Đồ án trạm biến áp thiết kế trạm biến áp 22011022kv

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP

Ngành

: CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Chuyên ngành

: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn : ĐOÀN THỊ BẰNG
Sinh viên thực hiện

: LÊ TẤN THỐNG

MSSV

: 1411020385

Lớp

: 14DDC03
TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017.


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

Viện Kỹ thuật Hutech
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao cho sinh viên nộp về văn
phòng Viện
trong 02 tuần đầu thực hiện đồ án/khóa luận tốt nghiệp)
1. Sinh viên thực hiện đề tài
Họ tên

: LÊ TẤN THỐNG

MSSV :1411020385

Lớp

:14DDC03
Ngành

: CƠ ĐIỆN - ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Chuyên ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
2. Tên đề tài: Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với các
thông số ở trang 02 đính kèm
3. Nhiệm vụ thực hiện đề tài:
1) Cân bằng công suất phụ tải
2) Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp
3) Chọn máy biến áp điện lực
4) Tính toán tổn thất điện năng trong máy biến áp

5) Sơ đồ nối điện
6) Tính toán ngắn mạch
7) Chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện
2


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

8) Thiết kế phần tự dùng của máy biến áp
9) Tính toán kinh tế-kĩ thuật quyết định phương án thiết kế
10) Và Thiết kế chống sét nối đất cho trạm
Ghi chú: Mỗi sinh viên một phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài và
nhiệm vụ của từng sinh viên
TP. HCM, ngày … tháng …
năm 20…
Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

3


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với các thông s ố sau:
1, Điện áp hệ thống:
U H T = 220kV, số đường dây là 2.

S H T = 8000 ( MVA); x h t = 0,4 ()
2, Các phụ tải ở cấp điện áp:
2.1: Phụ tải ở 220kV:
- Có 2 đường dây, h ệ số công suất cos = 0,85
- Công suất: S m a x = 80 x 1.2 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 220kV như hình 1.1

2.2: Phụ tải ở 110kV:
- Có 4 đường dây, h ệ số công suất cos = 0,8
- Công suất: S m a x = 60 x 1.15 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 110kV như hình 1.2

4


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

2.3: Phụ tải ở 22kV:
- Có 6 đường dây, h ệ số công suất cos = 0,85
- Công suất: S m a x = 40 x 1.1 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 22kV như hình 1.3

5


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

Viện Kỹ thuật Hutech
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP
Họ và tên
Tuần
1
Ca .............
Ngày
3/10
2
Ca .............
Ngày 10/10
3
Ca .............
Ngày 17/10
4
Ca .............
Ngày 24/10
5
Ca .............
Ngày 31/10
6
Ca .............
Ngày 7/11
7
Ca .............
Ngày 14/11
8
Ca .............

Ngày 21/11
9
Ca .............
Ngày 28/11
10
Ca .............
Ngày 5/12

SV: LÊ TẤN THỐNG MSSV 1411020385 Lớp:14DDC03
Nội dung hướng dẫn
Nội dung thực hiện
Giao đề tài đồ án Thiết kế
Đọc hiểu và tìm hi ểu về đề tài
Trạm Biến Áp
đồ án Thiết kế Trạm Biến Áp
220/110/22kV.
220/110/22kV.
Hướng dẫn giới thiệu tổng
Tìm hiểu những phương pháp
quan về trạm biến áp.
tối ưu cho trạm biến áp.
Hướng dẫn tính toán các đồ
thị phụ tải cho từng trạm
biến áp.
Chọn sơ đồ cấu trúc của
từng trạm biến áp.

Tính toán các thông s ố của từng
đồ thị phụ tải cho trạm biến áp.

Chọn máy bi ến áp, tính toán
tổn thất điện năng.

Tính toán công su ất MBA,tính
toán tổn thất điện năng, ch ọn
MBA.
Tính toán công su ất MBA,tính
toán tổn thất điện năng, ch ọn
MBA.
Chọn máy cắt, dao cách l y,
thanh dẫn, dây dẫn, sứ cách
điện…
Tính toán dòng ngắn mạch, tính
toán ngắn mạch 3 pha.

Chọn máy bi ến áp, tính toán
tổn thất điện năng.
Chọn khí cụ và phần dẫn
điện, tự dùng trong trạm
biến áp.
Tính toán ngắn mạch, tính
toán tổn thất điện năng.
Tính toán ch ọn và đưa ra
phương án hợp l ý phù hợp.
Tổng kết kiểm tra lại các
chương trong đ ề tài.

Chọn số lượng và các thông số
của máy biến áp.

Chọn phương án hợp l ý về mặt
an toàn điện, phù hợp với kinh
tế.
Tổng kết kiểm tra lại chỉnh sửa
các chương trong đề tài.

6

Ký tên


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

Viện Kỹ thuật Hutech
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ tên sinh viên
Lớp

: ĐOÀN THỊ BẰNG

: LÊ TẤN THỐNG
: 14DDC03

Tên đề tài: ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP.
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................

..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
ĐIỂM ĐÁNH GIÁ: ............................. XẾP LOẠI: ...............................
TP.HCM, ngày

tháng 10 năm 2017.

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
( Ký và ghi rõ h ọ tên)

7


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

Viện Kỹ thuật Hutech
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ tên sinh viên
Lớp

:

: LÊ TẤN THỐNG
: 14DDC03

Tên đề tài: ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP.
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
..........................................................................................................
ĐIỂM ĐÁNH GIÁ: ............................. XẾP LOẠI: ...............................
TP.HCM, ngày

tháng 10 năm 201 7.

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)

8


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

G VH D: ĐO ÀN T H Ị B Ằ N G

Lời mở đầu
Ngày nay, công nghiệp điện lực đóng vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây
dựng và phát triển kinh tế quốc dân. Các yêu cầu về sử dụng điện và thiết kế
điện ngày càng tăng. Việc trang bị những kiến thức nhằm phục vụ cho nhu cầu
sinh hoạt của con người, cung cấp điện cho các thiết bị khu vực kinh tế, nông
thôn, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết.
Điện năng đóng vai trò quan trọng và được sử dụng rộng rãi không thể
thiếu được trong cuộc sống và sản xuất. Vì vậy khi xây dựng một nhà máy, một
khu vực kinh tế, một khu công nghiệp,…
vấn đề là xây dựng một hệ thống để cung cấp điện năng cho các hộ tiêu thụ là
không thể thiếu được. Để đảm bảo cho việc cung cấp điện được tốt, đòi hỏi phải
xây dựng một hệ thống điện gồm các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối điện
năng hoạt động thống nhất với nhau. Trong đó, trạm biến áp có vai trò quan
trọng nhất, vì muốn truyền tải điện năng đi xa hoặc giảm điện áp xuống thấp cho
phù hợp với nơi tiêu thụ ta chỉ dùng biến áp là kinh tế và thuận tiện nhất.
ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP
Em thực hiện gồm 3 phần:
Phần A: Tính toán và tìm hi ểu thiết kế trạm biến áp
Phần B: Thiết kế chống sét và n ối đất cho trạm biến áp
Phần C: ………………………………..
Tuy đã hoàn thành được đề tài nhưng s ẽ không tránh khỏi những thiếu sót,
vì vậy em mong nh ận được sự góp ý của các thầy cô và các b ạn để đề tài của em
có thể hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!
TP.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017.
Sinh viên th ực hiện
LÊ TẤN THỐNG

9

ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP ..................................................................... 12
I.

GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP. .................................................................................. 12

II.

PHÂN LOẠI .................................................................................................................. 12

III.

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ................................................1Error! Bookmark not defined.

IV.

TRÌNH TỰ THIẾT KẾ .................................................................................................. 15

CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG CÔNG SUẤT.................................................................................... 16
I.
II.

KHÁI NIỆM .....................................................................1Error! Bookmark not defined.
ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP .................................................................... 16

CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP .................................................................. 16
I.

GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TRÚC .................................................................................... 22

II.

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP ...........................Error! Bookmark not defined.

III.

NHẬN XÉT.....................................................................Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC ...................................................................... 30
I.

KHÁI NIỆM ...................................................................................................................... 30

II.

KHẢ NĂNG QUÁ TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP ............................................................. 31

III.

CÁC PHƯƠNG ÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP. ............................................................... 32

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP. .................... 37
I. KHÁI NIỆM .......................................................................................................................... 37
III.

CÁCH TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP. ............. 39

III. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY BIẾN ÁP ........................................................ 40
CHƯƠNG 6: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP..................................................................... 47
I. TỔNG QUÁT ........................................................................................................................ 47
II. CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP............................................................. 48
4. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHO TRẠM BIẾN ÁP ......................................................................... 49
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH ................................................................................. 50
I.KHÁI NIỆM ........................................................................................................................... 51
II. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 3 PHA ............................................................... 52
CHƯƠNG 8: CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN..................................................... 60
I. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG ........................................................................................................ 60
II. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ PHẦN DẪN ĐIỆN .................................................................. 61
CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ PHẦN TỰ DÙNG TR ẠM BIẾN ÁP.................................... 80
I.CHỌN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG ....................................................................................... 80
II.TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH CHO CẤP ĐIỆN ÁP 0.4KV ................................................. 81

10


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

III.CHỌN CÁP NGẦM VÀ TỦ TỰ DÙNG ............................................................................ 82
CHƯƠNG 10:TÍNH TOÁN KINH T Ế - KỸ THUẬT .................................................... 83
I. KHÁI NIỆM .......................................................................................................................... 87
III. KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 88
CHƯƠNG 11: THIÊT KẾ CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP……………...88
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................... 100

11


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

G VH D: ĐO ÀN T H Ị B Ằ N G

PHẦN A:
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRẠM
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP
I.

GIỚI THIỆU VỀ TRẠM BIẾN ÁP.

Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất trong hệ thống
điện. Nó có nhiệm vụ chính là bi ến điện áp đến một cấp thích hợp nhằm phục
vụ cho việc truyền tải và cung cấp điện đến phụ tải tiêu th ụ. Trạm biến áp
tăng áp nâng đi ện áp lên cao đ ể truyền tải đi xa, ngược lại trạm biến áp giảm
điện áp xuống thấp thích hợp để cấp cho các ph ụ tải tiêu th ụ.
Chính vì l ẽ đó trạm biến áp thực hiện nhiệm vụ chính là nâng điện áp lên
cao khi truyền tải, rồi những trung tâm ti ếp nhận điện năng (cũng là tr ạm biến
áp) có nhi ệm vụ hạ mức điện áp xuống để phù hợp với nhu cầu.

II.

PHÂN LOẠI

Trạm biến áp được phân loại theo điện áp, quy mô và c ấu trúc xây d ựng

của trạm. Trạm phân phối điện chỉ gồm các thi ết bị như: dao cách l y, máy c ắt,
thành góp,…
1. Theo đi ện áp thì có hai loại:
- Trạm tăng áp: thường đặt ở những nhà máy đi ện có nhiệm vụ nâng điện
áp đầu cực máy phát lên cao đ ể truyền tải đi xa.
- 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 th ụ.
2. Theo mức độ quy mô của trạm biến áp, người ta chia thành hai lo ại:
- Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp khu v ực: thường có
điện áp sơ cấp lớn, cung cấp điện cho một khu vực phụ tải lớn ở các vùng
miền, tỉnh thành, khu công nghi ệp lớn,… Điện áp ở phía sơ cấp thường là
500; 220; 110KV, điện áp phía th ứ cấp thường là 110; 66; 35; 22; 15 KV.
- Trạm biến áp phân phối hay con gọi là trạm biến áp địa phương: nh ận
điện từ các trạm biến áp trung gian (tr ạm biến áp khu vực) để cung cấp trực
tiếp cho các phụ tải như xí nghiệp, khu dân cư,… qua các đư ờng dây phân
phối.

3. Theo cấu trúc xây dựng thì có hai lo ại sau:

12


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

G VH D: ĐO ÀN T H Ị B Ằ N G

- Trạm biến áp ngoài trời: Phù hợp với các trạm khu vực và trạm địa
phương có công suất lớn.
- Trạm biến áp trong nhà: Phù h ợp với các trạm địa phương và các nhà máy

có công suất nhỏ.
4. Các thiết bị chính trong trạm biến áp:
- Máy biến áp (MBA): Là thi ết bị truyền tải điện năng t ừ cấp điện áp này
đến cấp điện áp khác.
- Máy biến dòng: Dùng bi ến đổi dòng đi ện sơ cấp về một giá trị dòng điện
thích hợp ở đầu ra thứ cấp. Các loại: máy biến dòng ki ểu một vòng quấn, máy
biến dòng kiểu bậc cấp, máy biến dòng thứ tự không, máy bi ến dòng ki ểu bù,
biến dòng kiểu lắp sẵn.
- Máy biến áp đo lường (BU): Dòng biến đổi điện áp về cấp điện áp tương
ứng với thiết bị đo lường, tự động,… Các loại mấy biến áp đặc biệt: mấy biến
áp kiểu 3 pha năm tr ụ, máy biến áp kiểu bậc cấp, máy biến áp ki ểu phân chia
điện dung.
- Dao cách l y(CL): là khí c ụ điện có nhiệm vụ tạo một khoảng cách trông
thấy được để đảm bảo an toàn khi s ửa chữa máy phát điện, máy bi ến áp, máy
cắt điện, đường dây,… Đóng c ắt khi không có dòng ho ặc dòng nh ỏ, điện áp
không cao, sau khi máy c ắt đã cắt mạch điện.
- Máy cắt(MC): Dùng đ ể đóng cắt một phần tử của hệ thống điện như máy
phát, máy bi ến áp, đường dây… trong lúc bì nh thường cũng như gặp sự cố.
Các loại: máy cắt nhiều dầu, máy cắt ít dầu, máy cắt không khí, máy c ắt khí,
máy cắt sinh khí, máy c ắt chân khống, máy cắt phụ tải.
- Chống sét van: Dùng đ ể bảo vệ các thiết bị trong trạm không bị hư hại khi
có song quá đi ện áp khí quyển vào từ đường dây tải điện.
- CP:Dùng để đóng cắt dòng điện vào trạm.
- Sứ đỡ: Có tác dụng nâng đỡ đường dây t ải điện trên không. S ứ đỡ được
chế tạo mỗi sứ chịu được 25KV. Nếu điện thế cao hơn thì ghép nối nhiều sứ
với nhau.

III.

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Thiết kế phần điện và hệ thống chống sét – nối đất trạm biến áp
220/110/22KV với các thông số sau:
1. Điện áp h ệ thống:
U H T = 220KV, số đường dây là 2.
S H T = 8000MVA
;
x H T = 0,4Ω
2. Các phụ tải ở cấp điện áp:
2.1: Phụ tải ở 220KV:

13


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

- Có 2 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85
- Công suất: S m a x = 80 x 1,2 = 96 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 220KV như hình 1.1

2.2: Phụ tải ở 110KV:
- Có 4 đường dây, hệ số công suất cos = 0,8
- Công suất: S m a x = 60 x 1,1 5 = 69 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 110KV như hình 1.2

14


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

2.3: Phụ tải ở 22KV:
- Có 6 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85
- Công suất: S m a x = 40 x 1,1 = 44 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 22KV như hình 1.3

IV.

TRÌNH TỰ THIẾT KẾ
 Cân bằng công su ất phụ tải
 Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp
 Chọn máy biến áp điện lực
 Tính toán tổn thất điện năng trong máy bi ến áp
 Sơ đồ nối điện
 Tính toán ngắn mạch
 Chọn khí cụ điện và các ph ần dẫn điện
 Thiết kế phần tự dùng của máy biến áp
 Tính toán kinh t ế-kĩ thuật quyết định phương án thi ết kế
 Thiết kế chống sét nối đất cho trạm

15


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

CHƯƠNG 2:

CÂN BẰNG CÔNG SUẤT
I.

KHÁI NIỆM

Cân bằng công su ất là xem khả năng cung cấp điện và tiêu thụ điện có cân
bằng hay không. Cân b ằng công suất có vai trò quan tr ọng trong thiết kế cung
cấp điện của trạm biến áp. Biết rằng sự vận hành bình thường của hệ thống sẽ
không được đảm bảo công suất của hệ thống đưa đến chỉ bằng phụ tải của nó.
Như vậy, việc cân bằng công suất cần thiết kế để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện
liên tục và chất lượng điện năng.
Phụ tải là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện, nó biến đổi
điện năng thành các dạng năng lượng khác, để phục vụ cho sản xuất và sinh
hoạt, tùy theo t ầm quan trọng của phụ tải đối với nền kinh tế mà phụ tải chia
làm 3 loại.

II.

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI TỪNG CẤP ĐIỆN ÁP
1. Đồ thị phụ tải của cấp 220kV

- Sau khi tính ta được thông số sau cho cấp 220kV:
S = √(𝑃2 + 𝑄 2 )
P = S× Cosϕ
Q = S × Sinϕ

16


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

Ta có:

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

S m a x = 96 => S 0 - 2 = 50%× 96 = 48MVA
Cos = 0,85 => Sin = 0,53
Công suất phụ tải

Thời gian(h)
S(MVA)

P(MW)

Q(MVAR)

%

0 – 2

48

40.8

25.44

50

2 – 4

57.6

48.96

30.53

60

4 – 8

76.8

65.28

40.7

80

8 – 10

86.4

73.44

45.79

90

10 – 16

96

81.6

50.88

100

16 – 18

76.8

65.28

40.7

80

18 – 20

86.4

73.44

45.79

90

20 – 22

67.2

57.12

35.62

70

22 – 24

48

40.8

25.44

50

2. Đồ thị phụ tải của cấp 110kV

17


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

- Sau khi tính ta được thông số sau cho cấp 220kV:
S = √(𝑃2 + 𝑄 2 )
P = S× Cosϕ

Q = S × Sinϕ
Ta có:

S m a x = 69 => S 0 - 2 = 50%× 69 = 34.5MVA
Cos = 0,8 => Sin  = 0,6
Công suất phụ tải

Thời gian(h)
S(MVA)

P(MW)

Q(MVAR)

%

0 – 2

34.5

27.6

20.7

50

2 – 6

48.3

38.64

28.98

70

6 – 8

55.2

44.16

33.12

80

8 – 12

69

55.2

41.4

100

12 – 14

62.1

49.68

37.26

90

14 – 18

69

55.2

41.4

100

18 – 20

55.2

38.64

33.12

80

20 – 22

48.3

38.64

28.98

70

22 – 24

34.5

27.6

20.7

50

18


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

3. Đồ thị phụ tải của cấp 22kV

- Sau khi tính ta được thông số sau cho cấp 22kV:
S = √(𝑃2 + 𝑄 2 )
P = S× Cosϕ
Q = S × Sinϕ
Ta có:

S m a x = 44 => S 0 - 2 = 50%× 44 = 22MVA
Cos = 0,85 => Sin = 0,53

Công suất phụ tải

Thời gian(h)
S(MVA)

P(MW)

Q(MVAR)

%

0 – 2

22

18,7

11,66

50

2 – 6

26,4

22,44

19,992

60

6 – 8

35,2

29,92

18,656

80

8 – 12

39,6

33,66

20,988

90

12 – 16

44

37,4

23,32

100

19


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

16 – 20

39,6

33,66

20,988

90

20 – 22

30,8

26,18

16,324

70

22 – 24

22

18,7

11,66

50

4. Đồ thị phụ tải của trạm biến áp
Để tổng hợp đồ thị phụ tải có thể dùng phương pháp thành l ập bảng tổng hợp
đồ thị phụ tải theo phương pháp l ập bẳng như sau:
Phân theo bảng thời gian
Thời gian

Công suất phụ tải

S 2 2 0 (MVA)

S 1 1 0 (MVA)

S 2 2 (MVA)

0 – 2

48

34.5

22

Tự dùng
(MVA)
0,5

2 – 4

57.6

48.3

26,4

0,5

4 – 6

76.8

55.2

35,2

6 – 8

86.4

69

8 – 10

96

10 – 12

Tổng

%

105

50.2

132.8

63.5

0,5

167.7

80.2

39,6

0,5

195.5

93.5

62.1

44

0,5

202.6

96.9

76.8

69

39,6

0,5

185.9

88.9

12 – 14

86.4

55.2

30,8

0,5

172.9

82.7

14 – 16

67.2

48.3

22

0,5

138

66.0

16 – 18

48

34.5

22

0,5

105

50.2

18 – 20

48

34.5

26,4

0,5

109.4

52.3

20 – 22

57.6

48.3

35,2

0,5

141.6

67.8

22 – 24

76.8

55.2

39,6

0,5

172.1

82.3

( Tổng 0 - 2 : 48 + 34,5 + 22 + 0,5 = 105
%: 112 / Tổng m a x =105 / 202.6 =50,2% )
Tổng max=96+69+44=209

20


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

21


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

G VH D: ĐO ÀN T H Ị B Ằ N G

CHƯƠNG 3:
SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP
I.

GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ CẤU TRÚC
- Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan gi ữa nguồn,
tải và hệ thống điện.
- Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống
đến trạm biến áp, có nhi ệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm
biến áp đảm nhận.
- Khi thiết kế trạm biến áp, sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng
quyết định đến toàn thiết kế.
- Các yêu cầu chính khi ch ọn sơ đồ cấu trúc:
 Có tính kh ả thi: tức là có thể chọn được tất cả các thi ết bị chính như:
máy biến áp, máy cắt,… cũng có khả năng thi công , xây l ắp và vận
hành trạm.
 Đảm bảo tính liên t ục chặt chẽ giữa các cấp điện áp, đặc biệt với hệ
thống khi binh thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử không làm
việc).
 Tổn hao qua máy bi ến áp bé, tránh trư ờng hợp cung cấp cho phụ tải
qua hai m ấy biến áp không cần thiết.
 Vốn đầu tư hợp l ý, chiếm diện tích càng bé càng t ốt.

 Có khả năng phát tri ển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc đã
chọn.
- Khi thiết kế trạm biến áp, ta đưa ra nhi ều phương án khả thi trên cơ sở phân
tích ưu khuyết điểm của từng phương án; so sánh đi ều kiện kỹ thuật - kinh tế
rồi chọn phương án t ối ưu, để chọn phương án ta c ần cân nhắc các khía cạnh
sau:
 Số lượng máy biến áp.
 Tổng công su ất máy biến áp.
 Tổng vốn đầu tư mua máy bi ến áp.
 Tổn hao điện năng tổng qua máy biến áp.

II.

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP
- Trạm biến áp là m ột công trình nh ận điện năng bằng một hay nhi ều nguồn
cung cấp với điện áp để phân phối cho các phụ tải ở các cấp điện áp bằng
hoặc bé hơn đi ện áp hệ thống. Phần công suất được phân ph ối ở điện áp bằng
điện áp hệ thống thông qua máy bi ến áp hạ, phần còn lại qua máy bi ến áp có
điện áp phù hợp với phụ tải.

22


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

1. Phương án 1: Sử dụng 2 máy biến áp từ ngẫu 3 cuộn dây. Phụ tải cấp
22kV được lấy từ cuộn hạ của MBA.
- Các cấp điện áp cao, trung đ ều có trung tính n ối đất trực tiếp nên

dùng máy bi ến áp tự ngẫu sẽ có nhiều ưu điểm hơn so với máy biến áp
ba cuộn dây.
- Ưu điểm:
 Độ tin cậy cao.
 Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
 Sơ đồ cấu trúc rõ ràng.
 Số lượng máy biến áp ít.
 Tổn thất điện năng bé.
 Trọng lượng, kích thước bé hơn dùng máy bi ến áp ba cuộn
dây.
- Khuyết điểm:
o Khó chọn máy biến áp có công suất phù hợp.
o Công suất lớn kéo theo kích thước và trọng lượng máy bi ến
áp lớn có thể gặp khó khăn khi v ận chuyển và lắp đặt.
o Do mạng cao áp và trung áp tr ực tiếp nối đất và có sự liên hệ
về điện giữa cuộn cao và cuộn trung trong máy bi ến áp nên
phải có chống sét van bố trí ở đầu vào ra máy bi ến áp.

23


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

2. Phương án 2: Dùng hai máy bi ến áp hai cuộn dây 220/110kV và hai
máy biến áp cuộn dây 110/22kV.
- Ưu






điểm:
Độ tin cậy cao.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Cấu trúc rõ ràng.
Phù hợp với những nơi vận chuyển khó khăn.

- Khuyết điểm:
o Số lượng máy biến áp nhi ều.
o Giá thành cao.
o Tổn thất điện năng lớn vì cấp 22kV phải qua hai l ần biến áp.

3. Phương án 3: Dùng hai máy bi ến áp hai cuộn dây 220/110kV và hai
máy biến áp hai cu ộn dây 220/22kV.
- Ưu





điểm:
Độ tin cậy cao.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Cấu trúc rõ ràng.
Phụ tải mỗi cấp chỉ qua một lần máy biến áp.

- Khuyết điểm:
o Số lượng máy biến áp nhi ều.

24


ĐỒ Á N TR ẠM B I ẾN Á P

GVH D: ĐO ÀN TH Ị B ẰNG

o Vốn đầu tư lớn.
o Tổn thất điện năng lớn.
o Khó chọn được máy biến áp 220/22kV.

4. Phương án 4: Sử dụng hai máy bi ến áp từ ngẫu 3 cuộn dây để tải công
suất từ điện áp cao sang trung và s ử dụng máy bi ến áp 2 cuộn dây để
tải công su ất từ điện áp trung sang h ạ.
- Ưu





điểm:
Độ tin cậy cao.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
Sơ đồ cấu trúc rõ ràng.
Tách máy biến áp thành hai ph ần riêng bi ệt.

- Khuyết điểm:
o Số lượng máy biến áp nhi ều.
o Vốn đầu tư lớn.

o Tổn thất điện năng lớn.

25