thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 220,4kv KDC phường hòa cường bắc

Đồ án thiết kế, thi công, lắp đặt MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTP TP HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN

THIẾT KẾ, THI CÔNG, LẮP ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP
22/0,4 kV, S=250 KVA PHƯỜNG HÒA CƯỜNG BẮC

Người hướng dẫn: Th.s Nguyễn Văn Hòa


Đồ án thiết kế, thi công, lắp đặt MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc

Đà nẵng, năm 2018

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Nguyễn Văn Hòa, người đã
tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm khoá luận.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường ĐH
Công Nghệ Thực Phẩm HCM nói chung, các thầy cô trong Bộ môn Kỹ Thuật
Điện – Điện tử nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương
cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng
và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo
điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và
hoàn thành đồ án này.
Đà Nẵng, ngày …….tháng …… năm 2018

Người thực hiện


Đồ án thiết kế, thi công, lắp đặt MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
(Trang này dùng để đính kèm phiếu giao nhiệm vụ Đồ án môn học có chữ ký của
Giảng viên hướng dẫn và Bộ môn)


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hình thức trình bày:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………

Nội dung:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Phần đánh giá:
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

Đồng ý (không đồng ý) bảo vệ:

……….., ngày

tháng năm……

Người hướng dẫn

Số trang 4


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
MỤC LỤC

1. CHƯƠNG 1: Tổng quan về trạm biến áp…………………………….trang 3-7
2. CHƯƠNG 2: Giới thiệu sơ bộ các thiết bị trong sơ đồ một sợi của trạm biến áp
22/0,4 kV…………………………………………………………….......trang 8
3. Chương 3: Vẽ đồ thị phụ tải, tính các hệ số Tmax,τmax…………….trang 9-12
4. Chương 4: Tính toán phụ tải cho trạm biến áp……………………..trang 13-14
5. CHƯƠNG 5: Tính toán và lựa chọn các thông số của thiết bị……..trang 15-29
6. CHƯƠNG 6: Tính toán nối đất…………………………………….trang 30-32
7. CHƯƠNG 7. Kết quả thi công……………………………………...trang 33-41
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT.
MBA: Máy biến áp lực
BI: Máy biến dòng điện.
ATM: Áp tô mát.
kW: Đồng hồ đo đếm điện năng.
FCO: Cầu chì tự rơi.

Uc: Điện áp vận hành liên tục của chống sét van.
Ip: Dòng điện phóng định mức của chống sét.

Số trang 5


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP
1.1 CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN TRẠM BIẾN ÁP
Trạm biến áp là công trình để chuyển đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp
điện áp khác. Trạm biến áp được phân loại theo điện áp, địa dư.
• Theo điện áp: Gồm trạm biến áp tăng áp, trạm hạ áp, trạm trung gian
 Trạm biến áp tăng áp thường đặt ở các nhà máy điện, làm nhiệm vụ
tăng điện áp từ máy phát lên điện áp cao hơn để tải điện năng đi xa.
 Trạm biến áp hạ áp thường được đặt ở các hộ tiêu thụ, để biến đổi
điện áp cao xuống điện áp thấp phù hợp chu nhu cầu sử dụng và
sinh hoạt.
 Trạm biến áp trung gian chỉ có nhiệm vụ là liên lạc giữu hai cấp
điện áp với nhau.
• Theo địa dư: Gồm trạm biến áp khu vực và trạm biến áp địa phương
 TBA khu vực được cung cấp từ mạng điện khu cực (Mạng điện
chính của hệ thống điện) để cung cấp điện cho một khu vực rộng
lớn bao gồm thành phố, hay các cụm khu công nghiệp….
 TBA địa phương là trạm biến áp được cung cấp từ các mạng phân
phối, mạng địa phương cung cấp cho từng xí nghiệp, hay trực tiếp
cấp cho các hộ tiêu thu với cấp điện áp thấp hơn.
1.2 CÁC CẤP ĐIỆN ÁP CỦA TRẠM BIẾN ÁP
• Cấp cao áp: là mạng điện ba pha trung tính trực tiếp nối đất.
- 500kV: Dùng cho hệ thống lưới điện quốc gia nối 3 miền đất nước
- 220kV: Dùng cho lưới truyền tải và phân phối khu vực

- 110 kV: Dùng cho lưới truyền tải và phân phối khu vực lớn
• Cấp trung áp: Là mạng điện ba pha trung tính nối đất trực tiếp
- 22kV: Dùng cho mạng địa phương cấp điện cho các phụ tải vừa và nhỏ
hoặc các khu dân cư.
• Cấp hạ áp: 380/220 (V) gồm:
- Mạng điện ba pha trung tính nối đất trực tiếp.
- Mạng điện một pha 2 dây và một pha 3 dây.
1.3 PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP
Về hình thức và cấu trúc trạm biến áp, trạm biến áp được chia thành trạm biến
áp trong nhà và trạm biến áp ngoài trời.
1.3.1 Trạm biến áp ngoài trời:
Ở trạm biến áp này các thiết bị điện như: máy cắt, dao cách ly, thanh góp…
điều đặt ngoài trời. Phần phân phối phía trung áp có thể đặt ngoài trời, trong nhà,

Số trang 6


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
hoặc các tủ chuyên dùng. Phần hạ áp thường được đặt trong nhà hoặc trong các
tủ chuyên dùng chế tạo sẵn.
Trạm biến áp ngoài trời thích hợp cho các trạm tăng áp, trạm giảm áp và các
trạm biến áp trung gian có công suất lớn, đủ điện kiện về đất đai để đặt các trang
thiết bị. Các trạm biến áp ngoài trời tiết kiệm được rất nhiều kinh phí xây dựng,
nên được khuyến khích dùng nếu có điều kiện.
1.3.2 Trạm biến áp trong nhà:
Ở trạm biến áp này các thiết bị như: Dao cách ly, máy biến áp, máy biến
dòng, thanh cái…..đặt trong nhà. Ngoài ra để đảm bảo mỹ quan thành phố người
ta xây các trạm biến áp ngầm, loại này khá tốn kém trong vận xây dựng, bảo
dưỡng, sữa chữa.
Trong thực tế cần căn cứ vào vị trí địa lí, công suất trạm, tính chất quang

trọng của phụ tải, môi trường mỹ quan và kinh phí mà ta đầu tư trạm biến áp hợp
lý.
1.4 CÁC TRẠM BIẾN ÁP THƯỜNG GẶP
1.4.1 Trạm biến áp kiểu treo:
Trạm treo (hình 1) là kiểu trạm toàn bộ thiết bị cao áp, hạ áp máy biến áp
được đặt trên trụ bê tông. Máy biến áp thường là một pha hoặc ba máy biến áp
một pha hay máy biến áp ba pha. Tủ hạ áp có thể đặt cạnh bên dưới máy biến áp
hay trong nguồn phân phối xây dựng dưới đất.
Trạm treo có ưu điểm là tiết kiệm đất, thích hợp cho công cộng đô thị, trạm
biến áp cơ quan.
Để đảm bảo an toàn chỉ cho phép dùng trạm treo cho máy biến áp công suất
cỡ 250KVA, 3x75KVA, với cấp điện áp 22/0,4 kV, phần đo đếm được trang thiết
bị hạ áp.

Số trang 7


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc

Hình 1 – Trạm biến áp kiểu treo
1.4.2 Trạm nền:
Trạm nền thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như nông thôn,
cơ quan, xí ngiệp vừ và nhỏ.
Đối với trạm nền máy thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp thường là tổ
hợp ba máy biến áp một pha hay 1 máy biến áp ba pha đặt trên bệ xi măng dưới
đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà. Xung quanh xây tường rào bảo vệ (Hình 2)
Đường dây đến có thể là đường cáp ngầm hay đường dây trên không, phần đo
đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp.

Hình 2- Trạm biến áp nền

Số trang 8


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
1.4.3 Trạm kín:
Là loại trạm máy các thiết bị điện và máy biến áp được đặt trong nhà
(Hình 3).
Trạm kín thường được phân làm trạm công cộng và trạm khách hàng.
-

Trạm công cộng thường được đặt ở khu đô thị hóa, khu dân cư, mới

-

đảm bảo mỹ quan và an toàn cho người sử dụng.
Trạm khách hàng thường được đặt trong khuôn viên khách hàng,
khuynh hướng hiện nay là sử dụng nộ mạch vòng chính (Ring main
unit) thay cho kết cấu thanh cái, cầu dao, có bợ chì và cầu chì ống để
bảo vệ máy biến áp công suất nhỏ 1000KVA.

Trạm kín cần dùng 3 phòng, phòng đặt thiết bị cao áp, phòng đặt máy biến áp,
phòng đặt thiết bị phân phối hạ áp, và được dùng ở những nơi cần an toàn,
nơi nhiều khí bụi và nơi có hóa chất ăn mòn.

Số trang 9


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
Đối với trạm biến áp kín vào và ra thường là cáp ngầm, các cửa thông gió

điều phải có lưới chống chim rắn, chuột và có hố dầu sự cố.

Hình 3- Trạm kín
1.4.4 Trạm giàn:
Trạm kín là loại trạm mà các thiết bị điện, máy biến áp được đăt trên giá đỡ
giữa hai cột (Hình-4).
Trạm đựơc trang bị một máy biến áp nhỏ hơn hoặc bằng 400 kVA, cấp điện
áp 22/04 kV. Phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp. Tủ phân

Số trang 10


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
phối đặt trên giàn giữa hai cột, đường dây cố thể là đường dây trên không hay
đường cáp ngầm.
Trạm giàn thường cung cấp cho khu dân cư hay phân xưởng.

Hình 4- Trạm biến áp giàn
Trong phạm vi đồ án tính toán, thiết kế và thi công trạm biến áp giàn cung
cấp cho khu dân cư phường Hòa Cường Bắc – Đà Nẵng ta tiến hành những công
việc sau:
1. Chọn máy biến áp và sơ đồ nối dây của trạm.
2. Chọn các thiết bị điện cao áp.
3. Chọn các thiết bị điện hạ áp.
4. Tính toán ngắn mạch để kiểm tra thiết bị đã chọn.
5. Tính toán nối đất.
Các số liệu ban đầu:
1. Trạm biến áp có công suất 250 kVA.
2. Điện trở suất của đất =0,4.104 Ω.cm
3. Công suất cắt ngắn mạch SN = 300 kVA

Chương 2: GIỚI THIỆU SƠ BỘ CÁC THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ MỘT
SỢI CỦA TRẠM BIẾN ÁP 22/0,4 kV.
I. SƠ ĐỒ MỘT SỢI CỦA TRẠM BIẾN ÁP 22/0,4 KV.
1. Sơ đồ một sợi:
ATM nhánh

Số trang 11


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
Nguồn đến

FCO

MBA

BI

ATM tổng

kWW

2. Chức năng, nhiệm vụ các thiết bị trong sơ đồ:
- FCO: Cầu chì tự rơi dùng để đóng cắt không tải máy biến áp và bảo vệ ngắn
mạch, quá tải máy biến áp.
- MBA: Dùng hạ điện áp cao 22kV xuống điện áp thấp 0,4 kV dùng cho thi
khu dân cư.
- BI: Máy biến dòng điện dùng biến dòng điện cao xuống dòng điện thấp
dùng cho đo đếm điện năng.
- ATM: Dùng phân phối nguồn điện thi công.

- kW: Đồng hồ đo đếm điện năng tiêu thụ.

Hình 1.3:
Số trang 12

Sơ đồ nguyên lí mạch nguồn


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
Chương 3 VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI, TÍNH CÁC HỆ SỐ Tmax, τmax
3.1 Đồ thị phụ tải:
3.1.1 Định nghĩa: Mức tiêu thụ điện năng luôn luôn thay đổi theo thời gian. Qui
luật biến thiên của phụ tải theo thời gian được biểu diễn trên hình vẽ gọi là đồ thị
phụ tải. Trục tung của đồ thị có thể biểu diễn công suất tác dụng, công suất phản
kháng, công suất biểu kiến ở dạng đơn vị có tên hay tương đối, còn trục hoành
biểu diễn thời gian.
Đồ thị phụ tải có thể phân theo công suất thời gian, địa dư
-

Theo công suất có đồ thị phụ tải công suất tác dụng, đồ thị công suất phản

-

kháng và đồ thị phụ tải công suất biểu kiến.
Theo thời gian có đồ thị phụ tải năm, đồ thị phụ tải ngày…
Theo địa dư có đồ thị phụ tải toàn hệ thống, đồ thị phụ tải nhà máy điện
hay trạm biến áp, đồ thị phụ tải của hộ tiêu thụ.

Đồ thị phụ tải rất cần cho thiết kế và điều khiển hệ thống điện. Khi biết đồ thị
phụ tải của toàn hệ thống có thể phân bố tối ưu công suất cho nhà máy điện trong

hệ thống, xác định mức tiêu hao nhiên liệu….
Đồ thị phụ tải trong nhà máy hay trạm biến áp dùng để chọn dung lượng trạm
biến áp, tính toán tổn thất điện năng trong trạm biến áp, chọn sơ đồ nối dây.
3.1.2 Cách xác định đồ thị phụ tải hằng ngày theo S%max:
Đồ thị phụ tải hằng ngày vẽ Watt-kế tự ghi là chính xác nhất, nhưng cũng có
thể vẽ theo phương pháp từng điểm, nghĩa là cứ sau mộ thời gian ghi lại chỉ số
phụ tải rồi nối lại thành đường gấp khúc (Hình -5). Phương pháp vẽ theo từng
điểm tuy không chính xác nhưng trong thực tế vẫn dùng phổ biến.
Để đảm bảo thuận tiện thường biến đường gấp khúc thành bậc thang nhưng
phải đảm bảo hai điều kiện:
-

Diện tích giới hạn bởi đường biểu diễn bằng bậc thang với trục tọa độ phải

-

bằng đúng diện tích giới hạn bởi đường biểu diễn gấp khúc với trục tọa độ
Điểm cực đại và cực tiểu trên hai đường biểu diễn vẫn không thay đổi.

Số trang 13


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc

3.1.3 Vẽ đồ thị phụ tải theo số liệu ban đầu đề cho:
• Số liệu ban đầu:
Giờ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

%Sma

40

50

60

70

70

80

80

100 100 60

80

40

Giờ

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

%Sma

40

40

50

60

70

90

80

80

80

60

50

40

x

x

• Đồ thị phụ tải ngày dạng bậc thang:

Số trang 14


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc

Hình 5-Đồ thị phụ tải ngày dạng hình bậc thang
3.2 TÍNH CÁC HỆ SỐ THỜI GIAN Tmax, τmax:
3.2.1 Xác định hệ số thời gian sử dụng công suất lớn nhất (Tmax).
Điện năng phụ thuộc vào tải và thời gian vận hành, song trong quá trình vận
hành, phụ tải luôn biến đổi, vậy để thuận tiện quá trình tính toán người ta giả
thiết phụ tải luôn không thay đổi và bằng phụ tải lớn nhất. Do vậy thời gian dùng
điện lúc này là là thời gian tương đương về phương diện tiêu thụ điện năng.
Với giả thiết như trên thì thời gian dùng điện ở phụ tải lớn nhất này (thường
lấy bằng phụ tải tính toán) được gọi là thời gian sử dụng công suất lớn nhất.
• Tính Tmax trong một ngày:
Tmax*Smax =
Tmax(ngày) =

=

Tmax(ngày) =
Tmax(ngày) =
Tmax(ngày) = 16,3 giờ.

Số trang 15


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
• Tính Tmax trong một năm:
Dựa vào Tmax trong một ngày ta tính Tmax trong một năm như sau:
Tmax(năm) = Tmax(ngày)*365
Tmax(năm) 16,3*365
Tmax(năm) = 5949,5 giờ
Vậy:
Nếu giả thiết cho rằng ta luôn sử dụng phụ tải lớn nhất và không đổi thì thời
gian cần thiết (Tmax) để cho phụ tải tiêu thụ một lượng điện năng bằng lượng điện
năng do phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ trong một năm làm việc được gọi là
thời gian sử dụng công suất lơn nhất.
3.2.2 Xác định thời gian tổn thất công suất lớn nhất (τmax):
Thời gian chịu công suất lớn nhất

τ là thời gian trong đó nếu trong đó phụ tải

luôn luôn mang phụ tải lớn nhất sẽ gây ra một tổn thất điện năng đúng bằng tổn
thất điện năng thực tế trên mạng điện trong một năm.
• Tính τ trong một năm:
τ = (0,124+Tmax*10-4)*8760
τ = (0,124+5949,5*10-4)*8760

τ = 6298 (giờ)
Kết luận:
Tmax(ngày) = 16,3 giờ.
Tmax(năm) = 5949,5 giờ
τnăm = 6298 (giờ)

Số trang 16


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
Chương 4: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO TRẠM BIẾN ÁP
4.1 Đặt vấn đề:
Phụ tải phụ thuộc rất nhiều yếu tố do vậy việc xác định chính xác phụ tải tính
toán là một vấn đề rất khó khăn và cũng rất quan trọng. Vì nếu phụ tải được tính
toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ các thiết bị, có khi đưa đến nổ
cháy và gây nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì
các thiết bị được chọn sẽ quá lớn gây lãng phí.
Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng được gọi là phụ tải tính toán không
đổi tương đương với phụ tải thực tế thay đổi theo thời gian và cũng gây nên một
hiệu ứng nhiệt. Do đó về phương diện kỹ thuật, nếu ta chọn thiết bị điện theo phụ
tải tính toán thì có thể đảm bảo cho thiết bị trong điều kiện vận hành.
• Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chi làm hai nhóm chính
- Nhóm thứ nhất:
Là nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và
đưa ra các hệ số tính toán. Đặc điểm của phương pháp là thuận tiện
-

nhưng chỉ cho ra kết quả gần đúng.
Nhóm thứ hai:
Là nhóm phương pháp dựa trên cơ sở lý thuyết xác xuất và thống

kê. Đặc điểm của phương pháp này là có kể đến ảnh hưởng của
nhiều yếu tố. Do vậy nên kết quả tính toán có chính xác hơn song
việc tính toán khá phức tạp.

4.2 Mục đích của việc xác định công suất phụ tải:
Việc tính toán phụ tải điện nhằm:
-

Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ

-

lưới 1000 V trở lên.
Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp.
Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối.
Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.

4.3 Tính toán phụ tải của trạm:
Có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán, tùy theo phương pháp mà ta
lựa chọn cách tính phù hợp.
• Số liệu ban đầu:
- Phụ tải tổng của trạm: 250 KVA
- Hệ số phân tán Kpt = 1,5
- Hệ số công suất cos = 0,8

Số trang 17


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
Dựa vào hệ số phân tán Kpt = 1,5 và phụ tải tổng S =250 KVA của trạm ta

tính được công suất biểu kiến, công suất tác dụng, công suất phản kháng.
• Công suất biểu kiến tính toán của phụ tải:
Stt =
Stt =
Stt = 166,7 KVA
• Công suất tác dụng của phụ tải:
Ptt = Stt * cos
Ptt = 166,7 * 0,8
Ptt = 133,36 (KW)
• Công suất phản kháng tính toán
Qtt = Stt * sin
Qtt = 166,7 * 0,6
Qtt = 100,06 (KVA)
Do cos = 0,8 nên sin = = = 0,6
Kết luận:
Stt = 166,7 KVA
Ptt = 133,36 (KW)
Qtt = 100,06 (KVA)

Chương 5: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ
5.1 VẤN ĐỀ CHUNG:
Trong điều kiện vận hành các thiết bị điện, khí cụ điện, sứ cách điện và bộ
phận dẫn điện khác có thể ở một tron ba chế độ sau:
• Chế độ làm việc lâu dài
• Chế độ làm việc quá tải
• Chế độ làm việc ngắn mạch
Trong chế độ làm việc lâu dài các khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác sẽ
làm việc tin cậy nếu nó được chọn theo đúng điện áp và dòng điện định mức.
Trong chế độ quá tải, dòng điện qua các khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện
khác sẽ lớn hơn so với dòng định mức. Sự làm việc tin cậy của các thiết bị trên

Số trang 18


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
được đảm bảo bằng các qui định giá trị và thời gian điện áp hay dòng điện tăng
cao không được phép quá giới hạn.
Trong chế độ ngắn mạch các thiết bị điện, khí cụ điện và các bộ phận dẫn
điện khác vẫn đảm bảo được sự làm việc tin cậy nên quá trình lựa chọn chúng
phải dựa vào các thông số đùng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.
Đối với máy cắt điện, máy cắt phụ tải, cầu chì khi lựa chọn thiết bị nầy cần
quan tâm thêm điều kiện khả năng cắt của các thiết bị trên.
Ngoài ra còn phải chú ý đến vị tri lắp đặt thiết bị, nhiệt độ môi trường xung
quanh, mức độ ẩm ướt, mức độ nhiễm bẩn và chiều cao lắp đặt so với mặt biển.
Việc lựa chọn khí cụ điện và các bộ phận dẫn diện khác phải thỏa mãn yêu
cầu về kinh tế và kỹ thuật.
5.2 ĐIỀU KIỆN CHUNG ĐỂ CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN
5.2.1 Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị điện:
-

Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài:
• Chọn theo điện áp định mức

Điện áp định mức thiết bị được ghi trên nhãn máy hay trong lý lịch phù hợp
với độ cách điện của nó.
Uđmtb ≥ Uđmmạng
Trong đó:
Uđmtb: Điện áp định mức của khí cụ điện
Uđmmạng : Điện áp định mức mạng nơi khí cụ và tiết bị điện làm việc
• Chọn theo dòng định mức

Dòng định mức của khí cụ điện (Iđmtb) do nhà chế tạo qui định sẵn và chính là
dòng điện đi qua khí cụ điện trong thời gian vận hành, không hạn chế nhiệt độ
môi trường xung quanh là dòng định mức. Chọn khí cụ theo dòng định mức sẽ
đảm bảo các khí cụ điện không bị đốt nóng nguy hiểm trong tình trạng làm việc
lâu dài định mức.
Khi chọn khí cụ điện phải đảm bảo cho dòng định mức của nó phải lớn hơn
hay bằng dòng điện làm việc cực đại của dòng điện (Ilvmax) tức là:
Imaxtb ≥ I lvmax
5.2.2 Các điều kiện để kiểm tra khí cụ điện theo điều kiện ngắn mạch:

Số trang 19


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
• Kiểm tra lực ổn định điện động
Điều kiện kiểm tra ổn định của khí cụ điện:
Imax > Ixk
• Kiểm tra ổn định nhiệt
Dây dẫn và khí cụ điện có dòng điện chạy qua sẽ bị nóng lên vì các tổn thất
công suất các tổn thất này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như điện áp, tần
số….nhưng chủ yếu phụ thuộc vào bình phương dòng điện.
Khi nhiệt độ của khí cụ điện và dây dẫn cao quá sẽ làm chúng bị hư hỏng hay
giảm tuổi thọ của chúng.
Do đó cần phải qui định nhiệt độ của chúng khi làm việc bình thường cũng
như khi làm việc ngắn mạch.
Iđm.nh = I∞*
Với:
I∞: Dòng điện ngắn mạch ổn định (kA)
tqđ: Thời gian qui đổi khi xảy ra ngắn mạch
5.2.3 Chọn MBA và sơ đồ nối dây:

5.2.3.1 Giới thiệu về máy biến áp:
Máy biến áp là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, tổng công suất
các máy biến áp rất lớn và bằng 4 đến 5 năm lần tổng công suất các máy phát
điện vì vậy vốn đầu tư máy biến áp cũng rất lớn. Nên người ta mong muốn chọn
số lượng máy biến áp ít nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật.
Chọn máy biến áp trong nhà máy, trạm biến áp là chọn loại, số lượng, công
suất định mức và tỷ số biến đổi điện áp. Mặc dù hiệu suất của máy biến áp tương
đối cao (máy biến áp công suất lớn hiệu suất đạt 99,5%) nhưng tổn thất hàng
năm trong máy biến áp rất lớn. vì thế người ta muốn giảm số bậc máy biến áp,
giảm công suất đặt của máy biến áp và sử dụng chúng có hiệu quả hơn. Điều đó
có thể đạt được bằng cách thiết kế các hệ thống điện một cách hợp lý, dùng máy
biến áp tự ngẫu và tận dụng khả năng quá tải của máy biến áp trong trường hợp
có thể. (110kV trở lên trung tính trực tiếp nối đất) không ngừng cải tiến cấu tạo
máy biến áp góp phần nâng cao độ tin cậy và tiết kiệm nhiên liệu.

Số trang 20


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
Trong hệ thống điện người ta dùng máy biến áp ba pha ba cuộn dây hoặc ba
pha hai cuộn dây hoặc dùng máy biến áp một pha nhằm để tăng giảm điện áp sao
cho phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Các máy biến áp ba pha hai cuộn ba cuộn được sử dụng rộng rãi trong hệ
thống điện. Máy biến áp ba cuộn dây dùng khi cần hai cấp điện áp đầu ra. Việc
đặt máy biến áp 3 cuộn dây thay cho máy biến áp hai cuộn dây sẽ tiết kiệm được
diện tích, vật liệu và vốn đầu tư đồng thời giảm thiểu được tổn hao công suất.
Máy biến áp hai cuộn dây chỉ đặt ở những trạm mà tương lai trạm đó không phát
triển cấp điện áp khác hoặc phụ tải cấp này nhỏ hơn (10 ÷15)% công suất máy
biến áp.
Tổ máy biến áp một pha chỉ dùng khi không có khả năng chế tạo máy biến áp

ba pha với công suất lớn hơn cần thiết hoặc điều kiện chuyên chở không cho
phép (ví dụng ở vùng đồi núi).
Trong hệ thống điện có điện áp cao trung tính nối đất trực tiếp (110÷500kV)
thì thường dùng máy biến áp tự ngẫu. loại máy biến áp này ưu việt hơn so với
máy biến áp thường. Giá thành, chi phí vật liệu, tổn hao năng lượng và chi phí
vận hành nhỏ hơn so với máy biến áp thông thường có cùng công suất.
Công suất định mức của máy biến áp là công suất định mức liên tục đi qua
máy trong suốt thời gian phục vụ của nó ứng với điều kiện tiêu chuẩn như: Điện
áp đinh mức, tần số định mức và nhiệt độ môi trường định mức.
5.2.3.2 Nguyên tắc lựa chọn máy biến áp:
 Đối với các thiết bị cao áp ta chọn theo điều kiện sau:
Uđmtb ≥ Umạng = 22 kV
 Dòng điện làm việc cực đại của máy biến áp:
Imaxtb ≥ I lvmax = S/1,732*Uđmtb = 250/1,732* 22 = 6,56 (A)
- Chọn máy biến áp chế tạo tại Việt Nam.
- Ta chọn máy biến áp làm mát tự nhiên bằng dầu loại 250 kVA, điện áp
22/0,4 kV, có 05 nấc phân áp, tổ nối dây Δ/Υn-11 do ABB chế tạo có thông số
như sau:
Công suất: 250 (kVA)
Điện áp: 22/0,4 kV ±2,5%
ΔP0: 640 (W)
ΔPN: 4100 (W)

Số trang 21


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
UN: 4%
Kích thước: Dài-Cao-Rộng; 1370-820-1485 (cm)
Trọng lượng tổng: 1130 kg

Nấc phân áp
Điện áp phía cao (V)
Điện áp phía hạ (V)
1
23100
2
22550
3
22000
400
4
21450
5
20900
5.3.4 Chọn cầu chì tự rơi.
Cầu chì là thiết bị lắp phía sơ cấp các trạm biến áp, dùng để bảo vệ quá tải
phía phía thứ cấp hay ngắn mạch các cuộn dây bên trong máy biến áp. Đây là
loại cầu chì trung áp đơn giản, cắt mạch tương đối chính xác và an toàn.
Căn cứ vào hai điều kiện trên ta chọn chống sét có thông số như bảng sau:
Kiểu
3GD1401-5B

Uđmmax

Iđm

INmin

IcắtN

Trọng lượng

(KV)
24

(A)
10

(A)
25

(kA)
40

(kg)
4.8

Số trang 22


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
5.2.5 Chọn sứ cao thế:
( Phục lục 2.28 Giáo trình cung cấp điện trang 374)
Sứ đặt ngoài trời do Liên Xô cung cấp có các thông số sau:
Kiểu

Uđm

F

Upđ khô

Upđ ướt

Trọng lượng

(kV)

(kg)
200

(kV)

(kV)

(kg)

120

80

44,6

OWH-35-2000

35

0

5.2.6 Chọn chống sét van:

- Vì chống sét van được thiết kế theo điện áp pha nên ta chọn chống sét theo
điều kiện:
Uđmcsv > Uđm mạng = 24/1,732 = 12,70 kV.
- Ta chọn chống sét do Mỹ sản xuất có thông số như sau:
Kiểu

Uđm (kV)

Uc (kV)

Nhà sản xuất

OHIO BRASS

18

13.5

USA

- Về phía tủ hạ thế đi ra có hai lộ cáp và một đường dây trên không cần đặt
một bộ chống sét hạ áp trong tủ phân phối.
- Dùng chống sét van hạ thế do hãng SIEMEMS chế tạo có các thông số như
sau:
Kiểu

Uđm (kV)

Số cực

Ip (kA)

5SD7003

0,48

04

100

5.2.7 Chọn cáp cao áp cấp nguồn đến trạm biến áp:
Có nhiều cách để chọn thanh dẫn và cáp, tùy theo cấp điện áp của mạng,
phạm vi sử dung của cáp và thanh dẫn mà ta lựa chọn phương pháp phù hợp.
Các phương pháp chọn dây dẫn kiểu chung phải đảm bảo hai chỉ tiêu kinh tế
và kỹ thuật.
-

-

Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện kỹ tuật bao gồm:
 Điều kiện phát nóng cho phép
 Điều kiện tổn thất điện áp cho phép
 Điều kiện đảm bảo độ bền cơ học
Tiết diện cáp và dây dẫn được chọn theo điều kiện kinh tế bao gồm:
 Mật độ dòng điện kinh tế Jkt
 Mật độ dòng điện không đổi Jkđ
 Tổn thất kim loại màu nhỏ nhất

Số trang 23

Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
Tuy nhiên trong thực tế chọn dây dẫn và cáp mạng cao áp người ta thường
chú ý đến chỉ tiêu kinh tế (chọn theo chỉ tiêu kinh tế và kiểm tra theo chỉ tiêu kỹ
thuật) vì trong mạng cao áp chi phí về đầu tư và vận hành rất cao.
Ngược lại trong mạng điện hạ áp người ta thường chọn theo chỉ tiêu kỹ thuật
vì trong mạng này không có bổ trợ để giữ mức điện áp qui định.
Trong phạm vi đề tài này chọn cáp phía cao áp theo điều kiện Jkt và kiểm tra
theo dòng ngắn mạch. Còn dây cáp hạ áp theo điều kiện phát nóng và kiểm tra
theo dòng ngắn mạch cho phép.
Dây dẫn phí 22kV cung cấp phí cao áp của máy biến áp khu dân cư được
chọn theo mật độ dòng điện kinh tế Jkt.
Fkt =
Với:

Imax = I thực tế cao áp = 6,56 (A)

Ở phần trên ta tính được τ max(năm) = 5949,5 (giờ) nên ta chọn cáp cách điện
bằng giấy, có lõi đồng Jkt = 2.0
Nên:
Fkt = = 3,28 mm2
Vậy:
Chọn cáp đồng ba lõi tiết diện 4mm2 đặt trong đất, cách điện XLPE do hãng
ABB.
5.2.8 Chọn thanh dẫn nối xuống máy biến áp:
Người ta thường sử dụng thanh góp đồng, nhôm trong các thiết bị phân phối
điện năng. Tùy thuộc vào điều kiện môi trường để lựa chọn phù hợp
Tiết diện thanh góp được chọn theo chỉ tiêu kinh tế hoặc điều kiện phát nóng
và kiểm tra lực ổn định động, ổn định nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua.
- Ta chọn thanh dẫn theo độ bền cơ học và theo Ilvmax

I lvmax = S/1,732*Uđmtb = 6,56 (A)
- Ta chọn thanh đồng tròn có sơn màu để phân biệt pha.
- Bảng thông số tra bảng 2- phục lục 10 giáo trình thiết kế nhà máy điện.
Chủng loại

Đường kính (mm)

Icp (A)

Thanh đồng tròn

8

235

Số trang 24


Đồ án thiết kế, lắp đặt, thi công MBA 22/0,4kV KDC phường Hòa Cường Bắc
5.3 CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP:
 Khi chọn thiết bị điện hạ áp ta dựa vào nhứng điều kiện sau:
Imaxtb ≥ I lvmax = S/1,732*Uđm = 250/1,732*0,4= 360,84 (A)
Uđm ≥ Uđmmạng
Imaxtb ≥ I lvmax
 Yêu cầu bố trí thiết bị điện trong tủ điệ hạ áp thoáng, gọn gàng, dễ
kiểm tra, thao tác.
5.3.1 Chọn cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối:
- Chọn theo điều kiện phát nóng:
K*Icp ≥ Ilvmax
- Tra bảng 4.3 mạng lưới điện lấy K =1 vì có một đường cáp làm việc;

Icp ≥ 360,84 (A)
- Dựa vào điều kiện đó ta chọn cáp là PVC (3x150+1x150 mm2)
- Tra bảng PLU.29 giáo trình cung cấp điện trang 376 ta có các thông số sau:
F (mm2)

M (kg/km)

R0 (Ω/km) ở 200C

Icp

4G150

6850

0,124

395

5.3.2 Chọn tủ phân phối:
Tra giáo trình cung cấp điện trang 358 ta có:
Tủ tự tạo: cao 1,2m - rộng 0,8m – dày 0,3m có 01 ATM tổng và 03 ATM
nhánh.
a/ Thanh cái hạ áp:
Dòng điện phía hạ áp Ilvmax =360,84 (A)
Nên theo PL-10 giáo trình thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp ta có bảng
sau:
Kích thước

Tiết diện thanh dẫn

Trọng lượng

Dòng điện cho phép

mm2
120

(kg/m)
1,066

(A)
475

thanh dẫn
30x4

Số trang 25