PHÂN TÍCH LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP

1. Giới thiệu chung

    Máy biến áp hay máy biến thế là thiết bị điện từ tĩnh làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ thống điện xoay chiều.[1]

Máy biến áp (ảnh: Link)

    Máy biến áp được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, dân dụng,... nên trong bài viết này sẽ trình bài và hướng dẫn phân tích lựa chọn máy biến áp phù hợp với nhu cầu sử dụng. 

2. Tiêu chí lựa chọn máy biến áp tại Việt Nam

Lưu ý:  - Trạm biến áp phải đặt gần phụ tải 

              - Chọn phương án tối ưu về kinh tế và kỹ thuật

              - Đưa ra các phương án dự phòng khi gặp sự cố 

- Về tiêu chí kinh tế:

+ Giá thành hợp lý

+ Nhà cung cấp sản phẩm uy tín, sản phẩm chất lượng

+ Độ khấu hao thiết bị thấp

+ Xác định phụ tải loại mấy để xác định có cần máy biến áp dự phòng hay không

- Về tiêu chí kĩ thuật[2]:

+ Xác định số lượng trạm biến áp 

+ Xác định kiểu trạm biến áp, loại MBA

+ Xác định số lượng và công suất MBA

+ Xác định vị trí lắp đặt và cách đi dây

a/ lựa chọn dạng trạm hạ áp

- Xác định phụ tải loại mấy để lựa chọn trạm một, hai hay 3 máy biến áp

      +/  Phụ tải loại 3 cho phép mất điện trong 1 thời gian thì dùng 1 MBA

Trạm 1 máy biến áp ( ảnh: Link )

      +/  Phụ tải loại 1 và 2 không cho phép ngắt điện thì phải có 2 đến 3 máy biến áp. Nếu phần lớn phụ tải loại 1 thì phải dùng thiết bị đổi nguồn tự động (ATS). Còn nếu phần lớn phụ tải loại 2 thì phải sử dụng thiết bị đổi nguồn bằng tay.

Trạm 2 máy biến áp ( ảnh: Link )

b/ lựa chọn dạng trạm hạ áp

-  Phân loại trạm biến áp theo điện áp

Có 4 loại trạm biến áp được phân loại theo điện áp

• Siêu cao áp: Trạm biến áp có điện áp lớn hơn 500kV
• Cao áp: Trạm biến áp có điện áp 66kV, 110kV, 220kV và 500kV
• Trung áp: Gồm các trạm biến áp có điện áp 6kV, 10kV, 15kV, 22kV và 35kV
• Hạ áp: Là những trạm biến áp có điện áp nhỏ hơn thường là 0,4kV và 0,2kV 

-  Phân loại trạm biến áp theo điện lực

• Trạm biến áp treo: Là trạm mà toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp đều được treo trên cột. Máy biến áp thường là loại một pha hoặc tổ ba máy biến áp một pha. Tủ hạ áp được đặt trên cột.

Trạm biến áp treo kết hợp 3 máy biến áp một pha của MBT ((ảnh: Link)

• Trạm biến áp giàn: MBA được đặt trên giá đỡ giữa hai cột trụ lớn, cấp điện áp điện 35kV, 22kV/0,4kV.

Trạm biến áp giàn của MBT  (ảnh:Link)

• Trạm biến áp nền: MBA được đặt ở dưới nến đất phẳng, thường thấy ở cơ quan xí nghiệp nhỏ

Hình ảnh trạm biến áp nền (ảnh:Link)

• Trạm kín: Là loại trạm mà máy biến áp và các thiết bị điện được lắp đặt trong nhà. 

Trạm biến áp kín trong nhà MBT (ảnh: Link)

• Trạm Kios: Là trạm điện áp được chế tạo lắp đặt hợp bộ trong vỏ trạm bằng tôn và khung kim loại kín. 

Trạm biến áp kios hợp bộ MBT (ảnh: Link)

c/ Lựa chọn MBA

-  Tham số MBA - Đặt tính kỹ thuật

    +/ CS định mức

    +/ Tần số

    +/ Điện áp đầu vào, ra

-  Chọn công nghệ chế tạo

-  Kỹ thuật cách điện

-  Chọn công nghệ

    +/ Máy biến áp khô

    +/ Máy biến áp dầu    

d/ Tính toán lựa chọn công suất máy biến áp[3]

      - XÁC ĐỊNH TRUNG TÂM PHỤ TẢI VÀ VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM

         Tính toán trung tâm phụ tải và lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp sao cho trạm biến áp nằm trung tâm của phụ tải nhằm tiết kiệm dây dẫn, hạn chế sụt áp và tổn hao công suất của mạng điện. Cần đảm bảo tính mỹ quan công nghiệp, gần lưới điện lực và đảm bảo hành lang an toàn điện đường dây. Đảm bảo vị trí đặt trạm biến áp không làm ảnh hưởng tới quy hoạch xây dựng nhà xưởng và các công trình khác.

   - XÁC ĐỊNH LOẠI PHỤ TẢI

       Phụ tải loại I: Đây là loại phụ tải được cung cấp điện liên tục, nếu mất điện sẽ gây ra hậu nghiêm trọng.

      Phụ tải loại II: Đây là loại phụ tải nếu mất điện sẽ gây ra thiệt hại về kinh tế như quá trình sản xuất.

    Phụ tải loại III: Là loại phụ tải được phép mất điện như khu dân cư,...

Ví dụ về lựa chọn máy biến áp:    

Có nhiều phương pháp để xác định dung lượng của máy biến áp. Nhưng vẫn phải dựa theo các nguyên tắc sau đây:    

  -     Chọn theo điều kiện làm việc:

   -      Bình thường có xét đến quá tải cho phép (quá tải bình thường). Mức độ quá tải phải được tính toán sao cho hao mòn cách điện trong khoảng thời gian xem xét không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây là 980C. Khi quá tải bình thường, nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn  dây có thể lớn  hơn  (những giờ phụ  tải cực đại) nhưng không vượt quá 1400C và nhiệt độ lớp dầu phía trên không vượt quá 950C.

-     Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố (hư hỏng một trong những máy biến áp làm việc song song) với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấp điện.

Dung lượng các máy biên áp được chọn theo điều kiện:

                                     n.khc.SdmB ³ S_ttpx                                   (1.12)

Khi kiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp thì: 

          (n-1).khc.kqt.SdmB ³ S_ttsc                             (1.13)

Trong đó:

n – số máy làm việc song song trong TBA
SdmB – công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho.
Sttpx – Công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải tính toán.
S_ttsc - Công suất tính toán sự cố.
khc: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại MBA chế tạo ở việt nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1
Kqt: Hệ số quá tải sự cố. Chọn kqt=1.4 nếu thoả mãn MBA vận hành quá tải không quá 5 ngày đêm, số giờ quá tải trong 1 ngày đêm không quá 6 giờ và hệ số điền kín đồ thị phụ tải không lớn hơn 0,75

7. Tổng kết 

    Nói chung việc lựa chọn máy biến áp cần chủ ý những điểm chính như tiêu chí kinh tế và tiêu chí kỹ thuật, tiêu chí kinh tế  giúp chủ đầu tư tiết kiệm tiền , khấu hao thiết bị, tiêu chí kỹ thuật, giúp lựa chọn chính xác loại máy biến áp cần sử dụng, điện áp đầu vào và điện áp đầu ra.

PHỤ LỤC

    [1] trạm biến áp: Link

    [2] yêu cầu kỹ thuật: Link

    [3]. Tài liệu báo cáo kết thúc môn cung cấp điện 2021 nhóm 1 _ GVHD: T.S Lê Phương Trường: Link