Cấu hình thiết bị trạm biến áp 22kV 35kV cho nhà máy

Chọn cấp điện áp và dạng trạm phù hợp cho nhà máy

Nên chọn trạm 22kV khi nhà máy đấu nối trực tiếp vào lưới phân phối 22kV và ưu tiên máy biến áp một cấp 22/0,4kV; chọn trạm 35kV khi kết nối vào lưới 35kV hoặc cần tổn thất và truyền tải trung tính hơn với máy biến áp hai cấp 35/22/0,4kV.

Về mặt kỹ thuật, máy biến áp một cấp (22/0,4kV) thường gọn nhẹ và chi phí thấp hơn, trong khi máy hai cấp cho 35kV có kích thước lớn hơn do có hai cuộn dây trung thế và chi phí cao hơn. Thiết bị bảo vệ đóng cắt và chống sét ở cả hai phương án cần chọn cấp điện áp 24kV; khoảng cách an toàn và khả năng phóng điện giữa trạm 22kV và 35kV khác nhau, nên trong khảo sát hiện trường cần đo khoảng cách pha và vị trí đặt thiết bị.

Về mặt hiện trường và yêu cầu mặt bằng, có các dạng trạm phổ biến sau:

• Trạm treo (overhead): máy biến áp đặt trên giá đỡ giữa hai cột trụ thép; phù hợp khi mặt bằng hẹp và cần lắp đặt nhanh, cáp trung thế thường là nhôm lõi thép 22kV, làm mát bằng thông gió tự nhiên.
• Trạm kiosk (KIOS): vỏ kín bằng tôn, có 3 khoang tách biệt (trung áp, hạ áp, máy biến áp); bố trí linh hoạt, công suất phổ biến 100–2500kVA, có thể tới cấp điện áp 35kV, phù hợp nơi cần che chắn và dễ tiếp cận bảo trì.
• Trạm phòng (ngầm): nhà trạm bê tông với máy biến áp khô hoặc được trang bị chống cháy cao, cáp trung thế đi ngầm (ví dụ cáp ngầm 3×50mm² 24kV), phù hợp khu đô thị hoặc nơi yêu cầu thẩm mỹ cao.
• Trạm giàn: máy biến áp đặt trên giàn khung thép, áp dụng cho công suất lớn và có thể dùng cho cả cấp 22kV hoặc 35kV.

Những yếu tố quyết định khi lựa chọn phải xét đồng thời:

1. Điện áp lưới cấp tại điểm đấu nối (22kV hay 35kV) và quy định của EVN.
2. Công suất yêu cầu và khả năng nâng cấp trong tương lai; máy 35kV phù hợp cho truyền tải lớn hơn.
3. Mặt bằng, thẩm mỹ và điều kiện ngầm/hở: nếu hạn chế mặt bằng chọn trạm treo hoặc kiosk; nếu yêu cầu thẩm mỹ hoặc an toàn chọn trạm phòng ngầm.
4. Yêu cầu bảo trì và tiếp cận thiết bị: kiosk dễ tiếp cận; trạm ngầm đòi hỏi phương án thông gió và làm mát cụ thể.

Cảnh báo và quyết định vận hành thực tế: cần khảo sát hiện trường để xác định khoảng cách an toàn, lộ cáp và vị trí tiếp địa; trong ca bảo trì phải thực hiện khóa điện và kiểm tra hệ thống tiếp địa (6 cọc thép bê nối với thép lập mạ kẽm) trước khi thao tác. Nếu thông tin lưới hoặc điều kiện mặt bằng chưa rõ, không nên chốt loại trạm trước khi có báo cáo khảo sát chi tiết.

Kết nối tiếp theo: sau khi xác nhận lưới cấp điện và khảo sát hiện trường, cần tiến hành lựa chọn cấu hình máy biến áp cụ thể, phương án cáp và bảo vệ để lập bản vẽ thi công và đánh giá chi phí thực tế.

Cấu hình thiết bị chính của trạm 22/0.4kV và 35(22)/0.4kV

Cấu hình tiêu chuẩn trạm 22/0.4kV thường bao gồm ngăn trung thế (RMU hoặc tủ trung thế cấp 24kV), máy biến áp 22/0.4kV một cấp, tủ phân phối hạ thế và thiết bị chống sét.

So sánh tổng quan: trạm 22kV thông thường dùng máy biến áp một cấp 22/0.4kV, gọn nhẹ và chi phí thấp hơn so với trạm 35kV; trạm 35kV cho tải công nghiệp thường dùng máy biến áp hai cấp 35(22)/0.4kV với hai cuộn dây trung thế, kích thước và khối lượng lớn hơn. Về mặt thiết bị đóng cắt trung thế, chọn cấp 24kV khi lưới là 22kV để đảm bảo tương thích điện áp và an toàn vận hành.

Khi khảo sát tại nhà máy cần quyết định mô hình đặt thiết bị (trạm treo, trạm giàn, hoặc KIOS kín) vì vị trí ảnh hưởng trực tiếp đến phương án lắp giá đỡ, nâng hạ và cách bố trí tủ. Trạm treo thường có máy biến áp treo trên bệ thép mạ kẽm, tủ RMU và tủ hạ thế đặt trên giàn cột; trạm KIOS kín gồm ba khoang riêng biệt: khoang trung áp (RMU), khoang máy biến áp và khoang hạ áp, phù hợp công suất từ khoảng 100–2500 kVA.

• Danh mục thiết bị điển hình cho trạm 22/0.4kV: RMU hoặc tủ trung thế cấp 24kV, máy biến áp 22/0.4kV (1 cấp), tủ phân phối hạ thế, bộ chống sét van, hệ thống đo đếm (ở trung áp hoặc hạ áp).
• Danh mục cho trạm 35(22)/0.4kV: RMU/tủ trung thế phù hợp 35kV, máy biến áp hai cuộn 35(22)/0.4kV, tủ hạ thế công suất lớn hơn, thiết bị bảo vệ và điều khiển tương ứng.
• Vị trí đo đếm và cấp nguồn: có thể đặt bộ đo ở phía trung áp hoặc hạ áp; đường dây trung thế có thể là đường dây trên không hoặc cáp ngầm tùy yêu cầu kỹ thuật và điều kiện hiện trường.

Trong ca bảo trì và khi nghiệm thu, kiểm tra thực tế bao gồm: xác nhận cấp cách điện và cấp điện áp của tủ trung thế (24kV cho lưới 22kV), kiểm tra vị trí đặt RMU trong khung trụ đỡ, kiểm tra bệ đỡ và sơn tĩnh điện của chụp cực máy biến áp, và xác minh phương án làm mát (thông gió tự nhiên). Cảnh báo vận hành: tránh đưa thiết bị đóng cắt không đúng cấp điện áp vào lưới và cần khảo sát địa hình để lựa chọn cáp ngầm hay cột treo, vì ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí và tiến độ thi công.

Kết nối tiếp theo nên là khảo sát hiện trường chi tiết để chốt kích thước máy biến áp, vị trí RMU/tủ hạ thế và phương án đấu nối trung tính, từ đó lập bản vẽ thi công và danh mục vật tư chính xác.

Những điểm kỹ thuật cần chốt ở máy biến áp, đo lường và bảo vệ

Chốt loại máy biến áp, cấp bảo vệ 24kV, kiểu VT và phương án nối đất là các điểm kỹ thuật then chốt cần quyết định trước khi thiết kế thi công trạm.

Về lựa chọn máy biến áp, thông thường trạm 22kV sử dụng máy biến áp phân phối một cấp 22/0.4kV vì gọn nhẹ và chi phí thấp hơn; trạm 35kV thường yêu cầu máy hai cấp 35(22)/0.4kV với hai cuộn trung thế, do đó nặng và chi phí cao hơn. Khi khảo sát tại nhà máy cần kiểm tra khả năng nâng, khung đặt và khoảng không gian cho việc lắp đặt máy hai cuộn.

Về thiết bị bảo vệ trung thế, thiết bị đóng cắt và phụ kiện ở cấp 24kV (cầu dao, cầu chì tự rơi, chống sét van, sứ cách điện) là yêu cầu tiêu chuẩn cho trạm 22kV; trong ca bảo trì cần kiểm tra tình trạng chống sét van và sứ cách điện, đồng thời xác nhận cấp điện áp phù hợp với thiết bị.

• Kiểm tra loại máy biến áp: 1 cấp 22/0.4kV hoặc 2 cấp 35(22)/0.4kV, đánh giá về kích thước, trọng lượng và yêu cầu móng/khung.
• Kiểm tra VT (máy biến điện áp): kiểu 1 pha, cách điện dầu hoặc rắn, vị trí lắp ngoài trời/nhà và khả năng điều chỉnh tỉ số theo nhu cầu vận hành.
• Xác nhận nối đất: mỗi VT phải có cực nối đất làm việc và an toàn, phần kim loại không mang điện phải nối đất trực tiếp tại vị trí lắp đặt và đấu vào hệ thống nối đất chính.
• CVT: thiết kế theo IEC 61869-1 và IEC 61869-5, yêu cầu niêm phong kẹp chì mạch thứ cấp; kiểm tra niêm phong tại hiện trường.
• Thiết bị bảo vệ trung thế: sử dụng cấp 24kV cho cầu dao, cầu chì và chống sét van; xác nhận cấp điện áp và tình trạng sứ cách điện trước khi đóng điện.
• Khoảng cách an toàn và phóng điện: lưu ý rằng trạm 35kV có yêu cầu khoảng cách lớn hơn trạm 22kV, cần khảo sát hiện trường để đảm bảo khoảng không đủ theo thực tế lắp đặt.

Theo quy định áp dụng trong thiết kế và nghiệm thu, cần đối chiếu tiêu chuẩn TCCS 01:2023/EVN cho máy biến áp phân phối đến 35kV và TCCS 07:2021/EVN cho máy biến điện áp 35kV, đồng thời tham chiếu IEC 61869-1 và IEC 61869-5 cho yêu cầu VT/CVT. Trong ca nghiệm thu/chạy thử, kiểm tra niêm phong mạch thứ cấp của CVT và khả năng điều chỉnh tỉ số VT tùy model và điều kiện vận hành.

Cảnh báo vận hành: không được bỏ qua nối đất tại chỗ lắp VT và kiểm tra định kỳ chống sét van trước khi đưa thiết bị trung thế vào vận hành; nếu lựa chọn máy hai cấp cho 35kV thì cần phương án thi công móng, nâng và đo kiểm khoảng cách phóng điện trước khi nối lưới. Kết luận nhẹ: sau khi rà soát các mục ở trên, bước tiếp theo là khảo sát hiện trường chi tiết để chốt model, tỉ số VT và phương án nối đất phục vụ hồ sơ thiết kế thi công và thí nghiệm–kiểm định.

Dấu hiệu hồ sơ cấu hình còn thiếu hoặc dễ sai trước khi mua sắm

Các dấu hiệu hồ sơ cấu hình còn thiếu hoặc dễ sai trước khi mua sắm là những mục kỹ thuật then chốt bị bỏ sót hoặc ghi sai, dẫn tới chọn thiết bị và đấu nối không phù hợp.

Về mặt kỹ thuật, cần kiểm tra ngay các mục: cấp điện áp ghi trên hồ sơ cho thiết bị đóng cắt và chống sét, cấu hình máy biến áp (1 cấp hay 2 cấp), yêu cầu nối đất cho cực VT/CVT và phần kim loại, cùng quy định cách điện phù hợp với lưới. Khi khảo sát tại nhà máy, đối chiếu hồ sơ với thực tế lưới (22kV hay 35kV), vị trí lắp đặt ngoài trời hay trong KIOS, và kiểu dẫn cáp trung thế (trên không hoặc ngầm).

• Kiểm tra cấp điện áp thiết bị đóng cắt: hồ sơ phải chỉ rõ 24kV cho lưới 22kV; thiếu mục này dẫn đến chọn cầu dao, chống sét van, tủ trung thế sai cấp.
• Xác định cấu hình máy biến áp: lưới 22kV thường dùng máy 1 cấp 22/0.4kV; lưới 35kV cần máy 2 cấp 35(22)/0.4kV với hai cuộn trung thế; ghi không rõ dễ mua loại không phù hợp.
• Kiểm tra nối đất và an toàn: hồ sơ phải nêu vị trí nối đất cực máy biến điện áp và nối đất các phần kim loại không mang điện; bỏ sót làm tăng rủi ro an toàn khi lắp đặt.
• Yêu cầu cách điện và khoảng cách: hồ sơ cần chỉ cấp cách điện (ví dụ 24kV cho thiết bị 22kV) và khoảng cách gia cố; nếu mơ hồ có thể gây phóng điện hoặc khoảng cách an toàn sai.
• Bảo vệ và đo đếm: thiếu tủ RMU, thiếu quy định cầu chì tự rơi, hoặc sai tỉ số VT/CVT sẽ dẫn tới lỗi đo lường và không đạt nghiệm thu (lưu ý niêm phong kẹp chì mạch thứ cấp CVT).
• Vật liệu và vị trí lắp: nếu hồ sơ không làm rõ ngoài trời/treo/giàn/KIOS hoặc cáp trung thế trên không/ngầm, dễ chọn sai kích thước, vật liệu và biện pháp chống sét.

Trong ca bảo trì hoặc khi rà soát hồ sơ trước đấu thầu, thực hiện các kiểm tra thực địa: đối chiếu ký hiệu điện áp trên sơ đồ với nhãn thiết bị hiện trường, kiểm tra sơ đồ cuộn máy biến áp, xác minh phương án nối đất và kiểm tra vị trí niêm phong CVT. Một tín hiệu cảnh báo là hồ sơ ghi mơ hồ về cấp cách điện hoặc bỏ hạng mục nối đất — những điểm này cần sửa trước khi phát hành mua sắm.

Cảnh báo vận hành: nếu hồ sơ để sai cấu hình máy biến áp hoặc cấp cách điện không đúng, kết quả có thể là chọn thiết bị cồng kềnh, sai tỉ số đo lường hoặc nguy cơ phóng điện trong vận hành; khi phát hiện những lỗi này cần yêu cầu chỉnh hồ sơ và khảo sát hiện trường bổ sung trước nghiệm thu và thi công.

Kết nối tiếp theo: sau khi xác định các dấu hiệu nêu trên, bước tiếp là cập nhật hồ sơ kỹ thuật chi tiết (cấp điện áp, cấu hình máy, nối đất, niêm phong CVT, phương án cáp) và lên lịch khảo sát hiện trường để xác nhận trước khi phát hành hồ sơ mua sắm.

Trình tự triển khai từ thiết kế, thi công đến nghiệm thu đóng điện

Trình tự triển khai bắt đầu từ khảo sát vị trí, tiếp theo là hoàn thiện thiết kế, thi công móng và hệ thống tiếp địa trước khi lắp thiết bị cơ-điện.

Khi khảo sát tại nhà máy cần xác định vị trí đặt bệ máy biến áp, hướng đấu nối trung thế và tuyến cáp ngầm hoặc dây trên không. Về mặt hiện trường, đào móng phải đảm bảo cao độ và bề mặt tiếp xúc bệ, đồng thời kiểm tra điều kiện thoát nước quanh bệ để tránh tích nước gây xâm thực cách điện.

Tiếp theo là thi công lưới tiếp địa: đóng cọc tiếp địa bằng thép mạ kẽm, nối thành lưới và hàn/gài liên kết vào bệ. Lắp trụ thép mạ kẽm nhúng nóng, bệ đỡ máy biến áp và giá dầm, sau đó đặt máy biến áp làm mát tự nhiên lên bệ theo bản vẽ thi công.

1. Khảo sát và phê duyệt bản vẽ thi công; kiểm tra hiện trạng trục, khoảng cách an toàn trước khi đào móng.
2. Đào móng, thi công bê tông bệ, hoàn thiện tiếp địa và đo xác nhận điện trở tiếp địa sơ bộ.
3. Lắp trụ, giá đỡ dầm trên đỉnh trụ, cố định bệ máy biến áp và tiến hành đặt máy biến áp.
4. Lắp đặt tủ trung thế RMU và tủ phân phối hạ áp, đấu nối cáp trung thế trên không hoặc ngầm vào RMU.
5. Lắp sứ cách điện, chống sét van và thiết bị đóng cắt cấp phù hợp cho lưới 22kV; kiểm tra khoảng cách bảo đảm yêu cầu vận hành.
6. Kiểm tra cơ khí, bảo vệ và hệ thống đo lường; thực hiện thử nghiệm cách điện, đo điện trở tiếp địa và thí nghiệm cách điện máy biến áp theo yêu cầu EVN.
7. Lập hồ sơ BCKTKT gồm bản vẽ hoàn công, biên bản thi công, kết quả thí nghiệm và biên bản nghiệm thu phối hợp điện lực.
8. Phối hợp với điện lực địa phương kiểm tra trước nghiệm thu đóng điện; chỉ đóng điện khi hệ tiếp địa, bảo vệ và đo lường hoạt động đầy đủ.

Trong ca nghiệm thu cần có các phép đo thực tế: đo điện trở nối đất, đo cách điện cuộn máy biến áp và xác nhận hoạt động của relay bảo vệ. Nếu kết quả thí nghiệm không đạt yêu cầu theo hồ sơ, phải khắc phục tiếp địa hoặc hiệu chỉnh bảo vệ trước khi tiếp tục nghiệm thu.

Hồ sơ BCKTKT tối thiểu gồm bản vẽ thiết kế/thi công, biên bản thi công, biên bản kết quả thí nghiệm cách điện và tiếp địa cùng biên bản nghiệm thu của điện lực. Trong thực tế nhà máy, việc chuẩn hóa mẫu biên bản và kiểm tra tính đầy đủ hồ sơ trước buổi kiểm tra của điện lực giảm rủi ro chậm tiến độ nghiệm thu.

Quyết định đóng điện phải dựa trên xác nhận hệ tiếp địa, xác nhận relay bảo vệ và biên bản thử nghiệm; nếu còn nghi ngờ về cách điện hoặc tiếp xúc cơ khí thì cần khảo sát hiện trường bổ sung trước khi cấp điện.

Cách chốt phạm vi thiết bị và lựa chọn đơn vị triển khai phù hợp

Phạm vi công việc cần chốt là EPC trọn gói gồm thiết kế, thi công, đấu nối, thí nghiệm kiểm định và phối hợp đóng điện với EVN; nếu chỉ mua thiết bị thì phải làm rõ ranh giới nghiệm thu.

Khi khảo sát tại nhà máy, cần kiểm tra bệ đỡ máy biến áp, khoang trung áp trạm KIOS hoặc phòng trạm, vị trí đầu cáp ngầm và hệ thống tiếp địa để xác định khối lượng thi công thực tế. Trong thực tế nhà máy, nhiều thiếu sót nghiệm thu phát sinh nếu trách nhiệm dừng ở cung cấp thiết bị mà không bao gồm đấu nối và thí nghiệm trung thế.

• Năng lực khảo sát hiện trường: đơn vị phải minh chứng khảo sát tại chỗ, đo chiều dài cáp, kiểm tra khoang trung áp và vị trí bệ đỡ trước khi chốt phạm vi.
• Hồ sơ năng lực: ưu tiên có kinh nghiệm lắp đặt máy biến áp 1 cấp (22/0.4kV) và 2 cấp (35(22)/0.4kV).
• Khả năng thí nghiệm trung thế: có thiết bị và nhân sự để thử nghiệm chống sét van, cầu dao, RMU 24kV hoặc 35kV và nghiệm thu đầu cáp ngầm.
• Quy trình phối hợp đóng điện với EVN: có kế hoạch phê duyệt, đảm bảo khoảng cách an toàn và phân công trách nhiệm rõ ràng trong ca đóng điện.
• Hệ thống tiếp địa và an toàn: kiểm tra biện pháp nối đất cho cực nối đất và các phần kim loại, có biện pháp giảm rủi ro chạm điện trong thi công và nghiệm thu.

Loại trạm (treo, KIOS, phòng) ảnh hưởng trực tiếp đến lựa chọn thiết bị và phạm vi lắp đặt; trạm 22kV thường dùng máy biến áp 1 cấp gọn nhẹ, còn trạm 35kV cần thiết bị cấp 35kV như chống sét van và tủ trung thế phù hợp. Ở bước nghiệm thu / chạy thử phải kiểm tra khoảng cách phóng điện và chứng nhận lắp đặt tủ RMU, đầu cáp ngầm trung thế.

Quyết định cuối cùng nên dựa trên tiêu chí kỹ thuật và rủi ro vận hành: tránh chồng chéo trách nhiệm bằng cách chốt rõ từ cáp trung thế vào trạm tới tủ phân phối hạ áp, và yêu cầu nhà thầu cung cấp kế hoạch tiếp địa, hồ sơ thí nghiệm và quy trình phối hợp đóng điện với EVN. Tiếp theo cần tổ chức khảo sát hiện trường và yêu cầu hồ sơ năng lực để nhận đề xuất phạm vi chi tiết và kế hoạch nghiệm thu.