Trạm biến áp là gì? Phân loại, tính toán lựa chọn trạm biến áp

1. Trạm biến áp là gì?

Trạm biến áp (TBA) là thiết bị truyền tải năng lượng hoặc tín hiệu điện xung quanh chiều giữa các mạch điện thông qua hiện tượng cảm ứng điện từ. TBA còn là nơi đặt máy biến áp và các thiết bị phân phối điện khác, để tạo nên một hệ thống truyền tải điện năng hoàn chỉnh cung cấp điện.

2. Cấu tạo của trạm biến áp

Hiện nay có nhiều loại biến áp khác nhau, nhưng đều có đặc điểm cấu tạo bộ phận như : Máy biến áp, hệ thống thanh cái, dao cách ly, hệ thống chống sét nối đất, hệ thống điện tự dùng, khu vực điều hành, khu vực phân phối.

• – Máy biến áp
• – Thiết bị đầu nối: sẽ có cáp điện, đầu cốt…
• – Khoang trung thế: các thiết bị đóng ngắt, bảo vệ quá tải máy biến áp, có những thiết bị như tủ trung thế,..
• – Khoang hạ thế: cáp hạ thế, hệ thống nối đất , át tổng, thiết bị đóng cắt bảo vệ,. các thiết bị phụ khác (đèn báo, van chống sét , công tơ, cầu chỉ, …)

3. Yêu cầu thiết kế của trạm biến áp

Để có một trạm biến áp đi vào hoạt động ổn định và an toàn, thì yêu cầu thiết kế như sau :

• + Đảm bảo chất lượng điện năng : vị trí đặt trạm và trung tâm phụ tải sao cho trạm nằm ở trung tâm phụ tải để tiết kiệm đường dây, và hạn chế tối đa hao tổn công suất mạng điện và sụt áp.
• + Đảm bảo không lãng phí chi phí đầu tư.
• + Đảm bảo an toàn cho thiết bị và con người : vị trí đặt trạm biến áp xây dựng không ảnh hưởng đến nhà dân, nhà xưởng hoặc công trình khác. Ngoài ra, cần đảm bảo tính mỹ quan công nghiệp gần lưới điện lực và đảm bảo hành lang an toàn điện đường dây.
• + Có thiết kế thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa.

4. Lưu ý vị trí đặt trạm biến áp

Vị trí đặt trạm, đơn vị thiết kế, thi công, sử dụng và vận hành trạm biến áp cũng cần tuân thủ đầy đủ các quy định của Nhà nước, trong đó bao gồm: Văn bản hợp nhất 10/VBHN-BCT năm 2020 hợp nhất Nghị định hướng dẫn Luật điện lực và Luật Điện lực sửa đổi; Luật số 24/2012/QH13 ngày 20 tháng 11 năm 2012 của Quốc hội sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Điện lực; Luật Điện lực số 28/2004/QH11 ; Nghị định 14/2014/NĐ-CP hướng dẫn Luật điện lực về an toàn điện; … cùng các nghị định, thông tư của các cơ quan thuộc Chính phủ, văn bản khác do ủy ban nhân dân các tỉnh/thành phố ban hành.

Mục đích sử dụng

• + Ưu tiên đặt gần nơi phát nguồn điện hoặc thiết bị tiêu thụ
• + Do tính liên tục trong sử dụng cũng như mức điện áp đầu vào và ra, với loại trạm phục vụ công tác truyền tải vị trí đặt trạm cần nơi thoáng đãng, cách xa khu dân cư, thoáng mát, để làm làm giảm thất thoát điện năng, tăng tuổi thọ máy và các thiết bị khác trong trạm.

Địa hình đặt trạm

• + Đặt ở nơi bằng phẩng, có vị trí cao tránh ngập úng nước
• + Thiết kế và xây dựng hệ thống thoát nước trong và xung quanh khu vực đặt trạm biến áp cần đồng bộ với hạ tầng đặt trạm.
• + Vị trí đặt phải đảm bảo thuận tiện sử dụng, vận hành và sửa chữa.

Địa điểm đặt trạm

Đặt trạm ở nơi có giao thông thuận tiện vì có nhiều thiết bị điện, máy biến áp có trọng lượng rất lớn, tránh đặt ở nơi khó tiếp cận.

Không khí nơi đặt trạm

Không khí chứa nhiều bụi kim loại, … sẽ làm thao tác đóng cắt dễ gây phóng điện, làm nguy hiểm cho người vận hành, làm giảm tuổi thọ của máy biến áp Nên nhà máy khu công nghiệp,.. cần đặt xa khu sản xuất có hệ thống lọc hạn chế bụi bẩn tác động tới trạm.

5. Ứng dụng của 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).

Trạm biến áp dùng trong điện lực

• + 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.

6. Phân loại trạm biến áp

a. Phân loại trạm biến áp theo điện áp

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.

b. 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.

c. Phân loại trạm biến áp theo mục đích sử dụng

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 biến áp trong nhà

+ Là loại trạm sử dụng phổ biến nhất hiện nay, phù hợp xây dựng và cung cấp điện năng ở những khu vực đô thị đông dân cư. Có kích thước có thể đặt trong nhà, đảm bảo tính thẩm mỹ và an toàn cho người xung quanh.  Có 2 loại trạm trong nhà là trạm kín và trạm Gis.

+ 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.