Thiết kế trạm biến áp III 320KVA cung cấp điện cho hộ kinh doanh nguyễn kim ngân

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng em. Các số liệu sử dụng
phân tích trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết
quả nghiên cứu trong đồ án do em tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách
quan và phù hợp với thực tiễn.


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô
trong khoa Điện-Điện Tử đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học
tập, nghiên cứu và rèn luyện ở Trường Đại Học Thủ Dầu Một.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn Ths. Lê Nguyễn Hịa Bình đã tận
tình, chu đáo hướng dẫn em thực hiện và hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài này một cách hoàn chỉnh nhất.
Nhưng do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu, tiếp cận với thực tế sản
xuất cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên khơng thể tránh khỏi những
thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Em mong được sự góp ý của q
thầy, cơ và các bạn để đồ án này được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
Số liệu ban đầu: ............................................................................................................... 2
Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN VIỆT NAM VÀ MÁY
BIẾN ÁP ......................................................................................................................... 3
1.1 Nguồn điện Việt Nam ............................................................................................... 3
1.1.1 Qúa trình hình thành lưới truyền tải điện Việt Nam .............................................. 3
1.2 Lưới điện Việt Nam và lưới cung cấp điện ............................................................... 5
1.2.1 Lưới điện Việt Nam ............................................................................................... 5
1.2.1.1 Phân loại lưới điện .............................................................................................. 5

1.2.2 Lưới cung cấp điện................................................................................................. 6
1.3 Tổng quan về trạm biến áp........................................................................................ 6
1.3.1 Máy biến áp là gì? .................................................................................................. 6
1.3.2 Trạm biến áp là gì?................................................................................................. 6
1.3.3 Phân loại máy biến áp ............................................................................................ 7
1.3.4 Phân loại trạm biến áp............................................................................................ 7
1.3.4.1 Trạm Biến Áp ngoài trời: .................................................................................... 7
1.3.4.2 Trạm Biến Áp trong nhà: .................................................................................... 9
1.4 Phân loại trạm biến áp theo điện lực ....................................................................... 10
1.5 Công suất máy biến áp ............................................................................................ 10
1.6 Các đơn vị cần quan tâm trên trạm ......................................................................... 10
Chương 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁC THIẾT BỊ CAO ÁP ............................. 13
2.1 Chọn máy biến áp ................................................................................................... 13
2.1.1 Lịch sử máy biến áp ............................................................................................. 13
2.1.2 Cấu tao máy biến áp ............................................................................................. 13
2.1.3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp .................................................................. 14
2.1.4 Chọn máy biến áp ................................................................................................ 15
2.1.5 Thông số định mức máy biến áp .......................................................................... 18
2.2 Chọn thiết bị cao áp ................................................................................................ 19
2.3 Chống sét van(LA: Lightning Arrest) ..................................................................... 19
i


2.3.1 Cấu tạo chống sét van .......................................................................................... 21
2.3.2 Nguyên lý làm việc chống sét van ....................................................................... 22
2.3.3 Điều kiện chọn chống sét van .............................................................................. 23
2.4 Cầu chì tự rơi (FCO-Fuse Cut Out) ........................................................................ 25
2.4.1 Lịch sử phát triển FCO......................................................................................... 26
2.4.2 Cấu tao FCO......................................................................................................... 26
2.4.1 Nguyên lý hoạt động FCO ................................................................................... 27

2.4.2 Điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì ...................................................................... 27
2.4.3 Chọn dây chảy cho FCO. ..................................................................................... 29
2.5 Chọnsứ caoáp .......................................................................................................... 30
Chương 3: CHỌN CÁC THIẾT BỊ HẠ ÁP VÀ ĐO LƯỜNG TRONG TRẠM BIẾN
ÁP.................................................................................................................................. 32
3.1 Chọn dây dẫn .......................................................................................................... 32
3.2 Chọn Aptomat ......................................................................................................... 34
3.2.1 Chọn Aptomat tổng (MCCB: Molded Case Circuit Breaker ) ............................ 34
3.3 Cầu chì hạ áp ........................................................................................................... 36
3.3.1 Chọn cầu chì hạ áp ............................................................................................... 36
3.4 Các thiết bị đo lường ............................................................................................... 37
3.4.1 Chọn máybiếndòngđiện ( TI ) .............................................................................. 37
3.4.2 Cấu tạo của máy biến dòng .................................................................................. 37
3.4.3 Nguyên lý làm việc của máy biến dòng ............................................................... 37
3.4.4 Các thơng số cơ bản của máy biến dịng .............................................................. 37
3.4.5 Chọn máy biến dòng ............................................................................................ 38
3.5 Giới thiệu máy biến điện áp (TU) ........................................................................... 39
3.5.1 Cấu tạo của máy biến điện áp .............................................................................. 40
3.5.2 Nguyên lý làm việc của máy biến điện áp ........................................................... 40
3.5.3 Các thông số máy biến điện áp ............................................................................ 40
3.6 Điện năng kế 3 pha.................................................................................................. 41
3.6.1 Đặc trưng.............................................................................................................. 41
3.6.2 Thông số kỹ thuật công tơ điện VSET3T ............................................................ 42
ii


Chương 4: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM ....................................................... 43
4.1 Các vấn đề cơ bản khi thiết kế hệ thống nối đất ..................................................... 43
4.2 Tính tốn nối đất cho trạm ...................................................................................... 44
Chương 5: TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT ................................................................ 48

5.1 Giới thiệu ................................................................................................................ 48
5.1.1 CSPK Q không sinh công nhưng lại gây ra những ảnh hưởng xấu về kinh tế và
kỹ thuật .......................................................................................................................... 48
5.1.2 Lợi ích khi nâng cao hệ số công suất cosφ .......................................................... 49
5.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ ........................................................ 49
5.2.1 Phương pháp nâng cao hệ số cosj tự nhiên .......................................................... 49
5.2.2 Phương pháp nâng cao hệ số cosφ nhân tạo ....................................................... 49
5.2.3 Cấu tạo và cách lắp đặt tụ bù .............................................................................. 50
5.2.4 Cách đấu nối tụ bù ............................................................................................... 50
5.3 Vị trí đặt tụ bù trong mạng điện phân phối ............................................................. 50
5.4 Các phương thức bù công suất phản kháng bằng tụ bù .......................................... 51
5.4.1 Bù tĩnh ( bù nền) .................................................................................................. 51
5.4.2 Bù động:(sử dụng bộ tụ bù tự động) .................................................................... 51
5.5 Tính tốn cơng suất phản kháng và chọn tủ tụ bù .................................................. 51
5.5.1 Phương pháp tính đơn giản .................................................................................. 51
5.5.2 Phương pháp bù tối ưu dựa vào điều kiện khơng đóng tiền phạt ........................ 52
5.6 Quản lý và vận hành hệ thống tụ bù ....................................................................... 52
5.6.1 An toàn khi lắp đặt, vận hành và sửa chữa tụ điện .............................................. 52
5.6.2 Các bước chuẩn bị trước khi đóng điện vào tụ điện ............................................ 52
5.6.3 Điều kiện chọn các thiết bị đóng cắt cho giàn tụ ................................................. 53
5.6.4 Vận hành hệ thống tụ bù ...................................................................................... 53
5.7 Tính chọn tụ bù cho trạm ........................................................................................ 54
Chương 6: HÌNH ẢNH VÀ BẢN VẼ TRẠM .............................................................. 56
6.1 Một số hình ảnh thực tế về trạm biến áp 320kVA .................................................. 56
6.2 Sơ đồ trạm biến áp .................................................................................................. 59
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 66
iii


TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 67

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Phân loại lưới điện ........................................................................................... 5
Bảng 2.1. Thông số máy biến áp 320kVA theo tiêu chuẩn ĐL2-QĐ1094 ................... 16
Bảng 2.2. Thông số máy biến áp 3 pha EEMC.EVN-320-22/0.4................................. 17
Bảng 2.3. Một số loại chống sét van hãng cooper ........................................................ 24
Bảng 2.4. Điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì .............................................................. 27
Bảng 2.5.Thơng số cầu chì tự rơi do AB chance chế tạo .............................................. 28
Bảng 3.1. Thông số MCCB 3pha do hãng LS chế tạo .................................................. 35
Bảng 3.2.Thơng số của cầu chì ống ha áp 3NA3-365 .................................................. 37
Bảng 3.3. Thơng số máy biến dịng CT-06 .................................................................... 38
Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật công tơ điện VSET3T ..................................................... 42
Bảng 5.1. Thông số tụ bù Schneider ............................................................................. 55

v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Nhà máy thủy điện hịa bình ........................................................................... 3
Hình 1.2 Hình ảnh về trạm biến áp ngồi trời ................................................................ 7
Hình 1.3 Hình ảnh về trạm biến áp trong nhà ................................................................. 9
Hình 1.4 Sơ đồ trục phân phối song song ..................................................................... 11
Hình 1.5 Sơ đồ mạch vịng............................................................................................ 11
Hình 1.6 Sơ đồ đơn ....................................................................................................... 12
Hình 1.7 Sơ đồ đơi ........................................................................................................ 12
Hình 2.1 Cấu tạo máy biến áp ....................................................................................... 14
Hình 2.2 Máy biến áp THIBIDI 320kVA ..................................................................... 16

Hình 2.3. Một số hình ảnh về chống sét van hãng cooper ............................................ 20
Hình 2.4. Cấu tạo của chống sét van. ............................................................................ 21
Hình 2.5. Cấu tạo bên trong của chống sét van ............................................................ 22
Hình 2.6. Hình ảnh thực tế chống sét van trên trạm ..................................................... 23
Hình 2.7. Chống sét van UHS2410-24kV hãng cooper ................................................ 24
Hình 2.8. Cầu chì tự rơi ................................................................................................ 25
Hình 2.9. Cấu tạo của cầu chì tự rơi ............................................................................. 26
Hình 2.10. Hình ảnh thực tế của FCO trên trạm ........................................................... 27
Hình 2.11. Cầu chì polymer do AB Chance chế tạo ..................................................... 28
Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch. ................................... 29
Hình 2.13. Sứ đứng polymer ......................................................................................... 31
Hình 3.1. MCCB 3 pha ABN803c ................................................................................ 35
Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch trạm biến áp ................. 36
Hình 3.3. Máy biến dịng CT-06 ................................................................................... 39
Hình 3.4. Cơng tơ điện 3 pha VSE3T ........................................................................... 41
Hình 4.1. Hệ thống nối đất trạm biến áp ....................................................................... 47
Hình 5.1. Hình tam giác cơng suất ................................................................................ 48
Hình 5.2. Tụ bù EasyCan .............................................................................................. 55
Hình 6.1. Trạm biến áp 320kVA .................................................................................. 56
Hình 6.2. Tủ điều khiển ................................................................................................ 57
vi


Hình 6.3. Các thiết bị cao áp ......................................................................................... 58
Hình 6.4. Hình ảnh tổng quan về trạm .......................................................................... 59

vii


LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay điện năng là một nguồn năng lượng thiết yếu, nguồn năng lượng này
đã tham gia vào mọi lĩnh vực của cuộc sống, phục vụ cho nông nghiệp, cơng nghiệp,
và đến sinh hoạt của con người. Chính vì vậy điên năng có nhiều ưu điểm như: dễ
dàng chuyển hóa năng lượng khác như: nhiệt năng, quang năng, cơ năng, … Và dễ
dàng truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được ứng dụng rộng rãi trong các
lĩnh vực. Điện năng là một nguồn năng lượng chính của các ngành cơng nghiệp, là
điều kiện quan trọng để phát triển các đô thị và khu dân cư… Vì những lý do trên khi
lập kế hoạch thiết kế trạm biến áp 320kVA, phải đi trước một bước, nhằm đảm bảo và
thõa mãn nhu cầu cung cấp điện cho hộ kinh doanh trong giai đoạn trước mắt mà còn
dự kiến phát triển trong tương lai.
Để thiết kế được một trạm biến áp 320kVA cung cấp điện cho hộ kinh doanh
thì địi hỏi người thiết kế phải có trình độ và tay nghề cao, và phải có nhiều kinh
nghiệm và có hiểu biết rộng, vì thiết kế trạm biến áp 320kVA là một việc làm khó.
Chính vì vậy, đồ án tốt nghiệp này chính là một bài kiểm tra khảo sát quá trình học tập
tiếp thu kiến thức của sinh viên.

1


Số liệu ban đầu:
- Công suất trạm S=320kVA.
- Điện áp: 22kV/0,4kV.
- Công suất ngắn mạch SN=250MVA.
- Hệ số cos φ = 0,7.

- Chiều dài từ máy biến áp đến tủ phân phối là 10m.
- Chiều dài phía cao áp từ lưới điện 22kV đến trạm là 20m.
- Dây phía cao áp là đường dây AC-35.
- Điện áp ngắn mạch UN%=5%.
- Điện trở suất của đất vườn ruộng. ρ = 0,4. 10š (Ω/cm).

- Dây bọc đồng dài 6m , tiết diện 240 mm2.

2


Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN VIỆT NAM VÀ
MÁY BIẾN ÁP
1.1 Nguồn điện Việt Nam

Hình 1.1.Nhà máy thủy điện hịa bình
- Nhà máy nhiệt điện: Phả Lại, ng Bí.
- Nhà máy thủy điện: Hịa Bình, Sơn La.
- Nhà máy điện hạt nhân: Ninh Thuận (đang xây dựng).
1.1.1 Qúa trình hình thành lưới truyền tải điện Việt Nam
Lưới điện truyền tải Việt Nam bắt đầu được xây dựng từ những năm 1960. Sau
nửa thế kỷ hình thành và phát triển, đến nay lưới điện truyền tải đã lớn mạnh với hàng
vạn km đường dây và hàng trăm trạm biến áp.
Năm 1994, lưới điện 500kV chính thức được đưa vào vận hành (ngày
27/05/1994) đồng thời Tổng công ty Điện lực Việt Nam được thành lập (theo Quyết

3


định số 562/TTg ngày 10/10/1994 của Thủ tướng Chính phủ) là bước ngoặt quan trọng
trong quá trình phát triển của lưới điện truyền tải. Các Công ty Truyền tải điện thực sự
chuyển biến về trình độ kỹ thuật và quản lý vận hành nhờ việc tiếp cận với công nghệ
truyền tải điện cao áp 500kV.
Năm 2006, Tập đoàn Điện lực Việt Nam được chuyển đổi từ Tổng công ty Điện
lực Việt Nam (theo Quyết định số 148/2006/QĐ-TTg ngày 22/06/2006 của Thủ tướng
Chính phủ). Lưới điện truyền tải với gần 9.000km đường dây và 21.000MVA dung

lượng máy biến áp từ 220kV đến 500kV được quản lý vận hành bởi các Công ty
Truyền tải điện 1, 2, 3, 4 trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam.
Năm 2007, “Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2006 – 2015 có
xét đến năm 2025” được phê duyệt (theo Quyết định số 110/2007/QĐ-TTg ngày
18/07/2007 của Thủ tướng Chính phủ). Lưới điện truyền tải được định hướng phát
triển đồng bộ với nguồn điện nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của đất
nước với mức tăng GDP khoảng 8,5% - 9%/năm giai đoạn 2006 – 2010 và dự báo nhu
cầu điện tăng ở mức 17% (phương án cơ sở) trong giai đoạn 2006 – 2015.
Dự kiến trong giai đoạn 2006 – 2015, khoảng 20.000MVA dung lượng máy
biến áp 500kV, 50.000MVA dung lượng máy biến áp 220kV, 5.200km đường dây
500kV và 14.000km đường dây 220kV sẽ được xây dựng và đưa vào vận hành.
Năm 2008, Tổng Công ty Truyền tải Quốc Gia được thành lập (theo Quyết định
số 223/QĐ-EVN ngày 11/04/2008 của Hội đồng quản trị Tập đoàn Điện lực Việt
Nam) trên cơ sở tổ chức lại 04 Công ty Truyền tải điện 1, 2, 3, 4 và 03 Ban Quản lý dự
án các Cơng trình điện miền Bắc, Trung, Nam theo lộ trình hình thành và phát triển thị
trường điện tại Việt Nam mở ra một thời kỳ mới cho sự phát triển của lưới điện truyền
tải Việt Nam.
Tính đến 31/12/2012, lưới điện truyền tải bao gồm 15.600MVA dung lượng máy
biến áp 500kV, 26.226MVA dung lượng máy biến áp 220kV, 3.246MVA dung lượng
MBA 110KV, 4.848km đường dây 500kV và 11.313km đường dây 220kV. Công nghệ
đường dây nhiều mạch, nhiều cấp điện áp, cáp ngầm cao áp 220kV, trạm GIS 220kV,
thiết bị SVC 110kV, tụ bù dọc 500kV, hệ thống điều khiển tích hợp bằng máy tính và

4


nhiều công nghệ truyền tải điện tiên tiến trên thế giới đã được áp dụng rộng rãi tại lưới
điện truyền tải Việt Nam.

1.2 Lưới điện Việt Nam và lưới cung cấp điện

1.2.1 Lưới điện Việt Nam
Lưới điện là một tập hợp bao gồm đường dây tải điện và trạm biến áp làm
nhiệm vụ truyền tải và phân phối năng lượng điện từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu
thụ điện.
Lưới điện quốc gia có nhiều cấp điện áp. Sử dụng cấp điện áp nào, ở đâu phụ thuộc
vào chiều dài và công suất truyền tải. Lưới điện Việt Nam hiện có 8 cấp điện áp:
0,4(kV),6(kV),10(kV),22(kV),35(kV),110(kV),220(kV) và 500(kV).
1.2.1.1 Phân loại lưới điện
Căn cứ vào trị số điện áp chia ra:
- Lưới hạ áp.
- Lưới trung áp.
- Lưới cao áp.
- Lưới siệu cao áp.
Căn cứ vào quy mô của lưới điện chia ra:
- Lưới khu vực.
- Lưới địa phương.
Ngồi ra cịn những cách phân loại khác như phân loại lưới điện theo vùng
miền, lãnh thổ( lưới điện miền Bắc, lưới điện miền Trung, lưới điện miền Nam).Phân
theo cấu trúc lưới ( lưới điện kín, lưới điện hở),…
Bảng 1.1Phân loại lưới điện
Phân loại lưới

Lưới điện Việt Nam, U(kV)

điện

0,4

Phân loại theo trị

Hạ áp

6

10

22

Trung áp

35

110

220
Cao áp

500
Siêu cao

số điện áp
Phân loại theo

áp
Lưới cung cấp điện

chức năng

5

Lưới truyền tải


1.2.2 Lưới cung cấp điện
Lưới cung cấp điện là một phần của lưới điện Việt Nam làm nhiệm vụ phân
phối và cung cấp điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ điện từ 35(kV) trở xuống, cụ thể là
cấp điện cho các phụ tải của 5 cấp điện áp: 0.4(kV),6(kV),10(kV),22(kV),35(kV).
Lưới cung cấp điện thường được phân loại theo đối tượng sử dụng điện, người
ta chia ra:
- Lưới điện đô thị.
- Lưới điện nơng thơn.
Trong mỗi loại lưới trên đều có phẩn điện cấp cho dân dụng (căn hộ, đường
phố,dịch vụ…) được gọi là lưới điện dân dụng hoặc lưới điện ánh sang sinh hoạt. Có
phần điện cấp cho xưởng máy, nhà máy được gọi là lưới điện xí nghiệp.
Cũng tùy theo số pha được sử dụng để cấp điện, người ta chia ra lưới điện một
pha, lưới điện hai pha, lưới điện ba pha,…

1.3 Tổng quan về trạm biến áp
1.3.1 Máy biến áp là gì?
Máy biến áp là một thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện
từ, dùng để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên
tần số.
Nguyên lý làm việc Máy Biến Áp: Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp
khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và một từ trường biến thiên trong lõi sắt. Từ trường
biến thiên này tạo ra trong mạch điện thứ cấp một hiệu điện thế thứ cấp. Như vậy hiệu
điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường. Sự biến
đổi này có thể được điều chỉnh qua số vịng quấn trên lõi sắt.
1.3.2 Trạm biến áp là gì?
Trong hệ thống phân phối năng lượng điện, trạm biến áp phân khối là cơng
trình có chức năng chuyển đổi điện áp trung áp 6-10-22-35kV xuống điện áp hạ thế

380-220V để cấp điện phục vụ sản xuất, kinh doanh dịch vụ và sinh hoạt hàng ngày –
thường gọi là “Trạm biến áp”.
Trạm biến áp là một phần trong hệ thống truyền tải và phân phối điện, được cấu
tạo từ nhiều thiết bị trung hạ thế có tiêu chuẩn và qui cách phù hợp với từng công suất.
6


1.3.3 Phân loại máy biến áp
- Máy biến áp điện lực: Dùng đế truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống
điện lực.
- Máy biến áp chuyên dùng: Dùng cho các lò luyện kim, cho các thiết bị chỉnh
lưu; máy biến áp hàn điện..vv..
- Máy biến áp tự ngẫu: Dùng đế biến đổi điện áp trong phạm vi không lớn, dùng
để mở máy động cơ điện xoay chiều.
- Máy biến áp đo lường: Dùng đế giảm các điện áp và dòng điện lớn khi đưa vào
các thiết bị đo lường, bảo vệ.
- Máy biến áp thí nghiệm: Dùng đế thí nghiệm các điện áp cao
1.3.4 Phân loại trạm biến áp
1.3.4.1 Trạm Biến Áp ngồi trời:
Trạm ngồi trời thích hợp cho các trạm trung gian cơng suất lớn. Vì máy biến
áp, thiết bị phân phối có kích thước lớn nên có đủ diện tích để lắp đặt các thiết bị này,
tiết kiệm được chi phí xây dựng khá lớn.
Bao gồm các trạm: Trạm hợp bộ, trạm nền (đặt lên nền bê tông), trạm giàn(<
3x100 kVA), trạm treo (< 3x75 kVA), trạm kín (lắp đặt trong nhà), trạm trọn bộ(nhà
lắp ghép). Tùy theo giá thành và nhu cầu mà ta lựa chọn các loại biến áp khác nhau.

Hình 1.2 Hình ảnh về trạm biến áp ngoài trời
- Trạm Treo:

7

Là trạm mà toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp đều được treo trên cột.
máy biến áp thường là loại môt pha hoặc tổ ba máy biến áp một pha. Tủ hạ áp được
đặt trên cột.
Trạm này thường rất tiết kiệm đất nên thường được dùng làm trạm công cộng
cung cấp cho một vùng dân cư. Máy biến áp của trạm treo thường có cơng suất nhỏ
(3x75kVA), cấp điện áp 15(22)/0,4kV.
Tuy nhiên loại trạm này thường làm mất mỹ quan nên về lâu dài loại trạm này
khơng được khuyến khích dùng ở đơ thị.
- Trạm Giàn:
Trạm giàn là loại trạm mà toàn bộ các trang thiết bị và máy biến áp đều được
đặt trên các giá đỡ bắt giữa hai cột. Trạm được trang bị ba máy biến áp một pha ( 3 x
75 kVA) hay một máy biến áp ba pha(400 kVA), cấp điện áp 15-22 kV /0,4 kV.
Phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp. Tủ phân phối hạ áp
đặt trên giàn giữa hai cột đường dây đến có thể là đường dây trên khơng hay đường
cáp ngầm.
Trạm giàn thường cung cấp điện cho khu dân cư hay các phân xưởng.
- Trạm nền:
Trạm nền thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như ở vùng nơng
thơn, cơ quan, xí nghiệp nhỏ và vừa.
Đối với trạm nền, thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp thường là tổ 3 máy
biến áp một pha hay một máy biến áp ba pha đặt trên bệ xi măng dưới đất, tủ phân
phối hạ áp đặt trong nhà.
Xung quanh trạm có xây tường rào bảo vệ. Đường dây đến có thể là cáp ngầm
hay đường dây trên khơng, phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp.
- Trạm Hợp Bộ (Integrated Distribution Substation - IDS):
công suất từ 250 đến 2000 kVAĐặt trên nền, Thi công lắp đặt dể dàng, Độ cách
điện cấp K, độ an toàn cao hợp bộ với tủ điện hạ áp đặt trên trạm thành một khối
khơng dùng khí SF6, thân thiện với môi trường.

8


1.3.4.2 Trạm Biến Áp trong nhà:

Hình 1.3 Hình ảnh về trạm biến áp trong nhà
- Trạm Kín:
Trạm kín là loại trạm mà các thiết bị điện và máy biến áp được đặt trong
nhà.Trạm kín thường được phân làm trạm cơng cộng và trạm khách hàng.
Trạm công cộng thường được đặt ở khu đơ thị hóa, khu dân cư để đảm bảo tính
khách quan và an tồn cho người sử dụng.
Trạm khách hàng thường được đặt trong khuôn viên của khách hàng khuynh
hướng hiện nay là sử dụng bộ 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 có cơng suất nhỏ
hờn 1000 kVA.
Đối với loại trạm kiểu này cáp vào và ra thường là cáp ngầm .Các cửa thơng gió
đều phải có lưới đề phịng chim, rắn,chuột và có hố dầu sự cố.
- Trạm Trọn Bộ:

9


Đối với nhiều trạm phức tạp đòi hỏi sử dụng cấu trúc nối mạng nguồn kiểu
vịng hoặc tủ đóng cắt chứa nhiều máy cắt,gọn, không chịu ảnh hưởng của thời tiết và
chịu được va đập, trong những trường hợp này các trạm trọn bộ kiểu kín được sử dụng
các khối được chế tạo sẵn sẽ được lắp đặt trên nền nhà bê tông và được sử dụng đối
với trạm ở đô thị cũng như trạm ở nông thôn .
- Trạm Gis
Là trạm dùng thiết bị phân phối kín cách điện bằng khí SF6. Đặc điểm của trạm

loại này là diện tích xây dựng trạm nhỏ hơn khoảng vài chục lần so với trạm ngoài
trời.

1.4 Phân loại trạm biến áp theo điện lực
Theo cách phân loại trên, ta lại có 2 tên trạm biến áp:
-

Trạm biến áp Trung gian: Nhận điện áp từ 220 kV – 35 kV biến đổi thành điện

áp ra 35 kV – 15 kV theo nhu cầu sử dụng.
-

Trạm biến áp phân xưởng hay trạm biến áp phân phối: Nhận điện áp 35 kV – 6

kV biến đổi thành điện áp ra 0,4 kV – 0,22 kV => đây là trạm biến áp được dùng trong
mạng hạ áp dân dụng tòa nhà, thường thấy là trạm 22/0,4 kV.

1.5 Công suất máy biến áp
- Gồm các máy biến áp có cấp điện áp sơ/thứ cấp: 35/0.4kV,22/0.4kV,10/0,4kV.
- Cơng suất biểu kiến Trạm phổ biến: 50, 75, 100, 160, 180, 250, 320, 400, 500,
560, 630, 750, 800, 1000, 1250, 1500, 1600, 1800, 2000, 2500 kVA.
- Các công ty Sản Xuất và thi công trạm biến áp như: Thibidi, Cơ điện Thủ Đức,
Lioa.v.v.

1.6 Các đơn vị cần quan tâm trên trạm
- S: Công suất biểu kiến được ghi trên trạm biến áp (kVA) .
- P: Công suất tiêu thụ (kW) .
- Q: Công suất phản kháng (kVAr).
- U: điện áp sơ cấp và thứ cấp của trạm (kV hoặc V).
- I: Dòng điện thứ cấp (A), Dòng điện sơ cấp thường rất ít được quan tâm.

10


RMU

MBA 320kVA
CT

22/0,4kV
M 220/380kV
Máy cắt hạ áp

Phụ tải
Hình 1.4Sơ đồ trục phân phối song song

22kV
LBS

T
Cáp ngầm song

CB
0,4kV

Tải
Hình 1.5Sơ đồ mạch vịng
11

Dây trung thế 15kV
3 LA 12kV
3 FCO-24kV-10/5A, chì 20K
3CT:24kV-10/5A
Wh

Điện kế 208/120V,5A
3VT 8400/120V-5A
3xM25 bọc 24kV

MBT 3P-315kVA
15/0,2kV
Cáp ngầm hạ thế XLPE
2x3M240+M120

Phụ tải

APTOMAT 100A-500V
Hình 1.6 Sơ đồ đơn
120/208
5A
VT
8400/120V
TC trung thế

CT 24kV
DS-24kV-3f-600A

DS-24kV-3f-500A-bợ chì

(…)5A

Chì ống
Đấu cáp

MBT < 1000kVA

24kV
XLPE

15-22/0,4kV

Máy cắt hạ thế

Phụ tải
Hình 1.7 Sơ đồ đôi

12


Chương 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ CÁC THIẾT BỊ CAO ÁP
2.1 Chọn máy biến áp
2.1.1 Lịch sử máy biến áp
Nguyên lý họat động của máy biến áp dựa trên cơng trình của Micheal Faraday
(1791- 1867) khi ơng khám phá được định luật cảm ứng điện từ với hai cuộn dây quấn
trên cùng mạch từ, sự thay đổi dòng điện trong một cuộn dây sẽ tạo ra sức điện động
cảm ứng trong cuộn dây còn lại. Các sức điện động cảm ứng được gọi là điện áp biến
áp (transformer voltages) và thiết bị bao gồm mạch từ với các bộ dây quấn thực hiện
mục tiêu trên được gọi là máy biến áp (transformer).
Nguyên lý hoạt động của máy biến áp được khảo sát và phân tích theo 3 chế độ:

- Chế độ không tải.
- Chế độ vận hành mang tải .
- Chế độ thử nghiệm ngắn mạch máy biến áp.
2.1.2 Cấu tao máy biến áp
Gồm hai bộ phận chính: lõi thép và dây quấn.
Lõi thép máy biến áp:
Lỏi thép (hay mạch từ) dùng tập trung đường sức từ để hình thành hiện tượng
cảm ứng điện từ. Lỏi thép được ghép thành từ các lá thép rời có độ dầy từ 0,35 mm
đến 0,5 mm. Lá thép kỹ thuật điện là hợp chất của sắt và Silic, hàm lượng Silic từ 1%
đến 4%.
Để giảm dịng điện xốy trong lõi thép, người ta dùng lá thép kỹ thuật điện, hai
mặt có sơn cách điện ghép lại với nhau thành lõi thép.

13


Hình 2.1 Cấu tạo máy biến áp
Dây quấn máy biến áp
- Được chế tạo bằng dây đồng hoặc nhơm có tiết diện trịn hoặc chữ nhật, bên
ngồi dây dẫn có bọc cách điện.
- Máy biến áp có cơng suất nhỏ thì làm mát bằng khơng khí
- Máy có cơng suất lớn thì làm mát bằng dầu, vỏ thùng có cánh tản nhiệt
- Dây quấn có điện áp cao gọi là dây quấn cao áp.
- Dây quấn có điện áp thấp gọi là dây quấn hạ áp.
- Bộ dây sơ cấp hay ngõ vào biến áp nhận điện năng từ nguồn cấp vào biến áp.
- Bộ dây thứ cấp hay ngõ ra của biến áp cấp điện năng đến tải .
2.1.3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp
Máy biến áp làm nhiệm vụ biến đổi điệp áp. Có hai loại máy biến áp: Máy biến
áp tăng áp và máy biến áp hạ áp.
Nếu điện áp thứ cấp bé hơn điện áp sơ cấp ta có máy biến áp giảm áp, nếu điện

áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp tăng áp. Ở máy biến áp ba dây
quấn, ngoài hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp cịn có dây quấn thứ ba với điện áp trung
bình.
14


Máy biến áp biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều một pha gọi là máy biến
áp một pha, máy biến áp biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều ba pha gọi là máy
biến áp ba pha. Máy biến áp ngâm trong dầu gọi là máy biến dầu, máy biến áp không
ngâm trong dầu gọi là máy biến áp khơ, máy biến áp có ba trụ nằm trong một mặt
phẳng gọi là máy biến áp mạch từ phẳng, máy biến áp với ba trụ nằm trong không gian
gọi là máy biến áp mạch từ khơng gian.
Dịng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp,
và một từ trường biến thiên trong lõi sắt. Từ trường biến thiên này tạo ra trong mạch
điện thứ cấp một hiệu điện thế thứ cấp. Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi
được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều
chỉnh qua số vịng quấn trên lõi sắt.
Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làm việc trên nguyên lý cảm ứng
điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống
dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi.
2.1.4 Chọn máy biến áp
Ta chọn máy biến áp 3 pha THIBIDI 320 kVA (TCĐL 2) 22/0,4 kV do cơng ty
THIBIDI sản xuất tại Việt Nam có các thơng số như sau:

15


Hình 2.2Máy biến áp THIBIDI 320kVA
Bảng 2.1. Thơng số máy biến áp 320kVA theo tiêu chuẩn ĐL2-QĐ1094
MÁY BIẾN ÁP 3 PHA _ 320 kVA

Thông số kĩ thuật
Tổn hao không tải Po (W)

390

Dịng điện khơng tải Io (%)

2

16