Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

PHẦN I

CÁC VẤN ĐỀ LIÊN
QUAN ĐẾN TRẠM
BIẾN ÁP

SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 1


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Chương I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN
ÁP
I.

KHÁI QUÁT VỀ TRẠM BIẾN ÁP
Trạm biến áp là một công trình để chuyển đổi điện áp từ cấp này sang cấp
khác. TBA được phân loại theo điện áp, theo đòa dư.


Theo điện áp, TBA có thể là trạm tăng áp, cũng có thể là trạm
hạ áp hay trạm trung gian.
 Trạm tăng áp thường được 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 thường được 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 lưới
điện có cấp điện áp khác nhau.



Theo đòa dư, TBA được phân loại thành TBA khu vực và TBA
đòa phương.
 TBA khu vực được 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 đòa phương là các TBA được cung cấp điện từ mạng phân
phối, mạng đòa phương của HTĐ cấp cho từng xí nghiệp, hay
trực tiếp cấp cho các hộ tiêu thụ với điện áp thứ cấp thấp hơn.

SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 2


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
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 nước.
-

220 kV: dùng cho lưới truyền tải, mạng điện khu vực.

-

110 kV: dùng cho lưới 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 đòa phương, cung cấp điện cho

-

các phụ tải vừa và nhỏ hoặc các khu dân cư.
Do lòch sử để lại, hiện nay nước ta cấp trung áp còn dùng: 66kV, 35kV,
15kV, 10kV, 6kV … nhưng trong tương lai các cấp điện này sẽ được cải tạo,
để dùng thống nhất một cấp 22kV.
+ Cấp hạ áp: 380/220V gồm:

II.

-

Mạng điện 3 pha, trung tính nối đất trực tiếp.

-


Mạng điện 1 pha hai dây và 1 pha 3 dây.

PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP
Về hình thức và cấu trúc của trạm biến áp, TBA được chia thành trạm ngoài
trời, trạm trong nhà.
1. Trạm biến áp ngoài trời
loại TBA này, các thiết bò điện như: máy cắt, dao cách ly, máy biến
áp, thanh góp …đều đặt ngoài trời. Phần phân phối phía trung áp có thể đặt
ngoài trời, trong nhà hoặc các tủ chuyên dùng. Phần phân phối hạ áp thường
đặt trong nhà hoặc đặt trong các tủ chuyên dùng chế tạo sẵn.
TBA ngoài trời thích hợp cho các trạm tăng áp, trạm giảm áp và các TBA
trung gian có công suất lớn, có đủ điều kiện về đất đai để đặt các trang thiết
bò. Các TBA ngoài trời tiết kiệm được rất nhiều về kinh phí xây dựng, nên
được khuyến khích dùng nếu có điều kiện.

SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 3


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
2. Trạm biến áp trong nhà
loại TBA này, các thiết bò điện như: máy cắt, dao cách ly, máy biến
áp, thanh góp … để đặt trong nhà. Ngoài ra vì điều kiện chiến tranh, bảo
đảm mỹ quan thành phố, người 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 đòa hình, môi trường làm việc, công suất
trạm, tính chất quan trọng của phụ tải, môi trường mỹ quan và kinh phí
đầu tư mà chọn loại trạm cho phù hợp.
CÁC TRẠM BIẾN ÁP THƯỜNG GẶP



* Trạm treo

Trạm treo (hình 1.1) là kiểu trạm toàn bộ các thiết bò cao áp, hạ áp, máy
biến áp được đặt trên cột. Máy biến áp thường 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 dưới đất.
Trạm treo có ưu điểm là tiết kiệm đất, thích hợp cho trạm công cộng đô thò,
trạm biến áp cơ quan.
Trạm treo, máy biến áp thường là 1 pha hoặc 3 pha. Để đảm bảo an toàn chỉ
cho phép dùng trạm treo cho cở máy có công suất 250 kVA , 3 x 75 kVA … với cấp
điện áp (15 - 22) / 0,4 kV, phần đo đếm được trang thiết bò hạ áp.
Tuy nhiên loại trạm này làm mất mỹ quan thành phố nên về lâu dài loại
trạm này không được khuyến khích dùng ở đô thò.

Hình 1.1 Trạm biến áp treo
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 4


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
* Trạm nền
Trạm nền thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như ở vùng
nông thôn, cơ quan, xí nghiệp vừa và nhỏ.
Đối với trạm nền, thiết bò cao áp đặt trên cột, máy biến áp thường là tổ 3
máy biến áp 1 pha hay 1 máy biến áp 3 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 (hình 12)
Đường dây đến có thể là cáp ngầm hay đường dây trên không, phần đo đếm

có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp.

Hình 1.2 Trạm biến áp nền

SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 5


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
* Trạm giàn
Trạm giàn là loại trạm mà toàn bộ các trang thiết bò và máy biến áp đều
được đặt trên các giá đỡ bắt giữa hai cột (hình 1.3).
Trạm được trang bò 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, đường dây đến có thể là đường dây trên không hay đường dây cáp ngầm
Trạm giàn thường cung cấp điện cho khu dân cư hay các phân xưởng.

a. Biến áp 3 pha

b. Biến áp 3 pha
(Gồm 3 tổ máy biến áp 1 pha)

Hình 1.3 Trạm biến áp giàn

* Trạm kín
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 6



Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Trạm kín là loại trạm mà các thiết bò điện và máy biến áp được đặt trong
nhà (hình 1.4).
Trạm kín thường được phân làm trạm công cộng và trạm khách hàng:
-

Trạm công cộng thường đặt ở khu đô thò 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 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 công suất nhỏ 1000 kVA.

Trạm kín cần dùng 3 phòng: phòng đặt thiết bò cao áp, phòng đặt máy biến
áp, phòng đặt thiết bò phân phối hạ áp và được dùng ở những nơi cần an toàn, nơi
nhiều khí bụi và nơi có hóa chất ăn mòn.
Đối với trạm kín cáp vào và ra thường là cáp ngầm, các cửa thông gió đều
phải có lưới để chống chim, rắn, chuột và có hố dầu sự cố.

Hình 1.4 Trạm biến áp kín
Theo đề bài yêu cầu, ta thiết kế trạm kín

SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 7



Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Chương II

VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI-TÍNH TOÁN
CÁC HỆ SỐ Tmax, τ max
33

I. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI
1. Đònh nghóa
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 thò phụ tải. Trục
tung của đồ thò có thể biểu diễn: công suất tác dụng, công suất phản khảng, công
suất biểu kiến ở dạng đơn vò có tên hay tương đối. Còn trục hoành biểu diễn thời
gian.
Đồ thò phụ tải có thể phân loại theo công suất, theo thời gian, theo đòa dư
+ Theo công suất có đồ thò phụ tải công suất tác dụng, đồ thò phụ tải
công suất phản kháng và đồ thò phụ tải công suất biểu kiến.
+ Theo thời gian có đồ thò phụ năm, đồ thò phụ tải ngày …
+ Theo đòa dư có đồ thò phụ tải toàn hệ thống, đồ thò phụ tải của nhà máy
điện hay TBA, đồ thò phụ tải của hộ tiêu thụ.
Đồ thò phụ tải rất cần cho thiết kế và vận hành HTĐ. Khi biết đồ thò của
toàn hệ thống có thể phân bố tối ưu công suất cho nhà máy điện trong hệ thống,
xác đònh mức tiêu hao nhiên liệu …
Đồ thò phụ tải này của nhà máy hay TBA dùng để chọn dung lượng máy
biến áp (MBA), tính toán tổn thất điện năng trong MBA, chọn sơ đồ nối dây …

2. Cách xác đònh đồ thò phụ tải hằng ngày theo %S max

SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 8


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Đồ thò phụ tải ngày vẽ Watt kế tự ghi là chính xác nhất, nhưng cũng có thể
vẽ theo phương pháp từng điểm, nghóa là cứ sau một khoảng thời gian ghi lại chỉ
số phụ tải rồi nối lại thành đường gấp khúc (hình 2.1). Phương vẽ theo từng điểm
tuy không chính xác nhưng trong thực tế vẫn dùng phổ biển.
Để tính toán thuận tiện thường biến đường gấp khúc thành dạng bậc thang
nhưng phải đảm bảo hai điều kiện:
-

Diện tích giới hạn bởi đường biểu diễn hình 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 cả hai đường biểu diễn vẫn không
thay đổi.
P

4

8

12 16


T (giờ)

20 24

3. Vẽ đồ thò phụ tải theo số liệu ban đầu đề cho
SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

•
Giờ
1
%Smax 40

2
50

3
60

4
70

5
70

6
80

7
80


8
100

9
100

10
60

11
80

12
40

Giờ
13
%Smax 40

14
40

15
50

16
60

17
70


18
90

19
90

20
80

21
80

22
60

23
50

24
40

•

SVTH: Trần Phúc Khanh

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY DẠNG BẬC THANG

Trang 9



Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Hình 2.2 : Đồ thò phụ tải ngày dạng bậc thang

II. TÍNH CÁC HỆ SỐ THỜI GIAN Tmax, τ max
1. Xác đònh 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 luôn luôn biến đổi, vì vậy để thuận tiện trong quá trình
tính toán người 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 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:
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 10


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Tmax .S max = ∫

t = 24

0

S (t (dt )


24

Tmax (ngày) =

∫ S (t )dt ∑ S t
=

i i

0

S max

Tmax (ngày) =

Tmax (ngày) =

S max

∑S t

i i

S max
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 được Tmax (năm) như 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 không đổi) thì thời
gian cần thiết Tmax để cho phụ tải đó 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 lớn nhất.
Về phương diện kinh tế thì Tmax càng lớn

đạt giá trò t càng tốt.

2. Xác đònh thời gian chòu tổn thất công suất lớn nhất ( τ

SVTH: Trần Phúc Khanh

(max)

)

Trang 11


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Thời gian chòu tổn thất công suất lớn nhất τ là thời gian trong đó nếu trong
đó mạng điện luôn luôn 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 τ trong một năm:
τ = ( 0,124 + Τmax .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)
∗ τ(năm) = 6298 (giờ)

Chương III
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 12


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO TRẠM
BIẾN ÁP
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Phụ tải phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy xác đònh chính xác phụ tải
tính toán là một việc rất khó khăn và cũng rất quan trọng. Vì nếu phụ tải tính toán
được xác đònh nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bò, có khi
đưa đến nổ cháy và nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều
thì các thiết bò được chọn sẽ quá lớn và gây lãng phí.
Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng cho phép 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 các thiết bò
điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn cho thiết bò trong các điều
kiện vận hành.

 Các phương pháp xác đònh phụ tải tính toán : được chia 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 kết quả gần đúng.
 Nhóm thứ hai:
Là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất 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.
II. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 13


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
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 bò chuyển mạch và bảo vệ.
III. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TRẠM
Có nhiều phương pháp xác đònh phụ tải tính toán, tùy theo phương pháp mà
ta lựa chọn cách tính cho phù hợp:
 SỐ LIỆU BAN ĐẦU
 Phụ tải tổng của trạm: S= 2400 kVA
 Hệ số phân tán: Kpt=1,5

 Hệ số công suất: cosϕ=0,8
Dựa vào hệ số phân tán (Kpt=1,5) và phụ tải tổng (S=2400kVA) của trạm ta
tính được công suất biểu kiến, công suất tác dụng và công suất phản kháng.
1.

Công suất biểu kiến tính toán của phụ tải
S tt =

S
Kpt

S tt =

2400
1,5

Stt=1600 (kVA)
2.

Công suất tác dụng tính toán của phụ tải
Ptt = Stt . cosϕ
Ptt = 1600.0,8
Ptt = 1280 (kVA)

3.

Công suất phản kháng tính toán
Qtt = Stt . sinϕ
Qtt = 1600.0,6
Qtt = 960 (kVA)

2
Do cosϕ = 0,8 nên sin ϕ = 1 − coaϕ = 1 − 0,8

SVTH: Trần Phúc Khanh

2

= 0,6

Trang 14


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
KEÁT LUAÄN
*

Stt = 1600 (kVA)

*

Qtt =960 (kVAR)

*

Ptt =1280 (kW)

SVTH: Traàn Phuùc Khanh

Trang 15



Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Chương IV

CHỌN SỐ LƯNG – CÔNG SUẤT VÀ
TÍNH CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY
BIẾN ÁP
I. GIỚI THIỆU VỀ MÁY BIẾN ÁP (MBA)
MBA là một thiết bò rất quan trọng trong hệ thống điện (HTĐ), tổng công
suất các MBA rất lớn và bằng 4 đến 5 lần tổng công suất các máy phát điện. Vì
vậy vốn đầu tư cho MBA cũng rất nhiều. Nên người ta mong muốn chọn số lượng
MBA ít và công suất nhỏ nhưng vẫn đảm bảo an toàn cung cấp điện cho các hộ
tiêu thụ.
Chọn MBA trong nhà máy phát điện và TBA là chọn loại, số lượng, công
suất đònh mức và hệ số biến áp. Mặc dù hiệu suất của MBA tương đối cao ( máy
biến áp công suất lớn đạt khoảng 99,5%) nhưng tổn thất điện năng hàng năm trong
máy biến áp rất lớn. Vì thế người ta mong muốn giảm số bậc biến áp, giảm công
suất đặt của MBA 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 ( 110 kV trở
lên, có trung tính trực tiếp nối đất), không ngừng cải tiến cấu tạo của MBA, góp
phần nâng cao độ tin cậy và tiết kiệm nguyên liệu.
Trong hệ thống điện người ta dùng các MBA 3 pha 2 cuộn và 3 pha 3 cuộn
dây, hoặc dùng tổ MBA một pha nhằm để tăng hoặc giảm điện áp sao cho phù hợp
với nhu cầu phụ tải.
Các MBA 3 pha 2 cuộn và 3 cuộn dây được sử dụng rộng rãi trong HTĐ.
Máy biến áp 3 cuộn dây dùng khi cần có hai cấp điện áp ra. Việc đặt máy biến áp
3 cuộn dây thay cho 2 máy biến áp 2 cuộn dây sẽ tiết kiệm được diện tích, vật liệu,
vốn đầu tư đồng thời giảm được tổn hao năng lượng khi vận hành. Máy biến áp 2

cuộn dây chỉ nên đặt ở trạm mà trong tương lai trạm đó không có phụ tải ở cấp
điện áp hạ áp khác hoặc phụ tải cấp này nhỏ hơn (10÷15)% công suất của MBA.
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 16


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Cũng chính vì lý do kinh tế nên máy biến áp 3 pha được dùng rộng rãi trong
HTĐ. Giá hành của máy biến áp 3 pha nhỏ hơn khoảng (12÷25)%, còn tổn hao
năng lượng vận hành nhỏ hơn (12÷15)% so với nhóm 3 máy biến áp 1 pha cùng 1
công suất.
Tổ máy biến áp 1 pha chỉ dùng khi không có khả năng chế tạo máy biến áp
3 pha với công suất lớn cần thiết hoặc điều kiện chuyên chở không cho phép (ví dụ
ở vùng đồi núi).
Trong HTĐ có điện áp cao và trung tính trực tiếp nối đất (110÷500 kV) thì
thường dùng MBA tự ngẫu. Loại máy biến áp này ưu việt so với MBA thường. Giá
thành, chi phí vật liệu và tổn hao năng lượng khi vận hành của nó nhỏ so với MBA
thường có cùng công suất.
Công suất đònh mức của máy biến áp là công suất liên tục đi qua máy biến
áp trong suốt thời gian phục vụ của nó ứng với các điều kiện tiêu chuẩn như: điện
áp đònh mức, tần số đònh mức và nhiệt độ môi trường làm đònh mức .
II. NGUYÊN TẮC CHỌN CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP
Khi chọn công suất đònh mức cho máy biến áp luôn tính đến khả năng quá tải
của chúng, thông thường xét đến quá tải thường xuyên và quá tải lúc sự cố.
1. Chọn theo điều kiện quá tải thường xuyên
Quá tải thường xuyên của máy biến áp là chế độ quá tải mà một phần
thời gian phụ tải của máy biến áp vượt quá công suất đònh mức của nó, phần
thời gian còn lại của chu kì khảo sát, phụ tải máy biến áp thấp hơn công suất
đònh mức của nó. Với phụ tải như vậy thì hao mòn cách điện sau một chu kì

khảo sát không vượt quá hao mòn đònh mức, tương ứng với nhiệt độ cuộn
dây bằng 980C, nhưng không vượt quá 1400C.
2. Chọn theo điều kiện quá tải sự cố
Quá tải sự cố là quá tải cho phép MBA làm việc trong điều kiện sự cố
khi hư hỏng một trong các máy biến áp làm việc song song mà không gây hư
hỏng chúng. Như vậy, trò số quá tải cho phép được quyết đònh sao cho nhiệt
độ của cuộn dây và dầu MBA không vượt quá giá trò cho phép để không
ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường tiếp theo MBA. Nhiệt độ cho phép
cực đại đối với dầu là 1150C và đối với điểm nóng nhất của cách điện cuộn
dây là 1400C.
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 17


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Trong điều kiện sự cố, MBA được phép quá tải 40% nếu thời gian quá tải
của máy không vượt quá 6 giờ trong 5 ngày đêm và hệ số phụ tải bậc một không
vượt quá 0,93
Quá tải sự cố cho phép Kcp=1,4 nên xem như một hệ số tính toán nào đó, sử
dụng khi lựa chọn MBA theo điều kiện quá tải sự cố.
Ngoài ra để chọn công suất máy biến áp cho trạm biến áp thì căn cứ vào
các yêu cầu như:
 Nếu trạm chỉ có một máy biến áp thì chọn công suất đònh mức
của nó trên cơ sở có xét đến khả năng quá tải thường xuyên của
MBA đó.
 Nếu trạm đặt hai MBA thì chọn công suất đònh mức của nó phải
xét đến khả năng quá tải sự cố khi hỏng một trong hai MBA đó.
Trong điều kiện làm việc bình thường cả hai MBA điều làm việc
non tải.

Vậy: Dựa vào các nguyên tắc chọn công suất MBA và theo yêu cầu của đề
bài là: cung cấp điện liên tục, nên ta chọn máy biến áp làm việc theo điều
kiện quá tải sự cố.
III. CHỌN SỐ LƯNG MÁY
Vốn đầu tư ban đầu của máy biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong
tổng số vốn đầu tư của hệ thống điện, vì vậy chọn số lượng máy biến áp và công
suất đònh mức của chúng rất quan trọng.
 Các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật khi chọn máy biến áp :
∗ An toàn, liên tục cung cấp điện
∗ Vốn đầu tư ít nhất
∗ Chi phí vận hành hằng năm bé nhất
∗ Tiêu tốn kim loại màu bé nhất
∗ Số lượng MBA không nên chọn quá 2 để đơn giản trong vận hành
∗ Nên chọn cùng một chủng loại và dung lượng MBA để đơn giản trong lắp đặt
và dự phòng
∗ Đối với hộ loại 1 nếu lấy điện từ thanh góp hạ áp của cùng một trạm thì số
lượng MBA trong trạm đó được chọn là 2.
Vậy:
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 18


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Để chọn số lượng máy biếp áp ta phải dựa vào yêu cầu cung cấp điện của
phụ tải. Với yêu cầu phụ tải cung cấp liên tục nên ta chọn hai máy biến áp có
cùng công suất và vận hành song song, để phòng khi một trong hai máy biến áp
vận hành song song này bò hư hỏng thì một máy còn lại vẫn hoạt động được.
Do đó hai máy biếp áp vận hành song song được đặt theo sơ đồ sau:


22kV

0.4kV

IV. CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP
Trong điều kiện sự cố cho phép K cp=1.4, nên ta xem như một số tính toán nào
đó khi sử dụng lựa chọn máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố.
Với trạm cung cấp điện liên tục ta chọn hai máy có cùng công suất:
SdmBA

≥

S tt
1,4

Dựa vào điều kiện quá tải ta chọn:
S dmBA =

S tt 1600
=
1,4
1,4

SdmBA = 1142,86 (kVA)
Từ kết quả tính được chọn công suất của máy biến áp:
SdmBA = 1250 (kVA)
Tra số liệu của máy biến áp, chọn:
SdmBA = 1250 (kVA)
Chọn 2 máy biến áp phân phối ba pha kiểu ONAN – 1250 của công ty thiết
bò điện với:

 Các thông số:
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 19


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
∗ Công suất: 1250 kVA
∗ Điện áp: 22 ± 2x2.5%/0,4 kV
∗ Dòng điện: 32,8/1804,3 A
∗ Tần số: 50 Hz
∗ Tổ đấu dây: Dyn – 11
 Đặc điểm kỹ thuật chủ yếu:
∗ Chế tạo theo tiêu chuẩn IEC 76 và TCVN 1984 – 1994, TCVN
1985 – 1994.
∗ Sử dụng trong nhà và ngoài trời
∗ Điều chỉnh điện áp: 22± 2x2.5% kV
∗ Làm nguội bằng không khí và dầu tuần hoàn tự nhiên
∗ Chế độ làm việc: liên tục
 Kích thước chủ yếu:
W
1335

H
2265

A
820

Trọng lượng tổng :3478 kg






L
1885

*

Trọng lượng ruột dầu : 635 kg

*

Trọng lượng ruột máy : 2123 kg
Thông số kỹ thuật:

* Điện áp ngắn mạch :Un % = 6%
* Tổn hao ngắn mạch: ∆Pn =14000(w)
* Tổn hao không tải : ∆Po = 1800(w)
* Dòng điện không tải : Io% = 1.5%
V. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY BIẾN ÁP
1. Sơ đồ thay thế: (các thông số thứ cấp ta qui về sơ cấp)
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 20


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục


2. Dựa vào số liệu của máy biến áp như : ∆Pn , Un % , ∆Po , Io% ta tính được :
a. Điện trở của máy biến áp

RB =

2
∆Pn [ KV ].U dm
[ KV 2 ] 3
.10
2
S dm
[ KVA 2 ]

RB =

14.22 2
.10 3
2
1250

RB = 4,33 (Ω)
b. Điện kháng của máy biến áp

XB =

2
U N % ⋅ U dm
[kV 2 ]
⋅ 10
S dmBA [kVA 2 ]


X B = 6.

22 2
.10
1250

X B = 23 ,23 (Ω)

Trong đó:
* ∆Pn : Tổn thất ngắn mạch của máy biến áp
* Un % : Trò số tương đối của điện áp
* XB : Điện kháng của máy biến áp
SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 21


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
* Sđm : Công suất đònh mức của máy biến áp
* m : Điện áp đònh mức của máy biến áp

Kết luận :
Theo yêu cầu và số liệu ban đầu đề bài cho, chọn hai máy biến áp phân phối ba
pha kiểu ONAN-1250 của công ty thiết bò điện có :
* Công suất : Sđm = 1250 kVA
* Điện trở của MBA : RB = 4.33 (Ω)
* Điện kháng của MBA : XB = 23,23 (Ω)
* Điện áp ngắn mạch : Un % = 6%
* Tổn hao ngắn mạch : ∆Pn = 14.000 W

* Tổn hao không tải : ∆Po =1800 W
* Dòng điện không tải: Io % = 1,5%

SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 22


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

ChươngV

TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG HẰNG NĂM
TRONG TRẠM
I. XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG HẰNG NĂM TRONG TRẠM BIẾN
ÁP
Tổn thất điện năng trong máy biến áp gồm hai phần : tổn thất sắt và tổn thất đồng
* Tổn thất đồng phụ thuộc vào phụ tải, khi phụ tải bằng công suất đònh mức
của máy biến áp thì tổn thất đồng bằng tổn thất ngắn mạch.
* Tổn thất sắt bao gồm tổn hao từ trễ của thép làm mạch từ và tổn hao dòng
điện xoáy trong lõi thép. Tổn thất sắt phụ thuộc vào mật độ thông và tần số
thay đổi từ thông trong mạch, không phụ thuộc vào dòng điện, không thay đổi
theo phụ tải và lớn bằng nhau dù chạy không tải hay đủ tải.
Nếu trạm biến áp có hai máy vận hành song song thì:
*

Tổn thất không tải hằng năm được xác đònh theo số giờ làm việc t của

chúng trong năm.
* Tổn thất phụ có tải được xác đònh theo thời gian chòu tổn thất công suất lớn

nhất τ, nó là hàm số của thời gian sử dụng phụ tải lớn nhất T max và cosϕ theo đồ
thò phụ tải hằng năm.
Tổn thất điện năng trong máy biến áp được xác đònh theo công thức sau:

∆AB = ∆P0 .t + ∆Pn .(

SVTH: Trần Phúc Khanh

S pt max
S dm

) 2. τ

Trang 23


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
Với:
 ∆P0, ∆Pn là tổn thất công suất tác dụng không tải và ngắn mạch của
máy biến áp, cho trong lí lòch máy {kW}
 Spt , Sđm là phụ tải toàn phần (thường lấy bằng phụ tải tính toán, S tt )
và dung lượng đònh mức của máy biến áp kVA.
 t là thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, giờ (h). Bình thường
máy biến áp được đóng suốt một năm nên lấy t = 8760 h.
 τ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất, giờ : được cho bởi bảng

Nếu có n máy biến áp làm việc song song thì :
S
1
∆A = n.∆P0 .t + .∆Pn . tt

n
 S dm

2


 .τ


Vậy:
Tổn thất điện năng trong trạm được xác đònh như sau :
1
1600 2
∆A = 2.1,8.8760 + .14.(
) .6298
2
1250

∆A = 31536 + 72230,5 (kWh)
∆A = 103766,5(kWh)
II.

ĐIỆN NĂNG CUNG CẤP HẰNG NĂM (A) VÀ PHẦN TRĂM TỔN

THẤT ĐIỆN NĂNG (A%)
1. Điện năng cung cấp hằng năm
Điện năng cung cấp hằng năm phụ thuộc vào công suất tác dụng tính toán và
thời gian tiêu thụ công suất lớn nhất.
Có thể tính điện năng cung cấp hằng năm theo công thức sau :
SVTH: Trần Phúc Khanh


Trang 24


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
A = Ptt . Tmax [kW]
đây:
 Ptt : Là phụ tải tính toán [kW]
 Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất [giờ]
Với:
Ptt = 1280 kW
Tmax = 5949,5(kWh)
2. Phần trăm tổn thất điện năng hằng năm của trạm
Phần trăm tổn thất điện năng phụ thuộc vào điện năng cung cấp hàng năm và tổn
thất điện năng trong trạm .
∆A% =

∆A
.100
A

∆A% =

103766,5
.100
7615360

∆A% = 1,36%

KẾT LUẬN

 Điện năng cung cấp hằng năm của trạm :
A = 7615360 (kWh)
 Phần trăm tổn thất điện năng hằng năm của trạm:
∆A% = 1,36%

SVTH: Trần Phúc Khanh

Trang 25