Trạm biến áp trung thế, cao thế: Vai trò và ứng dụng trong hệ thống điện

Trạm biến áp trung thế và cao thế đóng vai trò quyết định trong hệ thống điện, từ phân phối điện năng đến truyền tải qua các khoảng cách lớn. Hai loại trạm này phục vụ các mục đích khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu và địa hình cụ thể.

Khái niệm và phạm vi điện áp của trạm biến áp trung thế và cao thế

Trạm biến áp trung thế là các trạm có nhiệm vụ nhận và chuyển đổi điện từ mức trung thế, thường trong khoảng từ 6kV đến 35kV, xuống hạ thế. Trạm biến áp cao thế phục vụ chủ yếu cho việc nâng cấp hoặc giảm cấp điện áp trong phạm vi từ 66kV trở lên. Các mục tiêu và quy mô của hai loại trạm biến áp này rất khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế hệ thống phân phối điện trong vùng hoặc quốc gia nhất định.

Trạm biến áp không thể thiếu trong hệ thống cung cấp điện hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong truyền tải điện và đảm bảo hiệu quả cung cấp điện năng đến người tiêu dùng. Đặc biệt, trạm biến áp trung thế và cao thế đều là những thành phần cốt lõi để thực hiện việc biến đổi điện áp phù hợp với nhu cầu sử dụng.

1. Khái Niệm Về Trạm Biến Áp

Trạm biến áp là một thiết bị điện tĩnh sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ để biến đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác, đảm bảo truyền tải điện năng hợp lý trong hệ thống cung cấp điện.

2. Phạm Vi Điện Áp Của Trạm Biến Áp Trung Thế

• Điện Áp Trung Thế: Được xác định trong khoảng từ 6kV đến 35kV, bao gồm các mức quan trọng như 10kV, 15kV, 22kV, và 35kV.
• Ứng Dụng: Phục vụ chính cho việc truyền tải điện từ trạm biến áp cao thế đến các trạm phân phối nhỏ hơn hoặc khu vực dân cư.

3. Phạm Vi Điện Áp Của Trạm Biến Áp Cao Thế

• Điện Áp Cao Thế: Điện áp từ 66kV đến 220kV, được dùng trong các trạm biến áp cao thế, trong khi điện áp trên 500kV được dùng cho trạm siêu cao áp.
• Ứng Dụng: Sử dụng để truyền tải điện năng trên khoảng cách dài, giảm thiểu tổn thất nhờ mức điện áp cao.

4. Tác Dụng và Sơ Đồ Cấu Tạo

Trạm biến áp trung thế và cao thế không chỉ đáp ứng yêu cầu biến đổi điện áp mà còn cơ cấu thành phần như máy biến áp, hệ thống thanh cái, dao cách ly, hệ thống chống sét nối đất, và hệ thống điện tự dùng. Những thành phần này giúp đảm bảo truyền tải điện năng hiệu quả và an toàn trong hệ thống.

5. Tầm Quan Trọng Trong Hệ Thống Điện

Tầm quan trọng của trạm biến áp trong hệ thống cung cấp điện không thể bị loại bỏ. Chúng giúp giảm thiểu tổn thất điện năng khi truyền tải qua các khoảng cách dài và đáp ứng linh hoạt nhu cầu sử dụng điện khu vực cụ thể. Việc chọn đúng loại trạm biến áp về điện áp phụ thuộc lớn vào thiết kế hệ thống và yêu cầu của mỗi vùng địa lý.

Ứng dụng của trạm biến áp trong hệ thống điện

Trạm biến áp trung thế chủ yếu phục vụ phân phối điện đến những khu vực dân cư, doanh nghiệp, với mục tiêu giảm thiểu tổn thất trên quá trình truyền tải. Ngược lại, trạm biến áp cao thế được triển khai để truyền tải điện năng trên khoảng cách lớn, kết nối các nhà máy điện với lưới điện quốc gia. Điều này tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và giảm thiểu chi phí phát điện cũng như truyền tải.

Truyền tải và phân phối điện năng

Trạm biến áp đóng vai trò chủ chốt trong việc truyền tải và phân phối điện năng. Trạm biến áp trung gian nhận điện từ 110kV–220kV, hạ xuống 22kV–35kV để phân phối đến các vùng lân cận, giúp tối ưu hóa khả năng vận hành bằng cách giảm tổn thất điện năng trên đường dây.

• Trạm biến áp trung thế: Phục vụ nhu cầu tiêu thụ điện của các khu vực dân cư và doanh nghiệp thông qua việc điều chỉnh mức điện áp, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của các hệ thống điện này được đều đặn.
• Phân phối điện năng: Từ trạm trung thế, điện áp được hạ từ 22kV–35kV xuống còn 0,4kV–0,22kV, phục vụ cho các hộ gia đình và cơ sở công nghiệp.

Hệ thống điện công nghiệp và ổn định lưới điện

Trạm biến áp đóng góp lớn vào ổn định lưới điện quốc gia và đáp ứng nhu cầu điện lớn của các hệ thống điện công nghiệp.

• Hệ thống điện công nghiệp: Trạm biến áp đảm nhiệm cung cấp điện áp chính xác cho bệnh viện, trung tâm thương mại, và các ngành công nghiệp nặng nhờ khả năng cung ứng và điều chỉnh điện áp hiệu quả.
• Ổn định lưới điện: Vai trò cách ly mạch điện, ngăn sự cố lan rộng và đảm bảo an toàn cho hệ thống thông qua khả năng điều chỉnh tải theo nhu cầu thực tế.

Khu đô thị và lưới điện thông minh

Trạm biến áp không chỉ có nhiệm vụ hạ áp cho tiêu thụ điện dân dụng mà còn tích hợp các công nghệ hiện đại để phục vụ lưới điện thông minh.

• Lưới điện thông minh: Sử dụng công nghệ tự động giám sát nhằm tối ưu hóa quá trình phân phối điện năng, giảm tổn thất và nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
• Hạ áp dân dụng: Điện áp được hạ xuống 220V/110V để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của các thiết bị gia đình.

Cấu trúc lưới điện đa tầng

Cấu trúc lưới điện đa tầng là nền tảng của hệ thống điện hiện đại, bao gồm ba giai đoạn:

1. Truyền tải cao áp: Điện năng được truyền tải với điện áp lớn từ 110kV–500kV để giảm tổn thất trên khoảng cách dài.
2. Phân phối trung áp: Điện năng ở mức 22kV–35kV phục vụ việc kết nối trạm trung gian và các trạm phân phối.
3. Hạ áp tiêu thụ: Đáp ứng nhu cầu tiêu thụ của người dùng cuối với điện áp từ 0,4kV–0,22kV.

Mô hình này đảm bảo sự liên tục và ổn định cho toàn bộ hệ thống điện từ sản xuất đến tiêu thụ.

Khoảng cách an toàn trong vận hành trạm biến áp

Khoảng cách an toàn trong vận hành trạm biến áp

Trong quá trình vận hành trạm biến áp, khoảng cách an toàn là yếu tố tối quan trọng. Đối với trạm biến áp trung thế, yêu cầu khoảng cách an toàn thay đổi theo điện áp, từ 0.7m cho điện áp 1kV đến 15kV và 1.0m cho điện áp 15kV đến 35kV. Trong khi đó, tại các trạm biến áp cao thế, khoảng cách an toàn cần được duy trì lớn hơn; từ 2.5m cho điện áp 110kV đến 220kV, và 4.5m đối với điện áp từ 220kV đến 500kV.

Khoảng cách an toàn quanh trạm biến áp là yêu cầu kỹ thuật tối quan trọng để bảo vệ con người và phương tiện khỏi các rủi ro trong vận hành lưới điện. Những khoảng cách này được quy định chặt chẽ tùy theo điện áp trạm biến áp.

Quy định chung về khoảng cách an toàn

• Điện áp trạm biến áp 110 kV: Khoảng cách an toàn cần duy trì là khoảng 1,5 mét từ dây dẫn điện tới các điểm cần bảo vệ hoặc 15 mét phía trước và 12 mét phía bên hông trạm biến áp.
• Điện áp trạm biến áp 220 kV: Yêu cầu khoảng cách an toàn từ 2,5 mét đến 6 mét tùy thuộc vào tình huống cụ thể.
• Điện áp trạm biến áp 500 kV: Khoảng cách an toàn là từ 4,5 mét đến 6 mét.

Hành lang bảo vệ an toàn lưới điện cao áp

Theo Điều 10 Nghị định 14 của Chính phủ, hành lang bảo vệ lưới điện cao áp bao gồm khoảng cách an toàn phóng điện, áp dụng cho cả con người và phương tiện. Khoảng cách này tùy thuộc vào điện áp, bảo đảm cho các phương tiện giao thông và công trình xây dựng gần trạm biến áp. Đây là một phần quan trọng trong các quy định an toàn.

Quy định đối với phương tiện bay

Các phương tiện bay phải giữ một khoảng cách tối thiểu là 100 mét với bộ phận gần nhất của công trình lưới điện cao áp, ngoại trừ các trường hợp đặc biệt.

Quy định đối với đường thủy và đường sắt

Khoảng cách an toàn cho đường thủy và đường sắt phụ thuộc vào chiều cao tĩnh không và cấp kỹ thuật của các phương tiện hoặc công trình xung quanh trạm biến áp.

Bức xạ điện từ từ trạm biến áp

Dù trạm biến áp tạo ra bức xạ điện từ nhưng khoảng cách an toàn thường định ra nhằm tránh phóng điện, hơn là để quản lý bức xạ. Điều này đảm bảo không tiếp xúc với các vùng có điện áp cao, giữ an toàn cho môi trường xung quanh và hệ thống lưới điện.

Khoảng cách an toàn là một trong những yếu tố quyết định đến việc vận hành lưới điện ổn định và an toàn, góp phần bảo vệ năng suất lao động và sức khỏe cộng đồng.

Trạm biến áp trung thế và cao thế là trụ cột trong hệ thống điện, đảm bảo tính hiệu quả và ổn định trong quá trình phân phối và truyền tải điện năng. Sự đầu tư vào hai loại trạm này mang lại lợi ích dài hạn về chi phí và hiệu quả vận hành cho ngành điện năng.

Hãy liên hệ QuangAnhcons để được tư vấn về giải pháp và dịch vụ trạm biến áp theo hotline: +84 9 1975 8191.

QuangAnhcons chuyên cung cấp các dịch vụ thiết kế và xây dựng trạm biến áp trung thế và cao thế, mang lại giải pháp tối ưu và an toàn cho hệ thống phân phối điện của bạn.