Giáo trình cung cấp điện_Chương 5_Cung cấp điện chung cư và khách sạn ppt

Ch.5. CCĐ Nhà ở
132
Chương 5
Cung cấp điện chung cư và khách sạn
5. 1. Phụ tải điện chung cư và khách sạn
Phụ tải của các khu chung cư và khách sạn bao gồm hai thành phần
cơ bản là phụ tải sinh hoạt (bao gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực.
Phụ tải sinh hoạt thường chiếm tỷ phần lớn hơn so với phụ tải động lực.
5.1.1. Phụ tải sinh hoạt
Phụ thuộc vào mức độ trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của
các căn hộ được phân thành các loại: loại có trang bị cao, loại trung bình
và loại trang bị thấp. Tuy nhiên, do thành phần phụ tải điện dùng trong
nấu bếp thường chiếm tỷ trong lớn trong cơ cấu phụ tải hộ gia đình, nên
để tiện cho việc tính toán phụ tải, người ta phân biệt các căn hộ chủ yếu
theo sự trang bị ở nhà bếp. Dưới góc độ này có thể phân loại căn hộ:
dùng bếp nấu bằng điện, dùng bếp nấu bằng gas và dùng bếp hỗn hợp
(vừa dùng gas vừa dùng điện).
Phụ tải sinh hoạt trong khu chung cư được xác định theo biểu thức:



N
i
hiiđtccsh
knPkkP
1
0
(5.1)
Trong đó:
P
0

– suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ, xác định theo bảng 10.pl,
kW/hộ (phụ lục);
N – số nhóm căn hộ có cùng diện tích;
n
i
– số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);
k
hi
–hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu
chuẩn F
tc
(tăng thêm 1% cho mỗi m
2
quá tiêu chuẩn): k
hi
= 1+(F
i
-
F
tc
).0,01;
F
i
– diện tích của căn hộ loại i, m
2
;
Ch.5. CCĐ Nhà ở
133
k
cc

– hệ số tính đến phụ tải dịch vụ và chiếu sáng chung (lấy bằng
k
cc
=1,05);
k
đt
– hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl, hoặc
theo biểu đồ hình 2.6.
5.1.2. Phụ tải động lực
Phụ tải động lực trong các khu chung cư bao gồm phụ tải của các
thiết bị dịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy
quạt, thông thoáng v.v. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu
chung cư được xác định theo biểu thức:
P
đl
= k
nc.dl
(Р
tm
. + P
vs.kt
) , (5.2)
Trong đó:
P
đl
– công suất tính toán của phụ tải động lực, kW;
k
nc.dl
– hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9;
P

tm
- công suất tính toán của các thang máy;
P
vs.kt
– công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật.
Công suất tính toán của các thang máy P
tm 
, xác định theo biểu
thức:



ct
i
n
tmtmnctm
PkP
1
.
(5.3)
Trong đó:
k
nc.tm
– hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo bảng 2.pl;
п
ct
– số lượng thang máy;
Р
tmi
– công suất của thang máy thứ i, kW.

Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất
của chúng cần phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức:

tmntm
PP
.

Trong đó:
P
n.tm
– công suất định mức của động cơ thang máy, kW;
 - hệ số tiếp điện của thang máy.
Ch.5. CCĐ Nhà ở
134
Công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật (động cơ bơm
nước, máy quạt và các thiết bị khác) được xác định theo biểu thức:


vs
n
vsncktvs
PkP
1
n.vsi
(5.4)
Hệ số k
nc.vs
– hệ số nhu cầu của các thiết bị vệ sinh kỹ thuật, được xác
định theo bảng 3.pl.
5.1.3. Phụ tải tính toán của tòa nhà chung cư

Phụ tải tính toán của toàn bộ toà nhà được xác định bằng cách tổng
hợp các thành phần phụ tải có xét đến tính chất của các loại phụ tải (xem
mục 2.3 chương 2). Trong trường hợp chung, để đơn giản, phụ tải tính
toán của tòa nhà có thể được xác định theo biểu thức:
P
ch
= P
sh
+ k
tM
P
dl
, kW;
(5.5)
Trong đó:
P
кв
– phụ tải sinh hoạt của các hộ gia đình trong chung cư;
P
dl
– phụ tải động lực;
k
tM
– hệ số tham gia vào cực đại của phụ tải động lực (có thể lấy trong
khoảng 0,80,9).
Công suất toàn phần của tòa nhà khi đó sẽ là:
tb
ch
ch
P

S

cos

, kVA (5.6)
cos
tb
- hệ số công suất trung bình của phụ tải trong tòa nhà, được xác
định theo biểu thức:
ktvsctsh
vsktvsctctshsh
tb
PPP
PPP
.
.
coscos.cos.
cos










; (5.7)
Các ký hiệu: sh – sinh hoạt; ct – cầu thang máy; vs – thiết bị vệ sinh, kỹ

thuật.
Hệ số công suất của phụ tải chung cư được xác định theo bảng
9.pl.
5.1.4. Phụ tải tính toán của mạng điện
Ch.5. CCĐ Nhà ở
135
Đối với các chung cư cao tầng, phụ tải tính toán có thể khá lớn,
mỗi tòa nhà có thể được trang bị một hoặc hai máy biến áp, còn đối với
các khu chung cư ít tầng hoặc nhà biệt thự, thì mỗi trạm biến áp sẽ cung
cấp cho một số toàn nhà. Phụ tải tính toán của mạng điện hạ áp cung cấp
cho các chung cư được xác định theo biểu thức:
Р
tt.H
= Р
ch.M
+

1
1
n
itMi
Pk
ch
, (5.8)
Trong đó:
Р
ch M
– giá trị phụ tải lớn nhất trong các điểm tải được cung cấp bởi
đường dây hạ áp;
Р

chi
, – giá trị phụ tải tính toán của điểm tải thứ i (không kể điểm tải lớn
nhất);
k
tMi
– hệ số tham gia vào cực đại của các nhóm phụ tải;
n – số lượng điểm tải.
Phụ tải tính toán của mạng điện phân phối trong toàn khu vực (tiểu
khu) được xác định bằng cách tổng hợp phụ tải tính toán của tất cả các
tòa nhà và khách sạn theo phương pháp số gia, hoặc phương pháp hệ số
đồng thời.
Trong trường hợp không đòi hỏi mức độ chính xác cao, phụ tải
tính toán của tiểu khu, quy về thanh cái 0,4 kV của trạm biến áp phân
phối có thể xác định một cách gần đúng theo mật độ phụ tải của tiểu khu:
P
p.мр.
= P
0.
F10
-3
, kW (5.9)
Trong đó:
Р
0
- mật độ phụ tải, W/m
2
cho trong bảng 12.pl;
F - tổng diện tích của tiểu khu, m
2
.

5.2. Sơ đồ mạng điện ngoài trời
Sơ đồ lưới điện phân phối phụ thuộc vào rất nhiều nhân tố như:
cấp điện áp, mật độ phụ tải, yêu cầu về độ tin cậy, tính kinh tế, yêu cầu
về tính đơn giản, yêu cầu về tính hiện đại v.v. Các sơ đồ mạng điện ngoài
Ch.5. CCĐ Nhà ở
136
trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phân phối đầu vào của các tòa
nhà.
Trong tủ phân phối đầu tòa nhà có trang bị các thiết bị đóng cắt,
điều khiển, bảo vệ, đo đếm. Sơ đồ mạch điện của tủ phân phối phụ thuộc
vào sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện của cửa
hàng, văn phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độ tin
cậy cung cấp điện. Phụ thuộc vào những yếu tố trên mỗi tòa nhà có thể
có một, hai, ba hoặc nhiều tủ phân phối.
Việc lựa chọn và xây dựng sơ đồ mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sự
liên hệ tương hỗ giữa các phần tử mạng điện kể cả vị trí của các trạm
biến áp, chiều dài và tiết diện dây dẫn. Sơ đồ cuối cùng được chấp nhận
trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án. Dưới đay giới
thiệu một số sơ đồ đơn giản có tính cạnh tranh trong quá trình giải bài
toán lựa chọn sơ đồ mạng điện.
5.2.1. Sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà thấp (ít tầng)
Để cung cấp điện cho các tòa nhà từ 5 tầng trở xuống có thể áp
dụng sơ đồ đường trục mạch vòng có (hoặc không) mạch dự phòng. Một
trong những sơ đồ đơn giản nhất được thể hiện trên hình 5.2. Các mạch
điện hạ áp có thể được bảo vệ bằng cầu chảy hoặc áptomat (trên hình vẽ
biểu thị cầu chảy). Các tòa nhà thấp tầng được cung cấp điện bởi các
đường dây chính 1 và 2, khi xẩy ra sự cố trên một trong các đường dây
cung cấp chính thì đường dây dự phòng 3 sẽ được đóng vào. Dĩ nhiên
dây dẫn của các đường dây chính 1 và 2 phải được chọn để có thể đáp
ứng được chế độ sự cố. Sơ đồ cung cấp điện trên tuy đơn giản nhưng có

một số nhược điểm sau:
- Việc đóng dự phòng phải thực hiện
bằng tay;
- Đoạn dây dự phòng không làm việc
ở chế độ bình thường;
- Tiết diện dây dẫn của các đoạn dây
chính buộc phải tăng, do đó có thể gây
lãng phí.
Để khắc phục các nhược điểm
trên, người ta áp dụng sơ đồ cải tiến
hình 5.3.
4
4
N
0
1
N
0
3
N
0
2
N
0
4
1
2
3
4
4

Các tòa
nhà ở
Ch.5. CCĐ Nhà ở
137
Khi xẩy ra sự cố ở một trong các đường dây cung cấp chính, tất cả
các hộ dùng điện sẽ được cung cấp trở lại bởi đường dây lành với sự trợ
giúp của cơ cấu chuyển mạch, đặt ngay tại tủ phân phối đầu vào của các
tòa nhà. Sơ đồ cải tiến cho phép tiết kiệm hơn so với sơ đầu ban đầu vì sự
cung cấp điện ở chế độ sự cố được thực hiện bởi đường dây còn lại với
đường đi ngắn nhất.
Nhược điểm cơ bản của sơ đồ cải tiến là làm phức tạp cho tủ phân
phối đầu vào của các tòa nhà. Mỗi tủ phân phối phải có tới bốn đầu ra,
Hình 5.2. Sơ đồ mạch vòng cung cấp điện cho các
tòa nhà thấp
1, 2 – đường dây cung cấp; 3 – đường dây dự
phòng; 4 – tủ phân phối của các tòa nhà.
Hình 5.3. Sơ đồ mạch vòng cung cấp điện cho các tòa nhà thấp tầng với nguồn
dự phòng qua các bộ chuyển mạch
1, 2 – đường dây cung cấp; 3 – tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch
3
N
0
2
2
1
3
N
0
1
3

N
0
3
3
N
0
4
Ch.5. CCĐ Nhà ở
138
mà đôi khi các đoạn cáp này cũng có chiều dài đáng kể, nên làm tăng vốn
đầu tư của mạng điện.
5.2.2. Sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà cao trung bình
Để cung cấp điện cho các tòa nhà với độ cao trung bình (khoảng 9
16 tầng) có thể áp dụng sơ đồ hình tia hoặc sơ đồ đường trục phân
nhánh. Trên hình 5.4 biểu thị sơ đồ mạng điện phân nhánh với các cơ cấu
chuyển mạch 3 và 4 tại tủ phân phối đầu vào của tòa nhà.
Hình 5.4. Sơ đồ mạng điện cung
cấp cho các tòa nhà cao trung bình
1, 2 – đường dây cung cấp chính;
3, 4 – tủ phân phối với cơ cấu
chuyển mạch
Hình 5.5. Sơ đồ mạng điện cung
cấp cho các tòa nhà cao trung
bình với ba đường dây cung cấp
1, 2, 3 – đường dây cung cấp
chính; 4, 5, 6 – tủ phân phối với
cơ cấu chuyển mạch
3
4
3

4
1
2
Các tòa
nhà ở
3
4
1
2
5
6
Các tòa
nhà
ở
Ch.5. CCĐ Nhà ở
139
Trong sơ đồ này, một trong các đường dây, chẳng hạn đường 1
được sử dụng để cấp điện cho các căn hộ và chiếu sáng chung (chiếu
sáng hành lang, cầu thang, chiếu sáng bên ngoài v.v.), còn đường dây kia
dùng để cung cấp điện cho các thang máy, thiết bị cứu hỏa, chiếu sáng sự
cố và các thiết bị khác. Khi xẩy ra sự cố trên một trong các đường dây
cung cấp, tất cả các hộ dùng điện sẽ được chuyển sang mạch của đường
dây lành. Như vậy các đường dây cung cấp phải được lựa chọn sao cho
phù hợp với chế độ làm việc khi xẩy ra sự cố. Đối với các tòa nhà cao
trung bình có nhiều nguyên đơn, cần tăng thêm số đường dây cung cấp
lên ba, thậm chí hơn ba lộ (hình 5.5). Ở sơ đồ này đường dây thứ nhất sẽ
đóng vai trò dự phòng cho đường dây thứ hai, về phần mình, đường dây
thức hai – làm dự phòng cho đường dây thứ ba và cuối cùng đường dây
thứ ba lại làm dự phòng cho đường dây thứ nhất.
5.2.3. Sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà cao

Khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà cao (trên 17
tầng), cần lưu ý là các phụ tải thang máy, chiếu sáng sự cố, cứu hỏa v.v.
được coi là phụ tải loại I có độ tin cậy cung cấp điện cao. Sơ đồ cung cấp
điện cho các tòa nhà này thường là loại hình tia có tự động đóng dự
phòng ở tủ phân phối đầu vào (hình 5.6).
Hình 5.6. Sơ đồ mạng điện cung cấp cho các tòa nhà
cao (17  30 tầng)
1, 2 – đường dây cung cấp ch; 3 – cơ cấu chuyển
mạch; 4, 5 – cầu dao; thanh cái phân phối điện cho
các căn hộ, chiếu sáng chung); 7 – thanh cái phân
phối điện cho các thang máy, chiếu sáng sự cố, cơ cấu
cứu hỏa; 8,9 – tiếp điểm động lực của côntactơ tự
động đóng dự phòng.
2
3
1
5
6
4
4
7
8
9
TĐDP
Ch.5. CCĐ Nhà ở
140
Ở chế độ bình thường phụ tải mắc trên thanh cái 6 được cung cấp
bởi đường dây 1. Khi xẩy ra sự cố trên đường dây 1, các phụ tải này sẽ
cung cấp từ nguồn dự phòng đường dây 2 với sự trợ giúp của cơ cấu
chuyển mạch 3. Khi xẩy ra sự cố trên đường dây 2, thì phụ tải mắc trên

thanh cái 7 sẽ được phục hồi nguồn cung cấp tự động do cơ cấu tự động
đóng dự phòng (TĐDP) thực hiện.
5.2.4. Ví trí đặt trạm biến áp
Như đã biết, vị trí của trạm biến áp cần phải đặt tại trung tâm phụ
tải, tuy nhiên không phải bao giờ cũng có thể đạt được điều đó, vì lý do
về kiến trúc, thẩm mỹ và điều kiện môi trường. Đã từng xẩy ra các
trường hợp phàn nàn về tiếng ồn của máy biến áp đặt bên trong tòa nhà.
Đối với các tòa nhà nhỏ, vị trí của các trạm biến áp có thể bố trí bên
ngoài. Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặt máy biến áp ở
bên ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vị trí đặt
bên trong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân. Trạm biến áp cũng
có thể đặt ở tầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà. Phương án đặt
trạm biến áp ở tầng hầm gần đây được áp dụng nhiều, tuy nhiên ở đây
cần đặc biệt lưu ý đến hệ thống thông thoáng và điều kiện làm mát của
trạm. Nhìn chung, để chọn vị trí lắp đặt tối ưu cần phải giải bài toán kinh
tế-kỹ thuật, trong đó cần phải xét đến tất cả các yếu tố có liên quan.
5.3. Sơ đồ mạng điện trong nhà
5.3.1. Sơ đồ đường trục cung cấp trong nhà
Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được
thực hiện với các đường trục đứng. Đầu tiên cần lựa chọn số lượng và vị
trí lắp đặt của các đường trục đứng.
Tủ điện
t
ầng
T
ủ PP
Nếu tòa nhà nhỏ ít tầng, thì
không cần đến các trục đứng, mà mỗi
tầng sẽ được cấp điện bằng một đường
dây riêng đi từ tủ phân phối chính (hình

5.7). Nếu tòa nhà lớn thì số lượng và vị
trí lắp đặt các đường trục đứng được lựa
chọn phụ thuộc vào số lượng căn hộ, sơ
đồ kiến trúc và các cấu kiện xây dựng.
Các phương án lựa chọn cần được so
sánh theo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
S
ố l
ư
ợng các trục đứng nh
ìn chung
Ch.5. CCĐ Nhà ở
141
Phương án đơn giản nhất là sơ đồ một đường trục đứng (hình 5.8.
a), sơ đồ này chỉ áp dụng đối với các tòa nhà dưới 16 tầng với 3  4 căn
hộ ở mỗi tầng. Khi số điểm nối ở đường trục đứng lớn (70  80 điểm) thì
nên chọn phương án với hai trục đứng (hình 5.8 b, c, d). Các đường trục
đứng tiện nhất là bố trí dọc theo lồng thang máy, nơi cạnh đó có thể dễ
dàng bố trí các tủ phân phối tầng.
5.3.2. Sơ đồ mạng điện trong tòa nhà
Trên hình 5.9 biểu thị sơ đồ mạng điện phân phối trong tòa nhà 12
tầng. Mạng điện được cung cấp bởi hai tuyến cáp 1, dự phòng tương hỗ
cho nhau, vì phụ tải thuộc loại II, nên yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện
phải được nâng cao. Cơ cấu chuyển mạch 2 có vai trò chuyển đổi nguồn
cung cấp khi xẩy ra sự cố trên một trong hai tuyến cáp vào. Trên bảng
điện có bố trí aptomat tổng 3, aptomat này cũng có thể thay thế bằng cầu
chảy bảo vệ.
Từ tủ phân phối đầu vào điện năng được phân phối đến các đơn
nguyên và được dẫn đến các căn hộ bởi đường dây 4, phụ tải động lực 5;
đường dây 6 cung cấp điện cho mạch tự động điều khiển, chiếu sáng cầu

Ch.5. CCĐ Nhà ở
142
thang, còn đường dây 7 cung cấp cho mạch chiếu sáng bên ngoài. Đường
dây 8 dùng để cấp điện cho chiếu sáng kỹ thuật tầng hầm, nhà kho,
đường dây 9 cung cấp cho các thang máy. Công tơ 10 dùng để đo đếm
tổng điện năng tiêu thụ của tòa nhà, còn điện năng của các nhòm tải thì
được đo bởi các công tơ 15. Mạch chiếu sáng chung cần được đấu vào
bảng điện cung cấp cho các căn hộ, còn chiếu sáng sự cố 11 thì đấu vào
bảng điện thứ hai, nơi cung cấp cho các thiết bị động lực (lưu ý không
được phép đấu chung hai mạch chiếu sáng vào cùng một bảng điện) Thiết
bị chiếu sáng sự cố cần được lắp đặt ở các buồng cầu thang và các vị trí
phù hợp như bảng điện, thang máy, bơm nước v.v. Các ổ căm ở cầu
thang dùng cho việc làm vệ sinh, hút bụi … được đấu vào mạch động
lực.
a)
Hình 5.8. Sơ đồ các đường dây lên tầng:
a) Sơ đồ một trục đứng; b) Sơ đồ hai trục đứng cung cấp điện cho các căn
hộ qua tầng; c) Sơ đồ hai trục đứng trục thứ nhất cung cấp điện cho số ít căn
hộ ở các tầng trên, trục thứ hai cung cấp cho số lớn căn hộ ở các tầng dưới;
d) Sơ đồ hai trục đứng, mỗi trục cung cấp cho một nửa số căn hộ ở mỗi tầng.
b
)
c
)
d
)
Ch.5. CCĐ Nhà ở
143
ầng 2
12

ầng 1
1
2
3
3
4
6
TPPĐN
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
20
21
5
22
23
1P
1P
1P

2P
3P
24
Ch.5. CCĐ Nhà ở
144
Đường trục đứng 13 dẫn điện đến các tủ phân phối tầng 12 với các
cầu dao 14, công tơ 15 và aptomat mạch điện căn hộ 16. Ngay tại xuất
tuyến của đường trục ở tầng một, bố trí aptomat 17 để tiện điều khiển hệ
thống điện trong nhà. Hệ thống điện chiếu sáng cầu thang được điều
khiển bởi mạch 21. Vai trò chủ yếu của tụ 20 là chống nhiễu.
5.3.3. Sơ đồ mạng điện căn hộ
Sơ đồ mạng điện căn hộ được thể hiện trên hình 5.10. Một aptomat
tổng hai cực được lắp đặt tại bảng điện đầu vào, công tơ điện có thể lắp ở
tủ phân phối tầng hoặc ở bảng điện căn hộ. Các mạch điện cho chiếu
sáng, ổ cắm, bếp điện và nhà tắm được thiết kế độc lập với nhau. Mỗi
Hình 5.9.
Sơ đồ mạng điện trong tòa nhà 12 tầng
1 - Cáp vào nhà, dự phòng tương hỗ cho nhau; 2 – cơ cấu chuyển mạch; 3 – aptomat tổng;
4 -đường dây cung cấp điện cho các căn hộ; 5 – điểm đấu của các thiết bị dịch vụ chung;
6 – đường dây cung cấp cho các thiết bị tự động và chiếu sáng cầu thang; 7 – đường dây cung cấp cho mạng chiếu sáng
bên ngoài; 8 – đường dây cung cấp cho mạng chiếu sáng kỹ thuật tầng hầm, nhà kho;
9 – đường dây cung cấp cho các thiết bị động lực, thang máy; 10 – công tơ điện năng tác dụng; 11 – cung cấp điện cho
mạng chiếu sáng sự cố ; 12 – tủ phân phối tầng; 13 – đường trục đứng; 14 – cầu dao (hoặc aptomat); 15 – công tơ; 16 –
aptomat mạch điện căn hộ; 17 – aptomat đường trục đứng; 18 – đèn hiệu;
19 – cơ cấu chuyển mạch; 20 – tụ chống nhiều; 21 - mạng điện điều khiển ánh sáng cầu thang; 22 – tế bào quang điện;
23 – rơle thời gian; 24 – bảng điện chiếu sáng.
Ch.5. CCĐ Nhà ở
145
mạch điện được bảo vệ bởi aptomat nhánh và aptomat chống dòng rò
(RCD – Residual Current Device).

Ổ cắm
Ổ cắm
Hình 5.10. Sơ đồ mạng điện căn hộ
Máy gi
ặt
R
ửa bát
Aptomat t
ổng
Đ
ầu nối đất
Aptomat
nhánh
Aptomat
chống
dòng rò
Chống
sét
dây 10 mm
2
Công tơ
điện
N
PE
Đi
ều h
òa
Nư
ớc nóng
T

ủ lạnh
Thi
ết bị
truyền thông
Chi
ếu sáng
Đi
ều h
òa
Qu
ạt
Ch.5. CCĐ Nhà ở
146
Hiện nay sơ đồ TN-C-S được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực cung
cấp điện sinh hoạt. Sơ đồ này làm việc theo nguyên lý nối vỏ của thiết bị
với dây trung tính qua dây bảo vệ PE (Protection Earth). Ở sơ đồ này các
mạch điện cung cấp cho chiếu sáng, ổ cắm, nhà bếp, buồng tắm đều phải
xây dựng với ba dây dẫn, tức là ngoài dây pha L, dây trung tính làm việc
N, còn phải có dây bảo vệ PE. Các dây trung tính và dây bảo vệ không
được phép nối chung vào cực tiếp điểm. Dòng điện đặt của RCD cho các
mạch ổ cắm, bếp là I

= 30 mA, còn đối với mạch điện của buồng tắm –
là 10 mA.
5.4. Tính toán mạng điện trong nhà
5.4.1 Những vấn đề chung
Việc tính toán mạng điện trong nhà là để xác định tiết diện các
đoạn dây, chọn các thiết bị bảo vệ và các tham số của chúng. Việc lựa
chọn tiết diện dây dẫn và thiết bị nhất thiết phải tuân theo quy trình quy
phạm hiện hành. Các dây dẫn cung cấp điện cho các thiết bị một pha (dây

pha và dây trung tính) phải có tiết diện bằng nhau. Tiết diện dây bảo vệ
PE không được nhỏ hơn tiết dây dây trung tính. Trong trường hợp chung
có thể tham khảo cách chọn tiết diện dây dẫn cung cấp cho các thiết bị
gia dụng theo quy định của IEC như bảng 5.1. Các số liệu trên sơ đồ cho
biết tiết diện dây dẫn và dòng điện bảo vệ của các đoạn dây và thiết bị
tương ứng. Trên sơ đồ nối các thiết bị mạng điện căn hộ (hình 5.10) có
biểu thị các tham số của các thiết bị bảo vệ và tiết diện tối thiểu của dây
dẫn của ở các đoạn tương ứng.
Việc chọn dây cáp và bảo vệ phải thỏa mãn một số điều kiện đảm
bảo an toàn cho thiết bị và người sử dụng. Dây dẫn phải:
- Có khả năng làm việc bình thường với phụ tải cực đại và có khả
năng chịu quá tải trong khoảng thời gian xác định;
Ch.5. CCĐ Nhà ở
147
- Không gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc bình thường của
các thiết bị khi có sự dao động điện ngắn hạn, ví dụ khi mở máy động cơ,
sự đóng cắt các mạch điện v.v.
Các thiết bị bảo vệ (aptomat, cầu chảy) phải:
- Bảo vệ an toàn cho mạch điện (dây cáp, thanh cái v.v.) chống quá
dòng điện (quá tải hoặc ngắn mạch);
- Bảo đảm an toàn cho người sử dụng trong các tình huống tiếp xúc trực
tiếp hoặc tiếp xúc gián tiếp.
5.4.2. Chọn dây dẫn
Dây dẫn được chọn sao cho mạng điện có thể làm việc bình
thường mà không gây sự quá nhiệt, muốn vậy giá trị dòng điện cực đại có
thể xuất hiện trong mạch không được vượt quá giá trị dòng điện cho phép
đối với từng loại dây dẫn. Sơ đồ khối (logigram) lựa chọn tiết diện dây
dẫn và thiết bị bảo vệ mạng điện trong nhà được thể hiện trên hình 5.11.
Dòng điện cho phép là giá trị lớn nhất mà dây dẫn có thể tải vô hạn định
mà không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ.

Công suất
cung cấp S
pt
Công suất
ngắn mạch S
k
Dòng làm việc
cực đại I
M
Dòng ngắn
mạch I
k
(3)
Dòng định
mức của thiết
bị bảo vệ I
n
Dòng điện cắt
của thiết bị
bảo vệ I
cắt
Chọn dây dẫn
của mạch điện
Sơ đồ TT
Kiểm tra chế độ
ổn định nhiệt
Kiểm tra hao
tổn điện áp
Sơ đồ IT hoặc TN
Kiểm tra L

Max
của mạch bảo vệ
Kh
ẳng đ
ịnh tiết diện dây dẫn
Điều kiện
cách điện
Chọn Aptomat hoặc
cầu chảy
Hình 5.11. Sơ đồ thuật toán
lựa chọn dây dẫn và thiết bị
b
ảo vệ mạch điện trong nh
à
Ch.5. CCĐ Nhà ở
148
kc
Ứng với tiết diện xác định, dòng cho phép cực đại phụ thuộc vào
một số tham số sau:
- Kết cấu của cáp và đường dẫn (lõi Cu hoặc Al; cách điện PVC
hoặc EPR v.v.; số dây dẫn hoạt động);
- Nhiệt độ môi trường xung quanh;
- Phương thức lắp đặt dây dẫn;
- Ảnh hưởng của các mạch điện lân cận.
Dây dẫn của mạng điện trong nhà được sử dụng là dây cáp hoặc
dây cách điện. Tiết diện dây dẫn được lựa chọn theo dòng điện cho phép:
I
M
 I
cp

; (5.10)
Trong đó:
I
M
– giá trị dòng điện làm việc cực đại chạy trên dây dẫn, được xác định
theo biểu thức:



tbi
n
i
ilvđtM
IkI
1
.
(5.11)
Trong đó:
I
lv.i
– dòng điện làm việc của thiết bị thứ i;
Ch.5. CCĐ Nhà ở
149
k
đt
– hệ số đồng thời, phụ thuộc vào công suất và số lượng thiết bị điện
được cung cấp;
n
tbi
– số lượng thiết bị được cung cấp bởi đoạn dây xét.

I
cp
– giá trị dòng điện cho phép cực đại của dây dẫn chọn.
Bảng 5.1. Số liệu về tiết diện dây dẫn và dòng điện bảo vệ cho các
thiết bị gia dụng
Giá trị dòng phụ tải cho phép của dây dẫn được xác định theo biểu thức:
Lo
ại thiết bị
Ti
ết diện
dây dẫn
Công su
ất
cực đại
Dòng
đi
ện
bảo vệ
Áptomat
Cầu chảy
Áptomat
Cầu chảy
Áptomat
Cầu chảy
Áptomat
Cầu chảy
Áptomat
Cầu chảy
Áptomat
Cầu chảy

Áptomat
Cầu chảy
Bình nóng
lạnh
Máy r
ửa
bát đĩa
Máy gi
ặt
B
ếp điện
Lò n
ư
ớng
Ổ cắm
Đèn
Ghi chú: Tiết diện dây dẫn trong bảng ứng với dây đồng, nếu là dây nhôm là lấy số liệu
trong ngoặc.
Ch.5. CCĐ Nhà ở
150
I
cp
= k
hc
. I
cp.n
(5.12)
Trong đó:
I
cp

- dòng điện cho phép ứng với từng loại dây dẫn, phụ thuộc vào nhiệt
độ đốt nóng cho phép của chúng;
I
cp.n
– dòng điện cho phép lâu dài của dây dẫn trong điều kiện bình
thường;
k
hc
– hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện thực tế:
k
hc
= k
1
k
2
.k
3
(5.13)
k
1
– hệ số phụ thuộc vào phương thức lắp đặt dây dẫn (xem bảng 15.pl)
k
2
– hệ số phụ thuộc vào số lượng dây cáp đặt chung trong hào cáp (bảng
16.pl).
k
3
- hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình thực tế tại nơi lắp
đặt, có thể xác định theo bảng 17.pl.
Bảng 5.2. Phương thức lắp đặt và loại dây dẫn được thể hiện thông qua

mã chữ cái
Loại dây dẫn Phương thức lắp đặt Mã chữ
Lắp đặt trong đường dẫn gắn trên tường
cách nhiệt
A
1
, A
2
Dây cách điện hoặc
cáp đa lõi
Lắp đặt trong đường dẫn gắn trên tường
gỗ
B
1
, B
2
Khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường
hoặc trần, trên khay đục lỗ,
CDây đơn hoặc cáp
đa lõi
Trong môi trường mở (thang cáp, dây
treo cáp)
E, F, G
Nếu cáp không mang đầy tải thì cho phép nó quá tải trong thời
gian nhất định. Ví dụ cáp mang 80% phụ tải thì cho phép quá tải 30%
trong thời gian không quá 5 ngày đêm. Theo phương pháp này tiết diện
dây dẫn được chọn theo điều kiện: I
M
 I
cp

.
Ch.5. CCĐ Nhà ở
151
Giá trị dòng điện làm việc được xác định phụ thuộc vào loại mạng điện
như sau:
Mạng điện một pha Mạng điện 2 pha mắc theo
đIện áp pha
mạng điện 3 pha
ph
lv
U
S
I 
, A
ph
lv
U
S
I
.2

, A
n
lv
U
S
I
.3

, A

S – công suất truyền tải trên đường dây, kVA;
U
n
, U
ph
– điện áp dây và điện áp pha, kV.
Cáp sau khi chọn được kiểm tra:
* Theo điều kiện hao tổn điện áp: Hao tổn điện áp thực tế trên đường
dây không được vượt quá giá trị cho phép:
cP
n
Ul
U
xQrP
U 


00

; (5.15)
P, Q - công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đoạn cáp, kW và
kVAr;
r
0
, x
0
- suất điện trở tác dụng và phản kháng của đoạn cáp, /km;
l - chiều dài đoạn cáp, km;
U
n

– điện áp định mức của đường dây, kV;
U
cp
– hao tổn điện áp cho phép trên đoạn cáp, giá trị hao tổn điện áp cho
phép trong mạng hạ áp từ thanh cái trạm biến áp phân phối đến đầu vào
thiết bị là U
cp
= 5% đối với phụ tải chiếu sáng và U
cp
=7,5% đối với
các phụ tải khác.
* Kiểm tra chế độ ổn định nhiệt: Để đảm bảo chế độ ổn định nhiệt khi
có dòng ngắn mạch chạy qua tiết diện của cáp phải lớn hơn giá trị tối
thiểu xác định theo biểu thức:
t
kk
C
tI
F 
min
; (5.16)
Trong đó:
I
k
– giá trị dòng điện ngắn mạch ba pha chạy qua thiết bị, A;
t
k
– thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch, s;
Ch.5. CCĐ Nhà ở
152

C
t
– hệ số đặc trưng của dây cách điện, phụ thuộc vào vật liệu dẫn điện
cho trong 25.pl. Trong trường hợp thiếu thông tin có thể lấy giá trị trung
bình theo bảng 5.3.
Bảng 5.3. Bảng giá trị hệ số C
t
Cách điện Dân đồng Dây nhôm
PVC (Polychlorure
vinyle) 115 76
PR (Polyethylene
reticulé) 143 94
5.4.3. Chọn thiết bị bảo vệ
5.4.3.1. Cơ sở lý thuyết
Các thiết bị bảo vệ được đặt tại đầu tuyến dây, chúng sẽ cắt dòng
điện trong khoảng thời gian nhỏ hơn giá trị theo đường đặc tuyến quá
nhiệt I
2
.t của dây cáp (hình 5.12). Sau khi xẩy ra ngắn mạch trong vòng 5
giây, các đặc tuyến của dây dẫn cách điện có thể được xác định gần đúng
theo biểu thức:
222
. FCtI
tkk
 ; (5.17)
Trong đó:
I
k
– giá trị dòng ngắn mạch chạy qua dây dẫn, A;
t

k
– thời gian dòng ngắn mạch đi qua, s; t
k
 5s;
F – tiết diện dây dẫn cách điện, mm
2
.
Trên hình 5.12 biểu thị đặc tuyến của các thiết bị bảo vệ: aptomat
và cầu chảy. Như biểu thị trên hình 5.12, thiết bị bảo vệ cho phép dây cáp
tải dòng làm việc cực đại vô thời hạn, khi bị quá tải, thiết bị bảo vệ sẽ cắt
mạch sau khoảng thời gian xác định theo đoạn đặc tuyến chống quá tải,
trong trường hợp xẩy ra sự cố ngắn mạch, thiết bị sẽ tác động trong
khoảng thời gian xác định theo đoạn đặc tuyến bảo vệ chống ngắn mạch.
Ứng với tiết diện dây dẫn xác định, giá trị dòng điện cho phép I
cp
sẽ thay
Ch.5. CCĐ Nhà ở
153
đổi phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình của môi trường xung quanh, (nếu
nhiệt độ trung bình cao thì giá trị I
cp
sẽ giảm). Trên hình 5.13 biểu thị sơ
đồ các mức dòng xác định đặc tính bảo vệ của aptomat hoặc cầu chảy.
Điều kiện để các thiết bị bảo vệ tác động chính xác là:
- Dòng định mức của thiết bị I
n
bảo vệ lớn hơn dòng làm việc cực
đại, nhưng nhỏ hơn dòng cho phép của dây dẫn, tức là: I
M
 I

n
 I
cp,
(vùng a hình 5.13);
- Dòng khởi động của bảo vệ I
kđ
phải nhỏ hơn 1,45 lần dòng cho phép:
I
kđ
< 1,45 I
cp
, (vùng b hình 5.13);
- Dòng cắt cho phép lớn nhất của thiết bị phải lớn hơn dòng sự cố (dòng
ngắn mạch ba pha) lớn nhất tại điểm đặt thiết bị bảo vệ: I
cắt
> I
SC
, (vùng
c hình 5.13). (I
SC
=I
k
(3)
).
5.4.3.2. Chọn cầu chảy
Yêu cầu khi chọn dây chảy là:
Hình 5.12. Đặc tuyến bảo vệ của thiết bị bảo vệ: a) Aptomat; b) Cầu chảy
I
M
– dòng làm việc cực đại; I

n
– dòng định mức có thể điều chỉnh của thiết bị bảo
vệ; I
cp
– dòng điện cho phép; I
c
ắt
– dòng cắt định mức của thiết bị bảo vệ.
Dòng tải
cực đại
Quá tải
tạm thời
Đặc tuyến I
2
t
c
ủa dây cáp
Bảo vệ chống
ng
ắn mạch
I
M
I
n
I
cp
I
cắt
I
t

b)
Dòng
tải cực
đ
ại
Quá tải
tạm thời
Đặc tuyến I
2
t
của dây cáp
Đặc tuyến
bảo vệ của
c
ầu chảy
I
M
I
n
I
cp
I
t
Bảo vệ
chống quá tải
a)
Ch.5. CCĐ Nhà ở
154
- Ở điều kiện làm việc bình thường phải đảm bảo dẫn điện liên tục và an
toàn.

- Lúc sự cố phải lập tức cắt điện và chỉ cắt mạch nơi có sự cố.
- Bảo đảm tính chọn lọc: khi sự cố, đường dây nhánh phía sau phải được
cắt trước đường dây chính.
* Đối với phụ tải không có dòng điện nhảy vọt
Điều kiện chọn cầu chảy:
- Dòng định mức của cầu chảy được xác định trong khoảng:
c
cp
nM
k
I
II  (5.18)
và dòng cắt: I
cắt
 I
SC
; (5.19)
Trong đó:
k
c
– hệ số phụ thuộc vào loại cầu chảy,
Bảng 5.4.
Tham số Giá trị của hệ số k
c
đối với loại GL
I
n
, A 10
10 25
> 25

k
c
1,31 1,21 1,1
Hình 5.13. Các mức dòng xác định đặc tính bảo vệ của aptomat hoặc cầu chảy
Phụ tải
Đường cáp
I
M
I
cp
1,45I
cp
I
k
I
n
I
cắt
Thi
ết bị bảo vệ
Vùng a
Vùng c
Vùng b
I
k
đ
Ch.5. CCĐ Nhà ở
155
Dòng khởi động của dây chảy I
dc

có thể được xác định theo biểu
thức:
I
dc
= k
2c
.I
n
; (5.21)
Trong đó:
k
2c
– hệ số phụ thuộc vào loại cầu chảy, có giá trị trong khoảng 1,61,9.
* Đối với phụ tải có dòng điện nhảy vọt dây chảy phải được chọn sao
cho không bị chảy trong thời gian khởi động (khoảng 10 s). Điều kiện
chọn dây chảy phụ thuộc vào chế độ khởi động động cơ:
cpdc
m
mm
II
I
.45,1

(5.22)
I
mm
– dòng mở máy động cơ: I
mm
= k
mm

I
n.đc
;
k
mm
– hệ số mở máy động cơ;
I
n.đc
– dòng định mức của động cơ.

m
- là hệ số phụ thuộc vào điều kiện khởi động, cho trong bảng 5.9.
Bảng 5.5. Giá trị của hệ số 
m
Đặc điểm khởi động Nặng nề Ngắn hạn Nhẹ
Giá trị của 
m
1,6 2 2,5
* Đối với cầu chảy bảo vệ đường dây chính, trên đó có các động cơ
điện dây chảy chọn giá trị lớn nhất của một trong 2 điều kiện sau:


n
nđtdc
IkI
1
(5.23)




1
1
.
n
nđt
m
Maxmm
dc
Ik
I
I

; (5.24)
k
đt
- hệ số đồng thời;

n
1
n
I
- tổng các dòng điện định mức của cả nhóm;
I
mmMax
- dòng điện khởi động lớn nhất của một động cơ;
Ch.5. CCĐ Nhà ở
156

1n
1

n
I
- tổng các dòng điện định mức trừ động cơ lớn nhất.
Giá trị lớn trong 2 điều kiện trên sẽ được chọn làm dòng khởi động
của dây chảy theo giá trị gần nhất về phía trên của thang dây chảy.
* Cầu chảy bảo vệ nhánh dây các thiết bị làm việc theo chế độ ngắn hạn
lặp lại như máy biến áp hàn:
Dòng khởi động của dây chảy được xác định theo điều kiện:
I
dc
 1,2 I
n.tb
n

, (5.25)
I
n.tb
- dòng điện định mức của thiết bị;

n
- hệ số tiếp điện định mức.
Các tham số kỹ thuật của cầu chảy được biểu thị trong bảng 19.pl.
5.4.3.3. Chọn Aptomat
Aptomat có hai phần tử bảo vệ là cuộn điện từ và rơle nhiệt. Cuộn
điện từ dùng để bảo vệ chống dòng điện ngắn mạch, còn rơle nhiệt dùng
để bảo vệ chống quá tải. Đặc tính bảo vệ của aptomat cũng tương tự như
đặc tính bảo vệ của cầu chảy. Dòng khởi động của phần tử nhiệt aptomat
cũng được chọn giống như đối với cầu chảy theo biểu thức (5.23 và
5.24). Dòng định mức của áptômát phải thoả mãn điều kiện (5.18).
Dòng khởi động cắt nhanh của cuộn điện từ của áptômát phải thoả

mản điều kiện:
I
kđCN
 (1,25  1,5) I
mm
(5.26)
Sự phù hợp giữa dòng khởi động của thiết bị bảo vệ và dòng cho
phép của dây dẫn cũng có thể được kiểm tra theo điều kiện sau:
k
hc
I
cp
 k
bv
I
kđ
(5.27)
I
cp
- dòng điện cho phép lâu dài của dây dẫn ở điều kiện lắp đặt bình
thường;
k
hc
- hệ số hiệu chỉnh tính đến sự thay đổi của điều kiện lắp đặt,
(k
hc
=k
1
.k
2

.k
3
);