Đồ án tốt nghiệp ngành hệ thống điện vu ngoc tan

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

1

LỜI MỞ ĐẦU
1.
Lý do chọn đề tài:

Điện năng là dạng năng lượng đặc biệt có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng
khác như cơ năng, nhiệt năng, quang năng…được sản xuất và truyền tải đi xa với công suất
lớn, do vậy nó trở thành một trong những nguồn năng lượng quan trọng nhất, tham gia vào tất
cả các hoạt động trong cuộc sống con người, là nền tảng cho cơ sở sản xuất. Ở bất kì quốc gia
nào trên thế giới, ngành Điện cũng được ưu tiên hàng đầu để có thể đáp ứng được nhu cầu của
con người và sự phát triển của nền kinh tế.
Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang trên đà từng bước phát triển, đời sống nhân dân
ngày càng được nâng cao.Nhu cầu điện năng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch
vụ và đặc biệt là sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Đồng thời nhận thức và yêu cầu của con
người về điện năng càng ngày càng được nâng cao. Vấn đề chất lượng điện năng cung cấp càng
được đNy mạnh và đòi hỏi cần phải đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của khách hàng về chất lượng
điện.
Hiện nay khoa học kĩ thuật phát triển kèm theo đó là những bước tiến trong việc áp dụng
các biện pháp nhằm cải thiện và nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho phụ tải. Có rất
nhiều các biện pháp có thể áp dụng để giảm lượng tổn thất trong quá trình truyền tải và phân
phối điện, một trong những biện pháp đó là giảm bán kính cung cấp điện của các MBA phân
phối, giúp đi sâu vào trung tâm từng vùng phụ tải nhằm giảm lượng tổn thất điện áp, nâng cao
chất lượng điện năng cung cấp.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: lưới điện phân phối hạ áp

- Phạm vi nghiên cứu: Tính toán và đánh giá chất lượng điện năng của lộ 972 TGLT lưới
điện huyện Tiên Lãng – Hải Phòng trong phương án hiện trạng. Tính toán và đánh giá chất
lượng điện năng phương án cải tạo là phân vùng phụ tải, chia nhỏ các cụm phụ tải lớn thành
các vùng phụ tải nhỏ hơn, sử dụng các MBA 1 pha công suất nhỏ nhằm giảm bán kính cung
cấp điện của các MBA phân phối, giúp nâng cao chất lượng điện năng cung cấp tới phụ tải.
Đánh giá 2 phương án và đưa ra nhận xét chung. Từ đó đưa ra giải pháp giúp nâng cao chất
lượng điện năng mạng hạ áp trong quá trình phân phối điện.
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

2


3.Bố cục của đề tài:
Đề tài bao gồm 6 chương:
- Chương 1: Hiện trạng lưới điện phân phối và mục tiêu đồ án.
- Chương 2: Tổng quan về MBA và phương pháp đấu nối.
- Chương 3:So sánh hiện trạng cấp điện trạm An Thạch( 3 pha-180 kVA)với phương
án sử dụng các MBA 1 pha 75 kVA.
- Chương 4: So sánh kĩ thuật hiện trạng lộ 972 TGLT lưới điện huyện Tiên Lãng với
phương án sử dụng MBA 1 pha.
- Chương 5: So sánh các chỉ tiêu kinh tế 2 phương án.
- Chương 6: Kết luận chung.
Việc lên ý tưởng và thực hiện đồ án này, chúng em đã nhận được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận
tình của thầy Phạm Anh Tuân, kết hợp vận dụng các kiến thức đã học trong trường lớp đểviết
đồ án này.
Tuy nhiên do hạn chế về trình độ và thời gian, lượng kiến thức còn nhiều thiếu sót, khả
năng còn nhiều hạn chế nên trong việc thực hiện đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót.

Chúng em mong nhận được sự đánh giá và tham gia góp ý của các thầy cô.

Sinh viên thực hiện
Mai Thị Hồng Nhung
Hà Duy Quỳnh
Vũ Ngọc Tân

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

3

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

4


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

5



Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

6

MỤC LỤC
CHƯƠNG I: 10
HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 10
1.1. Hiện trạng lưới điện phân phối: 10
1.2. Mục tiêu đồ án: 12
CHƯƠNG II 13
TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI 13
2.1.Tổng quan về máy biến áp (MBA): 13
2.1.1.Cấu tạo: 13
CHƯƠNG III: SO SÁNH HIỆN TRẠNG CẤP ĐIỆN TRAMH AN THẠCH ( 3 PHA – 180
KVA) VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG CÁC MBA 1 PHA 75 KVA 18
3.2. Phương án ban đầu 18
3.3. Đề xuất phương án cải tạo 23
CHƯƠNG IV: SO SÁNH KỸ THUẬT HIỆN TRẠNG LỘ 972 TGLT LƯỚI ĐIỆN HUYỆN
TIÊN LÃNG VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG MBA 1 PHA 31
4.1. Giới thiệu chung: 31
4.2. Thực trạng và đề xuất phương án thay thế 31
4.3. Phương pháp chọn dây dẫn và tính toán tổn thất 32
4.3.1. Phương pháp chọn dây dẫn 32

4.3.2. Phương pháp tính toán tổn thất 34
4.4. Tính toán cho lộ 972 TGLT 35
4.5. So sánh 2 phương án về kĩ thuật 82
CHƯƠNG V 83
SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 2 PHƯƠNG ÁN 83
5.1. Xây dựng hàm chi phí tính toán 83
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

7

5.1.1. Vốn đầu tư các phương án 83
5.1.2. Chi phí tổn thất điện năng 85
5.1.3. Xác định hàm chi phí tính toán: 85
CHƯƠNG VI 87
KẾT LUẬN 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO 90


Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

8

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Thông số MBA 3 pha sử dụng: 18

Bảng 3.2. Kết quả tính toán lại phương án sử dụng MBA 3 pha trạm An Thạch: 22
Bảng 3.3. Thông số MBA thay thế 24
Bảng 3.4. Bảng chi phí vốn đầu tư MBA……… ………………………………………20
Bảng 3.5. Bảng chi phí đầu tư dây dẫn………………………………………………… 21
Bảng 3.6. Bảng kết quả tính toán trạm An Thạch 28
Bảng 3.7. Bảng tổng hợp kết quả trạm An Thạch 29
Bảng 4.1. Giới hạn tiết diện dây dẫn hạ áp 32
Bảng 4.2. Giới hạn bán kính cung cấp điện hạ áp 32
Bảng 4.3. Thông số trạm Xóm Đồn 38
Bảng 4.2. Thông số trạm Dương Áo 40
Bảng 4.3. Thông số trạm Thái Hòa 43
Bảng 4.4. Thông số trạm Văn Vấn 45
Bảng 4.5. Thông số trạm Xóm Kim 48
Bảng 4.6. Thông số trạm Đồng Dâu 50
Bảng 4.7. Thông số trạm Nam Hưng Xã 52
Bảng 4.8. Thông số trạm Xuân Trại 54
Bảng 4.9. Thông số trạm Thanh Lan- Tân Hưng 56
Bảng 4.10. Thông số trạm Lộ 5 Đông Hưng 59
Bảng 4.11. Thông số trạm Thái Hưng 62
Bảng 4.12. Thông số trạm Tiên Hưng 2 64
Bảng 4.13. Thông số trạm Vam Trên 66
Bảng 4.14. Thông số trạm Đông Hưng Xã 68
Bảng 4.15. Thông số trạm Duyên Hải 71
Bảng 4.16. Thông số Lộ 3 Đông Hưng 73
Bảng 4.18. Thông số trạm Bạch Xa 79
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

9

Bảng 4.19. Thông số trạm Hùng Thắng 81
DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1. Trạm biến áp An Thạch 19
Hình 4.2. Trạm biến áp An Thạch 1 pha 25
Hình 4.1. Trạm biến áp Xóm Đồn 37
Hình 4.2. Trạm biến áp Dương Áo 39
Hình 4.3. Trạm biến áp Thái Hòa 42
Hình 4.4. Trạm biến áp Văn Vấn 44
Hình 4.5. Trạm biến áp Xóm Kim 47
Hình 4.6.Trạm biến áp Đồng Dâu 49
Hình 4.7. Trạm biến áp Nam Hưng xã 51
Hình 4.8. Trạm biến áp Xuân Trại 53
Hình 4.9. Trạm biến áp Thanh lan – Tân Hưng 55
Hình 4.10. Trạm biến áp Lộ 5 Đông Hưng 58
Hình 4.11. Trạm biến áp Thái Hưng 61
Hình 4.12. Trạm biến áp Tiên Hưng 63
Hình 4.13. Trạm biến áp Vam Trên 65
Hình 4.14. Trạm biến áp Đông Hưng xã 67
Hình 4.15. Trạm biến áp Duyên Hải 70
Hình 4.16. Trạm biến áp Lộ 3 Đông Hưng 72
Hình 4.17a. Trạm biến áp Bắc Hưng 1 74
Hình 4.17b. Trạm biến áp Bắc Hưng 2 75
Hình 4.18. Trạm biến áp Bạch Xa 78
Hình 4.19. Trạm biến áp Hùng Thắng 80

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp

SVTH: Vũ Ngọc Tân

10

CHƯƠNG I:
HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ MỤC TIÊU ĐỒ ÁN
1.1. Hiện trạng lưới điện phân phối:
Phân phối điện là khâu cuối cùng của hệ thống điện nhằm đưa điện năng trực tiếp đến
người tiêu dùng.Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp và lưới điện phân phối hạ
áp.Tính tới cuối năm 2004, nước ta đã có khoảng 115.000 km tổn chiều dài đường dây trung
áp; 110.000 tổng chiều dài đường dây hạ áp và tổng dung lượng các trạm biến áp khoảng
29.000MVA. Lưới điện phân phối có nhiệm vụ chính trong việc đảm bảo chất lượng điện năng
phục vụ phụ tải(bao gồm chất lượng điện áp và độ tin cậy cung cấp điện).


Lưới điện phân phối: gồm 2 phần
- Lưới điện phân phối trung áp có điện áp 6, 10, 15, 22,35kV phân phối điện cho
các trạm phân phối trung áp/ hạ áp và các phụ tải trung áp.
- Lưới điện phân phối hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220V, 220/110V.
Lưới điện phân phối có tầm quan trọng đặc biệt trong hệ thống điện và mang những đặc
điểm đặc trưng:
- Trực tiếp đảm bảo chất lượng điện năng cho các phụ tải.
- Giữ vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho
phụ tải. Theo thống kê, có tới 98% điện năng bị mất là do sự cố hoặc ngừng điện có kế
hoạch lưới điện phân phối và cóa ảnh hưởng to lớn tới sinh hoạt của nhân dân và các
hoạt động kinh tế- xã hội.
- Sử dụng tỉ lệ vốn đầu tư rất lớn trong tổng vốn đầu tư cho hệ thống điện.
- Tổn thất điện năng lớn.
Lưới phân phối trực tiếp cung cấp điện cho các thiết bị điện nên ảnh hưởng trực tiếp tới

tuổi thọ, công suất và hiệu quả làm việc của các thiết bị điện.
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

11

Hệ thống điện miền Bắc tồn tại các cấp điện áp phân phối 6, 10,22,35kV; hạ áp
380/220V,220/110V.
- Cấp 6, 10kV là cấp điện áp phân phối chủ yếu của miền Bắc,với bán kính cung cấp
điện từ 8 đến 10 km và phụ tải từ 0,5 đến 4 MVA mỗi lộ đường dây;
- Điện áp 35kV chủ yếu dùng làm cấp phân phối, bán kính cung cấp lên tới 20-50km,
phụ tải 3-20MVA mỗi lộ dây;
- Cấp điện áp 22 kV thích hợp với bán kính cung cấp điện từ 15-35km, công suất tải từ
3-10 MVA. Do đó phù hợp cung cấp điện cho một thành phố, một tỉnh hay phụ tải
liên huyện…
Do thời gian xây dựng và vận hành khá dài dẫn tới sự xuống cấp của lưới điện phân phối
nói chung đặc biệt là lưới phân phối hạ ápdẫn tới cung cấp điện không đảm bảo chất lượng điện
năng, khả năng cung cấp điện nhỏ, tổn thất điện năng trên lưới lớn, suất sự cố lớn, việc sửa
chữa và quản lí gặp nhiều khó khăn. Một số các tình trạng lưới điện phân phối nước ta đang
gặp phải như:
- Đường dây phân phối quá dài, bán kính cung cấp điện lớn;
- Tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đường dây bị xuống cấp, không được cải tạo nâng cấp;
- Máy biến áp phân phối thường xuyên mang tải nặng hoặc quá tải;
- Vận hành không đối xứng liên tục dẫn tới tăng tổn thất trên MBA;
- Vận hành với hệ số cosφ thấp…
Việc nâng cao chất lượng điện năng mang một ý nghĩa chiến lược vì chất lượng điện
năng ảnh hưởng trực tiếp tới kinh tế- kĩ thuật và sức khỏe của con người. Vì vậy mục tiêu nâng
cao chất lượng điện năng là một nhiệm vụ cấp bách mang tính chất toàn cầu đặc biệt trong thị

trường điện cạnh tranh ngày nay. Theo thống kê của EVN, năm 2012 tổng mức tổn thất điện
năng vào khoảng 9% trong đó tỉ lệ tổn thất điện năng trên lưới truyền tải là 2,35%, trên lưới
phân phối là 6,65%.
Qua đó ta thấy lượng tổn thất trên lưới hạ áp chiếm tỉ lệ cao nhất trong quá trình truyền
tải và phân phối điện năng.Vì vậy muốn giảm tổn thất, một trong những nhiện vụ quan trọng là
giảm các tổn thất trên lưới điện hạ áp, đưa điện áp tới tận phụ tải để nâng cao chất lượng điện
năng.
Một trong những biện pháp nhằm nâng cao chất lượng điện năng đem lại hiệu quả khá
cao là tối ưu hóa chế độ vận hành của lưới, giảm chiều dài đường dây, cải thiện tiết diện
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

12

dây dẫn và giảm bán kính cung cấp điện. Theo đó, để giảm bán kính cung cấp điện, trên thế
giới đã nhiều quốc gia sử dụng MBA công suất nhỏ thay cho việc sử dụng MBA 3 pha công
suất lớn nhằm cải thiện bán kính cung cấp điện, chia nhỏ phụ tải, phân vùng phụ tải, đi sâu vào
từng cụm phụ tải.
1.2. Mục tiêu đồ án:
Ta có thể thấy chất lượng điện năng có ảnh hưởng to lớn tới các thiết bị điện, làm giảm
tuổi thọ, giảm hiệu suất làm việc của các thiết bị điện và gây tác động không tốt tới sức khỏe
người sử dụng.
VD: - Các thiết bị chiếu sáng rất nhạy cảm với điện áp, khi điện áp giảm 2,5% thì quang
thông của đèn dây tóc giảm 9%;
- Với động cơ đồng bộ khi điện áp thay đổi làm cho mô men quay thay đổi,khả
năng phát công suất phản kháng của máy phát và máy bù đồng bộ giảm đi khi điện áp giảm quá
5% so với định mức,…
Vì vậy mục tiêu đặt ra hàng đầu là giảm thiểu lượng tổn thất điện áp trong quá trình phân

phối điện năng nhằm mục đích nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho các phụ tải điện,
đặc biệt là các phụ tải điện quan trọng.
Có rất nhiều phương pháp có thể sử dụng làm tăng chất lượng điện năng trong lưới điện
phân phối như:
- Tối ưu hóa các chế độ vận hành của lưới.
- Hạn chế vận hành không đối xứng.
- Giảm chiều dài đường dây, cải tạo nâng tiết diện dây dẫn.
- Giảm bán kính cung cấp điện của các MBA phân phối.
- Tăng dung lượng các MBA chịu tải nặng, quá tải; lắp đặt các hệ thống tụ bù…
Mục tiêu của đồán nhằm nâng cao chất lượng điện áp cao nhất có thể bằng việc:
- Giảm thiểu bán kính cung cấp điện của các MBA phân phối;
- Chia nhỏ các phụ tải lớn thành các cụm phụ tải nhỏ hơn;
- Đi sâu cung cấp điện vào từng cụm phụ tải…
- Vì vậy thay thế các MBA 3 pha công suất lớn bằng các MBA công suất nhỏ hơn
phù hợp với từng vùng, từng cụm phụ tải.
Theo đó, việc sử dụng các MBA 3 pha có công suất nhỏ (<100kVA) sẽ không kinh tế và
gây tổn thất lớn. Thay thế vào đó ta sử dụng các MBA 1 pha công suất 50, 75 kVA sẽ kinh tế,
tiết kiệm chi phí và giảm thiểu lượng tổn thất điện năng trong quá trình phân phối, chất lượng
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

13

điện năng được đảm bảo hơn.
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐẤU NỐI
2.1.Tổng quan về máy biến áp (MBA):
2.1.1.Cấu tạo:

Cấu tạo của máy biến áp ba pha gồm 3 phần chính: lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
a.Lõi thép:
Lõi thép dùng làm mạch dẫn từ,đồng thời làm khung để quấn dây quấn. Theo hìnhdáng
lõi thép người ta chia ra:
- Máy biến áp theo kiểu lõi hay kiểu trụ:Dây quấn bao quanh trụ thép.Loại này hiện rất
thông dụng cho các máy biến áp 1 pha và 3 pha có dung lượng nhỏ và trung bình
- Máy biến áp kiểu bọc:Mạch từ được phân nhánh ra hai bên và bọc lấy 1 phần dây
quấn.Loại này thường chỉ dùng trong vài ngành chuyên môn đặc biệt như máy biến
áp dùng trong lò luyện kim,các máy biến áp 1 pha công suất nhỏ.
b.Dây quấn:
Dây quấn là bộ phận dẫn điện của MBA,làm nhiệm vu thu năng lượng vào và truyền
năng lượng ra.Dây quấn thường làm bằng đồng hoặc nhôm. Theo cách sắp xếp dây quấn cao
áp và hạ áp,ngưởi ta chia ra làm 2 loại dây quấn chính: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen
kẽ.
c.Vỏ máy:
Gồm 2 bộ phận chính là thùng máy và nắp thùng.
2.2.2.Nguyên lí hoạt động
Máy biến áp được chế tạo theonguyên lí cảm ứng điện từ. Khi có điện áp xoay chiều
đặt vào cuộn dây sơ cấp W
1
, trong cuộn dây sơ cấp sẽ có một dòng điện i
1
chạy qua, dòng
điện i
1
cảm ứng trong lõi thép một từ thông Ф
1
. Từ thông Ф
1
móc vòng qua cuộn dây thứ cấp

W
2
sinh ra trong cuộn dây thứ cấp một sức điện động cảm ứng. Do cuộn dây thứ cấp của
máy biến áp có trở kháng nên tại cuộn dây thứ cấp xuất hiện một điện áp giáng U
0
lúc này
sức điện động:
E
2
= i
2
.(Z
2
+ Z
0
) = i
2
Z
0
+ i
2
Z
2
= U
0
+ U
2

Trong đó:
- U

0
là điện áp giáng trên nội bộ cuộn dây thứ cấp W
2

- U
2
là điện áp giáng trên phụ tải mạch ngoài Z
2
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

14



2.2. Đấu nối máy biến áp
1.Tổ đấu dây MBA 3 pha
Các cuộn dây của máy biến áp 3 pha thường có một trong ba cách đấu dây như sau:
- Đấu sao : Y
- Đấu tam giác: ∆
- Đấu zích zắc : Z ( loại này thường ít được sử dụng)
Tùy theo thiết kế mà các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của MBA thường có một chiều quấn
dây và một kiểu đấu dây nhất định. Khi vận hành sẽ xuất hiện góc lệch pha giữa điện áp cao thế
và hạ thế. Góc lệch pha điện áp phụ thuộc vào cách đấu dây của các cuộn dây và tạo ra các tổ
đấu dây khác nhau như: Y/∆-5, Y/∆-11, Y/Y
0
-6 ,Y/Y
0

-12,…
Đối với máy 3 pha cấp điện áp 10/0,4 kV để lấy được cả điện áp dây và điện áp pha,
cuộn thứ cấp của MBA thường được đấu Y
0
. Tổ đấu dây có thể là Y/Y
0
hoặc ∆/Y
0
.
Thông thường các máy biến áp có công suất nhỏ hơn hoặc bằng 250 kVA sẽ sử dụng tổ
đấu dây Y/Y
0
-12.Còn đối với các máy biến áp có công suất lớn hơn 250 kVA thì tổ đấu dây sẽ
là ∆/Y
0
– 11. ( Theo quy định tiêu chuNn kỹ thuật vật tư thiết bị lưới điện phân phối ).
- Tổ đấu dây Y/Y
0
-12:

Nếu cuôn dây sơ cấp và thứ cấp cùng đấu sao có trung điểm cuộn thứ cấp nối đất và có
cùng chiều quấn dây, khi vận hành sẽ xuất hiện góc lệch pha của điện áp phía sơ cấp và thứ cấp
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

15

là 360

0
, lấy 360
0
chia cho 30
0
được 12 ta có tổ đấu dây Y/Y
0
-12 .


- Tổ đấu dây ∆/Y
0
– 11 :
a
b
c
A
B
C
UAB
Uab
α = 330
UAB
C
A
b
a
Uab
c
B

n
4 Ω


Nếu cuộn dây sơ cấp đấu tam giác và cuộn dây thứ cấp đấu sao có trung điểm cuộn thứ
cấp nối đất và lệch nhau một góc 330
0
. Khi vận hành sẽ xuất hiện góc lệch pha của điện áp phía
sơ cấp và thứ cấp là 330
0
, lấy 330
0
chia cho 30
0
được 11 ta có tổ đấu dây ∆/Y
0
– 11.
2.Tổ đấu dây máy biến áp 1 pha và cách đấu 3 MBA 1 pha thành MBA 3 pha.
Máy biến áp 1 pha sử dụng 2 tổ đấu dây là I/I
0
hoặc I/2I
0
.


Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

16


Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

17

Khi phụ tải cần điện áp 3 pha ta có thể đấu nối 3 máy biến áp 1 pha thành máy biến áp 3
pha:


Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

18

CHƯƠNG III: SO SÁNH HIỆN TRẠNG CẤP ĐIỆN TRẠM AN THẠCH ( 3 PHA – 180
KVA) VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG CÁC MBA 1 PHA 75 KVA
3.1. Phương pháp đánh giá
Bằng việc xây dựng 2 phương án cung cấp điện mạng hạ ápcho một khu vực phụ tải,
một phương án sử dụng các MBA 3 pha như hiện trạng sử dụng và một phương án đề xuất chia
nhỏ các khu vực phụ tải lớn thành cácvùng, cụm phụ tải nhỏ hơn; đưa ra phương án thay thế
một MBA 3 pha công suất lớn bằng một hoặc vài MBA 1 pha có công suất nhỏ hơn song vẫn
đảm bảo cung cấp đầy đủ điện năng thỏa mãn nhu cầu điện cho các phụ tải dựa trên các số liệu
tiêu thụ điện có sẵn của các vùng, các cụm phụ tải đó.

Sau đó tính toán đưa ra các kết quả về chỉ tiêu kĩ thuật và chỉ tiêu kinh tế bao gồm tổn
thất điện áp, tổn thất công suất và tổn thất điện năng hằng năm, đánh giá chất lượng điện năng
cung cấp cho phụ tải của 2 phương án.
Từ đó, so sánh 2 phương án về các mặt kĩ thuật và kinh tế, đề cao phương diện chất
lượng điện năng cung cấp cho phụ tải và đưa ra các kết luận cần thiết.
3.2. Phương án ban đầu
Trạm biến áp An Thạch là một trong những trạm biến áp sử dụng MBA 3 pha của lưới
điện huyện Tiên Lãng, với công suất thiết kế 180 kVA, cung cấp điện sinh hoạt cho toàn bộ
dân cư thuộc thôn An Thạch, xã Kiến Thiết, huyện Tiên Lãng, thành phố Hải Phòng.
Trạm ba pha An Thạch gồm 2 xuất tuyến:
- Xuất tuyến 1 có công suất 130 kVA, bán kính cung cấp điện 1.067m;
- Xuất tuyến 2 có công suất thiết kế 50 kVA có bán kính cung cấp điện 591m;
- Hệ số cosφ =0,9 đã được tính toán bù với hai trạm bù cho toàn bộ lưới điện huyện
Tiên Lãng;
Bảng 3.1: Thông số MBA 3 pha sử dụng:
MBA
Hãng sản
xuất
S
đm

(kVA)
Điện áp(kV) Tổn thất(W)
U
N
% I
0
%
C H ∆P
0

∆P
N

B
1
TBĐ ĐA 180 35 0.4 580 3150 4.5 2
Sơ đồ phương án cung cấp điện trạm An Thạch:
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

19

P=22,5 kW
P=22,5 kW
P=63 kW
P=54 kW
ABC70
ABC70
ABC70
ABC70
341m
250m
667m
400m
Tủ PPTT
TBA An Thạch
Cos = 0,9
Cos = 0,9

Cos = 0,9
Cos = 0,9


Hình 3.1. Trạm biến áp An Thạch

Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

20

Tính toán lại thông số trạm dựa trên số liệu công suất tải thực tế, hệ số cosφ=0,9
là không đổi cho toàn lưới.
• Lựa chọn tiết diện dây dẫn:tính toán tiết diện dây dẫn hạ áp ( bao gồm cả chiều dài
và tiết diện ) trên trục chính của MBA( tính toán chọn theo độ phát nóng cho phép và
trên trục chính chọn nhiều nhất 2 loại dây dẫn).
Theo quy phạm trang thiết bị điện, ta chọn dây dẫn điện hạ áp theo điều kiện phát nóng
cho phép, kiểm tra khi sự cố và điều kiện tổn thất điện áp cho phép, với cách tính toán như
sau:
- Tính toán dòng điện làm việc I
lv
:
Mạng 1 pha Mạng 3 pha
, 0, 22
lv dm
dm
S
I U kV

U
= =

, 0, 4
3
lv dm
dm
S
I U kV
U
= =

- Điều kiện lựa chọn tiết diện dây dẫn:
Nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn và cáp ứng với điều
kiện chuNn của nhà chế tạo.
Nếu điều kiện nới đặt cáp và dây dẫn khác với điệu kiện quy định thì phải hiệu chỉnh
theo hệ số hiệu chỉnh K:
*
.
cp cp
I kI
=

Với: I
cp
*
: Dòng điện cho phép ở điệu kiện thực tế
I
cp
: Dòng điện cho phép ở điều kiện tiêu chuNn

Điều kiện lựa chọn tiết diện dây dẫn:


Trong công thức trên k là tích của hệ số hiệu chỉnh.
Với cáp và dây dẫn được lắp đặt trên không:
1 2 3
k k k k
=

k
1
: Kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường
k
2
: Kể đến ảnh hưởng của số cáp đặt kề nhau
*
lv
cp lv cp
I
I I I
k
≥ ⇒ ≥
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

21

k

3
: Kể đến ảnh hưởng của kiểu lắp đặt cáp
- Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp :
0
. .
.
o
cp
P r Q x
U l U
U
+
∆ = ≤ ∆

Với:
P,Q: Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đường dây;
r
0
, x
0
: Điện trở và điện kháng đơn vị của dây dẫn;(Ω/km)
l: chiều dài dây dẫn;(km)
U: Điện áp định mức của lưới;(kV)
Có thể kiểm tra điều kiện phối hợp với các thiết bị bảo vệ như sau:
+ Nếu bảo vệ bằng cầu chì:
.
dm
cp
I
k I

α
≥

Với : Mạng động lực chọn α =3
Mạng sinh hoạt chọn α =0.8
+ Nếu bảo vệ bằng CB:
dmCB
1,25.
.
1,5
cp
I
k I ≥

• Tính toán tổn thất:tổn thất công suất ∆P, ∆Q; tổn thất điện áp∆U và tổn thất điện
năng ∆A.
- Tổn thất công suất được xác định bởi:
2 2 2
2 2
2 2 2
0
2 2
. .
.
o
dm dm
dm dm
S P Q
P r l R
U U

S P Q
Q r l X
U U
+
∆ = =
+
∆ = =

Với:
S- Công suất truyền tải trên dây dẫn;
U- Điện áp định mức của lưới;
R,X- Điện trở và điện kháng dây dẫn;
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

22

P, Q – Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên lưới;

- Tổn thất điện áp:
0
. .
.
o
dm
P r Q x
U l
U

+
∆ =

-

T
ổ
n th
ấ
t
đ
i
ệ
n n
ă
ng:
2 2
2
.
dm
P Q
A P
U
τ τ
+
∆ = ∆ =

-

Tính toán t

ổ
n th
ấ
t trong máy bi
ế
n áp:
2 2 2
0 0
2 2
2 2 2
0 0
2
2 2
0 0 ax
2
.
100
. .
N b
dm dm
N b
dm dm
b N b m
dm
S P Q
P P P R P
S U
S P Q
Q U Q X Q
S U

P Q
A P T P P T P
S
τ τ
+
∆ = ∆ + ∆ = + ∆
+
∆ = + ∆ = + ∆
+
∆ = ∆ + ∆ = ∆ + ∆

V
ớ
i:
∆
P
0
,
∆
Q
0
: Thành ph
ầ
n hao t
ổ
n không t
ả
i c
ủ
a MBA;

R
b
, X
b
:
Đ
i
ệ
n tr
ở
và
đ
i
ệ
n kháng c
ủ
a MBA;
∆
P
N
: Hao t
ổ
n ng
ắ
n m
ạ
ch MBA;
Tính toán l
ạ
i các thông s

ố
c
ủ
a tr
ạ
m ta có b
ả
ng k
ế
t qu
ả
nh
ư
sau:
Bảng 3.2. Kết quả tính toán lại phương án sử dụng MBA 3 pha trạm An Thạch:
Lo
ạ
i máy S
ơ

đồ
1 s
ợ
i
∆
U
max

(V)
Σ∆

P
(kW)
Σ∆
A/n
ă
m
(kWh)
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

23

Số liệu
tính
toán
MBA 3
pha 180
kVA

56,7 69 37799


Thông qua bảng kết trên ta có nhận xét sau:
- Ưu điểm:
+ Sử dụng duy nhất một MBA 3 pha, có thể tạo ra cấp điện áp 0,4 kV hoặc 220V;
+ Chi phí vốn đầu tư nhỏ;
+ Tổn hao năng lượng trong máy MBA thấp;
+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện;

- Nhược điểm:
+ Bán kính cung cấp điện lớn;
+ Tổn thất điện áp 14,2 % lớn hơn giá trị định mức cho phép;
+ Tổn thất điện năng hằng năm lớn;
+ Chất lượng điện năng không đảm bảo;
3.3. Đề xuất phương án cải tạo
Nhằm cải thiện bán kính cung cấp điện hạ áp, nâng cao chất lượng điện năng, tăng
khả năng đi sâu vào từng cụm phụ tải, ta đưa ra phương án thay thế sử dụng các MBA công
suất nhỏ nhằm đưa điện áp vào sâu hơn trong các cụm phụ tải, chia nhỏ cụm phụ tải, giảm
các tổn thất trong quá trình phân phối điện năng. Vị trí lắp đặt MBA sẽ được thiết kế tại
trung tâm các cụm phụ tải tiêu thụ. Phân chia nhỏ một khu vực phụ tải lớn thành những cụm
phụ tải nhỏ hơn, thu nhỏ bán kính cung cấp điện của các MBA, giảm công suất MBA. Công
suất tải nhỏ, nhỏ hơn 100kVA phương án sử dụng MBA 1 pha sẽ tối ưu hơn, tiết kiệm về
kinh tế và giảm thiểu tổn thất. Phương án thay thế được đề xuất như sau:
Thay thế MBA 3 pha công suất 180 kVA ban đầu bằng 3 MBA 1 pha công suất 75
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

24

kVA. Chia nhỏ thôn An Thạch thành 3 cụm phụ tải, các MBA 1 pha được đặt tại vị trí trung
tâm các cụm phụ tải nhỏ.
Bảng 3.3. Thông số MBA thay thế
MBA
Hãng sản
xuất
S
đm

(kVA)
Điện áp(kV) Tổn thất(W)
U
N
% I
0
%
C H ∆P
0
∆P
N

B1 THIBIDI 75 10 0.23 148 933 2.55 0.5
Phương án đề xuất cải tạo được xây dựng như sau:
Trường ĐH Điện Lực Đồ án tốt nghiệp


SVTH: Vũ Ngọc Tân

25







Hình 4.2. Trạm biến áp An Thạch 1 pha