Thời điểm hiện tại các nguồn điện trong khu vực vẫn đảm bảo độ tin cậy trong cung cấp điện, đáp ứng được nhu cầu phát triển của phụ tải trong tương lai. Đảm bảo độ an toàn trong vận hành và đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật của lưới điện Thành phố Hồ Chí Minh.
Việc đầu tiên chúng ta cần quan tâm đến trước khi lắp đặt trạm biến áp là xác định trung tâm phụ tải và vị trí lắp đặt trạm biến áp. Lựa chọn vị trí thi công trạm biến áp và tính toán chính xác trung tâm phụ tải. Sao cho nằm trung tâm của phụ tải nhằm hạn chế sụt áp, tiết kiệm dây dẫn và tổn hao công suất của mạng điện. Đặc biệt cần phải đảm bảo tính mỹ quan công nghiệp. Ngoài ra cần đảm bảo hành lang an toàn điện đường dây và gần lưới điện lực. Đáp ứng vị trí đặt trạm biến áp không làm ảnh hưởng tới quy hoạch xây dựng nhà xưởng và các công trình khác.
Phương án cấp điện là vấn đề rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến vận hành khai thác và phát huy hiệu quả cấp điện. Để cấp điện an toàn phải tuân theo các điều kiện sau:
- Đảm bảo chất lượng điện năng
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp ddienj về tính liên tục phù hợp với yêu cầu của phụ tải
- Thuận lợi cho việc lắp ráp, vận hành, sửa chữa cũng như phát triển phụ tải - An toàn cho người vận hành và máy móc
Phụ tải của 1.005 căn hộ chung cư và các phụ tải công cộng bên trong khu Chung cư A1 (Khối D, E, F) được cấp nguồn bởi trạm biến áp chuyên dùng xây dựng mới vì vậy nhóm phụ tải này không ảnh hưởng lớn đến tình hình phụ tải chung của khu vực.
Hình 2. 1 Trạm biến áp
Trạm biến áp xây dựng mới này sẽ cung cấp điện cho các hộ dân cư bên trong dự án, đây là khu vực dân cư ổn định trong tương lai và không phát triển đáng kể vì vậy không có sự gia tăng nhu cầu phụ tải lớn.
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất trong hệ thống cung cấp điện. Là nơi biến đổi điện áp từ cấp này sáng cấp khác để phù hợp với yêu cầu sử dụng. Dung lượng của máy biến áp, vị trí đặt số lượng và phương án vận hành máy biến áp là những yếu tố ảnh hưởng rất lớn về chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật của hệ thống cung cấp điện. Dung lượng và các tham số của mấy biến áp còn phụ thuộc vào tải của nó, tần số và các cấp điện áp của
mạng, phương thức vận hành của máy biến áp. Thông số quan trọng của thiết bị điện và máy biến áp trong trạm biến áp là điện áp định mức.
2.2Giải pháp kỹ thuật công trình. 2.2.1 Lựa chọn cấp điện áp
Phụ tải là số liệu ban đầu, để giải quyết những vấn đề tổng hợp về kinh tế, kỹ thuật phức tạp xuất hiện khi thiết kế cung cấp điện, xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra các phần tử mang điện và biến áp theo phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế. Tính toán độ lệch và dao động điện áp lựa chọn thiết bị bù, thiết bị bảo vệ,...
- Để truyền tải công suất điện lớn từ đường dây trung thế đến nơi tiêu thụ, thì giải pháp giảm điện áp để phù hợp với công suất thông số các thiết bị sử dụng.
- Lượng công suất tải truyền càng lớn thì trạm càng lớn.
- Trạm biến áp gồm có tủ trung thế, máy biến áp, tủ phân phối, máy phát điện, tủ hòa đồng bộ, hệ thống dây cáp điện.
- Trạm biến áp phân phối: Nhận điện áp 22kV biến đổi thành điện áp 0,4kV, đây là trạm biến áp được dùng trong mạng hạ áp 22/0,4kV.
- Gồm các máy biến áp có cấp điện áp sơ/thứ cấp: 22/0,4kV.
Để phù hợp với điều kiện “Quy hoạch phát triển Điện lực Quận Tân Phú”, phù hợp với lưới điện hiện hữu hiện nay của Công ty Điện lực Tân Phú, phù hợp với quy hoạch và phát triển lưới điện thành phố trong tương lai cũng như việc đấu nối vào tuyến dây hiện hữu, công trình chọn cấp điện áp 22/0,4kV.
2.2.2 Lựa chọn giải pháp kỹ thuật
2.2.2.1 Phần lưới trung thế.
Tủ RMU trung thế là thiết bị điện hợp bộ với chức năng kết nối, đo lường và tích hợp máy cắt loại cố định với chức năng bảo vệ máy biến áp.
Tủ RMU có kích thước nhỏ, độ tin cậy cao, an toàn, dễ bảo dưỡng, dễ thay thế và mở rộng. Tùy thuộc vào yêu cầu, RMU có sẵn các loại điện áp khác nhau phù hợp để lắp đặt cả trong nhà lẫn ngoài trời.
Hình 2. 2 Tủ điện RMU trung thế
Cấu tạo tủ RMU:
Tủ RMU được kết nối bởi các ngăn cáp đầu ra, đầu vào bằng cầu dao cách ly và ngăn cáp ra máy biến áp sử dụng cầu dao phụ tải kết hợp cầu chì bảo vệ.
Phần tử đóng cắt bao gồm dao cắt tải, máy cắt và dao nối đất, thanh cái và các đầu đấu. Các phần tử được đặt trong bình khí SF6 (cấu tạo bằng chất đặc biệt bền bỉ với môi trường như bụi bẩn, dầu mỡ, không rỉ sét).
Tủ RMU được phân chia và kết nối với nhau bằng những ngăn riêng biệt, với các quy chuẩn RMU 2 ngăn, 4 ngăn, 6 ngăn tùy theo yêu cầu của người dùng với chức năng.
Trước đây, hầu hết sơ đồ bảo vệ cho máy biến áp trung/hạ thế trong lưới phân phối đều sử dụng phổ biến dao cắt kết hợp cầu chì. Đó là một giải pháp đơn giản và tiết kiệm chi phí. Mặt khác, máy cắt trước đây thường đắt tiền và được sử dụng trong các trạm cao/trung thế (HV/MV) thay vì trạm trung/ hạ thế (MV/LV).
Các chức năng thiết yếu của thiết bị đóng cắt là:
- Kiểm soát mạch: Nó điều khiển mạch để chuyển đổi chức năng. - Sự cách ly: Nó cách ly thiết bị lỗi với phần còn lại của mạch
- Sự bảo vệ: Nó bảo vệ mạch điện khỏi dòng sự cố đất, lỗi dòng ngắn mạch và quá tải.
Tủ điện RMU được sử dụng với nhiều vận dụng khác nhau trong hệ thống phân phối mạch vòng thứ cấp, có chức năng đóng cắt đầu vào cho các trạm biến áp, trạm biến thế hợp bộ…trong nhiều lĩnh vực ngành nghề. Ưu điểm tủ RMU:
- Tủ RMU là một giải pháp sáng tạo giúp dễ dàng quản lý nhiều thách thức trong phân phối điện. RMU là giải pháp tất cả trong một, thiết bị đóng cắt an toàn, dễ lắp đặt và bảo trì miễn phí, giúp các tiện ích nâng cao độ tin cậy và thời gian hoạt động của mạng và giảm chi phí vận hành.
- Giảm bảo trì và phụ tùng thay thế: Các loại rơle hiện nay hầu như không cần bảo trì, vì nó tích hợp các tính năng tự kiểm tra. Hơn nữa, có thể dễ dàng kiểm tra mạch bảo vệ trong giai đoạn thử nghiệm đưa vào vận hành với các thiết bị thí nghiệm đơn giản.
- Khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt tốt hơn: Máy cắt trong tủ RMU được đặt bên trong các buồng chứa đầy khí SF6, nên không bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường.
- Cải thiện khả năng bảo vệ đối với dòng từ hoá quá tải, dòng sự cố pha-pha và dòng chạm đất với cường độ bé.
- Phối hợp bảo vệ tốt hơn với các thiết bị bảo vệ trung thế khác và hạ thế. - Thiết kế nhỏ gọn giàu tính năng: Thiết bị chính vòng là Thiết bị đóng cắt nhỏ gọn cách điện SF6 được trang bị bộ ngắt kết nối Công tắc SF6 và bộ ngắt mạch chân không. Thiết kế nhỏ gọn của nó đòi hỏi ít không gian nhất có thể để cài đặt và vận hành.
- Tiết kiệm thời gian và chi phí : RMU là một thiết bị đóng cắt hoàn chỉnh và dễ lắp đặt, tiết kiệm thời gian lắp đặt và vận hành. Không phụ thuộc vào khí hậu và chịu được các điều kiện môi trường, chi phí vận hành và bảo trì của các tổ máy này cũng thấp.
- An toàn và Hiệu suất : Thiết kế nhỏ gọn hiện đại và công nghệ mới nhất của RMU đảm bảo hoàn toàn an toàn, kết nối, độ tin cậy và hiệu quả.
- Khả năng thông minh : Khi được trang bị các thiết bị điện tử thông minh và khả năng giao tiếp, RMU dễ dàng tích hợp với Hệ thống quản lý phân phối và trong việc xây dựng giải pháp Lưới thông minh.
- Tuổi thọ của thiết bị: > 20 năm.
- Hoạt động ổn định trong bất cứ điều kiện khí hậu khắc nghiệt nào -2500C ÷ +4000C
Tuyến dây cáp:
Kéo mới các tuyến cáp trung thế và phụ kiện, khối lượng cụ thể như sau: - 01 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ trạm ngắt số 3 đến tủ RMU-5 lắp mới, chiều dài đơn tuyến: 173m
- 01 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ tủ RMU-5 lắp mới đến vị trí cắt và đấu nối (hộp nối H3), chiều dài đơn tuyến: 174m
- 01 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ tủ RMU-5 lắp mới đến tủ RMU-6 lắp mới, chiều dài đơn tuyến: 192m
- 01 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ tủ RMU-6 lắp mới đến tủ RMU-4 lắp mới, chiều dài đơn tuyến: 107m
- 01 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ tủ RMU-4 lắp mới đến tủ RMU Chung cư A1-3 hiện hữu, chiều dài đơn tuyến: 221m
- 01 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ tủ RMU-4 lắp mới đến MBT T04 lắp mới, chiều dài đơn tuyến: 22m
- 01 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ tủ RMU-5 lắp mới đến MBT T05 lắp mới, chiều dài đơn tuyến: 25.5m
- 01 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ tủ RMU-6 lắp mới đến MBT T06 lắp mới, chiều dài đơn tuyến: 40m
- Hộp đầu cáp ngầm trung thế 3x240mm2: 15 hộp - Hộp nối cáp ngầm trung thế 3x240mm2: 01 hộp Hệ thống thang máng cáp trung thế:
Lắp mới các hệ thống thang máng cáp trung thế, khối lượng cụ thể như sau: - Thang cáp (500x100x2,0)mm: 281.5m
- Thang cáp (200x100x2,0)mm: 236m
- Co vuông 900 thang cáp (500x100x2,0)mm: 02 cái - Co vuông 900 thang cáp (200x100x2,0)mm: 04 cái - Co T thang cáp (500-500-500x100x2,0) mm: 03 cái - Co T thang cáp (500-500-200x100x2,0) mm: 06 cái
2.2.2.2 Phần trạm biến áp
Máy biến áp hay máy biến thế, gọi là biến áp, là thiết bị điện thực hiện truyền đưa năng lượng hoặc tín hiệu xoay chiều giữa các mạch điện thông qua cảm ứng điện từ.
Máy biến áp gồm có một cuộn dây sơ cấp và một hay nhiều cuộn dây thứ cấp liên kết qua trường điện từ. Khi đưa dòng điện với điện áp xác định vào cuộn sơ cấp, sẽ tạo ra trường điện từ. Theo định luật cảm ứng Faraday trường điện từ tạo ra dòng điện cảm ứng ở các cuộn thứ cấp. Máy biến áp biến đổi điện áp từ 22kV xuống 0,4kV.
Hình 2. 3 Máy biến áp
Máy biến áp lắp mới:
- Tổng công suất lắp đặt cấp nguồn cho Khối D, E, F là 6500kVA gồm 02 máy biến thế 2000kVA – 22/0,4kV và 01 máy 2500kVA – 22/0,4kV.
- Máy biến thế sử dựng trong công trình này là máy biến thế loại khô, lõi nhôm có vỏ bảo vệ bên ngoài.
- Máy biến thế được sử dụng phải có mức tổn hao phù hợp yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật vật tư thiết bị IEC, cụ thể tổn hao trong máy biến áp khô như sau:
- Công suất 2500kVA:
+ Tổn hao không tải tối đa (P0) : 4400 W
+ Tổn hao có tải tối đa ở 750C : 18000 W - Công suất 2000kVA:
+ Tổn hao không tải tối đa (P0) : 3900 W + Tổn hao có tải tối đa ở 750C : 15100 W Lựa chọn dây dẫn:
- Sử dụng 03 sợi cáp ngầm trung thế 24kV – 3C240mm2 từ 03 tủ RMU lắp mới đến 03 MBT lắp mới, chiều dài đơn tuyến: 87m
- Lắp mới 01 hệ thống Busway 4P+50%E 3500A từ MBT T04 đến tủ hạ thế tổng MSB4, với chiều dài đơn tuyến là.: 08m
- Lắp mới 01 hệ thống Busway 4P+50%E 4000A từ MBT T05 đến tủ hạ thế tổng MSB5, với chiều dài đơn tuyến là: 6.7m
- Lắp mới 01 hệ thống Busway 4P+50%E 3500A từ MBT T06 đến tủ hạ thế tổng MSB6, với chiều dài đơn tuyến là: 7.2m
Thiết bị đóng cắt trung thế.
Thiết bị sử dụng đóng cắt trung thế cho Khối D, E, F là các tủ RMU, các ngăn đóng cắt cho đầu cáp sử dụng loại tủ LBS 3P 24kV -630A 25kA/1s và ngăn đóng cắt cho máy biến thế sử dụng loại tủ máy cắt VCB 3P 24kV – 630A 25kA/1s, có cấp an toàn IAC – AFLR (không hạn chế tiếp cận tủ từ mặt trước, hai mặt bên và mặt sau), cụ thể số lượng như sau:
Hình 2. 4 Thiết bị đóng cắt trung thế
Tại trạm T04 (lắp đặt tại tầng hầm 1 – Khối D):
- Tủ LBS: 01 LBS 3P 24kV – 630A (25kA/1s): 02 ngăn - Tủ máy cắt: 01 VCB 3P 24kV – 630A (25kA/1s): 01 ngăn
Tại trạm T05 (lắp đặt tại tầng hầm 1 – Khối E):
- Tủ LBS: 01 LBS 3P 24kV – 630A (25kA/1s): 03 ngăn - Tủ máy cắt: 01 VCB 3P 24kV – 630A (25kA/1s): 01 ngăn
Tại trạm T06 (lắp đặt tại tầng hầm 1 – Khối F):
- Tủ LBS: 01 LBS 3P 24kV – 630A (25kA/1s) : 02 ngăn - Tủ máy cắt: 01 VCB 3P 24kV – 630A (25kA/1s) : 01 ngăn Thiết bị đóng cắt hạ thế.
Hình 2. 5 Thiết bị đóng cắt hạ thế
Lắp mới các vật tư thiết bị cho phòng hạ thế tổng tại tầng hầm 1 Khối D, E, F cụ thể:
Tại phòng tủ hạ thế tổng MSB4 – Khối D:
- Tủ hạ thế tổng MSB4 (ACB 4P 3500A – 1kV) + vỏ tủ: 01 tủ - Máy cắt hạ thế tổng ACB 4P 3500A – 1kV: 01 cái
- Máy cắt hạ thế MCCB 3P 630A – 1kV: 02 cái
(Dùng đóng cắt bảo vệ đầu nhánh cho 02 busway cấp nguồn phụ tải căn hộ Khối D từ tầng 1 đến tầng 8)
- Máy cắt hạ thế MCCB 3P 630A – 1kV đóng cắt busway tổng: 02 cái (Dùng đóng cắt bảo vệ đầu nhánh cho 02 busway cấp nguồn phụ tải căn hộ Khối D từ tầng 1 đến tầng 16)
- Máy cắt hạ thế ACB 4P 800A – 1kV: 02cái (Đóng cắt bảo vệ nhánh máy phát dự phòng G02)
- Máy cắt hạ thế ACB 4P 800A – 1kV: 01 cái
(Đóng cắt bảo vệ đầu nhánh cho các phụ tải công cộng) - Máy cắt hạ thế MCCB 3P 175A – 1kV: 01 cái (đóng cắt bảo vệ đầu nhánh cho Shophouse)
- Các MCCB 3 pha tổng các nhánh cấp nguồn cho các phụ tải tiện ích riêng lẻ khối căn hộ (Dùng đóng cắt bảo vệ cho các tủ nguồn cấp điện nhu
cầu tiện ích: thang máy dùng cho hộ dân, chiếu sáng, máy bơm nước, cứu hỏa, quạt tạo áp, dự phòng), tổng cộng 20 cái, cụ thể:
+ MCCB 3P 125A: 03 cái
+ MCCB 3P 100A (trong đó 01 cái dự phòng): 05 cái
+ MCCB 3P 80A: 01 cái + MCCB 3P 60A (dự phòng): 02 cái + MCCB 3P 50A: 01 cái + MCCB 3P 40A: 04 cái + MCCB 3P 32A: 04 cái Tại phòng tủ hạ thế tổng MSB5 – Khối E: - Tủ hạ thế tổng MSB5 (ACB 4P 4000A – 1kV) + vỏ tủ: 01 tủ - Máy cắt hạ thế tổng ACB 4P 4000A – 1kV: 01 cái
- Máy cắt hạ thế MCCB 3P 800A – 1kV: 02 cái
(Dùng đóng cắt bảo vệ đầu nhánh cho 02 busway cấp nguồn phụ tải căn hộ Khối E từ tầng 1 đến tầng 8)
- Máy cắt hạ thế MCCB 3P 800A – 1kV: 02 cái
(Dùng đóng cắt bảo vệ đầu nhánh cho 02 busway cấp nguồn phụ tải căn hộ Khối E từ tầng 1 đến tầng 16)
- Máy cắt hạ thế ACB 4P 800A – 1kV: 02cái