Cung cấp điện chương 4 đại học giao thông vnạ tải thành phố HCM

1. Chương 4
TRẠM BIẾN ÁP
TÍNH CHỌN DÂY DẪN

2. 4.1. CÁC LOẠI TRẠM ĐIỆN THƯỜNG DÙNG
TRONG XN
4.2. BẢN ĐỒ PHỤ TẢI
4.3. CHỌN VỊ TRÍ VÀ SỐ LƯỢNG TRẠM
4.4 CHỌN DUNG LƯỢNG TBA
4.5. KHẢ NĂNG QUÁ TẢI CỦA MBA
4.6 SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA TBA VÀ TPP
4.7. VÂN HÀNH TBA
4.8. KẾT CẤU TBA VÀ TPP

3. 4.1. CÁC LOẠI TRẠM ĐIỆN THƯỜNG
DÙNG TRONG XN
Trạm biến áp
Trạm phân phối
Trạm đổi điện

4. Trạm biến áp (TBA)
TBA trung gian (trạm biến áp chính)
 Biến đổi điện áp (35÷220) kV của HTĐ thành
điện áp phân phối (6÷10) kV của mạng điện
XN, có khi xuống 0,4kV.
 Các XN lớn mới có TBA trung gian riêng, còn
các XN trung bình thì lấy điện từ mạng điện
thành phố (6÷10) kV hoặc từ TBA khu vực.
TBA khu vực cũng làm nhiệm vụ như TBA
trung gian.

5. Trạm biến áp
TBA phân xưởng
 Biến đổi điện áp (6÷22) kV của mạng phân
phối trong XN thành điện áp 380/220 V hoặc
220/127 V của mạng PX.

6. Trạm phân phối
 Không làm nhiệm vụ biến đổi điện áp mà chỉ
làm nhiệm vụ phân phối điện năng ở một cấp
điện áp (thường 6÷35 kV).

7. Trạm đổi điện
 Trạm chỉnh lưu: biến đổi dòng điện xoay chiều
thành dòng điện một chiều.
 Trạm biến tần: biến đổi dòng điện có tần số
công nghiệp (50Hz) thành dòng có tần số nhất
định, đáp ứng yêu cầu của công nghệ và thiết
bị sản xuất.

8. Phân loại theo vị trí đặt trạm
 Trạm ngoài PX: đặt cách các PX (10÷30m), thường được dùng
trong trường hợp các PX có chất dễ nổ, dễ cháy, diện tích PX
quá bé, phụ tải phân tán hoặc nhiều PX dùng chung 1 TBA.
 Trạm kề PX: có một hoặc hai mặt tường chung với tường của
PX. Loại trạm này do thuận tiện và kinh tế nên được sử dụng
rộng rãi.
 Trạm trong PX: nằm hẳn trong PX. Được dùng khi phụ tải PX
lớn, cần đưa MBA vào gần trung tâm phụ tải cho kinh tế.
Nhược điểm là việc phòng nổ, phòng cháy gặp khó khăn.
 Ngoài ra còn có các hình thức xây dựng khác như trạm treo
trên cột dùng cho các MBA có công suất nhỏ, trạm ngoài
trời...
 Trạm biến áp treo, dàn, đặt trên trụ?

10. 4.2. BẢN ĐỒ PHỤ TẢI
 Là cách biểu diễn phụ tải trên mặt bằng
PX hoặc XN.
 Dùng để xác định trung tâm phụ tải của
các nhóm PX và XN, giúp cho việc xác
định vị trí đặt các tủ động lực, tủ phân
phối, TPP và TBA một cách hợp lý, đạt
hiệu quả kinh tế cao nhất.

11. Cách xác định trung tâm phụ tải XN
Biểu diễn phụ tải của các PX bằng các hình tròn:
- Tâm của các hình tròn là trung tâm phụ tải của
các PX :
+ Phần gạch chéo - phụ tải động lực;
+ Phần để trắng - phụ tải chiếu sáng.
- Đường kính vòng tròn:
m.
P.4
D i
i



12. 1
2
4
3
Hình 4-1: Bản đồ phụ tải của xí nghiệp
Y1
Y2
Y3
Y4
X1 X3 X4 X2
Y
X

13. Toạ độ trung tâm phụ tải XN
trong đó :
Xi, Yi - tọa độ của phụ tải thứ i.
Pi - công suất của phụ tải thứ i.
Trong trường hợp cần thiết nếu phụ tải bố trí không cùng trên một mặt phẳng
ngang người ta còn xác định trung tâm phụ tải theo tọa độ z.
Hệ trục tọa độ có thể được lấy bất kỳ nhưng trung tâm phụ tải không thay đổi.








 n
1i
i
n
1i
ii
n
1i
i
n
1i
ii
P
P.Y
Y
P
P.X
X

14. Trung tâm phụ tải của nhóm thiết bị hoặc PX xác
định tương tự XN.
Trung tâm phụ tải là vị trí đặt các thiết bị phân
phối và TBA đạt hiệu quả kinh tế cao nhất,
nhưng tùy theo tình hình của địa hình, phương
hướng... mà thay đổi vị trí đặt thiết bị phân phối
và TBA gần trung tâm phụ tải cho hợp lý.
 Bài tập

15. 4.4 CHỌN DUNG LƯỢNG MBA
4.4.1. Chọn công suất của MBA
Công suất của MBA cần được chọn sao cho
trong điều kiện làm việc bình thường trạm phải
đảm bảo cung cấp đủ điện năng cho hộ tiêu thụ.
Ngoài ra trạm còn phải có dự trữ một lượng
công suất để khi xảy ra sự cố 1 MBA, những
máy còn lại phải đảm cung cấp một lượng công
suất cần thiết tùy theo yêu cầu của hộ tiêu thụ.

16. 1. Trong điều kiện làm việc bình
thường
Trạm một máy:
trong đó:
SdmBA - công suất định mức của
MBA. Khi MBA được đặt ở môi
trường khác với điều kiện nhiệt độ
môi trường tiêu chuẩn thì công suất
định mức này phải là công suất sau
khi đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
Stt - công suất tính toán của trạm.
Trạm n máy:
trong đó:
- Sdmi là công suất định mức của MBA
thứ i. Khi MBA được đặt ở môi
trường khác với điều kiện nhiệt độ
môi trường tiêu chuẩn thì công suất
định mức này phải la công suất sau
khi đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
- Stt là công suất tính toán của trạm.
Trong trường hợp cần thiết cũng nên
xét quá tải bình thường, đôi khi nhờ
đó ta có thể chọn được máy có công
suất nhỏ hơn, tiết kiệm được vốn đầu
tư cũng như lợi về nhiều mặt khác.
ttdmBA
SS  tt
n
1i
dmi
SS 


17. 2. Trong trường hợp sự cố
 Trong trường hợp sự cố 1 MBA đối với trạm
đặt nhiều MBA hoặc đường dây CCĐ cho một
TBA bị sự cố thì các MBA còn lại hoặc trạm
còn lại phải đảm bảo CCĐ cho toàn bộ phụ tải,
hay những phụ tải quan trọng của MBA hoặc
TBA đó.

18. 2. Trong trường hợp sự cố
Đối với trạm có 2 máy:
trong đó:
SdmBA - công suất định mức của 1 MBA.
Ssuco - phụ tải mà trạm phải mang khi sự
cố 1 MBA.
kqt -hệ số quá tải của MBA, có thể tra
theo đường cong, khi không có đường
cong có thể lấy kqt=1,4 với điều kiện
là hệ số quá tải của các máy trước khi
sảy ra sự cố không quá 0,93. Thời
gian quá tải không quá 6 ngày đêm,
mỗi ngày đêm không quá 6h.
Đối với trạm có n máy
cosudmBAqt SS.k 
suco
1n
1i
dmBAiqt SS.k 



19. 4.5. KHẢ NĂNG QUÁ TẢI CỦA MBA
- Trong quá trình vận hành, phụ tải của MBA
thường không bằng phụ tải định mức của MBA,
mà thay đổi hàng ngày, hàng năm, khi phụ tải
nhỏ, nhiệt độ của MBA nhỏ hơn nhiệt độ cho
phép, độ hao mòn cách điện giảm thời gian
phục vụ của MBA tăng lên so với bình thường.
- Do đó trong vận hành có thể xét đến khả năng
cho phép MBA làm việc với phụ tải lớn hơn định
mức một lượng nào đó, nghĩa là làm việc quá tải
nhưng sao cho thời hạn phuc vụ của nó không
nhỏ hơn 20 năm.
- Khả năng quá tải của MBA tùy thuộc vào đồ thị
phụ tải của nó, có 2 loại quá tải sau:

20. I. Quá tải của MBA lúc làm việc bình thường
Có thể xác định khả năng quá tải của MBA theo
đồ thị ở (hình 4-4).
Trên đồ thị
(kpt là hệ số phụ tải còn gọi là hệ số điền kín phụ
tải kđk)
Trên hình vẽ giới thiệu đường cong quan hệ
giữa bội số quá tải kqt và thời gian quá tải tqt.
Bội số quá tải là tỷ số giữa phụ tải cực đại và
phụ tải định mức.
dm
tb
dm
tb
pt
I
I
P
P
k 
max
qt
dm
I
k
I


21. Như vậy khi biết hệ số quá tải kqt và hệ số phụ
tải kpt có thể xác định thời gian cho phép quá
tải tqt hoặc khi biết kpt và thời gian quá tải dự
định tqt có thể xác định được phụ tải cực đại
của MBA trong thời gian đó :
.cd qt dmI k I
.cd qt dmS k S

22. kqt =
hình 4-4 : Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa hệ số quá tải và thời
gian quá tải
1,25
1,20
1,15
1,10
1,05
1,00
0,95
0 4 8 12 18 20
1,30
kpt = 0,6
kpt = 0,7
kpt = 0,75
kpt = 0,8
kpt = 0,85
kpt = 0,9
kpt = 0,95
kpt = 1
kpt = 0,65
dm
max
I
I

23. II. So sánh kinh tế các phương án chọn MBA
Theo phương pháp chi phí quy đổi
thZ pV C Y  

24. II. So sánh kinh tế các phương án chọn MBA
Theo phương pháp chi phí quy đổi
thZ pV C Y  
thY thiệt hại do mất điện.

25. 9/16/2020 25
III. CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CÁP
1. Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế
PP này chỉ dùng chọn tiết diện dd của các mạng điện cao áp.
Loại dây dẫn
Jkt, A/mm2
Tmax ≤ 3000h Tmax = 3000-5000h Tmax > 5000h
A và AC
Cáp lõi đồng
Cáp lõi nhôm
1,3
3,5
1,6
1,1
3,1
1,4
1,0
2,7
1,2
kt
tt
kt
kt
j
I
j
I
F  max
1) Điều kiện chọn tiết diện:
2) Kiểm tra:
 Tổn thất điện áp:
 Phát nóng: Isc ≤ Icp
Ngoài ra, đối với cáp bắt buộc phải kiểm tra thêm điều kiện ổn định nhiệt:
α - hệ số nhiệt độ, αcu = 6 và αAl = 11; tqđ = (0,5-1)s
cp
đm
U
U
QXPR
U 

 
qdch tI.F 

26. 9/16/202026
2. Chọn tiết diện dd theo tổn thất điện áp cho phép
 PP này dùng để chọn tiết diện dd ở mạng điện hạ áp và mạng điện địa
phương (U ≤ 35kV) chiều dài lớn.
 Xuất phát từ công thức tính tổn thất điện áp:
  XR
n
i
iiii
dmdm
n
i
ii
n
i
ii
UUXQRP
UU
lQxlPr
U 

 



1
1
0
1
0
..
1
..
Nhận thấy, r0 và x0 đều phụ thuộc vào tiết diện F, do đó ta có thể chọn tiết diện
bằng cách chọn điện kháng x0 (vì x0 = 0,35÷0,45Ω/km - không thay đổi nhiều).
Các bước chọn tiết điện dd theo phương pháp này làm như sau:
B1. Chọn sơ bộ x0
- Đối với dây hạ áp: Chọn x0 = 0,35Ω/km
- Đối với dây TA áp: Chọn x0 = 0,38Ω/km (với 10÷22kV); x0 = 0,4Ω/km (với 35kV)
B2. Từ x0 đã chọn, xác định được:
dm
n
i
ii
X
U
lQx
U

 1
0 .

27. 9/16/2020 27
2. Chọn tiết diện dd theo tổn thất điện áp cho phép
B3. Từ ∆Ucp xác định được ∆UR:
∆UR = ∆Ucp - ∆UX
B4. Xác định tiết diện dây dẫn cần chọn:
Từ F tính được, tra bảng phụ lục để chọn dây dẫn có tiết diện gần nhất
B5. Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép:
- Nếu điều kiện được thỏa mãn thì dây dẫn chọn đạt yêu cầu;
- Trường hợp không thảo mãn, chọn dây dẫn có tiết diện lớn hơn 1 cấp,
rồi kiểm tra lại theo điều kiện trên.
dmR
n
i
ii
dm
n
i
ii
R
UU
lP
F
U
lPr
U


 

11
0 ..
- điện dẫn suất, ví dụ: 2
/32 mmmAl 
  cp
n
i
iiii
dmdm
n
i
ii
n
i
ii
UXQRP
UU
lQxlPr
U 

 



1
1
0
1
0
..
1
..

28. 9/16/202028
PP nµy dïng ®Ó chän tiÕt diÖn d©y dÉn líi h¹ ¸p c«ng nghiÖp vµ sinh
ho¹t ®« thÞ.
Tr×nh tù c¸c bíc chän tiÕt diÖn theo ph¬ng ph¸p nµy nh sau:
- Bíc 1: X¸c ®Þnh dßng ®iÖn tÝnh to¸n mµ ®êng d©y ph¶i t¶i Itt;
- Bíc 2: Lùa chän lo¹i d©y, tiÕt diÖn d©y theo biÓu thøc:
k1k2Icp  Itt
Trong ®ã: k1- hÖ sè hiÖu chØnh nhiÖt ®é, øng víi m«i trêng ®Æt d©y, c¸p;
k2- hÖ sè hiÖu chØnh nhiÖt ®é, kÓ ®Õn sè lîng d©y hoÆc c¸p ®i chung mét
r·nh; k1 vµ k2 tra trong phô lôc.
Icp- dßng ®iÖn l©u dµi cho phÐp øng víi tiÕt diÖn d©y hoÆc c¸p ®Þnh chän
(tra b¶ng)
3. Chän tiÕt diÖn d©y dÉn theo dßng ph¸t nãng cho phÐp

29. 9/16/202029
3. Chän tiÕt diÖn d©y dÉn theo dßng ph¸t nãng cho phÐp
- Bíc 3: KiÓm tra l¹i:
* Theo ®iÒu kiÖn kÕt hîp víi thiÕt bÞ b¶o vÖ:
+ NÕu b¶o vÖ b»ng cÇu ch×:

 dc
cp21
I
Ikk
(§èi víi m¹ch ®énh lùc  = 3; cßn m¹ch ¸nh s¸ng sinh ho¹t  = 0,3)
+ NÕu b¶o vÖ b»ng ATM:
5,1
I
Ikk;
5,4
I
Ikk kdnh
cp21
kddt
cp21 
Ikddt - dßng ®iÖn khëi ®éng ®iÖn tõ cña ATM (dßng chØnh ®Þnh c¾t
ng¾n m¹ch)
Ikdnh - dßng ®iÖn khëi ®éng nhiÖt cña ATM (dßng chØnh ®Þnh c¾t qu¸
t¶i cña r¬ le nhiÖt)

30. 9/16/202030
* Theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt dßng ng¾n m¹ch:
3. Chän tiÕt diÖn d©y dÉn theo dßng ph¸t nãng cho phÐp
qdch tI.F 
Trong ®ã:
-hÖ sè phô thuéc vËt liÖu lµm dd, cu = 6; Al = 11
tq® = tN = (0,5-1)s
* Theo ®iÒu kiÖn tæn thÊt ®iÖn ¸p:
Umax  Ucp = 5%U®m

31. Bài tập