Case study: Tăng công suất trạm biến áp từ 250kVA lên 630kVA tại VSIP1 (ASUZAC ACM)

Tóm tắt nhanh dự án nâng công suất VSIP1

Nâng công suất từ 250 kVA lên 630 kVA tại VSIP1, Bình Dương; Quanganhcons chịu trách nhiệm khảo sát, cung cấp và lắp đặt MBA 630 kVA, điều chỉnh bảo vệ, hoàn thiện hạ thế và bàn giao. ^[4][5]

Phạm vi công việc bao gồm khảo sát thực địa, xác định vị trí đặt MBA, kiểm tra tuyến cáp hạ thế và cấu hình tủ hạ thế, điều chỉnh bảo vệ tương ứng và nghiệm thu để bàn giao cho ASUZAC ACM. Trong quá trình khảo sát hoặc bảo trì cần kiểm tra khả năng tiếp cận vị trí MBA và điều kiện nền móng trước khi đưa thiết bị vào vị trí.

Trong khảo sát, các kiểm tra tối thiểu gồm: dòng tải hiện hữu, khả năng cung cấp từ lưới, tiết diện và chiều dài cáp hạ thế, điểm đấu nối và khả năng ngắt/khóa tại tủ. Cần kiểm tra cấu hình bảo vệ của từng nhánh hạ thế để tránh nguy cơ quá tải sau khi nâng công suất, và lưu biên bản khảo sát làm căn cứ thiết kế.

• Kiểm tra vị trí và kích thước móng đặt MBA; đo khoảng cách cáp hạ thế và lộ trình cáp.
• Xác minh dòng tải thực tế trên trạm, hệ số tải và khả năng cấp điện từ lưới tại thời điểm khảo sát.
• Đối chiếu yêu cầu bảo vệ: loại rơle/chức năng bảo vệ sơ bộ cần nêu trong hồ sơ kỹ thuật trước khi thiết kế lắp đặt.
• Chuẩn bị biên bản khảo sát hiện trường làm cơ sở cho thiết kế cáp, chọn tiết diện và nghiệm thu sau lắp đặt.

Cảnh báo vận hành: không thực hiện nâng công suất nếu khảo sát cho thấy nguồn lưới hoặc kết nối hiện tại không đáp ứng yêu cầu; trong trường hợp đó cần có phương án chỉnh sửa hoặc xin ý kiến điện lực. Kết thúc khảo sát là cơ sở để lập hồ sơ kỹ thuật chi tiết, báo giá và thực hiện nghiệm thu chạy thử trước khi bàn giao.

Bối cảnh: vì sao nhà máy cần nâng công suất

Việc nâng công suất thường xuất phát từ tăng trưởng phụ tải do mở rộng dây chuyền, bổ sung thiết bị như máy nén, lò hơi hoặc hệ thống HVAC; những yếu tố này làm tăng peak demand và hiện tượng inrush khi khởi động. Để xác định dung lượng cần nâng, phải dựa trên biểu đồ phụ tải đo thực tế theo giờ/năm và các thông số như hệ số công suất, hệ số đồng thời và hệ số an toàn kỹ thuật. ^[0][0]

Trong khảo sát hoặc ca bảo trì, các chỉ dấu quyết định phương án bao gồm: thời điểm xuất hiện quá tải, sụt áp tại điểm lấy điện, lịch sử nhảy cầu dao/ngắt, và kết quả thí nghiệm cách điện của MBA. Nâng công suất có thể thực hiện bằng thay MBA lớn hơn, lắp thêm MBA phụ, hoặc cải tạo hạ tầng trung/hạ thế và tủ phân phối; mỗi lựa chọn cần đánh giá tổn thất, bán kính cung cấp và độ đáng tin cậy vận hành.

• Kiểm tra biểu đồ phụ tải thực tế: xác định peak demand theo giờ và theo năm.
• Kiểm tra hiện trạng MBA: năm lắp, tình trạng cách điện, lịch sử quá tải và biên bản thí nghiệm cách điện.
• Ghi nhận sự kiện sụt áp hoặc nhảy CB khi khởi động tải lớn để đánh giá nhu cầu dự phòng công suất.
• Đối chiếu với hồ sơ đấu nối/biên bản nghiệm thu của Điện lực/EVN; phối hợp khảo sát, thẩm định và nghiệm thu trước khi vận hành thương mại.
• Đánh giá nhu cầu bổ sung chống sét, PCCC, tủ bảo vệ và SCADA khi thay đổi quy mô trạm.

Về quyết định kỹ thuật, tiêu chí chính là so sánh peak demand thực đo với công suất định mức MBA, cộng dự phòng cho khởi động và bảo trì; nếu thiếu dữ liệu cần tiến hành đo tải và thu thập hệ số công suất trước khi chốt phương án. Khi bước sang thiết kế và lập dự án phải làm việc với Điện lực/EVN để khảo sát, phê duyệt phương án đấu nối và nghiệm thu.

Khảo sát hiện trạng trạm, cáp trung thế và đo đếm

Tận dụng cáp ngầm 1x25mm2‑24kV chỉ phù hợp khi hồ sơ và kết quả đo tại hiện trường xác nhận ampacity, tình trạng cách điện và hệ đo đếm phù hợp với công suất sau nâng. ^[8][0]

Bắt đầu khảo sát bằng rà soát hồ sơ: bản vẽ as‑built, biên bản nghiệm thu ban đầu và datasheet cáp/VT/CT nếu có. Quan sát hiện trường chú ý vỏ cáp, đầu nối, rãnh cáp, ống bảo vệ và các vị trí có dấu ẩm hoặc ngập.

Thử nghiệm điện bắt buộc gồm đo điện trở cách điện bằng Megger, đo trở kháng vòng, đo trở kháng pha/mạch và kiểm tra continuity đầu nối. Nếu nghi ngờ tổn thương cách điện thì thực hiện đo partial discharge hoặc thử điện áp cao theo quy trình chuyên môn.

• Kiểm tra hồ sơ nghiệm thu EVN/điện lực và datasheet cáp/VT/CT; ghi chú mọi thiếu sót trong biên bản khảo sát (đo ohm, cách điện, ảnh hiện trường).
• Quan sát hiện trường: vết nứt vỏ, đầu nối nóng/chảy, dấu ăn mòn hoặc vết phóng điện cục bộ là dấu hiệu cần can thiệp.
• Đo dòng tải và hệ số công suất tại thời điểm khảo sát để đối chiếu với ampacity danh định theo datasheet và điều kiện chôn/ngầm.
• Đánh giá ampacity thực tế theo điều kiện lắp đặt (chôn đơn, nhóm cáp, nhiệt độ môi trường); nếu ampacity không đủ, cần thay cáp hoặc phân tải thêm.
• Kiểm tra CT/VT và hệ đo đếm: xác định cấp chính xác, dải dòng và tỉ lệ CT phù hợp với dòng sau nâng; nếu không phù hợp phải thay CT hoặc điều chỉnh sơ đồ đo.
• Kiểm tra nối đất và chống sét: đo điện trở tiếp địa, kiểm tra liên kết vỏ cáp với đất và hiện trạng kim chống sét trạm.
• Mọi phép đo phải được ghi biên bản có chữ ký và chứng nhận hiệu chuẩn/kiểm định thiết bị đo.

Tại hiện trường, mọi phát hiện kỹ thuật phải có ảnh, vị trí và giá trị đo để làm cơ sở quyết định: tái sử dụng, cải tạo hay thay mới. Sau khi thay đổi đấu nối hoặc nâng công suất phải lập kế hoạch chạy thử tải, đo sụt áp và theo dõi nhiệt độ MBA.

Cảnh báo vận hành: không vận hành vượt năng lực cáp hoặc hệ bảo vệ khi chưa có biên bản đo đạc và xác nhận từ điện lực; mọi thay đổi sơ đồ đo phải được nghiệm thu theo quy định hiện hành.

Phương án kỹ thuật: nâng công suất thay vì xây mới

Nâng công suất tận dụng kết cấu hiện hữu bằng cách thay hoặc mở rộng máy biến áp; xây mới là triển khai trạm hoàn toàn mới với móng và thiết bị mới. ^[0][0]

Quyết định nâng công suất phải bắt đầu bằng rà soát hồ sơ nghiệm thu MBA, biên bản thí nghiệm cách điện, kết quả đo tiếp địa và thông số CT/VT. Khi khảo sát tại hiện trường cần đo ampacity cáp hạ thế, kiểm tra hành lang an toàn, khoảng cách điện và khả năng tản nhiệt quanh vị trí đặt MBA; nếu một trong các yếu tố không đạt thì xây mới có thể là phương án an toàn hơn.

Danh mục kiểm tra tối thiểu:

• Hồ sơ kỹ thuật MBA và biên bản nghiệm thu trước đó, kết quả thí nghiệm cách điện.
• Khả năng chịu tải cơ-kết cấu móng và khung tủ (áp lực tiếp xúc, kích thước khoang).
• Ampacity cáp trung và hạ thế, điều kiện đấu nối trung-thấp áp và dung lượng thanh cái.
• Khả năng tản nhiệt, khoảng cách thông gió và nhu cầu tăng giải nhiệt nếu cần.
• Hệ thống bảo vệ: relay, recloser, rơle nhiệt, và phối hợp bảo vệ với mạng lưới.
• Biện pháp giảm thiểu gián đoạn khi thay đổi MBA (lịch cắt điện, phương án chuyển tải).

Cảnh báo vận hành: không tăng công suất nếu ampacity cáp hoặc khả năng tản nhiệt chưa được xác thực; cần có kế hoạch thử tải và phương án đảo mạch để giảm thiểu gián đoạn. Về thủ tục, mọi thay đổi phải phối hợp với điện lực/EVN theo quy trình đấu nối và nghiệm thu.

Kết luận: khi hồ sơ và kiểm tra hiện trường cho phép, nâng công suất thường tiết kiệm hơn so với xây mới; nếu thiếu dữ liệu hoặc điều kiện không đạt, cần chuyển sang phương án xây mới kèm hồ sơ thiết kế chi tiết trước thi công.

Tận dụng cáp ngầm trung thế hiện hữu: kiểm tra và điều kiện

Có thể tiếp tục sử dụng cáp ngầm 1×25 mm2 cho MBA 630 kVA chỉ khi ampacity điều chỉnh theo điều kiện hiện trường đáp ứng dòng tải dự kiến và lớp cách điện cùng mối nối không có dấu hiệu suy giảm; nếu các phép đo không đạt thì phải bổ sung hoặc thay cáp. ^[16][17]

Quy trình kiểm tra hiện trường cần gồm đo điện trở lõi, IR trước/sau can thiệp, khảo sát mối nối và kiểm tra cơ lý rãnh chôn cáp. Khi có thiết bị, thực hiện đo PD và theo dõi nhiệt độ khi chạy thử; mọi phép đo phải so sánh với hồ sơ nghiệm thu ban đầu.

• Kiểm tra hồ sơ: sơ đồ tuyến, biên bản nghiệm thu, báo cáo mối nối và ảnh thực địa.
• Thử nghiệm điện: đo điện trở lõi, IR trước/sau sửa chữa, khảo sát phóng điện cục bộ nếu có thiết bị.
• Kiểm tra cơ lý: khai quật chỗ nghi ngờ, quan sát vết nứt cách điện, nước trong rãnh, ăn mòn giáp hoặc bọc.
• Đo đạc bố trí: đo độ sâu chôn, khoảng cách đến ống khác, số cáp song song và ảnh hưởng nhiệt độ đất/không khí quanh cáp.
• Đo tiếp địa: kiểm tra điện trở nối đất của vỏ kim loại/giáp và tiếp địa tủ cáp/trạm.

Tiêu chí quyết định dựa trên kết quả đo: ampacity danh định phải được hiệu chỉnh theo điều kiện chôn, nhóm cáp và nhiệt độ đất; nếu ampacity điều chỉnh ≥ dòng tải dự kiến và IR, PD, mối nối trong giới hạn chấp nhận được thì có thể tiếp tục sử dụng kèm biện pháp giám sát; nếu phát hiện IR thấp, PD hoặc mối nối hư hỏng nặng thì ưu tiên thay cáp.

Cảnh báo vận hành: mối nối trung thế là điểm rủi ro cao và cần hồ sơ mối nối cùng phép đo trở tiếp xúc; phát hiện nước, vết nứt cách điện hoặc PD là lý do phải thay thế ngay. Mọi thay đổi đấu nối hay công suất phải được thông báo và nghiệm thu theo quy trình EVN/điện lực.

Kết luận hành động: thực hiện đo IR, PD và đo nhiệt lúc chạy tải thử, cung cấp hồ sơ mối nối và sơ đồ tuyến cho bên đánh giá, đề xuất biện pháp tạm thời hoặc thay thế dựa trên kết quả đo để quyết định cuối cùng.

Lắp đặt MBA 630kVA ngoài trời trên nền

Yêu cầu khi thay MBA 250 kVA bằng MBA 630 kVA ngoài trời là đảm bảo nền, tiếp địa và khoảng cách tản nhiệt phù hợp với kích thước, trọng lượng và hệ làm mát của MBA mới. Trên thực tế, thiếu kiểm tra thông số vận hành và khối lượng có thể gây quá tải nền hoặc khó khăn khi thao tác nâng. ^[3][2]

Trước khi thi công cần thu thập thông số từ spec sheet: công suất danh định, điện áp cao/thấp, Z%, nhóm cực (vector group), kiểu làm mát (ONAN/ONAF), trọng lượng, kích thước và điểm nâng. Tại hiện trường, xác minh cao độ nền, khả năng chịu tải và không gian xung quanh để quyết định gia cố móng hay điều chỉnh vị trí đặt.

Kiểm tra và tiêu chí nghiệm thu nên bao gồm:

• So sánh trọng lượng và kích thước thực tế của MBA với tính toán nền; kiểm tra khả năng chịu tải bê tông và gia cường nếu cần.
• Kiểm tra rãnh/khay chứa dầu và biện pháp ngăn tràn dầu cho MBA ngoài trời.
• Đo điện trở nối đất sau khi triển khai hệ tiếp địa liên kết vỏ MBA, khung bệ và thanh cái; lưu biên bản nghiệm thu để phối hợp với EVN theo quy định.
• Xác nhận khoảng cách an toàn quanh MBA cho tản nhiệt và thao tác bảo trì, đồng thời kiểm tra lối tiếp cận cho thử nghiệm và sửa chữa.

Đấu nối trung thế 22 kV và hạ thế 0.4 kV phải tuân thủ quy trình phối hợp với Điện lực/EVN về điểm cắt, vật liệu cáp và khoảng cách an toàn. Trong ca bảo trì và nghiệm thu cần biên bản thử nghiệm điện và xác nhận tiếp địa từ cơ quan nghiệm thu có thẩm quyền.

Cảnh báo: không đưa MBA vào vị trí nếu nền chưa xác nhận đủ chịu tải; không đấu nối trung thế khi chưa có chấp thuận hoặc sơ đồ lộ trình cáp phê duyệt bởi Điện lực/EVN. Nếu có nghi ngờ về kiểu làm mát hoặc thông số Z% thì yêu cầu spec sheet chính hãng và khảo sát nhiệt độ môi trường để đảm bảo tản nhiệt phù hợp.

Bước tiếp theo cho chủ đầu tư là tổ chức khảo sát hiện trường, thu thập spec sheet MBA 630 kVA đầy đủ và bắt đầu phối hợp nghiệm thu với Điện lực/EVN trước khi thiết kế bệ móng và lộ trình cáp.

Cấu hình lại Recloser 24kV 630A, LBFCO, CT/VT và đo đếm

Cần cấu hình lại recloser 24kV 630A, điều chỉnh LBFCO, kiểm tra hoặc bổ sung CT và rà soát VT, đồng thời hiệu chỉnh cài đặt đo đếm để đảm bảo chọn lọc bảo vệ và hợp chuẩn. ^[13][0]

Để xác định yêu cầu cần thu thập: biên bản nghiệm thu chức năng recloser hiện có, sơ đồ dòng ngắn mạch tại vị trí, đặc tính tải sau nâng lên 630 kVA và sơ đồ đấu nối CT/VT. Tại hiện trường kỹ sư cần đo dòng không tải, xác định điểm nối CT/VT và kiểm tra ampacity cáp hạ thế trước khi thay đổi LBFCO hoặc tỷ lệ CT.

Trình tự công việc, mỗi bước đều cần biên bản nghiệm thu riêng:

• Khảo sát hiện trường và thu thập biên bản thử nghiệm recloser, sơ đồ mạch và dữ liệu tải.
• Kiểm tra CT/VT hiện hữu: đo sai số, cách ly, khả năng chịu quá áp; đánh giá khả năng tái sử dụng VT 12kV/120V hay cần thay thế.
• Xác định bảng cài đặt recloser (pickup, curve, time dial, số lần reclosing, lockout, earth‑fault pickup/time) cho kịch bản vận hành.
• Hiệu chỉnh LBFCO/fuse hạ thế nếu cần, dựa trên ampacity cáp và khả năng ngắn mạch; bổ sung CT tỷ lệ phù hợp để bao phủ dải đo vận hành.
• Thực hiện thí nghiệm chức năng sau hiệu chỉnh: overcurrent, earth‑fault, reclosing, kiểm tra RTU/SCADA và event log.
• Lập biên bản nghiệm thu chức năng recloser, kiểm định CT/VT và điều chỉnh đo đếm theo quy trình EVN.

Bảng phạm vi công việc tóm tắt:

Quyết định kỹ thuật then chốt: chọn tỷ lệ CT bao phủ dải dòng vận hành để tránh vùng chết; LBFCO phải tính tới ampacity và dòng ngắn mạch để tránh cắt nhầm. Nếu VT được tái sử dụng cần biên bản kiểm định sai số và cách ly trước khi nối vào mạch đo đếm.

Mọi thay đổi phải ghi bằng biên bản thử nghiệm chức năng recloser, kiểm định CT/VT và biên bản điều chỉnh công tơ; lưu event log và xác nhận RTU/SCADA trước khi nghiệm thu. Để chốt bảng settings và nghiệm thu EVN cần thu thập đầy đủ dữ liệu ngắn mạch và tải thực tế tại hiện trường.

Hạ thế: MCCB 1000A, relay bảo vệ, cáp hạ thế và tủ bù 250kVAr

MCCB 3P‑1000A được chỉ định làm bộ ngắt chính hạ thế vì chịu được dòng khởi động và dòng lỗi sau nâng; khả năng cắt (Icu/Icw) phải vượt prospective fault current tại vị trí. Sau đấu nối cần đo dòng ngắn mạch thực tế để xác nhận năng lực cắt và cập nhật thông số bảo vệ. ^[1][0]

Relay bảo vệ cần chức năng quá dòng và chạm đất với đặc tuyến thời‑dòng phù hợp; có thể dùng relay kỹ thuật số rời hoặc MCCB có trip unit tích hợp, miễn là có ngõ tiếp điểm báo cho SCADA và khả năng điều chỉnh thông số. Khi khảo sát hãy kiểm tra khả năng phát hiện mất cân bằng pha và đầu ra báo lỗi cho hệ thống giám sát.

Chọn cáp hạ thế 1×240 mm2 dựa trên ampacity theo điều kiện lắp (ống hoặc máng), hệ số nhóm, hệ số nhiệt độ và vật liệu dẫn. Tại hiện trường cần đo sụt áp và kiểm tra chiều dài cáp để đảm bảo sụt áp cho phép và giới hạn nhiệt độ không vượt.

Tủ bù 250 kVAr được đề xuất để bù công suất phản kháng, cải thiện hệ số công suất và giảm tổn thất; loại tủ (cố định hay tự động) chọn theo phân bố phụ tải. Yêu cầu cho tủ bù gồm bộ điều khiển chuyển bậc, bảo vệ quá dòng tụ, cầu chì/ngắt cho mỗi tụ và bảo vệ điện áp/pha; nghiệm thu cần đo cosφ trước/sau, đo kVAr thực tế và kiểm tra cách điện tụ.

• Kiểm tra tại hiện trường: đo prospective fault current tại tủ sau nâng công suất.
• Kiểm tra tại hiện trường: xác minh ampacity cáp theo điều kiện lắp đặt và hệ số nhóm.
• Thử nghiệm nghiệm thu: đo cosφ trước/sau, đo kVAr thực tế của tủ bù và kiểm tra sụt áp hệ thống.
• Cảnh báo vận hành: phối hợp với EVN/điện lực địa phương khi nghiệm thu đấu nối và cập nhật thông số lưới.

Kết luận: lựa chọn thiết bị cần dựa trên đo đạc thực tế tại hiện trường và phối hợp nghiệm thu với EVN; bước tiếp theo là lập danh sách số liệu cần đo (dòng tải theo giờ, prospective fault current, chiều dài cáp, nhiệt độ môi trường) để chốt thông số thiết bị và cấu hình bảo vệ.

Kiểm tra kỹ thuật, nghiệm thu và bàn giao

Nghiệm thu cần xác nhận an toàn đấu nối, tính tương thích của thiết bị sau nâng (250 → 630 kVA) và khả năng vận hành an toàn khi đưa vào sử dụng. ^[0][0]

Trước nghiệm thu cần kiểm tra cơ khí, đấu nối cáp và hệ thống tiếp địa; phải đo cách điện, kiểm tra dầu cách điện (nếu có) và kiểm tra cố định cơ cấu. Các kiểm tra tối thiểu để đối chiếu với hồ sơ nghiệm thu gồm:

• Kiểm tra cơ khí: vị trí đặt máy, cố định, tình trạng dầu cách điện (nếu thay dầu cần báo cáo phân tích).
• Kiểm tra cáp/đấu nối và tiếp địa: đo điện trở tiếp đất, kiểm tra mối nối và hệ thống chống sét trong quá trình thi công.
• Thử nghiệm điện cơ bản: đo cách điện (Megger), đo điện trở vòng dây, đo tỷ số CT/VT nếu thay CT/VT, kiểm tra sai số và phép nghiệm.

Kiểm tra bảo vệ và điều khiển gồm cấu hình relay, thử chức năng quá dòng, chống chạm đất, mất cân bằng và kiểm tra phối hợp giữa relay và máy cắt. Sau đóng điện cần lập biên bản ghi nhận điện áp pha, dòng khởi động, nhiệt độ dầu ban đầu và tiếng ồn/dao động.

Hồ sơ nghiệm thu bắt buộc gồm biên bản thử nghiệm điện kèm kết quả, biên bản đóng điện, nhật ký thi công, chứng nhận xuất xưởng thiết bị và sơ đồ đấu nối as‑built. Nếu công trình đấu nối lên lưới phân phối, thủ tục nghiệm thu và đóng điện phải tuân thủ quy định của điện lực/EVN.

Cảnh báo: mọi biên bản nghiệm thu phải nêu trách nhiệm khắc phục, thời hạn hoàn thiện và phân biệt biên bản nghiệm thu tạm/thực tế; nếu thiếu dữ liệu thử nghiệm hoặc hồ sơ xuất xưởng thì không bàn giao chính thức. Để chốt nghiệm thu cần khảo sát hiện trường đầy đủ và thu thập báo cáo thử nghiệm điện chi tiết trước khi lập biên bản bàn giao và sổ bảo trì.