DO AN THIET KE TRAM DAI HOC 3 560KVA 22122020

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN
---------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4 KV CẤP ĐIỆN
CHO KHU SỐ 3 LÀNG ĐẠI HỌC – THỦ ĐỨC
Giảng viên hƣớng dẫn : THS. NGUYỄN HỮU VINH
Sinh viên thực hiện

: ĐỒN XN NAM

Mã sinh viên

: 1662010230

Ngành:

: CƠNG NGHỆ KT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

Chuyên ngành:

: HỆ THỐNG ĐIỆN

Lớp:

: Đ11H9B

Khoá:

: 2016-2021

TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2020


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4 KV
CẤP ĐIỆN CHO KHU SỐ 3 – LÀNG ĐẠI HỌC – THỦ ĐỨC
Giáo viên hƣớng dẫn:
ThS. Nguyễn Hữu Vinh
Sinh viên thực hiện:
Đoàn Xuân Nam – Lớp Đ11H9B
Nội dung yêu cầu:
I. Thuyết minh
1. Giới thiệu chung về trạm biến áp
2. Giới thiệu chung về khu vực cung cấp điện dự kiến đấu nối (đặc điểm lƣới điện, khả
năng nguồn cấp cho phụ tải, mức độ dự trữ của các tuyến dây…).
3. Đồ thị phụ tải và tính tốn các hệ số
4. Phụ tải và trạm biến áp
5. Chọn số lƣợng và dung lƣợng trạm biến áp
6. Tính tổn thất điện năng hằng năm trong trạm
7. Chọn đầu phân áp và tính tốn ngắn mạch

8. Chọn thiết bị trong trạm, định kích thƣớc trạm
9. Tính tốn nối đất
II. Các bản vẽ
Các bản vẽ phục vụ thuyết minh
Ngày giao nhiệm vụ: 15/10/2020
Ngày kết thúc nhiệmvụ: 01/01/2021
Tp. HCM, ngày tháng

năm 2020

Giáo viên hƣớng dẫn

ThS. Nguyễn Hữu Vinh

Trang

1


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

SỐ LIỆU BAN ĐẦU
Đề tài:

I.

Thiết kế trạm biến áp 22/0.4 kV
cấp điện cho Khu Số 3 – Làng Đại Học – Thủ Đức
Số liệu ban đầu
Đồ thị phụ tải:

Giờ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
%Smax 40 50 60 70 70 80 80 100 100 90 80 60
Giờ
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
%Smax 40 40 50 60 70 90 90 80 80 60 50 40
Trạm Biến Áp cung cấp cho phụ tải phía hạ áp có công suất: 560 kVA
Hệ số phân tán:
1,5
Hệ số công suất:
0,8
Yêu cầu cung cấp điện:
Liên tục
Độ lệch điện áp cho phép phía thứ cấp:  5%
Điện kháng tƣơng đƣơng phía hệ thống: 0,1 đvtđ trên cơ bản 250 MVA
Đƣờng dây cấp điện: khảo sát cấp điện thông qua đƣờng dây hiện hữu của Công ty Điện lực
cấp điện cho nhà máy (sử dụng các thông số đƣờng dây r, x, b thu thập thực tế).
II.

Các yêu cầu thực hiện
1. Khảo sát thông tin lƣới điện cung cấp điện cho Nhà máy.

2. Vẽ đồ thị phụ tải, tính các thời gian Tmax, . Phụ tải của trạm.
3. Chọn số lƣợng và công suất của máy biến áp.
4. Tính các thơng số của máy biến áp.
5. Tổn thất điện năng trong trạm.
6. Điện năng cung cấp hằng năm và phần trăm tổn thất điện năng.
7. Sụt áp qua máy biến áp lúc phụ tải max, min và sự cố.
8. Chọn đầu phân áp cho máy biến áp trong các tình trạng vận hành.
9. Sơ đồ ngun lý của trạm.
10. Tính tốn ngắn mạch. Chọn khí cụ điện.
11. Chọn dây dẫn, thanh dẫn.
12. Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt.
13. Tính tốn nối đất.
14. Nền, hàng rào, phòng biến điện.
15. Thống kê vật liệu.
Giá 1 kVA máy biến áp: khảo sát trên thị trƣờng
Giá 1kWh điện năng
: khảo sát giá thực tế của đơn vị cấp điện
Giáo viên hƣớng dẫn

ThS. Nguyễn Hữu Vinh
Trang

2


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

LỜI CAM ĐOAN
Tơi Đồn Xn Nam, cam đoan những nội dung trong đồ án này là do tôi thực
hiện dƣới sự hƣớng dẫn của ThS. Nguyễn Hữu Vinh. Các số liệu và kết quả trong đồ

án là trung thực và chƣa đƣợc công bố trong các công trình khác. Các tham khảo
trong đồ án đều đƣợc trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian và nơi
công bố. Nếu không đúng nhƣ đã nêu trên, tơi hồn tồn chịu trách nhiệm về đồ án
của mình
Tp Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 20...

Ngƣời cam đoan

Đồn Xn Nam

Trang

3


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc và tình cảm chân thành cho phép em gửi lời cảm ơn
chân thành nhất tới:
- Ban giám hiệu, Khoa Kỹ Thuật Điện, cùng các giảng viên trƣờng Đại học
Điện Lực đã hƣớng dẫn em trong các khóa học trƣớc và hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này.
- Đặc biệt em xin chân thành bày tỏ lịng kính trọng và cảm ơn sâu sắc tới ThS.
Nguyễn Hữu Vinh, giảng viên khoa Kỹ Thuật Điện - trƣờng đại học Điện
Lực, ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt

nghiệp này.
- Cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã ln khích lệ, động viên và giúp
đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu khoa học.
- Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhƣng bài luận khơng tránh khỏi những thiếu
sót; rất mong nhận đƣợc sự thông cảm, chỉ dẫn, giúp đỡ và đóng góp ý kiến
của các nhà khoa học, của quý thầy cô, các cán bộ quản lý và các bạn đồng
nghiệp.
TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng

năm 20

Sinh viên

ĐỒN XN NAM

Trang

4


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

NHẬN XÉT
(Của giảng viên hƣớng dẫn)
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................

......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Tp Hồ Chí Minh, ngày . . . tháng . . . năm 20
Giảng viên hƣớng dẫn

ThS. Nguyễn Hữu Vinh

Trang

5


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
................................................................................................................ ....................
TP.HCM, ngày

tháng

năm 20

Giảng viên phản biện

Trang

6


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP..................................................................................... 1
SỐ LIỆU BAN ĐẦU .............................................................................................................. 2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ............................................................................................... 8
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT....................................................................................... 9

CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4KV CẤP ĐIỆN CHO
KHU SỐ 3 LÀNG ĐẠI HỌC – THỦ ĐỨC ....................................................................... 10
1.1.KHÁI QUÁT VỀ TRẠM BIẾN ÁP: ............................................................................... 10
1.2.PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP: ...................................................................................... 11
1.3.KHÁI QUÁT VỀ TRẠM ĐẠI HỌC 3 XÂY DỰNG MỚI: ........................................... 16
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4KV CẤP ĐIỆN CHO KHU SỐ 3
LÀNG ĐẠI HỌC – THỦ ĐỨC ........................................................................................... 18
2.1.ĐỒ THI PHỤ TẢI, TÍNH TỐN CÁC HỆ SỐ TMAX, MAX: ................................... 18
2.2.TÍNH CÁC HỆ SỐ THỜI GIAN TMAX, MAX .................................................................. 20
2.3.TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO TRẠM BIẾN ÁP: ........................................................... 22
2.4.CHỌN SỐ LƢỢNG – CÔNG SUẤT VÀ TÍNH CÁC THƠNG SỐ CỦA MÁY BIẾN
ÁP…………………………………………………………………………………………...25
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH ...................................................................... 46
3.1.KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NGẮN MẠCH ..................................................................... 46
3.2.NGUYÊN NHÂN, HẬU QUẢ VÀ MỤC ĐÍCH CỦA NGẮN MẠCH ......................... 48
3.3.MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TÍNH TỐN NGẮN MẠCH ................................................. 48
3.4.PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN DỊNG NGẮN MẠCH ................................................ 48
3.5.CHỌN VÀ TÍNH TỐN CÁC ĐẠI LƢỢNG CƠ BẢN ................................................ 49
CHƢƠNG 4: CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG CÔNG TRÌNH . 58
4.1.CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT PHẦN ĐƢỜNG DÂY TRUNG THẾ .......................... 58
4.2.CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT PHẦN TRẠM BIẾN ÁP .............................................. 62
4.3.GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO TRẠM ĐẠI HỌC 3: ..................................... 70
CHƢƠNG 5: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT VÀ VẬ TƢ THIẾT BỊ........................................ 65
5.1.TÍNH TỐN NỐI ĐẤT .................................................................................................. 65
5.2.LIỆT KÊ THIẾT BỊ VẬT LIỆU CHÍNH ........................................................................ 70
PHỤ LỤC CÁC BẢN VẼ MẶT BẰNG, MẶT CẮT ........................................................ 79
KẾT LUẬN ........................................................................................................................... 80

Trang

7


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
SỐ THỨ TỰ

HÌNH VẼ

HÌNH 1

TRẠM BIẾN ÁP TREO

HÌNH 2

TRẠM BIẾN ÁP TRÊN TRỤ GHÉP ĐƠI

HÌNH 3

TRẠM BIẾN ÁP GIÀN

HÌNH 4

TRẠM BIẾN ÁP KÍN ( TRẠM PHỊNG)

HÌNH 5

SƠ ĐỒ ĐỊA DƢ KHU VỰC XÂY DỰNG MỚI TRẠM

HÌNH 6

SƠ ĐỒ PHỤ TẢI

HÌNH 7

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM ĐẠI HỌC 3

HÌNH 8

CÁC VỊ TRÍ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH

HÌNH 9

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ TIẾP ĐỊA TRẠM BIẾN ÁP

Trang

8


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TBA

TRẠM BIẾN ÁP

MBA

MÁY BIẾN ÁP

CS

CƠNG SUẤT

ĐM

ĐỊNH MỨC

SC

SỰ CỐ

YC

U CẦU

NM

NGẮN MẠCH

XK

XUNG KÍCH

CB

CƢỠNG BỨC

KT

KINH TẾ

ÔDD

ỔN ĐỊNH ĐỘNG

ÔDN

ỔNG ĐỊNH NHIỆT

CP

CHO PHÉP

LVCB

LÀM VIỆC CƢỠNG BỨC

MCCB

MÁY CẮT

FCO

FUSE CUT OUT

TI

MÁY BIẾN DÒNG ĐIỆN

CSV

CHỐNG SÉT VAN

Trang

9


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

1. CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4KV CẤP
ĐIỆN CHO KHU SỐ 3 LÀNG ĐẠI HỌC – THỦ ĐỨC
1.1. Khái quát về trạm biến áp:
Trạm biến áp là một cơng trình để chuyển đổi điện áp từ cấp này sang cấp
khác. TBA đƣợc phân loại theo điện áp, theo địa dƣ.
 Theo điện áp, TBA có thể là trạm tăng áp, cũng có thể là trạm hạ áp hay
trạm trung gian.
- Trạm tăng áp thƣờng đƣợc đặt ở các nhà máy điện, làm nhiệm vụ tăng điện
áp từ điện áp máy phát lên điện áp cao hơn để tải điện năng đi xa.
- Trạm hạ áp thƣờng đƣợc đặt ở các hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao
xuống điện áp thấp nhằm thích hợp với các hộ tiêu thụ.
- Trạm biến áp trung gian chỉ làm nhiệm vụ liên lạc giữa hai lƣới điện có cấp
điện áp khác nhau.
 Theo địa dƣ, TBA đƣợc phân loại thành TBA khu vực và TBA địa phƣơng.
- TBA khu vực đƣợc cung cấp điện từ mạng điện khu vực (mạng điện chính)
của hệ thống điện (HTĐ) để cung cấp điện cho một khu vực lớn bao gồm
thành phố, các khu công nghiệp …

- TBA địa phƣơng là các TBA đƣợc cung cấp điện từ mạng phân phối, mạng
địa phƣơng của HTĐ cấp cho từng xí nghiệp, hay trực tiếp cấp cho các hộ
tiêu thụ với điện áp thứ cấp thấp hơn.
 CÁC CẤP ĐIỆN ÁP CỦA CÁC TRẠM BIẾN ÁP
+ Cấp cao áp: là mạng điện 3 pha, trung tính nối đất trực tiếp
- 500 kV: dùng cho hệ thống điện quốc gia, nối liền 3 miền đất nƣớc.
- 220 kV: dùng cho lƣới truyền tải, mạng điện khu vực.
- 110 kV: dùng cho lƣới phân phối, cung cấp cho phụ tải lớn.
+ Cấp trung áp: là mạng điện 3 pha, trung tính nối đất trực tiếp
- 22 kV: dùng cho mạng địa phƣơng, cung cấp điện cho các phụ tải vừa và
nhỏ hoặc các khu dân cƣ.
- Do lịch sử để lại, hiện nay nƣớc ta cấp trung áp còn dùng: 66kV, 35kV,
15kV, 10kV, 6kV … nhƣng trong tƣơng lai các cấp điện này sẽ đƣợc cải
tạo, để dùng thống nhất một cấp 22kV.
+ Cấp hạ áp: 380/220V gồm:
- Mạng điện 3 pha, trung tính nối đất trực tiếp.
Trang

10


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

- Mạng điện 1 pha hai dây và 1 pha 3 dây.
1.2. Phân loại trạm biến áp:
Về hình thức và cấu trúc của trạm biến áp, TBA đƣợc chia thành trạm ngoài
trời, trạm trong nhà.
1. Trạm biến áp ngoài trời
- Ơ loại TBA này, các thiết bị điện nhƣ: máy cắt, dao cách ly, máy biến áp,
thanh góp …đều đặt ngồi trời. Phần phân phối phía trung áp có thể đặt

ngồi trời, trong nhà hoặc các tủ chuyên dùng. Phần phân phối hạ áp thƣờng
đặt trong nhà hoặc đặt trong các tủ chuyên dùng chế tạo sẵn.
- TBA ngồi trời thích hợp cho các trạm tăng áp, trạm giảm áp và các TBA
trung gian có cơng suất lớn, có đủ điều kiện về đất đai để đặt các trang thiết
bị. Các TBA ngoài trời tiết kiệm đƣợc rất nhiều về kinh phí xây dựng, nên
đƣợc khuyến khích dùng nếu có điều kiện.
2. Trạm biến áp trong nhà
- Ơ loại TBA này, các thiết bị điện nhƣ: máy cắt, dao cách ly, máy biến áp,
thanh góp … để đặt trong nhà. Ngồi ra vì điều kiện chiến tranh, bảo đảm
mỹ quan thành phố, ngƣời ta còn xây dựng những TBA ngầm. Loại trạm
này khá tốn kém trong xây dựng, vận hành, bảo quản.
- Trong thực tế cần căn cứ vài địa hình, mơi trƣờng làm việc, cơng suất trạm,
tính chất quan trọng của phụ tải, mơi trƣờng mỹ quan và kinh phí đầu tƣ mà
chọn loại trạm cho phù hợp.
3. CÁC TRẠM BIẾN ÁP THƢỜNG GẶP
* Trạm treo
- Trạm treo (hình 1.1) là kiểu trạm tồn bộ các thiết bị cao áp, hạ áp, máy
biến áp đƣợc đặt trên cột. Máy biến áp thƣờng là loại một pha hoặc tổ 3
máy biến áp 1 pha. Tủ hạ áp có thể đặt trên cột cạnh máy biến áp hay trong
nguồn phân phối xây dựng dƣới đất.
- Trạm treo có ƣu điểm là tiết kiệm đất, thích hợp cho trạm công cộng đô thị,
trạm biến áp cơ quan.
- Trạm treo, máy biến áp thƣờng là 1 pha hoặc 3 pha. Để đảm bảo an toàn chỉ
cho phép dùng trạm treo cho cở máy có cơng suất 250 kVA , 3 x 75 kVA …
với cấp điện áp (15 - 22) / 0,4 kV, phần đo đếm đƣợc trang thiết bị hạ áp.
Trang

11

Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

- Tuy nhiên loại trạm này làm mất mỹ quan thành phố nên về lâu dài loại
trạm này khơng đƣợc khuyến khích dùng ở đơ thị.

Hình 1: Trạm biến áp treo
Trang

12


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

* Trạm trên trụ BTLT ghép đôi
- Trạm trụ ghép thƣờng đƣợc dùng ở những nơi có điều kiện đất đai nhƣ ở
vùng có dân cƣ đơng đúc, đƣờng đã đƣợc qui hoạch hoặc xí nghiệp vừa và
nhỏ.
- Trạm treo có ƣu điểm là tiết kiệm đất, thích hợp cho trạm cơng cộng đơ thị,
trạm biến áp cơ quan.
- Đối với trạm trụ ghép thƣờng đƣợc bố trí MBT 3 pha, các thiết bị đóng cắt
đƣợc bố trí trực tiếp trên trụ(hình 12)
- Đƣờng dây đến có thể là cáp ngầm hay đƣờng dây trên không, phần đo đếm
có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp.

Hình 2: Trạm biến áp trên trụ ghép

Trang

13

Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

* Trạm giàn
Trạm giàn là loại trạm mà toàn bộ các trang thiết bị và máy biến áp đều đƣợc
đặt trên các giá đỡ bắt giữa hai cột (hình 1.3).
Trạm đƣợc trang bị 3 máy biến áp 1 pha (3 x 75 kVA) hay 1 biến áp 3 pha (
nhỏ hơn hoặc bằng 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,
đƣờng dây đến có thể là đƣờng dây trên không hay đƣờng dây cáp ngầm
Trạm giàn thƣờng cung cấp điện cho khu dân cƣ hay các phân xƣởng.

Hình 3: Trạm biến áp giàn

Trang

14


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

* Trạm phịng
Trạm kín là loại trạm mà các thiết bị điện và máy biến áp đƣợc đặt trong nhà
(hình 1.4).
Trạm kín thƣờng đƣợc phân làm trạm công cộng và trạm khách hàng:
- Trạm công cộng thƣờng đặt ở khu đơ thị hóa, khu dân cƣ mới đảm bảo mỹ
quan và an toàn cho ngƣời sử dụng.
- Trạm khách hàng thƣờng đƣợc đặt trong khuôn viên của khách hàng,
khuynh hƣớng hiện nay là sử dụng bộ mạch vịng 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 1000 kVA.
Trạm kín cần dùng 3 phịng: phịng đặt thiết bị cao áp, phòng đặt máy biến áp,
phòng đặt thiết bị phân phối hạ áp và đƣợc dùng ở những nơi cần an tồn, nơi nhiều
khí bụi và nơi có hóa chất ăn mịn.
Đối với trạm kín cáp vào và ra thƣờng là cáp ngầm, các cửa thơng gió đều phải
có lƣới để chống chim, rắn, chuột và có hố dầu sự cố.

Hình 4: Trạm biến áp kín
Theo điều kiện cụ thể của khu vực dự kiến đặt trạm ( đƣờng dây, địa hình, kết
cấu vỉa hè khu vực) ta chọn kết cấu trạm trên trụ ghép đôi cho trạm Đại Học 3

Trang

15


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

1.3. Khái quát về trạm Đại Học 3 xây dựng mới:
* Vị trí địa lý
- Cơng trình: “Xây dựng mới trạm biến áp 22/0.4kV cấp điện cho khu số 3 –
Làng Đại Học – Thủ Đức” thực hiện tại khu vực ngã 4 đƣờng Hồng Đức và
đƣờng Thống Nhất – Phƣờng Bình Thọ, Quận Thủ Đức.
- Địa hình khảo sát: địa hình cấp V
* Hiện trạng nguồn và lƣới điện khu vực dự án:
- Lƣới điện của Công ty Điện lực Thủ Đức gồm 06 trạm trung gian, 29 tuyến
dây vận hành ở cấp 22kV và 690 trạm biến thế công cộng để cấp điện cho
các phụ tải trên địa bàn quận Thủ Đức.
- Do phụ tải công cộng phát triển nhanh và không đồng đều nên phụ tải TBT
phân bố mất cân đối nhƣ: bán kính cấp điện lớn, quá tải trên TBT và tải trên

lộ ra hạ thế gây tổn thất trên lƣới điện.
- Đặc biệt là trạm biến thế cơng cộng có cơng suất lớn từ 2000kVA trở lên
với phụ tải lớn hơn 80% tải định mức, bán kính cấp điện lớn hơn 200m và
số lƣợng khách hàng trên 1 trạm biến thế lớn hơn 350 khách hàng gây quá
tải MBT và lƣới hạ thế, tổn thất trên lƣới hạ thế lớn, giảm độ tin cậy cung
cấp điện.
* Lƣới điện dự kiến đấu nối:
- Trạm biến áp Đại Học 3 công suất 560 KVA dự kiến đấu nối vào lƣới điện
22KV hiện hữu dọc tuyến đƣờng Hồng Đức có tiết diện 3ACV240mm2 24KV+1AC95mm2 thuộc tuyến 22KV Việt Thắng, bắt nguồn từ trạm ngắt
Thủ Đức 2x63MVA, để thuận tiện cho quá trình vận hành, chuyển tải giữa
các thiết bị các tuyến dây đƣợc kết nối qua các điểm giao lƣới, và điều kiện
vận hành thực tế không đƣợc vƣợt quá 300A, cụ thể tuyến Việt Thắng đang
vận hành với tổng phụ tải là 163A tƣơng đƣơng với độ dự trữ vào khoảng
46% . Lƣới hạ áp trong khu vực Làng Đại Học hiện đƣợc cấp nguồn bởi 2
trạm Đại Học 1 công suất 400 KVA và trạm Đại Học 2 công suất 400KVA
hiện nay đã quá tải.
- Hình vẽ đầu trụ đấu nối : thể hiện trong bản vẽ số 2/3 đính kèm
- Sơ đồ địa dƣ vị trí đặt trạm dự kiến:

Trang

16


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

TRẠM ĐẠI HỌC 1
400 KVA HIỆN HỮU
TRẠM ĐẠI HỌC 3
560 KVA DỰ KIẾN

TRẠM ĐẠI HỌC 2
400 KVA HIỆN HỮU

Hình 5: Sơ đồ địa dƣ khu vực xây dựng mới trạm
Căn cứ vào tình hình vận hành thực tế của 02 trạm Đại Học 1 và Đại Học 2, độ dự
trữ của tuyến 22 kV Việt Thắng còn nhiều ( khoảng 46 %) nên đủ điều kiện xây dựng
trạm Đại Học 3 công suất 560 KVA và cần thiết cho tình hình vận hành, chuyển tải
của điện lực khu vực.

Trang

17


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

2. CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4KV CẤP ĐIỆN CHO KHU
SỐ 3 LÀNG ĐẠI HỌC – THỦ ĐỨC
2.1. Đồ thi phụ tải, tính tốn các hệ số Tmax, max:
a. Định nghĩa:
- Mức tiêu thụ điện năng luôn luôn thay đổi theo thời gian. Qui luật biến thiên
của phụ tải theo thời gian đƣợc biểu diễn trên hình vẽ gọi là đồ thị phụ tải.
Trục tung của đồ thị có thể biểu diễn: cơng suất tác dụng, công suất phản
khảng, công suất biểu kiến ở dạng đơn vị có tên hay tƣơng đối. Cịn trục
hồnh biểu diễn thời gian.
- Đồ thị phụ tải có thể phân loại theo công suất, theo thời gian, theo địa dƣ
- Theo cơng suất có đồ thị phụ tải cơng suất tác dụng, đồ thị phụ tải

công

suất phản kháng và đồ thị phụ tải công suất biểu kiến.
- Theo thời gian có đồ thị phụ năm, đồ thị phụ tải ngày …
- Theo địa dƣ có đồ thị phụ tải tồn hệ thống, đồ thị phụ tải của nhà máy điện
hay TBA, đồ thị phụ tải của hộ tiêu thụ.
- Đồ thị phụ tải rất cần cho thiết kế và vận hành HTĐ. Khi biết đồ thị của
tồn hệ thống có thể phân bố tối ƣu công suất cho nhà máy điện trong hệ
thống, xác định mức tiêu hao nhiên liệu …
- Đồ thị phụ tải này của nhà máy hay TBA dùng để chọn dung lƣợng máy
biến áp (MBA), tính toán tổn thất điện năng trong MBA, chọn sơ đồ nối dây
…
b. Cách xác định đồ thị phụ tải hằng ngày theo %Smax
- Đồ thị phụ tải ngày vẽ Watt kế tự ghi là chính xác nhất, nhƣng cũng có thể
vẽ theo phƣơng pháp từng điểm, nghĩa là cứ sau một khoảng thời gian ghi
lại chỉ số phụ tải rồi nối lại thành đƣờng gấp khúc (hình 2.1). Phƣơng vẽ
theo từng điểm tuy khơng chính xác nhƣng trong thực tế vẫn dùng phổ biển.
- Để tính tốn thuận tiện thƣờng biến đƣờng gấp khúc thành dạng bậc thang
nhƣng phải đảm bảo hai điều kiện:
o Diện tích giới hạn bởi đƣờng biểu diễn hình bậc thang với trục tọa độ
phải bằng đúng diện tích giới hạn bởi đƣờng biểu diễn gấp khúc với trục
tọa độ.
Trang

18


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

o Điểm cực đại và cực tiểu trên cả hai đƣờng biểu diễn vẫn không thay
đổi.
c. Vẽ đồ thị phụ tải theo số lƣợng ban đầu

Số liệu ban đầu
Giờ
%Smax

1
40

2
50

3
60

4
70

5
70

6
80

7
80

8
9
100 100

10

90

11
80

12
60

Giờ
%Smax

13
40

14
40

15
50

16
60

17
70

18
90

19

90

20
80

22
60

23
50

24
40

21
80

+ Nguồn cung cấp: bởi đƣờng dây 22kV hiện hữu.
+ Trạm biến áp cung cấp cho phụ tải phía hạ áp có cơng suất 560KVA
+ Hệ số phân tán : 1,5
+ Hệ số công suất: 0,8
+ Đồ thị phụ tải:
120

100

80

60

40

20

0
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hình 6: SƠ ĐỒ PHỤ TẢI

Trang

19

Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

2.2. TÍNH CÁC HỆ SỐ THỜI GIAN Tmax, max
1. Xác định thời gian sử dụng công suất lớn nhất (Tmax)
- Điện năng tiêu thụ phụ thuộc vào phụ tải và thời gian vận hành. Song trong
quá trình vận hành, phụ tải ln ln biến đổi, vì vậy để thuận tiện trong
q trình tính tốn ngƣời ta giả thiết phụ tải luôn luôn không thay đổi và
bằng phụ tải lớn nhất. Do vậy thời gian dùng điện lúc này là thời gian tƣơng
đƣơng về phƣơng diện tiêu thụ điện năng.
- Với giả thiết nhƣ trên thì thời gian dùng điện ở phụ tải lớn nhất này (thƣờng
lấy bằng phụ tải tính tốn) đƣợc gọi là thời gian sử dụng cơng suất lớn nhất.
Tính Tmax trong một ngày:
Tmax .S max  

t  24

0

S (t (dt )

24

 S (t )dt  S t
Tmax (ngày) =


i i

0

S max

Tmax (ngày) =

S max

S t

i i

S max

Tmax (ngày) = 40.4  50.3  60.4  70.3  80.5  90.3  100.2
100

Tmax (ngày) = 16,3 (giờ)
Tính Tmax trong một năm:
Dựa vào Tmax trong một ngày ta tính đƣợc Tmax (năm) nhƣ sau:
Tmax (năm) = Tmax (ngày).365
Tmax (năm) = 16,3. 365
Tmax (năm) = 5949,5 (giờ)
Vậy:
- Nếu giả thiết rằng ta luôn sử dụng phụ tải lớn nhất (và khơng đổi) thì thời
Trang

20

Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

gian cần thiết Tmax để cho phụ tải đó tiêu thụ một lƣợng điện năng bằng
lƣợng điện năng do phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ trong một năm làm
việc đƣợc gọi là thời gian sử dụng công suất lớn nhất.
- Về phƣơng diện kinh tế thì Tmax càng lớn đạt giá trị t càng tốt.
2. Xác định thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất ( (max) )
- Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất  là thời gian trong đó nếu trong
đó mạng điện ln ln mang 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  trong một năm:
  0,124  max .10 4 .8760

  0,124  5949,5.10 4 .8760

 = 6298 (giờ)
KẾT LUẬN
Tmax (ngày) = 16,3 (giờ)
Tmax (năm) = 5949,5 (giờ)
(năm) = 6298 (giờ)

Trang

21


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

2.3. TÍNH TỐN PHỤ TẢI CHO TRẠM BIẾN ÁP:
2.3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ

- Phụ tải phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy xác định chính xác phụ tải
tính tốn là một việc rất khó khăn và cũng rất quan trọng. Vì nếu phụ tải
tính tốn đƣợc xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các
thiết bị, có khi đƣa đến nổ cháy và nguy hiểm. Nếu phụ tải tính tốn lớn
hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị đƣợc chọn sẽ quá lớn và gây lãng
phí.
- Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng cho phép đƣợc gọi là phụ tải tính
tốn khơng đổi tƣơng đƣơng với phụ tải thực tế thay đổi theo thời gian và
cũng gây nên một hiệu ứng nhiệt. Do đó về phƣơng diện kỹ thuật, nếu ta
chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính tốn thì có thể đảm bảo an toàn cho
thiết bị trong các điều kiện vận hành.
Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn: đƣợc chia làm hai nhóm
chính.
 Nhóm thứ nhất:
- Là nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đƣa ra
các hệ số tính tốn. Đặc điểm của phƣơng pháp là thuận tiện nhƣng chỉ cho
kết quả gần đúng.
 Nhóm thứ hai:
- Là nhóm các phƣơng pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất và thống
kê. Đặc điểm của phƣơng pháp này là có kể đến ảnh hƣởng của nhiều yếu
tố. Do vậy nên kết quả tính tốn có chính xác hơn song việc tính tốn khá
phức tạp.
2.3.2. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI
Việc tính toán phụ tải điện nhằm:
- Chọn tiết diện dây dẫn của lƣới cung cấp và phân phối điện áp từ lƣới 1000
V trở lên.
- Chọn số lƣợng và công suất máy biến áp của trạm biến áp.
- Chọn tiết diện dây dẫn của lƣới cung cấp và phân phối.
- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.

Trang

22


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

2.3.3. TÍNH TỐN PHỤ TẢI CỦA TRẠM
Có nhiều phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn, tùy theo phƣơng pháp mà ta
lựa chọn cách tính cho phù hợp:
SỐ LIỆU BAN ĐẦU
- Phụ tải tổng của trạm: S= 800 kVA
- Hệ số phân tán: Kpt=1,5
- Hệ số công suất: cos=0,8
- Dựa vào hệ số phân tán (Kpt=1,5) và phụ tải tổng (S=800kVA) của trạm ta
tính đƣợc cơng suất biểu kiến, công suất tác dụng và công suất phản kháng.
1. Cơng suất biểu kiến tính tốn của phụ tải
S tt 

S
Kpt

S tt 

800
1,5

Stt=533 (kVA)
2. Cơng suất tác dụng tính toán của phụ tải
Ptt = Stt . cos

Ptt = 533.0,8
Ptt = 426.4 (kVA)
3. Cơng suất phản kháng tính tốn
Qtt = Stt . sin
Qtt = 533.0,6
Qtt = 319.8 (kVA)
Do cos = 0,8 nên sin   1  coa 2  1  0,8

2

 0,6

Trang

23


Đồ án tốt nghiệp: Đề tài thiết kế trạm biến áp 22/0.4KV cấp điện cho khu số 3 Làng Đại Học – Thủ Đức

KẾT LUẬN
* Stt = 533 (kVA)
* Qtt =319.8 (kVAR)
* Ptt =426.4 (kW)
- Có nhiều phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn, tùy theo phƣơng pháp mà
ta lựa chọn cách tính cho phù hợp, trong trƣờng hợp này, với mục đích chia
tải cho 02 trạm đang vận hành và quá tải, đồng thời sử dụng máy theo khối
lƣợng dự trữ của điện lực khu vực, và các yêu cầu trong vận hành, chuyển
tải ta sử dụng máy 560KVA để chia tải cho 02 trạm lân cận
STT

Tên trạm
Tổng cộng

1

Trạm Đại Học 1

2

Trạm Đại Học 2

3

Trạm Đại Học 3

Hiện hữu
Công
Kiểu
% tải
suất
trạm
800
Trụ
400
75%
ghép
Trụ
400
80%
ghép

Sau ải tạo
Công
Kiểu
% tải
suất
trạm
1.360
Trụ
400
57%
ghép
Trụ
400
60%
ghép
Trụ
560
57%
ghép

Trang

Ghi
chú

24