8 Cách tính công suất trạm biến áp cực đơn giản, chính xác

Công suất trạm biến áp là yếu tố cốt lõi quyết định khả năng vận hành an toàn và ổn định của hệ thống điện. Việc tính công suất trạm biến áp đúng ngay từ đầu giúp lựa chọn máy biến áp, thiết bị đóng cắt, dây dẫn và tụ bù phù hợp, tránh quá tải, giảm tổn thất và tối ưu chi phí đầu tư.

Dãy công suất định mức MBA

Trước khi đi sâu vào các công thức, cần nắm rõ dãy công suất định mức tiêu chuẩn của máy biến áp. Đây là cơ sở quan trọng trong quá trình tính công suất biến áp và lựa chọn trạm phù hợp.

Các mức công suất máy biến áp phổ biến hiện nay gồm:
25 – 50 – 63 – 100 – 160 – 250 – 320 – 400 – 560 – 630 – 800 – 1000 – 1250 – 1600 – 2000 – 2500 kVA.

Trong thực tế, công suất các trạm biến áp thường được chọn theo cấp tiêu chuẩn gần nhất lớn hơn giá trị tính toán, nhằm đảm bảo dự phòng và khả năng mở rộng phụ tải trong tương lai.

Dãy công suất định mức MBA

Trước khi đi sâu vào các công thức, cần nắm rõ dãy công suất định mức tiêu chuẩn của máy biến áp. Đây là cơ sở quan trọng trong quá trình tính công suất biến áp và lựa chọn trạm phù hợp.

Các mức công suất máy biến áp phổ biến hiện nay gồm:
25 – 50 – 63 – 100 – 160 – 250 – 320 – 400 – 560 – 630 – 800 – 1000 – 1250 – 1600 – 2000 – 2500 kVA.

Lựa chọn MCCB và ACB

Sau khi tính công suất máy biến áp và dòng làm việc, việc lựa chọn thiết bị đóng cắt phù hợp là yêu cầu bắt buộc để đảm bảo an toàn.

Lựa chọn MCCB

• Dòng định mức (In): 100, 150, 160, 200, 225, 250, 300, 320, 400, 500, 630, 800, 1000A. In phải lớn hơn dòng vừa tính.

• Khả năng cắt ngắn mạch (Icu): 10, 18, 21, 25, 32, 35, 40, 41, 42, 45, 50kA. Chọn Icu ≥ dòng ngắn mạch tính toán.

Lựa chọn ACB

• Dòng định mức (In): 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3000, 3200, 4000, 5000, 6300A

• Icu: 50, 65, 70, 85, 100, 130kA

Lựa chọn dây dẫn

Dây dẫn là thành phần trực tiếp truyền tải công suất từ trạm biến áp đến phụ tải, do đó cần được tính toán cẩn thận.

Tiết diện dây pha

Các tiết diện phổ biến: 1.5 – 2.5 – 4 – 6 – 8 – 10 – 11 – 14 – 16 – 20 – 25 – 35 – 50 – 70 – 95 – 120 – 150 – 185 – 200 – 240 – 300 – 325 mm².

Nếu tổng tiết diện yêu cầu quá lớn, cần chia thành nhiều dây song song trên mỗi pha để đảm bảo khả năng tải và dễ thi công.

Dây PE

• Spha < 16 → Spe = Spha

• 16 ≤ Spha ≤ 35 → Spe = 16 mm²

• Spha > 35 → Spe = Spha / 2

Ước lượng dòng cho dây dẫn

• S ≤ 50 mm² → 1 mm² ≈ 5A

• 50 < S ≤ 200 mm² → 1 mm² ≈ 2.5 – 3.5A

• S > 200 mm² → 1 mm² ≈ 1.5 – 2A

Lựa chọn dung lượng bù

Tụ bù giúp nâng cao hệ số công suất cosφ, giảm tổn thất và tránh bị phạt tiền điện.

Các phương án bù phổ biến

• Bù nền: đóng tụ 24/24h bằng CB

• Bù ứng động: đóng cắt theo cosφ bằng contactor + bộ điều khiển

Thông thường:

• Bù nền khoảng 15%

• Phần còn lại dùng bù ứng động hoặc bù ứng động 100% tùy điều kiện kinh tế.

Dung lượng tụ chuẩn

10 – 20 – 40 – 50 – 60 – 80 kVAr/tụ.
Bộ điều khiển bù có các cấp: 4, 6, 8, 10, 12 cấp.
Hãng phổ biến: SK, Ducati.

Lựa chọn thiết bị đóng cắt tụ

Thiết bị đóng cắt tụ cần phù hợp với chế độ vận hành và mức độ đóng cắt thường xuyên.

• Bù nền: dùng CB thông thường.

• Bù ứng động: dùng contactor chuyên dụng cho tụ bù.

• Hệ thống lớn: ưu tiên contactor chịu dòng xung kích cao để tăng tuổi thọ thiết bị.

Khử sóng hài ảnh hưởng đến tụ

Sóng hài là yếu tố ảnh hưởng lớn đến độ bền của tụ bù và hệ thống điện.

• Nếu SH < 15% SMBA → dùng tụ tiêu chuẩn 400V/230V.

• 15% ≤ SH < 25% SMBA → tụ +10% điện áp (450V/250V).

• 25% ≤ SH < 60% SMBA → tụ tiêu chuẩn + cuộn kháng lọc sóng hài.

Nối đất trạm biến áp

Nối đất là yêu cầu bắt buộc nhằm đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị.

Với trạm 22/0.4kV: Điện trở nối đất < 4Ω

Hệ thống nối đất tốt giúp giảm nguy cơ sự cố, bảo vệ thiết bị khi có dòng rò hoặc sét lan truyền.

Công suất trạm biến áp không chỉ là một con số kỹ thuật mà là nền tảng cho toàn bộ hệ thống điện vận hành an toàn, ổn định và hiệu quả. Việc tính công suất trạm biến áp đúng cách giúp lựa chọn chính xác máy biến áp, thiết bị đóng cắt, dây dẫn và phương án bù công suất, từ đó tối ưu chi phí đầu tư và hạn chế rủi ro trong quá trình vận hành.

Nếu bạn đang cần tính công suất máy biến áp, tính toán công suất trạm biến áp cho nhà máy, xưởng sản xuất hoặc công trình, hãy thực hiện đầy đủ các bước trên để đạt hiệu quả cao nhất ngay từ giai đoạn thiết kế.