GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Điện năng là nguồn năng lượng chính trong đời sống sinh hoạt cũng như trong quá trình
sản xuất. Sự phát triển của kinh tế - xã hội đi đôi với việc phát triển mạng lưới điện và thậm
chí là phải đi trước một bước. Quá trình xây dựng, phát triển và hoàn thiện hệ thống điện
chiếm một vị trí quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Thiết
kế mạng điện và trạm biến áp là vấn đề rất quan trọng trong hệ thống điện, đòi hỏi người thiết
kế không những phải nắm vững các kiến thức cơ bản về điện đã học mà còn phải nổ lực
nghiên cứu các vấn đề có liên quan như: sự phát triển kinh tế, phát triển dân cư, vị trí địa lý,
đặc điểm xã hội và phương thức vận hành sao cho hiệu quả nhất… Nhận thấy tầm quang
trọng của việc thiết kế và vận hành hệ thống điện nên em đã chọn đề tài “ THIẾT KẾ
TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV VÀ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI ” .
Đề tài “THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 110/22 kV VÀ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI”
nhằm mục đích tìm hiểu về cách thức xây dựng, lắp đặt một trạm biến áp đồng thời tìm hiểu
thêm về một số thiết bị hiện nay đang sử dụng rộng rãi trong hệ thống cung cấp điện. Nội
dung đề tài gồm có 2 phần :
Phần I: Thiết kế trạm biến áp 110/22 kV
Xây dựng đồ thị phụ tải ở các cấp điện áp-Chọn phương án sơ đồ trạm-Tính toán ngắn mạch-
Chọn khí cụ điện và các phần tử dẫn điện-Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt, tính toán vận
hành đường dây và trạm.
Phần II: Thiết kế đường dây phân phối
Chọn dây dẫn-Các chỉ tiêu kinh tế-Bù công suất kháng-Tính ngắn mạch và phối hợp bảo vệ-
Thiết kế trạm phân phối 22/0,4 kV.


kháng 142
H.9.1: Sơ đồ đường dây chính và trạm phân phối 165
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang iv

H.9.2: Sơ đồ đường dây và trạm phân phối lúc phụ tải min có bù công suất phản
kháng 168
H.9.3: Sơ đồ đường dây và trạm phân phối lúc phụ tải min có bù công suất phản
kháng 173
H.10.1: Sơ đồ tính ngắn mạch tại các nút 194
H.10.2: Sơ đồ tổng kết kết quả tính ngắn mạch tại các nút 209
H.10.3: Đặc tính cầu chì 211
H.11.1: Sơ đồ ngắn mạch tại các nút 213
H.12.1: Đồ thị phụ tải phía hạ áp 236
H.12.2: Sơ đồ nguyên lý biến áp > 300 kVA, đo đếm trung thế 240
H.12.3: Sơ đồ thay thế để tính toán ngắn mạch 241
H.12.4: Hình vẽ mặt trước và mặt bên trạm giàn, công suất ≤ 400 kVA
đo đếm trung thế 247
H.13.1: Sơ đồ đường dây và trạm khi chưa đặt FCO và dao cách ly phân đoạn 251
H.13.2: Sơ đồ đường dây và trạm khi đặt FCO tại các mạch nhánh MBA 253
H.13.2: Sơ đồ đường dây và trạm khi đặt FCO tại các mạch nhánh MBA
và dao cách ly phân đoạn 261

GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang vi

III. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 30
IV. DÒNG ĐIỆN BÌNH THƯỜNG VÀ DÒNG ĐIỆN CƯỠNG BỨC 30
CHƯƠNG 4: CHỌN KHÍ CỤ VÀ CÁC PHẦN TỬ DẪN ĐIỆN 33
I. GIỚI THIỆU 33
II. CHỌN KHÍ CỤ VÀ CÁC PHẦN TỬ DẪN DIỆN PHÍA 110 KV 37
III. CHỌN KHÍ CỤ VÀ CÁC PHẦN TỬ DẪN ĐIỆN PHÍA 22 KV 45
IV. TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP TỰ DÙNG 57
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ VẬN HÀNH ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM 60
I. MỞ ĐẦU 60
II. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MAX BẰNG CHƯƠNG
TRÌNH TÍNH 63
III. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM LÚC PHỤ TẢI MAX BẰNG PHƯƠNG PHÁP
TÍNH TAY 65
IV. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC BÌNH THƯỜNG MAX 68
V. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY
BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 78
VI. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY, CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP 79
VII. TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ MỘT MÁY BIẾN
ÁP BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 85
VIII. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM LÚC PHỤ TẢI MAX, SỰ CỐ MỘT MBA
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY 86
IX. CHỌN ĐẦU PHÂN ÁP LÚC SỰ CỐ MÁY BIẾN ÁP 90
PHẦN 2: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI 105
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY CHÍNH VÀ CHỌN CÔNG SUẤT
MÁY BIẾN ÁP PHÂN PHỐI 106
I. MỞ ĐẦU 106
II. CHỌN TIẾT DIỆN CHO ĐƯỜNG DÂY CHÍNH 108

CHƯƠNG 10: TÍNH NGẮN MẠCH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH 193
I. MỞ ĐẦU 194
II. TÍNH NGẮN MẠCH VỚI Z
F
= 0 194
III. TÍNH NGẮN MẠCH VỚI ZF = 10 Ω = 2,066 PU 202
IV. TỔNG KẾT KẾT QUẢ TÍNH NGẮN MẠCH 209
V. CHỌN CHÌ FCO BẢO VỆ ĐƯỜNG NHÁNH RẼ VÀ MÁY BIẾN ÁP 209
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang ix CHƯƠNG 11: TÍNH NGẮN MẠCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY
212
I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 212
II. TÍNH NGẮN MẠCH NÚT 1 ĐẦU ĐƯỜNG DÂY 213
III. TÍNH NGẮN MẠCH NÚT CUỐI ĐƯỜNG DÂY 220
IV. TÍNH NGẮN MẠCH NÚT HẠ ÁP MÁY BIẾN ÁP CUỐI ĐƯỜNG DÂY (NÚT 19)
226
CHƯƠNG 12: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN PHỐI HẠ ÁP 22/0,4 KV .
233
I. SỐ LIỆU BAN ĐẦU 233
II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI VÀ CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP 234
III. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ TÌNH TRẠNG ĐIỆN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP
237
IV. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRẠM 239
V. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 241
VI. CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ CÁP 243

7
8
9
10
11
12
%


30
30
30
30
40
50
60
60
60
60
70
70

Giờ
13
14
15
16
17
18
19

GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN
SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 2

- Chọn dây cho các đường cao áp, trung áp, lộ ra hạ áp, các dây dẫn trong trạm.
- Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt.
- Tính toán vận hành đường dây và trạm.

GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN
SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 3

SỐ LIỆU BAN ĐẦU:
- Điện áp phía cao áp: 

 
- Điện áp phía hạ áp: 

 
- Công suất ngắn mạch phía hệ thống: 10000 MVA
- Số đường dây cao áp nối với hệ thống: 2 đường
- Chiều dài đường dây: 

 
- Số đường dây xuất phát từ thanh cái hạ áp: 6 đường
- Tổng công suất các đường dây hạ áp: 28 MW với hệ số công suất 0,8
- Thông số phụ tải phía điện hạ áp:

Giờ
1

15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
%


60
60
60
70
80
80
100
100
60
40
40
30
- Công suất tự dùng: 0,4 MVA
- Công suất cơ bản: 100 MVA
- Điện áp trung bình phía cao: 110 kV
- Điện áp trung bình phía hạ: 22 kV


2
ta có trạm biến áp tăng áp. Điện áp định
mức sơ cấp của các máy biến áp U
1đm
được chọn bằng điện áp định mức của
mạng điện tương ứng . Điện áp định mức thứ cấp U
2đm
của các máy biến áp
thường được chọn bằng 1,05 đến 1,1 điện áp định mức của mạng điện tương ứng .
Trạm biến áp tăng áp làm nhiện vụ truyền tải điện năng từ lưới điện có điện áp
thấp lên lưới điện có điện áp cao hơn, phục vụ cho việc truyền tải điện đến các hộ
tiêu thụ ở xa. Người ta thường gặp các trạm biến áp tăng áp trong các nhà máy
điện, làm nhiệm vụ truyền tải điện năng ở điện áp máy phát lên điện áp cao để
truyền tải công suất của nhà máy điện vào hệ thống điện hoặc đến các phụ tải ở xa
nhà máy. Công suất cuả máy biến áp, số lượng và chuẩn loại của nó phụ thuộc
công suất cần truyền tải, số cấp điện áp và chế độ làm việc của điểm trung tính
của các lưới điện ở phía thứ cấp của trạm.
Trạm biến áp hạ áp làm nhiệm vụ truyền tải điện năng từ lưới điện có điện áp
cao sang lưới điện có điện áp thấp, phục vụ cho việc phân phối và tiêu thụ năng
lượng điện. Trạm hạ áp được sử dụng rất nhiều trong các mạng điện và hộ tiêu thụ.
 Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp điện áp sau đây :
- Cấp cao áp :
 500 kV dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền Bắc, Trung, Nam.
 220 kV dùng cho mạng điện khu vực.
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM CHỌN MBA

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 5

 110 kV dùng cho mạng điện phân phối.

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 6

Cấp điện áp tính toán của đường dây được tính theo công thức kinh nghiệm
Still:




 

  

Vậy chọn cấp điện áp tải điện 110 kV.
2. Các phương án sơ đồ trạm
a. Tổng quát về sơ đồ cấu trúc trạm biến áp
Sơ đồ cấu trúc là sơ đồ liên lạc giữa các phần tử có cấp điện áp khác nhau, diễn
tả mối liên hệ giữa nguồn và tải.
Chọn sơ đồ cấu trúc là một vấn đề quan trọng vì nó ảnh hưởng nhiều đến tính
liên tục, an toàn cho phụ tải.
b. Yêu cầu của sơ đồ trạm
- Tính kinh tế.
- Tính khả thi.
- Đảm bảo độ tin cậy và an toàn.
- Tính linh hoạt.
- Tính phát triển và hiện đại.
c. Các phương án lựa chọn
 Phương án 1: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 110/22 kV là phương án được
sử dụng nhiều vì tính đảm bảo liên tục cấp điện cao.
 Ưu điểm:

- Diện tích xây lắp lớn.

H.1.2: Sơ đồ phương án ba máy biến áp

III. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHƯƠNG ÁN 1:
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM CHỌN MBA

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 9 H.1.3: Sơ đồ trạm biến áp sử dụng hai MBA 25 MVA
1. Xây dựng đồ thị phụ tải
Thông số phụ tải hạ áp:

Giờ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
P(MW)
8,4

17,9
21,4
21,4
21,4
21,4
24,9
24,9

Giờ
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM CHỌN MBA

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 10

P(MW)
16,8
16,8
16,8

35,4
21,4
14,4
14,4
10,9

H.1.4: Đồ thị phụ tải phía 22 kV
- Tính 

và 

phía hạ

Giờ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
S(MVA)
10,9
10,9
10,9
10,9
14,4
17,9

24,9
24,9
21,4
21,4
21,4
24,9
28,4
28,4





457,96
620,01
620,01
457,96
457,96
457,96
620,01
806,56
806,56
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM CHỌN MBA

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 11
Giờ





11179,689

- Thời gian sử dụng công suất cực đại 

phía hạ:


















- Thời gian tổn thất công suất cực đại 

phía hạ:






- Ta chọn máy biến áp có số liệu sau:
- Công suất định mức: 25 MVA
- Công suất ngắn mạch: 63 kW
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM CHỌN MBA

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 12

- Phần trăm điện áp ngắn mạch 

: 9,5%
- Tổn hao không tải: 24 kW
Chọn MBA theo PL4.7 sách HDDAMHD1 Thiết Kế Mạng Điện của thầy Hồ Văn
Hiến trang 135.
3. Kiểm tra quá tải sự cố

H.1.5: Đồ thị phụ tải phía 22 kV
- Hệ số 

trước quá tải 10 giờ:

Giờ




0,996000
0,992016
13
0,856000
0,732736
14
0,856000
0,732736
15
0,856000
0,732736
16
0,996000
0,992016


















21
0,856000
0,732736
22
0,576000
0,331776
23
0,576000
0,331776
24
0,436000
0,190096
1
0,436000
0,190096
2
0,436000
0,190096
3
0,436000
0,190096
4
0,436000
0,190096
5
0,576000
0,331776
6
0,716000







: là khoảng thời gian 10h sau quá tải.
- Hệ số 

lúc quá tải:
Giờ












17
1.136000
1,290496
18
1,136000
1,290496
19

- Tổn thất điện năng trong trạm trong một năm:


  













  








- Tính tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải:


  






1
0,436000
0,190096
2
0,436000
0,190096
3
0,436000
0,190096
4
0,436000
0,190096
5
0,576000
0,331776
6
0,716000
0,512656
7
0,856000
0,732736
8
0,856000
0,732736
9

1,416000
2,005056
20
1,416000
2,005056
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM CHỌN MBA

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 16

21
0,856000
0,732736
22
0,576000
0,331776
23
0,576000
0,331776
24
0,436000
0,190096













 



Kết luận: Tổn thất điện năng theo thời gian đặc trưng và theo đồ thị phụ tải là phù hợp.

IV. CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHƯƠNG ÁN 2
GVHD: TS.HỒ VĂN HIẾN CÁC PHƯƠNG ÁN SƠ ĐỒ TRẠM CHỌN MBA

SVTH: VI VĂN PHÚC
MSSV: 40902021 Trang 17 H.1.6: Sơ đồ trạm biến áp sử dụng 3 MBA 12,5 MVA
1. Xây dựng đồ thị phụ tải
- Thông số phụ tải hạ áp:
Giờ
1
2
3
4
5
6
7
8
9

10,9
10,9
10,9
10,9
14,4
17,9
21,4
21,4
21,4
21,4
24,9
24,9

Giờ
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
P(MW)
16,8
16,8
16,8

21,4
24,9
28,4
28,4
35,4
35,4
21,4
14,4
14,4
10,9 H.1.7: Đồ thị phụ tải phía 22 kV
2. Sơ bộ chọn công suất máy biến áp
- Công suất định mức tính toán:










- Chọn máy biến áp có số liệu sau:
- Công suất định mức: 12,5 MVA
- Tổn thất ngắn mạch: 45 kW
- Phần trăm điện áp ngắn mạch 
