Chọn vị trí, số lượng và dung lượng trạm biến áp

Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

1.10. Chọn vị trí, số lượng và dung lượng trạm biến áp

+ Gần tâm phụ tải.

+ Không ảnh hưởng đi lại và sản xuất.

+ Với các XN lớn, phụ tải tập chung thành những vùng rõ dệt thì phải xác định tâm phụ tải của từng vùng riêng biệt dẫn đến XN sẽ có nhiều trạm BA chính đặt tại các tâm đó.

1.10.2. Chọn số lượng trạm biến áp

Kinh nghiệm thiết kế vận hành cho thấy mỗi trạm chỉ nên đặt 1 máy BA là tốt nhất. Khi cần thiết có thể đặt 2 máy, không nên đặt nhiều hơn 2 máy.

+ Trạm 1 máy: Tiết kiêm đất, vận hành đơn giản, Ctt nhỏ nhất. Nhưng không đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện như trạm 2 máy.

+ Trạm 2 máy: Thường có lợi về kinh tế hơn trạm 3 máy.

+ Trạm 3 máy: Chỉ được dùng vào trường hợp đặc biệt.

Việc quyết định chọn số lượng máy BA, thường được dựa vào yêu cầu của phụ tải:

Hộ Loại I:

Được cấp từ 2 nguồn độc lập (có thể lấy nguồn từ 2 trạm gần nhất mỗi trạm đó chỉ cần 1 máy). Nếu hộ loại 1 nhận điện từ 1 trạm BA, thì trạm đó cần phải có 2 máy và mỗi máy đấu vào 1 phân đoạn riêng, giữa các phân đoạn phải có TB đóng tự động.

Hộ loai II:

Cần có nguồn dự phòng có thể đóng tự động hoặc bằng tay. Hộ loại II nhận điện từ 1 trạm thì trạm đó cũng cần phải có 2 máy BA hoặc trạm đó chỉ có một máy đamg vận hành và một máy khác để dự phong nguội.

Hộ loại III:

Trạm chỉ cần 1 máy BA.tuy nhiên cũng có thể đặt 2 máy BA với các lý do khác nhau như: Công suất máy bị hạn chế, điều kiện vận chuyển và lắp đặt khó (không đủ không gian để đặt máy lớn). Hoặc đồ thị phụ tải quá chênh lệch (Kđk  0,45 lý do vận hành), hoặc để hạn chế dòng ngắn mạch. Trạm 3 máy chỉ được dùng vào những trường hợp đặc biệt.

1.10.3. Chọn dung lượng máy biến áp:

Về lý thuyết nên chọn theo chi phí vận hành nhỏ nhất là hợp lý. Tuy nhiên còn khá nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến chọn dung lượng máy BA như: trị số phụ tải, cos; mức bằng phẳng của đồ thị phụ tải.

Một số điểm cần lưu ý khi chọn dung lượng máy biến áp.

+ Dung lượng tiêu chuẩn của máy biến áp (dãy công suất)

+ Khả năng quá tải biến áp.

+ Phụ tải tính toán.

+ Tham khảo số liệu dung lượng biến áp theo điều kiện tổn thất kim loại mầu ít nhất.

a. Dãy công suất biến áp:

Biến áp chỉ được sản xuất theo những tiêu chuẩn. Việc chọn đúng công suất biến áp không chi đảm bảo an toàn cung cấp điện, đảm bảo tuổi thọ mà còn ảnh hưởng đến chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện.

50; 100; 180; 320; 560; 750; 1000; 1800; 3200; 5600 kVA …

Chú ý: Trong cùng một xí nghiệp nên chọn cùng một công suất vì Ptt khác nhau (cố gắng không nên vượt quá 23 chủng loại) điều này thuận tiện cho thay thế, sửa chữa, dự trữ trong kho.

Trong một nhà máy xí nghiệp có nhiều phân xưởng nên phân nhỏ dung lượng máy biến áp. Máy biến áp phân xưởng nên chọn công suất không quá 1000 kVA.

b. Hiệu chỉnh nhiệt độ:

Sdm của BA là công suất mà nó có thể tải liên tục trong suốt thời gian phục vụ (khoảng 20 năm) với điều kiện nhiệt độ môi trường là định mức. Các máy BA nước ngoài (châu âu) được chế tạo với t0 khác môi trường ở ta. Ví dụ máy BA Liên Xô cũ qui định:

Nhiệt độ trung bình hàng năm là tb = + 50C Nhiệt độ cực đại trong năm là cd = +3 50C

Dung lượng máy biến áp cần được hiệu chỉnh theo môi trường lắp đặt thực tế:

S' Sdm(1 100tb 5)

dm   

Trong đó:

tb - Nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt.

Sđm - Dung lượng định mức BA theo thiết kế.

S'dm - Dung lượng định mức đã hiệu chỉnh.

Ngoài ra còn phải hiệu chỉnh theo nhiệt dộ cực đại của môi trường xung quanh.

Khi cd > 350C . công suất của BA phải giảm đi cứ mỗi độ tăng thêm, dung lượng phải giảm đi 1% cho đến khi cd = 450C. Nếu cd > 450C phải được làm mát nhân tạo.

c. Quá tải máy biến áp.

Trong vận hành thực tế vì phụ tải luôn thay đổi nên phụ tải của BA thường không bằng phụ tải định mức của nó, mà mức độ già hoá cách điện được bù trừ nhau ở máy BA theo phụ tải. Vì vậy trong vận hành có thể xét tới khả năng cho phép máy BA làm việc lớn hơn phụ tải định mức của nó (một lượng nào đó). Nghĩa là cho phép nó làm việc quá tải nhưng sao cho thời hạn phục vụ của nó không nhỏ hơn 20  25 năm.

Xây dựng qui tắc tính quá tải:

+ Quá tải bình thường của BA (dài hạn).

+ Quá tải sự cố của BA (ngắn hạn).

+ Khả năng quá tải BA lúc bình thường:

Qui tắc đường cong:

“ Mức độ quá tải bình thường cho phép tuỳ thuộc vào hệ số điền kín của phụ tải hàng ngày” Kqt = f(kdk , t)

cd tb cd

dk tb II

SS

K  

Qui tắc 1 %: “ Nếu so sánh phụ tải bình thường một ngày đêm của máy BA với dung lượng định mức của nó. Thì ứng với mỗi phần trăm non tải trong những tháng mùa hạ, thì máy BA được phép quá tải 1% trong những tháng mùa đông nhưng tổng cộng không được quá 15 %”.

Qui tắc 3 %: “Trong điều kiện nhiệt độ không khí xung quanh không vượt quá +350C.

Cứ hệ số phụ tải của máy BA giảm đi 10 % so với 100% thì máy BA được phép quá tải 3 %”

Có thể áp dụng đồng thời cả 2 qui tắc để tính quá tải nhưng cần phải đảm bảo giới hạn sau:

+ Với máy BA ngoài trời không vượt quá 30 %.

+ Với máy BA đặt trong nhà không vượt quá 20 %.

+ Khả năng quá tải sự cố:

Quá tải sự cố máy biến áp không phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ xung quanh và trị số phụ tải trước khi quá tải. Thông số này được nhà máy chế tạo qui định, có thể tra trong bảng.

Khi không có số liệu tra, có thể áp dụng nguyên tắc sau để tính quá tải sự cố cho bất kỳ máy BA nào. “Trong trường hợp trước lúc sự cố máy BA tải không quá 93

% công suất định mức của nó, thì có thể cho phép quá tải 40 % trong vòng 5 ngày đêm với điều kiện thời gian quá tải trong mỗi ngày không quá 6 giờ”

d. Chọn dung lượng máy BA theo phụ tải tính toán:

Vì phụ tải tính toán là phụ tải lớn nhất mà thực tế không phải lúc nào cũng như vậy. Cho nên dung lượng chọn theo Stt không nên chọn quá dư. Ngoài ra còn phải chú ý đến công suất dự trữ khi xẩy ra sự cố 1 máy (dành cho trạm có 2 máy). Những máy còn lại phải đảm bảo cung cấp được 1 lượng công suất cần thiết theo yêu cầu của phụ tải.

* Trong điều kiện bình thường:

- Trạm 1 máy Sđm  Stt - Trạm n máy n.Sđm  Stt

Trong đó :

Sđm - Dung lượng định mức đã hiệu chỉnh nhiệt độ của biến áp Stt - Công suất tính toán của trạm.

Trường hợp cần thiết có thể xét thêm quá tải lúc bình thường, như vậy có thể cho phép chọn được máy biến áp có dung lượng giảm đi nên tiết kiệm vốn đầu tư.

* Trường hợp sự cố 1 máy BA:

(xét cho trạm từ 2 máy trở lên) hoặc đứt một đường dây:

- Với trạm 2 máy kqt.Sđm  Ssc - Trạm n máy (n-1).kqt.Sđm  Ssc

Trong đó :

Sđm : dung lượng định mức của máy BA đã hiệu chỉnh nhiệt độ.

Ssc : Phụ tải mà trạm vẫn cần phải được cung cấp khi có sự cố.

kqt : hệ số quá tải sự cố của máy BA.

Khi không có số liệu tra có thể lấy kqt = 1,4 với điều kiện hệ số tải trước lúc sự cố không quá 93 % và không tải quá 3 ngày, mỗi ngày không quá 6 giờ.