BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN KỸ THUẬT



BÁO CÁO
ĐỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN
TRẠM BIẾN ÁP 220/110/22 kV
Chuyên ngành:

Điện công nghiệp

Giảng viên hướng dẫn : Đoàn Thị Bằng
Sinh viên thực hiện

: Lê Thảo Uyên

Lớp

: 14DDC03

MSSV

: 1411020180
TP. Hồ Chí Minh, 11/2017


ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP

Ghi chú: Mỗi sinh viên một phiếu, GVHD ghi rõ tên đề tài và nhiệm vụ của từng sinh
viên
TP. HCM, ngày … tháng … năm 20…
Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)


ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP

GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP
Họ và tên SV: Lê Thảo Uyên
MSSV:1411020180 ; Lớp: 14DDC03
Tuần
1
Từ:02/10
Đến:8/10/17

Nội dung hướng dẫn
- Giao đề tài: Thiết kế trạm
220/110/22kV.Chương 1: Cân
bằng công suất phụ tải. Chương
2: Sơ đồ cấu trúc trạm biến áp.

2
- Chương 3: Chọn MBA điện
Từ:09/10.
lực.

Từ:….....
Đến:…...
10
Từ:….....
Đến:…...

- Chương 9: Tính toán kinh tế-kỹ
thuật, quyết địnhq phương án
thiết kê.
- chương 10: Tính toán chống sét
và nối đất cho trạm

phần dẫn điện
- Chương 8: Thiết kế phần tự
dùng của MBA

Tình hình sinh viên thực hiện

Ghi chú


ĐỒ ÁN TRẠM BIẾN ÁP

GVHD: ĐOÀN THỊ BẰNG

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
THỰC HIỆN ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN)
4.

1) .....................................................................................................................................
2) .....................................................................................................................................
3) .....................................................................................................................................
Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../………
TP. HCM, ngày … tháng … năm ……….
Giảng viên hướng dẫn chính


LỜI MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài:
Ngày nay, trong xu thế hội nhập quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa được
phát triển rất mạnh mẽ. Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được rất nhiều các
thành tựu to lớn, tiền đề cơ bản để đưa đất nước bước vào thời kì mới thời kì công
nghiệp hóa, hiện đại hóa. Trong quá trình đó thì ngành điện đã đóng một vai trò hết
sức quan trọng, là then chốt, là điều kiện không thể thiếu của ngành sản xuất công
nghiệp. Ngoài sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội của người dân
càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện của các ngành công nông nghiệp và dịch
vụ tăng lên không ngừng theo từng năm, nhu cầu đó không chỉ đòi hỏi về số lượng
mà còn phải đảm bảo chất lượng điện năng. Để đảm bảo cho nhu cầu đó chúng ta
cần phải thiết kế một hệ thống cung cấp điện đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật, an toàn,
tin cậy và phù hợp với mức độ sử dụng. Do đó đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện
là yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành điện công nghiệp.
Đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu biệt thự” là một bước làm
quen của sinh viên ngành điện công nghiệp về lĩnh vực thiết kế cung cấp điện. Vì nó
là một đề tài mới và còn khá nhiều vấn đề phức tạp trong quá trình thiết kế. Sau một
thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy, đến nay, về cơ bản em đã hoàn
thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để đồ án này
được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng

Ngoài ra, còn được hỗ trợ từ phần mềm chuyên ngành như: AutoCAD,
DIALux…
6. Các kết quả đạt được của đề tài:
- Độ tin cậy cấp điện: đảm bảo được cung cấp điện liên tục nhờ sử dụng máy phát
điện.
- Chất lượng điện năng: tần số ổn định và điện áp có độ lệch điện áp nằm trong
phạm vi ±5% Uđm.
- An toàn điện: có tính an toàn cao cho người vận hành, người sử dụng thiết bị và
cho

toàn

bộ

công

trình.

6


7. Kết cấu đồ án:
Đồ án này gồm 5 chương:
- Chương 1: Tính toán nhu cầu phụ tải
- Chương 2: Thiết kế trạm biến áp
- Chương 3: Thiết kế chiếu sang
- Chương 4: Lựa chọn dây đẫn và CB
- Chương 5: Thiết kế nối đất – Chọn hệ thống nguồn

7

cư... qua các đường dây phân phối.
1.2.3. Theo cấu trúc:
- Trạm ngoài trời: phù hợp với các trạm khu vự và trạm địa phương có công suất
lớn.
- Trạm trong nhà: phù hợp với các trạm địa phương và các nhà máy có công suất
nhỏ.
1.3.

Các thiết bị chính trong trạm biến áp:
- Máy biến áp trung tâm (MBA): là thiết bị dùng để truyền tải điện năng từ cấp
điện áp này đến cấp điện áp khác.
8


- Máy biến dòng: dùng để biến đổi dòng điện ở phía sơ cấp về một giá trị dòng điện

thích hợp ở đầu ra phía thứ cấp. Các loại biến dòng: máy biến dòng kiểu một
vòng quấn, máy biến dòng kiểu bậc cấp, máy biến dòng thứ tự không, máy biến
dòng kiểu bù, máy biến dòng kiểu lắp sẵn.
- Máy biến áp đo lường (BU): dùng biến đổi điện áp về cấp điện áp tương ứng với
thiết bị đo lường tự động.
- Dao cách ly (CL): nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra khoảng hở cách
điện trông thấy được giữa bộ phận đang mang điện và bộ phận cắt điện. Dao
cách ly chỉ để đóng cắt khi không có dòng điện. Dao cách ly được chế tạo với
nhiều cấp điện áp khác nhau: 1 pha hay 3 pha, lắp đặt trong nhà và ngoài trời.
- Máy cắt (MC): là thiết bị đóng cắt mạch điện cao áp (trên 1kV). Ngoài nhiệm vụ
đóng cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành, máy cắt còn có chức
năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện. Các loại máy
cắt: máy cắt ít dầu, máy cắt nhiều dầu, máy cắt không khí, máy cắt chân không,
máy cắt tự sinh khí, máy cắt điện từ.

o Vốn đầu tư thấp.
o An toàn cho người và thiết bị.
o Thận tiện sữa chữa, vận hành.
o Có tính khả thi.
- Tuy nhiên những yêu cầu trên thường mâu thuẫn với nhau. Do đó, khi thiết kế cần
kết hợp hài hòa từng yêu cầu để tạo ra phương án tối ưu.

Thiết kế trạm biến áp 220/110/22kV với các thông số sau:
1, Điện áp hệ thống:
UHT = 220kV, số đường dây là 2.
SHT= 8000 ( MVA); xht = 0,4 ()
2, Các phụ tải ở cấp điện áp:
2.1: Phụ tải ở 220kV:
- Có 2 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85
- Công suất: Smax = 80 x 1,1 = 88 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 220kV như hình 1.1

10


2.2: Phụ tải ở 110kV:
- Có 4 đường dây, hệ số công suất cos = 0,8
- Công suất: Smax = 60 x 1,35 = 81 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 110kV như hình 1.2

2.3: Phụ tải ở 22kV:
- Có 6 đường dây, hệ số công suất cos = 0,85
- Công suất: Smax = 40 x 1,25 = 50 ( MVA )
- Đồ thị phụ tải ở cấp 22kV như hình 1.3


S
1,15

L
T
1,1

M
U
1,25

N
V
1,3

O
X
1,35

P
Y
1,4

Q
1,45

Ví dụ bạn Lê Thảo Uyên sẽ có thông số
a=1,1 ( Vì tương ứng với hệ số của chữ đầu trong họ là L) ;
b=1,35 ( Vì tương ứng với hệ số của chữ thứ 2 trong họ là E);
c=1,25 ( Vì tương ứng với hệ số của chữ chữ đầu trong tên là U)


0..................2

44

37,4

23,17

50

2..................4

52,8

44,88

27,81

60

4..................6

70,4

59,84

37,08

80


12..................14

88

74,8

46,35

100

14..................16

88

74,8

46,35

100

16..................18

70,4

59,84

37,08

80


13


2.2.2. Đồ thị phụ tải của cấp 110kV:

Hình 2.2: Đồ thị phụ tải của cấp 110kV
Sau khi tính ta được bảng thông số sau cho cấp 110kV:
Thời gian (h)

Công suất phụ tải

Từ..................đến

S (MVA)

P (MW)

Q (MVAr)

%

0..................2

37,5

30

22,5


80

8..................10

75

60

45

100

10..................12

75

60

45

100

12..................14

67,5

54

40,5


80

20..................22

52,5

42

31,5

70

22..................24

37,5

30

22,5

50

14


2.2.3. Đồ thị phụ tải của cấp 22kV:

Hình 2.3: Đồ thị phụ tải của cấp 22kV
Sau khi tính ta được bảng thông số sau cho cấp 22kV:
Thời gian (h)


60

4..................6

27,6

23,46

14,54

60

6..................8

36,8

31,28

19,38

80

8..................10

41,4

35,19

21,81


100

16..................18

41,4

35,19

21,81

90

18..................20

41,4

35,19

21,81

90

20..................22

32,2

27,37

16,96

2.3.2. Sơ đồ nguyên lý có dùng ATS:

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý dùng ATS

16


CHƯƠNG 3 : SƠ ĐỒ CẤU TRÚC TRẠM BIẾN ÁP
I.

Giớ thiệu sơ đồ cấu trúc.
 Sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và hệ
thống điện.
 Đối với trạm biến áp nguồn thường là các đường dây cung cấp từ hệ thống đến trạm
biến áp, có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp cho các phụ tải mà trạm biến áp đảm nhận.
 Khi thiết kế trạm biến áp, sơ đồ cấu trúc là phần quan trọng có ảnh hưởng quyết
định đến toàn thiết kế.
 Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc:
❖ Có tính khả thi: tức là có thể chọn được tất cả các thiết bi chính như:
máy biến áp, máy cắt... cũng có khả năng thi công, xây lắp và vận
hành trạm.
❖ Đảm bảo tính liên tục chặt chẽ giữa các cấp điện áp, đặc biệt với . hệ
thống khi bình thường cũng như cưỡng bức (có một phần tử
không làm việc).
❖ Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải
qua hai máy biến áp không cần thiết.
❖ Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt.
❖ Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc
đã chọn.
 Khi thiết kế trạm biến áp ta đưa ra nhiều phương án khả thi trên cơ sở phân tích

 Trọng lượng, kích thước bé hơn dùng máy biến áp ba cuộn dây.

18


Uc=220 kV

Uh=22 kV

Ut=110 kV

Utd=0.4 kV

Hình 3.1


Khuyết điểm:


Khó chọn máy biến áp có công suất phù họp.



Công suất lớn kéo theo kích thước và trọng lượng máy biến áp lớn có thể gặp khó
khăn khi vận chuyển và lắp đặt.



Do mạng cao áp và trung áp trực tiếp nối đất và có sự liên hệ về điện giữa cuộn cao
và cuộn trung trong máy biến áp nên phải có chống sét van bố trí ở đầu vào ra máy

21


Uc=220 kV

Ut=110 kV

Uh=22 kV

Utd=0.4 kV

Hình 3.2
3.

Phương án 3: Dùng hai máy biến áp hai cuộn dây 220/110 kVvà hai máy biến áp hai cuộn
dây 220/22 kV

-

-

ưu điểm:


Độ tin cậy cao. o Đảm bảo cung cấp điện liên tục. o Cấu trúc rõ ràng.



Phụ tải mỗi cấp chỉ qua một lần máy biến áp.



Phương án 4: Sử dụng hai máy biến áp tự ngẫu 3 cuộn dây để tải công suất từ điện áp cao

sang trung và sử dụng máy biến áp 2 cuộn dây để tải điện áp trung sang hạ.

-

ưu điểm:
 Độ tin cậy cao.
 Đảm bảo cung cấp điện liên tục.
 Sơ đồ cấu trúc rõ ràng,
 Tách máy biến áp thành hai phần riêng biệt.

-

Khuyết điểm:
 Số lượng máy biến áp nhiều.
 Vốn đầu tư lớn.


Tổn thất điện.
23


Uc=220 kV

Ut=110 kV

Uh=22 kV


các máy phát điện đến hộ tiêu thụ. Vì vậy tổng công suất máy biến áp trong hệ
thống điện có thể bằng 4 đến 5 lần tổng công suất của máy phát điện.
- Mặc dù hiệu suất của các máy biến áp tương đối cao nhưng tổn thất qua máy biến
áp hằng năm vẫn rất lớn.
4.1.1. Khi sử dụng máy biến áp cần lưu ý các đặc điểm sau:
- Máy biến áp là thiết bị không phát ra điện năng mà chỉ truyền tải điện năng.
Trong hệ thống điện chỉ có máy phát điện mới phát ra công suất tác dụng p và
công suất phản kháng Q.
-

-

Máy biến áp thường chế tạo thành một khối tại nhà máy, phần có thể tháo rời ra
trong khi chuyên chở chiếm tỉ lệ rất nhỏ (khoảng 10%) cho nên trọng lượng kích
thước chuyên chở rất lớn. Vì vậy khi sử dụng cần chú ý phương tiện và khả năng
chuyên chở khi xây lắp.
Tiến bộ khoa học về chế tạo (chủ yếu về vật liệu cách điện, thép từ) tiến bộ rất
nhanh, cho nên các máy biến áp chế tạo càng về sau kích thước, trọng lượng, tốn
hao và cả giá thành đều bé hơn. Cho nên khi chọn công suất máy biến áp cần tính
đến khả năng tận dụng tối đa (xét khả năng quá tải cho phép) tránh sự vận hành

-

-

non tải máy biến áp đưa đến tổn hao không tải lớn, kéo dài thời gian sử dụng
không cần thiết.
Tuổi thọ và khả năng tải của máy biến áp chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ khi vận
hành. Nhiệt độ các phần của máy biến áp không chỉ phụ thuộc vào công suất qua
máy biến áp mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh và phương