Hiện nay, ở nước ta các gam máy đã được chuẩn hóa theo quy định của bộ năng lượng. Các loại gam máy đã được sản xuất phổ biến để thuật tiện cho việc lắp đặt và thay thế. Sau đây là các gam máy biến áp phổ biến của công ty thiết bị 4 :
STT Trạm một pha (KVA)
Trạm ba pha
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 10 15 _ 25 _ 37,5 50 _ _ 75 _ 100 _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 x 25 _ 3 x37,5 3 x 50 _ _ 3 x 75 _ 3 x100 _ _ _ _ _ _ _ _ 50 75 100 _ _ 150 160 _ 250 _ 320 400 560 630 750 1000 Nhận xét :
Ngành điện khuyến cáo nên thay các tổ hợp 3 x 5KVA, 3 x 10KVA , 3 x 15KVA bằng các trạm mono :15KVA, 37,5KVA, 50KVA.
Tỷ số biến áp :
12,7 ± 2x2,5% /2 x0,23KV. 12,7 ± 2x2,5% / 0,23KV
22 ± 2x2,5% / 0,4KV 22 ± 8x1,25% / 0,4KV Máy biến áp một pha:
Điện áp ở phía cao áp : 12,7 ± 2x2,5% KV được lấy điện từ dây 1 pha và một dây trung tính nối đất trực tiếp.
Phía hạ thế có điện áp : 0,23KV hoặc 2 x 0,23KV.
Đối với máy biến áp có công suất lớn hơn 25KVA trở lên, phía hạ áp có 3 đầu ra có điện áp 2 x 0,23KV: hai dây pha và một dây trung tính.
Cuộn dây trung tính có điều chỉnh không tải 5 nấc. Máy biến áp 3 pha
vỏ nối 3 dây xuống 3 đầu của máy, đầu còn lại nối với trung tính
Phía hạ thế có điện áp : 0,4KV, gồm 3 dây pha và một dây trung tính. Cuộn trung áp có điều chỉnh không tải 5 nấc.
III. Nối đất cho trạm :
Tác dụng của nối đất là dùng để tản dòng điện sự cố vào đất :rò cách điện, ngắn mạch chạm đất hay dòng điện sét.
Nối đất có nhiệm vụ đảm bảo sự làm việc của trang thiết bị điện trong các điều kiện bình thường hay sự cố.
Để tính toán thiết kế hệ thống nối đất ta cần phải biết : Trị số điện trở nối đất cho phép :
Đối với trạm có công suất nhỏ hơn 100KVA : Rd ≤ 10Ω. Đối với trạm có công suất lớn hơn 100KVA : Rd ≤ 4Ω.
Điện trở suất của đất phụ thuộc nhiêu2 vào yếu tố : thành phần cấu tạo của đất, khí hậu, độ ẩm, thời gian….Để có giá trị tin cậy ta tiến hành đo điện trở suất trong khoảng thời gian ấm, sau đó tính đến hệ số điều chỉnh.
Lựa chọn kích thước các điện cực kim loại, các thanh ngang.
Aùp dụng các công thức tính và dựa vào trị số điện trở cho phép mà ta xác định được : Số lượng cọc và chiều dài.
Các loại nối đất : Nối đất làm việc (nối đất cho máy biến áp…), nối đất chống sét (cột thu sét, thiết bị chống sét…), nối đất an toàn(vỏ máy…) tiến hành nối thành một hệ thống chung để tiết kiệm chi phí xây dựng.
Tuy nhiên để giảm tối đa khi thiết kế hệ thống nối đất ta tận dụng hình thức nối đất có sẵn, nối đất tự nhiên như: các kết cấu kim loại, kết cấu bê tông cốt thép của móng nhà, móng cột, vỏ chì …
IV. Móng trạm và trụ :
Trong phần kết cấu yêu cầu phần móng trạm và trụ phải vững chắc để đảm bảo giữ vững công trình và chống đỡ được các lực tác dụng lên như : tải trọng của máy biến áp, trụ, đường dây, lực kéo và sức gió…
1) Móng trạm :
Do móng trạm chịu những lực tác dụng lên rất lớn : trọng lượng máy biến áp, đường dây…Nên việc khảo sát tính chất địa dư của từng vùng là rất quan trọng. Để từ đó ta có ta có biện pháp sử lý thích hợp.
Tại khu vực nong thôn vùng núi nhất là vùng đồng bằng : Trụ trồng ở dưới chân ruộng hay sát ở con kênh rạch. Những móng ở nơi này cần thực hiện gia cố móng, cụ thể là dùng đất đỏ hay cát đệm và cừ tràm.
đỏ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ngoài ra ở những nơi nền đất không chân, dễ lún để đảm bảo an toàn chống nghiêng, chống lún, ta có thể dùng 2 neo bê tông 1,2m cặp ngang chân trụ.
2) Trụ
có nhiệm vụ cơ bản là chịu lực uốn, lực bẻ gẫy, lực kéo của đường dây và máy biến áp.
Do đó cột thường chọn loại bê tông ly tâm, do có đặc điểm : chịu lực khỏe theo mọi hướng như nhau và được sản xuất phổ biến ở nhiều nơi.
Nếu trạm giàn thì sử dụng hai trụ và giàn đỡ máy biến áp.
Trạm có đường dây trung thế đi đến và hạ thế đi ra nên cần đòi hỏi độ an toàn cho đường dây, độ võng, khoảng cách từ xà đến đỉnh cột, độ chôn sâu trụ…Theo phân tích chiều cao trụ ở phần đường dây trung thế sử dụng loại bê tông ly tâm : 10,5m ; 12m nhưng cũng tùy theo điều kiện thực tế : địa hình… Mà có quyết định cuối cùng.
V. Kiểu lắp đặt trạm :
Trạm một pha hay ba pha hỗn hợp có khốu lượng và kích thước nhỏ, lắp đặt dễ do đó toàn bộ kết cấu được treo trên trụ.
Trạm một pha treo máy biến áp trực tiếp vào trụ trung thế bê tông ly tâm. Trạm ba pha hỗn hợp : ba máy biến áp được treo vào trụ trung thế bê tông ly tâm qua bộ giá chùm.
Đối với trạm ba pha một vỏ có kích thước lớn, khối lượng tương đối nặng được đặt trên giàn đỡ bởi hai trụ bê tông ly tâm ghép thành hìmh PI, khoảng cách giữa hai trụ : 2,4÷3m, máy biến áp được đặt cách mặt đất tối thiểu là 2m.
VI. Bảo vệ cho trạm :
1) Phía trung áp:
Sự cố của máy biến áp thường là : sự cố ngắn mạch, sự cố do sét, sự cố quá tải. Vì thế có các thiết bị bảo vệ để tránh hư hỏng cho máy biến áp.
Bảo vệ ngắn mạch: đây là sự cố cơ bản của máy biến áp, ngắn mạch thường xảy ra nhất là: một pha chạm vỏ, các dây chạm nhau gây nên dòng điện lớn.
Có nhiều thiết bị bảo vệ: cầu chì tự rơi, máy cắt… vì mạng điện nông thôn mức độ tin cậy không cao, chọn cầu chì tự rơi FCO để bảo vệ ngắn mạch kinh tế hơn.
Bảo vệ quá điện áp khí quyển do sét: sóng quá điện áp do sét gây ra truyền dọc theo đường dây vào trạm có thể gây nguy hiểm cho cách điện của trạm. Biện pháp chủ yếu dùng chống sét van LA đấu vào đầu vào của máy biến áp.
thể dùng máy cắt.
2) Phía hạ áp:
Sự cố thường xảy ra ở phía hạ thế: ngắn mạch trên đường dây do chạm chập… yêu cầu cách ly phần sự cố.
Các thiết bị chủ yếu bảo vệ phía hạ thế: có thể dùng cầu chì, aptomat…
Tùy theo tính chất quan trọng của phụ tải, mà ta sử dụng thiết bị bảo vệ thích hợp.
VII. Phần đo đếm hạ thế
Phần này có nhiệm vụ đo đếm tổng điện năng đã sử dụng của các phụ tải, đồng thời cho phép tính được tổn thất điện năng trong mạng.
Do đó, các thiết bị cần chính xác nhằm:
1. Xác định chính xác mức sử dụng điện năng của xã để từ đó có biện pháp đánh giá mức phát triển về nhu cầu sử dụng điện trong tương lai và cải tạo mạng.
2. Tính được giá tiền chính xác mỗi kwh.
3. Có biện pháp nâng cao để giảm tổn thất điện năng.
Đối với trạm một pha : sử dụng công tơ một pha và một máy biến dòng tương ứng với công suất trạm.
Đối với trạm ba pha: dùng công tơ ba pha và ba máy biến dòng dòng tương ứng với công suất trạm.
VIII. Phân bố trạm : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Việc phân bố đến vị trí lắp đặt các trạm trong phạm vi một xã là vấn đề quan trọng trong việc xây dựng sơ đồ cung cấp điện hơp lý, đảm bảo việc phủ kín lưới điện hạ thế ở nhưng khu vực có khu dân cư.
Bài toán xác định vị trí đặt trạm biến áp đặt ra nhằm giải quyết vấn đề xác định tọa độ của phụ tải trên mặt phẳng tọa độ được thiết lập dựa trên mật độ phụ tải Sau khi xác định được yêu cầu của bài toán vị trí đặt trạm sẽ được tinh theo công thức sau: X = ∑ ∑ = = n i i n i i i P X P 1 1 Y = ∑ ∑ = n i n i i i P Y P 1
Yi là tọa độ phụ tải thứ nhất trên trục tung
Pi là công suất phân phối đều của phụ tải thứ nhất
Tuy nhiên ở nhiều xã có nhiều phụ tải khác nhau.Vì vậy công thức nêu trên chỉ cho biết được vùng lân cận của vị trí cần đặt trạm. Do đó ta cần phải tiến hành : - Trên mỗi vùng của xã ta thành lâp bản đồ biểu diễn sự phân phối của mật độ phụ tải.
- Tùy theo tính chất, độ lớn của phụ tải mà ta chia thành các vùng nhỏ để ta có thể áp dụng được công thức nêu trên.
- Khi đã xác định được vị trí cần đặt trạm, ta cũng xem xét đến những vấn đề liên quan khác như : Giao thông , địa hình của địa phương, khí hậu, môi trường…đồng thơi kết hợp với khoảng cách đến đường dây trung thế mọât cách hợp lý.
VD : Ta cần xét giữa việc kéo dài hay đặt gần đường trung áp: đặt trạm gần A hay kéo dài OA.
Tóm lại : vị trí trạm thỏa các yêu cầu sau:
Tiết kiệm vốn đầu tư, chi phí vận hành năm là bé nhất.
Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến. trạm
A
O Đường dây trung thế
IX. Lựa chọn số lượng và công suất máy biến áp trong trạm : 1) Số lượng trạm biến thế
Trong các địa bàn của nông thôn vùng hoạt động một trạm TA/HA bị giới hạn bởi sự sụt áp trên đường dây hạ áp
Cung cấp điện cho các làng mạc và khu vực dân cư ở gần nhau số lượng trạm biến áp phụ thuộc vào tổng công suất cần cung cấp cho các phụ tải. Một trạm cung cấp 3 hay 4 phát tuyến là tương đối đây đủ.Trong những giai đoạn đầu của dự án điện khí hóa nông thôn hiện nay thường sử dụng trạm có công suất từ 15 KVA đến 100 KVA.Trạm được treo trên giàn hoặc treo trên trụ trung thế.
Tùy theo nhu cầu phụ tải mà ta chọn loại máy biến áp một pha hoặc ba pha. Ví dụ như : phụ tải phục vụ cho nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp thì dùng máy biến áp 3 pha loại treo giàn hay dùng ba máy 1 pha ghép lại
Đối với xã có phụ tải nhỏ, có phụ tải thắp sáng sinh hoạt thì có thể dùng trạm biến áp 1pha là đủ.
2 ) Chọn công suất máy biến áp :
Việc chọn công suất máy biến áp sao cho thỏa : - Đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải
- Tính toán được công suất dự trữ cho phát triển phụ tải
- Đáp ứng được chế độ làm việc bình thường và khi có sự cố không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy biến áp
- Đảm bảo an toàn cho vận hành - Tính kinh tế cao.
Do đó, ta chọn công suất máy biến áp có xét đến khả năng quá tải : Quá tải sự cố và quá tải thường xuyên.
a/ Quá tải sự cố :
Là loại quá tải ngắn hạn khi máy biến áp phải gánh thêm phụ tải của một máy biến áp khác khi bị sự cố hoặc khi bị cô lập để sửa chữa
Các máy biến áp với mọi dạng làm mát không phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường làm mát, khi sự cố đều được phép quá tải ngắn hạn cao hơn dòng định mức theo giới hạn sau đây :
Đối với máy biến áp dầu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Quá tải theo dòng điện (30%) 30 45 60 75 100 Thời gian quá tải ( phút) 120 80 45 20 10
tải ban đầu không quá 0,93 :khi đó phải tận dụng tất cả thiết bị làm mát.
b/ Quá tải bình thường
b1/ Phương pháp xác định khả năng quá tải bình thường:
- Quy đồ thị phụ tải về hai bậc
- Chọn công suất định mức của máy biến áp theo công suất cực đại :
Smax ≥Sđm ≥Smin Xác định hệ số quả tải : Hệ số quá tải : K2= dm dt S S2 Hệ số non tải : K1 = dm dt S S1
Xác định bằng hệ số thời gian t của máy biến áp phụ thuộc vào chủng loại máy biến áp. Dựa vào hệ thống làm mất hằng số thời gian của máy biến áp và nhiệt độ đẳng trị của môi trường làm mát, ta xác định được biểu đồ tính toán khả nảng quá tải của máy biến áp.
- Theo biểu đồ tính toán khả năng quá tải của máy biến áp ứng với hệ số non tải K và thời gian quá tải mà ta xác định được hệ số quá tải cho phép : K2cp
- So sánh hệ số tính toán K2 và K2cp
. Nếu K2cp ≥ K2 thì máy biến áp được phép quá tải với K2 . Nếu K2cp ≤ K2 thì máy biến áp chỉ được phép quá tải với K2cp
b2/ Phương pháp xác định khả năng quá tải bình thường theo hệ số phụ tải
Máy biến áp có thể cho phép quá tải lâu dài tùy theo đồ thị phụ tải Hệ số phụ tải = Itb/Imax
Hệ số phụ tải nhỏ, bội số quá tải cho phép càng lớn
Mỗi cuộn dây của máy biến áp được phép quá tải lâu dài với dòng điện cao hơn định mức 5% của mỗi nấc điện áp tương ứng nếu điện áp ở nấc đó không cao hơn điện áp định mức.
Trong tình trạng quá tải, mức độ quá tải phụ thuộc vào mức tăng của lơp dầu trên cùng so với môi trường trược khi cho mạng thêm tải. Trong mọi trường hợp phải đảm bảo nhiệt độ lớp dầu trên cùng không vượt quá giới hạn quy định
X. Các giai pháp kỹ thuật cho trạm biến áp : 1) Lựa chọn máy biến áp
* Máy biến áp phụ tải được lựa chọn như sau :
- Đối với khu vực đã có nguồn 35KV hoặc 22KV quy hoạch lưới điện về tương lai không thay đổi thì máy biến áp được chọn phía sơ cấp có 1 cấp điện áp là 35KV hoặc 22KV.
- Đối với khu vực hiện tại hiện tại chỉ có nguồn 35KV, 15KV, 10KV hoặc 6KV. Sau này dự kiến quy hoạch về cấp điện áp 22KV thì máy biến áp được thiết kế 2 cấp điện áp nhằm tránh thay máy biến áp khi thực hiện quy hoạch.
2) Kết nối máy biến áp
a/ Kết nối máy biến áp 1 pha.
Máy biến áp phân phối một pha bao gồm một cuộn dây sơ cấp và 2 cuộn hạ áp, với điện áp định mức mỗi cuộn là điện áp pha của hệ. Trước kia máy biến áp được chế tạo cuộn thứ cấp có 4 đầu ra. Và có thể nối tiếp hoặc nối song song các cuộn đó ở bên ngoài thùng máy biến áp. Ngày nay với các máy biến áp hiện đại, việc kết nối thực hiện bên trong thùng máy biến áp và chỉ có 3 đầu ra cuộn thứ cấp là ở bên ngoài thùng.
suất tương đối nhỏ và khoảng cách tương đối gần.
biến áp 3 pha
Thông thường có rất nhiều cách kết nối 3 pha máy biến áp 1 pha thành tổ máy biến áp 3 pha với tổ đấu dây ∆ - ∆ ; Y – Y ; Y - ∆ ; ∆ - Y.
Đối với mạng nông thôn thì sơ đồ 3 máy biến áp 1 pha được kết nối Y – Y được sử dụng nhiều. Hệ thống đấu dây này cung cấp đồng thời cho phụ tải 3 pha và 1 pha. Tất nhiên ta phải cố gắng phân bố phụ tải 1 pha đều cho cả 3 pha. Một trong những ưu điểm của kết nối Y – Y là khi hệ thống chuyển từ tam giác sang hệ sao(Y) 4 dây thì khả năng tải được tăng lên mà vẫn dùng điện áp đó .
3) Giải pháp chống sét.:
- Bảo vệ điện áp khí quyển lan truyền từ dây vào trạm - Chống sét van cho trạm
• Điện áp sơ cấp ≤ 22KV : với mọi công suất • Điện áp sơ cấp dưới 25KV : S ≥ 50KVA (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});