Thiết kế cung cấp điện cho chung cư 20 tầng

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

BÁO CÁO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO
CHUNG CƢ 20 TẦNG

GVHD

: TS. NGUYỄN TRUNG NHÂN

SINH VIÊN

: PHẠM THÀNH DANH

MSSV

: 14052921

LỚP

: DHDKTD10C

TP. HCM, NĂM 2018


PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài
(1): Phạm Thành Danh

MSSV: 14052921

Tên đề tài
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƢ 20 TẦNG.
Nội dung
Xác định phụ tải tính tốn của cơng trình dân dụng.
Thiết kế mạng điện hạ áp cho cơng trình dân dụng.
Vẽ sơ đồ tủ điện cho mạng điện hạ áp đã thiết kế.
Kết quả
Biết cách tính toán phụ tải điện, chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ theo tiêu chuẩn IEC.
Hiểu đƣợc các bƣớc thiết kế và vẽ một cơng trình trên Auto Cad.

Giảng viên hƣớng dẫn

Tp. HCM, ngày

tháng 06 năm 2018

Sinh viên

TS. Nguyễn Trung Nhân

Phạm Thành Danh

i


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

ii


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

iii


MỤC LỤC
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ....................................................................................i
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN ............................................................................. ii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ............................................................................... iii
MỤC LỤC ...........................................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ...........................................................................................................vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG .............................................................................................................. vii

LỜI NĨI ĐẦU .....................................................................................................................................1
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN .......................................................2
1.1.

NHỮNG BƢỚC CHÍNH TRONG VIỆC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN .........3

CHƢƠNG II: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƢ ......................................................4
2.1.

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHỤ TẢI THIẾT KẾ ...........................................................4

2.1.1.

Giới thiệu khái qt cơng trình ..........................................................................................4

2.1.2.

Số liệu chi tiết ....................................................................................................................4

2.1.3.

Một số căn hộ điển hình ....................................................................................................5

2.2.

CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TÒA NHÀ. ................8

2.2.1.

Đặt điểm hệ thống điện của tòa nhà ..................................................................................8

2.2.2.

Yêu cầu chung đối với hệ thống cung cấp điện tòa nhà ....................................................8

2.3.

TIÊU CHUẨN CUNG CẤP ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP .................................................................9

CHƢƠNG III: XÁC ĐỊNH PHỦ TẢI TÍNH TỐN .........................................................................10
3.1.

CÁC ĐẠI LƢỢNG CƠ BẢN VÀ CÁC HỆ SỐ TÍNH TỐN ..............................................11

3.1.1.

Cơng suất định mức Pđm: .................................................................................................11

3.1.2.

Phụ tải trung bình Ptb: .....................................................................................................11

3.1.3.

Phụ tải cực đại Pmax: ........................................................................................................12

3.1.4.

Phụ tải tính tốn Ptt: .........................................................................................................12

3.1.5.

Hệ số sử dụng ksd:............................................................................................................12

3.1.6.

Hệ số phụ tải kpt:..............................................................................................................13

3.1.7.

Hệ số cực đại kmax: kmax ≥1 ...........................................................................................13

3.1.8.

Hệ số nhu cầu knc:............................................................................................................13

3.1.9.

Hệ số thiết bị hiệu quả nhq: ..............................................................................................14

iv


3.2.

CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN ..........................................................14

3.2.1.

Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu: .....................................15

3.2.2.

Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích ...........................16

3.2.3.

Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ........16

3.2.4.
Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại và cơng suất trung bình (phƣơng pháp số
thiết bị hiệu quả) .................................................................................................................................16
3.2.5.

Hƣớng dẫn cách chọn các phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn. ............................... 19

CHƢƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƢ ........................................20
4.1.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN ......................................................................................20

4.2.1.

Tính tốn tủ điện các căn hộ tầng 3 (từ tầng 3 đến tầng 20)................................................23

A.

Chọn áptômát (CB) căn hộ ..............................................................................................23

B.

Chọn dây dẫn căn hộ .......................................................................................................23

4.2.2.

Tính tốn tủ điện tầng 3 (từ tầng 3 đến tầng 20) .................................................................24

A.

Chọn áptômát (CB) tổng tầng 3 ......................................................................................24

B.

Chọn dây dẫn từ tủ điện tầng 3 đến các căn hộ ............................................................... 25

4.2.3.

Tính tốn tủ điện nhóm tầng 1 (3, 4, 5) (từ nhóm tầng 1 đến nhóm tầng 6) .......................28

A.

Chọn áptơmát (CB): ........................................................................................................29

B.

Chọn dây dẫn từ tủ điện nhóm tầng 1 tới tủ điện tầng 3: ................................................29

4.2.4.

Tính tốn tủ điện tổng:.........................................................................................................32

A.

Chọn áp tơ mát (CB): ......................................................................................................32

B.

Chọn dây dẫn từ tủ tổng về tủ điện nhóm tầng 1: ...........................................................32

CHƢƠNG V: KẾT LUẬN .................................................................................................................38
Kết quả thu đƣợc: ............................................................................................................................... 38
Mặt hạn chế: .......................................................................................................................................38
Hƣớng pháp triển đồ án: .....................................................................................................................38
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................................39
PHỤ LỤC ...........................................................................................................................................40
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................................43

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Căn hộ điển hình C.08 .............................................................................................. 5
Hình 2.2 Căn hộ điển hình B.08 .............................................................................................. 6
Hình 2.3 Căn hộ điển hình A.01 .............................................................................................. 7
Hình 4.1 Sơ đồ phân pha các căn hộ trong tầng 3 ................................................................. 22
Hình 4.2 Sơ đồ nguyên lý tủ điện tầng 3 ............................................................................... 27
Hình 4.3 Sơ đồ phân nhóm các tầng ...................................................................................... 28
Hình 4.4 Sơ đồ tủ điện nhóm tầng 1 (3-4-5) .......................................................................... 31
Hình 4.5 Sơ đồ tủ điện tổng ................................................................................................... 34

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Bảng mã căn hộ ........................................................................................................ 4
Bảng 2.2 Bảng thông số chi tiết căn hộ C.08 ........................................................................... 5
Bảng 2.3 Bảng thông số chi tiết căn hộ B.08 .......................................................................... 6
Bảng 2.4 Bảng thông số chi tiết căn hộ A.01 .......................................................................... 7
Bảng 4.1 Bảng công suất đặt ................................................................................................. 20
Bảng 4.2 Bảng công suất đặt ứng với mã căn hộ................................................................... 20
Bảng 4.3 Bảng phân pha các căn hộ tầng 3 ........................................................................... 21
Bảng 4.4 Thông số thiết bị bảo vệ căn hộ tầng 3 ................................................................... 23
Bảng 4.5 Bảng thông số thiết bị bảo vệ tầng 3 ...................................................................... 25
Bảng 4.6 Bảng thơng số thiết bị bảo vệ nhóm tầng 1 ............................................................ 29
Bảng 4.7 Bảng thông số thiết bị bảo vệ tổng ......................................................................... 32

vii


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

LỜI NĨI ĐẦU
Ngày nay, với sự phát triên mạnh mẽ của các ngành kinh tế trong nƣớc. Đặc
biệt nƣớc ta đang trong thời kỳ cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc và ngày càng
có nhiều khu cơng nghiệp, khu dân cƣ, khu chế xuất… đƣợc xây dựng. Đồng thời để
nâng cao mức sống, tiện nghi sinh hoạt của ngƣời dân thì việc xây dựng các khu chung
cƣ mới để phục vụ nhu cầu cuộc sống là hết sức cần thiết. Vì vậy việc thiết kế hệ
thống cung cấp điện cho các khu chung cƣ là một vấn đề đang đƣợc ngành điện quan

tâm đúng mức, bởi vì mỗi đề tài thiết kế, mỗi nội dung tính tốn đều vạch ra cho ta
những phƣơng án, những hạn chế và những điểm mạnh của từng cơng trình. Trong đó
nỗi bật lên hai chỉ tiêu cơ bản là chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật.
Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, cùng với những kiến thức đƣợc học tại Trƣờng
Đại học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh, em đã nhận đƣợc đề tài thiết kế môn học:
Thiết kế cung cấp điện cho chung cƣ 20 tầng. Đây là một đề tài thiết kế rất bổ ích, vì
thực tế ở nƣớc ta vẫn cịn đang trong giai đoạn phát triển, tìm tịi và hồn thiện đi lên.
Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng nỗ lực của nhóm,cùng với sự
giúp đỡ tận tình của thầy giáo hƣớng dẫn Nguyễn Trung Nhân, em đã hồn thành xong
đề tài mơn học của mình.
Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em khơng thể tránh khỏi những
thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận đƣợc sự góp ý, bảo ban của các thầy cô cùng với
sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hồn thiện đề tài của mình và hồn thành tốt việc
học tập trong trƣờng cũng nhƣ cơng việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!

1


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP
ĐIỆN
Cung cấp điện là một phần trong cơng trình điện tuy nhỏ nhƣng cũng cần có
kiến thức tổng hợp từ các ngành khác nhau, phải có sự hiểu biết về xã hội, mơi trƣờng
và đối tƣợng cấp điện. Để từ đó tính tốn lựa chọn đƣa ra phƣơng án tối ƣu nhất. Thiết
kế hệ thống cung cấp điện nhƣ một tổng thể và lựa chọn các phần tử hệ thống sao cho
các phần tử này đáp ứng đƣợc các yêu cầu kỹ thuật, vận hành an tồn và kinh tế.

Trong đó mục tiêu chính ln là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng với chất
lƣợng nằm trong phạm vi cho phép.
Một phƣơng án cung cấp điện đƣợc cho là hợp lý khi thỏa mãn các yêu cầu sau:
o Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện liên tục tùy theo tính chất hộ tiêu thụ. Mức
độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào yêu cầu của phụ tải.
o Đảm bảo an tồn cao cho ngƣời, cơng nhân vận hành và thiết bị cho tồn cơng
trình
o Đảm bảo chất lƣợng điện năng mà chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động
điện trong phạm vi cho phép. Chất lƣợng điện đƣợc đánh giá qua hai chỉ tiêu
tần số và điện áp.
o Vốn đầu tƣ nhỏ, chi phí vận hành hàng năm thấp.
o Thuận tiện cho công tác vận hành và sửa chữa.
Những yêu cầu trên thƣờng mâu thuẫn nhau, nên ngƣời thiết kế cần phải cân nhắc, kết
hợp hài hòa tùy vào hoàn cảnh cụ thể.
Ngoài ra khi thiết kế cung cấp điện cần chú ý tới những yêu cầu khác nhƣ: có điều
kiện thuận lợi nếu có yêu cầu phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian lắp đặt và
tính mỹ quan cơng trình.
Bên cạnh đó ở vị trí ngƣời tiêu thụ điện, vấn đề đặt ra là làm sao sử dụng điện
sao cho hiệu quả, chi phí điện thấp mà vẫn đảm bảo chất lƣợng sản phẩm. Vì tính chất
quan trọng và thiết thực nên em đƣợc giao đề tài với nội dung: Thiết kế cung cấp điện
cho chung cƣ 20 tầng.

2


Khóa luận tốt nghiệp

1.1.

SVTH: Phạm Thành Danh

NHỮNG BƢỚC CHÍNH TRONG VIỆC THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG
CẤP ĐIỆN

Bƣớc 1: Tìm hiểu đối tƣợng thiết kế
Tìm hiểu về diện tích, mục đích, nhu cầu sử dụng, tính chất của cơng trình, xác
định rõ mục đích sử dụng của từng khu vực và những u cầu phụ của chủ cơng trình.
Bƣớc 2: Lập bảng tính tốn phụ tải
Căn cứ vào số lƣợng, chủng loại thiết bị sẽ đƣợc lắp đặt theo nhu cầu thiết kế ta
phải tính tốn chính xác những phụ tải đƣợc sử dụng trong cơng trình và phải tính tốn
đến sự phát triển phụ tải trong tƣơng lai đồng thời phải xác định vị trí khơng gian cần
thiết cho các thiết bị.
Bƣớc 3: Lựa chọn phƣơng án cung cấp điện
Dựa vào bảng tính tốn phụ tải của cơng trình ta lựa chọn sơ đồ cung cấp điện
hợp lý nhất. Khi thiết kế, ngƣời thiết kế vạch ra tất cả các phƣơng án có thể có rồi tiến
hành so sánh các phƣơng án về phƣơng diện kỹ thuật để loại trừ các phƣơng án không
thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật. Sau đó phải tiến thành tính tốn kinh tế - kỹ thuật và so
sánh để chọn ra một phƣơng án khả thi nhất vừa đảm bảo đƣợc yêu cầu kỹ thuật đồng
thời tối ƣu về kinh tế, tính tới phƣơng án phát triển của cơng trình sau này.
Trong tịa nhà cao tầng, khơng gian để lắp đặt các máy móc thiết bị khơng chỉ có phần
điện mà cịn có các hệ thống cơ khí nhƣ ống nƣớc, ống gió, hệ thống thơng tin… do
vậy cần thiết phải có sự trao đổi, bàn bạc và thống nhất giữa các bên.
Bƣớc 4: Thiết kế sơ đồ nguyên lý cung cấp điện
Từ bản vẽ mặt bằng điện ta vẽ sơ đồ nguyên ký cấp điện hợp lý cho việc lắp đặt
các thiết bị điện cần sử dụng nhƣ các thiết bị bảo vệ, dây dẫn,…

3


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

CHƢƠNG II: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO
CHUNG CƢ
2.1.

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHỤ TẢI THIẾT KẾ

2.1.1. Giới thiệu khái qt cơng trình
Đây là cơng trình tịa nhà chung cƣ 20 tầng, chủ đầu tƣ là Cơng ty Cổ phần địa
ốc Dầu Khí. Đơn vị đảm nhận thiết kế là Công ty Cổ phần kiến trúc xây dựng Nam
Dƣơng. Tòa nhà gồm một tầng hầm gửi xe, một tầng là khu dịch vụ và sinh hoạt cộng
đồng, một tầng kỹ thuật và 18 tầng dành cho khối nhà ở (từ tầng 3 đến tầng 20). Do
chỉ thiết kế cung cấp điện cho khối nhà ở gồm 18 tầng nên trong đồ án bỏ qua phần
tầng hầm và khu sinh hoạt chung, tầng kỹ thuật.
2.1.2. Số liệu chi tiết
Thông số kỹ thuật tầng 3 -20: Có 18 tầng, mỗi tầng đƣợc chia thành 18 căn hộ điển
hình trong 26 mã căn hộ khác nhau từ cơ bản đến cao cấp để bán hoặc cho thuê.
Bảng 2.1 Bảng mã căn hộ

Kiểu căn hộ

STT

Diện tích (m2)

01

B.06

59.27

02

A.07, C.07

59.92

03

C.08

64.24

04

A.04, A.06, C.04, C.06

64.85

07

A.03, A.05, C.03, C.05

65.45

08

A.08

65.52

09

B.08

68.64

10

B.07

69.16

11

B.10

74.86

12

A.02, C.02, B.01

76.09

13

A.01, B.02, B.03, B.09, C.01

77.28

14

B.04, B.05

82

4


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

2.1.3. Một số căn hộ điển hình
Căn hộ điển hình C.08 (64.24 m2)
.

Hình 2.1 Căn hộ điển hình C.08

Thơng số chi tiết căn hộ:
Bảng 2.2 Bảng thông số chi tiết căn hộ C.08

Tên danh mục

STT

Số lƣợng

Diện tích

01

Phịng khách + Phịng ăn + Phịng bếp

1

20.73

02

Phịng ngủ 1

1

12.97

03

Phịng ngủ 2

1

13.47

04

Khu vệ sinh 1

1

3.98

05

Khu vệ sinh 2

1

4.95

06

Lơgia 1

1

4.34

07

Lôgia 2

1

3.8

5

Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

Căn hộ điển hình B.08 (68.64m2)

Hình 2.2 Căn hộ điển hình B.08

Thơng số chi tiết căn hộ:
Bảng 2.3 Bảng thông số chi tiết căn hộ B.08

STT

Tên danh mục

Số lƣợng

Diện tích

01

Phịng khách + Phịng ăn + Phòng bếp

1

21.86

02

Phòng ngủ 1

1

15.44

03

Phòng ngủ 2

1

10.56

04

Khu vệ sinh 1

1

4.32

05

Khu vệ sinh 2

1

6.96

06

Lôgia 1

1

5.3

07

Lôgia 2

1

4.22

6


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

Căn hộ điển hình A.01 (77.28m2)

Hình 2.3 Căn hộ điển hình A.01

Thơng số chi tiết căn hộ:
Bảng 2.4 Bảng thông số chi tiết căn hộ A.01

STT

Tên danh mục

Số lƣợng

Diện tích

01

Phịng khách + Phịng ăn + Phòng bếp

1

30.88

02

Phòng ngủ 1

1

15.76

03

Phòng ngủ 2

1

11.91

04

Khu vệ sinh 1

1

4.8

05

Khu vệ sinh 2

1

5.61

06

Lôgia 1

1

3.48

07

Lôgia 2

1

4.84

7


Khóa luận tốt nghiệp

2.2.

SVTH: Phạm Thành Danh

CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TÕA
NHÀ.

2.2.1. Đặt điểm hệ thống điện của tòa nhà
o Phụ tải phong phú và đa dạng.
o Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tƣơng đối cao.
o Có các hệ thống cấp nguồn dự phịng (máy phát)
o Khơng gian lắp đặt hạn chế và phải thỏa mãn yêu cầu mỹ thuật trong kiến trúc
xâu dựng
o Yêu cầu cao về chế độ làm việc, an toàn và kinh tế cho ngƣời sử dụng.
2.2.2. Yêu cầu chung đối với hệ thống cung cấp điện tịa nhà
Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà là đảm bảo cho hộ tiêu thụ
luôn luôn đủ điện năng với chất lƣợng trong phạm vi cho phép và khi thiết kế cung cấp
điện phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản:
o Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ.
o Đảm bảo chất lƣợng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp

bé nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức.
o Đảm bảo an toàn cho ngƣời và thiết bị
o Nguồn vồn đầu tƣ nhỏ, bố trí các thiết bị phù hợp với khơng gian hạn chế của
nhà cao tầng, dễ sử dụng, bảo dƣỡng.
o Chi phí vận hành hàng năm thấp.
Những yêu cầu trên thƣờng mâu thuẫn nhau khi ngƣời thiết kế phải biết tƣ vấn, cân
nhắc và kết hợp hài hòa để đƣa ra một phƣơng án tối ƣu nhất, đồng thời phải chú ý đến
những yêu cầu khác nhƣ: có điều kiện thuận lợi phát triển phụ tải trong tƣơng lai, rút
ngắn thời gian thi công.

8


Khóa luận tốt nghiệp

2.3.

SVTH: Phạm Thành Danh

TIÊU CHUẨN CUNG CẤP ĐIỆN MẠNG HẠ ÁP

Tiêu chuẩn Việt Nam:
1. TCVN 9707:2012: Đặt thiết bị điện trong nhà ở và cơng trình cơng cộng – Tiêu
chuẩn thiết kế.
2. TCVN 7447-1:2004: Nguyên tắc cơ bản – định nghĩa – đánh giá các đặt tính
chung trong hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà.
3. TCVN 7447-4-43:2004: Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà bảo vê an tồn –
bảo vệ chống q dịng.
4. QCVN 12:2014/BXD: Hệ thống điện ở nhà ở và nhà công cộng
Tiêu chuẩn quốc tế:

1. IEC 60364: 2005 – 2009: Electrical Installation of Buildings

9


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

CHƢƠNG III: XÁC ĐỊNH PHỦ TẢI TÍNH TỐN
Khi thiết kế cung cấp điện cho một cơng trình (cụ thể là tịa nhà chung cƣ ta
đang thiết kế) thì nhiệm vụ đầu tiên của ngƣời thiết kế là phải xác đinh đƣợc nhu cầu
điện của phụ tải cơng trình đó (hay là cơng suất đặt của tịa nhà).
Tùy theo quy mơ của cơng trình mà phụ tải đƣợc xác định theo phụ tải thực tiễn hoặc
còn phải kể đến khả năng phát triển trong tƣơng lai. Cụ thể là muốn xác định phụ tải
cho một tịa nhà thì chủ yếu dựa vào diện tích từ căn hộ mẫu đặt trong tòa nhà. Nhƣ
vậy, việc xác định nhu cầu điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn (đối với các xí
nghiệp, tịa nhà) còn dự báo phụ tải dài hạn (đối với thành phố, khu vực...). Nhƣng ở
đây ta chỉ xét đến dự báo phụ tải ngắn hạn vì nó liên quan trực tiếp đến cơng việc thiết
kế cung cấp điện tịa nhà.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của cơng trình ngay sau khi cơng trình đi
vào sử dụng. Phụ tải này thƣờng đƣợc gọi là phụ tải tính tốn. Ngƣời thiết kế cần phải
biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện nhƣ: các thiết bị đóng, cắt, bảo vệ, dây
dẫn, để tính các tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp,... Chính vì vậy, phụ tải tính tốn là
một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu
tố nhƣ: công suất và số lƣợng các thiết bị điện, đặc tính các thiết bị điện,... Vì vậy, xác
định chính xác phụ tải tính tốn là một nhiệm vụ khó khăn nhất nhƣng lại rất quan
trọng. Bởi vì, nếu phụ tải tính tốn đƣợc xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm
giảm tuổi thọ của các thiệt bị điện, có khả năng dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu
phụ tải tính tốn lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện đƣợc chọn sẽ quá

lớn so với yêu cầu, gây lãng phí và khơng kinh tế.
Do tính chất quan trọng nhƣ vậy, nên đã có nhiều cơng trình nghiên cứu và có nhiều
phƣơng pháp tính tốn phụ tải điện.
Nhƣng vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ đã trình bày ở trên và sự
biến động theo thời gian nên thực tế chƣa có phƣơng pháp nào tính tốn chính xác và
tiện lợi phụ tải điện. Nhƣng hiện nay đang áp dụng một số phƣơng pháp sau để xác
định phụ tải tính tốn:
o Phƣơng pháp tính theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu.
o Phƣơng pháp tính tốn theo hệ số cực đại và cơng suất trung bình.
o Phƣơng pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
10


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

o Phƣơng pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất.
Trong quá trình chuẩn bị thiết kế thì tùy theo quy mơ, đặc điểm của cơng trình (tịa
nhà, nhà máy,...) tùy theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ kỹ thuật thi cơng mà chọn phƣơng
pháp tính tốn phụ tải cho thích hơp. Sau đây sẽ trình bày một số đại lƣợng, hệ số tính
tốn và các phƣơng pháp tính phụ tải tính tốn.

3.1.

CÁC ĐẠI LƢỢNG CƠ BẢN VÀ CÁC HỆ SỐ TÍNH TỐN

3.1.1. Cơng suất định mức Pđm:
Cơng suất định mức của các thiết bị tiêu thụ điện thƣờng đƣợc các nhà chế tạo
ghi sẵn trên nhãn hiệu máy hoặc trong các lý lịch máy. Đối với động cơ, cơng suất

định mức ghi trên nhãn hiệu máy chính là công suất cơ trên trục động cơ. Công suất
đặt là công suất đầu vào của động cơ, vậy công suất đặt trên trục động cơ đƣợc tính
nhƣ sau:

Pd=

Pdm
ηdc

(3.1)

Trong đó:
Pđ: Cơng suất đặt của động cơ (kW).
Pđm: Công suất định mức của động cơ(kW)
ŋdc : Hiệu suất định mức của động cơ.
Trên thực tế, hiệu suất động cơ tƣơng đối cao (ŋdc = 0.85 - 0.95) nên ta có thể xem Pđ
≈ Pđm.

3.1.2. Phụ tải trung bình Ptb:
Phụ tải trung bình là một đặc trƣng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó.
Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ để đánh giá giới hạn dƣới của
phụ tải tính tốn. Trong thực tế, phụ tải trung bình đƣợc tính tốn theo cơng thức sau:

Ptb=

P
t

Qtb=

Q
t

Trong đó
ΔP, ΔQ: Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát.(kW, kVAr)
t: thời gian khảo sát (h)
11

(3.2)


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

Phụ tải trung bình cho cả nhóm thiết bị:

n
Ptb=  Ptbi
i=1

n
Qtb=  qtbi
i=1

(3.3)

Biết đƣợc phụ tải trung bình ta có thể đánh giá đƣợc mức độ sử dụng thiết bị, xác định
phủ tại tính tốn và tính tổn hao điện năng.
3.1.3. Phụ tải cực đại Pmax:

Phụ tải cực đại là phụ tải trung bình lớn nhất đƣợc tính trong khoảng thời gian tƣơng
đối ngắn (từ 5 đến 3 phút). Thông thƣờng lấy thời gian là 30 phút ứng với ca làm việc
có phụ tải lớn nhất trong ngày.
Phụ tải cực đại để tính tốn tổn thất công suất lớn nhất, để chọn các thiết bị điện, các
dây dẫn và dây cáp theo mật độ kinh tế.
3.1.4. Phụ tải tính tốn Ptt:
Phụ tải tính tốn đƣợc tính theo điều kiện phát nóng cho phép, là phụ tải giả thiết lâu
dài không đổi của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện (thiết bị, dây dẫn) tƣơng
đƣơng với phụ tải thực tế biến đổi thoe điều kiện tác dụng lớn nhất. Nói cách khác phụ
tải tính tốn cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra.
Do vậy để đảm bảo an toàn trong mọi trạng thái vận hành, trong thực tế thiết kế ta chỉ
sử dụng phủ tải tính tốn theo cơng suất tác dụng
Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax
3.1.5. Hệ số sử dụng ksd:
Hệ số sử dụng là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với cơng suất định mức của
thiết bị.
Đối với một thiết bị: ksd=

Ptb
Pdm

(3.4)

n

Ptb
=
Đối với nhóm thiết bị: ksd=
Pdm

P

tbi

i=1
n

P

(3.5)
dmi

i=1

Nếu có đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng đƣợc tính nhƣ sau:
12


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

ksd=

P1t1+P2t2+...+Pntn
Pdm(t1+t2+...+tn)

(3.6)

Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị điện

trong một chu kỳ làm việc và là số liệu để tính phụ tải tính tốn.
3.1.6. Hệ số phụ tải kpt:
Hệ số phụ tải (cịn gọi là hệ số mang tải) là tỉ số giữa công suất thực tế với công suất
định mức. Thƣờng ta phải xem xét đến hệ số phụ tải trong khoản thời gia đó.
n

Pthucte Ptb
=
=
Nên: kpt=
Pdm Pdm

P

tbi

i=1
n

P

(3.7)
dmi

i=1

Nếu có đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng đƣợc tính nhƣ cơng thức

kpt=

P1t1+P2t2+...+Pntn
Pdm(t1+t2+...+tn)

(3.8)

Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị điện
trong khoảng thời gian đang xét.

3.1.7. Hệ số cực đại kmax: kmax ≥1
Hệ số cực đại là tỉ số giữa phụ tải tính tốn và phụ tải trung bình trong khoản thời gian
đang xét:

kmax=

Ptt
Ptb

(3.9)

Hệ số cực đại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là số thiết bị hiện quả nhq và hệ số
sử dụng ksd và hàng loạt các yếu tố đặc trƣng cho chế độ làm việc của các thiết bị
trong nhóm làm việc phức tạp nên khi tính tốn thƣờng tra theo đƣờng cong:
kmax=f.(nhq.ksd)
3.1.8. Hệ số nhu cầu knc:
Hệ số nhu cầu là tỉ số giữa phụ tải tính tốn và cơng suất định mức

13

(3.10)

Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

knc=

Ptt Ptt Ptb
= 
 k max ksd
Pdm Ptb Pdm

(3.11)

Hệ số nhu cầu thƣờng đƣợc dùng tính cho phụ tải tác dụng. Trong thực tế hệ số nhu
cầu thƣờng do kinh nghiệm vận hành tổng kết lại.
3.1.9. Hệ số thiết bị hiệu quả nhq:
Hệ số thiết bị hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng cơng suất và chế độ làm việc.
Chúng địi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính tốn của nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị
có chế độ làm việc khác nhau):
2

 n

P
dmi





nhq=  ni=1
2
  Pdm 

(3.12)

i=1

Khi số thiết bị dùng điện trong nhóm lớn hơn 5 (n>5), thì tính nhq theo cơng thức trên
phức tạp nên ngƣời ta tìm nhq theo bảng hoặc đƣờng cong.
Trình tự tính nhƣ sau:
*
Trƣớc hết tính: n =

n1
n

P* =

P1
P

(3.13)

Trong đó:
n: Số thiết bị trong nhóm
n1: số thiết bị có cơng suất không nhỏ hơn một nữa công suất của thiết bị có cơng suất
lớn nhất trong nhóm.
P, P1: là tổng cơng suất ứng với n và n1 thiết bị.
Sau khi tính đƣợc n* và P* tra bảng hoặc đƣờng cong tìm đƣợc n* hq, từ đó tính nhq

theo cơng thứ sau:
nhq=n.n*hq

(3.14)

Số thiết bị hiệu quả là một trong những số liệu quan trọng để xác định phụ tải tính
tốn.

3.2.

CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

Hiện nay, có nhiều phƣơng pháp để tính phụ tải tính tốn. Những phƣơng pháp đơn
giản, tính tốn thuận tiện thƣờng kết quả khơng chính xác. Ngƣợc lại, nếu độ chính xác
14


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

đƣợc nâng cao thì phƣơng pháp tính phức tạp. Vì vậy tùy theo giai đoạn thiết kế, tùy
theo yêu cầu cụ thể mà chon phƣơng pháp tính cho thích hợp, sau đây là một số
phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn thƣờng dùng nhất.
3.2.1. Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu:
Cơng thức tính:
n

Ptt =k nc × Pdi

(3.15)

i=1

Qtt =Ptt ×tgφ

(3.16)

Ptt
S = P 2 +Qtt 2 
tt
tt
cos 

(3.17)

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm nên:
n

Ptt =k nc × Pdmi

(3.18)

i=1

Trong đó:
Pđi, Pđmi

: Cơng suất đặt, công suất định mức của thiết bị thứ i (kW).

Ptt, Qtt, Stt : Công suất tác dụng, công suất phản kháng, cơng suất tồn phần tính tốn
của nhóm có n thiết bị, (kW, kVAr, kVA).
n : Số thiết bị trong nhóm.
knc: Hệ số nhu cầu, tra ở sổ tay kỹ thuật.
tg  : ứng với cos  đặc trƣng cho nhóm thiết bị, tra ở sổ tay kỹ thuật.
Nếu hệ số công suất cos  của các thiết bị trong nhóm khơng giống nhau thì phải tính
hệ số cơng suất trung bình theo cơng thức sau:

costb 

P1cos1  P2cos2  ...  Pn cosn
P1  P2  ...  Pn

(3.19)

Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thƣờng đƣợc cho trong các sổ tay.
Phƣơng pháp này có ƣu điểm là đơn giản, tính tốn thuận tiện. Tuy nhiên, nhƣợc điểm
chủ yếu của phƣơng pháp này là độ chính xác khơng cao. Bởi vì hệ số nhu cầu k nc tra
trong các sổ tay là cố định cho trƣớc không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết
bị trong nhóm. Trong lúc đó, theo cơng thức trên ta có, nghĩa là hệ số nhu cầu phụ
thuộc nhiều yếu tố kể trên.
15


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

knc = kmax.ksd

(3.20)

3.2.2. Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
Cơng thức tính:

Ptt =p0×F

(3.21)

Trong đó:
P0: Suất phụ tải trên 1m2 đơn vị diện tích sản xuất (kW/m2).
F : Diện tích sản xuất (m2).
Giá trị p0 đƣợc cho sẵn trong bảng, phụ thuộc vào tính chất của phụ tải phân tích theo
số liệu thống kê.
Phƣơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng. Nó đƣợc dùng để tính các phụ tải tƣơng
đối đều nên chỉ áp dụng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ.
3.2.3. Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản
phẩm
Cơng thức tính:

Ptt=

M.w0
Tmax

(3.22)

Trong đó:
M: Số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm (sản lƣợng).

w 0 : Suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm (kWh/đơn vị sản phẩm).
Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h).
Phƣơng pháp này thƣờng dùng để tính tốn cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít
biến đổi hay khơng thay đổi nhƣ: quạt gió, máy nén khí... khi đó phụ tải tính tốn gần
bằng phụ tải trung bình và kết quả tƣơng đối chính xác.
3.2.4. Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại và cơng suất trung bình
(phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả)
Khi khơng có các số liệu cần thiết để áp dụng các phƣơng pháp tƣơng đối đơn giản đã
nêu ở trên hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính tốn thì nên dùng
phƣơng pháp này.
Cơng thức tính:
Ptt = kmax.ksd.Pđm
16

(3.23)


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Phạm Thành Danh

Trong đó:
Pđm: Cơng suất định mức (kW).
ksd : Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật.
kmax: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ:
kmax = f(nhq, ksd).
Phƣơng pháp này cho kết quả tƣơng đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả
nhq, chúng ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng nhƣ ảnh hƣởng của số lƣợng
thiết bị trong nhóm, số thiết bị có cơng suất lớn nhất cũng nhƣ sự khác nhau về chế độ
làm việc của chúng.

Trình tự tính toán nhƣ sau:
+ Trƣớc tiên dựa vào sổ tay tra các số liệu ksd, cos  của nhóm, sau đó từ số liệu đã
cho xác định Pđmmax và Pđmmin. Tính:

m=

Pdmmax
Pdmmin

(3.24)

Trong đó:
Pđmmax: Cơng suất định mức của thiết bị có cơng suất lớn nhất trong nhóm.
Pđmmin: Cơng suất định mức của thiết bị có cơng suất nhỏ nhất trong nhóm.
+ Sau đó kiểm tra điều kiện:
a. Trường hợp : m  3 và k sd  0,4 thì nhq = n.
Chú ý, nếu trong nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất của chúng không lớn hơn 5%
tổng công suất của cả nhóm thì: nhq = n - n1.
b. Trường hợp : m  3 và k sd  0,2 , nhq sẽ đƣợc xác định theo biểu thức:
n

2. p dmi
nhq =

i 1

(3.25)

p dmmax

c. Khi không áp dụng được các trường hợp trên, việc xác định n hq phải được tiến
hành theo trình tự:
Trƣớc hết tính:

n* =

n1
n

P* =

Trong đó:
n: Số thiết bị trong nhóm.
17

P1
P

(3.26)