Tổng Quan Về Trạm Biến Áp

•  Ta có thể thấy Máy biến áp được dùng ở mọi nơi, từ máy biến áp dân dụng dùng trong quạt điện đến máy biến áp dùng để ổn áp hoặc dùng trong các main board điện tử.v.v. Một trong những ứng dụng phổ biến  là dùng trong điện lực: Trạm biến áp điện lực tăng hạ áp trong truyền tải điện. 
• Từ các loại máy biến áp nhỏ (máy biến áp khô giải nhiệt bằng gió, hiện tại đã chế tạo được công suất trên 2000 KVA), đến các máy biến áp lớn hơn có cuộn dây đặt ngập trong dầu (dầu để cách điện và tản nhiệt ra lá thép xung quanh máy). 

Thuyết minh trạm biến áp

• Để truyền tải công suất điện lớn từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, thì giải pháp tăng điện áp để hạn chế tổn thất công suất và giảm giá thành đầu tư đường dây là một lựa chọn tối ưu.
• Lượng công suất tải truyền đi càng lớn thì điện áp càng cao. 

Điện áp

Người ta phân ra làm 4 cấp điện áp

• Siêu Cao Áp: Lớn Hơn 500 KV 
• Cao áp: 66kV, 110kV, 220kV và 500kV 
• Trung Áp: 6kV, 10kV, 15kV, 22kV và 35 kV 
• Hạ Áp: 0,4kV và 0,2kV và Các điện áp nhỏ hơn 1 KV

Phân loại trạm biến áp theo điện lực

Theo cách phân loại trên, ta lại có 2 tên trạm biến áp:

• Trạm biến áp Trung gian: Nhận điện áp từ 220 KV – 35 KV biến đổi thành điện áp ra 35 KV – 15 KV theo nhu cầu sử dụng.
•  Trạm biến áp phân Xưởng hay Trạm biến áp phân phối: Nhận điện áp 35 KV – 6 KV biến đổi thành điện áp ra 0,4 KV – 0,22 KV => đây là trạm biến áp được dùng trong mạng hạ áp dân dụng tòa nhà, thường thấy là trạm 22/0,4 KV.

Công suất máy biến áp

• Gồm các máy biến áp có cấp điện áp sơ/thứ cấp: 35/0.4KV, 22/0.4 KV, 10&6.3/0.4 KV 
• Công suất biểu kiến Trạm phổ biến: 50, 75, 100, 160, 180, 250, 320, 400, 500, 560, 630, 750, 800, 1000, 1250, 1500, 1600, 1800, 2000, 2500 KVA. 
• Các công ty Sản Xuất và thi công trạm Biến Áp như: Thibidi, Cơ điện Thủ Đức, Lioa.v.v.

Các đơn vị cần quan tâm trên trạm

• S: Công suất biểu kiến được ghi trên trạm biến áp (KVA) 
• P: Công suất tiêu thụ (KW) 
• Q: Công suất phản kháng (KVAr) 
• U: điện áp sơ cấp và thứ cấp của trạm (KV hoặc V). 
• I: Dòng điện thứ cấp (A), Dòng điện sơ cấp thường rất ít được quan tâm. 

Tính toán và lựa chọn trạm biến áp hạ áp

Xác định trung tâm phụ tải và vị trí đặt trạm

• Tính toán trung tâm phụ tải và vị trí đặt trạm nhằm tiết kiệm dây dẩn, hạn chế sụt áp và tổn hao công suất của mạng điện.
• Nhưng cân đối giữa tính mỹ quan công nghiệp, gần lưới điện lực và đảm bảo hành lang an toàn điện đường dây. 

Xác định số lượng biến áp (hộ loại 1, 2 và 3)

• Hộ loại 1: Duy trì nguồn điện liên tục trên đường dây hạ áp từ trạm, Cần 2 Máy Biến Áp trở lên trên 1 trạm. Hộ loại 1 là loại ảnh hưởng đến sinh mạng con người hoặc an ninh quốc gia. Như bệnh viện, trạm xá hoặc các tòa nhà quốc hội, các bộ quốc phòng.v.v. 
• Hộ loại 2: có ảnh hưởng về kinh tế, so sánh và chọn phương án một hay hai máy biến áp trên 1 trạm. VD: Nhà máy thép, nhà máy sản xuất kính .v.v. 
• Hộ loại 3: Mất điện ít ảnh hưởng đến kinh tế. Nên có thể cắt điện để sửa chữa.

Xác định công suất trạm biến áp (là S hoặc P nếu cho biết nhu cầu sử dụng trạm)

• Tính toán công suất trạm hiện tại và phát triển trong tương lai. 
• Có nhiều cách tính toán công suất điện, 3 cách được dùng phổ biến nhất: Theo diện tích và nhu cầu sử dụng hoặc theo sản lượng hàng năm một sản phẩm trên một KW điện. Và theo công suất đặt và hệ số nhu cầu (liệt kê công suất từng thiết bị cụ thể)
• Hộ loại 1 dùng 2 Máy Biến Áp, trong đó mỗi máy có thể chịu quá tải bằng 1,4 lần Công suất của máy trong 6 giờ. Công suất quá tải 1,4 lần đó bằng Công suất tính toán của tòa nhà xí nghiệp. 

Xác định chế độ vận hành kinh tế trạm biến áp

Đối với trạm từ 2 máy biến áp trở lên

• Vì quá trình tính toán thường dư công suất rất lớn so với tải thực, nên thời điểm tải nhỏ nhất có thể nhỏ hơn công suất của 1 Máy Biến Áp. 
• Vì vậy ta chỉ cần sử dụng 1 Máy Biến áp cho toàn bộ tải để tránh tổn hao điện không cần thiết nếu dùng 2 máy. 

Lựa chọn đầu phân áp

• Các chế độ phụ tải như: dùng nhiều cực đại, dùng ít cực tiểu và xảy ra sự cố. 
• Mỗi chế độ trên ta cần đảm bảo điện áp trên thanh góp máy biến áp. Thường xảy ra nếu trạm đặt quá xa trung tâm phụ tải. 

Tiêu chuẩn áp dụng và bản vẽ

• Theo tiêu chuẩn điện lực, xem thêm tại: http://www.mediafire.com/?1r3xc1fpjh93gpu
• Thông Số Thiết Bị Trạm: http://www.mediafire.com/view/?rcb3aodxia0avof

Các loại trạm biến áp

Trạm Biến Áp ngoài trời

– Trạm ngoài trời thích hợp cho các trạm trung gian công suất lớn. Vì máy biến áp, thiết bị phân phối có kích thước lớn nên có đủ diện tích để lắp đặt các thiết bị này, tiết kiệm được chi phí xây dựng khá lớn. 
  –  Bao gồm các trạm: Trạm hợp bộ, trạm nền (đặt lên nền bê tông), trạm giàn(< 3×100 KVA), trạm treo (< 3×75 KVA), trạm kín (lắp đặt trong nhà), trạm trọn bộ(nhà lắp ghép). Tùy theo giá thành và nhu cầu mà ta lựa chọn các loại biến áp khác nhau. 

Trạm treo

• Là trạm mà toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp đều được treo trên cột. MBA thường là loại môt pha hoặc tổ ba máy biến áp một pha. Tủ hạ áp được đặt trên cột.
• Trạm này thường rất tiết kiệm đất nên thường được dùng làm trạm công cộng cung cấp cho một vùng dân cư. Máy biến áp của trạm treo thường có công suất nhỏ( 3 x 75 kVA), cấp điện áp 15¸22 / 0,4 kV, phần đo đếm được trang bị phía hạ áp. 
• Tuy nhiên loại trạm này thường làm mất mỹ quan thành phố nên về lâu dài loại trạm này không được khuyến khích dùng ở đô thị. 

Trạm giàn

• Trạm giàn là loại trạm mà toàn bộ các trang thiết bị và máy biến áp đều được đặt trên các giá đỡ bắt giữa hai cột. Trạm được trang bị ba máy biến áp một pha ( 3 x 75 kVA) hay một máy biến áp ba pha( 400 kVA), cấp điện áp 15 22 kV /0,4 kV. 
• Phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp. Tủ phân phối hạ áp đặt trên giàn giữa hai cột đường dây đến có thể là đường dây trên không hay đường cáp ngầm. 
• Trạm giàn thường cung cấp điện cho khu dân cư hay các phân xưởng. 

Trạm nền

• Trạm nền thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như ở vùng nông thôn, cơ quan, xí nghiệp nhỏ và vừa. 
• Đối với loại trạm nền. thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp thường là tổ ba máy biến áp một pha hay một máy biến áp ba pha đặt bệt trên bệ ximăng dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà. 
• Xung quanh trạm có xây tường rào bảo vệ. Đường dây đến có thể là cáp ngầm hay đường dây trên không, phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp

Trạm Hợp Bộ (integrated distribution substation – IDS): công suất từ 250 đến 2000 KVA 

• Đặt trên nền, Thi công lắp đặt dể dàng, Độ cách điện cấp K, độ an toàn cao.
• Hợp bộ với tủ điện hạ áp đặt trên trạm thành một khối.
• Không dùng khí SF6, thân thiện với môi trường.

Trạm biến áp trong nhà

Trạm kín

• Trạm kín là loại trạm mà các thiết bị điện và máy biến áp được đặt trong nhà.Trạm kín thường được phân làm trạm công cộng và trạm khách hàng. 
• Trạm công cộng thường được đặt ở khu đô thị hóa,khu dân cư 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 khuynh hướng hiện nay là sử dụng bộ mạch vòng chính (Ring Main Unit) thay cho kết cấu thanh cái, cầu dao, có bợ chì và cầu chì ống để bảo vệ máy biến áp có công suất nhỏ hờn 1000 kVA.
• Đối với loại trạm kiểu này cáp vào và ra thường là cáp ngầm .Các cửa thông gió đều phải có lưới đề phòng chim ,rắn ,chuột và có hố dầu sự cố. 

Trạm trọn bộ

• Đối với nhiều trạm phức tạp đòi hỏi sử dụng cấu trúc nối mạng nguồn kiểu vòng hoặc tủ đóng cắt chứa nhiều máy cắt,gọn, không chịu ảnh hưởng của thời tiết và chịu được va đập, trong những trường hợp này các trạm trọn bộ kiểu kín được sử dụng .
• Các khối được chế tạo sẵn sẽ được lắp đặt trên nền nhà bê tông và được sử dụng đối với trạm ở đô thị cũng như trạm ở nông thôn . 

Các ưu điểm của trạm kiểu này là: 

• Tối ưu hóa về vật liệu và sự an toàn do
  • Có sự chọn lựa thích hợp từ các kiểu lắp đặt có thể . 
  • Tuân theo toàn bộ các tiêu chuẩn quốc tế hiện hành và các tiêu chuẩn dự định trong tương lai 
• Giảm thời gian nghiên cứu và thiết kế, giảm chi phí lắp đặt do: 
  • Cực tiểu hóa sự phối hợp vài nguyên lý của xây dựng và kỹ thuật điện . 
  • Tin cậy, độc lập với xây dựng công trình chính ; 
  • Loại bỏ nhu cầu một kết nối tạm thời tại lúc bắt đầu chuẩn bị thi công công trình; 
  • Đơn giản hóa trong thi công ,chỉ cần cung cấp một móng bằng bêtông chịu lực 
• Vô cùng đơn giản trong lắp đặt thiết bị và kết nối. 
• Các trạm kiểu này chắc chắn, gọn đẹp thường được dùng ở các nơi quan trọng như cơ quan ngoại giao,văn phòng, khách sạn….

Trạm Gis

Là trạm dùng thiết bị phân phối kín cách điện bằng khí SF6, Đặc điểm của trạm loại này là diện tích xây dựng trạm nhỏ hơn khoảng vài chục lần so với trạm ngoài trời.

Các Sơ Đồ Đấu Dây Trạm Biến Áp