HỆ THỐNG KĨ THUẬT BÊN TRONG CÔNG TRÌNH

®¹i häc

x©y dùng
ù

Hệ thống Kỹ thuật trong Công trình
Phần:

Hệ thống Điện
TS. Trần Ngọc Quang
Ngành
g
Hệ
ệ thống
g Kỹỹ thuật
ậ trong
g Công
g trình
Trường Đại học Xây dựng


Hệ thống điện
1. Các khái niệm và đại lượng cơ bản
1
2. Phát và truyền tải điện
3 Hệệ thống
3.
hố điệ
điện trong công
ô trình
ì h

1. Các khái niệm và đại lượng cơ bản
1.1. Mạch điện 1 chiều (direct current circuit – DC)

Mô phỏng tương tự:
– Công suất Pin ~ Lưu lượng nước trong bể
– Điện áp U ~ Chiều cao cột áp H
– Cường độ dòng điện I ~ Lưu lượng dòng chảy q
– Điện trở R ~ Tổn thất thủy lực ∆P
– Công
Cô tắc
tắ điện
điệ ~ Van
V nước
ớ


1.1. Mạch điện 1 chiều – DC (tiếp)
• Mối liên hệ giữa các đại lượng

U  I .R

I U / R

P  I .U  I .R
2


1.2. Mạch điện xoay chiều (alternative current circuit – AC)

1
2 1 Mạch điện AC 1 pha
1.2.1.


1.2.1. Mạch điện AC 1 pha (tiếp)
• Tần số f – v/s (Hz)
• Điện áp và cường độ dòng điện danh định

U  U rms  0.707U max
I  I rms  0.707 I max


1.2.1. Mạch điện AC 1 pha (tiếp)
• Điện trở R,
R điện cảm XL, điện dung XC và tổng trở Z

Z  R2  X 2

X  X L  XC

• Lệch pha giữa U và I, hệ số công suất cosФ, và công
suất điện của mạch AC 1 pha

cos   0  1
P  U .I . cos 


1.2.2. Mạch điện AC 3 pha
• Ưu điểm:

– Máy phát điện vận hành hiệu quả hơn
– Động cơ điện khởi động và vận hành êm hơn
– Dòng và áp làm việc ổ
ổn định hơn


1.2.2. Mạch điện AC 3 pha (tiếp)
• Mắc hình Y

• Điện áp giữa các dây pha: U d
• Điện áp giữa dây pha và dây trung tính: U f
• Mối q
quan hệ
ệg
giữa Ud và Uf: U  3.U
d

f


1.2.2. Mạch điện AC 3 pha (tiếp)
• Mắc hình ∆

• Dòng điện chạy các dây pha: I f
• Dòng điện chạy trên cuộn dây máy phát: I d
• Mối quan hệ giữa Ud và Uf:
I d  3.I f


1.2.2. Mạch điện AC 3 pha (tiếp)

• Công suất điện mạch 3 pha cân bằng:

P3 Pha  3U d I d cos   3U pha I pha cos 
Q3 Pha  3U d I d sin   3U pha I pha sin 
S3 Pha  3U d I d  3U pha I pha
T
Trong
đó
đó:
–
–
–
–
–

P: công suất tác dụng (W hoặc kW)
Q: công
g suất p
phản kháng
g ((VAR hoặc
ặ kVAR))
S: công suất biểu kiến (VA hoặc kVA)
Ud, Upha: điện áp dây, điện áp pha (V hoặc kV)
Id, Ipha: dòng điện dây,
dây dòng điện pha (A)


1.3. Máy biến áp
• Cấu tạo:

• Ưu điểm:
–
–
–
–

Kết nối 2 mạch điện mà không phải liên kết với nhau
Công suất MBA dựa trên giá trị max của U và I, không ϵ cosФ
Tăng áp: áp dụng trong mạng truyền tải điện (MBA lực).
H : áp
Hạ
á dụng
d
t
trong
mạng phân
hâ phối
hối và
à điều
điề khiển
khiể (MBA khu
kh
vực/điều khiển).


2. Hệ thông truyền tải và phân phối điện

220kV

22kV

380V
380V

220V


3. Mạng cung cấp điện trong công trình
3.1 Sơ đồ đứng
g cấp
p điện
ệ toàn nhà
Phòng kỹ thuật điện tầng áp mái

Tầng quan sát

Khối căn
hộ

Khối
KSạnl

Phòng kỹ thuật điện tầng 32

Khối VP

Khối dịch vụ
thương mại
Gara tầng hầm

Điện cấp đến

`

Phòng kỹ thuật điện tầng hầm


3.1 Sơ đồ đứng cấp điện toàn nhà (tiếp)

KÝ HIỆU
DB
HB
Main/SwB
AC/SwB
LMR/SwB

Tủ phân phối tầng
Tủ điện căn hộ
Tủ điện tổng toàn nhà
Tủ điện điều hòa
Tủ điện P.KT thang máy

DG
T
©
Ф
BR

Máy phát điện diesel
Trạm biến áp

Đồng hồ đo điện năng
Phụ tải động lực lớn
Phòng pin/ắc qui


3.2. Sơ đồ nguyên lý mạng cấp điện
3
2 1 Hộ tiê
3.2.1.
tiêu th
thụ loại 3


3.2. Sơ đồ nguyên lý mạng cấp điện
3
3 2 Hộ tiê
3.3.2.
tiêu th
thụ loại 2


3.2. Sơ đồ nguyên lý mạng cấp điện
3
2 3 Hộ tiê
3.2.3.
tiêu th
thụ loại 1


3.3. Trạm biến áp

2 2 1 Trạm biến ngoài nhà
2.2.1.
a. Trạm biến áp treo
• Cấu tạo:
ạ
– Tất cả các thiết bị đặt ngoài
trời trên 2 cột bê tông

• Ưu điểm:
– Chi phí thấp
– Xây lắp nhanh
– Dễ bảo dưỡng, thay thế
ế

• Nhược điểm:
– Kém mỹ quan
– An toàn thấp
– Ảnh hưởng trực tiếp bức xạ
mặt trời


b. Trạm biến áp xây
• Cấu tạo:
Các thiết bị đặt trong nhà xây có
mái bằng và được chia thành nhiều
ngăn
ă để tách
tá h biết phần
hầ cao thể,
thể

máy BA, và hạ thế.

• Lưu ý:
– Bố trí cửa thông gió, lưới chắn
côn trùng, hố thu dầu, …

• Ưu điểm:
– An toàn cao cho thiết bị cũng
như vận hành

• Nhược điểm:
– Chiếm nhiều đất (~50m2)


c. Trạm biến áp trọn bộ
• Cấu tạo:
Các thiết bị đặt trong 1 thùng kim
loại được chế tạo sẵn, chia làm 3
kh
khoang
(
(cao
á MBA,
áp,
MBA hạ
h áp)
á )

• Ưu điểm:
– Thi công

g nhanh
– An toàn cao cho thiết bị cũng
như vận hành
– Tiết kiệm diện tích

• Lưu ý:
– Tổ chức đủ thông gió cho
MBA và
à các
á thiết bị.
bị
– Lưới chắn côn trùng
– Hố thu dầu
– Nối đất an toàn cho vỏ máy


d. Trạm biến áp một cột
• Cấu tạo:
MBA và các thiết bị điện được đặt
gọn trên một trụ cột.

• Ưu điểm:
ể
– Thi công nhanh
– Tiết kiệm diện tích
– Chi phí thấp

• Nhược điểm:
– Công suất
ấ trạm nhỏ (630kVA).

– Ảnh hưởng trực tiếp bức xạ
mặt trời


So sánh các loại trạm biến áp ngoài nhà


e. Ưu nhược điểm chung của trạm biến áp bên ngoài
• Ưu điểm:
–
–
–
–
–
–

Không sử dụng đến diện tích và không gian bên trong công trình
Giảm thiểu tiếng ồn phát sinh bên trong công trình
Chi phí đầu
ầ tư thấp
ấ
Dễ dàng bảo dưỡng và thay thế
Không phát sinh nguồn nhiệt bên trong công trình
Sử dụng được các máy biến áp dầu có tuổi thọ cao và giá thành
thấp

• Nhược điểm:
– Ảnh hưởng đến cảnh quan bên ngoài công trình
– Tiến ồn có thể ảnh hưởng đến công trình lân cận
– Tăng chi phí mạng hạ áp và tổn

ổ thất
ấ điện áp và điện năng nếu
ế
công suất phụ tải hạ áp lớn.


3.3.2. Trạm biến áp trong nhà
• Cấu tạo:
– Tất cả các thiết bị đặt bên trong công trình
trên cốt 0.0 (trạm nổi) hoặc dưới cốt 0.0
(trạm ngầm).
ngầm)

• Ưu điểm:
– Không ảnh hưởng đến kiến trúc bên ngoài
của CT
– Đưa nguồn điện gần với phụ tải
=> Giảm chi phí mạng hạ áp
 Giảm tổn thất điện áp và điện năng