de cuong bai giang cung cap dien trung cap nghe

TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

LỜI NÓI ĐẦU
-

Đất nước Việt Nam đang trong công cuộc công nghiệp hóa hiện - đại hóa,

nền kinh tế đang trên đà phát triển, việc cung cấp điện năng cho các khu
công nghiệp, khu chế xuất, khu nhà cao tầng ngày càng nhiều. Vì vậy việc
tìm hiểu đặc tính, kết cấu, tính toán sử dụng trong cung cấp điện rất cần thiết
cho sinh viên ngành điện.
- Với một vai trò quan trọng như vậy và xuất phát từ yêu cầu, kế hoạch đào
tạo, chương trình môn học của Trường Trung Cấp Kỹ Thuật & Nghiệp Vụ
Cái Bè. Tôi đã biên soạn cuốn giáo trình Cung Cấp Điện.
- Giáo trình được biên soạn theo đề cương môn học Cung Cấp Điện với
những kiến thức cơ bản về cung cấp điện như: xác định phụ tải, chọn phương
án cung cấp, chọn thiết bị, cũng như các biện pháp bảo vệ cho lưới… cho
sinh viên ngành điện.Bài giảng gồm mười chương lần lượt trình bày các vấn
đề:
+ Khái quát cung cấp điện được trình bày ở Chương 1.
+ Chương 2 và 3 trình bày về lưới điện và tính toán phụ tải điện.
+ Trạm điện được đề cập ở chương 4.
+ Tính toán về lưới điện và lựa chọn thiết bị điện lần lượt trình bày ở chương
5, 6, và 7.
+ Chương 8 đề cập các vấn đề bảo vệ hệ thống điện và việc nâng cao hệ số
công suất được trình bày ở chương 9.
+ Chương 10 trình bày về kỹ thuật chiếu sáng.
- Giáo trình Cung Cấp Điện được biên soạn phục vụ công tác giảng dạy cho
giáo viên và là tài liệu học tập cho học sinh ở trường.

- Trong thời gian biên soạn giáo trình mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do
chuyên môn và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót,
khuyết điểm. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp để
giáo trình đạt chất lượng cao hơn.
- Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Khoa Kỹ Thuật Nghiệp Vụ - Trường Trung
Cấp Kỹ Thuật & Nghiệp Vụ Cái Bè, Khu IV – Thị Trấn Cái Bè, Huyện Cái
Bè, Tỉnh Tiền Giang.
Giáo Viên Biên Soạn:
NGUYỄN ĐỖ CÔNG HIẾN
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

i

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................i
MỤC LỤC..............................................................................................................ii
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN..................................1
1.1. Lưới điện và lưới cung cấp điện:..................................................................2
1.2. Những yêu cầu chung về lưới cung cấp điện:..............................................2
Chương 2. CÁC LOẠI LƯỚI ĐIỆN......................................................................6
2.1. Lưới điện đô thị:...........................................................................................6
2.2. Lưới điện nông thôn:....................................................................................6
2.3. Lưới điện xí nghiệp:.....................................................................................6

2.4. Các loại dây và cáp điện:..............................................................................7
2.5. Cấu trúc đường dây tải điện:........................................................................9
Chương 3. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN............................................................13
3.1. Các khái niệm chung:.................................................................................13
3.2. Xác định phụ tải điện khu vực nông thôn:.................................................15
3.3. Xác định phụ tải điện khu vực công nghiệp:..............................................16
3.4. Xác định phụ tải điện khu vực đô thị:......................................................118
Chương 4. TRẠM ĐIỆN......................................................................................199
4.1. Khái quát và phân loại trạm điện:............................................................199
4.2. Sơ đồ nối dây trạm biến áp:......................................................................199
4.3. Cấu trúc trạm:.............................................................................................21
4.4. Lựa chọn máy biến áp cho trạm:................................................................23
4.5. Nối đất trạm và đường dây tải điện:...........................................................23
Chương 5. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN.......................................................25
5.1. Sơ đồ thay thế lưới cung cấp điện:.............................................................25
5.2. Tính toán tổn thất điện áp:..........................................................................30
5.3. Tính toán tổn thất công suất:......................................................................32
5.4. Tính toán tổn thất điện năng:......................................................................35
5.5.
Các giải pháp giảm tổn thất điện năng …………………………………36
Chương 6. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN.............37
6.1. Khái niệm chung:.......................................................................................37
6.2. Các phương tính toán gần đúng dòng điện ngắn mạch:.............................40
6.3. Khái quát về sử dụng máy tính trong tính toán ngắn mạch:.......................46
6.4. Phương pháp tính ngắn mạch trong mạng điện áp thấp đến 1000V:..........46
Chương 7. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN48
7.1. Khái quát:...................................................................................................48
7.2. Lựa chọn máy cắt điện:..............................................................................49
7.3. Lựa chọn cầu chì, dao cách ly:...................................................................50
7.4. Lựa chọn và kiểm tra sứ cách điện:............................................................51

7.5. Lựa chọn thanh dẫn:...................................................................................51
7.6. Lựa chọn dây dẫn và cáp:...........................................................................51
7.7. Lựa chọn các thiết bị khác:.........................................................................52
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

ii

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Chương 8. BẢO VỆ HỆ THỐNG ĐIỆN..............................................................53
8.1. Khái quát:...................................................................................................53
8.2. Bảo vệ relay:...............................................................................................53
8.3. Chống sét và nối đất:..................................................................................55
Chương 9. NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT...................................................58
9.1. Hệ số công suất và ý nghĩa việc nâng hệ số công suất:..............................58
9.2. Các giải pháp bù cosφ:...............................................................................59
9.3. Bù công suất cho lưới điện xí nghiệp:........................................................59
Chương 10. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG............................................................61
10.1. Khái niệm chung:....................................................................................61
10.2. Nội dung thiết kế chiếu sáng:..................................................................67
10.3. Thiết kế chiếu sáng dân dụng:................................................................68
10.4. Thiết kế chiếu sáng công nghiệp:............................................................68

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

iii

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN
1.1 Đặc điểm quá trình sản xuất và phân phối điện năng:
Điện năng ngày càng phổ biến vì dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng
khác như: cơ, hóa, nhiệt năng… ; được sản xuất tại các trung tâm điện và được
truyền tải đến hộ tiêu thụ với hiệu suất cao. Trong quá trình sản xuất và tiêu thụ
điện năng có một số đặc tính:
 Điện năng sản xuất ra thường không tích trữ được, do đó phải có sự cân bằng
giữa sản xuất và tiêu thụ điện.
 Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh và nguy hiểm nếu có sự cố xảy ra, vì vậy
thiết bị điện có tính tự động và đòi hỏi độ an toàn và tin cậy cao.

Hình 1.1. Hệ thống điện
Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện:
Muc tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ
điện năng với chất lượng trong phạm vi cho phép.
Một phương án cung cấp điện (cho xí nghiệp) được xem là hợp lý khi thỏa mãn
các nhu cầu sau:
 Vốn đầu tư nhỏ, chú ý tiết kiệm ngoại tệ và vật tư hiếm.
 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính chất hộ tiệu thụ.
 Chi phí vận hành hàng năm thấp.
 Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.

 Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa…
 Đảm bảo chất lượng điện năng.
 Ngoài ra, còn phải chú ý đến các điều kiện khác như: môi trường, sự phát triển
của phụ tải, thời gian xây dựng…
Một số bước chính để thực hiện một phương án thiết kế cung cấp điện:
 Xác định phụ tải tính toán để đánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung cấp
điện.
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

1

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

 Xác định phương án về nguồn điện.
 Xác định cấu trúc mạng.
 Chọn thiết bị.
 Tính toán chống sét, nối đất chống sét và nối đất an toàn cho người và thiệt bị.
 Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
 Tiếp theo thiết kế kỹ thuật là bước thiết kế thi công như các bản vẽ lắp đặt,
những nguyên vật liệu cần thiết… Cuối cùng là công tác kiểm tra điều chỉnh và thử
nghiệm các trang thiết bị, đưa vào vận hành và bàn giao.
2.1 Lưới điện và lưới cung cấp điện:
2.1.1 Khái niệm:
Hệ thống điện gồm 3 khâu: sản xuất, truyền tải và tiêu thụ điện.
Nguồn điện là các nhà máy điện (nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử…) và các

trạm phát điện (diesel, mặt trời, gió…)
Tiêu thụ điện gồm tất cả các đối tượng sử dụng điện trong công, nông nghiệp và
đời sống…
Lưới điện để truyền tải điện từ nguồn đến hộ tiêu thụ, lưới gồm đường dây
truyền tải và các trạm biến áp.
Lưới điện Việt nam hiện có các cấp điện áp: 0,4; 6; 10; 22; 35; 110; 220 và
500kV. Tương lai sẽ chỉ còn các cấp: 0,4; 22; 110; 220 và 500kV.
2.1.2 Phân loại:
Có nhiều cách phân loại lưới điện:
 Theo điện áp: siêu cao áp (500kV), cao áp (220, 110kV), trung áp (35, 22, 10,
6kV) và hạ áp (0,4kV).
 Theo nhiệm vụ: lưới cung cấp (500, 220, 110kV) và lưới phân phối (35, 22, 10,
6 và 0,4kV).
 Ngoài ra, có thể chia theo khu vực, số pha, công nghiệp, nông nghiệp, lưới đô
thị…
3.1 Những yêu cầu chung khi thiết kế hệ thống cung cấp điện:
3.1.1 Độ tin cậy cung cấp điện:
Tùy theo tính chất của hộ dùng điện có thể chia thành 3 loại:
+ Hộ loại 1: : là những hộ rất quan trọng không được để mất điện, nếu xảy ra
mất điện sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng.
- Làm mất an ninh chính trị, mất trật tự xã hội. Đó là sân bay, cảng hang
hải, khu quân sự, khu ngoại giao đoàn, các đại sứ quán, nhà ga, bến xe, trục giao
thông chính trong thành phố…
- Làm thiệt hại lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Đó là khu công
nghiệp, khu chế xuất, dầu khí, luyện kim, nhà máy cơ khí lớn, trạm bơm nông
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

2

Giáo Trình Cung Cấp Điện

TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

nghiệp lớn… Những hộ này đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quôc dân.
- Làm nguy hại đến tính mạng con người.
 Hộ loại 2: : bao gồm các xí nghiệp chế tạo hang tiêu dùng (như xe đạp, vòng
bi, bánh kẹo, đồ nhựa …) và thương mại, dịch vụ (khách sạn, siêu thị, trung tâm
thương mại lớn…). Với những hộ này nếu mất điện sẽ bị thua thiệt về kinh tế như
dẫn công,gây thứ phẩm, chế phẩm phá vỡ hợp đồng cung cấp nguyên liệu hoặc
sản phẩm cho khách hang, làm giảm sút doanh số và lãi xuất…
 Hộ loại 3: là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời.
Cách chia hộ như vậy chỉ là tạm thời trong giai đoạn nền kinh tế còn thấp kém,
đang hướng đến mục tiêu các hộ phải đều là hộ loại 1 và được cấp điện liên tục.
3.1.2 Chất lượng điện:
Chất lượng điện được thể hiện qua hai thông số: tần số (f) và điện áp (U). Các
trị số này phải nằm trong phạm vi cho phép.
Trung tâm điều độ quốc gia và các trạm điện có nhiệm vụ giữ ổn định các thông
số này.
 Tần số f được giữ 50 ± 0,5Hz.
 Điện áp yêu cầu độ lệch |δU|= U – Uđm≤5%Uđm. Lưu ý độ lệch điện áp khác với
tổn thất điện áp (hiệu số điện áp giữa đầu và cuối nguồn của cùng cấp điện áp).

Hình 1.2: Độ lệch và tổn thất điện áp
3.1.3 Tính kinh tế:
Tính kinh tế của một phương án cung cấp điện thể hiện qua hai chỉ tiêu: vốn đầu
tư và chi phí vận hành.
 Vốn đầu tư một công trình điện bao gồm tiền mua vật tư, thiết bị, tiền vận

chuyển, thí nghiệm, thử nghiệm, mua đất đai, đền bù hoa màu, tiền khảo sát thiết
kế, lắp đặt và nghiệm thu.
 Phí tổn vận hành: bao gồm các khoản tiền phải chi phí trong quá trình vận hành
công trình điện: lương cho cán bộ quản lý, kỹ thuật, vận hành, chi phí bảo dưỡng và
sửa chữa, chi phí cho thí nghiệm thử nghiệm, do tổn thất điện năng trên công trình
điện.
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

3

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Thông thường hai loại chi phí này mâu thuẫn nhau. Phương án cấp điện tối ưu là
phương án dung hòa hai chi phí trên, đó là phương án có chi phí tính toán hàng
năm nhỏ nhất.
Z   avh  atc  .K  c.A � min

Trong đó:
- avh : hệ số vận hành, với đường dây trên không lấy 0,04; cáp và trạm biến áp
lấy 0,1.
-

atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn  1T , với lưới cung cấp điện Ttc  5
tc

năm.
- K: vốn đầu tư.
- A : tổn thất điện 1 năm.
- c: giá tiền tổn thất điện năng (đ/kWh).
3.1.4 Tính an toàn:
An toàn thường được đặt lên hàng đầu khi thiết kế, lắp đặt và vận hành công
trình điện. An toàn cho cán bộ vận hành, cho thiết bị, công trình, cho người dân và
các công trình xung quanh.
Người thiết kế và vận hành công trình điện phải tuyệt đối tuân thủ các quy định
an toàn điện.
3.1.5 Một số ký hiệu thường dùng:
Thiết bị
Máy phát điện hoặc nhà
máy điện
Máy biến áp 2 cuộn dây

Ký hiệu

Thiết bị

Ký hiệu

Động cơ điện
Khởi động từ

Máy biến áp 3 cuộn dây

Máy biến áp điều
chỉnh dưới tải

Máy cắt điện

Cầu chì.

Cầu dao cách ly

Aptômát

Máy cắt phụ tải

Cầu chì tự rơi

Tủ điều khiển

Tụ điện bù

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

4

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Tủ chiếu sáng làm
việc
Tủ phân phối động

lực

Tủ chiếu sáng cục bộ
Tủ phân phối
Đèn sợi đốt

Đèn huỳnh quang

Ổ cắm điện

Công tắc điện
Máy biến dòng
điện

Kháng điện
Dây cáp điện

Đường dây điện áp
U ≤36V.

Dây dẫn điện
Dây dẫn tần số ≠
50Hz
Dây dẫn mạng 4
dây.
Đường dây mạng
động lực 1 chiều

Chống sét ống

Chống sét van

Thanh dẫn (thanh cái)
Dây dẫn mạng hai dây

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

5

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

CHƯƠNG II: CÁC LOẠI LƯỚI ĐIỆN
2.1. Lưới điện đô thị:
Thường sử dụng cấp điện áp trung áp là 22 và 10kV.
Để tăng độ tin cậy cung cấp điện, lưới trung áp thành phố thường có cấu trúc
mạch vòng kín vận hành hở.
Để đảm bảo an toàn và mỹ quan đô thị, thường sử dụng cáp ngầm cho mạng
trung và hạ áp. Thường dùng trạm biến áp kiểu xây. Tuy nhiên chi phí đầu tư và
vận hành sẽ cao hơn nhiều.
Để thuận lợi cho phân phối và ít ảnh hưởng đến giao thông các trạm biến áp
thường chỉ cung cấp điện cho một bên đường và được đặt ở góc hay giữa đoạn
đường.

Hình 2.3. Trạm biến áp đặt ở góc phố.
2.2. Lưới điện nông thôn:

Ở nông thôn, mỗi huyện thường được cấp điện từ 1 hay 2 trạm biến áp trung
gian, hiện nay thường sử dụng cấp 10 và 35kV. Lưới phân phối có cấu trúc dạng
cây.
Tất cả các tuyến dây đều là đường dây trên không. Các trạm biến áp thường
dùng kiểu cột. Để dễ quản lý và vận hành trạm biến áp phân phối thường được đặt
ở giữa thôn (làng).
2.3. Lưới điện xí nghiệp:
Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công suất lớn,
điện năng cung cấp cho các xí nghiệp được lấy từ các trạm biến áp trung gian bằng
các đường dây trung áp.
Sơ đồ cung cấp điện cho xí nghiệp có thể phân thành 2 phần: bên trong và bên
ngoài.
 Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài: là phần cung cấp điện từ hệ thống đến trạm
biến áp chính hay trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp. Bên dưới là một số dạng
sơ đồ phổ biến: sơ đồ a): khi cấp điện áp sử dụng của nhà máy trùng với điện áp
cung cấp từ hệ thống; sơ đồ b): các trạm biến áp phân xưởng nhận điện trực tiếp từ
hệ thống và hạ xuống 0,4kV để sử dụng; sơ đồ c): có trạm biến áp trung tâm trước

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

6

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

khi phân phối đến các trạm biến áp phân xưởng; và sơ đồ d): khi xí nghiệp có máy

phát điện dự phòng.
Lưới trung áp điện xí nghiệp có cấu trúc khác nhau tùy vào quy mô xí nghiệp.
Đối với những xí nghiệp có tải vài trăm kVA, chỉ cần đặt 1 trạm biến áp. Đối với
những xí nghiệp lớn cần đặt nhiều trạm biến áp, mỗi trạm cung cấp cho một hoặc
vài phân xưởng.

Hình 2.4: Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài xí nghiệp
 Sơ đồ cung cấp điện bên trong: từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm biến
áp phân xưởng. Có 3 kiểu sơ đồ thường dùng: sơ đồ hình tia, liên thông và sơ đồ
hỗn hợp.

Hình 2.5. Sơ đồ cấp điện bên trong
Lưới hạ áp xí nghiệp chính là lưới điện bên trong mỗi phân xưởng. Để cấp điện
cho phân xưởng người ta đặt các tủ phân phối nhân điện hạ áp từ các máy biến áp
về cấp cho các tủ động lực, từ tủ này cung cấp điện cho các thiết bị.
2.4. Các loại dây và cáp điện:
Để tải điện người ta dùng dây dẫn và cáp. So với dây dẫn tải điện bằng cáp đắt
tiền hơn nhưng mỹ quan hơn, vì thế cáp trung và hạ áp thích hợp cho lưới điện đô
thị và xí nghiệp. Tải điện bằng dây dẫn rẽ tiền, dễ sửa chữa và thay thế thường
được dùng trên lưới trung áp và khu vực nông thôn.
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

7

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

2.4.1. Các loại dây dẫn:
Dây dẫn gồm hai loại: dây bọc cách điện và dây trần.
Dây bọc cách điện: thường dùng trên lưới hạ áp. Dây bọc có nhiều loại: một
sợi, nhiều sợi, dây cứng, mềm, đơn, đôi… Vật liệu thông dụng là đồng và nhôm.

Hình 2.6: Cáp và dây trần
Ký hiệu: M(n, F), trong đó: M là dây đồng; n là số dây; F là tiết diện dây.
Dây trần: dùng cho mọi cấp điện áp. Có các loại như: nhôm, thép, đồng và
nhôm lõi thép. Trong đó dây nhôm và nhôm lõi thép được dùng phổ biến cho
đường dây trên không, trong đó phần nhôm làm nhiệm vụ dẫn điện và phần thép
tăng độ bền cơ học.
Ký hiệu: Loại dây(A, AC) - F, trong đó: A là dây nhôm; AC dây nhôm lõi thép;
F là tiết diện.
Ký hiệu cho mạng điện: loại dây (n.F +1.Fo) với n là số dây pha và Fo tiết điện
dây trung tính.
2.4.2. Các loại cáp:
a) Cấu tạo cáp:
Cáp lực gồm các phần tử chính sau: lõi, cách điện và lớp vỏ bảo vệ.
Lõi (ruột dẫn điện):
Vật liệu cơ bản dùng làm ruột dẫn điện của cáp là đồng hay nhôm kỹ thuật điện.
Ruột cáp có các hình dạng tròn, quạt, hình mảnh. Ruột có thể gồm một hay
nhiều sợi.
Lớp cách điện:
Lớp vật liệu cách điện cách ly các ruột dẫn điện với nhau và cách ly với lớp bảo
vệ.
Hiện nay cách điện của cáp thường dùng là nhựa tổng hợp, các loại cao su, giấy
cách điện, các loại dầu và khí cách điện.
Lớp vỏ bảo vệ:

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

8

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Lớp vỏ bảo vệ để bảo vệ cách điện của cáp tránh ẩm ướt, tránh tác động của hóa
chất do dầu tẩm thoát ra do hư hỏng cơ học cũng như tránh ăn mòn, han gỉ khi đặt
trong đất.
Lớp vỏ bảo vệ dây dẫn là đai hay lưới bằng thép, nhôm hay chì. Ngoài cùng là
lớp vỏ cao su hoặc nhựa tổng hợp.
b) Phân loại cáp:
Cáp có thể phân loại theo nhiều cách:
 Theo số lõi: một, hai, ba hay bốn lõi. Thông thường cáp cao áp chỉ có một lõi.
 Theo vật liệu cách điện: giấy cách điện (có tẩm hay không tẩm), cách điện cao
su hay nhựa tổng hợp và cách điện tổ hợp.
 Theo mục đích sử dụng: hạ, trung và cao áp, ngoài ra còn có cáp rado và cáp
thông tin.
 Theo lĩnh vực sử dụng: cáp dùng cho hàng hải, hàng không, dầu mỏ, hầm mỏ,
trong nước hay cho các thiết bị di chuyển (cần cẩu, cần trục…)
2.5. Cấu trúc đường dây tải điện:
Đường dây tải điện trên không ký hiệu là ĐDK. Đường dây tải điện trên không
bao gồm các phần tử: dây dẫn, sứ, xà, cột, móng, còn có thể có dây chống sét, dây
néo và bộ chống rung.

2.5.1. Một số định nghĩa liên quan:
a) Đường dây truyền tải điện trên không: công trình xây dựng mang tính chất
kỹ thuật dùng để truyền tải điện năng theo dây dẫn, được lắp đặt ngoài trời. Dây
dẫn được kẹp chặt nhờ sứ, xà cột và các chi tiết kết cấu xây dựng.
Đường dây hạ áp cần có thêm một dây trung tính để lấy cả điện áp pha và điện
áp dây. Nếu phụ tải 3 pha đối xứng thì lấy dây trung tính bằng ½ dây pha còn khi
phụ tải pha không cân bằng thì tiết diện dây trung tính lấy bằng tiết diện dây pha.

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

9

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

b) Khoảng cách tiêu chuẩn: gồm các khoảng cách ngắn nhất giữa dây dẫn được
căng và đất, giữa dây dẫn được căng và công trình xây dựng, giữa dây dẫn và cột,
giữa các dây dẫn với nhau.
c) Độ võng trên dây: là khoảng cách theo chiều thẳng đứng từ đường thẳng nối 2
điểm treo dây trên cột tới điểm thấp nhất của dây dẫn do tác dụng của khối lượng
dây.
d) Lực căng dây: là lực căng kéo dây và kẹp chặt cố định dây dẫn trên cột.
e) Chế độ làm việc bình thường: là chế độ làm việc mà dây dẫn không bị đứt.
f) Chế độ sự cố: là chế độ mà dây dẫn bị đứt dù chỉ một dây.
g) Khoảng vượt trung gian của đường dây: khoảng cách theo mặt phẳng ngang
giữa 2 cột.

h) Khoảng néo chặt: là khoảng cách theo mặt phẳng nằm ngang giữa 2 cột chịu
lực gần nhau. Các cột chịu lực bao gồm các cột đầu tuyến, các cột cuối tuyến và
các cột góc dây dẫn chuyển hướng đi.
2.5.2. Cấu trúc đường dây trên không
a) Cột: lưới cung cấp điện trung áp dùng 2 loại cột: cột vuông và cột ly tâm, ký
hiệu H và LT.
 Cột vuông (cột chữ H): thường chế tạo cỡ 7,5 và 8,5m. Cột H7,5 dùng cho lưới
hạ áp và H8,5 dùng cho lưới hạ áp và lưới 10kV.
 Cột ly tâm (cột tròn): các cột được đúc dài 10 và 12m, các đế cột dài 6, 8 và
10m. Cột và đế được nối với nhau nhờ các măng xông hay mặt bích, từ đó có thể có
các cột 10, 12, 16, 20, 22m. Các cột còn được phân loại thành A, B, C, D theo khả
năng chịu lực (được tra ở các bảng).
b) Xà: dùng để đỡ dây dẫn và cố định khoảng cách giữa các dây, được làm bằng
sắt hoặc bê tông kích thước tùy vào cấp điện áp.
Trên xà có khoan sẵn các lổ để bắt sứ, khoảng cách giữa hai lỗ khoan (cũng là
khoảng cách giữa hai dây) từ 0,3÷0,4m đối với đường dây hạ áp, từ 0,8÷1,2m với
đường dây 10kV, từ 1,5÷2m với đường dây 35kV.
c) Sứ: sứ có tác dụng vừa làm giá đỡ cho các bộ phận mang điện vừa làm vật cách
điện giữa các bộ phận đó với đất. Vì vậy sứ phải đủ độ bền, chịu được dòng ngắn
mạch đồng thời phải chịu được điện áp của mạng kể cả lúc quá điện áp.
Sứ cách điện thường được thiết kế và sản xuất cho cấp điện áp nhất định và
được chia thành hai dạng chính: sứ đỡ hay sứ treo dùng để đỡ hay treo thanh cái,
dây dẫn và các bộ phận mang điện; sứ xuyên dùng để dẫn nhánh hay dẫn xuyên qua
tường hoặc nhà.
 Sứ đỡ: thường dùng cho đường dây có điện áp từ 35kV trở xuống, khi đường
dây vượt sông hay đường giao thông thì có thể dùng sứ treo.
 Sứ treo: có thể phân thành sứ thanh và sứ đĩa. Sứ thanh được chế tạo có chiều
dài và chịu được một điện áp xác định trước. Chuỗi sứ được kết lại từ các đĩa và số
lượng được ghép với nhau tùy thuộc điện áp đường dây. Ưu điểm của việc dùng
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

10

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

chuỗi sứ cho đường dây cao thế là điện áp làm việc có thể tăng bằng cách thêm các
đĩa sứ với chi phí nhỏ.

Hình 2.7. Một số dạng sứ
Khi cần tăng cường về lực người ta dùng các chuỗi sứ ghép song song, khi tăng
cường cách điện người ta tăng thêm số đĩa. Việc kẹp dây dẫn vào sứ đứng được
thực hiện bằng cách quấn dây hoặc bằng ghíp kẹp dây chuyên dụng. Việc kẹp dây
vào sứ treo được thực hiện bằng khóa kẹp dây chuyên dụng.
Sứ đứng Hoàng liên sơn có ký hiệu VHD-35. Đường dây có điện áp 110kV trở lên dùng sứ
treo. Chuỗi sứ treo gồm các đĩa sứ tuỳ theo cấp điện áp mà chuỗi sứ có số đĩa khác nhau.

Điện áp (kV)
3-10
35
110
220

Số đĩa sứ
01
03

07
13

Ti sứ là chi tiết được gắn vào sứ đứng bằng cách vặn ren và chèn ximăng, cát
được dùng làm trụ để kẹp chặt sứ với xà trên cột điện. Ti sứ được làm bằng thép,
được sơn phủ hay mạ để chống gỉ.
d) Móng cột: có nhiệm vụ chống lật cột. Trong vận hành cột điện chịu lực kéo của
dây và lực của gió bão.
e) Dây néo: tại các cột néo (cột đầu, cuối và góc đường dây), để tăng cường chịu
lực kéo cho các cột này các dây néo được đặt ngược hướng lực kéo dây.
f) Bộ chống rung: chống rung cho dây dẫn do tác dụng của gió.
Bộ chống rung gồm 2 quả tạ bằng gang nối với nhau bằng cáp thép, đoạn cáp
được kết vào đường dây nhờ kẹp.

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

11

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Hình 2.8: Bộ chống rung và móng cột
Ngoài ra, trên cột và các xà đỡ còn được lắp đặt các tiết bị điện để phục vụ cho
việc vận hành và bảo vệ hoạt động của lưới điện như: các cầu chì tự rơi, máy cắt
phụ tải, dao cách ly, thiết bị tự đóng lại…

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

12

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
3.1. Các khái niệm chung:
Nhiệm vụ đầu tiên khi thiết kế cung cấp điện là xác định nhu cầu điện của công
trình (gọi là phụ tải tính toán). Nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ làm
giảm tuổi thọ thiết bị đôi khi có thể gây cháy nổ do quá tải thiết bị, ngược lại thì
thiết bị được chọn sẽ quá lớn gây lãng phí vốn đầu tư.
3.1.1 Phụ tải điện:
Thông thường công suất vận hành khác với công suất thực tế do nhiều yếu tố
khác nhau và là một hàm theo thời gian. Nhưng cần phải xác định phụ tải điện cho
việc tính toán cung cấp điện. Công suất tính toán được gọi là công suất tính toán
(Ptt).
 Nếu Ptt < Pthực tế: thiết bị mau giảm tuổi thọ, có thể cháy nổ.
 Nếu Ptt > Pthực tế: lãng phí vốn đầu tư.
Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện, càng có nhiều thông tin càng lựa
chọn được phương pháp chính xác. Thông thường có hai nhóm phương pháp là
phương pháp kinh nghiệm và phương pháp dựa trên xác xuất thống kê.
3.1.2 Các đặc tính chung của phụ tải điện:
Mỗi phụ tải có đặc trưng riêng, có 3 đặc trưng mà các phương án cung cấp phải
xét đến:

a) Công suất định mức: thường được ghi trên nhãn của thiết bị. Đối với động cơ,
công suất định mức là công suất trên trục của động cơ, công suất điện Pđ =Pđm/ηđm.
Thường ηđm =0,8 ÷ 0,85; trường hợp động cơ nhỏ có thể xem Pđ =Pđm.
b) Điện áp định mức: điện áp làm việc của thiết bị phải phù hợp với lưới điện nơi
đặt thiết bị.
c) Tần số: tần số làm việc của thiết bị khác nhau nhiều từ 0Hz (điện DC) đến hàng
triệu Hz ở thiết bị cao tần.
3.1.3 Đồ thị phụ tải:
Đồ thị phụ tải: “Đặc trưng cho sự tiêu dùng năng lượng điện của các thiết bị
riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp”.
a) Phân loại: có nhiều cách phân loại
 Theo đại lượng đo: đồ thị phụ tải tác dụng P(t), phản kháng Q(t) và điện năng
A(t).
 Theo thời gian khảo sát: đồ thị phụ tải hàng ngày, hàng tháng và hàng năm.
b) Các loại đồ thị phụ tải thường dùng:
 Đồ thị phụ tải ngày: như hình a) được ghi bằng máy; b) được ghi và vẽ lại bởi
các vận hành viên và c) thể hiện dạng bậc thang thông số trung bình trong một
khoảng thời gian.

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

13

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Hình 3.9: Đồ thị phụ tải ngày
Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị để từ đó
sắp xếp lại qui trình vận hành hợp lý nhất, nó cũng làm căn cứ để tính chọn thiết bị,
tính điện năng tiêu thụ…
Đồ thị phụ tải ngày có 5 thông số đặc trưng sau: phụ tải cực đại, hệ số công
suất cực đại, điện năng tác dụng và phản kháng ngày đêm, hệ số công suất tương
ứng và hệ số điền kin của đồ thị phụ tải.
 Đồ thị phụ tải hàng tháng: được xây dựng theo phụ tải trung bình của từng
tháng của xí nghiệp trong một năm làm việc.
Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp độ sản xuất của xí nghiệp. Từ đó có
thể đề ra lịch vận hành sửa chữa các thiết bị điện một cách hợp lý nhất, nhằm đáp
ứng các yêu cầu của sản xuất (VD: vào tháng 3,4 → sửa chữa vừa và lớn, còn ở
những tháng cuối năm chỉ sửa chữa nhỏ và thay các thiết bị).

Hình 3.10: Đồ thị phụ tải tháng
 Đồ thị phụ tải năm: thường được xây dựng dạng bậc thang, xây dựng trên cơ
sở của đồ thị phụ tải ngày đêm điển hình (thường chọn 1 ngày điển hình vào mùa
đông và vào mùa hạ).

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

14

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Hình 3.11: Đồ thị phụ năm
Đồ thị phụ tải năm có các thông số đặc trưng như: điện năng tác dụng và phản
kháng tiêu thụ trong năm, thời gian sử dụng công suất cực đại T max, hệ số công suất
trung bình và hê số điền kín phụ tải.
3.2. Xác định phụ tải điện khu vực nông thôn:
Đối tượng sử sụng điện phổ biến ở nông thôn là: trạm bơm, trường học và sinh
hoạt.
3.2.1. Phụ tải điện trạm bơm:
Các máy bơm nông nghiệp thường có các thang công suất: 14, 20, 33, 45, 55,
100, 200kW. Với máy bơm công suất nhỏ (< 100kW) sử dung điện hạ áp, máy bơm
công suất lớn trở lên thường sử dụng điện 6 hay 10kV.
Trạm bơm thường chia thành hai loại: trạm bơm tưới và trạm bơm tiêu.
n

Phụ tải trạm bơm tính theo công thức sau: Ptt  K dt �K ti .Pdmi và Qtt  Ptt .tg
i 1

Trong đó:
bơm.

(CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN-1)
Ptt , Qtt : công suất tác dụng và phản kháng tính toán của trạm
K dt : hệ số đồng thời, lấy theo thực tế K dt  nlv =số máy làm việc/tổng
n

số máy.
K t : hệ số tải của máy bơm, riêng đối với trạm bơm tiêu lấy bằng 1.

3.2.2. Phụ tải trường học:
Để thiết kế cấp điện cho trường học cần xác định phụ tải từng phòng học, từng

tầng, từng dãy nhà học và toàn trường học.
c) Phụ tải cho từng phòng học xác định theo công thức:
Pp  P0 * S và Q p  Pp * tg (CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN
PHỤ TẢI ĐIỆN-2)
Hệ số công suất cho: đèn ống + quạt cos= 0,8; đèn sợi đốt + quạt cos= 0,9.
n

d) Phụ tải tính toán một tầng nhà gồm n phòng: PT  K dt �Ppi

(CHƯƠNG III:

1

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN-3)
Với: K dt là hệ số đồng thời.
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

15

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ
m

e) Phụ tải tính toán cho một tòa nhà gồm m lầu: PN  K dt �PTi

(CHƯƠNG III:

1

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN-4)
3.2.3. Phụ tải chiếu sáng sinh hoạt
a) Phụ tải tính toán cho một thôn, xóm hoặc làng được xác định:
Ptt  P0 * H và Qtt  Q0 * H
(CHƯƠNG III: TÍNH
TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN-5)
Trong đó H: số hộ dân trong làng, thôn.
P0: suất phụ tải tính toán cho một hộ.
b) Phụ tải tính toán cho xã bao gồm các thôn xóm được xác định.
n

n

1

1

PX  K dt �Ptti ; QX  K dt �Qtti và S X  PX2  QX2

(CHƯƠNG III:

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN-6)
3.3. Xác định phụ tải điện khu vực công nghiệp:
3.3.1. Trong giai đoạn dự án khả thi:
Thông tin thu nhận trong giai đoạn này thường không chính xác.
Để xác định phụ tải điện cho việc thiêt kế, xây dựng đường dây cao áp và trạm
biến áp trung gian người ta dựa vào diện tích hoặc sản lượng.

a) Xác định phụ tải điện cho khu CN, chế xuất căn cứ vào diện tích:
Stt  S0 * D (CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN PHỤ
TẢI ĐIỆN-7)
Trong đó: S0 suất phụ tải trên đơn vị diện tích, tùy ngành CN mà S 0 chọn
100÷400(kVA/ha).
D: diện tích khu CN, chế xuất (ha).
b) Đối với xí nghiệp, nếu biết sản lượng sẽ sản xuất, công thức xác định phụ tải
điện như sau:
Ptt  a.M

Tmax

(CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN

PHỤ TẢI ĐIỆN-8)
a: suất điện năng chi phí để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm

Trong đó:
(kWH/sp).
M: sản lượng.
Tmax: thời gian sử dụng công suất cực đại. T max và a thường được tra
bảng.
3.3.2. Trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng:
Thông tin nhận được trong giai đoạn này là công suất đặt của từng phân xưởng,
diện tích của từng xưởng.
a) Phụ tải điện động lực của từng phân xưởng được xác định theo công thức:
Ptt  K nc .Pd và Qtt  Ptt .tg (CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN
PHỤ TẢI ĐIỆN-9)
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

16

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

Trong đó:

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

K nc : hệ số nhu cầu (tra bảng).
Pd : công suất đặt của phân xưởng. Với Pd  Pdm .n
Pdm và n: công suất định mức của động cơ và số động cơ.

b) Phụ tải điện chiếu sáng trong phân xưởng được xác định theo diện tích:
Pcs  P0 .D và Qcs  Pcs .tg (CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN
PHỤ TẢI ĐIỆN-10)
D : diện tích xưởng.
Trong đó:
P0 : suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m2). Tùy theo vị trí,
mục đich sử dụng chọn P0 = 5÷30 W/m2.
c) Phụ tải điện cho toàn phân xưởng: PPX  Ptt  Pcs và QPX  Qtt  Qcs
(CHƯƠNG
III: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN-11)
d) Phụ tải điện cho toàn xí nghiệp có n phân xưởng:
n

n

1

1

2
2
PXN  K dt .�PXNi ; QXN  K dt .�QXNi và S XN  PXN
 QXN
(CHƯƠNG III:

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN-12)
3.3.3. Trong giai đoạn thiết kế chi tiết:
Đây là công đoạn cuối cùng trong quá trình thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công
nghiệp. Ở giai đoạn này đã biết hầu hết các thông tin về đối tượng sử dụng điện.
Phụ tải tính toán xác định cho một nhóm máy, được xác định theo công thức
sau:
n

Ptt  K max .Ptb = K max .K sd .�Ptbi

(CHƯƠNG III: TÍNH

1

TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN-13)
Ptb : công suất trung bình trong thời gian khảo sát.
Trong đó:
K max , K sd : tra bảng.
Ví dụ: tính toán phụ tải một xí nghiệp có sơ đồ như hình vẽ.
Nguyên tắc tính toán:

 PttXN: phải được tính từ các TB điện ngược trở về phía nguồn.
 Phải kể đến tổn thất trên đường dây và trong MBA.
 Phụ tải tính toán XN cần phải kể đến dự kiến phát triển của XN trong 5 - 10
năm tới.
Các bước tính toán được thực hiện như sau:

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

17

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ









KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Điểm 1: điểm trực tiếp cấp điện đến các thiết bị dùng điện, tại đây cần xác định
chế độ làm việc của từng thiết bị (xác định Kt; ksd; cosφ…).
Điếm 2: Với nhóm thiết bị làm việc ở chế độ khác nhau → Xác định P tt bằng
phương pháp số thiết bị hiệu quả. Ptt = KM.Ptb và S2 =P2 + j.Q2
Điểm 3: sẽ bằng phụ tải điểm 2 công thêm phần tổn thất đường dây hạ áp: S 3

=S2 + ΔSdd
Điểm 4: điểm tổng hạ áp của các trạm biến áp phân xưởng. Tai đây phụ tải tính
toán có thể tính bằng phương pháp hệ số nhu cầu hoặc tổng hợp các phụ tải tại
�n

n

�

�1

1

�

các điểm 4. S4  K dt . ��P3i + j�Q3i �




Điểm 5: S5 = S4 + ∆SB2
Điểm 6: S6 = S5 + ∆Sdd
n
�n
�
Điểm 7: S7  K dt . ��P6 i + j�Q6 i �
1
�1
�

Điểm 8: S8 = S7 + ∆SB1
Chú ý: S8 chưa phải là phụ tải của xí nghiệp. Vì khi tính phụ tải xí nghiệp còn
phải kể đến sự phát triển của xí nghiệp (5 - 10 năm) sau. S XN = S8 + ∆SXN. Để xác
định được ∆SXN phải dự báo tăng trưởng phụ tải.
3.4. Xác định phụ tải điện khu vực đô thị:
3.4.1 Phụ tải điện các hộ gia đình:
Các hộ gia đình là đối tượng sử dụng điện lớn nhất ở đô thị.
a) Trong giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng:
Thông tin nhận được là mặt bằng quy hoạch đường phố, công thức xác định phụ
tải như sau:
Ptt  P0 .L và Qtt  Ptt .tg (CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN
PHỤ TẢI ĐIỆN-14)
Trong đó:
L: chiều dài đoạn phố.
P0 : công suất phụ tải trên một mét chiều dài.
b) Trong giai đoạn thiết kế chi tiết:
Thông tin nhận được tương đối chính xác, để xác định phụ tải điện có hai
phương pháp tính toán:
 Phương pháp 1: Tính phụ tải từ căn hộ rồi đến khu vực.


Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

18

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

 Phương pháp 2: Tính ngược lại từ khu vực rồi đến căn hộ.
3.4.2 Phụ tải điện các trường dại học, trung học chuyên nghiệp:
Đối với khu vực giảng đường, hành chính văn phòng, phòng thí nghiệm phụ tải
được xác định theo công thức: Pp  P0 * S với P0 = 20÷40 W/m2. Sau đó được cộng
với phụ tải của xưởng điện, cơ khí, ký túc xá…ta được phụ tải cho trường học.
3.4.3 Các loại phụ tải khác:
Các phụ tải điện khác như: khu văn phòng, khách sạn siêu thị, nhà hàng công
viên được tính toán tương tự bằng cách chọn công suất phụ tải đơn vị ( P0 ) phù hợp.

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

19

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

CHƯƠNG IV: TRẠM ĐIỆN
4.1. Khái quát và phân loại trạm điện:
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp
khác.
Theo nhiệm vụ, có thể phân trạm thành hai loại:
 Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: trạm này nhận điện
35÷220kV từ hệ thống biến đổi thành cấp điện áp 10, 6 hay 0,4kV.
 Trạm biến áp phân xưởng: nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành

các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng. Phía sơ cấp thường là
35, 22, 15, 10, 6kV; còn phía hạ áp có thể là 660, 380/220 hay 220/127V.
Theo cấu trúc, cũng có thể chia thành hai loại:
 Trạm biến áp ngoài trời: ở trạm này, các thiết bị cao áp đều được đặt ngoài trời,
còn phần phân phối điện áp thấp được đặt trong nhà hoặc trong các tủ chuyên dùng
chế tạo sẵn.
 Trạm biến áp trong nhà: ở trạm này tất cả các thiết bị đều được đặt trong nhà.
Chi phí xây dựng trạm trong nhà thường cao hơn trạm ngoài trời nhiều.
4.2. Sơ đồ nối dây trạm biến áp:
Sơ đồ nối dây của trạm phải thỏa mãn các điều kiện sau:
 Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải.
 Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và lúc xử lý sự cố.
 An toàn lúc vận hành và sửa chữa.
 Cân bằng giữa các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật.

Hình 4.12: Sơ đồ trạm hạ áp trung gian và trạm phân phối chính
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

20

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

4.2.1. Sơ đồ nối dây trạm hạ áp trung gian:
Sơ đồ nối dây phía sơ cấp của trạm loại này phụ thuộc các thông số: điện áp
cung cấp, số lượng và công suất máy biến áp, chế độ làm việc, độ tin cậy yêu cầu,

sự phát triển trong tương lai… Do vậy có rất nhiều phương án để giải quyết vấn đề,
tuy nhiên rất ít hoặc không có phương án nào thỏa hết các yêu cầu.
Sau đây là một số sơ đồ nối dây trạm biến áp thông dụng. Các trạm này thường
được thực hiện theo dạng sau:
 Nối đến hệ thống bằng một hoặc hai lộ. Hai lộ đến thường không có thanh cái.
 Phía điện áp thứ cấp (điện áp phân phối) người ta dùng sơ đồ với thanh cái đơn
hay thanh cái kép.
4.2.2. Trạm phân phối chính:
Trạm nằm trong phạm vi xí nghiệp, thanh cái cao áp ngoài nối với hệ thống còn
nối với nhà máy điện địa phương hay tổ máy phát điện riêng. Thanh cái có thể là
đơn hay kép với máy cắt phân đoạn. Do được nối vào nguồn lớn nên các phụ tải có
thể lắp các cuộn kháng để giảm dòng ngắn mạch nếu có.
4.2.3. Trạm phân phối trung gian:
Đối với các xí nghiệp có nhiều phân xưởng nằm rải rác và phân tán, thì cần có
các trạm biến áp trung gian để phân phối điện năng từ các trạm chính đến các phân
xưởng.
Việc kết nối giữa trạm trung gian và trạm phân phối chính nhờ các lộ chính.
4.2.4. Trạm hạ áp phân xưởng:
Trạm hạ áp phân xưởng thường có một hay hai máy biến áp, khi trạm có nhiều
(> 3) máy biến áp thì có thể có thanh cái phân đoạn.
a) Trạm hạ áp với một máy biến áp: trạm này thường phục vụ cho hộ loại 2, loại
3, trừ trường hợp làm nguồn dự phòng cho hộ loại 1 có công suất nhỏ nhờ sử dụng
tự động đóng.
Đặc điểm của sơ đồ trạm hạ áp – một máy biến áp phân xưởng là cách nối của
máy biến áp đến đường dây cao áp, thông thường có 3 cách nối sau:
 Thông qua dao cách ly và máy cắt điện: cách này ít sử dụng do máy cắt đắt tiền,
phải tính toán ổn định động và ổn định nhiệt khi có ngắn mạch.
 Nối qua dao cách ly và cầu chì: thường sử dụng, dao cách ly có nhiệm vụ cắt
dòng không tải. Nhược điểm là do bảo vệ quá tải và ngắn mạch nhờ cầu chì nên có
độ nhạy thấp.

 Nối qua dao cách ly và cầu chì và máy cắt phụ tải: sơ đồ này có dùng máy cắt
phụ tải do chỉ thiết kế để cắt dòng phụ tải nên bộ phận dập tắt hồ quang có cấu tạo
đơn giản, chi phí không cao.

Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

21

Giáo Trình Cung Cấp Điện


TRƯỜNG TCKT&NV CÁI BÈ

KHOA KỸ THUẬT NGHIỆP VỤ

Hình 4.13: Trạm có một và trạm nhiều máy biến áp
b) Trạm hạ áp với nhiều máy biến áp: phục vụ cho tất cả các loại hộ dùng điện.
Tùy theo số máy biến áp, số lộ cung cấp, loại hộ được cung cấp mà có một số dạng
sơ đồ phổ biến như hình.
c) Trạm hạ áp dùng các tủ chế tạo sẵn:
Các tủ chế tạo sẵn thường được chế tạo thành nhiều ngăn. Mỗi ngăn bao gồm:
máy cắt, dao cách ly, thiết bị đo lường và bảo vệ. Tùy theo dòng phụ tải mà máy cắt
có thể là máy cắt dầu, không khí và đôi khi là máy cắt chân không.

Hình 4.14: Trạm với tủ chế tạo sẵn
4.3. Cấu trúc trạm:
Khi thiết kế xây dựng trạm phải tiết kiệm chi phí tuy nhiên một số chỉ tiêu sau
phải được đảm bảo:
 Chọn đúng trang thiết bị điện, lắp rắp đúng quy phạm và thỏa các điều kiện vận
hành.

 Tôn trọng khoảng cách giữa các phần dẫn điện với nhau và với xung quanh.
 Khả năng loại nhanh hỏa hoạn và các sự cố khác.
 Thuận tiện trong thao tác và các hành lang thi công, sửa chữa.
Giáo Viên: Nguyễn Đỗ Công Hiến

22

Giáo Trình Cung Cấp Điện