Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khu công nghiệp Nomura (Hải Phòng) là khu vực tập trung mật độ cao các doanh nghiệp sản xuất công nghiệp, đòi hỏi nguồn cung cấp điện năng liên tục, an toàn và ổn định. Việc xây dựng một trạm biến áp trung gian hạ áp từ lưới điện truyền tải quốc gia để cấp điện trực tiếp cho khu công nghiệp là yêu cầu kỹ thuật cấp thiết nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải hiện tại và định hướng phát triển mở rộng trong tương lai. Đề tài đồ án tốt nghiệp "Thiết kế trạm biến áp 110/22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải Phòng" của tác giả Lại Hải Ninh (ngành Điện Tự động Công nghiệp, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng) được thực hiện nhằm giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật toàn diện cho công trình này.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định trong văn bản gồm:

  1. Thu thập, tổng hợp và phân tích biểu đồ phụ tải của 57 nhà máy, phân xưởng trong Khu công nghiệp Nomura; xác định tổng công suất tính toán và dự báo phụ tải trong giai đoạn 5–10 năm.
  2. Tính toán lựa chọn số lượng, dung lượng và các thông số kỹ thuật định mức của máy biến áp chính; lựa chọn sơ đồ cấu trúc nối điện tối ưu cho trạm biến áp.
  3. Tính toán dòng ngắn mạch ba pha tại các vị trí thanh cái 110kV và 22kV trong hệ đơn vị tương đối cơ bản để làm căn cứ chọn khí cụ điện.
  4. Lựa chọn và kiểm tra điều kiện làm việc (phát nóng, ổn định lực điện động, ổn định nhiệt) của các thiết bị điện nhất thứ và nhị thứ: máy cắt điện, dao cách ly, thanh dẫn, dây dẫn, sứ cách điện, máy biến dòng (BI), máy biến điện áp (BU), chống sét van (LA) và hệ thống tụ bù công suất phản kháng.
  5. Thiết kế hệ thống tự dùng (xoay chiều và một chiều), hệ thống chống sét đánh trực tiếp, hệ thống nối đất an toàn và phương thức bảo vệ rơ-le cho máy biến áp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Trạm biến áp giảm áp 110/22kV và hệ thống phân phối trung áp 22kV cấp điện cho Khu công nghiệp Nomura.
  • Phạm vi không gian: Khu công nghiệp Nomura, thành phố Hải Phòng; điểm đấu nối nhận điện từ thanh cái 110kV của Trạm biến áp 220/110kV Vật Cách với chiều dài đường dây truyền tải là 2,4 km.
  • Phạm vi thời gian và thông số: Dữ liệu phụ tải tính toán $P_{pt} = 51\text{ MW}$, hệ số công suất $\cos\varphi = 0,8$, định hướng quy hoạch vận hành trung hạn từ 5 đến 10 năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết truyền tải - phân phối điện năng, tính toán chế độ xác lập của hệ thống điện và lý thuyết tính toán dòng ngắn mạch trong mạng điện ba pha đối xứng. Các tiêu chuẩn và quy phạm kỹ thuật được áp dụng bao gồm:

  • Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và Quy phạm trang bị điện ngành điện lực.
  • Tiêu chuẩn của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) áp dụng cho việc lựa chọn thiết bị phân phối, máy cắt và chống sét van oxit kim loại (ZnO).
  • Khung lý thuyết tính toán quá tải sự cố máy biến áp theo điều kiện nhiệt độ môi trường và thời gian duy trì phụ tải sự cố ($K_{qtsc} = 1,4$).

Phương pháp nghiên cứu được triển khai cụ thể:

  • Phương pháp phân tích đồ thị phụ tải: Xây dựng biểu đồ phụ tải ngày gồm 7 khung thời gian để xác định công suất cực đại ($P_{max}$, $S_{max}$) và tính toán thời gian tổn thất công suất lớn nhất ($\tau$).
  • Phương pháp giải tích tính toán ngắn mạch: Sử dụng hệ đơn vị tương đối cơ bản với công suất cơ bản $S_{cb} = 100\text{ MVA}$, điện áp cơ bản $U_{cb1} = 110\text{ kV}$ ($I_{cb1} = 0,52\text{ kA}$) và $U_{cb2} = 22\text{ kV}$ ($I_{cb2} = 2,62\text{ kA}$) để tính toán dòng ngắn mạch chu kỳ ($I_N$) và dòng ngắn mạch xung kích ($I_{xk}$).
  • Phương pháp kiểm tra kỹ thuật thiết bị điện: Kiểm tra theo điều kiện làm việc lâu dài (dòng định mức, điện áp định mức), điều kiện quá tải cưỡng bức, điều kiện ổn định lực điện động và ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
  • Phương pháp so sánh kinh tế - kỹ thuật: Đánh giá chi phí vốn đầu tư thiết bị ($V$), chi phí tổn hao điện năng hàng năm ($P_t$) và chi phí vận hành ($P$).

Nguồn dữ liệu sử dụng: Danh mục phụ tải công suất tác dụng và cấp điện áp của 57 nhà máy/phân xưởng tại KCN Nomura; thông số lưới điện cấp từ trạm 220/110kV Vật Cách; catalogue thông số kỹ thuật của máy biến áp hãng AVERA (Indonesia), máy cắt SF6 Siemens 3AQ1, máy cắt BBT, chống sét van ABB, máy biến dòng ТФЗМ110B-1 và máy biến điện áp HKФ-110-57.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

Trạm biến áp 110/22kV Khu công nghiệp Nomura được thiết kế theo cấu hình trạm giảm áp khu vực, bao gồm các hạng mục kỹ thuật chính sau:

Hạng mục thiết kế Giải pháp kỹ thuật được lựa chọn Thông số kỹ thuật chính
Máy biến áp chính 02 máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây, vận hành song song Hãng AVERA, $S_{đmB} = 60\text{ MVA}$, $115/23\text{ kV}$, tổ đấu dây $Y_0/\Delta/Y$, $\Delta P_0 = 70\text{ kW}$, $\Delta P_N = 315\text{ kW}$, $U_N = 10,5%$
Sơ đồ nối điện Hệ thống 01 thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt Phía 110kV nhận điện từ 2 xuất tuyến; phía 22kV chia 7 lộ ra phân phối cáp cho khu công nghiệp
Phân phối 110kV Thiết bị lắp đặt ngoài trời Máy cắt khí SF6 loại 3AQ1 ($U_{đm} = 123\text{ kV}$, $I_{cắt} = 40\text{ kA}$, $I_{lđđ} = 100\text{ kA}$), dao cách ly 110kV ($1000\text{ A}$, $80\text{ kA}$)
Phân phối 22kV Tủ hợp bộ lắp đặt trong nhà Máy cắt BBT ($U_{đm} = 24\text{ kV}$, $I_{cắt} = 160\text{ kA}$, $I_{lđđ} = 160\text{ kA}$), tích hợp sẵn BI, BU và dao cách ly
Dây dẫn và thanh cái Dây nhôm lõi thép (AC) và thanh nhôm định hình Dây vào 110kV: AC-185; Dây MBA sang thanh cái 22kV: AC-1000; Dây 7 lộ ra 22kV: AC-240; Thanh cái 110kV: AC-400; Thanh cái 22kV: Nhôm kép $2 \times 1256\text{ mm}^2$
Khí cụ đo lường 110kV Biến dòng và biến điện áp kiểu ngâm dầu BI: ТФЗМ110B-1 (cấp chính xác 0,5); BU: HKФ-110-57 ($66/\sqrt{3}\text{ kV} / 0,1/\sqrt{3}\text{ kV}$, dung lượng $400\text{ VA}$, cấp chính xác 0,5)
Bảo vệ quá điện áp Chống sét van oxit kim loại (ZnO) không khe hở Hãng ABB, điện áp định mức 110kV, dòng xả định mức $10\text{ kA}$, cấp xả sét 3, điện áp dư $< 280\text{ kV}$
Bù công suất phản kháng Dàn tụ bù tĩnh trung áp 22kV đấu hình sao Tổng dung lượng bù $Q_{bù} = 24,6\text{ Mvar}$, gồm 72 bình tụ loại $300\text{ kvar}$, nâng hệ số công suất từ $\cos\varphi = 0,75$ lên $\cos\varphi = 0,95$
Hệ thống tự dùng Cung cấp nguồn AC và DC nội bộ trạm Tổng công suất 400 kVA; nguồn AC 220/380V; nguồn DC 110V gồm dàn ắc quy 110V/180Ah kết hợp tủ nạp

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về trạm biến áp

Chương này trình bày các khái niệm cơ bản về chức năng biến đổi và truyền tải điện năng của trạm biến áp trong hệ thống điện quốc gia; phân loại trạm theo cấp điện áp (tăng áp, giảm áp, trung gian), theo địa dư (khu vực, địa phương) và theo cấu trúc xây dựng (trong nhà, ngoài trời). Tác giả tổng hợp các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế bắt buộc khi thiết kế trạm: vốn đầu tư hợp lý, độ tin cậy cung cấp điện cao, tổn hao hàng năm thấp, an toàn vận hành và đảm bảo chất lượng điện áp.

Về hiện trạng phụ tải, tác giả lập bảng thống kê chi tiết 57 đơn vị tiêu thụ điện trong Khu công nghiệp Nomura (bao gồm các công ty như Nichias, Fujikura, E Tech, Pioneer, Rorze, GE, Toyoda Gosei, Ojitex, Toyotabo, Synztec, Yazaki, Citizen...). Tổng công suất tính toán tác dụng đạt $P_{pt} = 51\text{ MW}$, hệ số công suất $\cos\varphi = 0,8$. Điện áp nguồn truyền về cấp 110kV lắp đặt ngoài trời; lưới phân phối 22kV sử dụng tủ hợp bộ đặt trong nhà. Hệ thống tự dùng của trạm được xác định với tổng công suất khoảng 400 kVA, sử dụng nguồn xoay chiều 220/380V phục vụ chiếu sáng, làm mát máy biến áp, đóng cắt và nguồn một chiều 110VDC (dàn ắc quy 110V/180Ah kèm máy nạp) phục vụ đo lường, bảo vệ và thông tin liên lạc.

Chương 2: Tính chọn máy biến áp và sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp

Nội dung chương tập trung vào việc tính chọn công suất máy biến áp dựa trên đồ thị phụ tải ngày và dự báo nhu cầu phụ tải trong 5–10 năm. Đồ thị phụ tải ngày của KCN Nomura được chia thành các khoảng thời gian với công suất biểu kiến cực đại đạt $S_{max} = 60,56\text{ MVA}$ ($P = 48,45\text{ MW}$, $Q = 36,34\text{ Mvar}$) tại các khung giờ cao điểm (8h–11h và 13h–16h).

Khung thời gian Công suất tác dụng $P$ (MW) Hệ số $\cos\varphi$ Công suất biểu kiến $S$ (MVA) Công suất phản kháng $Q$ (Mvar)
0h – 8h 38,25 0,8 47,81 28,69
8h – 11h 48,45 0,8 60,56 36,34
11h – 13h 45,90 0,8 57,38 34,43
13h – 16h 48,45 0,8 60,56 36,34
16h – 18h 38,25 0,8 47,81 28,69
18h – 21h 43,35 0,8 54,19 32,51
21h – 24h 38,25 0,8 47,81 28,69

Tác giả so sánh các phương án số lượng máy và quyết định chọn 02 máy biến áp ba pha ba cuộn dây vận hành song song (công suất định mức $S_{đmB} = 60\text{ MVA}$ mỗi máy, hãng AVERA, giá $358.000 \cdot 10^3\text{ VNĐ}$/máy). Cuộn tam giác ($\Delta$) đấu nối tiếp địa nhằm triệt tiêu sóng hài bậc cao. Điều kiện quá tải sự cố khi một máy ngừng hoạt động được kiểm tra với hệ số $K_{qtsc} = 1,4$, thỏa mãn khả năng cấp điện cho toàn bộ phụ tải.

Tính toán tổn thất điện năng của máy biến áp với thời gian tổn thất công suất lớn nhất $\tau = 18\text{ h}$:

  • Tổn thất điện năng trong 1 ngày ($t = 24\text{ h}$): $\Delta A_{ngay} = 6.248\text{ kWh}$.
  • Tổn thất điện năng trong 1 năm ($t = 8.760\text{ h}$): $\Delta A_{nam} = 1.229.228\text{ kWh}$.

Tính toán ngắn mạch ba pha trong hệ đơn vị tương đối cơ bản ($S_{cb} = 100\text{ MVA}$, $x_{0} = 0,4\ \Omega/\text{km}$, chiều dài đường dây từ trạm Vật Cách $L = 2,4\text{ km}$):

  • Tại điểm ngắn mạch $N_1$ (thanh cái 110kV): Điện kháng tổng $X_{\Sigma cb(N1)} = 0,204\text{ dv}$; Dòng ngắn mạch chu kỳ $I_{N1} = 2,55\text{ kA}$; Dòng xung kích $I_{xk1} = 6,49\text{ kA}$.
  • Tại điểm ngắn mạch $N_2$ (thanh cái 22kV): Dòng ngắn mạch chu kỳ $I_{N2} = 8,53\text{ kA}$; Dòng xung kích $I_{xk2} = 21,7\text{ kA}$.

Trên cơ sở đó, tác giả lựa chọn máy cắt SF6 Siemens loại 3AQ1 cho phía 110kV và máy cắt BBT cho phía 22kV. Sơ đồ nối điện được chọn là hệ thống một thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt, đảm bảo tính linh hoạt, kinh tế và độ tin cậy cung cấp điện. Vốn đầu tư cho 2 máy biến áp được tính toán với hệ số xây lắp $k_b = 1,7$ là $V_B = 608,6 \times 10^6\text{ VNĐ}$.

Chương 3: Lựa chọn thiết bị điện

Chương này thực hiện việc tính chọn và kiểm tra toàn bộ các phần tử dẫn điện và khí cụ điện trong trạm theo các chế độ làm việc lâu dài, quá tải cưỡng bức và ngắn mạch:

  • Dây dẫn và thanh góp:
    • Phía 110kV chọn dây AC-185 ($I_{cp} = 429,3\text{ A} > I_{btmax} = 152,1\text{ A}$).
    • Từ thứ cấp MBA sang thanh cái 22kV chọn dây AC-1000 ($I_{cp} = 967,1\text{ A} > I_{btmax} = 760,5\text{ A}$).
    • Các lộ ra 22kV (7 lộ) chọn dây AC-240 ($I_{cp} = 403,4\text{ A} > I_{btmax} = 217,4\text{ A}$).
    • Thanh cái mềm 110kV chọn dây AC-400 ($I_{cp} = 542,7\text{ A} > I_{lvcb} = 468,4\text{ A}$).
    • Thanh cái cứng 22kV chọn thanh nhôm kép kích thước tương đương tiết diện $2512\text{ mm}^2$ ($I_{cp} = 3369,6\text{ A} > I_{lvcb} = 2341,9\text{ A}$).
  • Dao cách ly và sứ cách điện: Chọn dao cách ly 110kV với dòng định mức $1000\text{ A}$, khả năng ổn định lực điện động $80\text{ kA}$; Chuỗi sứ treo 110kV gồm 9 bát sứ (chiều dài đường rò $2349\text{ mm} > 2200\text{ mm}$); Sứ đỡ 110kV loại C-450I YXA-T1 chịu lực phá hoại $4\text{ kN} > F'{tt} = 0,0146\text{ kN}$; Sứ đỡ 22kV loại N-170-YX3 chịu lực phá hoại $4\text{ kN} > F'{tt} = 2,4\text{ kN}$.
  • Khí cụ đo lường: Phía 110kV trang bị 3 biến dòng BI loại ТФЗМ110B-1 đấu hình sao, cấp chính xác 0,5; Biến điện áp BU HKФ-110-57 gồm 2 biến điện áp 1 pha đấu sao - sao - tam giác hở, công suất định mức $400\text{ VA}$, độ sụt áp trên dây dẫn $\Delta U% = 0,0008% < 0,5%$.
  • Chống sét van (LA): Trang bị chống sét van oxit kim loại ZnO của hãng ABB tại đầu đường dây 110kV, cấp xả sét 3, dòng xả định mức $10\text{ kA}$.
  • Tụ bù công suất phản kháng: Tính toán bù công suất phản kháng phía trung áp 22kV từ mức $\cos\varphi = 0,75$ lên $\cos\varphi = 0,95$. Dung lượng bù cần thiết $Q_{bù} = 24,6\text{ Mvar}$. Tác giả chọn 72 bình tụ tĩnh loại $300\text{ kvar}$ ghép thành bộ tụ 3 pha đấu hình sao, giúp giảm công suất phản kháng sau bù của trạm xuống còn $13,65\text{ Mvar}$.

Chương 4: Thiết kế chống sét cho trạm

Chương 4 trình bày giải pháp bảo vệ an toàn cho công trình trạm biến áp trước tác động của sét khí quyển, bao gồm:

  • Thiết kế hệ thống cột thu sét độc lập nhằm tạo phạm vi bảo vệ an toàn tuyệt đối, chống sét đánh trực tiếp vào khu vực phân phối ngoài trời 110kV, máy biến áp và nhà điều hành.
  • Thiết kế hệ thống nối đất an toàn và nối đất làm việc cho trạm biến áp 110/22kV, tính toán điện trở nối đất đạt trị số quy phạm nhằm tản nhanh dòng sét và dòng sự cố chạm đất xuống đất.

Chương 5: Thiết kế Relay cho trạm biến áp

Chương cuối cùng phân tích các nguyên lý bảo vệ rơ-le trong hệ thống điện và thiết lập cấu hình bảo vệ cho 2 máy biến áp 110/22kV:

  • Tổng quan về các yêu cầu cơ bản đối với hệ thống bảo vệ rơ-le: tính chọn lọc, tác động nhanh, độ nhạy và độ tin cậy.
  • Thiết kế hệ thống bảo vệ chính và bảo vệ dự phòng cho máy biến áp $60\text{ MVA}$, bao gồm rơ-le so lệch dòng điện (bảo vệ sự cố bên trong cuộn dây và đầu cực MBA), rơ-le hơi (bảo vệ sự cố sinh khí trong thùng dầu), rơ-le quá dòng điện có thời gian và bảo vệ quá tải.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính đạt được

Đồ án đã hoàn thành đầy đủ các bước tính toán thiết kế kỹ thuật cho trạm biến áp 110/22kV với các chỉ số định lượng cụ thể:

  1. Xác định quy mô trạm gồm 02 máy biến áp $60\text{ MVA}$ ($115/23\text{ kV}$), đáp ứng công suất phụ tải $51\text{ MW}$ của KCN Nomura và đảm bảo cấp điện liên tục khi xảy ra sự cố một máy biến áp với hệ số quá tải $K_{qtsc} = 1,4$.
  2. Tính toán chính xác thông số ngắn mạch ba pha: Tại cấp 110kV có dòng ngắn mạch $I_{N1} = 2,55\text{ kA}$, dòng xung kích $I_{xk1} = 6,49\text{ kA}$; tại cấp 22kV có dòng ngắn mạch $I_{N2} = 8,53\text{ kA}$, dòng xung kích $I_{xk2} = 21,7\text{ kA}$.
  3. Lựa chọn thành công danh mục khí cụ điện và dây dẫn đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kiểm tra phát nóng và ổn định động/nhiệt: Máy cắt SF6 3AQ1, máy cắt BBT, dây dẫn AC-185, AC-1000, AC-240, thanh cái mềm AC-400 và thanh nhôm kép $2512\text{ mm}^2$.
  4. Thiết kế hệ thống bù tĩnh công suất phản kháng $24,6\text{ Mvar}$ (72 tụ $300\text{ kvar}$), nâng hệ số công suất của khu công nghiệp lên mức $\cos\varphi = 0,95$, giảm tổn thất công suất truyền tải.

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật

  • Áp dụng cấu hình phân phối 22kV dạng tủ hợp bộ trong nhà giúp tiết kiệm diện tích xây dựng, tăng tính thẩm mỹ, nâng cao độ an toàn vận hành và giảm thiểu sự cố do tác động môi trường.
  • Sử dụng sơ đồ nối điện một thanh góp có phân đoạn bằng máy cắt, kết hợp máy biến áp 3 cuộn dây ($Y_0/\Delta/Y$) có cuộn tam giác triệt tiêu sóng hài bậc cao nhằm nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho các nhà máy công nghệ cao trong khu công nghiệp.

Đóng góp của đồ án

Đồ án cung cấp một bộ hồ sơ tính toán thiết kế hoàn chỉnh, đồng bộ từ khâu dự báo phụ tải, lựa chọn sơ đồ công nghệ, tính toán ngắn mạch đến lựa chọn chi tiết thiết bị điện và giải pháp bảo vệ cho một trạm biến áp trung gian 110kV cấp điện khu công nghiệp thực tế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Quá trình tính toán phụ tải và tổn thất điện năng dựa trên giả thiết phân bố công suất đồng đều giữa 7 xuất tuyến 22kV; việc tính toán bù công suất phản kháng được thực hiện tập trung tại thanh cái trạm biến áp do chưa có đầy đủ thông số chi tiết về phân bố điện kháng dọc tuyến của từng nhánh tải trong khu công nghiệp.
  • Hướng phát triển: Nghiên cứu mở rộng phương án lắp đặt tụ bù phân tán trên lưới trung áp 22kV để tối ưu hóa biểu đồ điện áp; nghiên cứu tích hợp hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) cùng chuẩn giao thức truyền thông IEC 61850 hướng tới xây dựng mô hình trạm biến áp điều khiển từ xa không người trực.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện, Điện Tự động Công nghiệp, Hệ thống Điện làm đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học Thiết kế Cung cấp điện và Thiết kế Trạm biến áp.
  • Kỹ sư thiết kế và cán bộ kỹ thuật tham khảo phương pháp luận tính toán lựa chọn dung lượng máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố, quy trình tính ngắn mạch theo hệ đơn vị tương đối cơ bản và phương pháp chọn khí cụ điện cao áp - trung áp.

Phần nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu gồm:

  • Phương pháp phân tích đồ thị phụ tải ngày để xác định công suất máy biến áp và tính tổn thất điện năng hàng năm ($\Delta A$).
  • Bảng kiểm tra điều kiện vận hành, phát nóng và ổn định lực điện động của máy cắt, dao cách ly, thanh dẫn, chuỗi sứ và biến dòng/biến điện áp.
  • Phương pháp tính toán dung lượng và cấu hình đấu nối hệ thống tụ bù tĩnh nâng cao hệ số $\cos\varphi$.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án lựa chọn phương án lắp đặt 02 máy biến áp công suất 60 MVA thay vì sử dụng 01 máy biến áp công suất lớn?
Phụ tải Khu công nghiệp Nomura là phụ tải công nghiệp loại đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện rất cao. Việc sử dụng 02 máy biến áp vận hành song song đảm bảo tính liên tục cấp điện: khi một máy gặp sự cố hoặc bảo dưỡng, máy biến áp còn lại với hệ số quá tải sự cố $K_{qtsc} = 1,4$ ($60\text{ MVA} \times 1,4 = 84\text{ MVA}$) vẫn đảm bảo cung cấp đủ công suất cho toàn bộ phụ tải cực đại của khu công nghiệp ($S_{max} = 60,56\text{ MVA}$).

2. Điểm đấu nối nguồn điện 110kV cấp cho trạm Nomura nằm ở đâu và cự ly truyền tải là bao nhiêu?
Trạm biến áp Nomura nhận điện từ thanh cái 110kV của Trạm biến áp 220/110kV Vật Cách thông qua 02 đường dây trên không 110kV với chiều dài tuyến là 2,4 km.

3. Trị số dòng ngắn mạch ba pha và dòng xung kích tính toán tại thanh cái 110kV và 22kV của trạm là bao nhiêu?
Trong hệ đơn vị tương đối cơ bản ($S_{cb} = 100\text{ MVA}$), kết quả tính toán ngắn mạch ba pha cho thấy:

  • Tại thanh cái 110kV (điểm $N_1$): Dòng ngắn mạch chu kỳ $I_{N1} = 2,55\text{ kA}$, dòng xung kích $I_{xk1} = 6,49\text{ kA}$.
  • Tại thanh cái 22kV (điểm $N_2$): Dòng ngắn mạch chu kỳ $I_{N2} = 8,53\text{ kA}$, dòng xung kích $I_{xk2} = 21,7\text{ kA}$.

4. Dàn tụ bù công suất phản kháng được tính chọn với dung lượng bao nhiêu và đấu nối như thế nào?
Hệ thống tụ bù được thiết kế nhằm nâng hệ số công suất từ $\cos\varphi = 0,75$ lên $\cos\varphi = 0,95$, với tổng dung lượng bù cần thiết là $Q_{bù} = 24,6\text{ Mvar}$. Đồ án chọn 72 bình tụ tĩnh loại $300\text{ kvar}$ đấu kiểu hình sao có trung tính cách điện nhằm giảm chi phí cách điện cho tụ ở cấp điện áp pha ($22/\sqrt{3}\text{ kV}$).

5. Vì sao tác giả lựa chọn máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây với tổ đấu dây $Y_0/\Delta/Y$?
Việc lựa chọn tổ đấu dây có cuộn trung đấu tam giác ($\Delta$) nối đất nhằm triệt tiêu các thành phần sóng hài bậc cao trong lưới điện, giảm thiểu tình trạng méo dạng sóng sin điện áp, từ đó đảm bảo chất lượng điện năng cho các thiết bị công nghiệp nhạy cảm trong khu công nghiệp.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế trạm biến áp 110/22kV, cấp điện cho khu công nghiệp Nomura Hải Phòng" của tác giả Lại Hải Ninh là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh và chuẩn mực trong lĩnh vực cung cấp điện công nghiệp. Tác giả đã giải quyết triệt để các bài toán kỹ thuật từ phân tích phụ tải, tính chọn máy biến áp $2 \times 60\text{ MVA}$, tính toán ngắn mạch đến lựa chọn đồng bộ hệ thống thiết bị điện, chống sét và bảo vệ rơ-le. Các giải pháp kỹ thuật đề xuất như bố trí phân phối 22kV trong nhà, bù công suất phản kháng $24,6\text{ Mvar}$ và sử dụng sơ đồ một thanh góp phân đoạn vừa đảm bảo tiêu chuẩn vận hành an toàn, tin cậy, vừa tối ưu hóa chỉ tiêu kinh tế cho công trình.