Trạm biến áp trong nhà: phân loại và ưu nhược điểm

Lê Hồng Phong

Trạm biến áp trong nhà là kết quả của sự phát triển mạnh mẽ của hệ thống truyền tải điện gắn với các đô thị và các nhà máy điện công suất lớn. Loại trạm biến áp này được thiết kế đặt gọn gàng bên trong tòa nhà, thuận tiện cho việc vận hành và có độ an toàn cao. Hãy cùng KTH ELECTRIC tìm hiểu về cấu tạo, phân loại và ứng dụng của trạm biến áp trong nhà qua bài viết sau đây.

Trạm biến áp trong nhà là gì?

Trạm biến áp trong nhà là tên gọi chung cho các trạm biến áp đặt bên trong các công trình xây dựng kiên cố. Loại trạm biến áp này phù hợp với những khu vực không có không gian lắp đặt riêng, đòi hỏi tính thẩm mỹ và an toàn cao.

Hầu hết các trạm biến áp trong nhà đều có công suất lớn vì nếu lắp đặt ngoài trời, loại trạm biến áp này cần xây dựng kết cấu bảo vệ riêng, chiếm nhiều diện tích. Chi phí xây dựng trạm trong nhà thường cao hơn trạm ngoài trời vì đòi hỏi phải đồng bộ với kết cấu tòa nhà. Tuy nhiên, trạm trong nhà lại đảm bảo tính thẩm mỹ tuyệt đối vì có không gian riêng để đặt trạm ở tầng hầm hoặc khu vực kỹ thuật.

Cấu trúc điển hình của trạm biến áp trong nhà

Trạm biến áp trong nhà bao gồm máy biến áp, thiết bị trung thế và thiết bị hạ thế. Bên trong nhà, trạm được chia thành 3 phòng riêng biệt tương ứng với nơi đặt máy biến áp, nơi đặt thiết bị trung thế và các thiết bị hạ thế còn lại. Trong một số trường hợp có thể đặt máy biến áp và thiết bị trung hạ thế trong cùng một phòng nhưng vẫn có ngăn lưới riêng.

Thiết bị chính

Máy biến áp của trạm trong nhà có công suất lớn lên tới 1000kVA, sử dụng điện 3 pha. Máy có thể có 1 cấp điện áp hoặc 2 cấp điện áp tùy theo yêu cầu từ lưới điện khu vực. Trong trạm có thể sử dụng 1 hoặc 2 máy biến áp. Các máy biến áp được đặt trên bệ xi măng, bên dưới có bể chứa dầu khẩn cấp.

Thiết bị trung thế bao gồm các thiết bị có chức năng chuyển mạch điện, truyền tín hiệu điều khiển, bảo vệ hệ thống, đo lường và điều khiển mạch điện trung thế. Các thiết bị này có tính đồng bộ cao, được bố trí theo từng ngăn chức năng riêng biệt trong tủ điện trung thế. Hiện nay, các ngăn trung thế có xu hướng sử dụng bộ mạch vòng chính (Ring Main Unit) đặt trong tủ RMU để thay thế kết cấu thanh cái, cầu dao, có giá đỡ cầu chì và bố trí cầu chì dạng ống để bảo vệ máy biến áp có công suất dưới 1000kVA. Đường dây trung thế ngầm có điện áp 24kV hoặc 35kV.

Các thiết bị điện áp thấp thường bao gồm cầu dao, tụ điện, thiết bị điều khiển, đo lường và bảo vệ mạch. Các thiết bị này được bố trí trong tủ điều khiển điện áp thấp.

Đường dây trung thế và hạ thế đấu nối vào trạm biến áp trong nhà yêu cầu phải đi ngầm hoặc đặt dưới mương có mái che để tăng tính an toàn và thẩm mỹ.

Kiến trúc trạm biến áp

Kiến trúc sàn của trạm biến áp trong nhà được thiết kế phù hợp với thiết kế và công suất của trạm. Có cửa lớn để di chuyển máy biến áp và các thiết bị điện. Nhà ga có lối thoát hiểm ra các không gian khác hoặc ra bên ngoài khi có sự cố.

Cửa thông gió cho các phòng được đặt cao, bố trí lưới chống chim, rắn, chuột, côn trùng. Có thể kể đến quạt làm mát cưỡng bức cho máy biến áp công suất lớn.

Bệ trạm biến áp cao hơn mặt sàn 30 cm để bố trí hố thu dầu. Chân đế phải chịu được trọng lượng vài tấn của máy biến áp trong hàng trăm năm.

Ngoài ra, các trạm biến áp trong nhà đều có hệ thống chống sét nối đất làm từ tôn mạ kẽm. Hệ thống này được lắp đặt bên ngoài ngôi nhà, nơi đặt trạm biến áp và nối trực tiếp với mặt đất.

Các loại trạm biến áp trong nhà phổ biến

Ba loại trạm biến áp trong nhà được sử dụng rộng rãi là trạm biến áp hoàn chỉnh, trạm biến áp kèm theo và trạm gis.

Trạm biến áp hoàn chỉnh

Trạm biến áp hoàn chỉnh sử dụng tủ RMU hoặc tủ đóng cắt chứa nhiều máy cắt nhỏ gọn. Các ngăn chứa thiết bị trong trạm được chế tạo sẵn để di chuyển đến vị trí lắp đặt. Trạm hoàn chỉnh có ưu điểm là có thể chịu được các tác động vật lý và thời tiết quanh năm.

Trạm biến áp kín

Trạm biến áp kín là loại trạm biến áp trong nhà được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, không có cơ chế bảo vệ thời tiết vì chúng được đặt hoàn toàn trong một tòa nhà có kết cấu khép kín. Trạm kín có cấu trúc điển hình của trạm biến áp trong nhà thông thường.

Trạm GIS

Trạm biến áp GIS chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy điện. Loại trạm này sử dụng thiết bị phân phối khép kín, đóng mở bằng khí SF6. Trạm GIS có kích thước nhỏ gọn, phù hợp với không gian cả căn nhà có diện tích nhỏ, phục vụ công suất lớn.

So sánh trạm biến áp trong nhà và ngoài trời

Trạm biến áp trong nhà và trạm biến áp ngoài trời là hai dạng trạm đối lập nhau về mặt không gian lắp đặt. Vì vậy, về kết cấu, tiêu chuẩn bảo vệ và công suất, các loại trạm biến áp này có sự khác biệt rõ ràng. Bảng dưới đây so sánh nhanh đặc điểm của 2 tuyến trạm biến áp này:

KTH ELECTRIC đã giúp bạn hiểu rõ hơn về trạm biến áp trong nhà thông qua các thông tin về cấu tạo, phân loại và so sánh với trạm ngoài trời. Nếu bạn muốn đọc thêm về các loại trạm biến áp khác, xem: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tram-bien-ap/.