CHƯƠNG IV: TRẠM BIẾN ÁP pptx

GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
CHƯƠNG IV
TRẠM BIẾN ÁP
I Tổng quan về chọn trạm biến áp :
1.1 Trạm biến áp:
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác.
Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện.
Theo nhiệm vụ, người ta phân ra thành hai loại trạm biến áp:
+ Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: Trạm này nhận điện từ
hệ thống 35÷220kV, biến thành cấp điện áp 15kV,10kV, hay 6kV, cá biệt có khi xuống 0.4
kV.
+ Trạm biến áp phân xưởng: Trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian và biến
đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải của các nhà máy, phân xưởng, hay
các hộ tiêu thụ. Phía sơ cấp thường là các cấp điện áp: 6kV, 10kV, 15kV,…. Còn phía thứ
cấp thường có các cấp điện áp : 380/220V, 220/127V., hoặc 660V.
Về phương diện cấu trúc, người ta chia ra trạm trong nhà và trạm ngoài trời.
+ Trạm BA ngoài trời: Ở trạm này các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ở ngoài trời,
còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên
dùng để phân phối cho phía hạ thế. Các trạm biến áp có công suất nhỏ (≤ 300 kVA) được đặt
trên trụ, còn trạm có công suất lớn thì được đặt trên nền bê tông hoặc nền gỗ. Việc xây dựng
trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm chi phí so với trạm trong nhà.
+ Trạm BA trong nhà: Ở tram này thì tất cả các thiết bị điện đều được đặt trong nhà.
Chọn vị trí, số lượng và công suất trạm biến áp:
Nhình chung vị trí của trạm biến áp cần thỏa các yêu cầu sau:
 Gần trung tâm phụ tải, thuận tiên cho nguồn cung cấp điện đưa đến.
 Thuận tiên cho vận hành, quản lý.
 Tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí vận hành,v.v…
Tuy nhiên, vị trí được chọn lựa cuối cùng còn phụ thuộc vào các điều kiện khác
như: Đảm bảo không gian không cản trở đến các hoạt động khác, tính mỹ quan,v.v…
Trong luận văn này ta sẽ đặt trong tầng hầm vì yêu cầu về mặt bằng.

Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 1 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
Chọn cấp điện áp: Do chung cư được cấp điện từ đường dây 15kV, và phụ tải của
chung cư chỉ sử dụng điện áp 220V ,và 380V. Cho nên ta sẽ lắp đặt trạm biến áp giảm áp
15/0.4kV để đưa điện vào cung cấp cho phụ tải của chung cư.
1.2 Chọn số lượng, công suất MBA :
Về việc chọn số lượng MBA, thường có các phương án: 1 MBA, 2 MBA,
3MBA.
- Phương án 1 MBA: Đối với các hộ tiêu thụ loại 2 và loại 3, ta có thể chọn
phuơng án chỉ sử dụng 1 MBA. Phương án này có ưu điểm là chi phí thấp, vận hành
đơn giản, nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao.
- Phương án 2 MBA: Phương án này có ưu điểm là độ tin cậy cung cấp điện
cao như chi phí khá cao nên thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ có công suất
lớn hoặc quan trọng ( hộ loại 1).
- Phương án 3 MBA: Độ tin cậy cấp điện rất cao nhưng chi phí cũng rất lớn
nên ít được sử dụng, thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ dạng đăc biệt quan
trọng.
Do vậy, tuỳ theo mức độ quan trọng của hộ tiêu thụ, cũng như các tiêu chí
kinh tế mà ta chọn phương án cho thích hợp.
II Vị trí số lượng trạm biến áp trong xí nghiệm
Vị trí tram biến p phải thỏa mn cc yu cầu cỏ bản sau đây
- An toàn và lien tục cung cấp điện
- Gần trung tâm phụ tải , thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
- Thao tc- Vận hnh – Quản lý dể dng
- Phịng nổ -Chy – Bụi bẩm
- Tiết kiệm vốn dầu tư- chi phí vận hành nhỏ
Vị trí của trạm biến p trung gian nn chọn gần trung tm phụ tải.song cần ch ý rằng đường

dây dẫn đén trạm thường có cấp điện áp 110-220kv
Vị trí của trạm biến ấp phân xưởng có thể ỏ bên ngoài,liền kề hoặc bên trong phân xưởng.
Số lượng trạm biến áp trong môt xí ngiệp phụ thuộc vào tính chấn quan trọng phụ tải về
mặt lien tục cung cấp điện.
III Xác định dung lượng trạm và dung lượng máy biến áp
Dung lượng của máy biến áp trong một xí nghiệp nên đồng nhất
Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản.đồng nhất và có chú ý đến sự phát triển của phụ tải
sau ny.
Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 2 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
Trạm biến p cung cấp cho hộ tiu thụ loại I nn dung 2 my.
IV Một số phương pháp chọn công suất may biến áp
4.1. xác định dung lượng máy biến áp phân xưởng theo mật độ phủ tải .ĩ(KVA/m
2
)
Phương pháp này sẻ đơn gản .chỉ cần tính mật độ phụ tải sau biểu thức sau đây rồi
tra bản sẻ được công suất cần thiết cho trạm biến áp cần tính toán
ϕ
σ
cosF
p
=
Trong đĩ
∑
=
đnc
pkP

F

: Diện tích khu vực phụ tải tập trung ,m
2
∑
đ
p
:
Tổng cơng suất đặt.
nc
K
: Hệ số nhu cầu
ϕ
Cos
: Hệ số cơng suất trn thanh ci cảu trạm
Bản xc dịnh dung lượng của tram theo
σ
Mật độ phụ tải
KVA/m
2
Cơng suất trạm
một my biến p -
KVA
Mật độ phụ tải
KVA/m
2
Cơng suất trạm
hai my biến p -
KVA
0,004

0,010
0,023
0,061
0,121
0,292
0,695
180
240
310
420
560
780
p1000
0,004
0,022
0,052
0,125
0,282
0,670
1,610
2 x 100
2 x 180
2 x 240
2 x 320
2 x 420
2 x 560
2 x 750
4.2. Xác định dung lượng MBA phân xưởng theo mật độ phụ tải và chi phí vận hành
hang năm.:
Bản xác định dung lương máy biến p

Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 3 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
Phí tổn đi năng trong một năm cảu 1KV thiết bị
(1KV – Năm)
Cơng suất của
my biến p -
KVA
400 600 800 1000
Mật đọ phụ tải
σ
(KVA/
2
m
)
- 0,006 0,009 0,013 180
- 0,012 0,012 0,032 240
0,018 0,036 0,051 0,075 320
0,036 0,068 0,118 0,170 420
0.083 0,162 0,276 0,400 560
0,205 0,390 0,670 0,970 750
Hai phương pháp trên hai được dùng trong tinh toán sơ bộ.
Khi cần tính toán chính xác phải chon máy biến áp theo phương pháp khả
năng quá taỉ cho phép.
4.3 Xc định dung lượng máy biến áp theo khả năng quá tải cho phép:
Sau khi xác định được phụ tải tính toán phía điện áp thấp của MBA phân xưởng có
chú ý dến sự pht triển của phụ tải sau ny v tính chất đồng thời của phụ tải là ta có đủ tư
liệu để tính chọn dung lượng máy biến áp.

Nhưng vì my biến p vận hnh với điều kiện khác với ddieuf kiện tiêu chuẩn. đ
chọn khi thiết kế chế tạo vì vậy phải hiệu chỉnh lại dung lượng máy biến áp đ chọn
Máy biến áp được thiêt kế ,chế tạo với tuổi thọ từ 17> 20 năm vận hành trong điều
kiện lớp dầu phía trên không quá 90
0
C khi nhiệt độ tăng quá 8
0
C thì tuổi thọ my giảm 50%
Nhiệt độ trung bình khi vận hnh vo khoản 70 – 80
0
C Nhiệt độ phát nóng cục bộ cho
phép lớn hơn nhiệt độ trung bình 15
0
C

Tất cả cc máy biến áp làm việt ở những nơi có nhiệt
độ trung bình hang năm lớn hơn 5
0
C điều phải hiệu đính lại theo biểu thức.
S=S
đm
(1-
100
5−
tb
θ
)
Trong đó
S : Dung lượng đ hiệu đính theo nhiệt độ trung bình KVA
S

đm
: Dung lượng định mức trn biển my KVA
Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 4 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
tb
θ
:Nhiệt độ trung bình hằng năm của môi trường đặc máy
0
C
Khi nhiệt độ môi trường đặc máy có nhiệt độ cực đại lớn hơn 35
0
C thì ta phải hiệu
đính them một lần nữa
S=S
đm
(1-
( )
100
5
1
100
35 −
−
−
tbcđ
θθ
Trong đó.

cđ
θ
: Nhiệt độ cực đại của môi trường đặc máy.
0
C
Qua hai lần hiệu đính theo nhiệt độ dung lượng của máy biến áp giảm đi khá lớn
.Như vì phụ tải mua đông và mùa he khác nhau khá xa .Máy biến áp lại có khả năng quá tải
nhất định nên người ta đưa ra hai qui tắc quá tải cho phép.
 Qui tắc qu tải 3%
Nếu phụ tải vận hành thấp hơn phụ tải định mức 10% thì khi cần thiết cĩ thể
cho php qu tải 3%
Qui tắc này chỉ áp dụng khi nhiệt độ khong khí xung quanh khơng qu 35
0
C
Biểu thức xc định mức quá tải cho phép 3%
100
10
100
3%
k
m
−
=
(%)
Km-70
Km-
Trong đó
K : Hệ số điền kính phụ tải .
K=
∑

cđ
IIt 24/
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa bộ số quá tải m và thời gian
quá tải cho phép
Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 5 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
I
Max
/I
cđ
Km-0.6

Km-0.65
80
Km-0.90
Km10

0 4 8 12 16 20 Giời
 Qui tắc tải 1%
Trong cc thng 6,7,8 của ma he m phụ tải trung bình cực đại hang năm nhỏ hơn công
suất đinh mức thì khi cn thiết kế cĩ thể cho php qu tải với tỉ lệ tưng ứng
Nhưng mức quá tải tối đa không quá 15%
Kết hợp với cả 2 qui tắc với MBA đặc ngoài trời không cho phép quá tải lớn hơn
30% .
Với MBA đặc trong nhà không cho phép quá tải hơn 20%
Bộ số qu tải :
m=I

max
/I
đm
cĩ quan hệ với thời gian qu tải cho php t
qt
Mức độ và thơi gian quá tải nói ở trên là uwngsa với trang thái làm việc bình
thường của MBA
Trong trạng thái sự cố của mạng điện .Máy biến áp được phép quá tải đến 140%
Khả năng lúc quá tải sự cố của máy biến áp dầu làm mát tự nhiên.
Bộ số qu tải m=I
max
/I
đm
1.3 1.6 1.57 2.0 2.4 3.0
Thời gian cho php qu tải t
qt
-pht 120 30 15 7.5 3.5 1.5
V Xác định dung lượng MBA Với phụ tải không cân băng :
Trong một số xí nghiệp có nhiều phụ tải 1 pha.Máy biên áp của xi nghiệp đó
có khả năng làm việt với phụ tải không cân bằng giữa các pha
Trong trường hợp này ta không chọn dung lượng MBA theo pha có phụ tải lớn nhất
mà chọn theo một phụ tải tính toán nhỏ hơn đẻ MBA được vận hành quá tải cho phép
được xác định như sau
Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 6 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ

















+








++
==
2
2
145.01
525,1
C

B
A
B
đm
A
I
I
I
I
I
I
m

Trong đó.
I
A
: Dịng điện pha A là pha có phụ tải lớn nhất.
I
B
I
C
: Dịng điện pha B,C.
I
đm
: Dịng điện định mức MBA.
Cần ch ý rằng việt chọn dung lượng MBA .Số lượng các trạm máy biến áp phụ thuộc
vào nhiều yếu tố khác như.:công suất của phụ tải ,mức độ tập trung hai phân tán của
phụ tải .loại hộ dùng điện .khả năng phát triển của phụ tải và các yêu cầu đặc biệc
khác.
Vì vậy cần phải xem xt cc yếu tố trn một cch tồn diện và lựa chọn phương án dựa

trên cơ sở tinh toán ,so sánh kinh tế - kỹ thuật .
VI Xác định dung lượng tối ưu của MBA Phân xưởng :
Điều kiện chọn MBA S
B
≥

S
pt
là điều khiện phát nóng.
Đối với 1 phụ tải S
pt
cho trước thì cĩ nhiều máy biến áp có dung lượng khác nhau
thỏa mn điều kiện phát nóng trên .
Vì vậy caanfn xt them điều kiện vận hành kinh tế,có ngĩa là đm bảo cho tổn thất
điện năng trong MBA là nhỏ nhất.
S
B
≥
S
tp
v
∆
A
B
→
Min.

τ
2
0









∆+∆=∆
đm
pt
NB
S
S
PtPA
Trong đó:
0
P∆
:Tổn thất cơng suất khơng tải KW.
N
P∆
: Tổn thất cơng suất tc dụng ngắn mạch KW
t : Thời gian vận hnh MBA 860 Giờ
τ
: Thời gian chiệu tổn thất cơng suất lớn nhất.
Xét quan hệ giửa tổn thất điện năng với tham số của máy biến áp khi cho trước chế
độ vận hành (t
s,
S
pt

,
τ
).
Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 7 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
Nếu tăng dung lượng máy biến áp thì
0
P∆
v
N
P∆
tăng lên , cịn hệ số phụ tải
K
pt
=S
pt
/S
đm
giảm xuống .
Điểm cực tiểu trên đồ thị là giá trị tối ưu.
8-
7-
6-
∆
A
B
5-

4-
∆
P
0
t
3-
2-
1-
0-
∆
P
N
(S
pt
/S
dmB
)
2
τ
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Khi
τ
tăng ,Máy biến áp càn vận hành đầy tải thi dung lượng tối ưu của MBA càng
tăng.
VII vận hnh trạm biến p
1. Khi niệm
- Khi thiết kế trạm biến p v cc thiết bị phn phối trong trạm
ngồi việc thỏa mn cc yu cầu về kinh tế-kỹ thuật cịn ch ý tới vấn đề an toàn và
thuận lợi trong vận hành.
- Thiết kế v vận hnh cĩ quan hệ mật thiết với nhau, thực triễn vận hnh sẽ

giúp ta có những kinh nghiệm đề thiết kế,ngược lại vận hành là bước thử nghiệm
lại xem thiết kế có tốt hay không.
- Muốn vận hành tốt phải nắm vững tinh thần của bản thiết kế.Phải căn cứ
vào các qui trình qui phạm để đề ra các qui định cụ thể trong vạn hành.
2. Nguyn tắc vận hnh
- Khi bắt đầu cung cấp điện
+ Đóng các cầu dao cách ly của dường dây vào trạm.
+ Đóng dao cách ly của thiết bị chống sét.
Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 8 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
+ Đóng dao cách ly phân đoạn thanh cái cao áp và hạ áp.
+ Đóng máy cắt cao áp của đường dây vào trạm.
+ Đóng cầu dao sau đó đóng máy cắt của máy biến áp.
+ Đóng máy cắt hạ áp của máy biến áp.
+ Đóng máy cắt của cát đường dây về các phân xưởng.
- Khi ngừng cung cấp điện
+ Cắt máy cắt của các đường dây về các phân xưởng.
+ Cắt my cắt phía hạ p của my biến p.
+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly phía cao áp của máy biến áp.
+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly của đường dây vào trạm.
- Đóng máy biến áp vào vận hành.
+ Đóng máy cắt sau đó đóng cầu dao cách ly phía cao áp của máy biến áp
đưa vo vận hnh.
+ Đóng máy cắt phía hạ áp của máy biến áp.
+ Cắt máy cắt sau đó cắt cầu dao cách ly phía cao áp của máy biến áp
Kiểm tra định kỳ
+ Kiểm tra màu sắc của dầu cách điện và kiểm tra độ cao của mức dầu.

+ Kiểm tra sứ đỡ thanh góp.
+ Kiểm tra chiếu sng.
+ Kiểm tra phương tiện phịng chy chữa chy v bảo hộ lao động.
VIII tính tram biến p:
TN
M.BẰNG
DIỆN
TÍCH
Pđ(KW) Kmax tgư Ptt Qtt Stt
T.TRỆT 384 15.188 1 0.99 15188 15036 3.1
TNG1 384 28.254 1.29 0.82 36447 29886 4.7
TẦNG2 384 13.480 1.38 0.67 18602 12463 2.23
Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 9 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
TẦNG3 384 5.910 2 1.04 11820 12292 1.7
TỔNG 1536 62.832 82057 69677 11.73
Sba=Stt * Kdt *Kđt =11.73*0.8*1.5=14.076KW
S'=Sba * (1- Ưtb - 5 )/100=14.076 * ( 1- 35 – 5 )/100 = 9.85KW
ĐK : S' > Sba cho nn ta chọn Sba = 25kw
Sba=Stt * Kdt *Kđt =25 * (1 – 35 – 5 )/100 = 17.5 kw thỏa điều kiện

Quy tắc qu tải 3%

m% = 17.5 *3 /100 = 0.525kw
Quy tắc qu tải 1%
m% = 17.5 * 1 /100 = 0.175 kw
Ta co : ∑S =14.076 +9.85 +0.525 + 0.175 =24.626 (KW)

Ta chọn my biến p ba pha hai dy quấn do CHLB Nga chế tạo :
Loại my
biến p
Công
suất
định
mức
Thơng
số kỷ
thuật
Thơn
g số
tính
tốn
Udn
(kv)
Un
(%)
∆
Ptt
(kw)
∆
P0
(kw)
I
0
(%
)
r
t

(
Ω
)
x
t
(
Ω
)
∆
Q
0
(kvar)
Cuộn
cao p
Cuộn
hạ p
Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 10 -
GVHD : ThS. Lê Phong Phú
TC ĐCN 08A Bài Tập Lớn CCĐ
TM-25/6 25 6.3 0.4;0.
23
4.5-
4.7
0.6-
0.69
0,105-
0.125
3.2 39.6 54 0.8

Nhóm Thực Hiện:
Nhất Nguyên- Đình Nghị
- 11 -