11061_Thiết kế trạm biến áp 110-22kV,cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải Phòng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

ISO 9001:2008

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22KV, CẤP ĐIỆN
CHO KHU CÔNG NGHIỆP NOMURA HẢI PHÒNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

HẢI PHÒNG – 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

ISO 9001:2008

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22KV, CẤP ĐIỆN
CHO KHU CÔNG NGHIỆP NOMURA HẢI PHÒNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Sinh viên: Lại Hải Ninh
Ngƣời hƣớng dẫn: GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn

HẢI PHÒNG – 2016

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc
—————-o0o—————–
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viên : Lại Hải Ninh_ MSV:1513102004
Lớp : ĐCL901- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp
Tên đề tài : Thiết kế trạm biến áp 110/22kV,cấp
điện cho khu công nghiệp Nomura Hải Phòng

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp
( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………….
. ……………………………………………………………………………………………………………
.. …………………………………………………………………………………………………………..
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp……………………………………………………………..

CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn:
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công tác :

Nội dung hƣớng dẫn :
Thân Ngọc Hoàn
Giáo sƣ – Tiến sĩ khoa học
Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng
Toàn bộ đề tài

Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai:
Họ và tên :

Học hàm, học vị :

Cơ quan công tác :

Nội dung hƣớng dẫn :

Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2016.
Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày……..tháng…….năm 2016

Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N
Sinh viên

Lại Hải Ninh

Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N
Cán bộ hƣớng dẫn Đ.T.T.N

GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn

Hải Phòng, ngày……tháng…..năm 2016

HIỆU TRƢỞNG

GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ

PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
2. Đánh giá chất lƣợng của Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng,
chất lƣợng các bản vẽ..)
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………….
3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn
( Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày……tháng…….năm 2016
Cán bộ hƣớng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
( Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày……tháng…….năm 2016
Ngƣời chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU !
……………………………………………………………………………………………………………….
1
Chƣơng 1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP
…………………………………………….
2
1.1. KHÁI NIỆM
…………………………………………………………………………………………………………
2
1.2. NHỮNG VẤN ĐỀ CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM …………………………………………………
4
1.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP SẼ THIẾT KẾ ……………………………………..
5
Chƣơng 2. TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA TRẠM BIẾN ÁP
…..
9
2.1.
PHÂN TÍCH PHỤ TẢI VÀ CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP …………………………..
9
2.2.
CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC …………………………………………………………………………………
14
Chƣơng 3. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN
…………………………………………………………………………
27
3.1.
KHÁI NIỆM ………………………………………………………………………………………………………
27
3.2.
LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN
………………………………………………………………………………
28
Chƣơng 4. THIẾT KẾ CHỐNG SÉT CHO TRẠM …………………………………………………………..
44
4.1.
BẢO VỆ CHỐNG SÉT ĐÁNH TRỰC TIẾP CHO TRẠM BIẾN ÁP ……………………….
44
4.2. NỐI ĐẤT TRẠM 110/22KV ………………………………………………………………………………..
55
Chƣơng 5. THIẾT KẾ RELAY CHO TRẠM BIẾN ÁP
…………………………………………………….
62
5.1.
CÁC VẤN ĐỀ CHUNG CỦA BẢO VỆ RELAY
……………………………………………………
62
5.2.
THIẾT KẾ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP CHO TRẠM 110/22KV
…………………………………
67
KẾT LUẬN
……………………………………………………………………………………………………………………
80
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………………………………….
81

1

LỜI MỞ ĐẦU !
———–
Trạm biến áp là thiết bị rất quan trọng trong hệ thống điện, đảm nhiệm
chức năng tăng điện áp ở đầu nguồn phát nhằm giảm tổn thất điện năng trong
quá trình truyền tải điện năng đến phụ tải tiêu thụ điện, đồng thời hạ điện áp
để cho các hộ tiêu thụ điện sử dụng.
Trong đợt tốt nghiệp này và quá trình tìm hiểu thực tiễn về trạm biến áp
tại khu công nghiệp Nomura. Em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế
trạm biến áp 110/22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura ”.Với sự
hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn cùng các thầy
cô trong bộ môn Điện Tự Động công nghiệp em đã hoàn thành đề tài đúng
theo thời gian nhà trƣờng quy định.
Đồ án gồm các phần sau:
Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan về trạm biến áp.
Chƣơng 2: Tính chọn máy biến áp và sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp.
Chƣơng 3: Lựa chọn thiết bị điện.
Chƣơng 4: Thiết kế chống sét cho trạm.
Chƣơng 5: Thiết kế Relay cho trạm biến áp.

2

Chƣơng 1.
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP
1.1
. KHÁI NIỆM
Trạm biến áp là phần tử quan trọng trong hệ thống điện. Trạm biến áp
đƣợc dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác
nhằm truyền tải điện năng đi xa hoặc phân phối tới hộ tiêu thụ. Các trạm biến
áp phân phối, đƣờng dây truyền tải điện cùng với các nhà máy điện tạo thành
1 hệ thống phát và truyền tải thống nhất.
Các nhà máy điện thƣờng năm cách xa nơi tiêu thụ, việc truyền tải điện
năng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ gặp nhiều vấn đề, trong đó chi phí xây
dựng đƣờng dây và tổn thất điện năng đƣợc quan tâm nhiều nhất. Nhƣ vậy
phƣơng pháp làm giảm tổn thất điện năng là nâng cao điện áp truyền tải và hạ
áp khi đến nơi tiêu thụ.
Sự lựa chọn vị trí, công suất của 1 trạm biến áp là do nhu cầu hiện tại và
sự phát triển tƣơng lai của nơi tiêu thụ. Việc đầu tƣ xây dựng 1 trạm biến áp
rất tốn kém nên cần phải so sánh các phƣơng án, giải pháp kỹ thuật cũng nhƣ
các chỉ tiêu kinh tế sao cho hợp lý nhất.
Việc lựa chọn để xây dựng đƣợc trạm biến áp và hệ thống phân phối tốt
nhất thì chúng ta phải xét đến nhiều mặt, và tiến hành tính toán so sánh kinh
tế kinh tế kỹ thuật giữa các phƣơng án đề ra.
1.1.1. Phân loại trạm biến áp:
1.1.1.1. Phân loại theo điện áp:
Trạm biến áp cũng có thể tăng áp, có thể giảm áp hay là trạm trung gian.
Trạm tăng áp thƣờng đặt ở gần các nhà máy, nhằm tăng điện áp cao hơn
để truyền tải đi xa nhằm làm giảm tổn thất điện năng.
3

Trạm hạ áp thƣờng đặt gần các nơi tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống
điện áp thấp phù hợp với nơi tiêu dùng.
Trạm trung gian làm nhiệm vụ liên lạc giữa các lƣới điện có cấp điện áp
khác nhau.
1.1.1.2. Phân loại theo địa dƣ
Trạm biến áp khu vực đƣợc cung cấp điện từ mạng điện khu vực (mạng
điện chính) của hệ thống để cung cấp cho các khu vực lớn hơn bao gồm các
thành phố, các khu công nghiệp. Điện áp của trạm khu vực phía sơ cấp là 110
kV, 35 kV, 10 kV, 6 kV.
Trạm biến áp địa phƣơng là trạm đƣợc cung cấp điện từ mạng điện phân
phối hay mạng mang điện địa phƣơng của hệ thống điện cấp cho từng xí
nghiệp hay trực tuyến qua các hộ tiêu thụ điện áp thấp hơn.
1.1.1.3. Phân loại theo cấu trúc xây dựng.
– Trạm biến áp ngoài trời:Gồm các kiểu nhƣ trạm treo, trạm cột… Phù hợp
với các trạm khu vực và trạm địa phƣơng có công suất lớn.
– Trạm biến áp trong nhà : Trạm biến áp kiểu kín đƣợc dùng ở những nơi
an toàn, những nơi nhều khói bụi, hơi hóa chất ăn mòn. Trạm thƣờng đƣợc bố
trí ba phòng là phòng cao áp đặt các thiết bị cao áp, phòng máy biến áp và
phòng đặt các thiết bị hạ áp.Trạm này nếu có hai máy biến áp cùng hoạt động
thì nên tách thành hai phòng để tránh gây cháy nổ.
1.1.2. Các thành phần của trạm biến áp
– Máy biến áp là một phần tử quan trọng không thể thiếu, ngoài ra còn các
thiết bị phân phối bảo vệ hệ thống này. Các thiết bị đó có nhiệm vụ nhận từ
nguồn đƣa qua máy biến áp sau đó phân phối đến các phụ tải thông qua dây
dẫn.
Thiết bị phân phối gồm có thiết bị phân phối cao áp và thiết bị phân phối hạ
áp. Nó chủ yếu bao gồm:
4

 Khí cụ để đóng cắt lƣới điện nhƣ: máy cắt, cầu dao, dao cách ly,
aptomat,…
 Các khí cụ đo lƣờng nhƣ: BU, BI, các đồng hồ đo A, V, Wh,
Cos,…
 Khí cụ bảo vệ mạch nhƣ: Relay, CB, FCO,…
1.2. NHỮNG VẤN ĐỀ CHÍNH KHI THIẾT KẾ TRẠM
1.2.1. Những vấn đề cần lƣu ý khi thiết kế trạm
– Vị trí đặt trạm đƣợc quyết định bởi công suất đƣợc phân bố trên từng
đoạn cho trƣớc, điện áp hệ thống và độ sụt áp.
– Vị trí của trạm có thể trong nhà ngoài trời, mỗi loại đều có ƣu và nhƣợc
điểm riêng. Tùy theo tính chất và yêu cầu từng vùng mà ta chọn vị trí
sao cho thích hợp nhất.
– Những điểm cần xét đến khi chọn vị trí đặt trạm:
 Càng gần trung tâm phụ tải càng tốt.
 Đặt ở vị trí sao cho các tiềm năng trong tƣơng lai đƣợc đƣa đến
thuận lợi, không phụ thuộc vào độ sụt áp.
 Giá đất xây dựng trạm.
 Phải có đƣờng giao thông dể vận chuyển máy biến áp đến.
 Qua các cơ sở trên ta chọn trạm ở ngay khu công nghiệp Nomura.
1.2.2. Yêu cầu khi thiết kế trạm biến áp
Mục tiêu cơ bản là phải đảm bảo cho các phụ tải luôn có điện và chất
lƣợng điện tốt,1 phƣơng án đƣợc xem là hợp lý khi thỏa mãn các yêu cầu sau:
– Vốn đầu tƣ nhỏ.
– Độ tin cậy cung cấp điện cao.
– Phí tổn vận hành hàng năm thấp.
– An toàn với ngƣời vận hành và thiết bị.
– Chất lƣợng điện đảm bảo.
5

1.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRẠM BIẾN ÁP SẼ THIẾT
KẾ
1.3.1. Sơ lƣợc về nhu cầu sử dụng của khu công nghiệp Nomura
Khu công nghiệp Nomura là nơi có nhiều tiềm năng phát triển kinh tế,
nhất là các nghành công nghiệp nên việc xây dựng trạm biến áp là đang rất
cần thiết. Nó sẽ cung cấp điện tốt và ổn định cho toàn khu vực trong khu công
nghiệp hiện nay và trong tƣơng lai.
Phụ tải tính toán tác dụng của khu công nghiệp :
Bảng 1.1. Bảng phụ tải khu công nghiệp
STT
Kí hiệu
Tên Công ty
Công suất (kW)
Điện
áp(kV)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
1
F
Nichias
1150
22
2
FA1
Rayho
280
0,4
3
FA1
SIK
250
0,4
4
FA1
Akita Oil Seal
290
0,4
5
FA1
A‟sty
320
0,4
6
G
Fujikura
1950
22
7
GA2
Hiroshige
440
0,4
8
GA2
Sumirubber
180
0,4
9
GA2
Maiko
200
0,4
10
GA2
Hopthinh
190
0,4
11
GA2
Vijaco
410
0,4
12
GA2
SIK
320
0,4
13
HA3
E Tech
3340
22
14
I
Pioneer
1650
22
15
IE3
Konya
550
0,4
16
IE3
ATH
160
0,4
6

17
IE3
Sougou
275
0,4
18
IE3
Medikit
195
0,4
19
IE3
Nishishiba
240
0,4
20
IE3
Kosen
300
0,4
21
IE3
Sumida
270
0,4
22
IE3
Paloma Vietnam
190
0,4
23
IB2
Fongtai
230
0,4
24
IB2
Hitachi plant
290
0,4
25
IB1
Hilex
270
0,4
26
J
Rorze
1220
22
27
J
GE(Office & Site)
1640
22
28
JB3
Fujimold
270
0,4
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
29
JB3
Korg
310
0,4
30
K
Toyoda Gosei 3
1280
22
32
K
Ojitex
4310
22
33
K
Iko
1440
22
34
KD1
Eba
150
0,4
35
KD1
Johuku
310
0,4
36
L
Toyotabo 2
1310
22
37
L
JKC
1620
22
38
LD2
Nakashima
380
0,4
39
LD3
Arai
300
0,4
40
LD3
Takahata
250
0,4
41
LD3
Vina Bingo
260
0,4
42
M
Yoneda
1100
22
43
M
TG Airbag
1720
22
7

44
M
Toyotabo 1
1430
22
45
MC3
Nissei Eco
310
0,4
46
MC3
Synztec
340
0,4
47
MC3
Masuoka
210
0,4
48
P
Synztec
3860
22
49
P
Lihit Lab
1620
22
50
N
Yazaki
1960
22
51
N
Nippon Kondo
2490
22
52
N
Yanagawa Seido
2270
22
53
O
Citizen
2040
22
54
O
TG Steering
1500
22
55
OC1
Meihotech
240
0,4
56
OC1
Kokuyo
340
0,4
57
OC1
Tetsugen
320
0,4
=>Ppt= 51 MW
Hệ số công suất cosφ=0.8
1.3.2. Các thông số chính của trạm biến áp
Lƣới điện truyền về 110kV: lắp đặt ngoài trời
Lƣới điện phân phối 22kV: lắp đặt tủ trong nhà
Hệ thống điện tự dùng:
– Nguồn xoay chiều 220/ 380 ( V )
 Tủ điện tự dùng hạ thế
 Chiếu sáng nhà điều khiển
 Hệ thống chiếu sáng và bảo vệ trạm
 Làm mát máy biến áp
– Nguồn điện 1 chiều 110 ( VDC )
 Dàn bình ACCU 110 ( V ) / 180 ( AH )
 Máy nạp ACCU 220 ( V )/ 380 ( V ) _ 50 ( Hz )
8

 Tủ phân phối điện 1 chiều
 Các dụng cụ đo đếm điều khiển, các đền các mạch thao tác
 Thiết bị thông tin liên lạc
– Tổng hợp phần tự dùng trên khoảng 400 ( KVA )
 Hệ thống điều khiển, bảo vệ relay và đo đếm
 Hệ thống thông tin liên lạc
 Nhà điều hành trạm
 Mƣơng dẫn cáp trong trạm
 Hệ thống chống sét đánh trực tiếp vào trạm
 Hệ thống tiếp địa trong trạm
 Hàng rào bảo vệ và chiếu sáng trạm

9

Chƣơng 2.
TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA
TRẠM BIẾN ÁP
2.1
. PHÂN TÍCH PHỤ TẢI VÀ CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN
ÁP
2.1.1. Phân tích phụ tải
2.1.1.1. Đồ thị phụ tải ngày của KCN Nomura
Phụ tải điện là đại lƣợng đặc trƣng cho công suất tiêu thụ điện của các
thiết bị điện riêng lẻ hoặc các xí nghiệp, các hộ tiêu thụ điện năng.
Phụ tải điên là số liệu ban đầu cần thiết để giải quyết các vấn đề kinh tế kỹ
thuật, là giai đoạn ban đầu của công tác thiết kế hệ thống cung cung cấp điện,
nhằm xác định nguồn cung cấp, lựa chọn và kiểm tra các điện tử mạng điện,
tính toán chọn sơ đồ hợp lý về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Quy luật biến thiên của phụ tải theo thời gian đƣợc biểu diễn trên hình vẽ
gọi là đồ thị phụ tải. Đồ thị phụ tải theo thời gian gồm có: đồ thị phụ tải năm,
đồ thị phụ tải tháng, đồ thị phụ tải ngày. Đối với thiết kế trạm biến áp ta cần
biết đồ phụ tải ngày để lựa chọn công suất máy biến áp.
Mức tiêu thụ điện năng thay đổi theo thời gian với đồ thị phụ tải ngày:
0
6
12
18
24
T(h)
60
80
100
P (%)
70
90
8
16

Hình 2.1: Sơ đồ phụ tải ngày của khu công nghiệp Nomura
10

Với Ppttt = 51 ( MW )
Cosφ = 0.8
Bảng 2.1: Đồ thị phụ tải P(%) ta có bảng tính toán phụ tải ngày
Thời gian
P( MW)
Cos φ
S( MVA)
Q(Mvar)
0  8h
38,25
0,8
47,81
28,69
8h  11h
48,45
0,8
60,56
36,34
11h  13h
45,9
0,8
57,38
34,43
13h  16h
48,45
0,8
60,56
36,34
16h  18h
38,25
0,8
47,81
28,69
18h 21h
43,35
0,8
54,19
32,51
21h 24h
38,25
0,8
47,81
28,69

2.1.2. Dự báo phụ tải
Dự báo phụ tải là tính đến quá trình phát triển của tƣơng lai, có thể dự báo
với thời gian ngắn hạn, trung hạn hoặc xa hạn. Bhằm tránh tình trạng trạm
vừa mới thiết kế, xây dựng xong đã quá tải cho phép.
– Có 3 loại dự báo:
 Dự báo ngắn hạn khoảng từ 12 năm. Loại này cho phép sai số từ 5
10%.
 Dự báo trung hạn khoảng từ 3 10 năm. Loại này cho phép sai số từ
1020%.
 Dự báo dài hạn khoảng từ 15 20 năm hoặc lâu hơn.
Đối với thiết kế trạm biến áp ta cần dự báo phụ tải từ 5 10 năm. Nếu sử
dụng dự báo ngắn hạn thì máy biến áp (MBA) sẽ nhanh chóng bị quá tải, còn
sử dụng dự báo dài hạn thì những năm đầu MBA sẽ làm việc non tải, nhƣ vậy
sẽ không tiết kiệm đƣợc vốn đầu tƣ, đồng thời với sự phát triển nhanh chóng
của kĩ thuật và công nghệ thì MBA sẽ bị lỗi thời.Vì vậy không nên xây dựng
MBA sử dụng trong thời gian quá dài.
11

Đối với trạm biến áp khu công nghiệp Nomura: phụ tải của nó chủ yếu
cung cấp điện cho khu công nghiệp, nên phụ tải mang tính ổn định rất cao
trong tƣơng lai khoảng từ 5 đến 10 năm.
2.1.3. Chọn sơ đồ cấu trúc cho trạm và lựa chọn thiết bị :
Sơ đồ cấu trúc của trạm là chỉ tiêu quan trọng trong thiết kế, việc lựa chọn
sơ đồ cấu trúc phải thỏa mãn các điều kiện sau:
– Tính đảm bảo: làm việc có độ tin cậy cao, đảm bảo chất lƣợng điện và
cung cấp điện liên tục cho phụ tải. An toàn cho ngƣời vận hành.
– Tính linh hoạt: phải thích ứng với nhiều trạng thái khác nhau.
– Tính phát triển: đảm bảo vận hành hiện tại và có thể phát triển trong
tƣơng lai phụ thuộc vào dự báo kế hoạch.
– Tính kinh tế có giá thành thấp, đảm bảo cho các yêu cầu kỹ thuật.
2.1.3.1. Tiêu chuẩn lựa chọn thiết bị phân phối:
– Việc tính toán lựa chọn thiết bị phân phối phần nhất thứ và các hệ
thống trong trạm đƣợc xác định trên các cơ sở sau:
– Sơ đồ lƣới điện khu vực có tính đến sự phát triển của hệ thống lƣới
điện trong tƣơng lai.
– Tiêu chuẩn Việt Nam, qui phạm ngành điện kết hợp với các tiêu chuẩn
quốc tế thông dụng nhƣ IEC, …
– Qui mô của trạm và có tính đến sự thay đổi dung lƣợng máy biến thế
lên một cấp.
2.1.3.2. Lựa chọn thiết bị phân phối:
Với cấp điện áp từ 22 ( kV ) trở xuống, xu hƣớng hiện nay ngƣời ta dùng thiết
bị phân phối đặt trong nhà với những lý do sau:
– Về kinh tế: chiếm diện tích xây dựng nhỏ, chi phí mua sắm thiết – bị,
xây dựng không đắt hơn nhiều so với thiết bị ngoài trời.
– Về mặt kỹ thuật: An toàn, ít xảy ra sự cố.
– Tạo vẽ mĩ quan cho công trình.
12

2.1.3.3. Các phƣơng án đề xuất thiết kế
Căn cứ vào hiện trạng của trạm biến áp Nomura đang thiết kế với 2
MBA vận hành song song, đƣợc lấy điện từ trạm biến áp cấp từ thanh cái 110
kV trạm 220/110 kV Vật Cách( Phía 22kV của trạm biến áp có 7 lộ ra đảm
bảo cung cấp điện cho khu công nghiệp).
Ta có phƣơng án thiết kế nhƣ hình 2.2:
T1
T2
HT
110 KV
22 KV

Hình 2.2: Phƣơng án thiết kế trạm biến áp
MBA T1 và T2 là MBA 3 pha 2 cuộn có các thông số nhƣ nhau
2.1.4. Lựa chọn máy biến áp
2.1.4.1. Lựa chọn số lƣợng máy biến áp
Chọn số lƣợng máy biến áp cho từng cấp điện áp của trạm phải căn cứ
vào những điều kiện: độ tin cậy cung cấp điện, công suất phụ tải cần cung cấp
và tính kinh tế.
a. Một máy biến áp
– Đƣợc dùng trong trƣờng hợp phụ tải không quan trọng, trạm đƣợc cung
cấp bằng một đƣờng dây từ hệ thống.
– Trạm biến áp khi xây dựng thƣờng chia làm hai giai đoạn, giai đoạn
đầu đặt một máy, sau này phụ tải phát triển thì ta lắp đặt thêm máy thứ hai.
13

– Thiết kế nhƣ vậy vốn đầu tƣ ban đầu nhỏ, tận dụng vốn đầu tƣ tốt hơn.
Tuy nhiên tính liên tục cung cấp điện trong trƣờng hợp này là không cao.
b. Hai máy biến áp
– Là phƣơng án đƣợc sử dụng nhiều nhất vì tính đảm bảo cung cấp điện
cao. Phƣơng án thƣờng đƣợc thiết kế khi:
 Có hai đƣờng dây cung cấp điện từ hệ thống.
 Khi không có một máy biến áp lớn phù hợp với phụ tải.
 Không có khả năng xây dựng và chuyên chở một máy biến áp
lớn .
c. Ba máy biến áp
– Phƣơng pháp này chỉ sử dụng khi không có hai máy biến áp phù hợp
hoặc trạm đã xây dựng mà phụ tải phát triển không có khả năng thay thế hai
máy mới phải đặt thêm máy thứ ba.
– Đặt ba máy biến áp ngay từ đầu thƣờng ít đƣợc sử dụng vì vốn đầu tƣ
cao, diện tích xây lắp lớn, phức tạp.
2.1.4.2. Lựa chọn máy biến áp cho phƣơng án
Ta lựa chọn 2 MBA vận hành song song nếu một trong hai máy bị sự cố
phải nghĩ , máy biến áp còn lại có thể vận hành với phụ tải lớn hơn định mức
không phụ thuộc vao nhiệt độ môi trƣờng xung quanh lúc sự cố trong thời
gian 5 ngày đêm nếu thoã mãn các điều kiện:
K1 < 0,93 ; K2 < 1,4 đối với máy biến áp đặt ngoài trời và K2< 1,3 đối với máy biến áp đặt trong nhà , T2 nhỏ hơn 6 giờ và chú ý theo dõi nhiệt độ của cuộn dây không quá 1400C và tốt nhất là tăng cƣờng tối đa các biện pháp làm lạnh máy biến áp. - Ta chọn 2 máy biến áp T1 và T2 là 2 máy với công suất là với SđmB :  Quá tải bình thƣờng: SđmB > 0,5 . Sttmax = 0,5.60,56 = 30,28 ( MVA )
14

Khi 2 MBA làm việc song song nên ta không cần tính quá tải bình thƣờng
của 2 MBA.
 Quá tải sự cố :
Khi 2 máy biến áp vận hành song song có 1 trong 2 máy gặp sự cố phải
nghỉ, máy còn lại phải cung cấp đủ cho phụ tải theo điều kiện quá tải cho
phép.
Ta có: Kqtscc . SdmB > Sttmax.
Đối với máy biến áp đặt ngoài trời: Kqtscc = 1,4
 SdmB >

 Ta sẽ chọn máy biến áp có công suất: SđmB = 60 ( MVA )( AVERA do
Indo sản xuất)
– Do khu công nghiệp tập trung nhiều nhà máy do vậy để thuận tiện cho
việc vận hành, sửa chữa mà không ảnh hƣởng tới hoạt động của phân
xƣởng, ta sẽ lấy điện từ ngay vị trí phía đƣờng dây từ trạm Vật Cách tới.
=> Ta chọn MBA T1 và T2 là MBA 3 pha 3 cuộn dây có các thông số nhƣ
nhau.
Bảng 2.2: Thông số kĩ thuật của máy biến áp T1 và T2
SđmB(KVA)
Điện áp (KV)
Tổn thất(KW)
UN(%)
C
H
∆P0
∆PN
C-H
60
115
23
70
315
10,5
Giá từng máy là 358000.103
(VND)
Sở dĩ ta chọn MBA 3 pha 3 cuộn là do sóng sin không ổn định, dao động bị
méo dạng, chất lƣợng điện năng giảm. Buộc ta phải sử dụng MBA 3 pha 3
cuộn có tổ đấu dây Y / / Y. Cuộn trung đấu  chống sóng hài bậc cao có 1
đầu nối đất.
2.2. CHỌN SƠ ĐỒ CẤU TRÚC
2.2.1. Tính toán tổn thất công suất trong ngày và trong năm
Thông số của MBA:(do cuộn trung MBA không sử dụng nên trong tính toán
ta bỏ qua cuộn trung ).
15

SđmB = 60 ( MVA )
Uđm = 110/22 ( kV )
∆P0 = 70 ( kW )
∆PN = 315 ( kW )
UN(%)= 10,5
Sử dụng 2 máy biến áp vận hành song song => n= 2 áp dụng công thức tài
liệu[5]  Thời gian tổn thất lớn nhất :

=

=18(h)
 Tổn thất điện năng của MBA:

( kWh )
Trong đó:
n : số máy biến áp vận hành.
t: thời gian tổn thất.
Smax: công suất của phụ tải đạt cực đại khi qua MBA.
SđmB: công suất định mức MBA.
∆Pkt, ∆PN: tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch.
∆Pkt = ∆P0
 Tổn thất điện năng trong ngày là:t= 24 ( h )

=6248 ( kWh )
 Tổn thất điện năng trong 1 năm: t=8760

=1229228 ( kWh )
2.2.2. Tính toán ngắn mạch ba pha để lựa chọn máy cắt
2.2.2.1. Khái niệm
a. Khái niệm sơ lƣợc về ngắn mạch:

16

Khi thiết kế vận hành hệ thống điện ta cần phải xét đến khả năng xảy ra
sự cố và các tình trạng làm việc không bình thƣờng của hệ thống điện. Ngắn
mạch là sự cố nguy hiểm thƣờng xảy ra trong hệ thống điện. Khi xảy ra ngắn
mạch sẽ xuất hiện dòng ngắn mạch có trị số rất lớn chạy trong mạch điện gây
ra tác hại nguyên trọng đến các thiết bị điện.
Trong các dạng ngắn mạch thì ngắn mạch 3 pha thƣờng ít xảy ra, nhƣng
khi xảy ra thì nó thƣờng rất nguy hiểm, nên ta chỉ tính toán ngắn mạch 3 pha
dể lựa chọn thiết bị bảo vệ.
b. Nguyên nhân gây ra ngắn mạch:
Nguyên nhân chủ yếu gây ra ngắn mạch là do cách điện bị hỏng. Lý do
làm cách điện bị hỏng chủ yếu là do sét đánh, quá điện áp nội bộ, cách điện
dùng lâu quá già cỗi, trông nom các thiết bị không chu đáo…
Do những nguyên nhân cơ học trực tiếp nhƣ: Thả diều, chim đậu, cây
đổ vào đƣờng dây điện…
c. Hậu quả của việc ngắn mạch:
– Dòng điện gia tăng đột ngột phá hỏng các thiết bị điện, phần dẫn điện.
Do tác dụng nhiệt và lực điện động của dòng ngắn mạch lớn có thể phá hỷ trụ
điện, sứ đỡ, hoặc uốn cong thanh góp.
– Gây sụt áp trong hệ thống điện gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến các
thiết bị điện .Phá hủy tính ổn định của hệ thống.
d. Mục đính tính toán ngắn mạch:
Mục đích tính dòng ngắn mạch là để chọn các khí cụ và các phần tử có
dòng điện chạy qua để tính đƣợc dòng ngắn mạch trƣớc hết phải lập sơ đồ
tính điện kháng phần tử, chọn các đại lƣợng cơ bản nhƣ công suất cơ bản và
điện áp cơ bản. Chọn các đại lƣợng cơ bản lên xuất phát từ yêu cầu đơn giản
nhất cho việc tính toán. Thƣờng ngƣời ta chọn công suất cơ bản là 100, 1000
( MVA ) hoặc một trong những công suất của nguồn cung cấp. Còn điện áp
17

cơ bản lấy theo định mức của cấp điện áp đó là: 110 ; 37 ; 22 ; 18 ;15,75 ;
13,8 ; 6,3; 3,15 ;0,4.
2.2.2.2. Tính toán ngắn mạch
Tính toán ngắn mạch để chọn máy cắt áp dụng tài liệu [8] – Chọn: Scb= 100 MVA
– Chọn Ucb1 = 110kV => Icb1 =

√ = 0.52 ( kA )
– Chọn Ucb2 = 22 kV => Icb2 =

√ = 2.62 ( kA )
Ta có sơ đồ tƣơng đối của hệ thống :

Hình 2.3: Sơ đồ hệ tƣơng đối cơ bản của trạm
Vì đƣơng dây ngắn nên ta bỏ qua điện trở dây dẫn (Rd = 0)
X ht(cb)
X d1(cb)
X d2(cb)
X mba(cb)
X mba(cb)
22 KV
110 KV
HT

Hình 2.4: Sơ đồ thay thế của phƣơng án trong hệ tƣơng đối cơ bản
– Điện kháng của hệ thống : XhtCơ bản =

=

= 0,2 (dv)
HT
110kV
22kV
T1 = 60MVA
T2 = 60MVA
Xht(cb)
Xd2(cb)
Xmba(cb)
Xmba(cb)
Xd1(cb)