Chapter 2 building electrical system

11/7/2016

LOGO

BỘ XÂY DỰNG
ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT ĐÔ THỊ
BỘ MÔN: NĂNG LƯỢNG – THÔNG TIN LIÊN LẠC


Chương 2:

HỆ THỐNG ĐIỆN
TRONG CƠNG TRÌNH
GV: Nguyễn Lê Duy Ln

Tp.HCM, tháng 03 năm 2013

MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG
 Cung cấp các khái niệm đặc trưng về điện, như:
Dịng điện, Điện áp, Cơng suất, Điện năng;
 Phân loại thiết bị tiêu thụ điện và phụ tải điện trong
cơng trình;
 Trình bày các loại nguồn điện trong cơng trình và
phương pháp lựa chọn đơn giản.
 Trình bày các sơ đồ đi dây (sơ đồ nguyên lý), cấu
trúc và các phần tử của mạng điện công trình;
 Lựa chọn các phần tử trong mạng điện cơng trình.

1

11/7/2016

NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG

2.1

Các đại lượng điện cơ bản.

2.2

Phân loại phụ tải điện cơng trình.

2.3

Nguồn điện trong cơng trình

2.4

Mạng điện trong cơng trình

2.5

Lựa chọn các phần tử trong mạng điện
Nguyễn Lê Duy Luân

2.1. Các đại lượng điện cơ bản
Dòng điện (I) – Ampere
Điện áp (U) – Volts

1

2
Công suất (P) – Watt

3

Điện năng (A) –
Watt.Hours

4
2


11/7/2016

2.1. Các đại lượng điện cơ bản
2.1.1. Dòng điện (I) – Ampere

• Là

dịng

chuyển

dời

có

I

hướng của các điện tích
(electron).
• Cường độ dịng điện là lượng
điện tích đi qua một bề mặt

I

trong một đơn vị thời gian.

U
R

Q  q1  q2  ...  qn 

t
t

• Được xác định theo định luật
Ohm

2.1. Các đại lượng điện cơ bản
2.1.2. Điện áp (U) – Volts
• Điện áp hay còn gọi là Hiệu điện
thế là độ chênh lệch điện thế giữa

U  I .R

hai điểm trong khơng gian.
• Được xác định theo định luật Ohm

U d  3.U p

• Điện áp dây (Ud): là điện áp giữa
hai dây pha.
• Điện áp pha (Up): là điện áp giữa
dây pha và dây trung tính

Ví dụ: Trong mạng hạ thế
dân dụng:
•

Ud = 380V

•

Up = 220V

3


11/7/2016

2.1. Các đại lượng điện cơ bản
2.1.3. Công suất (P) – Watt
• Là đại lượng xác định năng
lượng điện được biến đổi trong

P  U .I .cos 

thời gian t.
• Công suất hiệu dụng (P) – hay
công suất thực: là phần cơng
suất điện có thể biến đổi thành
các dạng năng lượng khác (cơ,
nhiệt,…)

2.1. Các đại lượng điện cơ bản
2.1.3. Công suất (P) – Watt
• Cơng suất phản kháng (Q) – Var: là phần
công suất điện được chuyển ngược về

Q  U .I .sin 

nguồn cung cấp trong mỗi chu kỳ do sự
tích lũy năng lượng của các thành phần
cảm kháng và dung kháng.
• Cơng suất biểu kiến (S) – VA: là cơng
suất tồn phần, hay cịn gọi là vector

S 2  P2  Q2
 S  U .I

tổng của P và Q.

4


11/7/2016

2.1. Các đại lượng điện cơ bản
2.1.4. Hệ số công suất
• Đặc trưng cho khả năng sinh
cơng hữu ích của máy phát
điện hoặc máy biến áp.
• Hệ số cơng suất càng cao
thì cơng suất tác dụng càng
lớn.

2.2. Phân loại phụ tải điện trong cơng trình
2.2.1. Thiết bị sử dụng điện trong cơng trình
• Giáo trình – Trang 12

2.2.2. Phân loại phụ tải điện
• Giáo trình – Trang 13

5


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1. Trạm biến áp

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1. Trạm biến áp

• Là các cơng trình (nút)
thực hiện chức năng biến
đổi điện áp từ điện áp

thấp sang điện áp cao
hoặc ngược lại.
• Trong TBA có một hoặc
nhiều MBA

6


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.1. Trạm treo – Trạm giàn
• Khái niệm
˗ Là trạm tiêu thụ, hạ điện
áp từ 22/0,4 kV
˗ Thích hợp với lưới nổi.
˗ Được sử dụng nhiều ở
nơng thơn.

Trạm treo

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.1. Trạm treo – Trạm giàn
• Ưu điểm
˗ Ít tốn diện tích đất.
˗ Dễ thi cơng, lắp đặt, bảo
trì, sửa chữa.
˗ Chi phí thấp.

Trạm giàn

7


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.1. Trạm treo – Trạm giàn
• Nhược điểm
˗ Hạn chế dung lượng.
˗ Mất an tồn.
˗ Bám bụi bẩn.
˗ Kém an tồn trong vận hành.
˗ Khơng đảm bảo liên tục
cung cấp điện.
˗ Mất mỹ quan.

Sự cố trạm biến áp

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.2. Trạm một cột – Trạm hoa sen
• Khái niệm
˗ Là trạm tiêu thụ loại lớn, sử
dụng cho các hộ tiêu thụ lớn
mua điện trung thế 22kV.
˗ Thích hợp với lưới ngầm.
˗ Được sử dụng nhiều ở thành
phố.
Trạm một cột

8


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.2. Trạm một cột – Trạm hoa sen
• Ưu điểm
˗ Ít tốn diện tích đất.
˗ Thẩm mỹ.
˗ An tồn cho con người, vận
hành.
• Nhược điểm
˗ Dung lượng nhỏ.
˗ Tản nhiệt kém.
˗ Khó bảo trì sửa chữa.
Trạm một cột

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.2. Trạm một cột – Trạm hoa sen
• Nhược điểm
˗ Hạn chế dung lượng.
˗ Mất an toàn.
˗ Bám bụi bẩn.
˗ Kém an toàn trong vận hành.
˗ Không đảm bảo liên tục cung
cấp điện.
˗ Mất mỹ quan.

Trạm một cột

9


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.3. Trạm nền
• Khái niệm
˗ Là trạm tiêu thụ loại lớn,
hoặc là trạm trung gian.
˗ Thích hợp với cả lưới
nổi và lưới ngầm.
˗ Được sử dụng nhiều ở
vùng ngoại thành và
nông thôn.

Trạm nền

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.3. Trạm nền
• Ưu điểm
˗ Dung lượng lớn.
˗ Dễ lắp đặt, thao tác, vận
hành, sửa chữa.
˗ Tản nhiệt tốt.
• Nhược điểm
˗ Tốn diện tích đất.
˗ Ít an tồn cho con người
và vận hành.

˗ Bám bụi, giảm tuổi thọ
Trạm nền

10


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.3. Trạm nền

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.4. Trạm phịng – Trạm trong nhà
• Khái niệm
˗ Là trạm tiêu thụ loại lớn,
hoặc là trạm trung gian.
˗ Thích hợp với cả lưới
nổi và lưới ngầm.
˗ Được sử dụng nhiều ở
thành phố và khu vực
ngoại thành.

Trạm trong nhà

11


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình

2.3.1.4. Trạm phịng – Trạm trong nhà
• Ưu điểm
˗ Ít nguy hiểm (do được
che chắn).
˗ Bảo vệ khỏi mưa, nắng,
động vật.
˗ Diện tích nhỏ hơn trạm
nền.
• Nhược điểm
˗ Chi phí cao.
˗ Tản nhiệt kém.
Trạm trong nhà

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.4. Trạm phịng – Trạm trong nhà

12


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.4. Trạm phịng – Trạm trong nhà
• Khái niệm
˗ Là trạm tiêu thụ, hạ điện
áp từ 22/0,4 kV.
˗ Thích hợp với lưới
ngầm trong đơ thị.
• Nhược điểm
˗ Mắc tiền.

˗ Tản nhiệt rất kém.
˗ Không sử dụng hết
công suất do quá nhiệt.

Trạm trong nhà

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.5. Trạm KIOSK
• Khái niệm: Là trạm tiêu thụ, hạ điện áp từ 22/0,4 kV, sử
dụng cho lưới ngầm đô thị.

Trạm KIOSK

13


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.5. Trạm KIOSK
• Nhược điểm
˗ Chi phí cao.
˗ Tản nhiệt kém.

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.5. Trạm KIOSK
• Ưu điểm
˗ Cơ động, linh hoạt.
˗ Dễ lắp đặt.
˗ Có sẵn trên thị trường.

˗ Diện tích nhỏ hơn trạm
trong nhà.
˗ Đảm bảo mỹ quan.
Trạm KIOSK

14


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.5. Trạm KIOSK

Trạm KIOSK

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.6. Trạm GIS (Gas Insulated Switchgear)
• Khái niệm
˗ Là trạm trung gian lớn, cấp
điện áp rất cao.
˗ Làm trạm trung gian tăng áp
ở NMĐ.
˗ Thích hợp cho khu đô thị
dân cư đông, tiêu thụ công
suất lớn.
˗ Chống cháy, cách điện tốt,
có buồng dập hồ quang.
˗ Tất cả thiết bị được đặt
trong ống chứa SF6.

Trạm GIS

15


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.6. Trạm GIS (Gas Insulated Switchgear)
• Ưu điểm
˗ An tồn.
˗ Ít tốn diện tích.
˗ Ít hư hỏng thiết bị.
˗ Đảm bảo mỹ quan.
• Nhược điểm
˗ Mắc tiền.
˗ Bị động trong sửa chữa.
˗ Khó bảo trì, sửa chữa.

Trạm GIS

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.1.6. Trạm GIS (Gas Insulated Switchgear)

Trạm GIS

16


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2. Các thiết bị trong trạm biến áp

Thiết bị trong TBA

2.3. Nguồn điện trong công trình
2.3.2.1. Cầu dao - DS
• Khái niệm
˗ Là thiết bị đóng cắt bằng
tay.
˗ Thường được bố trí trên
cột, kết hợp với cầu chì và
máy cắt.
˗ Phân loại:
+ Ngồi trời – Trong nhà
+ Chém thẳng – Quay
ngang.
+ Một cực – Ba cực.
+ Một – Hai – Ba trụ sứ.

DS 2 trụ sứ

17


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.1. Cầu dao - DS

• Ưu điểm
˗ Rẻ tiền.
˗ Tạo khoảng hở trông thấy,
đảm bảo an tồn cho
người vận hành, sửa chữa.
• Nhược điểm
˗ Chỉ có thể cắt được dịng
khơng tải.

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.2. Cầu chì – FCO (Fuse Cut Out)
• Khái niệm
˗ Là thiết bị bảo vệ quá tải cho
mạch điện.
˗ Thường được bố trí trên cột,
kết hợp với DS và máy cắt.
˗ Phân loại:
+
+
+
+
+

Cầu chì tự rơi (FCO)
Cầu chì nổ.
Cầu chì sứ.
Cầu chì ống.
Cầu chì cao – trung – hạ áp.

Cầu chì sứ và ống

18


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
• Khái niệm
˗ Là thiết bị kết hợp giữa cầu
dao và cầu chì.
˗ Dùng trên lưới trung thế, bảo
vệ quá tải và ngắn mạch.
• Ưu điểm
˗ Tạo khoảng hở trơng thấy, an
tồn cho vận hành, sửa chữa.
˗ Kết hợp tính năng của DS và
cầu chì
• Nhược điểm
˗ Chỉ cắt được dịng khơng tải.

FCO

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.2. Cầu chì – FCO (Fuse Cut Out)

FCO

19

11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.3. LBS (Load Break Switch)
• Khái niệm
˗ Là TBBV quá tải cho mạch
Đóng mở mạch có tải (bằng
sào thao tác tại nơi đặt LBS)
˗ Sử dụng với cầu chì để bảo vệ.
• Ưu điểm
˗ Đóng cắt dịng có tải (nhờ
buồng dập hồ quang)
• Nhược điểm
˗ Không thể điều khiển từ xa.
˗ Không kết hợp được với relay.

LBS

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.3. LBS (Load Break Switch)

Bố trí LBS
trên cột

20


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình

2.3.2.4. Máy cắt trung thế
• Khái niệm
˗ Là TBBV quá tải, quá dòng và
ngắn mạch cho mạch và HT.
˗ Có thể điều khiển bằng tay hoặc
tự động thông qua hệ thống relay
và điều khiển tự động.
• Ưu điểm
˗ Đóng cắt dịng có tải.
˗ Có thể kết hợp bảo vệ relay.
• Nhược điểm
˗ Mắc tiền.

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.5. Máy cắt lặp lại (Recloser)
• Khái niệm
˗ Là MC trung thế có kèm thêm bộ điều
khiển lập trình số lần đóng cắt lặp lại.
˗ Đo và lưu trữ các đại lượng U, I, P tại
thời điểm xảy ra sự cố.
˗ Bố trí trên các trục chính cơng suất lớn.
• Ưu điểm
˗ Khắc phục được các sự cố thống qua
trên hệ thống.

Recloser

• Nhược điểm
˗ Mắc tiền.

21


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.5. Máy cắt lặp lại (Recloser)

Bố trí Rec
trên cột

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.6. Chống sét van (LA – Lighting Arrester)
• Khái niệm
˗ Là thiết bị dùng để bảo vệ quá điện
áp cảm ứng và quá điện áp nội bộ
cho các MBA, TBA và các thiết bị
quan trọng trên lưới và đầu đường
cáp ngầm.
˗ Đặt trước và song song với thiết bị
được bảo vệ.

LA

22


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình

2.3.2.6. Chống sét van (LA – Lighting Arrester)

Bố trí Rec
và LA
trên cột

LA trung thế

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.7. Máy cắt hạ thế (CB – Circuit Breaker)

MCB (Mini Circuit
Breaker)

MCCB (Moulded Case
Circuit Breaker)

23


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.7. Máy cắt hạ thế (CB – Circuit Breaker)

MCB – Miniature Circuit Breaker (CB teùp)
16:20

CB 1 pha và 2 pha

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.7. Máy cắt hạ thế (CB – Circuit Breaker)

MCB – 6A63A
16:20

CB 3 pha

24


11/7/2016

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.7. Máy cắt hạ thế (CB – Circuit Breaker)

MCCB

16:20

2.3. Nguồn điện trong cơng trình
2.3.2.7. Máy cắt hạ thế (CB – Circuit Breaker)

MCCB

MCB

16:20

25