Đồ án Thiết kế trạm biến áp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA ĐIỆN _ ĐIỆN TỬ
NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI :

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP KHU VỰC
110 KV/ 22 KV
BẮC BÌNH CHÁNH

NIÊN HỌC 2000 _ 2005
TP.Hồ Chí Minh Ngày 22-1 -2005


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay ,đất nước ta đang trên đường công nghiệp hoá,hiện đại hoá, đời sống
nhân dân được nâng cao nhanh chóng.Nhu cầu sử dụng điện năng trong tất cả các
lónh vực ngày càng tăng.Vì vậy,công nghiệp điện lực giữ vai trò hết sức quan trọng
đối với sự phát triển kinh tế và ổn đònh xã hội.Để đảm bảo cho việc cung cấp điện
được tốt ,đòi hỏi phải xây dựng được một hệ thống điện gồm các khâu sản xuất
,truyền tải ,phân phối điện năng và hoạt động một cách thống nhất với nhau .Trong
đó ,Trạm Biến p có vai trò quan trọng.Vì muốn truyền tải điện năng đi xa ta phải

tăng điện áp và sau đó giảm điện áp xuống thấp cho phù hợp với nơi tiêu thụ.Dùng
biến áp tiện lợi và kinh tế.
Năng lượng là một trong những yếu tố rất quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu
trong các lónh vực : công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt ... Một lực lượng đông đảo
cán bộ khoa học kỹ thuật trong ngành điện đang tham gia thiết kế và lắp đặt các công
trình cung cấp điện.
Thiết kế một hệ thống nhà máy điện và trạm biến áp là một việt làm khó, một
công trình điện dù nhỏ cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt những chuyên
ngành : cung cấp điện, thiết bò điện, kỹ thuật cao áp, an toàn điện ... Ngoài ra người
thiết kế còn có sự hiểu biết về xã hội, về môi trường, về đối tượng cấp điện. Công
trình thiết kế dư thừa sẽ gây lãng phí nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn đầu tư. Công
trình thiết kế sai do thiếu hiểu biết hay chạy theo lợi nhuận sẽ gây ra hậu quả như :
gây sự cố mất điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tài sản của nhân dân.
Luận văn “Thiết Kế Trạm Biến Áp” ở đây được trình bài những bước thiết kế cơ
bản cần thiết, dẫn ra từ những công thức tính toán cơ bản để lựa chọn những phần tử
của hệ thống thích hợp cho trạm điện. Thiết kế trạm biến áp nhằm giúp sinh viên
chúng ta làm quen với công việc thiết kế và còn giúp cho mỗi bản thân chúng ta có
một tác phong làm việc độc lập.
Do thời gian và tài liệu còn hạn chế, hơn nữa kinh nghiệm thực tiễn của em chưa
có nhiều nên đồ án thiết kế này không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận
được sự góp ý và nhận xét của thầy cô và các bạn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn q thầy cô trong khoa Điện -Điện Tử và đặc
biệt là thầy Phan Kế Phúc đã tận tình hướng dẫn,chỉ bảo và động viên em trong suốt
quá trình thực hiện Luận Văn Tốt Nghiệp này.

Trang 1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP


I . Khái quát và phân loại trạm:
Trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, điện năng đóng vai trò quan trọng, nó
ảnh hưởng rất nhiều đến các ngành công nghiệp khác. Khi xây dựng một nhà máy,
khu kinh tế, khu công nghiệp, ... ,thì trước tiên phải xây dựng hệ thống cung cấp điện
nhằm cung cấp điện năng cho sản xuất và cho nhu cầu sinh hoạt của con người. Một
hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, trạm phân phối, .. các khâu
này tạo thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng một cách thống nhất, trong
đó trạm biến áp đóng vai trò quan trọng dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp
này sang cấp điện áp khác.
Trạm biến áp giảm áp có hai loaiï:
 Trạm biến áp trung gian hay trạm biến áp chính : là trạm nhận điện áp từ hệ
thống có điện áp từ 220 KV đến 22KV biến đổi xuống 10 KV, 6 KV.
 Trạm biến áp phân phối : trạm này sẽ nhận điện từ trạm trung gian đưa đến
biến đổi thành điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải.
Nhiệm vụ của đồ án này là thiết kế trạm biến áp khu vực 110 KV/ 22 KV
Về phương diện cấu trúc có thể phân thành hai trạm :
 Trạm biến áp đặt ngoài trời : các thiết bò được đặt ngoài trời, với loại trạm
này cần phải có mặt bằng rộng và phải ở nơi ít bụi.
 Trạm biến áp đặt trong nhà : các thiết bò được đặt trong nhà, đối với loại
trạm này thì chi phí vốn đầu tư tăng cao và ít tốn mặt bằng.
II-Kết cấu của trạm biến áp:
Một trạm biến áp cơ bản phải có máy biến áp,các thiết bò phân phối điện.
Thiết bò phân phối gồm có thiết bò phân phối cao áp và thiết bò phân phối hạ
áp thường bao gồm:

- Các khí cụ đóng cắt lưới điện:máy cắt,cấu dao,dao cách ly,áptomát.
- Các khí cụ đo løng:BU,BI,các đồng hồ đo A,V,Wh,Varh,cos...
III-Yêu cầu khi thiết kế:
Mục tiêu cơ bản là đảm bảo cho các phụ tải luôn có điện và chất lượng tốt .
Để phương án thiết kế là hợp lý cần đặt ra các chỉ tiêu sau:
-Vốn đầu tư nhỏ.
-Độ tin cậy cung cấp điện cao.
-Chi phí vận hành hàng năm thấp.
-Chất lượng điện tốt.
-Vận hành an toàn đối với con người và thiết bò.
Khi thiết trạm biến áp cung cấp cho phụ tải cần thực hiện các chỉ tiêu sau:
-Xác đònh nhu cầu phụ tải nhằm đáp ứng nhu cầu điện năng cần có để
chọn phương án cung cấp điện.
- Xác đònh nguồn cung cấp từ đâu đến,vò trí,công suất, vai trò của trạm biến áp.

Trang 2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

-Chọn sơ đồ cấu trúc.
-Chọn phương án kỹ thuật tốt,sơ đồ nối điện,đo lường,bảo vệ cho trạm.
-Tính toán kinh tế từng phương án để chọn lựa chọn phương án tốt nhất.
IV-Nhiệm vụ thiết kế:
Thiết kế trạm biến áp khu vực 110KV/22KV có các thông số sau:
-Nhận điện từ 2 nguồn đến:Từ 2 trạm Hóc Môn và Phú Đònh, bằng 2
đường dây:2x60 km, Có công suất là:6000MVA dòng điện ngắn mạch

ở phía 110 KV Bình Chánh là:20KA.
-Công suất dự kiến năm 2006 là 30MVA, tăng trưởng hàng năm
phụ tải điện ở Bình Chánh là 14%/năm.Đến năm 2018 không tăng nữa.
-Chọn sơ đồ trạm,Mặt bằng-Mặt cắt.
-Chống sét-nối đất-Bảo vệ rơle cho trạm.

S%
100
90
80
70
60
30
t(h)
0

4

6

8

12

13

18

22

24

Đồ thò phụ tải biểu diễn sử dụng công suất.

Từ số liệu của nhiệm vụ:Chọn 8 lộ ra cung cấp cho khu vực gần đó (2 lộ ra
để cung cấp cho đường dây cáp ngầm.4 lộ ra cung cấp cho đường dây
trên không),2 lộ ra để hạ xuống cho tự dùng.
 Trong đề tài thiết kế :phụ tải phát triển từ năm:2006-2018 không tăng nữa.
- Năm 2006:công suất dự kiến là:Smax=30 MVA.
- Đến năm 2018:công suất tăng trưởng sẽ lên đến là:Smax=144,54 MVA.

Phụ tải phát triển làm 2 giai đoạn.
-Giai đoạn 1:2006-2011:Smax=57,76(MVA);cos  =0,86.
- Giai đoạn 2:2012-2018:Smax=144,54(MVA);cos  =0,88.
Theo kết quả tình hình dân cư và căn cứ vào số liệu được cung cấp
của phòng quản lý kỹ thuật của khu vực Bắc Bình Chánh.
Ta có được tình hình tiêu thụ điện trong một ngày của khu vực
Bắc Bình Chánh và khu công nghiệp.

Trang 3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

V-Trình tự thiết kế :
Theo số liệu đề bài ta thiết kế trạm biến áp theo trình tự sau :
Ta tiến hành thiết kế như sau:

Chương 1:Nhu cầu phụ tải cân bằng công suất và đồ thò phụ tải.
Chương 2:Lựa chọn vò trí và mô hình xây dựng trạm.
Chương 3:Chọn phương án thiết kế và sơ đồ cấu trúc.
Chương 4:Chọn sơ đồ nối điện.
Chương 5:Tính toán chọn máy biến áp.
Chương 6:Tổn thất điện năng và tổn thất công suất.
Chương 7:Tính toán dòng điện ngắn mạch,dòng bình thường,
dòng cưỡng bức
Chương 8:Chọn khí cụ điện và các phần dẫn điện.
Chương 9:So sánh tính kinh tế –kỹ thuật của các phương án
Lựa chọn phương án tối ưu.
Chương 10:Thiết kế hệ thống tự động bảo vệ,Tính toán bảo vệ Rơle
Cho trạm biến áp.
Chương 11:Chống sét và nối đất cho trạm.

Trang 4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Chương 1:

NHU CẦU PHỤ TẢI CÂN BẰNG
CÔNG SUẤT và ĐỒ THỊ PHỤ TẢI


I-GIỚI THIỆU CHUNG:

Để thiết kế xây dựng một trạm biến áp bất kỳ,điều quan trọng trước hết ta phải xác
đònh nhu cầu phụ tải của khu vực mà trạm biến áp đó cung cấp và khả năng mà
nguồn điện lưới có thể đưa đến trạm.Việc làm này không chỉ có ý nghóa quyết đònh
vế mặt kỹ thuật mà có ý nghóa quyết đònh về mặt kỹ thuật mà còn ý nghóa về kinh
tế,giúp cho ta tránh được những tổn phí không cần thiết khi xây dựng trạm.
Theo thiết kế,Trạm Biến Áp khu vực 110 KV/22KV ở Bình Chánh nhận điện từ hệ
thống điện Quốc Gia qua đường dây cung cấp 110 KV khu vực Bắc Bình Chánh, từ
đây ta biến đổi từ 110KV xuống 22KV để cung cấp cho khu vực này.
II-NHU CẦU PHỤ TẢI:
1-Khái niệm phụ tải điện:

Phụ tải điện là các thiết bò hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bò sử dụng
điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác nhau như:quang năng,nhiệt
năng,hoá năng ,cơ năng…
Phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu,phụ tải có thể phân loại:
Theo tính chất:
-Phụ tải động lực:cung cấp cho các loại động cơ điện .
-Phụ tải chiếu sáng.
Theo khu vực sử dụng:
-Phụ tải công nghiệp:cung cấp cho khu công nghiệp.

-Phụ tải nông nghiệp:cung cấp cho khu vực nông nghiệp.
- Phụ tải sinh hoạt:cung cấp cho vùng dân cư tập chung.

Theo mức độ quan trọng :
-Phụ tải loại 1:khi mất điện sẽ ảnh hưởng tới tính mạng con người,thiệt hại lớn cho

nền kinh tế Quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn tới chính trò.
- Phụ tải loại 2:như mất điện có ảnh hưởng đến nền kinh tế,sản xuất nhưng không

quan trọng như Phụ tải loại 1.
- Phụ tải loại 3:Về nguyên tắc có thể mất điện trong thời gian ngắn không ảnh
hưởng nhiều đến các hộ tiêu thụ.

Nhu cầu phụ tải:
Việc tính toán thiết kế một trạm biến áp phụ thuộc rất nhiều vào mức độ chính
xác của công tác thu thập,phân tích và dự báo nhu cầu của phụ tải trong hiện tại cũng
như trong tương lai.
Nếu việc ước lượng phụ tải quá lớn thì sẽ gây lãng phí.
Ngược lại nếu ước lượng nhu cầu phụ tải quá nhỏ thì sẽ không đáp ứng được
nhu cầu cung cấp điện.Vì vậy ta có một số phương pháp dự báo như:
Trang 5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

-Phương pháp tính hệ số vượt trước: Phương pháp này giúp ta thấy được
khuynh hướng phát triển của nhu cầu và sơ bộ cân đối nhu cầu này với nhòp độ phát
triển của nền kinh tế quốc dân,nói chung nó chính là tỉ số của nhòp độ phát triển năng
lượng điện với nhòp độ phát triển của toàn bộ nền kinh tế quốc dân.
- Phương pháp tính trực tiếp: Phương pháp này là xác đònh nhu cầu điện năng
của năm dự báo,dựa trên tổng sản lượng kinh tế của các nghành năm đó và suất tiêu
hao điện năng với từng loại sản phẩm.Đối với những trường hợp không có suất tiêu
hao điện năng thì xác đònh nhu cầu điện năng cho từng trường hợp cụ thể (công suất
điện trung bình cho từng hộ gia đình,bệnh viện,trường học…..).

Ưu điểm:Tính toán đơn giản.


Khuyết điểm:Sai số lớn.
- Phương pháp ngoại suy theo thời gian:là phương pháp nghiên cứu sự diễn biến
của nhu cầu điện năng điện năng trong một thời gian quá khứ tương đối ổn đònh,tìm
ra một quy luật nào đó,rồi kéo dài quy luật ấy ra để dự đoán cho tương lai.
- Phương pháp tương quan: Phương pháp này nghiên cứu mối quan hệ giữa điện
năng tiêu thụ với sản lượng khác như :tổng giá trò sản lượng công
nghiệp(đồng/năm),tổng sản lượng kinh tế quốc dân(đồng/năm).Nhiệm vụ phải tìm
được hàm:y=f(x1 ,…...xn).
- Phương pháp so sánh đối chiếu: So sánh đối chiếu nhu cầu phát triển điện năng
của các nước hoặc các đòa phương ở hoàn cảnh tương tự.Chỉ sử dụng phương pháp
này khi mình không còn phương pháp dự báo nào nữa.
- Phương pháp chuyên gia:Là tham khảo ý kiến của các chuyên gia.Sau đó gia
công số liệu để lấy ý kiến.
Dựa vào các phương pháp này sẽ tính toán dự báo được nhu cầu phụ tải chính xác
hơn và sẽ biểu diễn thông qua đồ thò phụ tải để phục vụ cho công tác thiết kế trạm
biến áp.
II-CÂN BẰNG CÔNG SUẤT:
Cân bằng công suất là xem khả năng cung cấp điện và tiêu thụ điện có cân
bằng hay không.
Cân bằng công suất phụ tải đóng vai trò rất quan trọng trong thiết kế cung cấp
điện hay thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp .Biết rằng sự vận hành bình thường
của hệ thống sẽ không được bảo đảm nếu công suất của hệ thống đưa đến chỉ bằng
phụ tải của nó.Vì vậy hệ thống phải cung cấp cho phụ tải lúc cực đại cũng như phụ
tải làm việc lúc bình thường,có thể lớn hơn để dự trữ còn phát triển phụ tải sau này.
Cân bằng công suất là cân bằng công suất phản kháng và công suất tác dụng .
Sự thiếu hụt một trong hai đại lượng này sẽ ảnh hưởng đến chất lượng điện năng .
Trong mạng điện thường tổn thất công suất phản kháng lớn hơn tổn thất công suất tác
dụng, sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng điện năng ở
các hộ tiêu thụ điện . Nếu thiếu nhiều có thể làm trì hoãn các công việc của các xí

nghiệp công nghiệp ... Vì vậy cân bằng công suất rất cần thiết để đảm bảo nhu cầu
cấp điện và chất lượng điện năng .
Trang 6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Do trạm biến áp khu vực(còn gọi là trạm NÚT)110KV/22KV ở Bắc Bình
Chánh nhận điện từ 2 trạm biến áp Hóc Môn và Phú Đònh,nên khả năng nguồn
cung cấp cho trạm tuy thuộc vào khả năng tải tối đa cho phép trên đøng dây110
KV ở 2 trạm này.
Phụ tải cần cung cấp của trạm ta đang thiết kế phát triển trong tương lai(năm
2018)là:144,54 MVA.
Qua đó ta thấy hệ thống lưới điện đảm bảo cung cấp đầy đủ công suất cho
trạm ở giai đoạn này(2006)và cho cả giai đoạn mở rộng trong tương lai(tới 2018).
III-ĐỒ THỊ PHỤ TẢI:

Mức tiêu thụ điện năng luôn thay đổi,quy luật biến thiên của phụ tải theo thời
gian có thể quan sát được nhờ vào các dụng cụ tự ghi và đường cong biểu diễn sự
thay đổi phụ tải được gọi là:ĐỒ THỊ PHỤ TẢI.
Đồ thò phụ tải có thể phân loại theo công suất ,theo thời gian,theo đòa dư…
Khi phân loại theo công suất có đồ thò phụ tải công suất tác dụng, đồ thò phụ tải
công suất phản kháng và đồ thò phụ tải công suất biểu kiến.Theo thời gian phân loại
đồ thò phụ tải năm, ngày,vv…theo đòa dư có đồ thò phụ tải toàn hệ thống, đồ thò phụ
tải của nhà máy điện ,trạm biến áp ,đồ thò phụ tải của hộ tiêu thụ.
Đồ thò phụ tải cần thiết cho việc thiết kế và vận hành hệ thống điện.Khi biết được
đồ thò phụ tải toàn hệ thống điện có thể phân bố tối ưu công suất cho các nhà máy

điện trong hệ thống,xác đònh tiêu hao nhiên liệu … Đồ thò phụ tải ngày của nhà máy
điện hay trạm biến áp dùng để chọn dung lượng máy biến áp,tính toán tổn thất điện
năng trong máy biến áp,chọn sơ đồ nối dây …Với đồ thò phụ tải cực đại hàng tháng
có thể đưa ra kế hoạch tu sửa các thiết bò.
Do tính chất quan trọng của nó nên nhất thiết phải thiết lập đồ thò phụ tải cho trạm
biến áp.
 Đồ thò phụ tải của trạm biến áp khu vực 110KV/22KV- Bình Chánh.
Sau khi trực tiếp khảo sát tình trạng dân cư,các nhà máy xí nghiệp …trong khu
vực Bắc Bình Chánh và kết hợp với số liệu do công ty điện lực cung cấp.Ta ghi
nhận được tình hình phụ tải ở khu vực này như sau:
Khu vực khu công nghiêp Vónh Lộc,Tân Bình,..khu công nghiệp này tập chung sản
suất trong 2 ca.Do đó phụ tải thường cực đại vào lúc 6-22h.
Ngoài ra còn có một số phụ tải dùng cho thắp sáng,máy lạnh,quạt….phụ tải này
dùng cho nhu cầu vui chơi giải trí cho dân cư sau khi đi làm tan ca về……
Ở đây còn có một số phụ tải dùng điện liên tục như :trạm xá ,phân xưởng,……
Dạng đồ thi phụ tải mà ta đã thu nhận được có dạng đồ thò như dưới đây để thuận
tiện cho việc tính toán và trạm biến áp 110KV/22KV-Bắc Bình Chánh.

 Trong đề tài thiết kế này phụ tải khu vực phát triển làm 2 giai đoạn:

1. Giai đoạn 1(2006-2011):Smax= 57,76MVA
2. Giai đoạn 2(2011-2018):Smax= 144,54MVA
Giả thiết phụ tải phát triển đều trong mỗi thời đoạn là(2006-2011)và
(20012-2018).Vậy ta có thể xây dựng được nhu cầu phụ tải trong từng năm và
Trang 7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

có thể biểu diễn sự phát triển của phụ tải trong các giai đoạn này bằng
các đường biểu diễn.

Bảng nhu cầu phụ tải trong từng năm :(Bảng 1-1).
Năm
Công suất
(MVA)
Năm
Công suất
(MVA)

2006
30

2007
34,2

2008
38,99

2013 2014 2015
75,07 85,58 97,56

2009
44,45

2010
50,67

2011
57,76

2012
65,85

2016
111,22

2017
126,79

2018
144,54

Theo công thức : F=P(F/P,i%,n)
Trong đó:-n:Số năm tăng trưởng phụ tải.
-i%:Số phần trăm tăng trưởng mỗi năm.
Vậy: F=P(F/P,i%,n) =30(1+0,14)12=144,54 (MVA)
Từ số liệu cụ thể ta có đồ thò biểu diễn phụ tải trong các năm như sau:
S (M V A )
1 4 4 ,5 4
1 2 6 ,7 8
1 1 1 ,2 1
9 7 ,5 5
8 5 ,5 7
7 5 ,0 6
6 5 ,8 4
5 7 ,7 6

5 0 ,6 7
4 4 ,4 5
3 8 ,9 9
3 4 ,2
30
t(h )
2006

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

Đây là đồ thò nhu cầu phụ tải

17

18

IV-ĐỒ THỊ PHỤ TẢI VÀ CÂN BẰNG CÔNG SUẤT:
1-Khái niệm:
Quy luật biến thiên của phụ tải theo thời gian được biểu diễn trên hình vẽ gọi là
đồ thò phụ tải.Trục tung của đồ thò có thể biểu diễn :công suất tác dụng ,công suất
phản kháng,công suất biểu kiến ở dạng đơn vò có tên hay ở dạng đơn vò tương đối
;còn trục hoành thì biểu diễn thời gian.
Trong thiết kế và vận hành hệ thống điện có 3 đồ thò cơ bản:
-Công suất tác dụng :P(W,KW,MW)
-Côngsuất phản kháng :Q(Var.Kvar,MVar)
-Công suất biểu kiến :S(VA,KVA,MVA)
Đồ thò phụ tải có thể phân loại theo công suất,theo thời gian,theo đòa dư:
+Theo công suất: công suất tác dụng , phản kháng ,công suất biểu kiến.
Trang 8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

+Theo thời gian :Có đồ thò phụ tải năm, đồ thò phụ tải ngày…

+Theo đòa dư :Có đồ thò phụ tải toàn trạm hệ thống, đồ thò phụ tải của nhà máy
điện,của trạm biến áp,đồ thi phụ tải của hộ tiêu thụ…
2-Đồ thò phụ tải của trạm biến áp 110KV/22KV thiết kế:
Do trạm biến áp thiết kế có công suất lớn.công suất tự dùng trong trạm không

đáng kể so với công suất của toàn trạm nên có thể bỏ qua khi tổng hợp phụ tải.
a-Giai đoạn 1(20062018):
Phụ tải cực đại trong giai đoạn này là:Smax = 30MVA(đầu năm 2006)
Cos  =0,86sin  =0,51; tag  =0,59
p dụng công thức:P=Scos  ;Q=Ssin 

Suy ra:Pmax=Smax  cos  =30  0,86=25,8 (MW)
Qmax=Smax  sin  =30  0,51=15,3(MVar)

Bảng cân bằng công suất phụ tải giai đoạn 1(đầu năm 2006):
(Bảng 1-2)
S(%)
30
60
80
90
70
90
100
70

Thời gian(h)
04
4 6
68
812
1213
1318
1822
2224

S(MVA)
9
18
24
27
21
27
30
21

P(MW)
7,74
15,48
20,64
23,22
18,06
23,22
25,8
18,06

Q(Mvar)
4,59
9,18
12,24
13,77
10,71
13,77
15,3
10,71

 Đồ thò phụ tải giai đoạn 1( đầu năm 2006):

S(MVA)
30
27
24
21
18
9
t(h)
0

4

6

8

12

13

18

22

24

Đồ thò phụ tải công suất biểu kiến năm 2006

P(MW)
25,8
23,22
20,64
18,06
15,48
7,74

Trang 9
t(h)


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Đồ thò phụ tải công suất tác dụng năm 2006
Q(MVar)
15,3
13.77
12,24
10,71
9,18
4,59
t(h)
0

4

6

8

12 13

18

22

24

Đồ thò phụ tải công suất phản kháng năm 2006
b-Giai đoạn 2(từ năm 20122018): Smax = 65,84MVA(đầu năm 2012).
Với Cos  =0,88sin  =0,47 ; tag  =0,54
Ta có công thức:P=Scos  ;Q=Ssin  Suy ra:Pmax=Smax  cos  =65,84  0,88=57,94 (MW)
Qmax=Smax  sin  =65,84  0,47=30,94(MVar)
Bảng cân bằng công suất phụ tải giai đoạn 2(đầu năm 2012): (Bảng 1-2)
Thời gian(h)
04
4 6
68
812
1213
1318
1822
2224

S(%)

30
60
80
90
70
90
100
70

S(MVA)
19,75
39,5
52,67
59,26
46,09
59,26
65,84
46,09

Đồ thò phụ tải giai đoạn 2(đầu năm 2012):

S(MVA)
65,84
59,26
52,67
46,09
39,5

Trang 10

P(MW)
17,38
34,76
46,35
52,15
40,56
52,15
57,94
40,56

Q(Mvar)
9,28
18,57
24,75
27,85
21,66
27,85
30,94
21,66


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Đồ thò phụ tải công suất biểu kiến năm 2012
P(MW)
57,94
52,15

46,35
40,56
34,76
17,38
0

4

6

8

12 13

18

t(h)

24

22

Đồ thò phụ tải công suất tác dụng năm 2012

Q(MVar)
30,94
27,85
24,75
21,66
18,57

9,28
t(h)
0

4

6

8

12

13

18

22

24

Đồ thò phụ tải công suất phản kháng năm 2012

2-Vấn đề cân bằng công suất và năng lượng:
Vấn đề cân bằng là so sánh khả năng cung cấp điện với nhu cầu phụ tải tiêu thụ
điện xem có cân bằng hay không,do vậy cân bằng công suất đóng vai trò hết sức
quan trọng trong thiết kế một nhà máy điện hay trạm biến áp.Sự vận hành của hệ

Trang 11

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

thống sẽ không được bảo đảm nếu công suất của hệ thống đưa đến chỉ bằng phụ tải
của nó .Vì vậy hệ thống không những phải cung cấp đảm bảo cho phụ tải lúc cực đại
,mà phải lớn hơn để dự trữ phát triển sau này.
Cân bằng công suất là cân bằng công suất tác dụng,công suất phản kháng.Sự
thiếu hụt một trong hai đại lượng này sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng điện năng
và khả năng cung cấp điện.Trong mạng điện thông thường công suất phản kháng
tổn thất nhiều hơn công suất tác dụng.Sự thiếu hụt công suất phản kháng sẽ dẫn
đến tình trạng làm việc không tốt của các hộ dùng điện,nếu thiếu hụt nhiều có
thể làm ngưng truyền động của các máy công dụng trong xí nghiệp.Vì vậy cân
bằng công suất là rất cần thiết để bảo đảm nhu cầu cung cấp điện và chất lượng
điện năng.

Chương 2:

LỰA CHỌN VỊ TRÍ VÀ MÔ HÌNH XÂY DỰNG TRẠM
BIẾN ÁP BẮC BÌNH CHÁNH



Trang 12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

I-VỊ TRÍ ĐIA LÝ:

Trạm biến áp khu vực 110 KV/22KV Bắc Bình chánh .
-Phía đông tiếp giáp với phường Tân Quy quận 7.
-Phía Nam tiếp giáp với đường Âu Dương Lân-quận 8, Phường Tân Hưng Quận 7.
-Phía tây tiếp giáp với quận 8,gần bến xe cần guộc-Cần đước.
-Phía Bắc giáp với phía Thò Xã Tân An-Tỉnh Long An.

II-VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM:
1-phương án chọn đòa điểm:

Khi chọn vò trí xây dựng trạm biến áp,người ta phải chọn đòa điểm đặt trạm sao cho
phù hợp với công trình,đồng thời không ảnh hưởng đến sinh hoạt của dân cư đòa
phương .Do đó khi chọn vò trí đặt trạm cần phải đạt được một số yêu cầu sau:
 Đạt yêu cầu kỹ thuật xây dựng tram như :diện tích,đòa chất,gần tâm phụ tải….
 Chi phí giải toả đền bù cho dân cư đòa phương thấp.
 Phù hợp với quy hoạch đô thò trong tương lai.
 Thuân lợi trong quá trình thi công xây dựng.
Căn cứ vào tình hình thực tế lưới điện truyền tải và lưới điện phân phối tại khu
vực,chúng ta xác đònh đựơc một vò trí đặt trạm như sau:
a-Phương án 1: Tại xã An Phú Tây,Bình chánh, Vónh lộc A, B ,Bình Hưng,….
b-Phương án 2:XãTân Quý Tây,Tân nhật,Tân kiên, Lê minh xuân,PhạmVăn Hai…
2-Phân tích phương án :Căn cứ vào số liệu cung cấp của phòng quản lý và
thu thập được của công an khu vực mấy xã này ta thấy:
a-phương án 1:
 Ưu điểm:Khu vực dân cư còn thưa thớt,đòa chất thuận lợi cho việc xây dựng các
công trình,gần thò xã Bình Chánh nơi khu công nghiệp có phụ tải lớn, bán kính
hoạt động lưới điện 22KV cũng vừa phải,do ít tổn hao.Do đó thuận lợi cho việc

bố trí các tuyến đường dây 22KV đến các khu vực có phụ tải.
Thuận lợi cho việc thi công xây dựng đường dây 110KV đến Bắc
Bình Chánh cũng như xây dựng trạm biến áp ở đây.
 Khuyết điểm: Chi phí đền bù cao.
b-phương án 2:
 Ưu điểm:Không vướng vào khu dân cư,do tại đây dân cư còn thưa.
 Nhược điểm:Xa trung tâm phụ tải,bán kính hoạt động của lưới phân phối lớn,gây
tổn hao ,không thuận lợi cho việc quy hoạch lưới điện phân phối.
Xây dựng đường dây 110KV Bắc Bình Chánh gặp nhiều khó khăn vì
phải giải toả hành lang mới cho đường dây.Vì xa đường dây hệ thống.
3-Nhận xét và chọn đòa điểm:
Sau khi phân tích Ưu và khuyết điểm trong 2 phương án mà khả thi nhất ,Ta
nhận thấy phương án 1 là phương án khả thi nhất .Vì phương án này gần như thoả
mãn các yêu cầu về kỹ thuật và xây dựng.Do đó,Vò trí đặt trạm biến áp
110KV/22KV Bắc Bình Chánh gần 3 Xã:Đa phước,Bình chánh,Vónh lộc A.
III-MÔ HÌNH XÂY DỰNG TRẠM:
Trang 13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

1-Phân tích các loại trạm:

Để chọn mô hình xây dựng trạm biến áp 110KV/22KV ở Bắc Bình chánh,
ta phải xem xét đến ưu –khuyết điểm của từng loại trạm.
a-Thiết bò phân phối trong nhà:
Đối với thiết bò phân phối trong nhà,có thể chia thành hai loại:lắp ghép

và chọn bộ.Khi đó chỉ cần ghép các tủ lại với theo sơ đồ nối điện.
Ưu điểm: Là các khí cụ được bảo vệ chống mưa nắng,axít,mưa,kiềm….
Kết cấu công trình nhỏ,gọn hơn so với thiết bò ngoài trời,diện tích đặt trạm
giảm đáng kể.
Khuyết điểm :Chi phí xây dựng lớn va øvốn đầu tư để thực hiện các biện
pháp an toàn do khoảng cách giữa các phần mang điện khác nhau và với
đất không tốn .Với những ưu khuyết điểm đó,thiết bò phân phối trong nhà
thường được cho cấp điện áp 22KV trở lại,những vùng ven biển hay gần nhà
máy hoá chất,những trạm có diện tích hẹp…..có thể dùng thiết bò phân phối
trong nhà cho cấp điện áp 220KV,110KV.
b-Thiết bò phân phối ngoài trời:
Đối với thiết bò, các khí cụ điện đặt ngoài trời,gồm 2 loại:lắp ghép và trọn bộ.
Ưu điểm :Là khuyết điểm của thiết bò đặt trong nhà.Xây dựng thiết bò
phânphối ngoài trời nhanh,ít tốn kém.Do không phải xây dựng nhà cửa cho
thiết bò,…Có thể tăng khoảng cách giữa các phần mang điện với nhau.
Khuyết điểm :Của thiết bò phân phối ngoài trời là khí cụ phải chòu ảnh
hưởng thường xuyên của thời tiết,khí hậu,bụi ẩm,hoá chất…..diện tích xây
dựng trạm lớn gấp 2-4 lần so với trạm trong nhà.
Thiết bò phân phối ngoài trời thường được sử dụng ở cấp điện áp 35KV trở lên.
2-Mô hình xây dựng trạm biến áp 110KV/22KV Bắc Bình Chánh:
Từ phân tích trên và kết hợp với đòa điểm đã xây dựng trạm.ta nhận thấy rằng :
Nếu chọn mô hình xây dựng trạm biến áp trong nhà là lãng phí vì thiết bò loại này
rất đắt.Nhưng để vận hành an toàn thiết bò và giảm bớt ảnh hưởng của thời tiết và
môi trường,mô hình xây dựng trạm biến áp Bắc Bình Chánh được đề nghò:
-Các thiết bò phân phối cấp điện áp 110 KV ,các máy biến áp được đặt ngoài trời.
-Các thiết bò phân phối cấp 22KV đặt trong nhà.

Trang 14

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

CHƯƠNG 3:

CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ
CẤU TRÚC CHO



I-Khái niệm:
Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sư liên quan giữa nguồn,tải và hệ
thống điện.
Nguồn của trạm biến áp thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm
biến áp có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm
nhận.Với các trạm biến áp tiêu thụ cũng có thể máy phát dự phòng để cung cấp điện
cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ thống,trường hợp này các máy phát dự phòng
được xem là nguồn.Do đó,hệ thống luôn được xem là thành phần quan trọng,cấu trúc
của trạm biến áp phải luôn luôn giữ liên lạc chặt chẽ.
Khi thiết kế nhà máy điện hay trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là phần quan
trọng có ảnh hưởng quyết đònh đến toàn bộ hệ thống thiết kế . Các yêu cầu chính khi
chọn sơ đồ cấu trúc :
 Có tính khả thi tức là có thể chọn được các thiết bò chính như : Máy Biến Áp
,Máy Cắt ... , cũng như có khả năng thi công, xây lắp và vận hành .
 Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp với hệ thống khi làm việc bình
thường cũng như khi làm việc quá tải.
 Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua hai
lần biến áp không cần thiết .

 Vốn đầu tư hợp lý, diện tích chiếm càng bé càng tốt .
 Có khả năng phát triển tải trong tương lai, không cần thay đổi cấu trúc đã chọn
.
Thường một “ Nhà Máy Điện hay Trạm Biến Áp “ có nhiều phương án cấu trúc khác
nhau, để chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau đây :
+ Số lượng Máy Biến Áp .
+ Tổng công suất của các Máy Biến Áp .
+ Tổng số vốn đầu tư mua Máy Biến Áp .
+ Tổn hao điện năng qua các Máy Biến Áp .
II-Phương án chọn máy biến áp:
1. Quá tải thường xuyên :
Quá tải thường xuyên của MBA là chế độ quá tải một phần thời gian phụ tải
của MBA vượt quá công suất đònh mức của nó. phần còn lại của chu kì khảo sát
(ngày, năm) , phụ tải của MBA thấp hơn công suất đònh mức đó. Với phụ tải như vậy
thì hao mòn cách điện sau một chu kỳ khảo sát không vượt quá hao mòn đònh mức,
tương ứng với nhiệt độ cuộn dây bằng 98oC. Khi quá tải thường xuyên, nhiệt độ điểm

Trang 15


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

nóng nhất ( trong giờ phụ tải cực đại) của cuộn dây MBA vượt quá 98oC nhưng không
vượt quá 140oC .
Đối với đồ thò phụ tải hai bậc, trình tự xác đònh quá tải cho phép của MBA theo
đường cong khả năng tải được xác đònh như sau :
a. Dựa vào đồ thò tính toán cực đại, xác đònh loại và công xuất đònh mức biến áp

Sđm , tính quá tải của nó :
S
K2  2
Sđm
b. Xác đònh hệ số tải bậc một :
S
K1  1
S đm
c. Xác đònh hằng số thời gian của MBA . và tùy thuộc vào hệ thống làm mát, hằng
số thời gian và nhiệt độ đẳng trò của mội trường làm mát mà chọn đường cong tính
khả năng tải của MBA.
Bảng chọn đường cong khả năng tải : (Bảng 3-1)
Hệ
thống
làm
mát
M

Hằng số
thời gian
của MBA

Số của biểu đồ ứng với
Công suất
nhiệt độ đẳng trò của môi
MBA
o
trường làm mát Vo(dt). C
(MVA)
10

20
30
40
2,5
5
7
9
11
TỪ 0,001 đến 1,0
2,5
6
8
10
12
Lớn hơn 1,0 đến 6,3

2,5
17
19
21
23
Lớn hơn 6,3 đến 32
3,5
18
20
22
24
Lớn hơn 32 đến 63
 II,II
2,5

29
31
33
35
Từ 80 đến 125
3,5
30
32
34
36
Lớn hơn 125
d. Theo đường cong này và xuất phát từ hệ số phụ tải bậc một k1 và thời
gian quá tải tính toán t để xác đònh hệ số quá tải cho phép k2cp.
e. So sánh k2 tính toán với k2cp . Nếu k2  k2cp thì MBA được phép quá tải
ứng với chế độ làm việc của nó.
Trong trường hợp đồ thò phụ tải nhiều bậc, chúng ta biến đổi về đồ thò hai bậc
đẳng trò. Trong đó phụ tải đẳng trò bậc một tính trong 10 giờ liền trước hay liền sau
quá tải lớn nhất tùy thuộc vào phụ tải cực đại xuất hiện buổi chiều hay buổi sáng
trong ngày .
* Phụ tải đẳng trò bậc một được tính theo công thức :

n1
S i2 t i


i1
S 1 dt 

n1
ti



i1
* Phụ tải đẳng trò bậc hai được tính theo công thức :

Trang 16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Trong đó :
Si : phụ tải bậc thứ I
S t

i 1
S 2 dt 
ti : thời gian bậc thứ I
n2
t
n1: Số bậc trong 10 giờ khi tính phụ tải bậc một

i
i 1
n2: Số bậc trong thời gian quá tải .
2-Quá tải sự cố : Đó là quá tải cho phép MBA làm việc với điều kiện sự cố
như bò hư hỏng một MBA ,nhiệt độ cho phép cực đại đối với dầu là 115oC
và đối với điểm nóng nhất của cách điện cuộn dây là 140oC .Trong điều

kiện làm việc đó, MBA được phép quá tải 40% nếu thời gian quá tải của
máy không vượt quá 6 giờ trong 5 ngày đêm và hệ số phụ tải bậc một k1
không vượt quá 0,93,quá tải sự cố cho phép k2cp=1,4,sử dụng khi lựa chọn
MBA theo điều kiện quá tải sự cố.
n2

2
i i

III-Chọn phương án thiết kế –sơ đồ cấu trúc cho trạm biến áp 110KV/22KV thiết kế:
Giai đoạn 1(2006-2011):Smax=57,76MVA.
Giai đoạn 2(2011-2018):Smax=144,54MVA.

Ta có đồ thò biểu diễn sự phát triển của phụ tải trong từng năm.

Từ đó có thể đưa ra các phương án để chọn các sơ đồ cấu trúc cho trạm như sau:
Các điều kiện chọn máy biến áp:
 Điều kiện làm việc bình thường: Strạm > Sphụ tải
 Khi có sự cố một máy biến áp(máy biến áp còn lại làm việc theo điều kiện quá
tải sự cố):
Hệ số quá tải : K2  K qt  S2  1,4
SdmMBA
 (S t )
S
Hệ số mang tải(trước khi quá tải): K1  dtr  S 10
S dmMBA
1-Phương án 1:
a-Giai đoạn đầu từ (2006-2011):
Lắp 2 máy biến áp 110KV/22KV có công suất 63 MVA vận hành song song
2

i

i

dmMBA

HT

Uc =110K V

M BA :2 x 63M VA
U H =22 K V

Tự D ùn g 0,4 K V

Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm năm 2011.
 Điều kiện làm việc bình thường:
Trạm có công suất là:Strạm=2  63 =126MVA > STrạmnăm2011 =57,76(MVA)
Trang 17


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Đạt yêu cầu.
Khi có sự cố một máy biến áp(MBA còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự cố):
S2

57,76

 0,92  1,4
K 2  K qt 
Đạt yêu cầu.
63
S dmMBA
Hệ số mang tải(trước khi quá tải):

K1=

S1đtr

S đmMBA

 (51,98 2  4  40,43 2  1  51,98 2  5

 (Si2 ti )
=

10

SđmMBA

10
63

=

=0,81<0,93

Bảo đảm độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải từ năm 2006 đến 2011.
Đồ thò phụ tải như sau:

S(MVA)

Phương án 1
Sđm =63MVA

57,76
51,98
46,21
40,43
34,66
17,33
t(h)
0

4

6

8

12

18

13

22

24

2-Giai đoạn thứ 2 (2011-2018):Lắp thêm 1 máy máy biến áp 110KV/22KV có công
suất 63 MVA vận hành 3 máy:

HT
Uc =110KV

MBA:3 x 63MVA
U H =22KV

Tự dùn g 0,4KV

Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm năm 2018:
 Điều kiện làm việc bình thường:
Trạm có công suất là:
Strạm=3  63 =189MVA>Strạmnăm2018=144,54(MVA) Đạt yêu cầu.

Trang 18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

 Khi có sự cố một máy biến áp(2MBA còn lại làm việc theo điều kiện quá tải sự
cố):Lúc này MBA làm việc non tải,nên ta không cần xét thời gian quá tải.

Hệ số mang tải(trước khi quá tải):

K1=

S1đtr

S đmMBA

 (51,98 2  4  40,43 2  1  51,98 2  5

 (Si2 ti )
=

10

SđmMBA

10
63

=

=0,81<0,93

Bảo đảm độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải từ năm 2006 -2018.
Do vậy :ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố trong giai đoạn này.
Ưu điểm:Độ tin cậy cung cấp điện cao.
 Sơ đồ cấu trúc đơn giản, cung cấp điện đầy đủ theo yêu cầu của phụ tải.
 Các thiết bò và khí cụ điện giống nhau ,dễ dàng thay thế khi bò sự cố một MBA.
 Có công suất dự trữ khi nhu cầu phụ tải tăng lớn hơn dự đònh.

 Khi có sự cố một MBA thì MBA còn lại vẫn đáp ứng được nhu cầu phụ tải trong
khoảng thời gian hoặc cắt luân phiên bớt các phụ tải không quan trọng.
Khuyết điểm:Máy biến áp vận hành non tải ngay từ những giai đoạn đầu.
Nhận xét: Luôn bảo đảm cung cấp điện cho phụ tải trong từ 2006 đến 2018.
2-Phương án 2:
a-Giai đoạn đầu từ (2006-2011):
Lắp 3 máy biến áp 110KV/22KV có công suất 40 MVA để vận hành
Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm năm 2011:
 Điều kiện làm việc bình thường:
Trạm có công suất là:
Strạm=3x40 =120MVA>Strạmnam2011 = 57,76(MVA)
HT
Đạt yêu cầu.
Uc =110KV

MBA:3x40MVA
UH =22KV

Tự dùng 0,4KV

Khi có sự cố một máy biến áp(2 MBA làm việc theo điều kiện quá tải sự cố):

K 2  K qt 

S2

SdmMBA



57,76
 0,72  1,4 Đạt yêu cầu.
2  40

Hệ số mang tải(trước khi quá tải)
Trang 19


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

K1=

 (Si2 ti )

S1đtr

S đmMBA

=

10

S đmMBA

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

 (51,98

2

 4  40,43 2  1  51,98 2  5

=

=0,64<0,93

10
2  40

b-Giai đoạn thứ 2 (2011-2018):
Lắp thêm 1 máy máy biến áp 110KV/22KV có công suất 40 MVA,vận hành 4
máy:

HT

Uc =110KV

MBA:4x40MVA
UH = 22KV

Tự dùng 0,4KV

Kiểm tra điều kiện làm việc của trạm năm 2018:
 Điều kiện làm việc bình thường:
Trạm có công suất là:
Strạm=4x40 =160 MVA>công suất của trạm năm 2018 là:144,54MVA
Đạt yêu cầu.
 Khi có sự cố một máy biến áp(3 máy biến áp còn lại làm việc theo điều kiện quá
tải sự cố):

Hệ số quá tải: K  K  S 2  144,54  1,2  1,4
2
qt
S dmMBA 3  40
Đạt yêu cầu.
Hệ số mang tải(trước khi quá tải)

K1=

S1đtr

S đmMBA

 (Si2 ti )
=

S(MVA)

10

SđmMBA

 (51,98

2

=

 4  40,43 2  1  51,98 2  5
10

2  40

Phương án 2
Trang 20

57,76
51,98

=0,64<0,93

Sđm =2x40MVA


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Bảo đảm độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải từ năm 2006  2018.
Do vậy :ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố trong giai đoạn này.
Ưu điểm:
 Độ tin cậy cung cấp điện cao.
 Sơ đồ cấu trúc đơn giản, cung cấp điện đầy đủ theo yêu cầu của phụ tải.
 Các thiết bò khí cụ điện giống nhau nên dễ dàng thay thế khi bò sự cố 1 MBA.
 Có công suất dự trữ khi nhu cầu phụ tải tăng lớn hơn dự đònh.
 Khi có sự cố một máy biến áp thì máy biến áp còn lại vân đáp ứng được nhu cầu
phụ tải trong một khoảng thời gian ngắn hoặc cắt luân phiên bớt các phụ tải
không quan trọng.
Khuyết điểm:
 Máy biến áp vận hành non tải ngay từ những giai đoạn đầu.

Nhận xét:Phương án này luôn bảo đảm cung cấp điện cho phụ tải trong các năm từ
2006 đến 2018.
Do vậy :ta không cần kiểm tra điều kiện quá tải sự cố.
BẢNG TỔNG KẾT CHỌN CÁC SƠ ĐỒ CẤU TRÚC :

(Bảng 3-2)

Phương án
1
2

Giai đoạn đầu
(20062011):2x63MVA
(20062011):3x40MVA

Giai đoạn thứ 2
(20122018):3x63MVA
(20122018):4x40MVA

Kết luận:Qua 2 phân tích các sơ lược của các phương án trên ta thấy phương án 1 là
khả thi hơn phương án 2,vì phương án 2 có nhiều khuyết điểm hơn phương án 1.Để
xét tính khả thi nhất cho sơ đồ cấu trúc trạm biến áp 110KV/22KV ở Bắc Bình Chánh
ta đi vào xét về kinh tế và kỹ thuật để chọn ra phương án tối ưu.

Chương 4:
Trang 21


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN


I -Khái nệm:
Sơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bò, khí
cụ điện có nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn điện để cung cấp phân phối
cho các cấp phụ tải cùng một cấp điện áp .
Nguồn điện có thể là máy biến áp, máy phát điện, đường dây cung cấp .
Phụ tải có thể là máy biến áp, đường dây ...v...v...
Mỗi nguồn hay tải gọi là một phần tử của sơ đồ nối điện .
Thanh góp là nơi tập trung các nguồn điện và phân phối cho các phụ tải .
Sơ đồ nối điện có rất nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp
số phần tử nguồn và tải,công suất tổng,tính chất quan trọng của các phụ tải...
Sơ đồ nối điện cần thỏa mãn các yêu cầu sau :
 Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu hay sự quan trọng của phụ tải mà
mức đảm bảo cần đáp ứng . Tính đảm bảo của sơ đồ nối điện có thể đánh giá
qua độ tin cậy cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp điện, điện năng không
cung cấp đủ cho các hộ tiêu thụ hay là sự thiệt hại của phụ tải do không đảm
bảo cung cấp điện .
 Tính linh hoạt : thể hiện sự thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau .
Ví dụ: khi phải ngừng một phần tử nguồn hay phụ tải ( chế độ làm việc cưỡng
bức )
 Tính phát triển : sơ đồ nối điện cần thoả mãn không những ở hiện tại mà cả
trong tương lai gần khi tăng thêm nguồn hay phụ tải . Khi phát triển không bò
khó khăn hay phải phá bỏ thay đổi cấu trúc sơ đồ .
 Tính kinh tế : thể hiện ở tính đầu tư ban đầu và các chi phí hàng năm .Ví dụ
tổn thất điện năng qua máy biến áp . Cũng cần quan tâm tính hiện đại của sơ

đồ cũng như xu thế chung, đặc biệt sự tiến bộ trong chế tạo, cấu trúc của các
khí cụ điện như máy cắt điện, dao cách ly, máy biến dòng ...
 Tính thẩm mỹ và tính khả thi .
 An toàn cho người và thiết bò .
Trên thực tế để đảm bảo các yêu cầu là rất khó, vì yêu cầu về kỹ thuật càng cao thì
chỉ tiêu kinh tế càng gia tăng . Những sự so sánh này cần phải có sự giải quyết một
cách hợp lý để có lợi ích lâu dài .
1 -Phương án 1 :
Chọn sơ đồ hệ thống một thanh góp (Hình a).
Đặc điểm : tất cả các phần tử ( nguồn tải ) đều được nối vào thanh góp chung qua
một máy cắt .
Ưu điểm : đơn giản, rõ ràng, mổi phần tử được nối riêng cho mạch đó .
Khuyết điểm :

Trang 22


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Khi sửa chữa máy cắt điện trên mạch nào có các phụ tải nối vào mạch này cũng
bò mất điện . Thời gian ngừng cung cấp điện phu thuộc vào thời gian sửa chữa máy
cắt điện đó .
Ngắn mạch trên thanh góp sẽ dẫn đến cắt điện toàn bộ trên các phần tử . Ngay
khi cần sửa chữa thanh góp hay dao cách ly về phía thanh góp cũng sẽ mất điện toàn
bộ trong thời gian sửa chữa .
Kết luận : không đảm bảo cung cấp điện liên tục .

Hình a
Hình b
2 - Phương án 2 :
Chọn sơ đồ hệ thống thanh góp có phân đoạn (Hình b).
Ưu điểm :
Thanh góp được phân thành nhiều phân đoạn bằng dao cắt ly hay bằng máy cắt
điện, số phân đoạn được phân theo số nguồn cung cấp, mỗi một phân đoạn là một
nguồn cấp và một phần các mạch tải .
Máy cắt điện hay dao cách ly có thể đóng hay cắt khi vận hành bình thường .
Khi sửa chữa chỉ cần cắt đoạn cần sửa chữa, việc cung cấp điện được cung cấp cho
các phân đoạn kia .
Khi có sự cố nào đó trên trên một phân đoạn, máy cắt trên phân đoạn đó cắt, phân
đoạn còn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện bình thường .
Kết luận :Với những ưu điểm đã nêu trên, sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân
đoạn bằng máy cắt điện dễ sử dụng, nên được sử dụng rộng rãi tại các trạm biến áp
cũng như nhà máy điện khi điện áp không cao ( 10 KV , 22 KV , 35 KV , 110 KV ).
Đặc biệt hiện nay máy cắt điện SF6 có độ tin cậy cao, thời gian cần sửa chưã bảo
quản ngắn, thời gian ngừng cung cấp điện do máy cắt sẽ rất bé, nên sơ đồ này được
sử dụng rộng rãi :là sơ đồ chủ yếu trong các trạm biến áp cung cấp điện ở nước ta .
Trang 23


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110KV/22KV

GVHD : PHAN KẾ PHÚC

Ngoài ra còn có thêm các hệ thống thanh góp vòng, sơ đồ hệ thống hai thanh góp, sơ
đồ hệ thống hai thanh góp có hai máy cắt trên một mạch ...
3-Phương án 3: Chọn sơ đồ hệ thống có thanh góp vòng:

Hình a

Hình b
Tất cả các phần tử được nối vào thanh góp vòng qua dao cách ly vòng(CLV),một
máy cắt vòng(MCV)cùng 2 dao cách ly hai bên được nối liên lạc giữa thanh góp vòng
với thanh góp chính.

Trang 24