Trạm biến áp giàn là một trong những giải pháp hữu ích để đảm bảo nguồn điện ổn định và an toàn cho các dự án công nghiệp, dân dụng, thương mại. Với thiết kế tối ưu, cân bằng được yếu tố công suất và tính thẩm mỹ, trạm biến áp này ngày càng được ưa chuộng trong các khu dân cư, khu công nghiệp… Bài viết sau của chúng tôi sẽ cung cấp thông tin đầy đủ về cấu tạo, ứng dụng và lưu ý khi lắp đặt trạm biến áp giàn.
Khái niệm trạm biến áp giàn
Trạm biến áp giàn là loại trạm điện có máy biến áp và toàn bộ thiết bị được đặt trên một giá đỡ nối giữa 2 hoặc nhiều trụ bê tông ly tâm hoặc thép mạ kẽm. Trong trạm được trang bị 1 máy biến áp 3 pha 400kVA hoặc 3 máy biến áp 1 pha có công suất tương đương (3x75kVA), cấp điện áp 0.4/22kV, chịu trách nhiệm hạ áp từ cấp trung thế (15-22kV) xuống cấp hạ thế (0.4kV). Hiện tại, máy biến áp của trạm giàn đã được nâng công suất lên trên 2000kVA. Ngoài máy biến áp, tủ hạ áp của trạm điện này cũng được đặt trên giàn. Đường dây nguồn vào ra của trạm đa phần được đi trên không, có trường hợp sẽ đặt ngầm.
Trạm biến áp giàn thuộc hệ thống phân phối điện hạ áp, phía sau là các trạm biến áp treo công suất thấp hơn hoặc sẽ được đấu nối trực tiếp đến điện nhà máy, phân xưởng, khu công nghiệp.
Cấu tạo trạm biến áp giàn
Trạm biến áp giàn có cấu tạo 3 thành phần chính gồm: máy biến áp, thiết bị trung thế và thiết bị hạ thế.
- Máy biến áp: Thường là máy biến áp dầu 3 pha, công suất đến 630kVA hoặc biến áp khô giải nhiệt bằng gió, công suất lên đến 2000kVA..
- Thiết bị trung thế: Gồm cầu chì tự rơi, chống sét van, biến áp đo lường, biến dòng đo lường, điện kế 3 pha.
- Thiết bị hạ thế: Gồm aptomat (MCCB), tụ bù, thiết bị đo lường…
- Vật tư trạm: Đà thép đỡ máy biến áp nối giữa 2 trụ bê tông ly tâm, dây cáp điện, thanh chống, sứ đứng, bộ tiếp địa…
Ứng dụng của trạm biến áp giàn
Trạm biến áp giàn đóng vai trò trung gian phân phối điện từ các trạm điện công suất lớn hơn đến các trạm biến áp cục bộ hoặc đấu nối trực tiếp tới các công trình sinh hoạt, sản xuất quy mô vừa và nhỏ.
Trong thực tế, chức năng chính của trạm biến áp giàn là hạ áp từ cấp trung thế (15-22kV) xuống cấp hạ thế (0.4kV). Vì vậy, bạn có thể dễ dàng bắt gặp loại trạm điện này tại các khu đô thị, cụm dân cư, khu công nghiệp, nhà xưởng hoặc các công trình thương mại, đặc biệt là tại một số công trình sau: .
- Hộ gia đình có nhu cầu duy trì hoạt động liên tục của nguồn điện trên đường dây hạ thế.
- Các cơ quan quan trọng như bệnh viện, tòa nhà quốc hội, bộ quốc phòng…
- Nhà máy sản xuất, hộ kinh doanh yêu cầu nguồn điện ổn định.
Ưu, nhược điểm của trạm biến áp giàn
Trạm biến áp giàn được sử dụng rộng rãi tại đa dạng các công trình khác nhau nhờ sở hữu nhiều ưu điểm:
- Tiết kiệm diện tích và chi phí: So với trạm trong nhà, trạm kios, thiết kế đặt trên giàn của trạm điện giàn giúp tiết kiệm đáng kể không gian lắp đặt, cũng như chi phí xây dựng trạm nền.
- Công suất đa dạng: Trạm biến áp giàn phù hợp với cả máy biến áp dầu hay máy biến khô công suất lên tới 2000kVA.
- Dễ bảo trì: Trạm giàn có khả năng chịu tải tương đối tốt lại dễ bảo trì do có thiết kế cấu trúc mở, đồng thời cũng dễ dàng nâng cấp công suất bằng cách lắp thêm máy biến áp.
Tuy nhiên, thiết kế hở của loại trạm điện này không thật sự phù hợp với mỹ quan đô thị. Hơn nữa, so với các loại trạm kín, trạm biến áp giàn có hệ số an toàn không cao, các thiết bị cũng dễ chịu ảnh hưởng bởi thời tiết hoặc va chạm.
Lưu ý khi lắp đặt trạm biến áp giàn
Quá trình thi công, lắp đặt trạm biến áp giàn, bạn cần lưu ý một số vấn đề quan trọng như sau.
Xác định số lượng và công suất máy biến áp
Số lượng, công suất, chất lượng của máy biến áp quyết định đến khả năng vận hành của trạm biến áp giàn.
Để tính toán được công suất máy biến áp, bạn có thể áp dụng công thức:
Tổng phụ tải (kW) = Tổng công suất thiết bị x Hệ số đồng thời (0.7-0.9)
Lưu ý: Nên chọn công suất máy biến áp lớn hơn từ 10-20% công suất của phụ tải thực tế để tránh quá tải khi có nhu cầu mở rộng hệ thống.
Xác định vị trí đặt trạm
Lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp phù hợp sẽ giúp hạn chế tối đa tình trạng hao tổn điện năng và tiết kiệm vật tư lắp đặt.
Vị trí đặt trạm cần đáp ứng các tiêu chí:
- Gần phụ tải: Trạm biến áp nên đặt tại trung tâm phụ tải để giảm thất thoát năng lượng trên đường dây truyền tải đường dài.
- An toàn: Không đặt trạm tại khu vực dễ sạt lở, ngập lụt, gần các nguồn nhiệt, hóa chất, đảm bảo không gian thoáng đãng xung quanh trạm để tránh quá nhiệt và dễ tiếp cận khi sửa chữa, bảo trì.
- Tuân thủ quy định: Đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 2622:1995 về PCCC.
Xác định phụ tải và chế độ vận hành
Để xác định chính xác công suất phụ tải, cần nắm rõ quy mô và đặc điểm của khu vực phụ tải, sản lượng điện hàng năm, cũng như khả năng biến động về công suất. Ngoài ra, bạn nên đo lường từ tải tối đa, tải trung bình đến tải thấp điểm để tối ưu trong việc lựa chọn công suất tải phù hợp.
Bên cạnh đó, để giảm chi phí vận hành, có thể điều chỉnh số lượng máy biến áp theo phụ tải thực tế để giảm hao tổn không tải. Thông thường, chỉ cần sử dụng 1 máy biến áp thay vì 2 máy biến áp có công suất tương đương để giảm tổn hao điện.
Lựa chọn đầu phân áp
Đầu phân áp chịu trách nhiệm điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp, thường được thiết lập tại nhà máy hoặc có thể điều chỉnh bằng tay. Đa phần chế độ tại các trạm biến áp là dùng nhiều cực đại, ít cực tiểu và xảy ra sự cố.
Cách lựa chọn đầu phân áp đơn giản nhất là dựa trên điện áp lưới và yêu cầu của phụ tải. Ví dụ, lưới 22kV có thể chọn đầu phân áp ±5%. Tuy vậy, công đoạn này nên được cài đặt bởi các kỹ sư chuyên nghiệp để hạn chế sai lệch điện áp.
Dự phòng khả năng mở rộng
Trạm biến áp giàn có khả năng dễ dàng mở rộng công suất bằng cách lắp đặt thêm máy biến áp. Vì vậy, quá trình lắp đặt trạm điện này cần tính toán đến cả nhu cầu mở rộng hệ thống trong tương lai để lựa chọn máy biến áp và các thiết bị phù hợp, tránh tình trạng phải thay thế thiết bị.
Phân biệt trạm biến áp giàn với trạm biến áp treo
Thực tế, trạm biến áp giàn với trạm biến áp treo thường bị nhầm lẫn với nhau do có chung thiết kế treo trên cột. Tuy nhiên, sự khác biệt lớn nhất giữa 2 loại trạm biến áp này nằm ở số lượng cột đỡ máy biến áp phía trên. Trạm biến áp treo chỉ có 1 cột đỡ máy biến áp và các thiết bị, trong khi máy biến áp tại trạm biến áp giàn được đặt trên giá đỡ nối giữa 2 hoặc nhiều trụ cột bê tông ly tâm.
Trạm biến áp treo
Sự khác biệt giữa 2 loại trạm này có trong bảng so sánh dưới đây:
| Tiêu chí | Trạm biến áp giàn | Trạm biến áp treo |
| Công suất | Tối đa 2000kVA | Tối đa 1000kVA |
| Không gian lắp đặt | Cần không gian rộng hơn | Tiết kiệm không gian |
| Chi phí | Cao hơn | Thấp hơn, phù hợp dự án nhỏ, dự án tạm thời |
| Ứng dụng | Khu công nghiệp, nhà xưởng lớn | Khu dân cư, nông thôn |
| Bảo trì | Dễ dàng, chi phí thấp | Yêu cầu bảo trì thường xuyên do hệ số an toàn thấp |
Câu hỏi thường gặp về trạm biến áp giàn
Câu hỏi 1: Trạm biến áp giàn kết nối với lưới điện như thế nào?
Trả lời: Trạm biến áp giàn kết nối với lưới điện thông qua nguồn vào từ lưới trung thế, phía sau có thể là các trạm cục bộ hoặc đấu nối trực tiếp đến phụ tải.
Câu hỏi 2: Giữa trạm biến áp giàn và trạm biến áp ngoài trời thông thường, nên chọn loại nào?
Trả lời: Ưu tiên chọn biến áp giàn tại khu vực có không gian lắp đặt hạn chế, đi kèm nhu cầu cấp điện vừa phải (<2000kVA). Trạm điện ngoài trời phù hợp với không gian rộng rãi, công suất tiêu thụ lớn và yêu cầu tính thẩm mỹ cao để đảm bảo mỹ quan đô thị.
