Hướng dẫn tính chọn máy biến áp theo công suất

Lê Hồng Phong

Triển khai xây dựng các khu dân cư, khu đô thị, khu công nghiệp hay các công trình lớn khác đòi hỏi phải tính toán lựa chọn máy biến áp phù hợp. Bài viết dưới đây của KTH ELECTRIC là nguồn tham khảo để bạn lựa chọn công suất máy biến áp, loại máy biến áp và các thông số quan trọng khác.

Nguyên tắc khi lựa chọn máy biến áp

Có 4 nguyên tắc chung khi lựa chọn máy biến áp:

• Quy tắc 1: Chọn công suất máy biến áp theo điện áp hệ thống. Ví dụ, ở trạm biến áp có điện áp thứ cấp là 660V thì nên chọn máy biến áp có công suất dưới 1800kVA, hoặc ở trạm có điện áp thứ cấp là 380V thì nên chọn máy biến áp có công suất dưới 1000kVA.
• Quy tắc 2: Tính toán số lượng phụ tải và cường độ làm việc, từ đó tính toán số lượng máy biến áp cần thiết để phân chia phụ tải tránh làm máy biến áp quá tải.
• Quy tắc 3: Thông thường phụ tải chỉ nên sử dụng 80% công suất của máy biến áp. 20% công suất còn lại được dành cho các trường hợp như quá tải đường dây hoặc khấu hao công suất.
• Quy tắc 4: Không sử dụng máy biến áp có công suất quá cao hoặc thấp hơn công suất tính toán. Nếu điện áp thứ cấp cao hơn nhiều so với điện áp tải sẽ dễ gây hư hỏng thiết bị hoặc cháy nổ. Ngược lại, nếu điện áp sơ cấp thấp hơn tải sẽ làm giảm hiệu suất và tuổi thọ thiết bị.

Công thức tính công suất máy biến áp

Công suất định mức của máy biến áp biểu thị mức công suất hoạt động liên tục tối đa của máy trong thời gian dài mà không bị hư hỏng hoặc tổn thất năng lượng. Khi chọn máy biến áp, bạn có thể tính công suất dựa trên công thức sau:

Trong đó:

• Trạng thái là công suất tính toán của máy biến áp (kVA)
• P là tổng công suất tiêu thụ phía tải (kW)
• K là hệ số tương tranh (trong khoảng 0,7 – 0,9)
• pf là hệ số công suất của tải (trong khoảng 0,8 – 0,95)

Trong thực tế, công suất định mức của máy biến áp sẽ cao hơn công suất tính toán theo công thức:

Trong đó:

• SđmB là công suất định mức của máy biến áp (kVA)
• 1.4 là hệ số quá tải khi một trong hai máy biến áp gặp sự cố và máy biến áp còn lại được phép quá tải trong khoảng thời gian cho phép.

Ví dụ: Tính toán lựa chọn máy biến áp cho khu dân cư có 100 hộ dân, nhận điện áp từ lưới điện 22kV.

Điện sinh hoạt được xếp vào phụ tải loại 3 (xem bên dưới), chỉ cần 1 máy biến áp. Công suất tính toán của tải là:

Trong đó:

• Po: Công suất tính toán cho 1 hộ gia đình, trung bình 1kW
• H: Số hộ trong khu vực

Phụ tải sinh hoạt lấy hệ số công suất là 0,85, từ đó xác định được công suất tính toán của máy biến áp:

Chọn công suất tính toán tương đương 80% công suất định mức của máy biến áp. Vậy công suất định mức của máy biến áp là:

Như vậy, để cung cấp điện cho 100 hộ dân trên cần sử dụng máy biến áp một pha có công suất 120kVA.

Công suất định mức trên các đường dây biến áp phổ biến

Hiện nay có rất nhiều loại máy biến áp với các dải công suất khác nhau và ứng dụng khác nhau. Công suất định mức của một số loại máy biến áp này như sau:

• Máy biến áp điện lực: Có công suất lớn từ hàng trăm kVA đến hàng nghìn kVA, phù hợp với hệ thống truyền tải điện cao thế và trung thế.
• Máy biến áp phân phối: Có công suất khá cao lên đến hàng trăm kVA, thích hợp để phân phối điện đến các khu công nghiệp, khu dân cư, khu thương mại, công trình giao thông,…
• Máy biến áp tự ngẫu: Có công suất định mức nhỏ vài kVA, dùng trong các thiết bị điện tử.

Những yếu tố khác khi chọn mua máy biến áp

Lựa chọn theo hệ thống phân phối điện

Lưới điện được chia thành hai phần chính: lưới phân phối và lưới truyền tải, đòi hỏi các đặc tính máy biến áp khác nhau:

• Máy biến áp thượng nguồn được đặt tại nguồn của nhà máy điện nhằm tăng khả năng truyền tải lên đường dây cao thế.
• Máy biến áp trung gian được đặt tại các trạm biến áp trung gian để truyền tải điện năng giữa các hệ thống điện áp cao.
• Máy biến áp phân phối được đặt tại các trạm biến áp trọng điểm để chuyển đổi điện áp từ cao thế sang trung thế hoặc trung thế xuống hạ áp để cung cấp điện cho các khu vực nhỏ hơn.

Chọn theo loại tải

Phụ tải thường được chia thành 3 loại khi chọn máy biến áp:

• Phụ tải loại 1 (quan trọng): Đây là những nơi không được phép cắt điện như bệnh viện, sân bay, bến cảng,… Bắt buộc phải sử dụng nguồn điện kép với 2 máy biến áp hoặc có máy phát điện dự phòng.
• Phụ tải loại 2 (ưu tiên): Đây là những nơi được ưu tiên cấp điện như nhà máy sản xuất, nhà kho, trạm trung chuyển, trung tâm thương mại, cơ quan nhà nước, khách sạn,… Bạn có thể lựa chọn giữa phương án 1 pha – 1 máy biến áp hoặc nguồn kép với 2 máy biến áp độc lập.
• Phụ tải loại 3: Đây là những nơi cung cấp điện cuối cùng như nhà ở, chung cư, công trình chiếu sáng, công trình công cộng khác,… Chỉ cần sử dụng 1 máy biến áp.

Khi tính toán lựa chọn máy biến áp theo phụ tải cần xem xét đó là phụ tải 1 pha hay 3 pha, điện áp có thể điều chỉnh bằng tay hoặc ưu tiên tự động. Một số yếu tố khác như đặc tính của phụ tải, môi trường lắp đặt máy biến áp,…

Xem thêm: Các loại máy biến áp phổ biến trên thị trường

Chọn hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ cho máy biến áp nhập khẩu

Máy biến áp nhập khẩu có sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường sản xuất và môi trường sử dụng tại Việt Nam. Khi lựa chọn các đường dây biến áp này cần xét đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường:

Trong đó:

• t0: Nhiệt độ môi trường sản xuất (Ví dụ: Bắc Kinh 10 độ C)
• t1: Nhiệt độ môi trường hoạt động (Ví dụ: Hà Nội 28 độ C)

Tham khảo thêm các kiến ​​thức khác về máy biến áp, trạm biến áp tại: https://btb-electric.com/vi/tin-tuc/kien-thuc-nganh/kien-thuc-tram-bien-ap/