Bài giảng Cung cấp điện nhà máy công nghiệp và công trình dân dụng - Chương V: Lựa chọn máy biến áp

 gam
chuẩn : 50,75, 100,160, 250, 315 , 400, 500(560), 630, (750) 800, 
1000,1250, 1600, 1800, 2000, 2500 (kVA )
 SđmMBA được chọn theo
 Loại phụ tải
 Phụ tải cực đại
 Thời gian làm việc ; đồ thị phụ tải (nếu có)
 Giá trị tổn hao công suất
 Nên chọn ít cấp công suất MBA nhất trong nhà máy
05/11/2015
8b. Chọn công suất MBA
 SđmMBAđược khuyến cáo chọn theo suất công suất trên
đơn vị diện tích khi Stt >630 Kva
11/5/2015
)m/kVA(
S
S
σ 2
Σ
tt
05/11/2015
9c. Chọn số lượng MBA
 Số lượng MBA được lựa chọn theo phương án kinh tế kỹ
thuật có tính đến bù công suất phản kháng
Khi so sánh phương án kinh tế kỹ thuật không tính toán
đến sự thay đổi tổn hao điện năng trong máy biến áp và sự
thay đổi giá thành của lưới điện.
Nên chọn phương án có số máy biến áp nhỏ nhất khi chỉ
tiêu về kinh tế như nhau
Nên chọn một dạng MBA có cùng đặc tính và cùng công
suất để thuận tiện trong vận hành và sửa chữa máy biến áp
05/11/2015
10
C. Chọn số lượng MBA
 Xác định số MBA lớn nhất và nhỏ nhất
khi Stt> 630 KVA
Stt – công suất tính toán của nhà máy.
Kt – hệ số mang tải của máy biến áp phụ thuộc vào yêu cầu
về độ tin cậy cung cấp điện
SđmMBA– công suất định mức MBA chọn theo mật độ công
suất trên một đơn vị diện tích. 
đmMBAt
ttsaubù
minMBA SK
S
=N
đmMBAt
tttruocbù
maxMBA SK
S
=N
Kt= 0.6 - 0.7 nếu phụ tải loại 1 chiếm đa số
Kt= 0.7- 0.8 nếu phụ tải loại 2 chiếm đa số
Kt= 1 nếu phụ tải loại 3 chiếm đa số.
05/11/2015
11
 Xác định chi phí khi số MBA là nhỏ nhất, và lớn nhất
Trình tự chọn số lượng MBA
MBAmin_MBAHA_BUHA_BUCA_BU_TUCA_BU1 C*N+QC+QC=KΣ
MBAmax_MBA2 C*N=KΣ
Số lượng máy biến áp lớn nhất và nhỏ nhất tìm được được
làm tròn đến số lớn gần nhất và so sánh các phương án
theo các chỉ số kinh tế.
 So sánh chi phí trong các phương án
05/11/2015
C. Chọn số lượng MBA
12
Ví dụ
Chọn máy biến áp có Sđm = 1000kVA
Bù Q sao cho cos sau bù = 0,95 , tải của nhà máy chủ yếu 
là tải loại 1 , chọn Kt=0,6. Ptt=1750.0,75=1312,5KW
Qbu ̀= 1312,5(0,8819-0,3286) =726,206 kVar
Stt sau bù =1312,5/0,95 = 1381,58 kVA
)m/kVA(1944,0
9000
1750
σ 2
Chọn máy biến áp cung cấp điện cho một 
nhà máy sản xuất sữa . Số liệu phụ tải : 1750 kVA , cos tải 
= 0,75 . Diện tích nhà xưởng là 9000m2 .
91,2
1000.6,0
1750
N maxMBA 
3,2
1000.6,0
58,1381
N minMBA 
05/11/2015
13
Giá máy biến áp 500 000đ/kVA, giá tụ bù 
hạ thế 50 000đ/kvar. Qbu ̀= 726,206 kVar ;Nmax=3; 
Nmin=2; Sđm = 1000kVA
05/11/2015
dong300.310.036.1
1000*2*500000206,726*50000KΣ 1


dong000.000.500.1500000*1000*3KΣ 2 
Vậy nên chọn đặt tụ bù và trạm có 2 MBA : 2*1000 KVA
2*1000*0,6=1200 KVA < Stt sau bù = 1381,58 kVA 
 chọn lại 3*1000KVA không cần bù .
3*1000*0,6=1800KVA > Stt trước bù = 1750 kVA
14
Ví dụ
Chọn máy biến áp có Sđm = 1000kVA
Bù Q sao cho cos sau bù = 0,95 , tải của nhà máy chủ yếu 
là tải loại 1 , chọn Kt=0,7. Ptt=1750.0,75=1312,5KW
Qbu ̀= 1312,5(0,8819-0,3286) =726,206 kVar
Stt sau bù =1312,5/0,95 = 1381,58 kVA
)m/kVA(1944,0
9000
1750
σ 2
Chọn máy biến áp cung cấp điện cho một 
nhà máy sản xuất sữa . Số liệu phụ tải : 1750 kVA , cos tải 
= 0,75 . Diện tích nhà xưởng là 9000m2 .
5,2
1000.7,0
1750
N maxMBA 
973,1
1000.7,0
58,1381
N minMBA 
05/11/2015
15
Giá máy biến áp 500 000đ/kVA, giá tụ bù 
hạ thế 50 000đ/kvar. Qbu ̀= 726,206 kVar ;Nmax=3; 
Nmin=2; Sđm = 1000kVA
05/11/2015
dong300.310.036.1
1000*2*500000206,726*50000KΣ 1


dong000.000.500.1500000*1000*3KΣ 2 
Vậy nên chọn đặt tụ bù và trạm có 2 MBA : 2*1000 KVA
2*1000*0,7=1400 KVA> Stt sau bù = 1381,58 kVA 
 chọn 2*1000KVA và bù 726,206 Kvar phía hạ thế .
16
d. Chọn số lượng và SđmB theo IEC
1. Tham số MBA - Đặc tính điện
CS định mức (Sđm) : CS biểu kiến (kVA) phụ thuộc tham
số thiết kế và cấu trúc MBA. 
Tần số : 50 Hz 
UđmS và UđmT (UđmT =U20)
Mức cách điện định mức ứng với khả năng chịu kiểm
tra quá điện áp ở tần số công nghiệp và mức cách điện
xung từ thí nghiệm phóng điện sét mô phỏng .
05/11/2015
17
Đầu phân áp không tải : ± 2.5% và ± 5% so với Uđm ứng với
cuộn có Uđm cao nhất .
Tổ đấu dây : sao, tam giác . Kí hiệu này được đọc từ trái
sang phải , kí tự đầu tiên ứng với tổ đấu dây cuộn cao áp , kí
hiệu kế ứng với cấp điện áp cao kế ,v v .
Kí hiệu tổ đấu dây phía cao thế viết chữ in hoa
D= delta ; Y= star ; Z= interconnected-star (or zigzag)
N= có đầu nối dây trung tính 
Kí hiệu tổ đấu dây phía hạ thế và cuộn phụ viết chữ
thường
d= delta ; y= star ; z= interconnected-star (or zigzag)
n= có đầu nối dây trung tính
05/11/2015
1.Tham số MBA - Đặc tính điện 
18
2. Chọn công nghệ chế tạo
Cách điện máy biến áp ứng với Ucao thế
Chất lỏng (mineral oil)
Rắn (epoxy resin and air)
Loại lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời
 Cao độ (<= 1 000 m là tiêu chuẩn )
Temperature (IEC 60076-2)
Maximum ambient air: 40 °C
Daily maximum average ambient air: 30 °C
Annual maximum average ambient air: 20 °
05/11/2015
19
3. Kỹ thuật cách điện
Dry type (cast in resin)
Liquid filled (oil-immersed )
 Máy biến áp khô
Tiêu chuẩn IEC 60076-11 khuyến cáo chọn loại MBA 
khô khi :
Môi trường cấp độ E2 ( thường xuyên có hơi
nước ngưng tụ hoặc có mức ô nhiễm cao)
Điều kiện khí hậu loại B2 (nhiệt độ có thể giảm
đến -25 °C)
Chống cháy ( MBA có nguy cơ cháy thấp và có
khả năng tự dập lửa với thời gian cho trước )
05/11/2015
20
 Liquid-filled transformers _ 
Máy biến áp dầu
Chất lỏng cách điện / làm mát dùng trong MBA 
thường là dầu khoáng chất . 
Dầu khoáng chất được định nghĩa theo IEC 60296.
Do dễ cháy , biện pháp an toàn bắt buộc áp dụng
đặc biệt là trạm trong nhà. Bộ DGPT (Detection of Gas, 
Pressure and Temperature) được sử dụng bảo vệ máy
biến áp dầu. Khi có tình trạng làm việc không bình thường
, DGPTđiều khiển cắt nhanh nguồn trung thế trước khi
trạm bị nguy hiểm .
05/11/2015
21
Máy biến áp khô hoặc dầu , SB  10 MVA có thể chọn một
trong hai công nghệ này.
Điều kiện chọn phụ thuộc vào các điều kiện :
Đảm bảo an toàn cho người ở gần máy biến áp theo qui 
định của quốc gia và khuyến cáo của cơ quan quản lý
Xem xét yếu tố về kinh tế , kể đến các ưu điểm của từng
loại công nghệ
4. Chọn công nghệ
05/11/2015
22
Dry-type transformer:
MBA khô bắt buộc sử dụng ở nhà chung cư cao tầng ở vài
quốc gia
MBA khô không cần những ràng buộc về điều kiện lắp đặt
Transformers with liquid insulation:
 MBA dầu thường bị cấm dùng ở chung cư cao tầng .
Tùy theo loại dầu cách điện , các điều kiện về cấm lắp đặt , 
bảo vệ chống cháy sẽ thay đổi tương ứng
Các qui định ảnh hưởng đến chọn công nghệ
05/11/2015
4. Chọn công nghệ
23
05/11/2015
Thông số kỹ thuật về điểm cháy và công suất 
nhiệt của các loại dầu cách điện
24
Chọn công suất định mức MBA tối ưu
Trạm có một MBA ,chọn SđmMBA > Stt
Dẫn đến :
Tăng cao vốn đầu tư và tăng cao tổn hao không tải
 Có thể giảm thấp tổn hao có tải .
Áp dụng khi :
Không có đồ thị phụ tải ngày
Mạng có thể phát triển phụ tải
Ví dụ Stt=503 Kva chọn SđmMBA= 630 Kva
05/11/2015
25
Chọn SđmMBA < Stt
Dẫn đến :
Giảm hiệu suất khi đầy tải , ( hiệu suất cao nhất khi hệ số Kt 
= 50% - 70% ) không thể đạt được chế độ tải tối ưu .
Khi bị quá tải kéo dài có thể dẫn đến
Cách điện các cuộn dây giảm thấp và trong vài trường hợp
có thể bị hỏng cách điện khiến MBA bị hư hỏng .
Đối với mạng điện , quá nhiệt MBA có thể khiến relay bảo
vệ tác động cắt máy cắt.
05/11/2015
26
5.3 Chọn SđmMBA < Stt
Khi có đồ thị phụ tải ngày ( S=f(t)) của nhà máy hoặc công
trình dân dụng sử dụng
Công suất quá tải : 
S2=Sqt=423 Kva
Công suất đẳng trị S1=Sđt 10 giờ sau hoặc trước quá tải
Kva38,368=
10
1.296+8.380+1.338
=
10
tS
=S
222
n
1
i
2
i
1
∑
Ví dụ Chọn
SđmB<Stt=Smax=423 Kva
05/11/2015
a. Theo điều kiện quá tải thường xuyên 
27
0575,1=
400
423
=
S
S
=K
đmB
2
2
92,0=
400
38,368
=
S
S
=K
đmB
1
1
Kiểm tra điều kiện quá tải thường xuyên sử dụng đường
cong quá tải cho phép do nhà sản xuất MBA cung cấp :
tquá tải =5h , K1=0,92 , K2cp =1,06 , vậy Sđm B =400Kva được
chọn và đảm bảo MBA vận hành thường xuyên mà không
giảm tuổi thọ .
05/11/2015
a. Theo điều kiện quá tải thường xuyên 
5.3 Chọn SđmMBA < Stt
28
Vận hành song song các MBA 
Chỉ lắp hai hoặc nhiều hơn MBA song song khi :
Tải phát triển vượt quá khả năng tải của máy hiện hữu
Độ cao công trình không đủ để lắp máy lớn
Nâng cao tính liên tục cấp điện ( xác suất hai MBA cùng
bị sự cố một lúc rất thấp )
Do qui định về cỡ SđmB chung cho toàn mạng điện
05/11/2015
b. Theo điều kiện quá tải sự cố 
29
Chọn SđmB(kVA) trạm có nhiều MBA giống nhau vận
hành song song theo điều kiện quá tải sự cố
Nguyên tắc : để đảm bảo tính liên tục cấp điện , khi hư 1 MBA 
các máy còn lại làm việc ở chế độ quá tải sự cố theo điều kiện :
Kqtsc.SđmB Slvmax=Stt
Kqtsc.=1,3 : MBA làm việc trong nhà
Kqtsc.=1,4 : MBA làm việc ngoài trời
Ví dụ : Stt=1950 Kva : Chọn 2 MBA ; phụ tải loại 2 chiếm đa
số , Kqtsc=1,3
SđmB Slvmax /Kqtsc=1950/1,3=1500Kva
Kiểm tra chọn số lượng MBA : Kt= 0.7
NMBA 1950/0,7.1500 =1,85  chọn 2 MBA 05/11/2015
30
Bài tập1 
MBA 22/0,4 (kV) cấp điện cho các phụ tải sau :
1. Tính phụ tải tính toán cho trạm khi Kđt=0,85
2. Chọn số lượng MBA , SđmMBA trước bù .
3. Giả sử lắp tụ bù tại hạ thế của trạm để cos=0,92 . Chọn
lại SđmMBA . Kết luận so với kết quả câu 2 .
Phụ tải Ptt(kW) Qtt(kVar)
Tủ động lực 1 245 200
Tủ động lực 2 190 150
Tủ chiếu sáng 60 50
Tủ điện sinh hoạt 100 75
05/11/2015
31
MBA 22/0,4 (kV) cấp điện cho các phụ tải sau :
1. Tính phụ tải tính toán cho trạm khi Kđt=0,8
2. Chọn số lượng MBA , SđmMBA trước bù .
3. Giả sử lắp tụ bù tại hạ thế của trạm để cos=0,95 . Chọn
lại SđmMBA . Kết luận so với kết quả câu 2 . Biết phụ tải
chủ yếu loại 2 . MBA đặt trong trạm có mái che .
Bài tập 2 
Phụ tải Ptt(kW) Qtt(kVar)
Tủ phân phối 1 845 600
Tủ phân phối 2 1000 850
Tủ chiếu sáng 260 150
Tủ điện sinh hoạt 200 175
05/11/2015