (MVA)
Thời gian sử dụng cơng suất cực đại phía cao:
Thời gian tổn thất cơng suất cực đại phía hạ:

2.3.2 Chọn sơ bộ cơng suất máy biến áp
Công suất máy biến áp chọn theo điều kiện quá tải sự cố. Khi một máy biến áp bị
sự cố, máy còn lại cho phép quá tải 1,4 lần.
15


Cơng suất định mức tính tốn:

 Ta chọn máy biến áp có số liệu sau:
- Cơng suất định mức: 31,0 MVA
- Tổn thất ngắn mạch: 86,0 kW
- Phần trăm điện áp ngắn mạch = 11 %
- Tổn hao không tải: 24,0 kW
2.3.3 Kiểm tra quá tải sự cố
* Hệ số trước quá tải 10 giờ:
Giờ
0-6

0

0

6

0,338710

0,114724

7

0,338710

0,114724

8

0,661290

0,437304

9

0,661290

0,437304

TỔNG

= 1,104056

: là khoảng thời gian 10 giờ trước quá tải.
* Hệ số lúc quá tải:
Giờ

12

1,241935

1,542402

14

1,385484

1,919566

16

1,145161

1,311394

TỔNG

= 4,773362

: là khoảng thời gian 6 giờ lúc quá tải.
16


 Hệ số sau quá tải 10 giờ:
Giờ
17

0,509677

0,259770

18

0,338710

0,114724

19-2

0

0

TỔN
G

= 0,374494

: là các khoảng thời gian 10 giờ sau quá tải.
2.3.4 Tổn thất điện năng trong trạm:
- Tính tổn thất điện năng trong trạm:

- Tính tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải:

(kWh/năm)

Giờ

1-6

0

0

6

0,338710

0,114724

7

0,338710

0,114724

8

0,661290

0,437304

9

0,661290

0,437304

10

1,241935

1,542402

11

1,241935

1,542402

12

1,385484

1,919566

13

1,385484

1,919566

14

1,145161

1,311394

15

1,145161

1,311394

16

0,509677

0,259770

17