Trạm biến áp là gì? Tổng quan về trạm biến áp

Trạm biến áp là một cơ sở kỹ thuật quan trọng trong hệ thống điện lực, có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp để truyền tải và phân phối điện năng hiệu quả. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn điện được cung cấp liên tục và ổn định từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ. Trạm biến áp không chỉ giúp giảm tổn thất điện năng trong quá trình truyền tải mà còn bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố và quá tải. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về cấu trúc, chức năng và vai trò của trạm biến áp trong hệ thống điện hiện đại.

Trạm biến áp là gì? 

Trạm biến áp là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện, thường được dùng để thay đổi điện áp từ mức cao xuống mức thấp hoặc ngược lại. Các trạm biến áp có vai trò chính trong hệ thống truyền tải điện, giúp chuyển đổi điện áp từ cao xuống thấp (hoặc ngược lại) để truyền tải điện năng từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ. Trong mỗi trạm, các biến áp được bố trí cùng với các thiết bị điều khiển và bảo vệ nhằm đảm bảo an toàn và hiệu suất cho quá trình chuyển đổi và phân phối điện năng. Ngoài ra, trạm biến áp còn cung cấp các dịch vụ hỗ trợ như cải thiện chất lượng điện năng và duy trì sự ổn định cho hệ thống điện.

Cấu trúc của trạm biến áp

Mặc dù có nhiều loại trạm biến áp khác nhau, mỗi loại đều có những đặc điểm cấu tạo riêng. Tuy nhiên, tất cả các trạm biến áp đều bao gồm các bộ phận sau:

• Máy biến áp: Thiết bị chính dùng để thay đổi điện áp từ mức này sang mức khác.

• Hệ thống thanh cái và dao cách ly: Thanh cái dùng để dẫn điện giữa các thiết bị trong trạm, còn dao cách ly dùng để ngắt mạch điện khi cần bảo trì hoặc sửa chữa.

• Hệ thống chống sét và nối đất: Đảm bảo an toàn cho trạm và hệ thống điện khỏi các hiện tượng quá điện áp do sét đánh hoặc các nguyên nhân khác, đồng thời duy trì sự ổn định của hệ thống bằng cách nối đất.

• Hệ thống điện tự dùng: Cung cấp điện năng cho các thiết bị hoạt động trong trạm, bao gồm hệ thống điều khiển, bảo vệ và các thiết bị phụ trợ khác.

• Khu vực điều hành: Nơi đặt các thiết bị điều khiển và giám sát, cho phép nhân viên vận hành và quản lý hoạt động của trạm.

• Khu vực phân phối: Bao gồm các thiết bị và hệ thống phân phối điện đến các khu vực sử dụng điện, đảm bảo cung cấp điện năng ổn định và liên tục.

Yêu cầu thiết kế trạm biến áp

Khi thiết kế một trạm biến áp, cần đảm bảo các yêu cầu sau:

• Đảm bảo chất lượng điện năng: Vị trí của trạm biến áp nên được xác định ở trung tâm phụ tải để tối ưu hóa việc phân phối điện, giúp tiết kiệm đường dây, giảm sụt áp và hạn chế tổn hao công suất trong mạng điện.

• Chi phí đầu tư hợp lý: Thiết kế phải cân nhắc sao cho chi phí đầu tư không bị lãng phí, đảm bảo hiệu quả kinh tế.

• An toàn cho người và thiết bị:

• Mỹ quan công nghiệp: Thiết kế trạm cần phải thẩm mỹ, phù hợp với khu vực xung quanh.

• Gần lưới điện lực: Trạm cần được đặt gần lưới điện hiện có để giảm chi phí kết nối và vận hành.

• Hành lang an toàn điện: Đảm bảo khoảng cách an toàn với các đường dây điện để bảo vệ người và thiết bị.

• An toàn cho người dân địa phương: Vị trí trạm biến áp phải tránh ảnh hưởng đến nhà xưởng và các công trình khác xung quanh, đảm bảo không gây nguy hiểm cho cộng đồng.

• Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa: Cấu trúc của trạm biến áp cần được thiết kế sao cho dễ dàng tiếp cận và thực hiện các công việc vận hành, bảo trì và sửa chữa khi cần thiết.

Phân loại trạm biến áp

4.1 Phân loại trạm biến áp theo điện áp

Có bốn loại trạm biến áp được phân loại dựa trên mức điện áp:

1. Siêu cao áp: Điện áp lớn hơn 500kV.

2. Cao áp: Điện áp 66kV, 110kV, 220kV và 500kV.

3. Trung áp: Điện áp 6kV, 10kV, 15kV, 22kV và 35kV.

4. Hạ áp: Điện áp dưới 0,4kV và 0,2kV.

4.2 Phân loại trạm biến áp theo chức năng

a. Trạm biến áp trung gian

Nhận điện ở mức điện áp 110kV - 220kV và chuyển thành điện áp 22kV - 35kV. Các trạm này thường đặt ngoài trời do công suất lớn và kích thước thiết bị lớn.

b. Trạm biến áp phân phối

Nhận điện từ trạm trung gian và chuyển đổi điện áp từ 22kV – 35kV xuống 0,4kV – 0,22kV. Thường dùng trong mạng hạ áp dân dụng, như tòa nhà hoặc nhà máy. Các loại trạm phân phối phổ biến bao gồm:

1. Trạm treo: Các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp được treo trên cột. Phù hợp với những nơi có không gian hạn chế.

2. Trạm giàn: Máy biến áp đặt trên giá đỡ giữa hai cột trụ lớn. Sử dụng cho điện áp 35kV, 22kV/0,4kV.

3. Trạm bệt: Phổ biến ở vùng nông thôn, cơ quan, xí nghiệp vừa và nhỏ. Máy biến áp đặt trên bệ xi măng dưới đất, xung quanh có tường rào bảo vệ.

4. Trạm kín: Máy biến áp và thiết bị điện được lắp đặt trong nhà với ba phòng: cao áp, máy biến áp, và hạ áp. Phù hợp với khu đô thị, khu dân cư để đảm bảo an toàn và mỹ quan.

5. Trạm Kios: Trạm hợp bộ trong vỏ kim loại kín, có ba khoang: trung thế, hạ thế, và máy biến áp. Thường dùng trong công nghiệp, khu dân sinh, và tòa nhà cao tầng.

4.3 Phân loại trạm biến áp theo vị trí lắp đặt

a. Trạm biến áp ngoài trời

Thường là trạm trung gian với công suất lớn, cần không gian rộng để lắp đặt các thiết bị lớn. Không phù hợp với khu đô thị do ảnh hưởng đến mỹ quan và không gian.

b. Trạm biến áp trong nhà

Phù hợp cho khu đô thị đông dân cư, đảm bảo mỹ quan và an toàn. Có hai loại chính:

1. Trạm kín: Được lắp đặt trong nhà kín.

2. Trạm GIS: Sử dụng thiết bị phân phối kín cách điện bằng khí SF6, chiếm diện tích nhỏ hơn nhiều so với trạm ngoài trời, thích hợp cho không gian hạn chế.