Thiết kế trạm biến áp 11022KV và tìm hiểu hệ thống SCADA tại trạm biến áp 11022 KV đồng đế

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
---------------o0o---------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP
110/22kV VÀ CHUYÊN ĐỀ

GVHD : PGS.TS. HUỲNH QUANG MINH

TP.Hồ Chí Minh - 2019


Luận văn tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Kính thưa q Thầy Cơ!
Trước hết, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến các quý
thầy cô trong Ban giám hiệu, đặc biệt là quý thầy cô thuộc khoa Điện - Điện tử
trường Đại học Bách Khoa TP. HCM, đã tận tình chỉ dạy và truyền đạt cho em
những kiến thức vô cùng quý giá trong suốt những năm học qua.
Em xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô Bộ Môn Hệ Thống Điện đã tạo điều
kiện và giúp đỡ để em hoàn thành Luận Văn Tốt Nghiệp.
Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Quang Minh, đã cung cấp nhiều
tài liệu quý, tổng hợp những kiến thức cơ bản, bổ sung những kiến thức em còn
thiếu, dành nhiều thời gian, quan tâm theo dõi, tận tình hướng dẫn, động viên và hỗ
trợ em hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp này.
Khi thực hiện luận văn tốt nghiệp, em đã cố gắng tổng hợp và tham khảo một

số tài liệu chuyên môn nhằm đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, do kiến thức, thời gian
và tài liệu tham khảo có hạn nên những thiếu sót là khơng thể tránh khỏi, kính mong
q thầy cơ đóng góp những ý kiến để luận văn của em được hoàn thiện hơn. Đó
cũng là những hành trang quý báu sẽ theo em sau này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Khánh Hòa, ngày tháng12 năm 2018
Sinh viên thực hiện:

Trang - 2 -


Luận văn tốt nghiệp

TĨM TẮT LUẬN VĂN
Trong cơng cuộc xây dựng và phát triển đất nước, ngành Điện lực Việt Nam
là một ngành có vị trí quan trọng trong việc cung cấp năng lượng và thúc đẩy quá
trình sản xuất, kinh doanh của tất cả các ngành kinh tế khác trong nền kinh tế quốc
dân. Sự phát triển của ngành Điện lực cũng đánh giá sự phát triển, tiến bộ của tồn
xã hội.Để có được nguồn điện phục vụ trong các ngành công nghiệp khác phải cần
rất nhiều khâu phối hợp đồng bộ với nhau từ khâu sản xuất, truyền tải đến tiêu
thụ…Vì vậy, việc thiết kế trạm biến áp và quản lý hệ thống điện là vấn đề quan
trọng trong ngành điện. Trong đó hệ thống Scada là hệ thống quản lí thu nhập dữ
liệu, giám sát và điều khiển từ xa hết sức hiện đại đang dần được áp dụng vào hệ
thông điện nước ta.
Được sự đồng ý của Thầy hướng dẫn, em xin trình bày luận văn về đề tài:
“THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22KV VÀ TÌM HIỂU HỆ THỐNG SCADA TẠI
TRẠM BIẾN ÁP 110/22 KV ĐỒNG ĐẾ”.
 Trong chủ đề thứ nhất, phần “Thiết kế trạm biến áp 110/22kV” được
trình bày gồm 09 chương theo trình tự của quá trình thiết kế một trạm
biến áp cơ bản với đồ thị phụ tải cho sẵn.

 Chủ đề thứ hai liên quan đến việc “Tìm hiểu hệ thống Scada tại Trạm
biến áp 110/22kV Đồng Đế” được trình bày với 3 chương, bao gồm các
phần trình bày tổng quan về hệ thống SCADA, giới thiệu hệ thống
SCADA của trạm Đồng Đế và giới thiệu hệ thống SCADA của công ty
cổ phần Điện lực Khánh Hòa.
Khánh Hòa, ngày tháng 12 năm 2018
Sinh viên thực hiện:

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GVHD

Trang - 3 -


Luận văn tốt nghiệp
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Điểm………………….……………………………………………………

TP.Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2019

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GVPB
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Trang - 4 -


Luận văn tốt nghiệp
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Điểm: ………………………………………………………………………

TP.Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2019

GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

DANH MỤC VIẾT TẮT
- AGC: Tự động điều khiển máy phát (Automatic Generation Control).
- AIS: Tín hiệu hiển thị cảnh báo lỗi (Alarm Indication Singnal ).

Trang - 5 -


Luận văn tốt nghiệp
- Ax: Trung tâm điều độ hệ thống điện Quốc gia (A0) , hệ thống điện miền Bắc (A1),
hệ thống điện miền Nam (A2), hệ thống điện miền Trung (A3).
- CPU: Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit).
- DAS: Hệ thống tự động hóa lưới phân phối (Distribution Automation System)
- DDE: Trao đổi dữ liệu động (Dynamic Data Exchange)
- ĐHCS: Điều hành cơ sở.
- ĐHTQ: Điều hành toàn quốc.
- DLL:Thư viện liên kết động (Dynamic Link Library)
- DMS: Hệ thống quản lý phân phối (DistributionManagement System).
- DNP3: Giao thức truyền thông (Distributed Network Protocol)
- DTS: Thiết bị mô phỏng điều độ viên (Dispatcher Training Simulator)
- EMS: Hệ thống quản lý năng lượng (Energy Management System).
- EVN: Tập đoàn điện lực Việt Nam (Tên giao dịch quốc tế là Vietnam Electricity).
- Gateway: Thiết bị đầu cuối SCADA – là thiết bị trung gian truyền dữ liệu giữa hệ
thống SAS/DCS với hệ thống SCADA/EMS qua giao thức truyền tin.
- GPS: Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System)
- HMI: Giao diện người-máy (Human Machine Interface).
- IEC: Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (International Electrotechnical Commission)
- LAN: Mạng cục bộ (Local Area Network).
- MODEM: Điều biến/Giải điều biến (Modulator/Demodulator).
- NMĐ: Nhà máy điện.
- ODBC: Kết nối cơ sở dữ liệu (Open Database Connectivity)

Trang - 6 -

Luận văn tốt nghiệp
- OP: Màn hình vận hành(Operator Panel).
- PLC: Bộ điều khiển logic lập trình (Programmale Logic Controllers).
- RAM: Bộ nhớ trong (Random Access Memory).
- RTU: Thiết bị đầu cuối (Remote Terminal Unit).
- SAS: Hệ thống tự động hóa trạm biến áp (Substation Automation System).
- SCADA: Hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu (Supervisory Control
And Data Acquisition).
- TBA: Trạm biến áp.
- TCT: Các tổng cơng ty thuộc EVN.
- TP: Màn hình cảm ứng(Touch Panel)
- VT&CNTT: Viễn thông và Công nghệ thông tin.
- VTDR: Mạng viễn thông dùng riêng.

Trang - 7 -


Luận văn tốt nghiệp

MỤC LỤC
BẢN VẼ

PHẦN I
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
110/22kV

Trang - 8 -

Luận văn tốt nghiệp

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP
1.1 KHÁI NIỆM
- Điện năng sản xuất ở nhà máy được truyền tải và phân phối đến hộ tiêu thụ
bằng các đường dây dẫn.Nhà máy điện thường cách xa trung tâm phụ tải như nhà
máy thủy điện đặt gần các sông có lưu lượng nước lớn, nhà máy nhiệt điện đặt gần
nguồn nhiên liệu hoặc giao thông thuận lợi.
- Trong quá trình truyền tải điện do có phát sinh tổn thất trên đường dây nên
trước khi truyền tải đi xa ta phải nâng lên điện áp cao để truyền tải và hạ xuống thấp
ở điện áp thích ứng để đưa đến phụ tải. Do đó trạm biến áp là phần tử không thể
thiếu trong hệ thống điện.
- Trạm biến áp (TBA) là một trong những thành phần quan trọng nhất của hệ
thống điện. TBA dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp
khác. Các TBA, đường dây tải điện cùng với các nhà máy phát điện làm thành 1 hệ
thống phát và truyền tải điện năng thống nhất.
- Dung lượng của các máy biến áp (MBA), vị trí, số lượng và phương thức vận
hành của các TBA có ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống
cung cấp. Vì vậy việc lựa chọn các TBA bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn
phương án cung cấp điện.
- Nhiệm vụ của TBA trong hệ thống điện là tiếp nhận điện năng từ cấp điện áp
này biến đổi sang cấp điện áp khác (qua MBA điện lực) để truyền tải điện năng từ
nguồn đến các hộ phụ tải dùng điện.
- Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau:
• Cấp cao áp:
Trang - 9 -


Luận văn tốt nghiệp

+ 500kV dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền Bắc, Trung, Nam.
+ 220kV dùng cho mạng điện khu vực và từng miền.
+ 110kV dùng cho mạng điện phân phối, cung cấp cho các phụ tải lớn.
• Cấp trung áp:
+ 22kV trung tính nối đất trực tiếp dùng cho mạng điện địa phương, cung
cấp cho các nhà máy vừa và nhỏ, cung cấp cho các khu dân cư.
• Cấp hạ áp:
+ 380/220V dùng trong mạng điện hạ áp, trung tính nối đất trực tiếp.
1.2 PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP
1.2.1 Theo điện áp:
- Trạm biến áp tăng áp: là trạm biến áp có điện áp thứ cấp lớn hơn sơ cấp.
Đây là trạm biến áp của các nhà máy điện tập trung điện năng của các máy phát
điện để phát về hệ thống điện và phụ tải ở xa.
- Trạm biến áp hạ áp: là trạm biến áp có điện áp thứ cấp nhỏ hơn sơ cấp.
Đây thường là các trạm biến áp có nhiệm vụ nhận điện năng từ hệ thống điện để
phân phối cho phụ tải, thường đặt ở các hộ tiêu thụ.
1.2.2 Theo chức năng:Chia làm trạm biến áp trung gian và trạm biến áp phân
phối.
- TBA trung gian chỉ làm nhiệm vụ liên lạc giữa 2 lưới điện có cấp điện áp
khác nhau. Trạm biến áp trung gian còn gọi là trạm biến áp khu vực, thường có
điện áp sơ cấp lớn (500, 220, 110kV) phân phối cho các phụ tải có điện áp khác
nhau (220, 110, 22, 15kV) của các trạm biến áp phân phối.
- TBA phân phối hay còn gọi là TBA địa phương có nhiệm vụ phân phối
trực tiếp cho các hộ sử dụng điện của xí nghiệp, khu dân cư, trường học,…
thường có điện áp thứ cấp nhỏ (10, 6, 0.4kV). Tại các TBA có các thiết bị đóng
cắt, điều khiển, bảo vệ rơle, đo lường gọi là các thiết bị phân phối điện.
- Ngồi ra trong HTĐ cịn có các trạm chỉ làm nhiệm vụ phân phối điện
năng khơng có biến đổi điện áp và gọi là trạm phân phối.
1.2.3 Theo cấu trúc xây dựng:Gồm TBA ngoài trời và TBA trong nhà.

Trang - 10 -


Luận văn tốt nghiệp
1.3 YÊU CẦU THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
- Mục đích:Nhằm mục đích tăng cường cơng suất, khả năng cung cấp điện
cho khu vực, nâng cao độ an toàn và độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải.
- Từ các số liệu của nhiệm vụ, tính chất và mức độ quan trọng của phụ tải với
những điều kiện hạn chế trong thiết kế như: khả năng vận chuyển; diện tích xây
dựng nhà máy, TBA; vốn đầu tư; thời gian xây dựng,…
- Khi thiết kế trạm biến áp có các u cầu chính sau:
+ Đảm bảo chất lượng điện năng.
+ Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
+ Đảm bảo độ tin cậy cao (tùy theo tính chất loại phụ tải).
+ Vốn đầu tư thấp.
+ Xây dựng nơi tập trung phụ tải, thuận tiện đường giao thông.
+ Dự phòng phụ tải sẽ phát triển trong tương lai.
+ Vận hành an toàn cho người và thiết bị.
+ Thuận tiện cho vận hành, bảo trì và sửa chữa.
1.4 CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA MỘT TRẠM BIẾN ÁP
- Máy biến áp.
- Thiết bị phân phối sơ cấp.
- Thiết bị phân phối thứ cấp.
- Hệ thống tự dùng.
- Hệ thống bảo vệ rơle cho trạm và đường dây.
- Hệ thống chống sét.
- Hệ thống SCADA.
- Hệ thống nối đất.

Trang - 11 -

Luận văn tốt nghiệp
1.5 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
- Nội dung của luận văn tốt nghiệp này là thiết kế trạm biến áp 110/22kV
được cung cấp từ 1 hệ thống đến trạm bằng 2 đường dây 110kV có chiều dài là
50km với tổng cơng suất SNM = 5000MVA.
•
•

Hệ thống:
- Công suất ngắn mạch hệ thống: SNM = 5000MVA; X0(đm) = 0,4
- Hệ thống có 2 đường dây, chiều dài 50 km
Trạm biến áp 110/22kV:
-Phụ tải 22kV: Xem bảng 1.1
-Tự dùng:
Bảng 1.1 - Bảng tóm tắt số liệu chính.

Uđm(kV)

Smax(MVA)

Cos φ

Số đường dây

22

50

0,82

4

Ghi chú
Đồ thị phụ tải xem
chương 2

Chương2
PHỤ TẢI ĐIỆN
2.1 KHÁI NIỆM
- Phụ tải điện là các các thiết bị hay tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử
dụng điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như: quang năng, nhiệt
năng, cơ năng, hóa năng.
- Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát
Trang - 12 -


Luận văn tốt nghiệp

S = P + jQ
2
2
- Về trị số : S = P + Q

Trong đó :
- S: công suất biểu kiến, đơn vị VA, kVA hay MVA
- P = S × cos ϕ : cơng suất tác dụng, đơn vị W, kW hay MW
- Q = S × sin ϕ : công suất phản kháng, đơn vị VAr, kVAr hay MVAr
- Điện năng (A) là công suất điện tiêu thụ trong thời gian T.

T

A = ∫ P (t ).dt = ∑ PT
i i
0

(Đơn vị : Wh, kWh, MWh)
2.2 PHÂN LOẠI PHỤ TẢI ĐIỆN
- Tùy theo tính chất quan trọng, mức độ sử dụng điện và nhu cầu cấp điện, phụ
tải được chia làm 3 loại.
+ Phụ tải loại 1: Khi mất điện ảnh hưởng nguy hiểm đến tính mạng con
người, thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính
trị.
+ Phụ tải loại 2: Khi mất điện ảnh hưởng đến nền kinh tế, sản xuất nhưng
không quan trọng như loại 1.
+ Phụ tải loại 3: Có thể cho phép mất điện trong thời gian ngắn không ảnh
hưởng nhiều đến các hộ tiêu thụ điện.
2.3 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI
 Phụ tải cấp 22kV: 4 phụ tải
Cos ϕ = 0,82

Sinϕ = 0,57

• Smax = 50(MVA)
Pmax = Smax × Cos ϕ= 50 ×0,82 = 41MW
Trang - 13 -


Lun vn tt nghip
ã Smin= 50ì30% = 15MVA

Pmin = Smin ×Cos ϕ= 15×0,82 = 12,3MW
Qmax = Smax × Sin ϕ= 50 × 0,57 = 28,5MVAr
Qmin = Smin × Sin ϕ= 15 × 0,57 = 8,55MVAr
- Ta có :
P(MW) = Pmax ×P%
S(MVA) = P(MW) / Cos ϕ
Q(Mvar) = S(MVA) × Sin ϕ

Bảng 2.1 - Bảng tổng hợp phụ tải điện.
Giờ

0-3

3-5

5-7

7-10

10-12

12-15

15-18

18-20

20-22

22-24

%Smax

30

40

50

60

70

50

80

100

60

40

S(MVA)

15

20

25

30

35

25

40

50

30

20

12,

16,

3

4

20,5

24,6

28,7

20,5

32,8

41

24,6

16,4

8,5

11,

14,2

5

4

5

17,1

19,95

14,25

22,8

28,5

17,1

11,4

P(MW)

Q(kVAr)

Trang - 14 -


Luận văn tốt nghiệp
Hình 2.1 - Đồ thị phụ tải cấp 22 kV.
- Tính tốn thời gian sử dụng cơng suất cực đại và thời gian tổn thất công suất
cực đại hàng ngày của cấp 22kV.
- Thời gian sử dụng công suất cực đại:
- Thời gian tổn thất công suất cực đại:

Trang - 15 -


Luận văn tốt nghiệp

Chương 3
SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP
3.1 KHÁI NIỆM
- Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ diễn tả mối liên hệ giữa nguồn và
tải. Khi thiết kế trạm biến áp, việc lựa chọn sơ đồ cấu trúc cho trạm biến áp đóng
vai trị quan trọng, nó ảnh hưởng đến tồn bộ q trình thiết kế. Chính vì vậy, chúng

ta cần phải nghiên cứu kỹ về trạm biến áp đồng thời đưa ra nhiều phương án khả thi
trên cơ sở phân tích ưu khuyết điểm của từng phương án; so sánh điều kiện kỹ
thuật- kinh tế rồi chọn ra phương án tối ưu nhằm đảm bảo:
+ Độ tin cậy và an toàn khi vận hành ở chế độ bình thường cũng như cưỡng
bức.
+ Phải kinh tế, nghĩa là hao tổn qua máy biến áp phải bé, vốn đầu tư ít và
càng ít chiếm diện tích càng tốt.
+ Có khả năng phát triển trong tương lai mà không cần thay cấu trúc đã
chọn.
3.2 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM BIẾN ÁP
- Chọn số lượng máy biến áp phải căn cứ theo những điều kiện: độ tin cậy
cung cấp điện, công suất của phụ tải cần cung cấp và tính kinh tế. Do đó, ta có các
phương án chọn lựa máy biến áp như sau:
+ Một máy biến áp:Là phương án được sử dụng trong trường hợp phụ tải
không quan trọng. Giai đoạn đầu đặt một máy, khi phụ tải phát triển sau này
thì ta lắp đặt thêm máy thứ hai. Thiết kế như vậy với vốn đầu tư ban đầu
nhỏ. Tuy nhiên, tính liên tục trong cung cấp điện trong trường hợp này là
không cao.
+ Hai máy biến áp:Là phương án được sử dụng nhiều nhất vì tính đảm bảo
liên tục cung cấp điện cao. Phương án được thiết kế khi:
• Có hai đường dây cung cấp từ hệ thống.
• Khi khơng có máy biến áp lớn phù hợp với phụ tải.

Trang - 16 -


Luận văn tốt nghiệp
• Khơng
khả

có
năng

chun chở

HT

và xây lắp
máy
+

biến

áp lớn.
Ba máy

biến
áp:Phương án
này chỉ được

22 kV

sử dụng khi
khơng có hai
110 kV

máy biến áp
phù hợp hoặc
trạm đã xây
dựng, khi phụ

tải phát triển

khơng có khả năng thay thế hai máy mới phải đặt thêm máy thứ ba. Đặt ba
máy biến áp thường ít được sử dụng vì vốn đầu tư cao, chiếm diện tích xây
lắp lớn, phức tạp trong q trình thi cơng.
Do hệ thống có 2 cấp điện áp nên khơng dùng MBA 3 cuộn dây.
3.3 CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM
Phương án 1:

Trang - 17 -


Luận văn tốt nghiệp
Hình 3.1 - Sơ đồ nối điện sử dụng 1 MBA 3 pha 2 cuộn dây
• Ưu điểm:

+ Cấu trúc rõ ràng.

+ Số lượng máy ít, ít
chiếm diện tích.

HT

+

Tổn

thất điện năng
bé.
+

Giá

thành thấp.
• Khuyết

22 kV

điểm:
+Khơng
đảm bảo
110 kV

cấp điện
áp

liên

tục, có 2
đường
dây từ hệ thống mà chỉ có 1 máy biến áp.
+ Tốn chi phí và khó khăn khi muốn phát triển thêm phụ tải do phải
chọn loại công suất phụ tải, thường chọn MBA có cơng suất lớn chiếm
nhiều diện tích và khó khăn vận chuyển.
Phương án 2:

Trang - 18 -


Luận văn tốt nghiệp

Hình 3.2- Sơ đồ nối điện sử dụng 2 MBA 3 pha 2 cuộn dây
• Ưu điểm:
+ Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
+ Độ tin cậy cao.
• Khuyết điểm:
+ Sơ đồ phức tạp. (so với phương án dùng 1MBA)
+ Chi phí vận hành cao
 Trong 2 phương án trên thì mỗi phương án đều có ưu khuyết điểm
riêng.Xét về khả năng cung cấp điện liên tục và tính kinh tế cũng như tổn
thất điện năng qua máy biến áp thì ta chọn phương án 2 để thiết kế.

Chương 4
CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐIỆN LỰC
4.1 KHÁI NIỆM
- Máy biến áp là thiết bị truyền tải điện năng giữa các cấp điện áp khác nhau.
Điện năng sản xuất từ nhà máy điện được truyền tải đến các hộ tiêu thụ ở xa phải
qua đường dây cao áp 110, 220, 500kV,…thường qua máy biến áp để biến đổi điện
áp tương ứng.
- Ở cuối đường dây cao áp lại cần MBA giảm áp về điện áp thích hợp với
mạng phân phối như 22,15kV,…
- Trong hệ thống lớn thường phải qua nhiều lần tăng giảm áp mới đưa điện
năng từ các máy phát điện đến hộ tiêu thụ.Vì vậy tổng cơng suất MBA trong hệ
thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của các máy phát điện .

Trang - 19 -


Luận văn tốt nghiệp
- Mặc dù hiệu suất của các máy biến áp khá cao, tổn thất qua máy biến áp

hằng năm vẫn rất lớn.
- Các đặc điểm cần lưu ý khi sử dụng MBA:
+ MBA là thiết bị không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng.
+ Khi sử dụng cần chú ý phương tiện và khả năng chuyên chở khi xây lắp.
+ Cần tính đến khả năng tận dụng tối đa (xét khả năng quá tải cho phép)
tránh sự vận hành non tải MBA đưa đến tổn hao không tải, kéo dài tuổi thọ
không cần thiết.
+ Tuổi thọ và khả năng tải của MBA chủ yếu phụ thuộc nhiệt độ khi vận
hành nên cần quan tâm đến nhiệt độ môi trường xung quanh và các phương
pháp làm lạnh.
+ Công suất định mức của MBA được chế tạo theo tiêu chuẩn mỗi quốc gia
nên có thể khơng đảm bảo được công suất mong muốn.
+ Chọn công suất MBA cần chú ý khả năng phát triển phụ tải.
+ Đảm bảo tính cung cấp điện liên tục
+ Có dự trữ công suất khi một trong các MBA bị sự cố.
+ Đảm bảo tuổi thọ MBA làm việc lâu dài.
4.2 CÁC THƠNG SỐ ĐỊNH MỨC CỦA MBA
- Cơng suất định mức: là công suất liên tục truyền qua MBA trong thời hạn
phục vụ ứng với các điều kiện tiêu chuẩn do nhà chế tạo qui định như điện áp định
mức, tần số định mức đặc biệt là nhiệt độ môi trường làm mát.
- Khả năng quá tải của MBA: Thực tế vận hành phụ tải qua MBA luôn thay
đổi với phần lớn thời gian thấp hơn định mức. Để tận dụng khả năng tải của MBA
có khoảng thời gian cho phép vận hành với công suất lớn hơn định mức gọi là quá
tải MBA.

Trang - 20 -


Luận văn tốt nghiệp

K qt =

S vanhanh
S dinhmuc

- Các chế độ quá tải của máy biến áp: Quá tải bình thường và sự cố.
• Q tải bình thường :
+Là chế độ làm việc của MBA trong một thời gian nào đó so với tải
định mức. Khi q tải bình thường nhiệt độđiểm nóng nhất đối với
MBA hiện nay là Tcpđm = 98oC,nhưng không vượt quá 140oC và nhiệt
độ lớp dầu phía trên khơng vượt q 95oC.
+ Hệ số thường xun có thể được xác định từ đồ thị khả năng tải của
MBA: đó là quan hệ giữa hệ số quá tải cho phép K 2cp, hệ số phụ tải K1
và thời gian quá tải t.
• Quá tải sự cố :
+ Khi hai máy biến áp làm nhiệm vụ song song mà một trong hai bị
sự cố phải nghỉ, máy biến áp cịn lại có thể vận hành với phụ tải lớn
hơn định mức không phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường xung
quanh lúc sự cố trong thời gian 5 ngày đêm nếu thỏa mãn điều kiện
sau:
Theo đồ thị về đẳng trị K1 < 0,93; K2< 1,4 (đối với MBA đặt ngoài
trời)hay K2< 1,3 (với MBA đặt trong nhà); T 2 < 6h.Chú ý theo dõi
nhiệt độ của cuộn dây không vượt quá 140 oC và tốt nhất là tăng
cường tối đa các biện pháp làm mát MBA.
- Một số phương pháp làm mát được sử dụng trong chế tạo MBA:
• ONAN(Oil Natural Air Natural): máy biến áp dầu, làm mát bằng dầu
bên trong và khơng khí bên ngồi tuần hoàn tự nhiên.

Trang - 21 -

Luận văn tốt nghiệp
• ONAF(Oil Natural Air Forced): máy biến áp dầu, làm mát bằng dầu tuần
hoàn tự nhiên bên trong và bên ngồi là khơng khí tuần hồn cưỡng bức
bằng cách thổi gió.
• OFAF(Oil Force Air Forced): máy biến áp dầu, làm mát bằng dầu tuần
hoàn cưỡng bức trong và bên ngồi là khơng khí tuần hồn cưỡng bức
bằng cách thổi gió. Đây là phương pháp vượt trội về hiệu suất và khả
năng làm mát, tăng khả năng tải máy biến áp.
• OFWF(Oil ForceWater Forced):dầu trong máy biến áp bơm tuần hoàn
cưỡng bức chuyển vào bộ phận làm mát,bên ngồi ống dẫn có hệ thống
bơm nước cung cấp và dẫn nhiệt lượng ra ngồi mơi trường.
• AN(Air Natural): máy biến áp khơ làm mát bằng tuần hồn khơng khí tự
nhiên.
• AF(Air Forced):máy biến áp khơ làm mát bằng khơng khí cưỡng bức.
4.3 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH KHI CHỌN CƠNG SUẤT MBA
- Trước khi tiến hành chọn công suất MBA cần có các thơng số:
+ Điện áp các cấp UC, UH.
+ Phụ tải và đồ thị phụ tải công suất qua các cuộn dây của MBA.
+ Khả năng ứng dụng MBA.
+ Thông số của các loại MBA do các hãng sản xuất.
- Khi khơng có MBA có cơng suất thích hợp có thể dùng hai MBA song song
thành một và được xem như là một MBA, không giả thiết vận hành một máy khi
máy kia nghỉ, khi cần sửa chữa,… nghỉ cả hai máy.


Các điều kiện chọn máy biến áp:
• Trường hợp chỉ có 1 MBA:
kqtbt.SđmB ≥ Smax
- Trong đó: kqtbt–hệ số quá tải thường xuyên (bình thường),trị số kqtbt phụ

thuộc vào đồ thị phụ tải và SđmB.

Trang - 22 -


Luận văn tốt nghiệp
- Thường khi thiết kế ban đầu không xét khả năng này và lấy
kqtbt =1, nghĩa là công suất MBA được chọn theo điều kiện:
SđmB ≥ Smax
- Trường hợp theo điều kiện trên đưa đến công suất MBA quá lớn, do
thang chế tạo MBA nhảy vọt mới xét đến khả năng q tải bình thường.
• Trường hợp có 2 MBA ghép song song:
- Nếu trạm đặt 2 MBA vận hành song song thì chọn cơng suất định mức
MBA phải chọn theo điều kiện quá tải sự cố để khi 1 trong 2 máy bị hỏng thì máy
cịn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải (ở chế độ làm việc bình thường cả 2
máy đều vận hành ở chế độ non tải)
Kqtsc.SđmB ≥ Smax  SđmB ≥ Smax / Kqtsc
- Trong đó :
+ Kqtsc :Hệ số quá tải (Kqtsc = 1,3 đối với MBA đặt trong nhà;
Kqtsc = 1,4 đối với MBA đặt ngoài trời) .
+ SđmB: Công suất định mức của MBA.
+ S max: Cơng suất cực đại của phụ tải.
4.4 TÍNH TỐN CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP


Phương án 2: Sử dụng 2 MBA 3 pha 2 cuộn dây:
- Chọn hai máy biến áp 110/22 kV theo điều kiện quá tải sự cố khi một máy
nghỉ máy cịn lại có khả năng cung cấp đủ vớiSmax = 50 + 0,4 = 50,4MVA
- Giả thiết máy biến áp đặt ngồi trời ta có Kqtsc = 1,4.

SđmB >

Trang - 23 -

S max
=
k qtsc

50,4/1,4 = 36MVA


Luận văn tốt nghiệp
Tra bảng trang 245 “Thiết kế nhà máy điện và trạm biến áp_ Phần Điện”,nhưng
khơng có MBA 110/22kVvới Sđm= 40MVA. Vì vậy đặt hàng MBA kiểu ONAN có
Sđm= 40MVA của ABB ( thực tế có MBA 110/22kVvớiSđm= 40MVA của ABB)

Hình 4.1 - Đồ thị phụ tải cấp 22 kV
 Kiểm tra điều kiện quá tải:
- Từ đồ thị phụ tải với Sđm = 40MVA, thời gian quá tải từ 15 – 20 giờ, 5 giờ
nhỏ hơn 6 giờ.
-Hệ số trước quá tải 10 giờ:
Giờ
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
TỔNG

0,625
0,625
0,75
0,75
0,75
0,875
0,875
0,625
0,625
0,625

0,391
0,391
0,563
0,563
0,563
0,766
0,766
0,391
0,391
0,391

là khoảng thời gian trước 10 giờ quá tải
-Hệ số lúc quá tải :
Giờ
15

1,0

1,0

16

1,0

1,0

17

1,0

1,0

18

1,25

1,56

- Ta 19

1,25

1,56

là

Vậy

TỔNG
Trang - 24 -

khoảng thời gian 5 giờ quá tải
máy biến áp công suất định mức
40MVA cho phép vận hành.
đặt

MBA

kiểu

ONAN

110/22kV có Sđm = 40MVA:

cấp


Luận văn tốt nghiệp
Bảng4.1–Thông số máy biến áp kiểu ONAN.
Kiểu
ONAN

SđmB

U (kV)

UN

I

∆Po

∆PN

Giá tiền

(MVA)

Cao

Hạ

(%)

(%)

(kW)

(kW)

(USD)

40

110

22

10.4

0.7

42

175

320000

Trang - 25 -