Trạm biến áp là nơi trực tiếp nhận điện năng từ hệ thống đưa về để cung cấp điện cho nhà máy, do đó sơ đồ nối dây của trạm có ảnh hưởng lớn và trực tiếp tới vấn đề an toàn liên tục cung cấp điện cho nhà máy. Vì vậy sơ đồ nối dây của trạm phải thoả mãn các điều kiện sau đây:

  • Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải.
  • Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và xử lý lúc sự cố.
  • An toàn lúc vận hành và lúc sửa chữa.
  • Chú ý đến yêu cầu phát triển.
  • Hợp lý về mặt kinh tê’, trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật.

Trong thực tế, để đảm bảo được tất cả các yêu cầu trên là điều rất khó. Vì yêu cầu kỹ thuật càng cao thì các chỉ tiêu kinh tế cũng tăng. Gặp những mâu thuẫn đó cần có sự so sánh toàn diện trên quan điểm lợi ích lâu dài và lợi ích chung của cả nền kinh tế.

Dưới đâv phân tích vài sơ đồ nối dây điển hình của vài trạm thường gặp:

Sơ đồ nối dây của trạm biến áp phân xưởng

Sơ đồ nối dây của trạm biến áp phân xưởng có một máy biến áp

Hình a, là sơ đồ nối dây của trạm biến áp phân xưởng có công suất không quá 320 kVA. Đường dây cao áp có thể bằng cáp hoặc đường dây trên không, điện áp tìr 10 đến 22 kV. Sơ đồ không có thanh góp phía điện áp cao. Các trạm này thường được cung cấp điện từ trạm biến áp trung gian của nhà máy. Đường dây vào trạm phải qua một cầu dao và cầu chì cao áp. Cầu dao dùng đề cách ly máy biến áp khi cần sửa chữa. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch trong máy biến áp. Ưu điểm nổi bật của sơ đồ này là kết cấu đơn giản, dùng các thiết bị rẻ tiền dễ kiếm. Khuyết điểm là cầu dao cao áp CD không cắt được dòng phụ tải. Khi muốn cắt cầu dao CD thì phải cắt áp tô mát A phía điện áp thấp trước. Mặt khác sau mỗi lần cầu chì cao áp tác động việc thay thế khá phiền phức.

Vì vậy sơ đồ này chỉ được dùng cho các máy biến áp có công suất nhỏ hơn 320 kVA và cung cấp cho phụ tải loại II

Hình b, trình bày sơ đồ của trạm một máy biến áp, phía điện áp cao dùng máy cắt phụ tải MCFT hoặc máy cắt MC

Sơ đồ này có thể đóng cắt được dòng điện phụ tải và có thể bảo vệ ngắn mạch hay quá tải. Sơ đồ này thường được dùng đối với máy biến áp có SB ≤ 1000 kVA và có thể cung cấp cho phụ tải loại 2 và 3.

Đối với trạm biến áp có công suất tương đối lớn, phụ tải loại 1 chiếm phần quan trọng thì phải đặt hai máy biến áp. Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, các máy biến áp được cung cấp từ hai đường dây và thanh cái phía điện áp thấp được phân đoạn (hình dưới).

Sơ đồ nối dây của trạm biến áp phân xưởng có hai máy biến áp

Để hạn chế dòng điện ngắn mạch và làm đơn giản việc bảo vệ, bình thường người ta cho hai máy biến áp làm việc độc lập (áptômát phân đoạn của thanh cái hạ áp cắt ra). Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố người ta mới đóng áptômát phân đoạn để cung cấp cho phụ tải của máy biến áp bị sự cố. Sơ đồ trạm biến áp này thường được dùng để cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và loại 2.

Tổ đấu dây của máy biến áp phân xưởng thường dùng loại Y/Yo – 11 hoặc Y/Yo – 12.

Sơ đồ nối dây của trạm biến áp trung gian

Sơ đồ nốì dây củạ trạm biến áp trung gian cung cấp cho các phụ tải loại 2 và 3 được trình bày ở hình dưới. Trạm chỉ đặt một máy biến áp, phía hạ áp chỉ có một thanh cái.

Sơ đồ nối dây của trạm biến áp trung gian có một máy biến áp

Nếu có nguồn dự phòng nốí vào thanh cái phía điện áp thấp thì sơ đồ trên cũng có thể dùng để cũng cấp cho phụ tải loại 1 và 2.

Cầu dao và cầu dao nối đất phía đầu vào của máy biến áp có khoá liên động để đảm bảo cho chúng không bị đóng đồng thời. Để bảo vệ chống sét cho trạm, phía đầu vào có đặt van chống sét.

Khi có phụ tải lớn và phụ tải loại 1 chiếm đến trên 50% tổng phụ tải thì trạm biến áp trung gian có thể đặt hai máy biến áp như ở hình dưới.

Sơ đồ nối dây của trạm biến áp trung gian có hai máy biến áp

Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, thanh cái phía thứ cấp được phân đoạn bằng máy cắt thanh cái 3. Trạm có thiết bị đóng dự phòng (TĐD), khi thanh cái làm việc 1 bị sự cố thì thiết bị TĐD đóng các máy cắt liên lạc 4 để đưa thanh cái dự phòng 2 vào làm việc. Vì khả năng cả hai thanh cái đều bị sự cố coi như không xảy ra nên thanh cái dự phòng không cần thiết phải phân đoạn.

Phía sơ cấp của trạm được nối với nhau   theo  sơ đồ  cầu. Khi một đường dây hoặc một máy biến áp bị sự cố thì máy cắt liên lạc của cầu 5 đóng lại để tiếp tục vận hành.

Sơ đồ nối dây của trạm phân phối

Sơ đồ nối dây của trạm phân phối cung cấp cho phụ tải loại 2 và 3

Hình trên là sơ đồ nối dây của trạm phân phối dùng cho phụ tải loại 2 và 3. Ở các xí nghiệp nhỏ và trung bình nên dùng sơ đồ này. Muốn nâng cao độ tin cậy cung cấp điện có thể thêm một đường dây dự phòng. Khi có phụ tải loại 1 và 2 thì trạm phan phối phải được cung cấp bởi hai đường dây với thanh góp phân đoạn như hình dưới. Trên mỗi phân đoạn nên đặt máy biến áp ba pha năm trụ nối Y/Y/Δ để tiện việc kiểm tra cách điện của máy.

Sơ đồ nối dây của trạm phân phối cung cấp cho phụ tải loại 1 và 2

Trích: Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng