Bài giảng Mạng lưới điện

trong nhà cao tầng. Các môđun busway đều được thiết kế dưới dạng lắp ghép cài răng lược nên thuận lợi cho thi công và vận hành. Có đủ các môđun: rẽ nhánh chữ T, bẻ góc 900, giao chữ thập, Trên busway có các lỗ cửa mở để lấy điện ra cung cấp cho tầng nhà. Tủ lấy điện ra được chế tạo đồng bộ với busway, chỉ ghép nối vào lỗ cửa mở của busway bằng liên kết cài răng lược. Các lỗ cửa mở thanh busway có thể bố trí nhiều hơn 2 và cách nhau 610mm. Để đấu nối cáp điện lực vào busway trong hệ thống điện người ta phải dùng đến các hộp nối cáp chuyên dụng. Bên ngoài hộp nối cáp có các răng lược đấu nối vào lỗ cửa busway, bên trong hộp là các đầu cực nối cáp đến. Ngoài ra còn có các môđun giá đỡ chịu lực trên sàn, Lắp busway xuyên tường, xuyên sàn cũng ngăn chặn lửa cháy lan là vấn đề phức tạp khi lắp đặt cáp. Nắp Khớp nối tháo được Khớp nối không tháo được Khớp nối tháo được Khớp nối tháo được Khớp nối không tháo được Tủ điện tầng Busway 61 0 Lỗ dẫn hướng Gai dẫn hướng Cửa mở lấy điện Nắp đậy cửa Liên kết răng lược Tầng 5 Tủ điện chính Tầng 2 Tầng 3 Tầng 4 B u sw ay Hộp đấu nối cáp Giá đỡ chịu lực lên sàn (để đỡ 1 tầng busway) Busway xuyên tường, xuyên sàn, ngăn lửa cháy lan Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 179 Lắp đặt busway nằm ngang dựa vào các thanh treo lên trần, dầm consol gắn tường 8.7.3. Bố trí tủ bảng điện Tủ bảng điện là loại vật liệu không thể thiếu của hệ thống điện trong công trình xây dựng, là nơi đấu nối và phân phối điện đến các thiết bị tiêu thụ điện. Tủ bảng điện có thể bằng thép, bằng nhựa compozit hoặc nhựa thông thường. Tùy vào đặc điểm mỗi công trình mà tủ bảng điện có các kích cỡ, số lượng và vị trí lắp đặt khác nhau. Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 180 Trong công trình xây dựng, việc cung cấp điện phải thông qua nhiều tầng nấc tủ điện khác nhau để nâng cao độ tin cậy, vừa thuận lợi cho thi công đấu nối, vừa có chức năng bảo vệ, đồng thời dễ dàng cho việc xác định và cô lập các vùng sự cố. Trong tủ điện lắp đặt các thiết bị đóng/cắt, bảo vệ, thiết bị đo đếm và hệ thống thanh dẫn điện để đấu nối các tuyến dây vào và ra. Trong tủ luôn luôn có 1 aptomat tổng để bảo vệ toàn bộ tủ. Số aptomat nhánh phụ thuộc vào số tuyến dây đi ra khỏi tủ và nhiệm vụ của nó là bảo vệ cho mỗi nhánh đi ra từ aptomat. a) Tủ điện chính Tủ điện phân phối chính là tủ điện tổng của toàn bộ tòa nhà. Tủ điện nhận điện từ trạm biến áp, sau đó phân phối điện lên các tủ điện tầng bằng đường cáp hoặc busway. Nếu đường cấp điện trước bảng điện tổng là đường cáp ngầm thì bảng điện tổng nên đặt ở tầng trệt. Với các công trình lớn như khách sạn, trung thâm thương mại, tủ điện chính đặt ở tầng hầm. Các công trình nhỏ hơn như chung cư, trường học, lắp tủ ở gầm cầu thang bộ và được bố trí cách ly bằng tường xây hoặc rào bằng lưới thép. Với nhà thấp tầng, nhà phố thì tủ điện chính đặt ở tầng 1 bên trong nhà. Các tủ điện chính có kích thước và trọng lượng lớn phải lắp trên nền bê tông trong phòng riêng hoặc tầng hầm. Tác tủ điện nhỏ hơn thường được gắn âm tường để tiết kiệm không gian, độ cao lắp đặt tủ khoảng 1,3-1,5m. Thanh đồng Aptomat tổng Aptomat nhánh Thanh đồng phân phối Cáp đi ra Cáp đi vào Aptomat tổng Aptomat nhánh Tủ điện chính Nguồn điện Tủ điện tầng Tủ điện tầng Tủ điện tầng Tủ điện phòng Hộp nối Thiết bị điện Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 181 b) Tủ điện tầng, tủ điện phân phối (Tủ DB) Tủ điện tầng, tủ điện phân phối là các loại tủ điện có chức năng cấp điện đến các thiết bị của một tầng nhà hoặc của một khu vực của tầng nhà. Tủ điện tầng, tủ điện phân phối nhận điện từ tủ điện chính thông qua đường cáp hoặc busway. Khác với tủ điện chính lắp ở phòng kỹ thuật riêng, tủ DB lắp ở nơi có người qua lại nên được thiết kế gọn nhẹ, tính thẩm mỹ cao, an toàn và thuận tiện khi vận hành. các thiết bị nối vào tủ DB tgường có công suất vừa và nhỏ. Vỏ tủ DB được chế tạo từ thép mạ kẽm hoặc vật liệu compozite không cháy. Tủ điện DB thường lắp đặt âm tường, độ cao 1,3-1,5m. Tủ điện tầng của tòa nhà cao tầng đặt tại chiếu nghỉ của cầu thang. Nếu tủ điện này cung cấp cho các căn hộ thì tủ điện tầng còn là nơi lắp đặt công tơ đo đếm điện năng. Với nhà thấp tầng, tủ điện phân phối DB có kích thước nhỏ, gọn và được bố trí bên trong mỗi tầng nhà. Tuy nhiên, nhà thấp tầng có xu hướng dùng bảng điện thay cho tủ điện. c) Bảng điện, hộp nối: Bảng điện, hộp nối là điểm cuối cùng của hệ thống phân phối điện và là nơi thiết bị điện được đấu nối trực tiếp. Bảng điện, hộp nối nhận điện từ tủ điện tầng và được lắp đặt trong các phòng (của khách sạn, cơ quan,) hoặc các phòng của căn hộ. Bảng điện là một hộp nhựa hoặc tấm nhựa dạng hình khối chữ nhật, trên đó có lắp các thiết bị đóng cắt, bảo vệ. Các loại bảng điện cổ điển thường là tấm nhựa, lắp nổi, trên đó lắp cầu chì, ổ cắm, công tắc và không có nắp che nên không an toàn và không đảm bảo mỹ quan. Dãy tủ điện trong tầng hầm khách sạn Đặt tủ điện nhà chung cư Tủ điện chính Tầng 1 Tầng 2 Tủ điện tầng 2 Tủ điện tầng lắp trong chung cư có 4 công tơ Tủ điện phân phối không lắp công tơ Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 182 Hiện nay, trong dân dụng người ta dùng các bảng điện hiện đại hơn có dạng hộp, trên đó chỉ lắp aptomat bảo vệ, phía trên bảng điện có lắp tấm gương che, có bản lề để dễ mở ra thao tác nên an toàn hơn. Bảng điện được lắp âm tường nên có tính thẩm mỹ cao hơn. Bảng điện bố trí cao 1,3-1,5m, ngay cửa ra vào để thuận lợi cho việc thao tác đóng cắt. Hộp nối là hộp nhựa có kích thước nhỏ hơn bảng điện, lắp đặt ngầm trong tường, có nhiệm vụ là nơi tập trung các đầu nối dây của cả phòng. Ngoài ra hộp nối còn là nơi đấu dây vào aptomat và một số thiết bị khác. Hộp nối thường bố trí theo độ cao của mạch dây dẫn. 8.7.4. Aptomat (còn có các tên là MCB, CB, cầu dao tự động): Aptomat là thiết bị điện có chức năng đóng/cắt mạch điện bằng tay và bảo vệ (cắt mạch điện khi ngắn mạch và quá tải), trong đó chức năng chính là bảo vệ. Trong dân dụng người ta cũng hay gọi aptomat là MCB, MCCB, CB. Aptomat thường phân loại theo số cực: Loại 1 cực, 2 cực là aptomat 1 pha; Loại 3 cực là aptomat 3 pha. Thông số chính của aptomat gồm: - Điện áp định mức Uđm: Loại 1 pha là 220V, loại 3 pha là 380V - Dòng điện định mức Iđm : từ vài A lên đến hàng trăm A - Dòng điện cắt Icu (kA): là khản năng của aptomat có thể cắt được khi ngắn mạch. Trước đây khi aptomat chưa phổ biến người ta phải dùng cầu chì để bảo vệ mạch điện, ngày nay aptomat được dùng rất phổ biến do giá thành thấp, bảo vệ an toàn, tính thẩm mỹ cao. Aptomat 1 cực, 2 cực và 3 cực Hộp nối lắp aptomat Hộp nối đấu dây cách trần 30cm Bảng điện hiện đại Bảng điện cổ điển Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 183 Aptomat có nhiệm vụ bảo vệ thiết bị điện thì được lắp tập trung trong tủ phân phối điện. Nếu aptomat có nhiệm vụ đóng cắt thiết bị điện (có dòng điện > 5A như bình nóng lạnh, điều hòa, ) thì aptomat được lắp trên tường, độ cao 1,3-1,5m ở gần nơi đặt thiết bị để dễ thao tác. Lắp aptomat trong tủ điện rất đơn giản bằng cách gắn lên thanh ray nhôm tiêu chuẩn (tất cả các aptomat sản xuất đều có rãnh phía sau để lắp lên ray). Nếu lắp âm tường thì aptomat được lắp trong đế âm tường (loại giống như hộp nối, nhưng có điểm bắt vít cho aptomat). Cũng có thể lắp aptomat trên bảng nhựa nhưng ít dùng do không đẹp. Khi lắp aptomat cần lưu ý: - Cần aptomat hướng lên trên là đóng mạch, hướng xuống dưới là cắt mạch. Dòng điện đi vào ở phía trên, dòng điện ra ở phía dưới - Nếu lắp aptomat 1 cực thì phải lắp trên dây lửa. Aptomat 2 cực thì lắp cả 2 dây. Aptomat 3 cực dùng cho mạng điện 3 pha thì dây trung tính không đi qua aptomat. - Trên núm của nó phải ghi tên mạch cung cấp để khi điện không bị nhầm lẫn. 8.7.5. Cầu dao chống rò (RCD – Residual Current Device): Rò điện là hiện tượng dòng điện chạm đất với giá trị rất nhỏ cỡ mA. Dòng điện chạy qua người khi người chạm vào dây điện cũng thuộc loại dòng điện rò. Nếu dòng điện qua người >10mA là nguy hiểm tính mạng, trong khi đó giá trị này rất bé mà các aptomat, cầu chì không thể phát hiện ra để cắt mạch điện Việc con người chạm vào mạch điện xảy ra thường xuyên nên cần thiết phải có biện páp phòng tránh. Để bảo vệ an toàn cho người trong trường hợp này người ta phải dử dụng cầu dao chống rò, gọi là RCD. Nguyên tắc của RCD là khi dòng điện trong mạch điện dù lớn hàng trăm Lắp aptomat trên ray nhôm Lắp aptomat âm tường Ray nhôm Lẫy kẹp QUẠT Tên mạch điện Cáp vào Cáp ra Vị trí OFF Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 184 Ampe, nhưng nếu không có rò điện qua người thì nó không cắt mạch điện, ngược lại nếu có rò điện qua người khoảng > 10mA thì nó sẽ cắt mạch điện ngay lập tức để đảm bảo an toàn. RCD có loại 1 pha 2 cực, có loại 3 pha. Thị trường Việt Nam phổ biến loại 30mA (1 pha) và 100mA, 300mA (3 pha), ngoài ra RCD còn có tích hợp luôn chức năng bảo vệ ngắn mạch gọi là RCBO. a) Cấu tạo và nguyên lý làm việc Hình dáng bên ngoài của RCD giống như aptomat, chỉ khác là trên bề mặt có thêm một nút ấn Test và thông số của nó có giá trị mA. Cấu tạo gồm: 1 lõi thép hình xuyến, 2 cuộn dây và 1 lõi thép hình trụ Nguyên lý làm việc: + Bình thường dòng điện I2 = -I1 nên từ trường trong lõi thép hình xuyến Φ=0, do đó dòng điện cảm ứng IRCD = 0 → RCD không cắt mạch điện. + Khi có dòng điện rò qua người Irò thì I1 ≠ I2 nên từ trường Φ≠0 xuất hiện trong lõi théo hình xuyến, gây nên dòng điện cảm ứng IRCD ≠ 0
lõi thép nhiễm từ hút bộ phận cắt aptomat ra làm mất điện b) Lựa chọn và lắp đặt cầu dao chống rò Không phải gia đình nào cũng có thể lắp đặt được RCD vì bản thân mỗi mạng điện đều có rò điện từ các thiết bị xuống đất (ví dụ máy tính, máy in,) đều có dòng rò nhất định. Mạng điện kém chất lượng thì dây điện cũng tạo ra dòng rò lớn, mạng điện chất lượng tốt thì dây rò điện ít chứ không bao giờ có thể triệt tiêu được. Vì nguyên nhân này mà có một số gia đình khi lắp RCD vào thì điện bị cắt liên tục. Nguyên lý làm việc của RCD Dòng điện rò Irò Chạm vỏ Lõi thép hình xuyến RCD Vỏ máy điện I1 I2 IRCD Lõi thép Bộ phận cắt của RCD Irò Chạm tay Từ thông
Hình dáng cầu dao chống rò RCD ON/OFF TEST Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 185 Do đó trước khi lựa chọn phải đo đạc, khảo sát dòng điện rò hiện có trong mạng điện là bao nhiêu. Thông thường với mạng điện gia đình bình thường có thể lắp loại RCD 30mA ở đầu vào tủ điện chính, phía sau aptomat. Với những gia đình tiêu thụ điện lớn, nhiều thiết bị thì ở tủ điện chính lắp loại RCD 100mA, sau đó ở các tủ điện nhánh lắp mỗi tủ một RCD 30mA trước nhóm aptomat nhánh. Với các mạch cung cấp cho ổ cắm điện, nguy cơ con người chạm vào điện rất cao thì đầu nguồn nên lắp loại RCD có chức năng bảo vệ ngắn mạch gọi là RCBO. Với những thiết bị điện mà con người tiếp xúc trực tiếp, có mức nguy hiểm cao độ như bình nước nóng, cần thiết phải lắp loại RCD 10mA, nhưng tại Việt Nam hầu như không có loại này. Khi đó có thể dùng loại RCD 30mA kết hợp biện pháp tăng độ nhạy lên. Lưu ý khi lắp RCD một pha: trên RCD quy định rõ các cực L và N, do đó phải xác định chính xác dây lửa để nối vào cực L, dây nguội để nối vào cực N, nếu nối sai RCD không có tác dụng. 8.7.6. Công tắc (Switch): Công tắc là thiết bị dùng để đóng/cắt bằng tay các phụ tải điện công suất bé như đèn, quạt, Trên thị trường có nhiều loại công tắc với các dòng điện khác nhau: 6, 10, 15, 25, 32A tuy nhiên thông dụng nhất là loại 6-10A. Nên tính toán dòng điện trong mạch để đảm bảo dòng điện định mức của công tắc phải lớn hơn dòng điện của mạch. Chủng loại công tắc rất phong phú, tùy vào mục đích sử dụng: RCD 100mA Aptomat tổng RCD 30mA Aptomat nhánh Tủ điện chính Tủ điện nhánh Mạch thiết bị RCBO 30mA Mạch ổ cắm Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 186 Công tắc thường xuyên tiếp xúc với người nên cách điện phải tốt, vỏ kín. Công tắc đèn thông dụng được chế tạo dưới dạng nút, rất đẹp và gọn nhẹ. Nút ấn công tắc được đặt trên mặt nạ chữ nhật, bên trong mặt nạ là đế âm tường để đấu nối dây điện. Trên mỗi mặt nạ có thể có nhiều nút công tắc. Lắp đặt và bố trí công tắc: Nguyên tắc lắp đặt công tắc: phải lắp trên dây lửa, hướng nút ấn lên trên là bật điện và nút ấn xuống dưới là tắt điện. Công tắc đặt trên tường ở độ cao 1,5m, ngay cửa ra vào, phía tay nắm mở cửa để bật đèn trước khi vào phòng, tắt đèn trước khi ra khỏi phòng. Riêng buồng tắm nên để phía ngoài, cạnh cửa ra vào. Công tắc có đèn báo Công tắc + ổ cắm Công tắc thẻ Công tắc chuông Công tắc hẹn giờ Công tắc điều chỉnh độ sáng đèn Công tắc hành trình Nút công tắc Mặt nạ Đế âm tường L N 1 , 5m Công tắc Công tắc phòng tắm Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 187 Mạch cấp nguồn cho các đèn nối dây theo kiểu hình tia liên thông, đầu nguồn được bảo vệ bằng aptomat. Theo TCVN9206:2012 mỗi nhóm không quá 20 bóng đèn huỳnh quang và không quá 50 bộ đèn kiểu mảng sáng, trần sáng, hắt sáng. Riêng đối với đèn chùm, đèn trang trí thì không hạn chế số lượng lắp trên mỗi mạch. Thông thường mỗi công tắc được lắp để đóng/cắt cho mỗi đèn, tuy nhiên cũng có trường hợp mỗi công tắc có thể đóng/cắt cho 2-3 bóng đèn. Không nên lắp một công tắc để đóng/cắt nhiều hơn 3 bóng đèn vì có trường hợp ít người làm việc mà vẫn phải bật nhiều bóng đèn, gây lãng phí điện năng. 8.7.7. Ổ cắm điện (Socket outlet) Ổ cắm điện thực chất là một nguồn điện chờ, được đặt ở các vị trí khác nhau trong khu vực dùng điện, để các thiết bị điện lấy điện thuận lợi và an toàn thông qua phích cắm. Các thiết bị dùng điện từ ổ cắm là các thiết bị di động như điện thoại, laptop, nồi cơm điện, ngoài ra còn có cả các thiết bị có vị trí cố định như tivi, tủ lạnh, Trên thị trường có nhiều hãng sản xuất ổ cắm với mẫu mã khác nhau nhưng dòng điện định mức của ổ cắm phổ biến là 10A, 16A, thậm chí có loại đến 20A. Các thiết bị điện cắm vào ổ cắm phải có dòng điện làm việc bé hơn dòng điện định mức của ổ cắm. Trên thị trường Việt Nam phổ biến loai ổ cắm 2 cực và 3 cực. Loại 3 cực ngoài cực L và N còn có 1 cực nối đất gọi là PE. Theo TCVN và tiêu chuẩn quốc tế thì mạng điện dân dụng phải dùng loại 3 cực mới đảm bảo an toàn (với yêu cầu phải dùng loại phích cắm 3 chấu) Ổ cắm là nơi nguy hiểm cao độ, dễ rò rỉ, dễ phát sinh sự cố và con người rất dễ tiếp xúc với các cực mang điện nên khi thiết kế và lắp đặt phải tuân thủ chặt chẽ tiêu chuẩn. Ổ cắm thường được lắp trên tường, phía dưới là đế âm tường để nối dây điện, bên ngoài được che bởi mặt nạ. Trên mỗi mặt nạ có thể có nhiều nút công tắc. Ổ cắm + công tắc Ổ cắm 2 cực Ổ cắm 3 cực Ổ cắm lỗ dẹt Đèn L N Aptomat Công tắc Hộp nối âm tường ≤ 20 bóng đèn huỳnh quang; ≤ 50 đèn mảng sáng, trần sáng Mối nối dây mát Mạch đèn trong tủ điện Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 188 a) Lắp đặt và bố trí ổ cắm: Trong công trình dân dụng nhất thiết phải dùng loại ổ cắm 3 cực, trong đó cực PE nằm dưới, hai cực còn lại bên trên. Nên dùng loại ổ cắm đôi hoặc ổ cắm ba, hạn chế dùng ổ cắm đơn, không dùng loại ổ cắm và công tắc chung. Vị trí lắp ổ cắm tùy thuộc vào loại nhà: - Ổ cắm âm sàn: áp dụng cho nhà yêu cầu thẩm mỹ và độ an toàn cao hoặc nhà làm việc chuyên dụng, có máy móc đặc biệt cần phải cắm điện xuống sàn thì lắp ổ cắm âm sàn. Các ổ cắm này đều có nắp che mà trẻ em không thể tháo ra được. Loại này hiếm thấy ở Việt Nam. - Ổ cắm lắp trên tường cách sàn 400-500mm: Loại này dùng cho các công trình không có trẻ em như: công sở, doanh nghiệp, nhà làm việc, Ưu điểm của cách bố trí này là tính thẩm mỹ vì bàn làm việc sẽ che khuất các ổ cắm. Đối với khu vực bếp hoặc thiết bị đặt trên bề mặt làm việc, ổ cắm nên bố trí ở độ cao 500-600m so với bề mặt kệ bếp hoặc bề mặt đặt thiết bị (nhưng tránh xa vị trí bếp gas, vòi nước) Nối dây ổ cắm Lắp ổ cắm vào đế âm tường Lắp mặt nạ Dây PE Dây Lửa Dây nguội Ổ cắm đôi Đế âm tường Hoàn chỉnh ổ cắm Ổ cắm âm sàn có nắp che và nắp sàn Ổ cắm âm sàn có nắp che Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 189 - Ổ cắm lắp trên tường, cách sàn 1500mm: áp dụng cho khu vực có trẻ em như nhà dân, nhà trẻ, mẫu giáo, trường học, Với độ cao này, trẻ em không với đến được. Đặc biệt nếu bố trí ổ cắm trong nhà tắm, bắt buộc phải bố trí ở độ cao ≥ 2,25m, cách mép bồn tắm và bồn rửa 0,6m và ổ cắm phải được bảo vệ bằng cầu dao chống rò 30mA. b) Xác định số lượng ổ cắm và khoảng cách bố trí ổ cắm: Số lượng ổ cắm không thể xác định một cách chính xác mà chỉ là gần gần đúng. Số lượng thay đổi theo sự phát triển của khoa học, công nghệ. Ngày này cuộc sống càng hiện đại, sử dụng nhiều thiết bị di động thì nhu cầu dùng ổ cắm tăng lên so với 5 năm trước. Tiêu chuẩn Việt Nam không chỉ dẫn rõ ràng cách xác định số lượng ổ cắm, tuy nhiên khi tham khảo tiêu chuẩn của các nước, số lượng ổ cắm tối thiểu trong từng khu vực cụ thể trong nhà được xác định như sau (dùng ổ cắm đôi): Khu vực Số ổ cắm tối thiểu theo diện tích sử dụng 25m2 Phòng sinh hoạt chung, phòng khách 4 6 8 Phòng ăn 3 4 5 Phòng ngủ đơn 2 3 4 Phòng ngủ đôi 3 4 5 Phòng khách (có dùng để ngủ) 4 5 6 Phòng đọc sách, phòng học tập, 4 5 6 Phòng bếp 4-6 6-8 8-10 Buồng chứa đồ đạc 3 4 5 Gara để xe, tầng hầm để xe 2 3 4 Hành lang 1 2 3 Gác lửng 1 2 3 Phòng tắm (máy giặt, máy cạo râu, sấy tóc) 1 2 3 Ổ cắm bố trí ở trụ sở làm việc Ổ cắm bố trí ở khu vực bếp và bàn đặt thiết bị 400-500 500-600 500-600 1, 5m Ổ cắm 600 600 2250 Ổ cắm Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 190 - Về việc bố trí ổ cắm: Ổ cắm được bố trí phân tán trong phòng để sử dụng được dễ dàng. Khoảng cách giữa các ổ cắm có thể điều chỉnh khoảng 2,5-4m tùy vào từng căn phòng, trong đó ưu tiên lắp ổ cắm gần vị trí góc tường nhưng phải cách góc tường tối thiểu 300mm. Ở một góc tường không bố trí 2 ổ cắm gần nhau trên 2 bức tường liền kề. c) Nối dây ổ cắm: Dây cáp mạch ổ cắm phải là cáp bọc 3 ruột hay 2 ruột. Nếu dùng dây 3 ruột thì có 1 ruột nối đến cực L, một ruột nối đến cực trung tính, một ruột nối vào cực PE. Có thể nối dùng cáp 2 ruột nối các cực L và N, còn cực PE được nối bằng một sợi cáp riêng nhưng phương án này không kinh tế. Mạch ổ cắm có thể bố trí thành vòng kín, bố trí hình tia hoặc bố trí kiểu hỗn hợp hình tia và vòng kín 0,3m Cáp 3 ruột Hộp nối ổ cắm trung gian Hộp nối ổ cắm cuối Dây trung tính Dây PE Dây lửa Nối hình tia Nối vòng kín Nối hỗn hợp Ổ cắm nối tia Ổ cắm nối vòng Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 191 - Mạch ổ cắm kiểu vòng kín có độ tin cậy cao, chất lượng điện tốt hơn, công suất truyền tải cao hơn, tổn hao điện áp và tổn hao công suất ít nhưng dây điện sẽ dài hơn một ít. Mỗi mạch vòng ổ cắm phục vụ diện tích sàn là 100m2, tổng chiều dài cáp điện ≤ 50m. Dây cáp nối các ổ cắm có tiết diện 2,5mm². Trong mạch vòng sẽ có 1 ổ cắm là điểm lấy điện vào mạch vòng, thông qua đường dây nối đến tủ điện phân phối và ở đầu nguồn đặt thiết bị bảo vệ dòng rò RCBO có dòng định mức là 32A, dòng rò 30mA. - Mạch ổ cắm kiểu hình tia ít dây điện hơn mạch vòng, có 1 ổ cắm đầu tiên để nhận điện từ đầu nguồn và 1 ổ cắm cuối cùng trong mạch. + Nếu dùng dây 2,5mm2 thì mạch chỉ phục vụ diện tích sàn 50m2, chiều dài cáp 33m, ở đầu nguồn đặt thiết bị bảo vệ dòng rò RCBO có dòng định mức là 16A, dòng rò 30mA. + Nếu dùng dây 4mm2 thì mạch chỉ phục vụ diện tích sàn 75m2, chiều dài cáp 33m, ở đầu nguồn đặt thiết bị bảo vệ dòng rò RCBO có dòng định mức là 32A, dòng rò 30mA - Không nên lắp đặt mạch ổ cắm và mạch công tắc chung. - Số lượng ổ cắm bố trí trên mỗi mạch phải tính toán dựa vào chiều dài cho phép của mỗi mạch, tuy nhiên thực tế thiết kế thường bố trí mỗi mạch 8-13 ổ cắm. 8.7.8. Cầu dao cách ly: - Cầu dao cách ly là thiết bị điện chỉ dùng để đóng/cắt mạch điện khi không có dòng điện, nghĩa là mạch điện phải được cắt bằng aptomat rồi mới cắt bằng cầu dao và aptomat phải đóng mạch điện sau khi đã đóng cầu dao xong. - Cầu dao được chế tạo loại 1 pha và 3 pha, đế bằng sứ hoặc bằng nhựa. Tủ điện Nối vòng kín RCBO-32A-30mA Dây cáp 3×2,5mm2 Ổ cắm Nối hình tia Tủ điện RCBO-16A(32A)-30mA Dây cáp 3×2,5mm2 (3×4mm2) Ổ cắm Bài giảng Mạng lưới điện Nguyễn Mạnh Hà 192 - Ngày nay các công trình dân dụng rất ít dùng cầu dao do đã có aptomat thay thế. Tuy nhiên cầu dao có vai trò vô cùng quan trọng về mặt an toàn điện mà không phải ai cũng nhận thấy được. Như tên gọi của nó, cầu dao có nhiệm vụ quan trọng là cách ly phần mang điện và phần không mang điện, tạo ra khoảng cách an toàn trông thấy được, phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo dưỡng lưới điện và hệ thống điện. Nếu chỉ dùng aptomat để cắt điện phục vụ bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống điện toàn tòa nhà sẽ không đảm bảo tin cậy vì aptomat cắt nhưng mắt người không nhìn thấy khoảng hở cách ly. Phụ lục 193 CÁC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Điện trở r0 (Ω/km) của các loại dây dẫn điện Dây đồng (M) Dây nhôm (A) Dây nhôm lõi thép (AC) Mã dây Tiết diện (mm2) Điện trở (Ω/km) Mã dây Tiết diện (mm2) Điện trở (Ω/km) Mã dây Tiết diện (mm2) Điện trở (Ω/km) M-16 16 1,2 A-16 16 1,98 AC-16 16 2,06 M-25 25 0,74 A-25 25 1,28 AC-25 25 1,38 M-35 35 0,54 A-35 35 0,92 AC-35 35 0,85 M-50 50 0,39 A-50 50 0,64 AC-50 50 0,65 M-70 70 0,28 A-70 70 0,46 AC-70 70 0,46 M-95 95 0,2 A-95 95 0,34 AC-95 95 0,33 M-120 120 0,158 A-120 120 0,27 AC-120 120 0,27 M-150 150 0,123 A-150 150 0,21 AC-150 150 0,21 M-185 185 0,103 A-185 185 0,17 AC-185 185 0,17 M-240 240 0,078 A-240 240 0,132 AC-240 240 0,132 Phụ lục 2: Điện kháng x0 (Ω/km) và điện dung C0 (µF/km) của cáp điện 3 lõi (tham khảo hãng FURUKAWA) Tiết diện danh định (mm2) Điện áp của cáp < 1kV Điện áp của cáp 12-24kV Điện áp của cáp 25-36kV Điện kháng (Ω/km) Điện dung (µF/km) Điện kháng (Ω/km) Điện dung (µF/km) Điện kháng (Ω/km) Điện dung (µF/km) 10 0,073 - - - - - 16 0,0675 - - - - - 25 0,0662 - - - - - 35 0,0637 - 0,13 0,16 - - 50 0,0625 - 0,124 0,17 0,137 0,13 70 0,0612 - 0,117 0,19 0,129 0,15 95 0,0602 - 0,112 0,21 0,123 0,16 120 0,0602 - 0,108 0,23 0,118 0,18 150 0,0596 - 0,104 0,25 0,114 0,19 185 0,0596 - 0,100 0,27 0,110 0,20 240 0,0587 - 0,0963 0,3 0,105 0,22 Phụ lục 194 Phụ lục 3: Điện cảm L0 (mH/km) và điện dung C0 (µF/km) của cáp điện 1 lõi (tham khảo hãng ALCATEL) Tiết diện danh định (mm2) Điện áp của cáp < 1kV Điện áp của cáp 6-10kV Điện áp của cáp 12-24kV Điện cảm khi lắp riêng một sợi cáp (mH/km) Điện cảm khi lắp chung nhiều sợi cáp (mH/km) Điện cảm (mH/km) Điện dung (µF/km) Điện cảm (mH/km) Điện dung (µF/km) 25 0,859 0,223 0,42 0,19 0,46 0,13 35 0,828 0,191 0,4 0,21 0,44 0,15 50 0,796 0,191 0,38 0,24 0,42 0,17 70 0,764 0,191 0,36 0,27 0,39 0,19 95 0,732 0,191 0,34 0,3 0,38 0,21 120 0,700 0,191 0,33 0,33 0,36 0,22 150 0,668 0,191 0,32 0,35 0,35 0,24 185 0,668 0,191 0,31 0,39 0,34 0,26 240 0,637 0,191 0,3 0,43 0,33 0,29 300 0,605 0,191 0,3 0,48 0,32 0,32 400 - - 0,29 0,54 0,31 0,36 Phụ lục 4: Dòng điện cho phép của dây điện trần Tiết diện (mm2) Icp(A) với Tmttc=250C ; Tpntc=700C Đồng (M) Nhôm (A) Nhôm lõi thép (AC) 16 130 105 105 25 180 135 135 35 220 170 170 50 270 215 220 70 340 265 275 95 415 325 335 120 485 375 380 185 510 Phụ lục 195 Phụ lục 5: Dòng điện cho phép của dây bọc cách điện PVC ở mọi cấp điện áp Tiết diện 1 ruột (mm2) Icp(A) với Tmttc=250C ; Tpntc=650C Đồng Nhôm 25 140 105 35 170 130 50 215 165 70 270 210 95 330 255 120 385 295 Phụ lục 6: Dòng điện cho phép cáp ngầm <1 kV, cách điện PVC của hãng Lens Tiết diện (mm2) Icp(A) với Tmttc=150C ; Tpntc=650C Đồng Nhôm 1. Cáp 1 ruột 25 138 101 35 169 126 50 207 154 70 268 198 95 328 241 120 382 280 2. Cáp 3 ruột + ruột trung tính 3x25+1x16 149 97 3x35+1x25 158 120 3x50+1x35 192 146 3x70+1x50 246 187 3x95+1x70 298 227 3x120+1x95 346 263 3x240+1x120 538 409 Phụ lục 196 Phụ lục 7: Dòng điện cho phép cáp ngầm 10-24kV, cách điện XLPE của hãng Alcatel Tiết diện (mm2) Icp(A) với Tmttc=150C ; Tpntc=650C Đồng (M) Nhôm (A) 1. Cáp 1 ruột 25 163 --- 35 197 152 50 236 183 70 294 228 95 359 279 120 414 321 185 540 420 240 637 498 300 732 574 2. Cáp 3 ruột 25 143 111 35 172 133 50 204 158 70 253 196 95 306 238 120 350 272 185 453 353 240 533 416 300 609 477 Phụ lục 8: Bảng tra thông số cơ khí của dây dẫn điện Loại dây Mã hiệu Tiết diện Đường Lực kéo Kh.lượng Môđun Hệ số ứng suất ứng suất tính toán kính dây đứt min đơn vị đàn hồi nở nhiệt σcp khi Tmin σcp khi Ttb mm2 mm N kg/km N/mm2 10-6.1/oC N/mm2 N/mm2 ` D ây n hô m lõ i t hé p AC25/4,2 29,05 6,90 9296 100,3 80800,00 19,19 112,00 80,00 AC35/6,2 43,05 8,40 13524 148,0 80800,00 19,19 125,66 78,54 AC50/8 56,28 9,60 17112 195,0 80895,52 19,17 121,62 76,01 AC70/11 79,30 11,40 24130 276,0 80751,58 19,20 121,72 76,07 AC70/72 140,60 15,40 96826 755,0 130616,22 14,52 275,47 172,17 AC95/16 111,30 13,50 33369 385,0 80800,00 19,19 119,92 74,95 AC95/141 232,20 19,80 180775 1357,0 143212,40 13,86 311,41 194,63 AC120/19 136,80 15,15 41521 471,0 80070,18 19,30 151,76 75,88 AC120/27 140,60 15,40 49465 528,0 87027,03 18,31 175,91 87,95 AC150/19 166,80 16,75 46307 554,0 76748,20 19,83 138,81 69,40 AC150/24 173,20 17,10 52279 599,0 80378,75 19,25 150,92 75,46 Phụ lục 197 AC150/34 181,30 17,50 62643 675,0 87027,03 18,31 172,76 86,38 AC185/24 211,20 18,90 58075 705,0 77000,00 19,79 137,49 68,74 AC185/29 210,00 18,82 62055 728,0 80160,00 19,29 147,75 73,88 AC185/43 228,10 19,60 77767 848,0 86995,18 18,32 170,47 85,23 AC185/128 315,00 23,10 183816 1525,0 116213,33 15,46 291,77 145,89 AC240/32 275,70 21,60 75050 921,0 77053,32 19,78 136,11 68,05 AC240/39 274,80 21,55 80895 952,0 80576,42 19,22 147,19 73,59 AC240/56 297,30 22,40 98253 1106,0 87051,46 18,31 165,24 82,62 D ây th ép TK-35 38,01 8,00 52100 330,5 19979,61 12,00 685,35 411,21 TK-50 48,64 9,10 66700 417,6 19979,61 12,00 685,65 411,39 TK-70 72,95 11,00 100000 627,4 19979,61 12,00 685,40 411,24 D ây n hô m tr ần A-25 24,90 5,64 4500 68,0 6279,31 23,00 63,25 45,18 A-35 40,00 6,68 5913 94,0 6279,31 23,00 51,74 36,96 A-50 49,50 7,98 8198 135,0 6279,31 23,00 66,25 41,40 A-70 69,30 9,44 11288 189,0 6279,31 23,00 65,15 40,72 A-95 92,40 11,00 14784 252,0 6279,31 23,00 64,00 40,00 A-120 117,00 12,36 19890 321,0 6279,31 23,00 76,50 42,50 A-150 148,00 13,82 24420 406,0 6279,31 23,00 74,25 41,25 A-185 182,80 15,35 29832 502,0 6279,31 23,00 73,44 40,80 A-240 238,70 17,48 38192 655,0 6279,31 23,00 72,00 40,00 D ây đồ n g tr ần M25 24,25 6,30 9720 218,0 12945,97 17,00 200,41 120,25 M35 34,36 7,50 13770 310,0 12945,97 17,00 200,38 120,23 M38 37,17 7,80 14100 334,0 12945,97 17,00 189,67 113,80 M50 49,48 9,00 19380 446,0 12945,97 17,00 195,84 117,50 M70 65,81 10,50 26380 596,0 12945,97 17,00 200,43 120,26 M95 93,27 12,50 37890 845,0 12945,97 17,00 203,12 121,87 M120 116,99 14,00 46900 1060,0 12945,97 17,00 200,44 120,27 Cá p v ặn x o ắn hạ áp LV ABC(4x16) 196,07 19,10 8800 275,0 59000,00 23,00 12,57 8,08 ABC(4x25) 265,90 22,20 14000 400,0 59000,00 23,00 14,74 9,48 ABC(4x35) 333,29 24,90 19600 529,0 59000,00 23,00 16,47 10,59 ABC(4x50) 444,88 28,70 28000 721,0 59000,00 23,00 17,62 11,33 ABC(4x70) 581,07 32,80 39200 981,0 56000,00 23,00 18,89 12,14 ABC(4x95) 794,23 38,40 53200 1348,0 56000,00 23,00 18,76 12,06 ABC(4x120) 962,11 42,20 67200 1628,0 56000,00 23,00 19,56 12,57 ABC(4x150) 1122,21 45,60 84000 2074,0 56000,00 23,00 20,96 13,47 Phụ lục 198 Phụ lục 9: Công suất và quang thông các loại đèn phóng điện thông dụng Loại bóng đèn Công suất (W) Quang thông (lm) Loại bóng đèn Công suất (W) Quang thông (lm) Cao áp thuỷ ngân 80 3.800 Cao áp Sodium hình trụ trong 150 14.500 125 6.300 250 27.000 250 13.000 400 48.000 400 22.000 1000 130.000 7000 40.000 Cao áp Metal Halide 250 20.000 1000 58.000 400 32.000 Cao áp Sodium bầu đục mờ 70 5.600 1000 80.000 150 14.000 250 25.000 400 47.000 1000 120.000 Bài tập 199 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN Bài 1.1 Cho mạch điện 3 pha như hình vẽ bên dưới. Biết P=500kW, cosϕ=0,7, điện áp đường dây Ud=22kV. Bỏ qua tổng trở của dây dẫn, hãy tính dòng điện chạy trên dây dẫn. Đáp số: 18,7 A Bài 1.2 Đường dây điện 3 pha cấp cho 4 hộ tiêu thụ với các thông số cho trên hình vẽ. Tính công suất biểu kiến và dòng điện mà nguồn điện cấp cho các hộ tiêu thụ này (Giả thiết bỏ qua tổn thất công suất trên đường dây). Cho Ud=22kV. Hộ tiêu thụ nào sử dụng điện tốt nhất? So sánh I với I1 + I2 + I3 + I4 Tính cosϕ chung của toàn bộ các phụ tải. Đáp số: P = 118,92kW; Q = 93,82kVAr; 151, 47=S kVA Nguồn điện P,cosϕ Id Ud Bài tập 200 CHƯƠNG 2 NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ QUY HOẠCH HOẠCH CẤP ĐIỆN Bài 2.1 Đường dây điện 3 pha điện áp Ud=22 kV cấp điện cho các hộ tiêu thụ bằng đường dây dài 5km. Điện áp đo được ở cuối đường dây là 20kV. a) Đường dây có đảm bảo chất lượng điện cung cấp hay không? Vì sao? b) Điện áp điểm cuối đường dây phải có giá trị nhỏ nhất và lớn nhất bằng bao nhiêu thì đảm bảo chất lượng điện? c) Có thể tăng điện áp tại nguồn điện lên 23.200V được không? Khi đó những phụ tải điện nào bị ảnh hưởng và điện áp cuối nguồn điện bằng bao nhiêu? Đáp số: a) Không đảm bảo; b)Umin=20,9kV và Umax=23,1kV; c) Không được. Ucuối =22kV. Bài 2.2: Hai cột điện của đường dây tải điện 220kV nằm trong khu vực quy hoạch cách nhau 230m. Hãy tính diện tích đất tối thiểu dành cho hành lang đường điện nằm giữa 2 cột này \ Đáp số: 3604m2. Bài tập 201 CHƯƠNG 3: QUY HOẠCH TRẠM BIẾN ÁP Bài tập 3.1. Chỉ số công tơ tổng tại thanh cái trạm biến áp phân phối công suất đặt là 250kVA, cho biết điện năng A=3160 kWh trong một ngày đêm (T=24h), hệ số công suất của phụ tải là cosϕ = 0,87. Hãy đánh giá mức độ mang tải trung bình của máy biến áp. Đáp số: kmt = 0,605 Bài tập 3.2. Chỉ số công tơ tổng tại thanh cái trạm biến áp phân phối công suất đặt là 250kVA, cho biết điện năng A=6785 kWh trong một ngày đêm (T=24h), hệ số công suất của phụ tải là cosϕ = 0,82. Hãy đánh giá mức độ mang tải trung bình của máy biến áp Đáp số: kmt = 1,38 Bài tập 202 Đất công viên 2500m2 Đất ở chia lô 5x18m Khu nhà thấp tầng Đất biệt thự Đường 7,5m dài 77m Đường 7,5m dài 90m Đường 7,5m dài 100m Ranh giới quy hoạch CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NHU CẦU ĐIỆN Bài tập 4.1: Quy hoạch chung dài hạn (trên 10 năm) của một khu đô thị loại 2 có các chỉ tiêu cơ bản sau: Quy mô dân số: 21.000 dân Kho, cảng: 92ha Cụm công nghiệp nhỏ: 57ha Khu công nghiệp nặng: 361ha Hãy tính phụ tải điện theo chỉ tiêu cấp điện tối thiểu. Đáp số: 117,58 MW; 138,33 MVA Bài tập 4.2: Cho mặt bằng quy hoạch chi tiết xây dựng một khu đô thị như hình vẽ. Hãy tính phụ tải điện theo chỉ tiêu cấp điện tối thiểu Đáp số: 151,94kW; 178,75 kVA Bài tập 203 Bài tập 4.3: Cho mặt bằng quy hoạch chi tiết xây dựng một khu đô thị như hình vẽ. Hãy tính phụ tải điện theo chỉ tiêu cấp điện tối thiểu. Đáp số: 635,10 kW; 747,18 kVA Bài tập 4.4: Xây dựng mô hình dự báo phụ tải dạng tuyến tính và xác định phụ tải dự báo ở năm 2015, biết số liệu thống kê về phụ tải tiêu thụ của các năm như sau: Năm 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 P, kW 1168 1236 1336 1472 1659 1892 2130 Đáp số: 3332,19 kW Bài tập 4.5: Số liệu công suất điện tiêu thụ trong các năm được thu thập như bảng sau: Ranh giới quy hoạch Đường 7,5m dài 195m Đất ở chia lô nhà thấp tầng Đất biệt thự Khu liên hợp thể thao 23.400m2 Bài tập 204 Năm (t) 0 1 2 3 4 5 6 7 P (kW) 1260 1339 1438 1571 1661 1999 2270 2392 Hãy dự báo công suất điện tiêu thụ ở năm t=9 bằng phương pháp ngoại suy sử dụng mô hình hồi quy parabol Đáp số: 3.083,05kW Bài tập 4.6: Số liệu công suất điện tiêu thụ trong các năm được thu thập như bảng sau: Năm (t) 0 1 2 3 4 5 6 7 P (kW) 1260 1339 1438 1571 1661 1999 2270 2392 Hãy dự báo công suất điện tiêu thụ ở năm t=9 bằng phương pháp ngoại suy sử dụng mô hình hồi quy tuyến tính. Đáp số: 2680,96kW Bài tập 205 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN Bài 5.1 Xác định tham số đường dây trên không điện áp 110KV, dài 100km, dây dẫn loại AC- 150 bố trí trên các đỉnh của tam giác đều cạnh 5m. Vẽ sơ đồ thay thế. Đáp số: R =21 Ω; X = 42,8Ω; B = 2,65.10-4 (1/Ω); 3206,5 C Q kVar= Bài 5.2 Xác định tham số đường cáp điện ngầm 3 pha 24kV, dài 10km, ruột dẫn bằng đồng tiết diện 95mm2. Vẽ sơ đồ thay thế. Đáp số: R = 2 Ω; X = 1,12Ω; B = 65,94.10-5 (1/Ω); 379,81 C Q kVar= Bài 5.3: Xác định tham số đường cáp điện ngầm 3 pha 15kV, dài 20km, ruột dẫn bằng đồng tiết diện 120mm2. Vẽ sơ đồ thay thế. Đáp số: R =3,16 Ω; X = 2,16Ω. Bài 5.4: Một đường dây tải điện trên không 3 pha 35 kV cung cấp cho phụ tải điện có công suất và chiều dài đường dây ghi trên sơ đồ. Hãy tính các đại lượng: dòng điện chạy trên dây dẫn, tổn thất công suất trên đường dây, tổn thất điện áp trên đường dây. Đáp số: Iab=94,8A; ∆Sab=21494,3Var; ∆Uab=0,096kV. Bài 5.5: Một đường dây tải điện trên không 3 pha 35 kV cung cấp cho 2 phụ tải có công suất và chiều dài đường dây ghi trên sơ đồ. Hãy tính dòng điện trên các đoạn đường dây, tổn thất công suất toàn phần ∆S, tổn thất điện áp ∆U trên toàn bộ đường dây. Tổn thất điện áp có nằm trong giới hạn cho phép không ? Đáp số: Iab=12,34A; Ibc=8,25A; 0,016∆ =U kV ; 436,75∆ =S VA Bài 5.6 : Một đường dây tải điện trên không 3 pha 35 kV cung cấp cho 3 phụ tải có công suất và chiều dài đường dây ghi trên sơ đồ. Hãy cho biết điểm d hay điểm c có điện áp thấp hơn? Đáp số: Điện áp điểm d thấp hơn. Bài tập 206 Bài 5.7 : Một đường cáp điện ngầm 3 pha 22 kV dài 14km cung cấp cho phụ tải có công suất và chiều dài đường dây ghi trên sơ đồ. Cáp ngầm dùng loại 3 ruột đồng tiết diện 120mm2. Biết phụ tải có Tmax = 2000h hãy xác định tổn thất điện năng Đáp số : ∆A = 422.761,52 kWh; % 4,2%A∆ = Bài 5.8: Mạng điện cáp ngầm 22 kV cấp cho khu quy hoạch với số liệu cho trên sơ đồ nguyên lý. Cho biết: - Cáp ngầm sử dụng loại 3 pha ruột đồng, cách điện XLPE - Phụ tải 3 có Tmax3=1500h - Môi trường lắp đặt có các hệ số K1 = 0,9; K2 = 1; K3 = 0,87 Chọn tiết diện dây dẫn. Đáp số: Cáp được chọn là M-95 Bài 5.9: Mạng điện ngầm 15kV dùng cáp đồng 3 lõi, ruột bằng nhôm, cách điện XLPE cấp cho hai phụ tải điện ba pha tại điểm 2 và 3, công suất mỗi phụ tải là 3000kW, hệ số công suất cosϕ=0,85, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4000h. Nguồn điện đặt tại điểm 1 (độ dài các đường dây cho trên sơ đồ) và giả thiết tiêu chuẩn tổn thất điện áp cho phép là ∆U%<6%. Cho biết nhiệt độ của đất nơi lắp đặt cáp là +170C, môi trường đất ẩm. Hãy xác định tiết diện cáp của các đường dây cung cấp cho các phụ tải a và b. Đáp số: Đoạn 2-3 có tiết diện A-120; Đoạn 1-2 có tiết diện A-240 Bài 5.10: Có 2 cột điện dựng tại 2 điểm A, B trên mặt đất bằng phẳng cách nhau 130m. Số liệu thiết kế gồm: - Cấp điện áp: 22 kV - Loại dây AC-70/11 - Điều kiện khu vực lắp đặt: thuộc phân vùng gió II-B và thuộc khu vực đô thị. - Độ cao lắp đặt dây = 10m - Ứng suất trong dây dẫn σ = 60N/m.mm2. Hãy tính: - Độ võng của dây dẫn - Khoảng cách từ dây dẫn đến mặt đất tại điểm cách cột A một khoảng 100m Đáp số: f = 2,43m; h1 = 8,28m Bài 5.11 (Bài thực hành): Dùng phần mềm Netdaw vẽ sơ đồ mạng điện trên không 22kV có thông số như hình vẽ dưới đây. Nút 1 là nút hệ thống điện quốc gia có điện áp 1,05Uđm. Các đường dây 1-2 và 1-4 là những đường dây mạch kép. Tính toán mạng điện này bằng phần mềm Netdraw. 2 Spt=5+j3MVA 1 l =14km 3 Spt3=7+j4MVA 2 5km Ppt2=3000kW cosϕ=0,85 1 2 3 Ppt3=4000kW cosϕ=0,85 5km 4km Bài tập 207 Đáp số: - File kết quả như sau: --------------------------------------------------------------------------------------------------------- | Node | Volt. value| Volt. angle| Branch | Act. power | Rea. power | App. power | Nom. volt. | | | pu | Degree | | MW | Mvar | MVA | kV | --------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 1 | 1.0500 | 0.0000 | HTDQG | 9.4579 | 6.3272 | 11.3792 | 22.0000 | | 1 | 1.0500 | 0.0000 | 1-4 | -6.4356 | -3.2049 | 7.1895 | 22.0000 | | 1 | 1.0500 | 0.0000 | 1-2 | -3.0223 | -3.1223 | 4.3454 | 22.0000 | --------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 4 | 0.9887 | -1.0158 | PT1 | -4.0000 | -2.5000 | 4.7170 | 22.0000 | | 4 | 0.9887 | -1.0158 | 1-4 | 6.1125 | 2.9100 | 6.7699 | 22.0000 | | 4 | 0.9887 | -1.0158 | 3-4 | -2.1127 | -0.4098 | 2.1520 | 22.0000 | --------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 2 | 0.9923 | -1.7482 | PT3 | -2.0000 | -1.3000 | 2.3854 | 22.0000 | | 2 | 0.9923 | -1.7482 | 1-2 | 2.9449 | 2.8622 | 4.1066 | 22.0000 | | 2 | 0.9923 | -1.7482 | 2-3 | -0.9450 | -1.5621 | 1.8257 | 22.0000 | --------------------------------------------------------------------------------------------------------- | 3 | 0.9693 | -1.7670 | PT2 | -3.0000 | -1.9000 | 3.5511 | 22.0000 | | 3 | 0.9693 | -1.7670 | 2-3 | 0.9236 | 1.5256 | 1.7834 | 22.0000 | | 3 | 0.9693 | -1.7670 | 3-4 | 2.0763 | 0.3746 | 2.1098 | 22.0000 | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ví dụ tìm công suất cuối đoạn 4-3: Công suất này đổ vào nút 3 nên tìm đến cột Node=3, dóng ngang đến cột Branch=3-4 ta thấy kết quả: Pc43=2,0763MW; Qc43=0,3746MVAr; Sc43=2,1098MVA. Ngoài ra ta thấy nhánh 2-3 và 4-3 đều đổ công suất vào nút 3 nên nút 3 là điểm phân công suất. - Xuất kết quả tổn hao công suất ra màn hình như sau: ∆P=458,27kW; ∆Q=626,80 kVAr; ∆S=776,46kVA Tỷ lệ tổn thất công suất tác dụng: 458,27% .100% .100% 5,1% (2000 3000 4000) pt P P P ∆∆ = = = + + 2+j1.3 MVA 1 2 3 4 3+j1,9 MVA 4+j2,5 MVA Bài tập 208 CHƯƠNG 7: HỆ THỐNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG Bài 7.1 : Xác định công thức tính hệ số sử dụng tổng hợp dựa theo cách bố trí đèn và đường cong hệ số sử dụng của từng đèn như các hình vẽ dưới đây. Giải : Bài 7.2: Một đường phố có yêu cầu về chiếu sáng với độ chói trung bình Ltb=1,2cd/m2. Yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường này với các số liệu cho trước như sau: - Chiều rộng lòng đường l = 15,5m - Lớp phủ mặt đường nhựa trung bình có R=14 - Độ vươn cần đèn s = 1,0m. - Bố trí cột đèn 2 bên đường kiểu đối diện nhau, cột nằm trên vỉa hè và cách mép đường 2,0m. - Đèn: Sử dụng đèn kiểu bán rộng có hệ số suy giảm quang thông V=0,87. Giả thiết trên thị trường chỉ có 3 loại đèn bán rộng với thông số như sau: 150W-14.500lm ; 175W-19.000lm và 250W-27.000lm. - Cột đèn: trên thị trường chỉ có các loại cột với độ cao h = 10m ; 12m ; 14m - Hệ số sử dụng trước k1 và hệ số sử dụng sau k2 cho trong các bảng sau: Hệ số sử dụng trước l1/h 0,1 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 k1 =f (l1/h) 0,02 0,17 0,23 0,30 0,37 0,39 0,41 Hệ số sử dụng sau l2/h 0,1 0,15 0,20 0,25 0,3 0,35 k2 =f (l2/h) 0,02 0,05 0,06 0,08 0,1 0,12 Hãy thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường này bằng phương pháp tỉ số R. Đáp số: Φ=13.712lm Giải: A B K’1B K2A K1A K”1B K = (K1A + K2A) + (K’1B – K”1B) K = (K1B + K2B) + (k’2A - K”2A) h A B K”2A K’2A K1B K2B Bài tập 209 - Xác định thông số hình học bố trí theo TCXDVN259-2001 : * e/h ≤ 3,5 : điều kiện độ treo cao đèn cực đại * l > 1,5h : lắp 2 bên đối diện Như vậy ta có h < l/1,5 = 10,3m nên ta chọn h=10m. Do đó e ≤ 3,5h = 35m tức là emax = 35m. - Tính toán hệ số sử dụng s = 1,0m nên hình chiếu đèn nằm trên vỉa hè k = 2(k1A - k1B) do kiểu lắp đối diện nên k đối xứng. l1A = lđường + (2-s) = 15,5+(2-1) = 16,5m l1B = (2-s)=2-1 = 1m l1A/h = 16,5/10 = 1,65 l1B/h = 1/10 = 0,1 Tra bảng có ngay k1B = 0,02 Tính nội suy ta có: k1A = f(l1A/h) = ( ) ( )( ) 1,65 1,5 0,39 0,41 0,39 1,75 1,5 − + − = − 0,402 Vậy k = 2.(0,402-0,02) =0,764 - Chọn đèn : Giả thiết cho R = 14 Quang thông đèn là . . . 15,5.35.1,2.14 . 0,87.0,764 tbl e L R V k Φ = = = 13.712 lm Ta chọn đèn 150W, quang thông 14.500lm Bài 7.3: Một đường phố có yêu cầu về chiếu sáng với độ chói trung bình Ltb=1,0cd/m2. Yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường này với các số liệu cho trước như sau: - Chiều rộng lòng đường l = 10,5m - Lớp phủ mặt đường nhựa trung bình có R=14 - Độ vươn cần đèn s = 1,0m. - Bố trí cột đèn 1 bên đường, trên vỉa hè và cách mép đường 2,5m. - Đèn: Sử dụng đèn kiểu bán rộng có hệ số suy giảm quang thông V=0,86. Giả thiết trên thị trường chỉ có 4 loại đèn bán rộng với thông số như sau: 150W-14.500lm ; 175W-19.000lm ; 250W-27.000lm và 400W-38.500lm - Cột đèn: trên thị trường chỉ có các loại cột với độ cao h = 10m ; 12m - Hệ số sử dụng trước k1 và hệ số sử dụng sau k2 cho trong các bảng sau: Hệ số sử dụng trước l1/h 0,125 0,25 0,5 0,75 0,85 1,25 1,5 k1 =f (l1/h) 0,06 0,1 0,17 0,23 0,30 0,37 0,39 2m lđường K2 K1 K1A K1B k=2(k1A – k1B) s l1 l1B Bài tập 210 Hệ số sử dụng sau l2/h 0,1 0,15 0,20 0,25 0,3 0,35 k2 =f (l2/h) 0,02 0,05 0,06 0,08 0,1 0,12 Hãy thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường này bằng phương pháp tỉ số R. Đáp số: Φ=26.989lm Bài 7.4.: Một đường phố có yêu cầu về chiếu sáng với độ chói trung bình Ltb=1,2cd/m2. Yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường này với các số liệu cho trước như sau: - Chiều rộng lòng đường l = 15,5m - Lớp phủ mặt đường nhựa trung bình có R=14 - Độ vươn cần đèn s = 1,5m. - Bố trí cột đèn 2 bên đường kiểu đối diện nhau, cột nằm trên vỉa hè và cách mép đường 0,3m. - Đèn: Sử dụng đèn kiểu bán rộng có hệ số suy giảm quang thông V=0,8. Giả thiết trên thị trường chỉ có 3 loại đèn bán rộng với thông số như sau: 150W-14.500lm ; 175W-19.000lm và 250W- 27.500lm. - Cột đèn: trên thị trường chỉ có các loại cột với độ cao h = 10m ; 11m ; 12m - Hệ số sử dụng trước k1 và hệ số sử dụng sau k2 cho trong các bảng sau: Hệ số sử dụng trước l1/h 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 k1 =f (l1/h) 0,17 0,23 0,30 0,37 0,39 0,41 Hệ số sử dụng sau l2/h 0,1 0,15 0,20 0,25 0,3 0,35 k2 =f (l2/h) 0,02 0,05 0,06 0,08 0,1 0,12 Hãy thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường này bằng phương pháp tỉ số R. Đáp số: Φ=13.676lm Bài 7.5: Một đường phố có yêu cầu về chiếu sáng với độ chói trung bình Ltb=1,0cd/m2. Yêu cầu thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường này với các số liệu cho trước như sau: - Chiều rộng lòng đường l = 7,5m - Lớp phủ mặt đường nhựa trung bình có R=14 - Độ vươn cần đèn s = 1,5m. - Bố trí cột đèn 1 bên đường, trên vỉa hè và cách mép đường 0,3m. - Đèn: Sử dụng đèn kiểu bán rộng có hệ số suy giảm quang thông V=0,75. Giả thiết trên thị trường chỉ có 3 loại đèn bán rộng với thông số như sau: 150W-14.500lm ; 175W-19.000lm và 250W-22.500lm. - Cột đèn: trên thị trường chỉ có các loại cột với độ cao h = 7m; 10m ; 20m - Hệ số sử dụng trước k1 và hệ số sử dụng sau k2 cho trong các bảng sau: Hệ số sử dụng trước l1/h 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 k1 =f (l1/h) 0,15 0,23 0,29 0,34 0,39 0,41 Bài tập 211 Hệ số sử dụng sau l2/h 0,1 0,15 0,20 0,25 0,3 0,35 k2 =f (l2/h) 0,02 0,05 0,06 0,08 0,1 0,12 Hãy thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường này bằng phương pháp tỉ số R. Đáp số: Φ=21.875lm Bài 7.6 : Cho đường phố chính có cấp chiếu sáng A, lưu lượng xe lớn nhất ban đêm trên 3000xe/giờ. Chiều dài đường 1600m, chiều rộng l = 10m, lớp phủ mặt đường nhựa trung bình. Cột đèn có độ vươn s = 2,4m. Giả thiết hệ số suy giảm quang thông của đèn V=0,8. Yêu cầu lắp đặt đèn 2 bên đường kiểu so le và sử dụng choá đèn kiểu bán rộng. Hãy đưa ra giải pháp chiếu sáng cho tuyến đường này bằng phương pháp tỉ số R. Đáp số: Φ = 22.400 lm Bài 7.7: Lòng đường rộng 14m, lớp phủ mặt đường nhựa màu sáng trung bình. Cho biết đây là phố buôn bán nên ánh sáng quảng cáo và tủ trưng bày hàng hoá rọi xuống mặt đường tạo thành vệt sáng gây hiệu ứng thấp thoáng cho người lái xe. Để xoá được các vệt sáng, cần thiết kế hệ thống chiếu sáng đường với độ chói trung bình Ltb=2,2cd/m2. Bố trí trên đèn hai bên đối xứng, cột đèn nằm trên vỉa hè cách mép đường 0,3m, độ vươn cần đèn s=1,5m. Bộ đèn sử dụng là sodium áp suất cao, kiểu phân bố ánh sáng bán rộng, hệ số suy giảm quang thông v=0,8 và đường cong hệ số sử dụng như hình sau Hãy tính đưa ra giải pháp chiếu sáng cho tuyến đường này theo phương pháp tỉ số R. Đáp số: Φ=14.700lm Bài 7.8: Tuyến đường dài 690m, lớp phủ nhựa đường sáng trung bình, độ chói trung bình yêu cầu Ltb = 2cd/m2. Bố trí đèn trên dải phân cách với các kích thước như hình vẽ bên dưới. Do đường đôi đòi hỏi mỹ quan nên yêu cầu độ cao treo đèn tối thiểu h=10m. Bộ đèn sử dụng là sodium áp suất cao, kiểu phân bố ánh sáng bán rộng, hệ số suy giảm quang thông v=0,8 và đường cong hệ số sử dụng như hình sau. Hãy tính đưa ra giải pháp chiếu sáng cho tuyến đường này theo phương pháp tỉ số R. K2 1l h 2l h K1 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0,5 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0 Đèn Bài tập 212 Đáp số: Φ=23.819 lm K2 1l h 2l h K1 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0,5 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0 Đèn Mục lục 213 MỤC LỤC CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN 1.1. Các thông số đặc trưng cho quá trình năng lượng của mạch điện 1.2. Điện trở và điện kháng của dây dẫn điện 1.3. Biểu diễn một số đại lượng điện dưới dạng số phức 1.4. Các dạng sự cố thường xảy ra trong mạng điện 1.5. Dòng điện xoay chiều hình sin 1.6. Mạch điện 3 pha 1.7. Sơ đồ một sợi (single line) của mạch điện 3 pha 1.8. Tính công suất của các phụ tải điện 3 pha nối tập trung tại một nút 1.9. Tính tổng công suất của toàn mạng điện 3 pha CHƯƠNG 2 : NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ QUY HOẠCH CẤP ĐIỆN 2.1. Khái niệm 2.2. Phân loại hệ thống điện 2.3. Chất lượng điện năng 2.4. Phân cấp quản lý hệ thống điện 2.5. Đầu tư xây dựng các công trình điện 2.6. Dây dẫn và cáp điện lực của mạng điện 2.7. Các thiết bị, vật tư chính của mạng điện 2.8. Hành lang bảo vệ an toàn của các công trình điện 2.9. Bố trí tuyến đường dây tải điện và các khoảng cách an toàn 2.10. Nội dung công tác lập quy hoạch cấp điện 2.11. Các ký hiệu thường dùng trong quy hoạch cấp điện CHƯƠNG 3 : TRẠM BIẾN ÁP CẤP ĐIỆN 3.1. Khái niệm máy biến áp 3.2. Trạm biến áp 3.3. Phân loại trạm biến áp 3.4 Kết cấu của các trạm biến áp phân phối 3.5 Sơ đồ nối điện của trạm biến áp phân phối 3.6. Trạm biến áp có các máy biến áp làm việc song song 3.7. Xác định số lượng và quy hoạch vị trí các trạm biến áp phân phối 3.8. Đánh giá khả năng mang tải của các trạm biến áp hiện trạng Mục lục 214 CHƯƠNG 4 : TÍNH TOÁN NHU CẦU ĐIỆN 4.1. Các thông số đặc trưng cho phụ tải điện 4.2. Xác định phụ tải điện theo chỉ tiêu cấp điện tối thiểu 4.3. Xác định phụ tải điện theo suất phụ tải 4.4. Dự báo phụ tải điện bằng phương pháp ngoại suy theo thời gian: CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN 5.1. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện 5.2. Sơ đồ thay thế mạng điện. 5.3. Tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện 5.4. Tổn thất điện áp trong mạng điện 5.5. Phát nóng của dây dẫn và dây cáp điện khi có dòng điện chạy qua 5.6. Xác định tiết diện dây dẫn điện 5.7. Tính toán mạng điện kín 5.8. Tính toán cơ khí dây dẫn của đường dây tải điện trên không 5.9. Ứng dụng phần mềm Netdraw trong tính toán mạng điện CHƯƠNG 6: CẤU TRÚC MẠNG ĐIỆN VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 6.1. Cấu trúc mạng điện. 6.2. Cấu trúc điển hình mạng điện khu vực đô thị 6.3. Cấu trúc điển hình mạng điện khu vực nông thôn 6.4. Bố trí mạng điện ngầm 6.5. Bố trí mạng điện nổi 6.6. Bố trí hệ thống kỹ thuật dùng chung CHƯƠNG 7 : HỆ THỐNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG 7.1. Các khái niệm cơ bản và đại lượng đo ánh sáng 7.2. Mắt người và sự cảm thụ ánh sáng 7.3. Cấu tạo bộ đèn chiếu sáng công cộng 7.4. Thiết kế chiếu sáng giao thông bằng phương pháp tỉ số R 7.5. Tính công suất tiêu thụ và suất phụ tải của hệ thống chiếu sáng giao thông: 7.6. Ứng dụng phần mềm Dialux trong thiết kế chiếu sáng giao thông và chiếu sáng quảng trường đô thị CHƯƠNG 8: MẠNG ĐIỆN TRONG NHÀ 8.1. Cấu trúc mạng cung cấp điện trong công trình xây dựng Mục lục 215 8.2. Sơ đồ và bản vẽ thiết kế điện bên trong công trình 8.2.1. Ký hiệu của thiết bị điện 8.2.2. Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị điện 8.2.3. Phương pháp nối dây 8.3. Sơ đồ mạng điện cung cấp vào công trình: 8.3.1. Sơ đồ cấp điện toà nhà thấp tầng (≤ 5 tầng): 8.3.2. Sơ đồ cấp điện toà nhà cao trung bình (6÷16 tầng): 8.3.3. Sơ đồ cấp điện toà nhà cao tầng (17÷30 tầng): 8.4. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong nhà: 8.4.1. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong toà nhà thấp tầng (≤ 5 tầng): 8.4.2. Sơ đồ trục đứng cấp điện trong toà nhà trung bình và cao (6÷30 tầng): 8.4.3. Sơ đồ trục đứng cấp điện toà nhà rất cao (> 30 tầng): 8.5. Sơ đồ trục ngang cấp điện trong nhà 8.5.1. Sơ đồ trục ngang kiểu hình tia 8.5.2. Sơ đồ trục ngang kiểu liên thông 8.6. Sơ đồ mạng điện căn hộ: 8.7. Bố trí thiết bị điện bên trong công trình xây dựng 8.7.1. Đặt dây dẫn điện trong nhà: 8.7.2 Bố trí Busway 8.7.3. Bố trí tủ bảng điện 8.7.4. Aptomat (còn có các tên là MCB, CB, cầu dao tự động): 8.7.5. Cầu dao chống rò (RCD – Residual Current Device): 8.7.6. Công tắc (Switch): 8.7.7. Ổ cắm điện (Socket outlet) 8.7.8. Cầu dao cách ly: PHẦN PHỤ LỤC BÀI TẬP (Bài tập các chương 1, 2, 3, 4, 5, 7)