Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện. Về phương diện cấu trúc, người ta chia ra trạm trong nhà và trạm ngoài trời.
Trạm biến áp ngoài trời: Thiết bị phía điện áp cao đều đặt ở
ngoài trời, còn phần phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối cho phía hạ thế.
- Trạm biến áp treo có thể hiểu một cách đơn giản đó là trạm
mà toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và các máy biến áp đều được treo trên một cột nhất định. Máy biến áp dùng cho loại trạm này thường là một pha hoặc tổ máy biến áp 3 pha, tủ hạ áp của trạm cũng được đặt trên cột.
Hình 2.2: Trạm biến áp ngoài trời
- Trạm biến áp 1 cột là loại trạm biến áp mà máy biến áp được
lắp đặt trên một cột trụ thép, hoặc trụ bê tông đơn. Trạm biến áp này chỉ được lắp đặt ngoài trời, rất phù hợp với những nơi công cộng có không gian hẹp, mật độ dân cư đông đúc như: các trung tâm thương mại, tòa nhà chung cư, bệnh viện, sân bay…Ưu điểm của trạm biện áp 1 cột là giúp tiết kiệm diện tích mặt đất, vốn đầu tư khá nhỏ giúp khách hàng tiết kiệm được chi phí.
Hình 2.3: Trạm biến áp cột
Trạm biến áp trong nhà: thiết bị điện của trạm này đều được
đặt trong nhà. Trạm biến áp trong nhà có nhược điểm chi phí xây dựng tốn kém nếu trạm sử dụng đòi hỏi công suất lớn. Trạm biến áp trong nhà được chia làm 3 loại:
- Trạm kín: loại trạm mà các thiết bị điện và máy biến áp được
đặt trong nhà. Trạm này thường được phân làm trạm công cộng và trạm khách. Trạm công cộng thường được đặt ở khu đô thị mới để đảm bảo mỹ quan và an toàn cho người sử dụng. Trạm khách hàng thường được đặt trong khuôn viên của khách hàng
- Trạm biến áp kios: loại trạm được chế tạo đồng bộ máy biến
áp, tủ, với các tính năng gọn nhẹ, cấu hình đơn giản, dễ dàng lắp đặt và vận chuyển. Trạm biến áp kiểu Kios đã được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điện trung áp trong công nghiệp, khu dân sinh và các tòa nhà cao tầng.
Hình 2.5: Trạm kios
- Trạm biến áp công nghệ GIS: bao gồm các thiết bị đóng cắt
kiểu kín cách điện bằng khí SF6 (thiết bị GIS – Gas Insulation Switchgear) trong các trạm biến áp là công nghệ tiên tiến hiện đang được ứng dụng rộng rãi tại nhiều nước trên thế giới nhiều năm trước đây. Ở nước ta việc ứng dụng công nghệ này còn hạn chế.
Hình 2.6: Trạm GIS
Nhìn chung vị trí của trạm biến áp cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến.
- Thuận tiện cho vận hành, quản lý.
- Tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí vận hành, v.v…
Tuy nhiên, vị trí được chọn lựa cuối cùng còn phụ thuộc vào các điều kiện khác như: Đảm bảo không gian không cản trở đến các hoạt động khác, tính mỹ quan, v.v…
Về việc chọn số lượng MBA, thường có các phương án:
- Phương án 1 MBA: Đối với các hộ tiêu thụ loại 2 và loại 3, ta
có thể chọn phương án chỉ sử dụng 1 MBA. Phương án này có ưu điểm là chi phí thấp, vận hành đơn giản, nhưng độ tin cậy cung cấp điện không cao.
- Phương án 2 MBA: Phương án này có ưu điểm là độ tin cậy
cung cấp điện cạo nhưng chi phí khá cào nên thường chỉ sử dụng cho những hộ tiêu thụ có công suất lớn hoặc quan trọng (hộ loại 1).
Do vậy, tùy theo mức độ quan trọng của hộ tiêu thụ, cũng như các tiêu chí kinh tế mà ta chọn phương án cho thích hợp.
Kết luận: Nguồn điện chính cấp cho công trình là nguồn trung áp
tiểu khu. Từ điểm đấu nối điện 22kV của dự án, sử dụng cáp trung áp cấp điện đến trạm biến áp (trạm xây) đặt tại tầng hầm.
Ngoài nguồn điện chính kể trên còn có nguồn dự phòng lấy từ máy phát điện khi nguồn chính bị gián đoạn qua bộ chuyển nguồn tự động ATS cấp cho các phụ tải ưu tiên của tòa nhà theo quy định của tiêu chuẩn và quy chuẩn Việt Nam bao gồm: phụ tải thông gió, phụ tải bơm nước, phụ tải thang máy, chiếu sáng công cộng... Trừ phụ tải các căn hộ không được cấp nguồn dự phòng.
2.2.2.Chọn máy biến áp cho tòa nhà
Ta có công suất tính toán toàn phần sau khi bù: Sttsb 1419,13 (kVA)
Chọn máy biến áp thỏa mãn điều kiện : SđmMBA Sttsb
Trong đó:
SđmMBA – Công suất định mức máy biến áp Sttsb – Công suất tính toán sau bù
Tham khảo catalog thông số máy biến áp phân phối 2 cấp điện áp của công ty thiết bị điện Đông Anh (EEMC) ta chọn 1 máy biến áp có công suất gần nhất với công suất tính toán. Ta chọn 1 máy biến áp 3 pha ngâm dầu 2500 kVA – 22/0,4 kV cung cấp điện cho phụ tải thông qua tủ điện tổng
Bảng 2.1: Thông số MBA
(kVA) (kVA) (kV) (W) (W) % %
1419,13 2000 22/0,4 2720 18800 1% 6%
2.2.3.Tính chọn máy phát điện dự phòng
Do tòa nhà có phụ tải ưu tiên, kèm theo các phụ tải khẩn cấp phòng trường hợp hỏa hoạn, sự cố thì ta phải đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải đó. Do đó ta cần thiết kế máy phát dự phòng cho khối phụ tải ưu tiên này bào gồm: chiếu sáng hành lang, cầu thang, tầng hầm, bơm cứu hỏa, bơm sinh hoạt, quạt thông gió. Việc lựa chọn công suất máy phát chỉ nên vừa đủ với nhu cầu sử dụng, tránh chọn loại máy phát công suất cao gây lãng phí.
Cũng như chọn máy biến áp, ta chọn máy phát sao cho, công
suất định mức máy
phát SdmMPD phải lớn hơn hoặc tương đương
Ta có công suất tính toán toàn phần của phụ tải ưu tiên
ttut
S 347,91 kVA
Ta chọn máy phát điện 400KVA/320KW 3 pha công nghiệp chạy dầu. Hyundai DHY440KSE kích thước 4350 x 1400 x 2260 mm, trọng lượng là 4200 kg.
Bảng 2.2: Công suất máy phát điện dự phòng
Ssbut (kVA) Pdự phòng (kW) Pliên tục (kW) Cấp điện áp (V) I (A) F (Hz ) v (vòng/phu t) 347,91 440 400 230/400 635, 1 50 1500 Hình 2.7: Hình ảnh máy phát điện
2.3.Lựa chọn dây trung áp 22kV (dd1)
Tính chọn dây dẫn, cáp và thanh góp với mục đích chọn phù hợp với công suất để không bị thừa cũng như thiếu công suất, và đảm bảo cho hệ thống điện của tòa nhà hoạt động một cách tin cậy trong vận hành, sự cố và đảm bảo không bị quá tải công suất trong tương lai.
Cáp dùng trong mạng điện có nhiều loại, thường gặp là cáp đồng, cáp nhôm, cáp 1 lõi, 2 lõi, 3 hay 4 lõi, cách điện bằng cao su hoặc nhựa tổng hợp.
Điều kiện chọn dây dẫn và thanh cái: Điện áp định mức (kV): Udm Ulv
Dòng điện định mức (A): Idm Ilvmax
Trong đó: MBA lvmax dm S I 3.U
Về phía trung áp ta lựa chọn cáp đồng và tính toán tiết diện dây theo mất độ dòng kinh tế. Vì Tmax = 4000h tra bảng 4.3 trang 194 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện của Ngô Hồng Quang ta chọn Jkt = 3,1 A/mm2.
Dòng làm việc lớn nhất truyền từ điểm đấu nối trung áp đến MBA MBA lv max dm S 2000 I 52, 49 (A) 3.U 3.22
Tiết diện kinh tế của dd1 cần thiết :
2 lv max kt kt I 52,49 F 16,93 (mm ) J 3,1
Khoảng cách từ điểm đấu nối với lưới điện 22kV đến trạm biến áp của công trình là l=50 m. Điện năng sẽ được truyền tải về trạm biến áp của công trình bằng hệ thống cáp ngầm trung áp. Theo tiêu chuẩn của EVN, cáp trung áp tối thiểu phải có tiết diện 75 mm2. Tra bảng 4.41 trang 262 sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện của Ngô Hồng Quang ta chọn cáp đồng trung áp 3 lõi, có chống thấm, cách điện XLPE, màn chắn băng đồng, giáp sợi thép, vỏ bọc PVC của hãng ALCATEL chế tạo có tiết diện 95 mm2 nối từ nguồn điện vào trạm biến áp có thông số như sau: r0 = 0,44 Ω/km, x0 = 0,21 Ω/km.
dd1 0 0 (0,44.0,05 j.0,21.0,05) 0,022 j0,0105 (Ω) Z = R jX r .l jx .l
Kiểm tra tổn thất điện áp: sb sb dm P R Q X 1276,15.0,022 618,07.0,0105 U 0,79 (V) U 22
Tổn thất điện áp cho phép:
cp dm
U 5%U 0,05.22 1,1 kV 1100 (V)
Ta có U Ucp nên thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp.
2.4.Chọn đường dây hạ áp 0,4 kV