Giáo trình cung cấp Điện

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.62 MB, 167 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

1.1Đặc điểm của quá trình sản xuất và phân phối điện năng

Năng lượng điện là dạng năng lượng phổ biến do nó có thể truyền tải với hiệu suất cao và chi
phí hợp lý. Ngồi ra, do dễ dàng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hóa)
nên điện năng được sử dụng khắp mọi nơi từ sản xuất đến tiêu dùng.

Điện năng trong quá trình sản xuất và phân phối có một số đặc điểm chủ yếu sau :

 Điện năng sản xuất ra, nói chung, khơng tích trữ được (trừ một số trường hợp cá biệt
với công suất nhỏ như pin , accu ). Do đó tại mọi thời điểm phải đảm bảo cân bằng
giữa lượng điện sản xuất và tiêu thụ, có kể đến tổn thất do truyền tải.

 Các quá trình điện cơ trong hệ thống điện xảy ra rất nhanh, đòi hỏi phải sử dụng
rộng rãi các thiết bị tự động trong công tác vận hành, điều độ hệ thống điện nhằm
đảm bảo hệ thống làm việc tin cậy và kinh tế.

 Công nghiệp điện lực là một trong những động lực của nhiều ngành kinh tế quốc
dân. Sản lượng điện hàng năm thể hiện mức độ phát triển kinh tế của đất nước.
 Việc sản xuất, truyền tải và cung cấp điện năng luôn luôn được thực hiện theo một

kế hoạch chung trong khuôn khổ hệ thống điện.

Điện năng được sản xuất chủ yếu dưới dạng điện xoay chiều với tần số 60Hz (tại Mỹ và
Canada) hay 50Hz (tại Châu Aâu và các nước khác).

Nhìn chung, hệ thống cung cấp điện bao gồm các khâu : phát điện, truyền tải, phân phối và
cung cấp để đưa điện từ nơi sản xuất đến các hộ tiêu thụ và sử dụng điện (hình 1.1).

Để truyền tải điện năng đi xa với tổn thấp điện áp và điện năng thấp thường sử dụng điện
cao áp xoay chiều (đến 230kV) và siêu cao (trên 230kV).

Để truyền tải điện năng với khoảng cách rất lớn ( trên 500km), nhằm đạt được hiệu quả về
kinh tế, điện áp một chiều siêu cao được sử dụng. Trường hợp này phải sử dụng các bộ biến đổi

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện 
1. Nhà máy phát điện 
2. Đường dây truyền tải 
3. Trạm biến áp tăng áp

4. Xí nghiệp công nghiệp

5. Trạm biến áp giảm áp 
6. Đường dây phân phối 
7. Cáp ngầm

8. Hộ tiêu thụ

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

AC/DC ở đầu và cuối đường dây. Truyền tải bằng điện một chiều có ưu điểm là đường dây một
chiều khơng có điện kháng và có khả năng truyền tải mơt lượng cơng suất lớn hơn khi sử dụng
dây có cùng tiết diện so với truyền tải bằng điện xoay chiều. Truyền tải bằng điện DC đặc biệt
hiệu quả khi cần kết nối các hệ thống điện lớn ở cách xa nhau. Nhược điểm chính của truyền tải
bằng điện một chiều là gây ra các hài bậc cao và cần phải lọc và bù công suất phản kháng với số
lượng lớn ở hai đầu đường dây.

Mạng liên kết làm cho việc sản xuất và truyền tải điện trở nên kinh tế và tin cậy hơn do
năng lượng điện có thể truyền tải nhanh chóng từ vùng này sang vùng khác.

1.2 Hệ thống điện hiện đại

Hệ thống điện ngày nay là một mạng lưới liên kết phức tạp (hình 1.2) và có thể chia ra làm 4
phần:

 Nhà máy điện

 Mạng truyền tải - truyền tải phụ
 Mạng phân phối

 Phụ tải điện

Nhà máy 
nhiệt điện

Nhà máy 
thủy điện 
Nhà máy điện

ngun tử

Tải cơng 
suất rất lớn
Trạm

đóng ngắt

Trạm cao áp Trạm cao áp

Tải cơng
suất lớn

Trạm cao

Nhà máy phát 
Tuốc bin khí 
Năng lượng gió 
Năng lượng thủy triều

Năng lượng địa nhiệt

Taûi trung bình

Mạng truyền tải
115kV – 765kV

Mạng truyền tải phụ
69kV – 138kV

Mạng phân phối
4kV – 34.5kV

Trạm 
phân phối

Trạm

phân phối phân phốiTrạm

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

1.2.1Nhà máy điện

1.2.1.1Máy phát và nhà máy điện

Máy phát là một trong các thành phần chủ yếu của hệ thống điện và thường là máy phát điện
đồng bộ xoay chiều 3 pha. Các hệ thống ngày nay sử dụng máy phát điện xoay chiều với các bộ
kích từ quay ( các bộ kích từ khơng có chổi góp). Hệ thống kích từ máy phát giúp cho điện áp
máy phát không đổi và điều khiển công suất phản kháng. Các máy phát điện xoay chiều có thể
phát công suất lớn điện áp cao (đến 30kV) và công suất đơn vị máy phát có thể thay đổi từ
50MW đến 1500MW.

Tùy theo dạng nguồn năng lượng sơ cấp mà có các loại nhà máy điện khác nhau:
a. Nhà máy nhiệt điện

Đây là một dạng nguồn điện kinh điển, đến nay vẫn còn chiếm tỉ lệ quan trọng trong tổng
công suất nguồn nói chung.

Ngun lý q trình sản xuất điện năng trong nhà máy nhiệt điện được trình bày như hình
1.3. Nhiên liệu (than đá, dầu) được đốt cháy trong buồng khí đốt nhằm đun sơi nước ở nồi hơi.
Hơi nước từ nồi hơi với nhiệt độ và áp suất cao (khoảng 500 C và 40 ata) được dẫn đến làm
quay các cánh tuốc bin với tốc độ tương đối cao (từ 1800v/p đến 3600v/p). Trục của tuốc bin gắn
với trục máy phát điện, rôto của máy phát loại này thường là loại cực ẩn hai cực cho loại
3600v/p và 4 cực cho loại 1800v/p. Khi máy phát điện quay sẽ cảm ứng sinh ra điện. Nước qua
tuốc bin sẽ ngưng tụ ở bình ngưng cùng với nước bổ sung được bơm nước đưa trở về nồi hơi.

Nhà máy nhiệt điện có những đặc điểm sau :

 Thường được xây dựng gần nguồn nhiên liệu và nguồn nước

 Tính linh hoạt trong vận hành kém, khởi động và tăng phụ tải chậm
 Hiệu suất thấp ( = 30-40 %)

 Khối lượng nhiên liệu sử dụng lớn, khói thải và ơ nhiễm mơi trường .

b. Nhà máy thủy điện

Nhà máy thủy điện dùng năng lượng dòng chảy của nước làm quay tuốc bin nước để chạy
máy phát điện (hình 1.4). Tuốc bin nước vận hành ở áp suất thấp và tốc độ thấp. Máy phát của
chúng thường là loại cực lồi có nhiều cực. Công suất P (MW) của nhà máy thủy điện phụ thuộc
chủ yếu vào hai yếu tố: lưu lượng nước Q (m3 / s) và chiều cao hiệu dụng của cột nước H (m).

Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện

1. Kho 13. Bộ phận hâm nóng nước
2. Hệ thống nghiền nát 14. Bơm nước

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

P  9,81 Q . H {MW}
Nhà máy thủy điện có các đặc điểm sau:

 Xây dựng gần nguồn nước nên thường xa phụ tải

 Vốn đầu tư xây lắp ban đầu lớn, chủ yếu thuộc về các cơng trình như đập chắn , hồ
chứa ….

 Thời gian xây dựng kéo dài
 Chi phí sản xuất điện năng thấp
 Thời gian khởi động máy ngắn
 Hiệu suất cao ( = 80-90 %)
 Tuổi thọ cao

Vào mùa nước lũ, có khả năng khơng khai thác hết nguồn thủy năng và phải xả qua đập tràn
một lượng nước lớn dư thừa do điện năng chỉ có thể sản xuất theo yêu cầu của phụ tải. Để có thể
tận dụng nguồn năng lượng này cần xây dựng loại nhà máy thủy điện tích năng (hình 1.5). Vào
mùa nước lũ khi khả năng phát điện của hệ thống điện dư thừa, máy phát điện của nhà máy thủy

điện tích năng đóng vai trị như một máy bơm, bơm nước lên hồ chứa nước và vào mùa nước kiệt
nước lại xả nước từ hồ chứa nước qua hệ thống đường ống làm quay máy phát điện, phát điện
hồ vào hệ thống.

Hình1.5. Nhà máy thủy điện tích năng

1. Hồ xả 6. Buồng máy phát
2. Ống dẫn nước chính 7. Ống bơm nước
3. Máy bơm 8. Cửa xả nước
4. Máy biến áp 9. Hồ chứa nước
5. Máy cắt 10. Nhà điều hành
1. Cầu trục 6. Máy phát
2. Đập nước 7. Thiết bị

3. Tấm chắn 8. Hộp kín dạng trịn
4. Ống dẫn 9. Oáng tháo nước
5. Tuốc bin nước

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

c. Nhà máy tuốc bin khí

Nhà máy tuốc bin khí sử dụng năng lượng sơ cấp là khí đốt thiên nhiên. Khí này được dẫn
trực tiếp đến nhà máy thông qua hệ thống đường ống và khi khoảng cách truyền tải lớn, khí đốt
thiên nhiên được hoá lỏng ở nhiệt độ –197oF. Ngày nay, các nhà máy tuốc bin khí thường sử 
dụng sơ đồ chu kỳ kết hợp với hiệu suất lên đến 60%. Chu kỳ kết hợp bao gồm chu kỳ tuốc bin –
gas ( chu kỳ Brayton) và chu kỳ tuốc bin hơi ( chu kỳ Rankine). Đầu tiên khí được đốt cháy và
làm quay tuốc bin – gas, sau đó khí được đốt nóng này được thu hồi và đi vào lò hơi, gia nhiệt
nước nhằm cung cấp hơi áp suất cao để làm quay tuốc bin hơi (hình 1.6).

Nhà máy tuốc bin khí có các đặc điểm sau:

 Thời gian xây dựng ngắn ( khoảng 2 năm)
 Chi phí sản xuất điện năng thấp

 Thời gian khởi động máy ngắn
 Hiệu suất cao ( = 80-90 %)
 Ít gây ơ nhiễm mơi trường

d. Nhà máy điện diesel

Nhà máy điện diesel sử dụng năng lượng sơ cấp là các động cơ diesel. Các tổ máy phát
diesel có cơng suất đơn vị khơng lớn ( từ hàng trăm KVA đến vài MVA) và thường dùng làm
nguồn dự phịng cho các tải bình thường sử dụng điện từ mạng địa phương hay cung cấp điện cho
các phụ tải công suất nhỏ ở những nơi chưa có mạng lưới địa phương. Nhà máy điện diesel có
các đặc điểm chính như sau:

 Gọn nhỏ, linh hoạt, tính cơ động cao
 Thời gian khởi động ngắn

 Giá thành điện năng cao
 Công suất phát vừa và nhỏ
e. Các nhà máy điện năng lượng sạch

Ngày nay, khi vấn đề bảo vệ môi trường được nhấn mạnh, các nguồn năng lượng khác đã
được xem xét và đưa vào sử dụng như các nguồn năng lượng sạch: năng lượng mặt trời, năng
lượng điạ nhiệt, năng lượng gió, năng lượng thủy triều và năng lượng sinh học. Năng lượng được
sử dụng và phát triển mạnh trong tương lai gần là năng lượng nguyên tử.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

 Nhà máy điện nguyên tử

Nhà máy điện nguyên tử sản xuất điện năng từ nhiệt năng do phản ứng hạt nhân sinh ra.

Nhiên liệu hạt nhân có khả năng tạo nhiệt năng rất cao, thường sử dụng ở những nơi khan hiếm
nhiên liệu hay khó vận chuyển nhiên liệu tới.

Ở nhà máy điện nguyên tử, nhiệt năng thu được trong quá trình phân hủy hạt nhân của các
chất Uranium, Plutonium,Thorium… trong lò phản ứng, dùng để đun nóng nước. Nước bốc hơi lên
và tiếp tục làm quay tuốc bin như trong trường hợp nhà máy nhiệt điện. Lò phản ứng được sử
dụng rộng rãi trong các nhà máy điện nguyên tử là lò phản ứng nước nhẹ (lị phản ứng nước áp
lực hố, lị phản ứng nước sơi) do dễ điều khiển và trong một số trường hợp có thể sử dụng
uranium thiên nhiên.

Hình 1.7 trình bày sơ đồ nguyên lý của nhà máy điện nguyên tử loại lò phản ứng nước áp lực
hoá. Nguyên liệu được sử dụng trong trường hợp này là oxyt uranium (U02) ở dạng quặng, tuơng
thích với thiết bị làm lạnh bằng nước. Quặng nhiên liệu được chứa trong các thanh nhiên liệu mạ
zircaloy. Nhiều thanh nhiên liệu được phân bố trên các lưới hình vng tạo thành một tổ hợp
nhiên liệu. Hàng trăm tổ hợp như vậy tạo thành lõi phản ứng. Lõi phản ứng chứa trong bình phản
ứng chịu áp lực cao bằng thép, có bề dầy từ 8 đến 10 inch.

Hình 1.8 trình bày sơ đồ nguyên lý của nhà máy điện nguyên tử loại lò phản ứng nước sơi.
Vịng kín thứ nhất gồm bộ phận phóng xạ. Nhiệt lượng sinh ra do phản ứng hạt nhân được
truyền cho nước. Nước bốc hơi lên và tiếp tục làm quay tuabin như ở nhà máy nhiệt điện.

Công suất một tổ máy phát nhà máy điện nguyên tử sẽ đạt đến 500, 800 và 1200MW.

Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý nhà máy điện ngun tử loại lị phản ứng nước sơi

1. Buồng phản ứng 6. Ống dẫn hơi chính
2. Vỏ bảo vệ 7. Bơm cấp nước
3. Lõi phản ứng 8. Tuốc bin máy phát
4. Thanh điều khiển 9. Bình ngưng
5. Đế 11. Đến trạm điện
1. Cấu trúc bảo vệ 7. Ống hơi
2. Bình phản ứng 8. Tuốc bin
3. Lò phản ứng 9. Bơm cấp
4. Thanh điều khiển 10. Nước ngưng
5. Máy bơm 11. Máy phát điện
6. Nồi hơi 12. Tháp ngưng

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Nhà máy điện nguyên tử có các đặc điểm sau:
 Có thể xây dựng gần trung tâm phụ tải

 Vốn đầu tư xây lắp ban đầu lớn và thời gian xây dựng kéo dài

 Chi phí sản xuất điện năng thấp nên thường làm việc ở đáy đồ thị phụ tải
 Thời gian sử dụng công suất cực đại lớn khoảng 7000giờ/năm hay cao hơn
 Nhà máy năng lượng mặt trời

Nhà máy năng lượng mặt trời thường có hai loại như sau:

 Nhà máy pin quang điện: nhà máy loại này sử dụng các pin quang điện, dưới hai 
dạng tinh thể silicon hay phim mỏng để biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời ra điện
năng, với hiệu suất hiện nay khoảng 30% và trong tương lai có thể đạt đến 40%. Các tấm
pin quang điện được chế tạo để có thể sản xuất ra năng lượng điện DC từ vài watt đến

100 watt. Để có công suất lớn hơn cần tổ hợp các tấm pin quang điện này. Các thành
phần chính của nhà máy năng lượng mặt trời bao gồm: các tấm pin quang điện, bộ điều
khiển nạp ắc qui, ắc qui, bộ nghịch lưu hay thiết bị điều khiển công suất (đối với tải xoay
chiều), thiết bị đóng cắt, bảo vệ, mạch tiếp đất và dây nối. Chi phí sản suất điện năng vào
khoảng 0.2 đến 0.4 UDS/kWh, tùy thuộc vào chi phí lắp đặt, mật độ và thời gian có ánh
sáng mặt trời tại khu vực. Nguồn điện loại này khoảng hàng trăm kW và thường được
cung cấp cho các phụ tải như: máy bơm, thiết bị chiếu sáng, thiết bị viễn thông, thiết bị
điện gia dụng,…

 Nhà máy nhiệt mặt trời: nhà máy loại này vận hành theo kiểu chu kỳ năng lượng 
nhiệt, thông qua việc sử dụng hệ thống gương hội tụ parabol (với nhiệt độ có thể đạt đến
mức từ 150oC đến 800oC) hay một dãy gương hội tụ ( hellostats, với nhiệt độ có thể đạt 
đến mức từ 250oC đến 1500oC) nhằm tập trung ánh sáng mặt trời. Hệ thống gương này là 
phần đắt nhất trong chi phí xây dựng và thường chiếm khoảng 4050% chi phí tổng. Nhà
máy sử dụng gương parabol thường có cơng suất từ 5kW đến 25kW cịn nhà máy sử dụng
gương hellostats thường có cơng suất từ 100kW đến 100MW.

Nhà máy năng lượng mặt trời có các đặc điểm như sau:
 Sử dụng nguồn năng lượng không cạn kiệt

1. Hạt photon 5. Mặt sau
2. Nguyên tử 6. Dòng electron
3. Electron 7. Biến đổi năng lượng
4. Mặt trước 8. Trạm điện

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

 Chi phí phát điện thấp và đặc biệt hiệu quả ở các vùng mà việc kéo các lưới điện
quốc gia quá đắt

 Độ tin cậy vận hành cao
 Chi phí bảo trì ít

 Không gây ô nhiễm môi trường
 Nhà máy năng lượng gió

Sử dụng năng lượng gió thường được chú ý ở các nơi có mật độ năng lượng gió cao (khoảng
320 – 400W/m2 trở lên) và vận tốc gió trung bình ( khoảng 5.8m/s). Thành phần chính của nhà 
máy phát điện sử dụng năng lượng gió bao gồm: chong chóng quay, hộp biến tốc,máy phát điện,
hệ thống ắc qui và tháp. Ngày nay, các trạm phát điện sử dụng năng lượng gió có cơng suất từ
5MW đến 50MW (làng máy phát) với giá thành sản xuất điện năng vào khoảng 0.05USD/kWh
và có khả năng giảm xuống mức 0.04USD/kWh trong năm 2000. Hiệu suất của các tuốc bin gió
hiện đại đạt đến trên 40%. Khuynh hướng phát triển năng lượng gió trong tương lai tập trung vào
các hướng nghiên cứu như sau:

 Hiểu biết tốt hơn về nguồn năng lượng gió, về khí động học
 Tối ưu hố cấu trúc tuốc bin nhằm đạt hiệu suất cao hơn
 Nâng cao chất lượng điều khiển

 Triển khai các mơ hình lý thuyết và mơ hình máy tính phục vụ tính tốn và thiết kế
Năng lượng gió được chú ý sử dụng tại các vùng ven biển, vùng đồi núi. Hiện có trên 16.000
tuốc bin gió đã được lắp đặt tại bang California – USA với tổng công suất đặt khoảng 1700MW.
Hệ thống này phát năng lượng điện hàng năm đạt mức 3 tỷ kWh và theo dự báo đến năm 2010,
tại Mỹ, khoảng 2% năng lượng điện được cung cấp từ gió.

 Nhà máy năng lượng thủy triều

Nhà máy năng lượng thủy triều được xây dựng tại các nơi có sự chênh lệch lớn về độ cao của
thủy triều lên và xuống. Bằng cách xây các đập ngăn cách ở các ngõ vào ra của thủy triều có thể
lợi dụng sự lên xuống cũa thủy triều để làm quay tuốc bin thủy lực và đến năm 1997 đã xuất
hiện loại tuốc bin thủy lực có thể hoạt động theo cả hai chiều. Tuốc bin này kéo một máy phát
điện, từ đó năng lượng thủy triều biến thành năng lượng điện. Nhà máy năng lượng thủy triều La

Rance được xây dựng đầu tiên tại Pháp vào năm 1966. Cho đến nay theo đánh giá của các
chun gia thì chỉ có khoảng 2% năng lượng thủy triều ( khoảng 60GW) trên thế giới là có thể
được dùng để phát điện.

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Nhà máy năng lượng thủy triều có các đặc điểm như sau:
 Tuổi thọ cao

 Chi phí phát điện thấp

 Chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì thấp
 Khơng gây ô nhiễm môi trường

 Nhà máy năng lượng địa nhiệt

Nhà máy năng lượng địa nhiệt sử dụng sức nóng của lịng đất để gia nhiệt làm nước bốc hơi.
Hơi nước với áp suất cao làm quay tuốc bin hơi nước. Tuốc bin này kéo một máy phát điện, từ đó
năng lượng địa nhiệt biến thành năng lượng điện. Có hai loại nhà máy năng lượng địa nhiệt: loại
chu kỳ kép (hình 1.12) và loại phun hơi (hình 1.13). Nước nóng địa nhiệt có nhiệt độ vào khoảng
350oF và áp suất khoảng 16.000psi.

f. Tỷ lệ thành phần các nhà máy trong cơ cấu phát điện

Việc sử dụng các dạng năng lượng khác nhau trong cơ cấu sản xuất điện năng tùy thuộc vào
tình hình tài nguyên và đường lối phát triển năng lượng của mỗi nước.

Theo số liệu năm 1998, tại Mỹ, tổng công suất đặt vào khoảng 760.000MW, trong đó nhiệt
điện chiếm 63%, điện nguyên tử chiếm 14%, thủy điện chiếm 12%, tuốc bin khí chiếm 8%, động
cơ đốt trong chiếm 0.65% và các loại khác chiếm 2.35%. Tổâng sản lượng hàng năm vào khoảng
3.550 tỷ kWh.

Hình 1.13. Sơđồ nguyên lý nhà máy địa nhiệt loại phun hơi

1. Hơi 8. Khơng khí & hơi nước
2. Tuốc bin 9. Cấp nhiệt

3. Máy phát 10. Nước thải
4. Hơi 11. Nước ngầm
5. Nước 12. Nước lên
6. Khơng khí 13. Vùng địa nhiệt
7. Tháp làm lạnh 14. Nước xuống
Hình 1.12. Sơđồ nguyên lý nhà máy địa nhiệt loại chu kỳ kép

1. Hơi 9. Bình trao đổi nhiệt
2. Tuốc bin 10. Nước ngầm nguội
3. Máy phát 11. Nước ngầm nóng

4. Hôi 12. Bôm

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Hiện nay, trên thế giới 79% tổng sản lượng điện năng sản xuất ra là do các nhà máy nhiệt
điện, 7% là do các nhà máy thủy điện và 14% là do các nhà máy điện khác, trong đó điện
nguyên tử chiếm tỷ lệ lớn.

Tại trạm điện một vài máy phát vận hành song song với lưới năng lượng để cung cấp tổng
công suất cần thiết. Chúng được nối vào một điểm chung gọi là thanh góp.

1.2.1.2Máy biến aùp

Một phần quan trọng khác của hệ thống điện là máy biến áp. Nó chuyển năng lượng với hiệu
quả rất cao từ mức điện áp này sang mức điện áp khác. Năng lượng phiá thứ cấp gần như bằng
năng lượng phiá sơ cấp, nếu bỏ qua phần tổn hao trong máy biến áp. Việc nâng cao điện áp

truyền tải cho phép giảm tổn thất điện năng trên đường dây và cho phép tải năng luợng đi xa.
Các yêu cầu về cách điện và các vấn đề thiết kế thực tế khác đã giới hạn điện áp máy phát ở giá
trị thấp, thường đến 30kV. Do đó, việc sử dụng các máy biến áp tăng áp là phổ biến trong việc
truyền tải năng lượng. Ở cuối đường dây truyền tải, nơi nhận, các máy biến áp giảm áp được sử
dụng để giảm điện áp xuống mức phù hợp với mạng phân phối hay hộ tiêu thụ.

1.2.2. Mạng truyền tải và truyền tải phụ

Mục đích của mạng truyền tải trên không là truyền tải năng lượng từ các nhà máy phát ở các
nơi khác nhau đến mạng phân phối. Mạng phân phối là nơi cuối cùng cung cấp điện năng cho
các hộ tiêu thụ. Các đường dây truyền tải cũng nối kết các hệ thống điện lân cận. Điều này
không những cho phép điều phối kinh tế năng lượng giữa các vùng trong quá trình vận hành bình
thường mà cịn cho phép chuyển tải năng lượng giữa các vùng trong điều kiện sự cố.

Mạng truyền tải có điện áp dây trên 60kV và được tiêu chuẩn hoá là 69kV, 115kV, 138kV,
161kV, 230kV, 345kV, 500kV và 765kV (tiêu chuẩn ANSI). Điện áp truyền tải trên 230kV
thường được coi là siêu cao áp.

Đường dây truyền tải điện áp cao kết thúc bằng các trạm cao áp (trạm nhận, trạm sơ cấp).
Nhiệm vụ của một vài trạm là đóng cắt mạch vào hệ thống và chúng được coi là trạm đóng cắt.
Tại trạm sơ cấp, điện áp được giảm từ cấp cao đến giá trị phù hợp hơn với phần kế tiếp của hành
trình đến tải. Các hộ phụ tải có cơng suất rất lớn có thể được cung cấp từ hệ thống truyền tải.
Một phần của mạng truyền tải, phần nối trạm cao áp với các máy biến áp của trạm phân phối,
được gọi là mạng truyền tải phụ. Ở đây khơng có ranh giới rõ ràng giữa mạng truyền tải và
truyền tải phụ. Trong thực tế mạng truyền tải phụ có điện áp từ 69kV đến 138kV. Một vài hộ
tiêu thụ có công suất lớn được cung cấp từ mạng truyền tải phụ. Tụ điện và cuộn kháng được lắp
đặt phổ biến ở các trạm để điều áp đường dây truyền tải.

Loại khác
14%

Thủy điện

Nhiệt điện
79%

Hình 1.15 Tỷ trọng phát điện của thế giới năm 1998

Loại khác
3%
Tuốc bin khí

8%
Ngun tử

14%

Thủy điện
12%

Nhiệt điện
63%

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

1.2.3 Mạng phân phối

Mạng phân phối là phần nối kết các trạm phân phối với các hộ tiêu thụ. Các đường dây phân
phối sơ cấp thường ở cấp điện áp từ 4  34.5kV và cung cấp điện cho một vùng địa lý được xác
định trước. Một vài phụ tải công nghiệp nhỏ được cung cấp trực tiếp bằng đường dây cáp sơ cấp.

Mạng phân phối thứ cấp giảm điện áp để sử dụng cho các hộ phụ tải dân dụng và kinh
doanh. Dây và cáp điện không được vượt quá vài trăm mét chiều dài, sau đó cung cấp năng
lượng cho các hộ tiêu thụ riêng biệt. Mạng phân phối thứ cấp cung cấp cho hầu hết các hộ tiêu
thụ ở mức 240/120V ba pha 4 dây, 400/240V ba pha 4 dây, hay 480/277V ba pha 4 dây. Ngày
nay, năng lượng cung cấp cho hộ tiêu thụ điển hình được cung cấp từ máy biến áp, giảm điện áp
cung cấp xuống 400/240V sử dụng ba pha 4 dây.

Mạng phân phối có cả loại đường dây trên không và đường dây cáp. Sự tăng trưởng của
mạng phân phối ngầm đã nhanh chóng vượt lên và hơn 70% các cơng trình xây mới ở các nước
cơng nghiệp hố được cung cấp bằng cáp ngầm.

1.2.4 Phụ tải

Phụ tải trong hệ thống năng lượng rất đa dạng và được phân thành nhiều loại dưới các khía
cạnh xem xét khác nhau:

a. Theo ngành nghề, phụ tải được phân làm phụ tải công nghiệp, kinh doanh và dân dụng.
 Phụ tải công nghiệp là dạng tải phức hợp mà tải động cơ cảm ứng chiếm phần lớn.

Các phụ tải phức hợp này là hàm của điện áp và tần số và hình thành phần lớn tải
của hệ thống. Phụ tải cơng nghiệp có cơng suất rất lớn có thể được cung cấp từ
mạng truyền tải. Phụ tải công nghiệp lớn được cung cấp trực tiếp từ mạng truyền tải
phụ và phụ tải công nghiệp nhỏ được cung cấp từ mạng phân phối sơ cấp.

 Phụ tải kinh doanh và dân dụng bao gồm phần lớn là phụ tải chiếu sáng, nhiệt và 
lạnh. Các phụ tải này không phụ thuộc vào tần số và tiêu thụ không đáng kể công
suất phản kháng.

b. Theo chế độ làm việc, phụ tải được phân làm phụ tải làm việc dài hạn; ngắn hạn và ngắn
hạn lập lại.

 Phụ tải làm việc dài hạn là phụ tải không đổi hoặc thay đổi rất ít, các thiết bị có thể 
làm việc lâu dài mà nhiệt độ không vượt quá giá trị cho phép, chẳng hạn như :quạt
gió, máy bơm, động cơ nén khí ,…

 Phụ tải làm việc ngắn hạn là phụ tải mà trong thời gian làm việc nhiệt độ của thiết 
bị chưa đạt đến giá trị cho phép và trong thời gian nghỉ, nhiệt độ của thiết bị đã
giảm xuống ngang nhiệt độ của môi trường xung quanh, chẳng hạn như: động cơ
truyền động, các cơ cấu phụ của máy cắt kim loại, động cơ đóng mở của van thủy
lực …

t
tôđ

P

txp

t

tôđ

txp
t
P

t

t
P

t

Hình 1.16 Phân loại phụ tải theo chế độ làm việc

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

 Phụ tải làm việc ngắn hạn lập lại là phụ tải làm việc lặp đi lặp lại. Giai đoạn làm 
việc và nghỉ xen kẽ lẫn nhau với thời gian rất ngắn. Trong thời gian làm việc, nhiệt
độ của thiết bị chưa đạt đến giá trị cho phép và trong thời gian nghỉ chưa giảm đến
nhiệt độ môi trường xung quanh, chẳng hạn như: các máy nâng, thiết bị hàn …

c. Theo yêu cầu liên tục cung cấp điện, phụ tải được phân làm phụ tải loại 1, loại 2, loại 3.
 Phụ tải loại 1 là những hộ phụ tải mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây ra những thiệt

hại lớn về kinh tế, đe dọa tính mạng con người, hoặc ảnh hưởng đến tình hình chính
trị. Hộ loại 1 phải được thiết kế cung cấp điện với độ tin cậy cao, u cầu có nguồn
dự phịng, đường dây hai lộ nhằm giảm xác suất mất điện xuống rất nhỏ, thời gian
cho phép mất điện là thời gian tự động đóng nguồn dự phịng.

 Phụ tải loại 2 là những hộ tiêu thụ tuy có tầm quan trọng lớn nhưng nếu bị ngừng 
cung cấp điện chỉ dẫn đến những thiệt hại về kinh tế do ngừng trệ sản xuất, hư hỏng
sản phẩm, lãng phí sức lao động. Phương án cung cấp điện cho hộ loại 2 có thể có
hoặc khơng có nguồn dự phòng, đường dây đơn hoặc kép ... Nguồn dự phịng có hay
khơng là kết quả của bài tốn so sánh giữa vốn đầu tư phải tăng thêm và giá trị thiệt
hại về kinh tế do ngừng cung cấp điện.

 Phụ tải loại 3 là những hộ cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết 
bị bị sự cố nhưng thường không quá một ngày đêm. Phương án cung cấp điện cho
hộ loại 3 có thể dùng một nguồn , đường dây một lộ…

Công suất thực của tải được biểu thị dưới dạng kW hay MW. Độ lớn của tải thay đổi theo

ngày và công suất phải được cung cấp cho hộ tiêu thụ theo nhu cầu. Đồ thị phụ tải ngày của một
hộ tiêu thụ là quan hệ của công suất theo thời gian P(t). Đồ thị phụ tải là số liệu rất quan trọng,
từ đây có thể xác định :

 Phụ tải cực đại hay phụ tải đỉnh, Pmax
 Phụ tải cực tiểu, Pmin

 Năng lượng điện tiêu thụ trong ngày, Ang
Ang= PiTi

 Phụ tải trung bình, Ptb
Ptb = Ang/Ti

 Thời gian sử dụng công suất cực đại, Tmax
Tmax = Ang / Pmax

 Thời gian tổn thất công suất cực đại, max
max = f (Tmax, cos)

 Hệ số tải Kt

Kt = Ptb/Pmax = Ang/24
 Hệ số điền kín phụ tải, đk

đk = Ptb/Pmax

 Số ca làm việc trong ngày
 Tính chất hộ tiêu thụ

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

1.3 Hệ thống bảo vệ

Ngồi các máy phát điện, các đường dây tải và các máy biến áp, cần có các thiết bị khác để
vận hành và bảo vệ hệ thống điện. Một vài thiết bị bảo vệ được mắc trực tiếp vào mạch, và được
gọi là cơ cấu chuyển mạch. Chúng bao gồm máy cắt, cầu dao ngắt mạch, cầu chì và thiết bị
chống sét. Các thiết bị này cần thiết để ngưng cấp năng lượng cho vận hành bình thường hay khi
xuất hiện sự cố. Các thiết bị điều khiển và các rơle bảo vệ được lắp đặt trên bảng điều khiển tại
các trạm điều khiển.

1.4 Trung tâm điều độ hệ thống điện

Để vận hành tin cậy và kinh tế, hệ thống điện cần hiển thị nguyên vẹn hệ thống tại trung tâm
điều độ hệ thống điện. Trung tâm điều độ hệ thống điện hiện đại ngày nay được trang bị các
máy tính trực tuyến đảm bảo sử lý tất cả các tín hiệu thơng qua hệ thống thu nhận tín hiệu từ xa.
Các máy tính vận hành theo cấu trúc phân cấp nhằm phối hợp một cách thích hợp các yêu cầu về
chức năng khác nhau trong điều kiện vận hành bình thường cũng như trong điều kiện khẩn cấp.
Mỗi trung tâm điều độ hệ thống điện có một bảng điều khiển. Bảng này bao gồm phần tử hiển
thị, bàn phím, đèn báo. Các máy tính có thể đưa ra các cảnh báo cho các điều độ viên khi có sự
dịch chuyển chế độ hệ thống ra khỏi chế độ bình thường. Điều độ viên tiến hành các điều chỉnh
và ra quyết định thực hiện chúng với sự giúp đỡ của máy tính. Các cơng cụ mơ phỏng và các
phần mềm trọn gói, viết với ngơn ngữ lập trình cao, được ứng dụng để vận hành hiệu quả và
điều khiển tin cậy hệ thống. Đây chính là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu
(SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition ).

1.5Hệ thống điện Việt Nam 
1.5.1 Tình hình đến năm 1999

Theo số liệu thông tin nguồn điện vào 01/2000, tổng công suất lắp đặt của các nhà máy điện
của nước ta là 5710MW, công suất khả dụng hơn 5382MW, trong đó thủy điện chiếm 54%; nhiệt
điện chiếm 22%; diesel và tuốc bin khí 24%. Tổng sản lượng của các nhà máy điện năm 1999 là
23,738 tỷ kWh, trong đó thủy điện 58,7%; nhiệt điện chiếm 22,7%; diesel và tuốc bin khí 18,6%.

Danh mục các nhà máy, tính đến tháng 06/99 và dự trù phát triển đến năm 2005, được trình
bày trong bảng 1.1.

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

Tỷ trọng tiêu thụ điện trong năm 1999 như sau:
 Điện công nghiệp: 38,7%

 Điện nông nghiệp: 3,0%
 Điện sinh hoạt: 51.1%

 Điện khác: 7,2%

Năm 1999, tiêu thụ điện thương phẩm toàn quốc đạt gần 19,6 tỷ kWh, điện sản xuất đạt hơn
23,7 tỷkWh. Dự kiến nhu cầu tiêu thụ điện của năm 2000 khoảng 26 tỷkWh.

Bảng 1.1

T/T Tên nhà máy Công suất đặt (MW) Công suất khả dụng (MW)

5710 5382

I. Thủy điện 2854 2866

1. Thác Bà 108 120

2. Hồ Bình 1920 1920

3. Vónh Sơn 66 66

4. Ña Nhim 160 160

5. Trò An 400 400

6. Thác Mơ 150 150

7. Thủy điện nhỏ 50 50

8. Yaly 4x180 Đến 2000

9. Sông Hinh 3x35 Đến 2000

10. Hàm Thuận 2x150 Đến 2001

11. Đami 2x88.5 Đến 2001

12. Cẩn Đơn 72 Đến 2003

13. Đại Ninh 2x150 Đến 2005

II. Nhiệt điện 1218 1163

1. Uông Bí 105 100

2. Ninh Bình 100 100

3. Phả Lại 400 400

4. Thủ Đức (dầu) 165 156

5. Trà Nóc 33 32

6. Hiệp Bình Phước 375 375

7. Phả Lại 2 2x300 Đến 2001

8. Na Dương 2x50 Đến 2001

9. Cao Ngạn 2x50 Đến 2002

10. Ơ Mơn 2x300 Đến 2004

11. ng Bí mở rộng 300 Đến 2004

Hình 1. 19 Tỷ trọng tiêu thụ điện trong năm 1999 
Hình 1.18 Tỷ trọng phát điện trong năm 1999

N o ân g
n g h ie äp

3 %
S in h

h o a ït
5 1 %

C o ân g
n g h ie äp

3 9 %
T a ûi

k h a ùc
7 %

Nhiệt điện

23% Thủy điện

59%
Diesel - TBK

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

III. Tuốc bin khí 1249 1168

1. Thủ Đức 128 100

2. Bà Rịa 328 296

3. Phú Mỹ 2.1 568 568

4. Trà Nóc 150 136

5. Cần Thơ 75 68

6. Phú Mỹ 1 3x240 Đến 2000

7. Phần hơi Phú Mỹ 1 1x370 Đến 2001

8. Phú Mỹ 2.2 720 Đến 2002

9. Phần hơi Phú Mỹ 2.1 2x140 Đến 2002

10. Phú Mỹ 3 720 Đến 2003

IV. Diesel 459 185

1. Nomura Hải Phòng 50 50

2. Mieàn Trung 190 65

3. Mieàn Nam 199 50

4. KCN Singapore 8 8

5. Amata 12 12

Dự báo nhu cầu phụ tải và thực tế (triệu kWh) thực hiện được từ năm 1995 đến năm 1999
trình bày trong bảng 1.2.

Baûng 1.2

Chỉ tiêu 1995 1996 1997 1998 1999 Tốc độ

tăng bình 
quân 
Điện

thương phaåm

Dự báo 11459 13467 15778 18368 21489 17%
Thực hiện 11198 13344 15323 17663 19592 15.0%

Điện

sản xuất Thực hiện 14636 16960 19165 21664 23739 Dự báo 14571 16980 19732 22800 26318 16.1% 13.0%

Đến nay lưới điện quốc gia bao gồm lưới miền Bắc (điển hình là lưới Hà Nội), lưới miền
Nam (điển hình là lưới Tp Hồ Chí Minh), lưới miền Trung. Các lưới này liên kết với nhau bằng
các tuyến dây điện áp 230kV và 500kV. Hiện tại lưới điện quốc gia đã phát triển đến tất cả các
tỉnh thành trong cả nước với hơn 69% số hộ nông thôn được cung cấp điện. Mục tiêu phấn đấu
đến năm 2000 đưa điện về100% số huyện và 80% số xã.

Tổng hợp khối lượng lưới điện tồn quốc trình bày trong bảng 1.3.
 Bảng 1.3

Cấp điện áp Chiều dài đường dây 
(Km)

Công suất máy biến áp 
(MVA)

500 1514 2850

220 3732 5817

66 - 110 7851 7328

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

1.5.2 Dự báo đến năm 2020

Nhu cầu tiêu thụ điện giai đoạn đến năm 2020 được dự báo theo phương pháp đàn hồi giữa
nhịp độ tăng trưởng nhu cầu điện năng và tăng trưởng kinh tế (GDP). Theo phương án cơ sở dự
báo nhu cầu tiêu thụ điện trình bày trong bảng 1.4.

Baûng 1.4

Năm 1995 2000 2005 2010 2015 2020 Tăng trưởng

bình quân % 
Điện năng

(GWh) 14.636 26.000 44.230 70.437 109.439 167.022 10.2

Công suất (MW) 4.477 7.447 11.653 17.847 26.854

Bình quân
đầu người
(kWh/ng.năm)

198 306 490 734 1087 1.560

Chương trình phát triển nguồn từ đây đến năm 2020 tổng công suất các nhà máy xây mới
khoảng 33.000MW, trong đó thủy điện hơn 9000MW ( thủy điện Sơn La qui mô 3600MW bắt
đầu vận hành năm 2012 và hoàn thành xây dựng vào năm 2016), nhiệt điện khí ( tuốc bin khí và
nhiệt điện ngưng hơi) khoảng 10.000MW, nhiệt điện than khoảng 4.000MW, địa nhiệt khoảng
200MW, điện nguyên tử khoảng 1200MW, trao đổi với cac nước lân cận khoảng 4.000MW.
Nếu tính theo tỷ lệ thì thủy điện chiếm 38,6%, nhiệt điện khí chiếm 32,3%, nhiệt điện than
13,2%, địa nhiệt chiếm 0,3%, điện nguyên tử chiếm 3,6% và điện nhập khẩu khoảng 12,0%.

Chương trình phát triển mạng điện phải đồng bộ với việc phát triển nguồn điện. Hệ thống
mạng 220kV-500kV cần tiếp tục phát triển mạnh nhằm đảm bảo chuyển tải một cách an toàn tin
cậy từ nguồn đến các trung tâm tiêu thụ điện. Mạng điện 110kV cũng được phát triển một cách
tương xứng và dần trở thành mạng phân phối tại các khu vực. Đối với mạng trung áp sẽ có kế

hoạch từng bước chuyển dần từ hệ thống với nhiều cấp điện áp (6, 10, 15, 22 và 35kV) như hiện
nay sang hệ thống một cấp điện áp 22kV ở các khu vực thành thị, đồng bằng và trung du và cấp
điện áp 35kV ở miền núi. Giảm tổn thất điện năng từ 16% hiện nay xuống còn 10% vào năm
2010 và khoảng 8% vào năm 2020.

Các khu vực biên giới, hải đảo, vùng sâu vùng xa nơi màmạng điện quốc gia không vươn tới
được sẽ được nghiên cứu cung cấp điện bằng các trạm thủy điện nhỏ, các cụm diesel cỡ nhỏ, dàn
pin mặt trời, máy phát điện gió…

Để khắc phục tình trạng khơng cân đối giữa nguồn và mạng điện, giữa mạng truyền tải và
mạng phân phối cần chú trọng và phân bổ thích đáng hơn nữa cho phát triển mạng điện ( theo
kinh nghiệm của các nước trên thế giới, tỷ lệ đầu tư giữa nguồn và mạng thường là 50-50, còn tỷ
lệ giữa mạng truyền tải và phân phối là 30 – 70 hay 40 - 60).

Khối lượng mạng truyền tải và phân phối dự kiến phát triển trong từng giai đoạn đến năm
2020 trình bày trong bảng 1.5.

1.6Các yêu cầu thiết kế cung cấp điện

Mục tiêu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cấp đủ điện năng theo yêu
cầu của hộ phụ tải với chất lượng đảm bảo.

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

Baûng 1.5

T/T Danh mục Đơn vị 1999-2005 2006-2010 2011-2020

I Mạng truyền tải

1 Đường dây Km 9055 17248 55160

500kV Km 831 2250 6000

220kV Km 4030 6382 20893

110kV Km 4194 8616 28267

2 Trạm biến áp 33988 202660 668428

500kV MVA 3450 175534 576253

220kV MVA 13051 12765 43015

110kV MVA 17487 14361 49160

II Mạng phân phối

1 Đường dây trung áp Km 42632 43348 123472

2 Trạm phân phối MVA 62010 49317 114292

3 Đường dây hạ áp Km 38756 48617 145190

1.6.1 Chỉ tiêu kỹ thuật

Các chỉ tiêu kỹ thuật của một phương án cung cấp điện bao gồm:

 Độ tin cậy cung cấp điện cao theo yêu cầu của loại hộ phụ tải, thể hiện ở trị số nhỏ
về thiệt hại kinh tế hàng năm do ngừng cung cấp điện

 Chất lượng điện năng đảm bảo, thể hiện chủ yếu ở độ lệch và độ dao động điện áp

so với điện áp định mức của thiết bị điện, ngồi ra cịn thể hiện ở độ ổn định tần số
dòng điện.

 Tính linh hoạt cao, thể hiện qua tính đơn giản trong vận hành ở trạng thái bình
thường cũng như khi có sự cố .

 An tồn đối với người vận hành, có liên quan đến cấp điện áp tải điện , phương thức
dùng tuyến dây, bố trí lưới điện.

 Có xét đến khả năng phát triển phụ tải trong tương lai.
1.6.2 Chỉ tiêu kinh tế

Các chỉ tiêu kinh tế của một phương án cung cấp điện bao gồm:

 Vốn đầu tư nhỏ bao gồm vốn xây dựng cơ bản và vốn thiết bị

 Phí tổn vận hành hàng năm thấp: chỉ tiêu này phụ thuộc nhiều vào loại nguồn điện
được sử dụng (thủy điện, nhiệt điện, điện diesel). Ngồi ra cịn phụ thuộc vào
khoản khấu hao thiết bị, tu sửa định kỳ, trả lương và tiền phí tổn do tổn thất điện
năng trong lưới điện

 Chi phí tính tốn hàng năm thấp: chỉ tiêu này thể hiện chi phí vốn đầu tư và chi phí
vận hành được qui về từng năm trong suốt thời gian hoàn vốn

Những chỉ tiêu trên đây thường mâu thuẫn nhau, chẳng hạn một phương án có độ tin cậy cao
thường phải có vốn đầu tư và phí tổn vận hành hàng năm lớn …Tuy nhiên, phương án hợp lý phải
được lựa chọn trên quan điểm thỏa hiệp giữa các chỉ tiêu, tùy thuộc giai đoạn và hoàn cảnh cụ
thể.

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

1.7 Các bước thiết kế hệ thống cung cấp điện

Bản thiết kế cung cấp điện thường được thực hiện theo các bước chủ yếu sau :

 Lập dự án khả thi về vốn đầu tư, phương án kỹ thuật sơ bộ, các giai đoạn triển
khai,…

 Xác định nhu cầu điện của phụ tải và chọn phương thức cung cấp điện

 Xác định phương án nguồn điện : vị trí, cơng suất, loại nguồn ( nhà máy điện riêng
hoặc từ cấp điện từ hệ thống quốc gia)

 Cân bằng công suất tác dụng và phản kháng
 Lựa chọn cấp điện áp truyền tải và phân phối
 Vạch các phương án nối dây khả thi

 Giải bài tốn phân bố cơng suất
 Lựa chọn tiết diện dây

 Sơ bộ so sánh các phương án về mặt kinh tế
 Loại bỏ các phương án có chỉ tiêu kỹ thuật thấp
 Tính tốn lựa chọn chi tiết các thiết bị động lực
 So sánh chi tiết các phương án về mặt kinh tế

 Chọn phương án có chỉ tiêu kinh tế cao và thoả các chỉ tiêu kỹ thuật

 Thiết kế kỹ thuật chi tiết bao gồm cả các hạng mục đi kèm như : hệ thống đo lường,
bảo vệ rơle, chống sét, nối đất,….

 Xác định các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật
 Thiết kế thi cơng và lập dự tốn cơng trình

1.8 Phương hướng nghiên cứu và phát triển

Ngành điện lực là ngành công nghiệp kỹ thuật cao, qui mô hệ thống cung cấp điện ngày càng
lớn và phức tạp, vấn đề phát triển và vận hành tối ưu nguồn điện, mạng điện, yêu cầu cung cấp
điện theo nhu cầu của phụ tải với độ tin cậy và chất lượng cao ln đặt ra cho ngành điện lực
ngồi các hướng nghiên cứu truyền thống như : tối ưu hoá qui hoạch và vận hành, đánh giá trạng
thái hệ thống, đánh giá độ tin cậy, nâng cao chất lượng điện năng,….cịn cần có các hướng nghiên
cứu và ứng dụng các công nghệ tiên tiến nhất, cụ thể như sau:

 Ứng dụng tự động thiết kế với sự trợ giúp của máy tính (CAD) và hệ chuyên gia trong
lãnh vực thiết kế mạng điện.

 Ứng dụng lý thuyết nhận dạng, mạng neuron, hệ chuyên gia mờ, điều khiển mờ trong
lãnh vực vận hành, nhận dạng và xử lý sự cố trong hệ thống điện.

 Ứng dụng các hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu, hệ thống tự động đo
lường (AMR) trong điều khiển và quản lý hệ thống.

 Ứng dụng các thành tựu của công nghiệp điện tử trong việc sản xuất và sử dụng các
thế hệ rơ le điện tử, các máy cắt có cơ cấu nhả điện tử (Electronic Trip), máy cắt
thông minh ( Intelligent Circuit Breaker),…

 Ứng dụng các thành tựu của công nghệ thơng tin để xây dựng các mơ hình tốn học
đủ mạnh, có mức tiện ích cao phục vụ công tác thiết kế và mô phỏng các hành vi của
hệ thống điện trong các điều kiện làm việc khác nhau.

 Điều khiển hệ thống điện trong thời gian thực trên cơ sở các thành tựu của công nghệ
thông tin, công nghệ truyền thông và công nghệ điện tử .

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

CHƯƠNG II

ĐÁNH GIÁ KINH TẾ KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ

CUNG CẤP ĐIỆN

2.1.Khái niệm chung

Các phương án phát triển nguồn và lưới điện luôn đi đôi với sự phát triển liên tục của phụ
tải. Một phương án được coi là hợp lý phải thỏa mãn cáùc yêu cầu kỹ thuật đã đề ra, lại vừa thấp
về vốn đầu tư và chi phí vận hành. Thơng thường tồn tại mâu thuẩn giữa các chỉ tiêu kinh tế và
kỹ thuật, cho nên tính tốn chỉ mới là căn cứ quan trọng chứ chưa phải là quyết định cuối cùng.
Để lựa chọn phương án cung cấp điện cần phải cân nhắc nhiều mặt khác nhau như: đường lối,
tốc độ và quy mô phát triển kinh tế, khả năng huy động vốn, tình hình cung cấp thiết bị vật tư,
trình độ quản lý thi cơng và vận hành.

2.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật của phương án cung cấp điện

Các chỉ tiêu kỹ thuật của một phương án cung cấp điện bao gồm:

2.2.1 Chất lượng điện năng

Đảm bảo chất lượng điện năng trong đánh giá kỹ thuật là chủ yếu đảm bảo độ lệch, độ dao
động điện áp và tần số nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức.

1. Chất lượng tần số

Chất lượng tần số được đánh giá bằng:

a. Độ lệch tần số là hiệu trung bình trong vịng 10 phút giữa trị số thực tế của tần số cơ bản
với giá trị danh định của nó:

f = f - fđm (Hz) (2.1)

Độ lệch tần số có thể được trình bày dưới dạng tương đối:

f% =
ñm

ñm

f
f

f .100 (%) (2.2)

Độ lệch tần số cho phép fcp theo tiêu chuẩn GOCT-13109-87 là 0,2Hz, theo tiêu chuẩn
Việt Nam và Singapor là 0,5 Hz.

b. Độ dao động tần số là hiệu số giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tần số cơ bản khi tốc độ
thay đổi của tần số lớn hơn 0,2 Hz trong một giây.

Độ dao động tần số cho phép không được vượt quá 0,2 Hz.

Hiện nay, để giữ độ dao động tần số trong hệ thống điện, thường sử dụng thiết bị tự động sa
thải phụ tải khi xuất hiện sự cố theo tần số.

2. Chất lượng điện áp

Chất lượng điện áp bao gồm:

a. Độ lệch điện áp là hiệu giữa trị số thực tế của điện áp U với giá trị danh định Uđm phát sinh

khi thay đổi chế độ làm việc tương đối chậm (dưới 1% trong một giây):

U = U – Uñm (V) (2.3)

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

U =
ñm

ñm

U
U
U

. 100 (%) (2.4)

U phải thỏa mãn điều kieän:  U-  U  U+

Ở đây:  U-,  U+ là giới hạn trên và dưới của độ lệch điện áp. 
Tiêu chuẩn độ lệch điện áp của một số nước như sau:

 Tiêu chuẩn Nga: -2,5 đến + 5% cho chiếu sáng công nghiệp và công sở; 5% đến +10%
cho động cơ và



5% cho các phụ tải còn lại. Các chỉ tiêu này phải được thỏa mãn
với xác suất 95%. Nói chung là 5%, sau sự cố là 10%

 Tiêu chuẩn Pháp: 5% cho lưới trung và hạ áp, 7% cho lưới trung áp trên không
và10% cho lưới hạ áp trên khơng

 Tiêu chuẩn Singapor:



 Tiêu chuẩn Việt Nam: -10% vaø +5%.

b. Độ dao động điện áp là hiệu giữa trị số hiệu dụng lớn nhất Umax và nhỏ nhất Umin của điện
áp trong quá trình thay đổi khá nhanh thông số của chế độ khi tốc độ thay đổi của điện áp không
dưới 1% trong một giây:

V =

ñm
min
max

U
U

U  .100 (%) (2.5)

Dao động điện áp gây dao động ánh sáng, gây hại cho mắt người, gây nhiễu radio, nhiễu TV
và nhiễu các thiết bị điện tử,…

Dao động điện áp cho phép theo tiêu chuẩn một số nước như sau:

 Tiêu chuẩn Nga quy định dao động điện áp trên cực các thiết bị chiếu sáng:

V = 1 + 6/n = 1 +t/10 (2.6)
Ở đây: n là số dao động trong một giờ, t là thời gian trung bình giữa hai dao động trong một
giờ có đơn vị là phút.

Theo tiêu chuẩn này, nếu một giờ có một dao động thì biên độ cho phép là 7%. Đối với các
thiết bị có sự biến đổi đột ngột công suất trong vận hành, chỉ cho phép V đến 1,5%.

Còn đối với các phụ tải khác khơng được chuẩn hóa, nhưng nếu V lớn hơn 15% sẽ dẫn đến
hoạt động sai của khởi động từ, và các thiết bị điều khiển.

 Tiêu chuẩn Pháp qui định đường cong quan hệ giữaV và tần suất xuất hiện. Theo đó
nếu có một dao động trong một giờ thì V cho phép là 10%.

Các nguyên nhân cơ bản gây nên độ lệch và độ dao động điện áp quá mức cho phép là:
 Trình độ quản lý, khai thác lưới điện thấp

 Mạng hạ áp bị quá tải

 Không có các thiết bị điều chỉnh điện áp tại chỗ.

Để hạn chế độ lệch và độ dao động điện áp thường áp dụng các biện pháp sau:
 Sử dụng các thiết bị bù tự động

 Sử dụng các máy biến áp điều áp dưới tải và ngoài tải
 Đóng cắt chuyển tải đường dây hay MBA

 Sử dụng các nguồn điện dự phòng.

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

Điện áp không đối xứng làm giảm hiệu quả công tác và giảm tuổi thọ của thiết bị dùng điện,
giảm khả năng tải của lưới điện và tăng tổn thất điện năng.

Tiêu chuẩn Nga quy định: trên lưới sinh hoạt U2 không được vượt quá giá trị làm cho điện áp
thực trên cực thiết bị dùng điện thấp hơn giá trị cho phép. Trên cực thiết bị dùng điện 3 pha đối
xứng, U2 không được vượt quá 2% Uđm. Trên cực các động cơ không đồng bộ, U2 cho phép được
xác định riêng theo điều kiện phát nóng và có thể lớn hơn 2%.

d. Độ không sin: các thiết bị dùng điện có đặc tính phi tuyến như MBA khơng tải, bộ chỉnh

lưu, thyristor… làm biến dạng đường đồ thị điện áp, khiến cho dạng điện áp khơng cịn là hình sin
nữa. Xuất hiện các sóng hài bậc cao Uj, Ij. Các sóng hài bậc cao này góp phần làm giảm điện áp
trên đèn điện và thiết bị sinh nhiệt, làm tăng thêm tổn thất sắt từ trong động cơ, tổn thất điện
môi trong cách điện, tăng tổn thất trong lưới điện và thiết bị dùng điện, giảm chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật của hệ thống cung cấp điện, gây nhiễu radio, TV và các thiết bị điện tử, điều khiển khác…

Tieâu chuẩn Nga quy định:

1
13

3,5...
j

2
j

i U 5%U

U 







Σ (2.7)

Ở đây: U1 là trị hiệu dụng sóng hài bậc nhất của điện áp.

Để khắc phục các hài bậc cao trong mạng điện có thể áp dụng các biện pháp sau:
 Tăng số pha chỉnh lưu lên đến p =12 hay nhiều hơn

 Sử dụng bộ lọc ngang: đây là một mạch vòng bao gồm cuộn điện cảm và tụ điện mắc
nối tiếp, được chỉnh định theo một tần số nào đó của hài bậc cao. Các bộ lọc ngang có
thể đấu vào chỗ phát sinh hài bậc cao hay tại chỗ mà ở đó hài bậc cao có thể được
tăng cường hay có thể có cộng hưởng dịng điện

 Sử dụng các bộ lọc dọc: bộ lọc dọc có thể đấu nối tiếp vào nhánh cần hạn chế dòng
hài bậc cao nhưng sẽ làm tăng dòng này ở các nhánh khác.

2.2.2 Độ tin cậy cung cấp điện

Độ tin cậy cung cấp điện thể hiện qua khả năng liên tục cung cấp điện. Độ liên tục cung cấp
điện tính bằng thời gian mất điện trung bình năm cho một hộ tiêu thụ và các chỉ tiêu khác, đạt
giá trị hợp lý chấp nhận được cho cả phía người sử dụng điện và ngành điện.

Độ tin cậy cung cấp điện càng cao thì khả năng mất điện càng thấp và ngược lại.

Độ tin cậy cung cấp điện được đảm bảo nhờ kết cấu hợp lý của mạng cung cấp điện trong
quy hoạch thiết kế. Thông thường, mạng cung cấp điện đảm bảo độ tin cậy rất cao ở các nút
chính của hệ thống (có liên lạc với nhiều nguồn) và ở các nút địa phương (có ít nhất hai nguồn).
Sau đó, từ các nút này cấu trúc lưới điện truyền tải và lưới phân phối trung áp phụ thuộc vào yêu
cầu của phụ tải.

Theo chỉ tiêu độ tin cậy, phụ tải được chia làm hai loại: phụ tải có tính chất chính trị xã hội
cao được đảm bảo độ tin cậy đặc biệt hoặc rất cao và các phụ tải khác được phân loại theo thiệt
hại kinh tế khi mất điện tính bằng đ/kWh mất điện. Giá tiền mất điện này do ngành điện xác
định, theo đó các cơ quan thiết kế lựa chọn sơ đồ cung cấp điện.

2.2.3 Tính đơn giản trong lắp đặt, vận hành và bảo trì

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

an ninh lưới điện. Đơn giản trong bảo trì làm giảm chi phí th chun gia bảo trì, rút ngắn thời

gian bảo trì, nâng cao hiệu suất khai thác thiết bị.

2.2.4 Tính linh hoạt

Tính linh hoạt thể hiện ở khả năng mở rộng, phát triển trong tương lai và phù hợp với sự thay
đổi nhanh chóng của cơng nghệ.

2.2.5 An toàn điện

An toàn điện bao gồm: an toàn điện áp chuẩn, chống nguy cơ cháy nổ, nguy cơ ăn mòn và
đảm bảo hành lang an tồn.

2.2.6 Tính tự động hóa cao

Vì các q trình cơ điện diễn ra trong hệ thống điện xảy ra trong thời gian rất ngắn nên việc
đưa ra các quyết định và thao tác cần thiết để đảm bảo an ninh và chế độ vận hành ổn định của
lưới điện cần có sự trợ giúp của các hệ thống giám sát và tự động hóa cao.

2.3. Chỉ tiêu kinh tế của phương án cung cấp điện

Tổng chi phí của một phương án cung cấp điện bất kỳ nào cũng gồm hai phần: tổng vốn đầu
tư ban đầu V và chi phí vận hành hàng năm C. Trong hai thành phần này, vốn đầu tư ban đầu
được bỏ ra trong thời gian ngắn trong khi đó chi phí vận hành hàng năm thì phân bố trong nhiều
năm.

1. Tổng vốn đầu tư ban đầu V

Việc xác định tổng vốn đầu tư ban đầu V hầu như dựa hoàn toàn vào các ước lượng. Các dữ
liệu trong quá khứ cũng như dữ liệu hiện tại chỉ giúp tăng cường độ tin cậy, nâng cao độ chính
xác đến mức có thể vì ln có sự thay đổi của giá cả và sự tiến bộ trong công nghệ.

Tổng vốn đầu tư ban đầu bao gồm các chi phí như sau:

 Chi phí mua mới thiết bị và chi phí xây dựng trực tiếp: V1

 Chi phí tồn kho cho các thiết bị và vật tư được sử dụng cho xây dựng mới: V2

 Chi phí xây dựng gián tiếp V3 bao gồm: chi phí cho lao động gián tiếp, chi phí cho
giám sát cơng trình, chi phí bảo hiểm, chi phí về thuế và các chi phí khác.

V = V1 + V2 + V3 (ñ) (2.8)

2. Chi phí vận hành hàng năm C

Chi phí vận hành hàng năm bao gồm các chi phí như sau:

 Chi phí vận hành về cơng bảo quản C1 như: chi phí trả lương trực tiếp, thuế trên quản
lý, chi phí cho nghỉ phép, bệnh hoạn,…

C1 = Kbq . V (đ) (2.9)
Ở đây: Kbq là hệ số bảo quản, V là tổng vốn đầu tư ban đầu.

 Chi phí về vật tư được yêâu cầu cho vận hành và bảo quản C2 như: chi phí mua vật tư,
chi phí về sử dụng và tồn trữ.

C2 = Kvt .V (ñ) (2.10)

Ở đây: Kvt là hệ số vật tư, V là tổng vốn đầu tư ban đầu.
 Chi phí khấu hao C3:

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

Ở đây: Kkh là hệ số khấu hao, V là tổng vốn đầu tư ban đầu.
 Chi phí do tổn thất điện năng C4:

C4 = C0 . A (ñ) (2.12)

Ở đây: C0 là chi phí sản xuất ra 1kWh điện năng, A là tổn thất điện năng hàng năm.

A = Pmax . (kWh) (2.13)

Ở đây: Pmax là tổn thất công suất cực đại (kW),  là thời gian tổn thất công suất cực đại (h).

ij
n

i 2

2
ij
2
ij

max U R

Q
P

∆P 



 



(2.14)
Với: Pij, Qij là công suất tác dụng và phản kháng cực đại đi trên nhánh ij, U là điện áp dây
định mức của mạng điện, Rij là điện trở của nhánh ij, n là số nhánh trong mạng điện.

 Chi phí mất điện C5:

Chi phí do ngừng cung cấp điện C5 bao gồm hai thành phần: tổn thất trực tiếp C51 và tổn thất
gián tiếp C52.

a. Tổn thất trực tiếp C51 bao gồm: tổn thất do giờ chết của cơng nhân nếu số cơng nhân
khơng chuyển được hồn tồn hay một phần sang các cơng việc khác, giảm tuổi thọ máy móc,
gây ra phế phẩm và giảm chất lượng sản phẩm, tăng chi phí lao động, nguyên vật liệu và năng
lượng cho một đơn vị sản phẩm.

Tổn thất trực tiếp C51 được xác định theo các số liệu thống kê có quan hệ tới nguyên nhân
gây mất điện như: xác suất mất điện qmđ, phụ tải bị mất điện pmđ và thời gian mất điện tmđ, cùng
với xác suất tổn thất q1, q2, q3,…

Tổn thất trực tiếp C51 được tính theo một trong các biểu thức sau:
C51 = q1 . A . qmđ

C51 = q2 . pmñ
C51 = q3 . tmñ

Ở đây: q1 là suất tổn thất tính cho một kWh điện khơng được cung cấp điện, (đồng/kWh); q2
là suất tổn thất tính cho một kW phụ tải bị ngừng cung cấp điện, (đồng/kW); q3 là suất tổn thất
tính cho một giờ mất điện, (đồng/giờ); A là điện năng tiêu thụ của cơ sở sản xuất trong trạng thái
vận hành bình thường (kWh); pmđ là giá trị trung bình của phụ tải bị mất điện, (kW); qmđ là xác

suất mất điện; tmđ là thời gian mất điện (giờ), bao gồm thời gian ngừng cung cấp điện, sửa chữa
thay thế thiết bị và hiệu chỉnh q trình cơng nghệ để phục hồi sản xuất.

b. Tổn thất gián tiếp C52 bao gồm: giá trị số sản phẩm bị hao hụt do ngừng sản xuất vì mất
điện.

Tổn thất gián tiếp C52 được xác định theo biểu thức sau:
C52 =





1
o

s tmñ (2.15)

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

Tổn thất kinh tế do ngừng cung cấp điện được xác định theo biểu thức sau:
C5 = C51 + C52

Tổn thất kinh tế do ngừng cung cấp điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố và tính tốn khá phức
tạp. Vì vậy, thường chỉ tính đến nó trong trường hợp thật cần thiết như với các cơng trình quan
trọng, sản xuất liên tục, quá trình phục hồi sau khi mất điện kéo dài, những q trình cơng nghệ
tiêu thụ nhiều điện năng như điện phân, luyện nhôm…

Lưu ý rằng tổn thất kinh tế do ngừng cung cấp điện chủ yếu được dùng để đánh giá tính kinh
tế đối với phụ tải loại hai.

Tóm lại, chi phí vận hành hàng năm C được xác định như sau:
C = C1 + C2 + C3 + C4 + C5

3. Phương pháp thu hồi vốn đầu tư

Trong tính toán kinh tế, phương pháp thu hồi vốn đầu tư có thể viết dưới dạng ban đầu (2.16)
của nó hay viết dưới dạng chi phí qui đổi tính tốn (2.17):

1
p
2
p

2
p
1
p

C
C

V
V
T

a
a




 (2.16)

Ở đây: Vpa1,Vpa2,Cpa1, Cpa2 lần lượt là vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm của phương
án một và phương án hai.

Chi phí tính tốn qui đổi được trình bày dưới dạng sau:

Ztt = m .V + C (2.17)

Ở đây: ađm là hệ số định mức hiệu quả kinh tế.
ađm =

ñm
T

Với: Tđm là thời hạn tiêu chuẩn thu hồi vốn định mức, đối với hệ thống cung cấp điện thường
lấy là 7 năm.

Sau đây, sẽ phân tích tính kinh tế đối với một số trường hợp cơ bản:

a. Trường hợp có hai phương án

Nếu T < Tđm thì phương án một kinh tế hơn phương án hai, vì thời gian cần thiết để thu lại số
vốn đầu tư (do tiết kiệm được chi phí vận hành hàng năm) của phương án một nhỏ hơn thời hạn
cho phép là Tđm.

Nếu T > Tđm thì phương án hai kinh tế hơn phương án một.

Khi so sánh hai phương án khơng nhất thiết lúc nào cũng phải căn cứ vào giá trị của T để lựa
chọn. Ví dụ, nếu Vpa1< Vpa2 và Cpa1< Cpa2 tính kinh tế của phương án một đã rõ ràng.

Ngoài ra, khi Vpa1 = Vpa2 và Cpa1 lớn hơn hay nhỏ hơn Cpa2 hay Cpa1 = Cpa2 và Vpa1 lớn hơn
hay nhỏ hơn Vpa2 thì cũng khơng cần tính đến thời hạn thu hồi vốn T theo biểu thức (2.16).

Phương pháp tính thời hạn thu hồi vốn theo biểu thức (2.16) có những nhược điểm sau:

 Khối lượng tính toán tương đối lớn khi tổ hợp từng cặp phương án trong trường hợp có
nhiều phương án khác nhau.

 Hệ số hiệu quả kinh tế tương đối a = 1/T sẽ không phản ảnh đúng thực chất khi vốn
đầu tư ban đầu hay phí tổn vận hành hàng năm của hai phương án chênh lệch nhau
không nhiều.

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

1
p
2
p

2
p
1
p

C
C

V
T

a
a




 =

2
01
,
2

5
,
19
20



 = 50 (năm)

Đieău này có nghóa nêu chón phương án mt thì sau 50 nm mới thu hoăi được sự cheđnh lch
veă vôn đaău tư đó. Như vy, phương án mt có tính kinh teẫ rât thâp so với phương án hai.

Nhưng trong thực tê thì hai phương án này tương đương nhau veă kinh tê do các sô liu veă vôn đaău
tư và chi phí vn hành đeău naỉm trong giới hán cho phép.

b. Trường hợp có ba hay nhiều phương án

Trường hợp này, nếu sử dụng biểu thức (2.16) để tiến hành so sánh về kinh tế thì sẽ gặp nhiều
khó khăn. Khi đầu tư cơ bản cùng một lúc (thời gian xây dựng dưới một năm) và phí tổn vận
hành hàng năm là cố định thì nên sử dụng biểu thức (2.17), tức là sử dụng chi phí tính tốn qui
đổi.

Ztt1 = añm .Vpa1 + Cpa1
Ztt2 = añm .Vpa2 + Cpa2

Nếu Ztt1<Ztt2 thì phương án một kinh tế hơn phương án hai và ngược lại nếu Ztt1>Ztt2 thì
phương án hai kinh tế hơn phương án một.

Khi thời gian xây dựng lớn hơn một năm thì giả thiết tồn bộä vốn đầu tư được đặt vào một
năm (năm hồn thành cơng trình) và chi phí vận hành hàng năm giữa các năm là khơng đổi
khơng cịn phù hợp nữa. Khi đó, cần xét đến hiệu quả của vốn đầu tư trong các giai đoạn khác
nhau và sự biến đổi của chi phí vận hành qua các năm, có nghĩa là phải xét đến yếu tố thời gian
trong khi tính toán so sánh kinh tế của các phương án.

Thực tế, thiết kế và xây dựng cho thấy: đầu tư vốn vào cơng trình vào những năm cuối cùng
của thời kỳ xây dựng sẽ có lợi hơn so với trường hợp đầu tư vốn vào thời kỳ đầu xây dựng.

Đối với nhiều cơng trình sau khi kết thúc xây dựng đi vào vận hành phải mất một thời gian
mới đạt cơng suất thiết kế. Do đó, chi phí vận hành hàng năm của hệ thống cung cấp điện thay
đổi hàng năm là điều tất nhiên.

Thời hạn để tính tốn được kể từ năm bắt đầu xây dựng cho đến khi cơng trình đạt cơng suất

thiết kế, tức là vào thời điểm chi phí vận hành hằng năm đạt giá trị ổn định. Trong thời gian đó,
vốn đầu tư V vàø chi phí vận hành C của từng năm thay đổi. Để tiện so sánh, thường quy đổi Vvà
C về một thời điểm nhất định, thời điểm này có thể chọn bất kỳ, nhưng để tiện việc tính tốn
thường chọn thời điểm kết thúc xây dựng và cơng trình đi vào vận hành.

Giả sử ở năm đầu, vốn đầu tư là Vt. Hết năm thứ nhất Vt còn đọng lại trong các cơng trình
đang xây dựng. Như vậy sang năm thứ hai Vt coi như tăng thêm một lượng Kt .Vt, với Kt là hệ số
kể đến tổn thất do vốn bị ứ đọng.

Đối với hệ thống cung cấp điện thường chọn Kt = 0.08, vì thế vốn đầu tư ở năm thứ hai là:
Vt + K .Vt = Vt . (1 + Kt )

Từ đó, tính đến năm kết thúc cơng trình là T, vốn đầu tư sẽ là:
Vt . (1 + Kt )T-1

Như vậy, tổng số vốn đầu tư quy đổi về năm kết thúc cơng trình xây dựng là:








 T

1
t

t
T

t
t.(1 K )
V

V (2.18)

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

Đối với chi phí vận hành hàng năm phải quy đổi chi phí ở những năm sau về năm thứ T là
năm kết thúc cơng trình và bắt đầu vận hành. Vì chi phí vận hành ở những năm sau mà quy đổi
về những năm trước đó nên phải xem là chi phí được giảm đi (quy đổi từ năm đạt công suất thiết
kế về năm bắt đầu vận hành).

Lập luận tương tự như với vốn đầu tư, chi phí vận hành ở năm thứ t là Cvht. Nếu quy đổi về
trước một năm thì giảm đi một lượng (1+Kt).

Do đó, tổng chi phí vận hành hàng năm quy đổi về thời điểm T, năm bắt đầu vận hành sẽ là:










 T

1
t

t
T
t

vht

vh C .(1 K )

C (2.19)

Ở đây: Cvht là chi phí vận hành ở năm thứ t; T’là thời gian kể từ năm bắt đầu xây dựng đến
năm cơng trình đạt cơng suất thiết kế, như vậy T’> T.

Chi phí tính tốn trong trường hợp có kể đến yếu tố thời gian là:












 T

1
t

t
T
t
vht

ñm

tt ( .V C ).(1 K )

Z a (2.20)

Với T  t  T’.

Lưu ý rằng, khi các giá trị của Ztt1 và Ztt2 chênh lệch nhau không quá 5% thì hai phương án 
được coi là tương đương nhau về mặt kinh tế và phương án được chọn là phương án có chỉ tiêu kỹ
thuật vượt trội hơn. Điều này là do các thông tin và số liệu ban đầu được sử dụng để xác định Ztt
đều là các thơng tin sơ bộ, mang tính dự báo và không ổn định theo thời gian.

2.4. Các bước so sánh kinh tế kỹ thuật

So sánh kinh tế kỹ thuật được tiến hành theo các bước như sau:

 Phân tích và loại các phương án khơng thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật đã đặt ra
 Lựa chọn các phương án đạt yêu cầu kỹ thuật đề ra để so sánh

 Tính chi phí tính tốn Ztt cho từng phương án
 Chọn phương án có chi phí tính tốn Ztt => min.

Một số trường hợp không phải tiến hành so sánh kinh tế đó là:

 Sử dụng nguyên vật liệu và thiết bị điện đã có quy định đặc biệt của nhà nước như:
dùng dây dẫn bằng nhơm cho các cơng trình dân dụng, dùng cột bê tông cốt thép hay
đặt cột thép ở mạng điện địa phương,…

 Ứng dụng những biện pháp để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ đặc

biệt như: phòng cháy, phòng nổ, bảo vệ môi trường sống,…

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 28

CHƯƠNG III

XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN

3.1. Khái niệm chung

Khi thiết kế cung cấp điện cho một hộ phụ tải, nhiệm vụ đầu tiên là xác định nhu cầu điện
của hộä phụ tải đó. Tùy theo quy mơ của hộ phụ tải mà nhu cầu điện phải được xác định theo phụ
tải thực tế hoặc phải dự kiến đến khả năng phát triển phụ tải trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc
lâu hơn nữa. Như vậy, xác định nhu cầu điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài
hạn.

Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của cơng trình ngay sau cơng trình đi vào
hoạt động, đi vào vận hành. Phụ tải đó là thường được gọi là phụ tải tính tốn. Phụ tải tính tốn
được sử dụng để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo
vệ... , để tính các tổn thất công suất, tổn thất điện áp để chọn các thiết bị bù ...

Như vậy, phụ tải tính tốn là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện.

Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất và số lượng thiết bị, chế độ vận
hành của chúng, quy trình cơng nghệ sản xuất, trình độ vận hành của cơng nhân… Vì vậy, xác
định chính xác phụ tải tính tốn là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Nếu phụ tải tính
tốn được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khi dẫn
đến cháy, nổ nguy hiểm. Cịn nếu phụ tải tính tốn lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị
điện chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí...

3.2. Đồ thị phụ tải 
1.Định nghĩa

Đồ thị phụ tải là quan hệ của công suất phụ tải theo thời gian và đặc trưng cho nhu cầu điện
của từng thiết bị, nhóm thiết bị, phân xưởng hay xí nghiệp.

2.Phân loại

Theo loại cơng suất, đồ thị phụ tải gồm có:

 Đồ thị phụ tải công suất tác dụng: P = f(t)
 Đồ thị phụ tải công suất phản kháng: Q = g(t)
 Đồ thị phụ tải công suất biểu kiến: S = h(t)

Theo dạng đồ thị, đồ thị phụ tải gồm có:

 Đồ thị phụ tải thực tế: đây là dạng đồ thị phản ánh quy luật thay đổi thực tế của công

suất theo thời gian (Hình 3.1).

 Đồ thị phụ tải nấc thang: đây là dạng đồ thị quy đổi từ đồ thị phụ tải thực tế về dạng

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 29

Theo thời gian khảo sát, đồ thị phụ tải gồm có:

 Đồ thị phụ tải hàng ngày: đây là dạng đồ thị phụ tải được xây dựng với thời gian khảo

sát là 24 giờ. Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng ngày, có thể biết được tình trạng làm
việc của các thiết bị. Từ đó, có thể định ra quy trình vận hành hợp lý nhất nhằm đạt
được đồ thị phụ tải tương đối bằng phẳng. Khi đó sẽ đạt được mục đích giảm được
cơng suất cực đại mà nguồn phải cung cấp, giảm công suất đặt của máy biến áp và
đơn giản trong vận hành. Ngoài ra, đồ thị phụ tải hàng ngày cũng là dữ liệu để chọn
các thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ.

 Đồ thị phụ tải hàng tháng: đây là đồ thị phụ tải được xây dựng theo phụ tải trung bình
hàng tháng. Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng tháng có thể biết được nhịp độ làm việc
của hộ phụ tải, từ đó định ra lịch vận hành, sửa chữa các thiết bị điện hợp lý đáp ứng
được các yêu cầu sản xuất (Hình 3.3)

 Đồ thị phụ tải hàng năm: đây là đồ thị phụ tải được xây dựng căn cứ vào đồ thị phụ

tải điển hình của một ngày mùa đông và một ngày mùa hè. Giả sử mùa hè gồm n1

ngày và mùa đông gồm n2 ngày. Ở đồ thị Hình3.4a, mức P2 tồn tại trong khoảng thời

gian t2 + t2’; cịn ở đồ thị Hình3.4b, mức P2 tồn tại trong khoảng t2’’. Vậy trong một

năm, mức phụ tải P2 tồn tại trong khoảng thời gian là:

T2 = (t2 + t2’).n2 +t2’’.n1

Tương tự, trong một năm, mức phụ tải P1 tồn tại trong khoảng thời gian là:

T1 = (t1 + t1’).n2

Ở đây: n1, n2 lần lượt là số ngày mùa hè và mùa đông trong một năm.

Đồ thị phụ tải hàng năm tiện lợi trong việc dự báo nhu cầu về điện năng trong năm, và về
hiệu quả kinh tế trong cung cấp điện.

Hình 3.1. Đồ thị phụ tải hàng ngày 
dạng thực tế

P (kW)
P (kW)

24 t(giờ) 24 t(giờ)

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 30 
3. Các đặc trưng của đồ thị phụ tải

Các đặc trưng của đồ thị phụ tải được thể hiện qua các hệ số và các đại lượng như sau:

a. Công suất cực đại Pmax là giá trị công suất cực đại trong khoảng thời gian khảo sát.

b. Cơng suất trung bình Ptb là đặc trưng tĩnh cơ bản của phụ tải trong khoảng thời gian 
khảo sát.

T
A

dt
)
t
(
P
T
1
P

T
T

0
tb





(3.1)
Ở đây: AT là điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát T.

c. Công suất cực tiểu Pminlà giá trị công suất cực tiểu trong khoảng thời gian khảo sát.

d. Điện năng tiêu thụ AT thể hiện qua phần diện tích giới hạn bởi đường cong đồ thị phụ 
tải và các hệ trục tọa độ

Hình 3.4. Đồ thị phụ tải hàng năm

a. Đồ thị phụ tải điển hình của một ngày mùa đông 
b. Đồ thị phụ tải điển hình của một ngày mùa hè 
c. Đồ thị phụ tải hàng năm

t’

2 t

’’
2

T1 T2

0 24 (giờ) 0 24 (giờ) 8760 (giờ)

a. b. c.

P (kW) P (kW) P (kW)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Hình 3.3.Đồ thị phụ tải hàng tháng

</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 31





 n

i i i

T 1Pt (3.2)

Ở đây: Pi là công suất trong thời đoạn khảo sát thứ i, ti là giá trị của thời đoạn khảo sát thứ i,

T là thời gian khảo sát, Pmax là công suất cực đại trong khoảng thời gian khảo sát.

e. Hệ số điền kín phụ tải Kđklà tỷ số giữa cơng suất trung bình và cơng suất cực đại.

max

P
P

K tb

đk  (3.3)

Đối với đồ thị phụ tải hàng ngày, Kđk được xác định theo biểu thức:

max
24

.
24P

A

Kđk  (3.4)

Thường Kđk < 1 , Kđk =1 thì đồ thị phụ tải có dạng bằng phẳng.

g. Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax là
khoảng thời gian lý thuyết mà khi sử dụng cơng suất Pmax

khơng đổi thì trong khoảng thời gian này lượng điện năng
A bằng đúng lượng điện năng tiêu thụ thực tế. Nếu thời
gian t1 càng kéo dài hơn thời gian t2 thì Tmax càng lớn,

trường hợp t1=T thì Tmax cũng bằng T. Tmax phụ thuộc vào

tính chất của phụ tải, qui trình của các xí nghiệp cơng
nghiệp và có thể tham khảo từ các sổ tay thiết kế cung
cấp điện.

max
T
max

i
i

max P PA

t
P

T 





4.Tầm quan trọng của đồ thị phụ tải

Đồ thị phụ tải là số liệu ban đầu rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện. Ngoài các số liệu và
đại lượng tính được từ đồ thị phụ tải nêu ở phần trên. Đồ thị phụ tải hàng ngày cịn cung cấp một
số thơng tin như:

 Số ca làm việc trong ngày

 Tính chất của phụ tải: phụ tải công nghiệp, phụ tải dân dụng, …

 Tính hợp lý trong việc tiêu thụ điện của phụ tải nhằm đề ra biện pháp giảm chi phí

tiền điện cho sản xuất, …
3.3. Các đại lượng cơ bản

1. Công suất định mức Pđm

Công suất định mức là công suất của thiết bị dùng điện được ghi trên nhãn máy hay trong lý
lịch máy, được biểu diễn bằng công suất tác dụng P (đối với động cơ, lị điện trở, bóng đèn, …)
hoặc biểu diễn bằng công suất biểu kiến S (đối với máy biến áp hàn, lị điện cảm ứng, …). Cơng
suất định mức được tính với thời gian làm việc lâu dài.

Đối với động cơ điện, cơng suất ghi trên nhãn máy chính là cơng suất cơ định mức trên trục.
Do có tổn hao nên công suất điện định mức phải lớn hơn và được xác định bởi biểu thức:

P
Pmax

Pmin

Tmax

Hình 3.5.Đồ thị phụ tải hai cấp
t1 t2

</div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 32


 đm.cơ
điện
.
đm
P
P
(3.5)
Ở đây:  là hiệu suất của động cơ thường  = (0,85  0,87).

Đối với thiết bị điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như cầu trục, thang máy, máy biến
áp hàn thì khi xác định công suất điện định mức phải qui về công suất định mức làm việc ở chế
độ dài hạn:

 Đối với động cơ:

100
%
P

Pñm  ñm  (3.6)

 Đối với máy biến áp hàn:

100
%
S

Sđm  đm  (3.7)
Ở đây: % là hệ số đóng điện, thường có giá trị tiêu chuẩn là15, 25, 40 hay 60%.

Cơng suất định mức của một nhóm thiết bị ba pha bằng tổng công suất của các thiết bị trong
nhóm:
;
p
P n
1
i đmi
đm





 Q n q ;

1
i ñmi
ñm





ñm
2
ñm
2
ñm
ñm
U
3
Q
P

I   (3.8)

Nếu trong mạng điện có các thiết bị một pha thì phải phân bố các thiết bị đó lên ba pha sao
cho công suất không cân bằng là nhỏ nhất. Sau đây là một số chỉ dẫn:

a. Nếu tại một điểm cung cấp (tủ phân phối, đường dây chính) phần công suất không cân
bằng nhỏ hơn 15% tổng cơng suất (1 pha và 3 pha) tại điểm đó thì các thiết bị một pha sử dụng
điện áp pha được coi như thiết bị 3 pha có cơng suất tương đương.









i tb3phai j tb1phaj
pha

ñm P P

Ở đây: Ptb3phai là công suất định mức của thiết bị 3 pha thứ i, Ptb1phaj là công suất định mức

của thiết bị 1 pha thứ j; Pđm3pha là cơng suất định mức qui về 3 pha của nhóm thiết bị.

b. Nếu phần công suất không cân bằng lớn hơn 15% tổng công suất các thiết bị tại thời điểm
đang xét thì qui đổi về phụ tải định mức 3 pha của các thiết bị như sau:

Trường hợp các thiết bị một pha sử dụng điện áp pha của mạng:

(max)
pha
1
ñm
i tb3phai

pha
3

ñm P 3P

P 





Ở đây: Pđm1pha(max) là tổng công suất định mức của các thiết bị một pha nối vào pha mang tải

lớn nhất.

2. Công suất trung bình Ptb

Cơng suất trung bình là đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian khảo sát được
xác định bằng biểu thức sau:

T
A
T
dt
.
P
P p
T

0
tb  



;
T
A
T
dt
.
Q
Q Q
T
0

tb  



(3.9)
Ở đây: AP (kW/h), AQ (kVARh) lần lượt là điện năng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 33 
Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị được xác định theo biểu thức:





 n

1
i tbi

tb P

P ;





 n
1
i tbi

tb Q

Q (3.10)

Phụ tải trung bình là cơ sở đánh giá mức độ sử dụng thiết bị và là số liệu quan trọng để xác
định phụ tải tính tốn. Thường phụ tải trung bình được xác định ứng với thời gian khảo sát là một
ca làm việc, một tháng hoặc một năm.

3. Công suất cực đại Pmax

Công suất cực đại của thiết bị (hay nhóm thiết bị) pmax (Pmax) là trị số lớn nhất trong các trị

số trung bình có được trong một khoảng thời gian khảo sát. Theo khoảng thời gian khảo sát, phân
biệt hai loại công suất cực đại:

a.Công suất cực đại dài hạn là công suất trung bình lớn nhất trong thời gian tương đối ngắn 
(thường lấy bằng 5, 10 hoặc 30 phút) ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày. Cơng

suất cực đại được sử dụng để tính tổn thất công suất cực đại, tổn thất điện năng, chọn tiết diện
dây dẫn và cáp theo mật độ dòng kinh tế.

b. Công suất cực đại ngắn hạn hay cịn gọi là cơng suất đỉnh nhọn: đây là cơng suất cực đại
trong thời gian 1 -2 giây. Công suất đỉnh nhọn được sử dụng để kiểm tra dao động điện áp trong
lưới điện, kiểm tra điều kiện tự mở máy của động cơ công suất lớn, chọn dây chảy của cầu chì,
tính dịng điện khởi động của rơle bảo vệ, …

4. Cơng suất tính tốn Ptt

Cơng suất tính tốn Ptt là cơng suất giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với công suất thực

tế biến đổi gây ra cùng một hiệu ứng nhiệt trên dây dẫn và thiết bị điện.

Quan hệ giữa cơng suất tính tốn với các cơng suất khác được nêu trong bất đẳng thức sau:

P

tb



P

tt



P

max

Do quá trình phát nóng của dây dẫn có qn tính nghĩa là dịng điện chạy qua dây dẫn phải
qua một thời gian T nhất định thì nhiệt độ dây dẫn mới đạt đến nhiệt độ ổn định. Với dây dẫn
thông dụng, thường T khoảng 30 phút. Do đó, thường lấy giá trị trung bình của cơng suất cực đại
xuất hiện trong 30 phút để làm cơng suất tính tốn.

Tóm lại, phụ tải tính tốn theo phát nóng được xác định như sau:

 Khi đồ thị phụ tải thay đổi: phụ tải tính tốn là phụ tải trung bình lớn nhất trong
khoảng thời gian: 0.5, 0.75, 1, 1.5 hay 2 giờ (tùy theo cỡ dây và cách bố trí)

 Khi đồ thị phụ tải ít thay đổi hoặc khơng đổi: phụ tải tính tốn lấy bằng phụ tải trung

bình

6. Thí dụ tính tốn

Ví dụ 1: Hãy xác định các hệ số và đại lượng có thể suy từ đồ thị phụ tải hàng ngày điển hình
trình bày ở Hình 3.6.

Giải:

1. Các công suất và điện năng tiêu thụ

Pmax = 200 kW

</div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 34











 

150
6
200
6
100
24

tb 150 kW

Ptt = Pmax30 = 200 kW

A24 = 1006200615012 = 3600 kWh

2. Các đại lượng khác

75
,
0
200
.
24

3600
.

24 max

24  



P
A
Kđk

6570
200

3600
.
365
P

A
.
365
T

max
24

max    giờ

3.5. Các hệ số tính toán 
1. Hệ số sử dụng ksd

Hệ số sử dụng của thiết bị điện ksd, hay của một nhóm thiết bị Ksd là tỷ số giữa cơng suất tính

tốn và cơng suất định mức:

đm
tt
sd

p
p

k  ;





i đmi
i sdi ñmi

sd p

p
k

K (3.11)

Hệ số sử dụng đặc trưng cho chế độ làm việc của phụ tải theo công suất và theo thời gian và
là số liệu để xác định phụ tải tính tốn.

Từ định nghĩa trên có thể phân biệt hệ số sử dụng theo công suất tác dụng, công suất phản
kháng và theo dòng điện.

Pmax

Ptbbp

Ptb

pmin

6 12 18 24 [giờ]

P kW
200
150
100
50

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 35 
Bảng 1.1. Hệ số sử dụng

Tải Ku

Máy công cụ 0,8

Lò 1
Quạt 1

Đèn huỳnh quang 1

Ổ cắm ngồi 1

2. Hệ số đóng điện kđ

Hệ số đóng điện kđ của thiết bị là tỷ số giữa thời gian đóng điện trong chu trình với tồn bộ

thời gian của chu trình tct.

Thời gian đóng điện tđ gồm thời gian làm việc mang tải tlv và thời gian chạy không tải tkt ,

như vậy:

kđ

ct
kt
lv

t
t
t 

 (3.12)

Hệ số đóng điện của một nhóm thiết bị được xác định theo biểu thức:





i ñmi
i ñi ñmi

ñ p

p
k

K (3.13)

Hệ số đóng điện phụ thuộc vào qui trình cơng nghệ.
3. Hệ số phụ tải kpt

Hệ số phụ tải công suất tác dụng của thiết bị còn gọi là hệ số mang tải là tỷ số của công suất
tác dụng mà thiết bị tiêu thụ trong thực tế (cơng suất trung bình Ptb trong thời gian đóng điện tđ)

và cơng suất định mức:

ñm
ñ
.
tb
pt p

k  (3.14)

4. Hệ số đồng thời Kđt

Hệ số đồng thời là tỷ số giữa cơng suất tính tốn cực đại tổng của một nút trong hệ thống
cung cấp điện với tổng các cơng suất tính tốn cực đại của các nhóm thiết bị có nối vào nút đó.






 n

1
i tti.

n
ñt

P
P

K (3.15)

Hệ số đồng thời thể hiện tính chất khơng cùng xảy ra ở một thời điểm cơng suất tính tốn cực
đại của các nhóm thiết bị, Kđt  1.

Hệ số đồng thời cho phân xưởng có nhiều nhóm thiết bị:





 n
1

i tt.nhómi.
px
.
tt
px

.
đt

P
P

K (3.16)

</div>
(35)<div class='page_container' data-page=35>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 36





 n

1
i tt.pxi.

nm
.
tt
nm

ñt

P
P

K (3.17)

Hệ số đồng thời được sử dụng để xác định cơng suất tính tốn tổng tại mọi nút của hệ thống
cung cấp điện.

Bảng 1.2. Hệ số đồng thời cho tủ phân phối

Số mạch Hệ sô đồng thời Ks 
2 và 3

Tủ được kiểm nghiệm tồn bộ

0.9

4 và 5 0.8

6 vaø 9 0.7

10 và lớn hơn 0.6

Tủ được kiểm nghiệm từng phần trong mỗi trường hợp 1

Nếu mạch chủ yếu là chiếu sáng thì có thể coi Ks gần bằng 1.
Bảng 1.3. Hệ số đồng thời theo chức năng của mạch

(1): Trong vài trường hợp, nhất là trong công nghiệp, hệ số này cịn có thể lớn hơn

(2): Dịng được lưu ý bằng dòng định mức của động cơ và tăng thêm một trị bằng 1/3 dòng khởi động của nó
Bảng 1.4. Hệ số đồng thời trong tịa nhà dân cư

Số hộ tiêu thụ Hệ số đồng thời Ks

2-4 1
5-9 0,78
10-14 0,63
15-19 0,53
20-24 0,49
25-29 0,46
30-34 0,44
35-39 0,42
40-49 0,41

50 hay lớn hơn 0,40

7. Hệ số phân tán Kpt

Hệ số phân tán là tỷ số của tổng các công suất cực đại riêng lẻ của từng nhóm phụ tải với
cơng suất cực đại của toàn hệ thống.

Chức năng mạch Hệ số đồng thời Ks

Chiếu sáng 1

Sưởi và máy lạnh 1

Ổ cắm ngoài 0.1  0.4 (1)

Thang máy (2) Đ/cơ có cơng suất lớn thứ nhất 1

Đ/cơ có cơng suất lớn thứ hai 0.75

</div>
(36)<div class='page_container' data-page=36>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 37 
ñt
max
i
max
pt K
1
P
P

K 



 (3.18)

Ở đây: Pmaxi là tổng công suất cực đại riêng lẻ của từng nhóm phụ tải thứ i, Pmax là công

suất cực đại đồng thời của tồn hệ thống (nút hệ thống, nơi các nhóm phụ tải i nối vào), Kđt là hệ

số đồng thời.

Hệ số phân tán cũng có thể được xác định theo biểu thức:





i i maxi

i
max
pt C P

K (3.19)

Ở đây: Pmaxi là công suất cực đại của phụ tải thứ i, Ci là hệ số góp phần của phụ tải thứ i

8. Hệ số góp phần Ci

Hệ số góp phần Ci là tỷ số giữa cơng suất u cầu của nhóm thứ i vào thời điểm phụ tải đỉnh

của hệ thống với công suất cực đại khơng đồng thời của nhóm:

i
max
max
ycit
i P
P

C  (3.20)

Ở đây: Pycitmax là công suất yêu cầu của nhóm thứ i vào thời điểm tmax, khi xuất hiện phụ tải

đỉnh của hệ thống; Pmaxi là cơng suất cực đại của nhóm thứ i.

3.7. Các phương pháp xác định công suất tính tốn

1. Phương pháp cơng suất tính tốn theo hệ số sử dụng và hệ số đồng thời

Theo phương pháp này, khi hệ số công suất của các phụ tải khác nhau thì cơng suất tính tốn
của nhóm n thiết bị được xác định theo các biểu thức sau:

ñmi
P
k
K
P n
i sdi
dt
tt .
1





 (kW) (3.21)

ñmi
Q
k
K
Q n
i
sdi
dt
tt .
1





 (kVar) (3.22)

2
tt
2
tt

tt P Q

S   (kVA) (3.23)

Ở đây: ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i; Pđmi là công suất định mức của thiết bị thứ i; n

là số thiết bị trong nhoùm.

Hệ số sử dụng của các thiết bị khác nhau có thể tra ở sổ tay thiết kế.

Trường hợp coi hệ số công suất của các thiết bị khơng khác nhau nhiều thì thì cơng suất tính
tốn của nhóm n thiết bị được xác định theo các biểu thức sau:

ñmi
S
k
K
S n
i
sdi

dt
tt .
1





 (3.24)

Phương pháp này tính tốn đơn giản, thuận tiện và cho kết quả khá chính xác.

</div>
(37)<div class='page_container' data-page=37>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 38

Ptt =p0.F (kW) (3.25)

Hay Stt=s0.F (kVA) (3.26)

Ở đây: p0, s0 lần lượt là suất phụ tải tác dụng trên trên một đơn vị diện tích sản xuất (kW/m2)

và suất phụ tải biểu kiến trên trên một đơn vị diện tích sản xuất (kVA/m2); F là diện tích sản

xuất (m2).

Giá trị p0 và s0 được đưa ra dựa trên kinh nghiệm vận hành và thống kê. Phương pháp này chỉ

cho kết quả gần đúng và thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ.
Bảng 1.5. Chỉ tiêu cấp điện cho sản xuất công nghiệp, kho tàng

TT Loại công nghiệp Chỉ tiêu (kW/ha)

1 Công nghiệp nặng (luyện gang, luyện thép, sản xuất ôtô, sản xuất

máy cái, công nghiệp hóa dầu, hóa chất, phân bón), sản xuất xi
măng

350

2 Cơng nghiệp vật liệu xây dựng khác, cơ khí 250

3 Cơng nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm, điện tử, vi tính, dệt 200

4 Công nghiệp giầy da, may mặc 160

5 Cụm công nghiệp nhỏ, tiểu công nghiệp 140

6 Các cơ sở sản xuất thủ cơng nghiệp 120

7 Kho tàng 50

Bảng 1.6. Chỉ tiêu điện sinh hoạt (theo hộ)

Đặc điểm khu dân cư Chỉ tiêu (kW/hộ) 
Khu nhà ở thấp tầng (1÷2 tầng) cải tạo hoặc xây mới 2

Khu nhà liền kề hoặc khu chung cư cao 45 tầng 3

Khu nhaø chung cư cao tầng (9 tầng) 4

Khu nhà ở biệt thự 5

Bảng 1.7. Suất phụ tải

Chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang (bù cos=0,86)

Dạng tải Suất tải (VA/m2)

Đèn tt với máng đèn cơng
nghiệp (khơng kể Ballast)

Mức chiéu sáng
trung bình

(Lux)
Đường và xa lộ, kho, cơng việc khơng

liên tục

7 150
Công việc nặng như: chế tạo và lắp rắp

thiết bị có kích thước lớn

14 300

Công việc hành chính: Văn phòng 24 500

Công việc chính xác:
- Vẽ thiết kế

- Chế tạo, lắp ráp chính xác cao

</div>
(38)<div class='page_container' data-page=38>

ĐH Sư p

Dạ
Tra
Qu
Lò
Vă
Xư
Xư
Xư
Xư
Xư

3.9. Xá
Phụ
thiết bị
Ví dụ: X

phạm Kỹ thu
ang tải

ạm bơm khí
uạt

sưởi: nhà ri
căn h
an phòng
ưởng kho bãi
ưởng lắp ráp
ưởng chế tạo
ưởng sơn
ưởng sử lý nh

c định cơng
tải tính tố

nối vào nú
Xác định ph

uật Tp HCM
Mạch độn
nén
iêng
hộ
i
o máy

hieät

g suất tính 
án ở một nu
út đó nhân v
hụ tải tính t

M 
g lực

toán ở các
út trong mạ
với hệ số đ

toán ở các

fe

c cấp trong
ạng phân p
ổng thời.
cấp trong m

eee.hcmute.e

g mạng điện
hối điện bằ
mạng phân

edu.vn 
Suất phụ

n

ằng tổng ph
phối của m

u taûi (VA/m2

3-6
23
15-146

90
25
50
70
300
350
700

hụ tải tính
một xí nghiệ

2)

toán của nh
ệp sau:

</div>
(39)<div class='page_container' data-page=39>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 40 
3.10. Dự báo phụ tải điện

Dự báo phụ tải điện là bài toán cơ bản khi qui hoạch hệ thống điện phân phối. Nếu dự báo
phụ tải điện quá thừa so với nhu cầu thực tế thì sẽ gây lãng phí, cịn nếu dự báo quá nhỏ so với
nhu cầu thực tế thì sẽ dẫn đến tình trạng thiếu nguồn điện, ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của
nền kinh tế quốc dân.

Thơng thường có ba loại dự báo chủ yếu:

 Dự báo tầm ngắn : Khoảng 1 đến 2 năm
 Dự báo tầm vừa : Khoảng 3 đến 10 năm

 Dự báo tầm xa : Khoảng 15 đến 20 năm hoặc dài hơn.

Tầm dự báo càng ngắn thì độ chính xác địi hỏi càng cao. Dự báo tầm ngắn cho phép sai số
khoảng 5  10%, dự báo tầm vừa và xa cho phép sai số khoảng 10 đến 20 %. Có nhiều phương
pháp để dự báo phụ tải điện như: phương pháp tính hệ số vượt trước, phương pháp tính trực tiếp,
phương pháp ngoại suy theo thời gian…Phương pháp đơn giản dựa vào suất tăng trưởng hàng năm
của phụ tải:

Pn = P0 (1 + a)n

Ở đây: Pn là phụ tải điện vào cuối năm thứ n; P0 là phụ tải điện ban đầu, a là suất tăng trưởng

</div>
(40)<div class='page_container' data-page=40>

CHƯƠNG IV

TÍNH TỐN ĐIỆN MẠNG PHÂN PHỐI

4.1. Khái qt

Điện năng được tải từ phía thứ cấp trạm biến áp phân phối của cấp truyền tải phụ hay trạm
biến áp trung gian của cấp truyền tải đến các máy biến áp phân phối qua phát tuyến sơ cấp điện
áp từ 10kV đến 69kV. Máy biến áp phân phối giảm áp để cung cấp cho mạng phân phối thứ cấp
(hạ áp) điện áp từ 110 V đến 660 V.

Mạng phân phối có cấu trúc hình tia, mạch vịng kín (thường vận hành hở) và phức tạp hơn là
cấu trúc lưới hay cấu trúc mạng phân phối sơ cấp và thứ cấp khi vùng cung cấp lớn với nhiều loại
phụ tải và yêu cầu tính liên tục cung cấp điện.

Mạng phân phối sơ cấp và thứ cấp phải phân phối đến tận nơi tiêu thụ nên tổng chiều dài
lớn nên vấn đề chất lượng điện áp luôn được quan tâm và chủ yếu khi thiết kế đường dây phải
đảm bảo độ sụt áp cho phép.

Trong tính tốn mạng phân phối, cần đưa ra một số giả thiết sau:

 Do điện áp thấp so với điện áp truyền tải, chiều dài từng đường dây ngắn nên không

xét ảnh hưởng của điện dung đường dây. Ngoại trừ, đối với cáp ngầm có chiều dài lớn
vì lúc này cơng suất kháng do điện dung phát ra là khá lớn.

 Bỏ qua thành phần vuông góc

U
QR

PX trong cơng thức tính sụt áp vì thành phần

này sẽ không đáng kể khi điện trở lớn và hệ số công suất thấp.

 Dùng điện áp định mức Uđm trong cơng thức tính sụt áp và tổn thất công suất.

4.2. Sơ đồ thay thế lưới điện
 1. Đường dây

Mơ hình đầy đủ đường dây phân phối được đặc trưng bởi các thông số như: điện trở, điện
kháng, điện dung và điện dẫn. Điện kháng và điện dung là do ảnh hưởng của từ trường và điện
trường quanh dây dẫn. Điện dẫn shunt giải thích dịng rị chảy qua cách điện và ion hóa khơng
khí.

Tính tốn chính xác mức độ ảnh hưởng của các thông số đường dây khá phức tạp nên trong
thực tế tùy theo yêu cầu về mức độ chính xác của mơ hình và mục đích nghiên cứu mà có thể sử
dụng mơ hình đường dây hình  (Hình 4.1.a) hay mơ hình đường dây đơn giản hoá.


















l.
jb
g
jb
g
Y

l.
jx
r
jx

r
Z

o
o
l
l
l

(4.1)
Ở đây: rl, xl, gl và bl lần lượt là điện trở, cảm kháng, điện dẫn và dung dẫn của đường dây; ro,

xo, go và bo lần lượt là điện trở, cảm kháng, điện dẫn và dung dẫn trên một đơn vị chiều dài (km);

l là chiều dài dây dẫn (km). Số liệu định hướng cho xo và bo trình bày ở bảng 4.1.

0157
0
145

0 r) .

D
lg(
.

x   (/km)

</div>
(41)<div class='page_container' data-page=41>

Đối với mạng điện khu vực điện áp đến 110kV do đã chú ý đến tiết diện tối thiểu hạn chế
vầng quang điện, trên sơ đồ thay thế thường bỏ qua thông số điện dẫn gl (Hình 4.1.b), cịn mạng

điện địa phương chiều dài đường dây không vượt quá 100km và điện áp đường dây không vượt
quá 69 kV thường bỏ qua tổng dẫn (Hình 4.1.c). Riêng với đường dây cáp điện áp Uđd từ (6 ÷ 10)

kV và thấp hơn cũng như đối với mạng điện một chiều (xo= 0, bo= 0) nên sơ đồ thay thế là thuần

trở (Hình 4.1.d).

Bảng 4.1. Số liệu định hướng cho xo và bo

Điện áp, kV xoΩ/km bo 10-6, 1/Ωkm Q0 kVar/km

22 - Trên không
- Cáp

0.40
0.11

2.8 -
100

35 - Trên không
- Cáp

0.40
0.125

2.75 -
100

110 - Trên không

- Cáp 0.40 0.17 2.75 35 140

2. Máy biến áp

Các máy biến áp thường được sử dụng trong các trạm là máy biến áp hai cuộn dây, máy biến
áp ba cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu. Đôi khi trong mạng điện cịn có các máy biến áp điều
chỉnh bổ sung. Các máy biến áp này được sử dụng để tối ưu hoá chế độ làm việc của mạng và hệ
thống điện.

a. Mô hình máy biến áp hai cuộn dây

Đối với máy biến áp ba pha hai cuộn dây khi tính tốn thường dùng sơ đồ thay thế hình 

với bốn thơng số đặc trưng cho q trình tải điện qua nó là điện trở rT, cảm kháng xT, điện dẫn

gT và cảm dẫn bT, trong đó:

Tổng trở máy biến áp ZT phản ánh hiện tượng tổn thất công suất tác dụng do hiệu ứng Joule

và hiện tượng tổn thất công suất phản kháng do tổn từ trong hai cuộn dây:

ZT = rT + jxT (4.2)

Ở đây: rT = r1 + r’2; (4.3)

xT = x1 + x’2; (4.4)

Với: r’2 và x’2 lần lượt là điện trở và cảm kháng của cuộn thứ cấp 2 đã qui đổi về cuộn sơ

caáp 1.

Tổng dẫn YT phản ánh hiện tượng tổn thất công suất trong lõi thép máy biến áp: phát nóng

do dịng Foucault và tổn hao gông từ.

l
x

1 rl 2

l
r

l

r xl

1 2

2
l

b

2
l

b

2
l
g

2
l

g

a.

l

r xl

1 2

2
l

b

2
l

b

</div>
(42)<div class='page_container' data-page=42>

YT = gT + jbT (4.5)

Với: gT và bT lần lượt là điện dẫn và dung dẫn của máy biến áp.

Có thể thay tổng dẫn YT bằng phụ tải S0





0
0

0 P j Q

S   



Với: P0 là tổn hao không tải do dịng Foucault và Q0 là tổn hao gơng từ.

Các thông số nêu trên của máy biến áp, xác định từ thí nghiệm ngắn mạch (với dịng định
mức), và thí nghiệm khơng tải (với áp định mức), bao gồm: tổn thất ngắn mạch PN, tổn thất

khoâng tảiPo, điện áp ngắn mạch UN và dòng điện không tải Io .

T
2
đm
2
đm
T
2
đm

N U r.

S
r.
I
3

P  

 (4.6)

Suy ra:
]
[
]
kVA
[
S
10
].
kV
[
U
].
kW
[
P

r 2 2

ñm
3
2
2
ñm
N
T 


 (4.7)

Đối với máy biến áp rT << xT, do đó có thể bỏ qua rT, vì thế:

100
.
3
/
U
x
.
I
U
dm
T
dm
o
o

N  (4.8)

Từ đó:
)
(
]
kVA
[
S
10
].
kV

[
U
.
U
x
đm
2
2
đm
o
o
N

T   (4.9)

Tổng dẫn máy biến áp xác định theo các lượng tổn hao khơng tải:

2
đm

T U

b   (4.10)
Ở đây, Q0 là tổn thất công suất phản kháng không tải.

)

kVAR
(
100
S
.
I

Q 0oo ñm

0 

 (4.11)
Tỷ số biến áp kT:

Hình 4.2 Mô hình máy biến áp tuyến tính hai cuộn dây

1 2

kT kT

2 rT xT

S


</div>
(43)<div class='page_container' data-page=43>

dm
2
1
dm
1
T
U
U
U

k   (4.12)
Với U1 có giá trị phụ thuộc đầu phân áp của máy biến áp.

Đối với máy biến áp cơng suất lớn YT = 0, bởi vì tổn thất khơng tải nhỏ.

b. Máy biến áp ba cuộn dây

Sơ đồ thay thế máy biến áp ba cuộn dây (Hình 4.3.a) có dạng hình sao. Khi cần tính đến
lượng tổn thất trong thép thì mơ hình có dạng Hình 4.3.c.

Khi xác định các hệ số biến áp cần chú ý đến sự hiện hữu của sự điều chỉnh điện áp bằng các
đầu phân áp.




















m
ñ
3
1
m
ñ
1
3
1
T
2
2
1
m
ñ
1

2
1
T
U
U
U
k
U
U
U
U
k
(4.13)

Ở đây: U1, U2 lần lượt là điện áp điều chỉnh khi chuyển các đầu phân áp phía cao áp và

trung áp; dấu  tuỳ thuộc vào đầu phân áp giảm áp hay tăng áp.

Từ các đại lượng cho trước như: công suất định mức máy biến áp (Sđm), điện áp định mức các

cuộn dây cao áp, trung áp, hạ áp (U1đm, U2đm, U3đm), dòng điện không tải (Io%), tổn thất ngắn

mạch (P12, P13, P23), điện áp ngắn mạch (U12%, U23%, U13%), lần lượt xác định tổn thất

ngắn mạch đối với từng cuộn dây:































1
13
3
1
12
2
23
13

12
1
P
P
P
P
P
P
P
P
P
2
1
P
(4.14)

Điện áp ngắn mạch đối với từng cuộn dây:

Hình 4.3 Mơ hình máy biến áp ba cuộn dây và tự ngẫu

kT1-2

UT
2
UC 1

UH 3

1 r1 x1

S0

</div>
(44)<div class='page_container' data-page=44>



















o
o
1

o
o
13
o
o
3
o
o
1
o
o
12
o
o
2
o
o
23
o
o
13
o
o
12
o
o
1
U
U
U

U
U
U
U
U
U
2
1
U
(4.15)

Từ đây, có thể xác định được các thông số máy biến áp ba cuộn dây (Z1, Z2, Z3) theo các

công thức (4.7) và (4.9) giống như máy biến áp hai cuộn dây, với lưu ý rằng Uđm là điện áp định

mức của cấp điện áp mà điện trở hay điện kháng của máy biến áp được tính qui đổi về cấp điện
áp này.

c. Máy biến áp tự ngẫu

Máy biến áp tự ngẫu được sử dụng rộng rãi ở lưới điện từ 110 kV trở lên. Trong các máy biến
áp tự ngẫu công suất các cuộn cao áp và cuộn trung áp bằng nhau và bằng công suất định mức
của máy biến áp. Cịn cơng suất cuộn hạ áp nhỏ hơn cuộn cao áp. Máy biến áp tự ngẫu có hai
đại lượng cơng suất đặc trưng là công suất định mức Sđm và công suất mẫu Sm. Sđm là công suất

lớn nhất cho phép đi qua cuộn cao áp. Sm là công suất dùng để thiết kế cả ba cuộn dây. Giữa hai

công suất này có quan hệ như sau:

Sm = α Sđm (4.16)

Ở đây: α là hệ số có lợi và α = (1-U2/U1), với U1 và U2 lần lượt là điện áp cuộn cao và trung
áp.

Đối với các máy biến áp tự ngẫu, các nhà chế tạo thường cung cấp: công suất định mức máy
biến áp (Sđm), công suất các cuộn dây cao, trung và hạ áp tính theo phần trăm công suất định

mức của máy biến áp (S1, S2, S3), điện áp định mức các cuộn dây cao áp, trung áp, hạ áp (U1đm,

U2đm, U3đm), dịng điện khơng tải (Io%) so với dịng điện định mức, tổn thất công suất khi không

tải (P0), tổn thất công suất giữa cuộn cao áp và cuộn trung áp khi ngắn mạch tính theo dung

lượng định mức (P12), tổn thất công suất giữa cuộn cao áp và hạ áp, giữa cuộn trung áp và hạ

áp tính theo công suất mẫu ( '
13

 , '

 ), điện áp ngắn mạch (U12%, U23%, U13%). Để tính điện

trở từng cuộn dây, phải qui đổi tổn thất công suất trong các cuộn cao áp và hạ áp, trong các cuộn
trung áp và hạ áp về cơng suất định mức. Sau đó xác định tổn thất ngắn mạch đối với từng cuộn

dây
2
'
13
2
m
dm
'
13

13 P (S /S ) P /

P   

 (4.17)
' 2
23
2
m
dm
'
23

23 P (S /S ) P /α

P  

































1
13
3
1
12
2

23
13
12
1
P
P
P
P
P
P
P
P
P
2
1
P
(4.18)

</div>
(45)<div class='page_container' data-page=45>




















o
o
1
o
o
13
o
o
3
o
o
1
o
o
12
o
o
2
o
o
23
o
o
13
o
o
12

o
o
1
U
U
U
U
U
U
U
U
U
2
1
U
(4.19)

Từ đây, có thể xác định được các thông số máy biến áp ba cuộn dây (Z1, Z2, Z3) theo các

công thức (4.7) và (4.9) giống như máy biến áp hai cuộn dây, với lưu ý rằng Uđm là điện áp định

mức của cấp điện áp mà điện trở hay điện kháng của máy biến áp được tính qui đổi về cấp này
và Sđm là công suất định mức của máy biến áp.

Trong trường hợp máy biến áp tự ngẫu, nếu các đầu phân áp được bố trí ở cuộn cao và trung
áp thì:




























đm
đm
T
đm
đm
T
đm

đm
T
U
U
U
k
U
U
U
k
U
U
U
U
k
3
1
1
3
1
3
1
2
3
2
2
2
1
1
2

1
(4.20)

4.3. Tính tốn mạng hở cấp phân phối

Đối với mạng điện phân phối, khi xác định độ lệch điện áp so với điện áp định mức thường
bỏ qua điện dung của đường dây, điện áp tại mỗi nút bằng điện áp định mức và không xét đến
tổn thất công suất trong mạng điện.

1. Trường hợp đường dây hình tia phụ tải tập trung

Xét đường dây hình tia có điện áp định mức Uđm (kV), chiều dài là l (km), điện trở r0 (/km),

cảm kháng x0 (/km) trên một đơn vị chiều dài, công suất tác dụng P (kW), công suất phản

kháng Q(kVar) thì tổn thất điện áp U(V) được xác định theo biểu thức sau:

a. Xác định tổn thất điện áp:

 Đối với đường dây ba pha

Tổn thất điện áp:

đm

U
QX
PR
U 

 (4.21)

Sụt áp tính theo phần trăm:

%
10
.
U
QX
PR
%
100
.
1000
U
QX
PR
%
U 2
đm
2
đm





 (4.22)

Ở đây: R = r0. l () ; X = x0.l (); P (kW); Q (kVAR); S (kVA); Uđm (kV); U (V).

R + j X Z

</div>
(46)<div class='page_container' data-page=46>

Coù thể viết:
.%
10
.
U
l
).
sin
x
cos
r
(
S
%
U 2
đm
0

0  



 (4.23)

Đặt:

km
.
kVA
/
.%
10
.
U
)
sin
x
cos
r
(
%
K 2
đm
0

0  

 (4.24)

K% là hằng số sụt áp, được định nghĩa là phần trăm sụt áp cho mỗi kVA công suất, mỗi km
chiều dài đường dây với hệ số công suất, cỡ dây, cách bố trí đường dây và điện áp định mức cho
trước. Có thể lập bảng tính trước hằng số sụt áp và từ đó tính nhanh chóng phần trăm sụt áp
đường dây:
l.
S
%.

K
%
U 
 (4.25)

Ở đây: S (kVA), l(km).

Nếu tính theo dịng điện I (A) thì sụt áp đường dây cho bởi:

)
sin
x
cos
r
.(
l.
I
3
)
sin
X
cos
R
(
I
3

U    0  0 

 (4.26)

b. Xác định tổn thất công suất

Tổn thất công suất tác dụng:

R
U
S
R
U
Q
P
RI
3
P 2
đm
2
2
đm
2
2

2   



 (4.27)

Ở đây: P (kW), Q (kVAR), S (kVA), Uđm(kV), P (W)

Tổn thất công suất phản kháng:

X
U
S
X
U
Q
P
XI
3
Q 2
ñm
2
2
ñm
2
2

2   



 (4.28)

Ở đây: P (kW), Q (kVar), S (kVA), Uđm(kV), Q (Var)

 Đối với đường dây một pha hai dây:

Cơng thức tính sụt áp và tổn thất công suất tương tự như đường dây ba pha với Uđm là điện áp

định mức giữa hai dây cụ thể như sau:

ñm

U
QX
PR
U 

 với R = 2r0l; X = 2x0l (4.29)

UI(RcosXsin) .I2l.(r0cosx0sin) (4.30)
R
U
S
R
U
Q
P
RI
P 2
ñm
2
2
ñm
2
2

2   


 (4.31)
X
U
S
X
U
Q
P
XI
Q 2
ñm
2
2
ñm
2
2

2   



 (4.32)

Ở đây: R và X là điện trở và cảm kháng của cả hai dây đi và về.

c. Xác định tổn thất điện năng

∆A = ∆P.  (kWh) (4.33)

Ở đây: ∆P là tổn thất công suất (kW),  là thời gian tổn thất công suất cực đại (h) phụ thuộc
thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax và hệ số cơng suất trung bình cos (Hình 4. 5).

</div>
(47)<div class='page_container' data-page=47>

 = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 (4.34)

2. Trường hợp đường dây liên thông phụ tải tập trung

Xét một mạng điện phân phối dạng liên thơng có sơ đồ trong hình 4.6, với pi, qi là cơng suất

phụ tải nút thứ i; Pi, Qi là công suất đi trên đoạn đường dây thứ i; ri,xi là điện trở và cảm kháng

đoạn thứ i; Ri,Xi là điện trở, cảm kháng tính từ đầu nguồn A đến nút thứ i.

Do bỏ qua tổn thất công suất, dễ dàng xác định công suất đi trên mỗi đoạn:
S3 = P3 + jQ3 = p3 + jq3

S2 = P2 + jQ2 = (p2 + p3) + j(p2 + q3)

S1 = P1 + jQ1 = (p1 + p2 + p3) + j(q1 + q2 + q3)

R3 = r1 + r2 + r3, X3 = x1 + x2 + x3

R2 = r1 + r2, X2 = x1 + x2

R1 = r1, X1 = x1

Công suất đi trên đoạn thứ i:








 n
i
m
m
n
i
m
m
i
i

i P jQ p j q

S (4.35)

Ở đây: m là chỉ số nút

Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây thứ i:

m
i
i
i
i
i

U
x
Q
r
P
ΔU
ñ


 (4.36)

Sụt áp từ đầu nguồn A đến phụ tải cuối đường dây:

ñm
3
3
3
3
ñm
2
2
2
2
m
ñ
i
i
i
i
U

x
Q
r
P
U
x
Q
r
P
U
x
Q
r
P

U     

Δ (4.37)

Tổng quát, sụt áp từ đầu nguồn đến phụ tải những cuối đường dây:







 n

i i i i i

ñm
)
x
Q
r
(P
.
U
1
U
Δ (4.38)

Ở đây: i là chỉ số đoạn

p3+ jq3

p2 + jq2

p1 + jq1

1 2

Hình 4.6. Sơ đồ đường dây liên thông

r1 + jx1 r2 + jx2 r3 + jx3

P1 + jQ1 P2 + jQ2 P3 + jQ3

p1 + jq1 p2 + jq2

p3+ jq3

R3, X3

R1, X1

R2, X2

</div>
(48)<div class='page_container' data-page=48>

Mặt khác:




 n
i
m
m
i p

P vaø




 n
i
m m
i q

Thay vào biểu thức ΔU và biến đổi có biểu thức tương đương:







 n

i i i i i

ñm
)
X
q
R
(p
.
U
1
U
Δ (4.39)

Ở đây: i là chỉ số nút.

Trường hợp đường dây có cùng tiết diện và cùng cách bố trí dây dẫn trên trụ, nghĩa là có
cùng thông số r0, x0 trên mỗi km chiều dài đường dây, thì:






 




 
n
L
i
n
i

i i i

0
i
i
0
ñm
l
Q
x
l
P
r

U
1
U
Δ (4.40)

Ở đây: li là chiều đài đoạn thứ i.

Hay:





 




 
n
l
i
n
i

i i i

0
i
i
0
ñm
L

q
x
L
p
r
U
1
U
Δ (4.41)

Ở đây: Li là khoảng cách từ đầu đường dây đến nút thứ i.

Nếu biết điện áp UA ở đầu đường dây thì điện áp Un ở cuối đường dây cho bởi:

Un = UA - U (4.42)

Sụt áp tính theo phần trăm:

100
U
∆U
100%
U
U
U
∆U%
đm
n
n

A   

 (4.43)

Độ lệch điện áp ở cuối đường dây:

U% = 100%
U

U
U

ñm
ñm

n  (4.44)

3. Trường hợp đường dây phân nhánh phụ tải tập trung (Hình 4.7)

Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện có thể là UA3 hoặc UA4 tuỳ theo trị số tính

được là lớn hơn.

Điện áp cuối đường dây và sụt áp từ đầu nguồn đến các tải ở cuối đường dây được xác định
bởi các biểu thức sau:

UA3 = UA1 + U12 + U23


4




3
1

A 2



  



 S4

Hình 4.7. Sơ đồ đường dây phân nhánh




</div>
(49)<div class='page_container' data-page=49>

UA4= UA1 + U12 + U24

U4 = UA - UA4

U3 = UA - UA3

Khi cần tính tổn thất cơng suất trong mạng điện phân phối, có thể dùng công thức đơn giản
sau đây:






 n
1

i i i

2
i
2
i
2
ñm
)
jx
)(r
Q
(P
U
1

∆S (4.45)

với i = 1,..,n là chỉ số đoạn.
Tổn thất công suất tác dụng:





 n
1
i i
2
i
2
i
2
đm
)r
Q
(P
U
1

∆P (4.46)

Tổn thất công suất phản kháng:





 n
l

i i
2
i
2
i
2
đm
)x
Q
(P
U
1

∆Q (4.47)

Tổn thất điện naêng:

∆A = ∆P.  (kWh) (4.48)

Ví dụ 4.1: Xét mạng điện cơng nghiệp 10 kV (Hình 4.8), tồn bộ đường dây sử dụng dây
nhơm A-95 với khoảng cách trung bình Dtb = 1m. Xác định tổn thất điện áp lớn nhất và tổn thất

công suất trong mạng điện. Nếu điện áp nguồn UA = 11 kV, xác định điện áp tại nút có điện áp

thấp nhất.
Giải:

Tổng trở trên một đơn vị chiều dài đường dây z0 r0 jx0 0,33 j0,332 Ω/km

Tổng trở mỗi đoạn lưới:

Ω

j0,166
0,165

Z1  

Ω

j0,664
0,66

Z2  4  

Ω

j0,332
0,33

Z3  

Công suất trên từng đoạn lưới:

S4 = 2+j2 (MVA), S3 = 1+j0.5 (MVA)

S2 = 2+j1 (MVA), S1 = 6+j4 (MVA)



3
1

A  2

 

Hình 4.8. Mạng phân phối điện

1 km 2 km 1 km

(2 + j2) MVA

(1 + j0,5) MVA
(2 + j1) MVA

(1 + j0,5) MVA

</div>
(50)<div class='page_container' data-page=50>

Tổn thất cơng suất trên tồn mạng điện:





















1 0,5





0,33 j0,332





2 2





0,66 j0,664



]

j0,664
0,66
1
2
j0,166
0,165
4
6
10
1
S
2
2
2
2
2
2
2
2
2
.













Δ



MVA



j0,180
0,175

S.  

Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng tính theo phần trăm:

2,92%
100%
6
0,175
100%
Σpi
ΔP

ΔP%    

4,5%
100%

4
0,180
100%
Σqi
ΔQ

ΔQ%    

Tổn thất điện áp từ A đến phụ tải 3:



 





6 0165 2 066 1 033 4 0166 1 0664 05 0332



1 , , , , , , ,

UA3             


 

kV
413
,
0



Tổn thất điện áp từ A đến phụ tải 4:



 





6 0,165 2 0,66 4 0,166 2 0,664



10
1

UA4         


= 0,43 (kV)

Như vậy, tổn thất điện áp lớn nhất ΔUA4 0,43 kV và điểm 4 có điện áp thấp nhất:
U4 = UA - UA4 = 11 – 0,43 = 10,57 (kV)

4. Trường hợp đường dây có phụ tải phân bố đều

Xét đường dây có phụ tải phân bố đều (Hình 4.9).

Gọi Is là dịng điện ở đầu đường dây, Ix là dòng điện tại điểm x trên đường dây, l là chiều dài

đường dây, z là tổng trở một đơn vị chiều dài đường dây thì độ sụt áp vi cấp dU trên đoạn vi cấp
dx được xác định theo biểu thức sau:

)
dx
l
x
1
(

z
I
zdx
I

dU  x  s 

Độ sụt áp tại điểm x:

)
l
2
x
1
(
zx
I
dx
)
l
x
1
(
z
I
U
d

U x s

0
s
x

x     





Độ sụt áp trên toàn bộ đường dây ứng với x=l;
zxl

I
2
1
Ul  s

 (4.49)

x dx

Hình 4.9. Đường dây có phụ tải phân bố đều

1 jq

p  pn jqn

l Is

x jq

p 

</div>
(51)<div class='page_container' data-page=51>

Ở đây:
U
3
)
q
(
)
p
(
I
n
1
i
n
1
i
2
i

2
i
s



 



Toån thất công suất vi cấp:

rdx
)]
l
x
1
(
I
[
rdx
I
dP 2
s
2

x  



Tổn thất cơng suất trên tồn đường dây:

rl
I
3
1
dP
P 2
s
l
0






 (4.50)

Như vậy, đối với đường dây có phụ tải phân bố đều thì độ sụt áp tương tương với tải tập trung
tại khoảng cách l

2
1

x cịn tổn thất cơng suất tương đương với tải tập trung tại l
3
1
x .

4.4. Tính tốn mạng kín đơn giản

Xét mạng điện kín đơn giản gồm một nguồn và hai phụ tải nối theo mạch vịng kín có sơ đồ
thay thế trình bày ở Hình 4.10. Cần xác định phân bố công suất trong các đoạn lưới với giả
thuyết giá trị điện áp lấy bằng trị số định mức và bỏ qua tổn thất công suất trên các đoạn lưới.

Tách đầu nguồn A làm hai đầu nguồn cung cấp A1 và A2, có điện áp bằng nhau về trị số và

goùc pha.

Qui ước chiều cơng suất trên đường dây như hình vẽ, theo định luật Kirchoff, viết được
phương trình cân bằng điện áp:

0
Z
I
Z
I
Z

IA1 1 12 2 A2 3 


0
Z
U
3
S
Z
U
3
S
Z
U
3

S
3
ñm
A2
*
2
ñm
12
*
1
ñm
A1
*




Ở đây: dấu * chỉ số phức liên hợp.

0
Z
S
Z
S
Z

S A2 3

.
2

12
.
1
A1
.



 (4.51)

Vì bỏ qua tổn thất công suất nên :

1
A1

12 S S

S     (4.52)

A1
.
2
.
1
.
A2
.
S
S
S

S    (4.53)

Hình 4.10. Mạng điện kín cung cấp từ một nguồn

1 2

PA+jQA

P2+jQ2

P1+jQ1



A1 A2

Z1 Z2 Z3

1 2

S1=P1+jQ1 S2=P2+jQ2

SA1, S12, SA2,

IA1 I12 IA2

. .

</div>
(52)<div class='page_container' data-page=52>

Thay (4.52) vaø (4.53) vaøo (4.51):
0
Z
S
S
S
Z
S
S
Z

SA1 1 A1 1 2 1 2 A1 3 

















     


Hay: SA1



Z1 Z2 Z3



S1



Z2 Z3



S2 Z3 0






Neân:





3
2
1
3
2
3
2
1
A1
Z
Z
Z
Z
S

Z
Z
S
S









= PA1 -jQA1 (4.54)

Tương tự :





3
2
1
2
1
2
1
1
A2
Z
Z
Z
Z

Z
S
Z
S
S









= PA2-jQA2 (4.55)

Đối với mạng kín đồng nhất thì tỷ số

i
i

R
X

k là hằng số trên tất cả các đoạn lưới:

i
i
i
i

i
i

i R ) kR

X
+
(1
R
=
jX
+
R
=
Z 

Như vậy, thay vì xác định phân bố cơng suất trên các đoạn lưới theo tổng trởõ, có thể xác định
phân bố công suất theo điện trởû:





3
2
1
3
2
3
2
1

A1 R + R +R

R
S
+
R
+
R
S
=

S   (4.56)





3
2
1
1
1
2
1
2

A2 R +R +R

R
S
+
R
+
R

S
=

S   (4.57)

Nếu tất cả đoạn lưới có cùng một tiết diện dây và cách bố trí các pha thì có thể xác định phân
bố công suất theo chiều dài :

(

)

3
2
1
3
2
3
2
1

A1 l +l +l

l
S
+
l
+
l
S
=

S   (4.58)





3
2
1
1
1
2
1
2

A2 = S ll ++ll ++lS l

S   (4.59)

Sau khi tính được A1 A1 A1
.

jQ
P

S   , có thể tính A2 A2 A2
.

jQ
P

S   vaø 12 12 12
.

jQ
P

S   theo các
biểu thức sau:

)
Q
Q
(j
)
P
P
(
S
S
jQ
P

S 1 A1 1 A1 1

.
1
A
.
12
12
12
.









 (4.60)

)
Q
Q
(j
)
P
P
(
S
S
jQ
P

S 12 2 12 2 12

.
2
.
2
A
2

A
2
A
.








 (4.61)

Lưu ý rằng: nếu P12 >0 và Q12 >0 thì chiều thực của P12 và Q12 là chiều qui ước như trên Hình

4.11 và nếu giá trị cơng suất nào âm thì chiều thực của cơng suất đó là ngược với chiều qui ước
được lựa chọn ban đầu.

Trường hợp, mạng kín có n phụ tải, công suất A1
.

S được xác định theo biểu thức:



 

 


 n

i
n
1
i
n
1
i
j j
i
1
A
1
A
1
A
.
l
)
l
(
S
jQ
P

</div>
(53)<div class='page_container' data-page=53>

Sau khi xác định được công suất A1
.

S đầu nguồn có thể tính được cơng suất trên các đoạn lưới
bằng cách áp dụng định luật Kirchoff về dòng điện tại các nút.

Nút có luồng cơng suất đi đến từ hai phía gọi là điểm phân cơng suất, ký hiệu . Đây chính
là điểm có điện áp thấp nhất trên đường dây (trên Hình 4.11, điểm phân công suất là nút 2).

Sụt áp lớn nhất trong mạng điện kín trong trường hợp này là:

U
X
Q
R
P
U

U A2 3 A2 3

2
max






Tuy nhiên, cần lưu ý rằng điểm phân công suất công suất tác dụng và công suất phản kháng
có thể khác nhau. Trường hợp này cần phải kiểm tra sụt áp tại cả hai điểm này để xác định điểm
có điện áp thấp nhất.

Sau khi tính được luồng cơng suất trên các đoạn lưới, tổn thất công suất và tổn thất điện năng
trên các đoạn lưới được xác định theo các công thức (4.31), (4.32) và (4.33).

Tổng tổn thất công suất và điện năng trong tồn mạng kín:




  
 k
1
m m
P
P




A P

Ở đây: m là số đoạn lưới trong mạng kín

Ví du 4.2: Xét mạng kín 22kV (Hình 4.11) cung cấp từ nguồn A cho 4 phụ tải (công suất tính
bằng MVA, chiều dài tính bằng km). Tồn bộ mạng điện sử dụng dây nhôm trần A-95. có
khoảng cách trung bình giữa các pha Dtb = 1,5m. Tính sụt áp lớn nhất trong mạng lúc bình thường

và sự cố (U%)
Giải:

Tổng trở mỗi km đường dây:

z0= 0,33 + j0,332/km

Do mạng kín cùng tiết diện nên phân bố luồng công suất trên các đoạn lưới có thể xác định
theo chiều dài với phụ tải 4 tập trung về nút 1:





 



 

 

6
+
3
+
6
+
3
6
j2
+
2
+
6
+
3
j1
+
1
+
6
+
3
+
6
j3
+
4
=

SA1

= 4.5+j3.67 (MVA)

2+j2 
1+j1

Hình 4.11. Mạng điện kín với 4 phụ tải

1 3

</div>
(54)<div class='page_container' data-page=54>





 



 

 

6
+
3
+
6
+
3
3
j3
+
4
+
6
+
3
j1
+

1
+
3
+
6
+
3
j2
+
2
=
SA3

= 2,5+j2,33 (MVA)
Từ giá trị A3

.
1
A
.
S
,

S xác định luồng công suất đi trên các đoạn lưới cịn lại. Kết quả tính tốn
ghi trên Hình 4.11. Nút 2 là điểm phân công suất (tác dụng và phản kháng) nên nút 2 có điện áp
thấp nhất trong mạch vịng và khả năng nút 4 có điện áp thấp nhất trong toàn mạng.

Tổn thất điện áp trên đoạn A -1:

68
,
1
.100
2
2
0,332x3
×
3,67
+
0.33x3
×
4,5
=

UA100 2 00

Tổn thất điện áp trên đoạn 1 -2:

%
48
,
0
.100
2
2
6
×

0,332
×
0,67
+
6
×
0.33
×
0,5
=

U1200 2 00 

Tổn thất trên đoạn 1-4:

%
42
,
0
.100
2
2
0,332x3
×
1
+
0.33x3
×

1
=

U1400 2 00

Tổn thất điện áp lớn nhất trong toàn mạng:

Δ % = 1,68% + 0,48% = 2,16%

Trường hợp sự cố, sụt áp lớn nhất xảy ra khi đứt đoạn lưới A1, mạng trở thành hở cung cấp
theo đường A–3–2–1-4 (Hình 4.12), trong đó nút 4 có điện áp lớn nhất:









%
4
,
10
%
100
.
22
3
x

332
,
0
1
6
332
,
0
3
3
x
332
,
0
4
6
332
,
0
6
22
1
x
33
,
0
1
6
x
33

,
0
4
3
x
33
,
0
5
6
33
,
0
7
U
2
2
0
0
4
A

















        



A 2 1 4

Hình 4.12. Sơ đồ phân phối khi đứt đoạn lưới A-1

3

6km 3km 6km 3km

7+j6 5+j4 4+j3 1+j1

</div>
(55)<div class='page_container' data-page=55>

CHƯƠNG V

MẠNG PHÂN PHỐI ĐIỆN

5.1. Mạng phân phối cao áp

Tồn tại nhiều cấu trúc mạng phân phối cao áp khác nhau, dưới đây sẽ trình bày các cấu trúc
phổ biến nhất và phạm vi ứng dụng.

1. Các sơ đồ mạng tiêu chuẩn 
a. Mạng hình tia(Hình 5.1)

Mạng hình tia nối trạm biến áp với các hộ tiêu thụ. Đây là loại mạng có cấu hình đơn giản,
nên được sử dụng rất rộng rãi. Tuy nhiên mạng hình tia có độ tin cậy cung cấp điện thấp.

b. Mạng vòng sơ cấp (Hình 5.2)

Mạng vịng sơ cấp cịn được gọi là mạng vịng mở hay đóng. Mạng này được khuyến dùng
cho các mạng trải rất rộng, có dự kiến phát triển trong tương lai, …. Thường khuyến cáo vận hành
hở mạng vịng.

c. Mạng chọn lọc sơ cấp (Hình 5.3)

Mạng chọn lọc sơ cấp cịn được gọi là mạng cấp điện đơi hình tia. Mạng này được khuyến
dùng cho các mạng trải rất rộng với khả năng mở rộng bị hạn chế và yêu cầu độ tin cậy cung cấp
điện cao.

Hình 5.1. Mạng hình tia Hình 5.2. Mạng vòng sơ cấp

LV
LV

Hình 5.4. Mạng cấp điện đơn
Hình 5.3. Mạng chọn lọc sơ cấp

</div>
(56)<div class='page_container' data-page=56>

d. Mạng cấp điện đơn (Hình 5.4)

Mạng này đơn giản có chi phí thấp, được khuyến dùng khi yêu cầu về độ liên tục cung cấp
điện không cao hay khi qui mô đội vận hành và bảo dưỡng nhỏ. Mạng cấp điện đơn thường được
sử dụng để cấp điện của các nhà máy xi măng.

e. Mạng cấp điện đôi (Hình 5.5)

Mạng này được khuyến dùng khi yêu cầu về độ liên tục cung cấp điện cao hay khi đội vận
hành và bảo dưỡng nhỏ. Đây là loại mạng thường được sử dụng trong công nghiệp thép và dầu
khí.

f. Mạng lưới (Hình 5.6)

Mạng lưới kết nối dạng lưới các điểm của mạng và cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ từ
nhiều hướng. Đây là loại mạng có độ tin cậy cung cấp điện cao, nhưng có dịng ngắn mạch lớn.

g. Mạng thanh góp kép(Hình 5.7)

Mạng này được khuyến dùng khi u cầu về độ tin cậy cung cấp điện rất cao hay khi có sự

thay đổi lớn của tải. Tải có thể được cấp điện từ một trong hai thanh góp khi một thanh góp bị hư
hỏng.

h. Mạng với máy phát dự phịng (Hình 5.8)

Đây là cấu trúc đơn giản nhất và vì vậy thường được sử dụng.

Hình 5.6.Sơ đồ mạch lưới

Hình 5.5. Mạng cấp điện đôi

Hình 5.7. Mạng thanh góp kép

Đường dây vào

Đường dây ra
Thanh A
Thanh B
LV

</div>
(57)<div class='page_container' data-page=57>

i. Mạng với nguồn thay thế và tải phân cách (Hình 5.9)

Đây là trường hợp điển hình của một mạng cơng nghiệp với u cầu liên tục cung cấp điện
rất cao khi nguồn điện cấp là nguồn đơn và lấy điện từ lưới công cộng.

2. Sơ đồ cấp điện cụ thể

Hình 5.10 trình bày sơ đồ thiết kế và triển khai mạng cung cấp điện cho khu mỏ kim loại ở
Moroccan. Mạng này bao gồm nhiều cấu trúc mạng khác nhau. Điện năng được cung cấp đến
các nơi làm việc khác nhau bằng mạng vịng, mạng cấp điện đơi hay nguồn điện chính và nguồn
thay thế.

Hình 5.9. Mạng với nguồn thay thế và tải phân cách 
nguồn chính

nguồn dự
phịng

tải không quan trọng tải quan trọng

63 kV

10 MVA

Nguồn dự phịng

2 MVA 10 MVA

20 kV

Cơng trường

khai thác chính Nghiền

Nghiền
Xử lý

5 kV

Công trườngkhai thác 1

Công trường khai thác 2
5 kV

LV LV

</div>
(58)<div class='page_container' data-page=58>

3. Lựa chọn thiết bị

Một khi cấu trúc đã được lựa chọn, các thiết bị điện phải phù hợp với:

 Các tiêu chuẩn hiện hành

 Các đặc tính của mạng điện:

 Điện áp, dịng điện định mức

 Dòng ngắn mạch (để kiểm tra khả năng cắt, điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt)
 Các chức năng theo yêu cầu (cắt ngắn mạch, đóng/ cắt trong vận hành, điều khiển tần số,

cô lập mạch điện, …)

 Yêu cầu cung cấp điện liên tục

 Trình độ của đội ngũ vận hành và bảo trì (khóa liên động, các mức độ khác nhau của tự
động điều khiển, kỹ thuật cắt được yêu cầu trong bảo trì hay bảo trì trực tuyến, …)

 Các yêu cầu liên quan đến bảo trì và khả năng mở rộng (mở rộng với khoảng cách lớn
trong tương lai, hệ thống modun, …)

4. Vận hành tối ưu

Vận hành tối ưu hệ thống cung cấp điện nhằm thỏa các yêu cầu:

 Đảm bảo mức liên tục cung cấp điện ở mức cao nhất

 Cực tiểu hóa tổn thất năng lượng

 Tối ưu hóa việc vận hành và bảo trì trong cả hai chế độ xác lập và quá độ.

Giải pháp vận hành tối ưu hệ thống cung cấp điện liên quan đến việc ứng dụng hệ thống
quản lý năng lượng điện cho toàn thể mạng điện

Các hệ thống quản lý năng lượng điện ngày nay thường có cấu tạo là các bộ vi xử lý. Các bộ
vi xử lý này được tích hợp tại chỗ, trong các trung tâm quản lý ở xa và trong các cơ cấu điều
khiển - bảo vệ. Đây là luận điểm cơ bản của khái niệm “phân tán hóa trí tuệ” có nghĩa là các
trung tâm điều khiển và các thiết bị tự động thực hiện các đánh giá ở mức quản lý của chúng
(khơng có bất kì sự can thiệp nào của con người) và khơng có u cầu trợ giúp của cấp cao hơn
ngoại trừ trường hợp xuất hiện hư hỏng. Hệ thống chỉ thị và điều khiển từ xa liên tục thông báo

các thay đổi cho người quản trị mạng hay người sử dụng. Điều này giải thích tầm quan trọng của
cấu trúc phân cấp mạng một cách rõ ràng

a. Mô tả hệ thống quản lý năng lượng

Hệ thống quản lý năng lượng có bốn mức trình bày ở Hình 5.11

 Mức 0: các cảm biến (vị trí, biến đổi điện, v. v…) và các bộ tác động (các cơ cấu nhả, các
cuộn dây, …)

 Mức 1: các phần tử bảo vệ và điều khiển (các máy cắt hạ áp chính, …)

 Mức 2: mạng các trạm quản lý địa phương (mạng các trung tâm điều khiển)

 Mức 3: điều khiển từ xa của một mạng điện toàn thể

Tất cả các thiết bị ở mức 1 và 3, đều được liên kết bằng các kênh thông tin số (mạng mà trên
đó các thơng tin được truyền tải)

b. Đánh giá các khả năng thực hiện của các hệ quản lý năng lượng

 Quản lý việc cung cấp và tiêu thụ năng lượng tương ứng với:

 Công suất tiêu thụ của phụ tải
 Giá tiền điện

</div>
(59)<div class='page_container' data-page=59>

 Đảm bảo liên tục cung cấp năng lượng điện:

 Bảo vệ phân biệt và tác động nhanh (hệ thống phân biệt luận lý)
 Tự động chuyển đổi nguồn điện

 Lên kế hoạch và tái kết nối tải một cách hiệu quả, các thông số này có thể cài đặt

thơng qua giao diện của người/ máy

 Tái khởi động một cách tuần tự

 Điều chỉnh điện áp, hệ số công suất, …

 Duy trì việc cung cấp điện cho các tải quan trọng trong q trình mất điện lưới cơng
cộng bằng máy phát dự phòng

Mức 3

Điều khiển từ xa và
hệ thống hiển thị

Mức 2

Trung tâm điều khiển
mạng

Mức 1

Các phần tử bảo vệ
và điều khiển

Mức 0

Các cảm biến và các

bộ tác động

 Thực hiện đối thoại người/ máy

 Hiển thị trong thời gian thực mạng điện và trạng thái thiết bị thông qua các sơ đồ hiển
thị (các sơ đồ đơn tuyến, các sơ đồ chi tiết, các đường đặc tuyến, …)

 Điều khiển từ xa các thiết bị đóng cắt
 Ghi chép các số liệu đo và dữ liệu
 Ghi nhận sự cố và báo động
 Lưu trữ các hiện tượng
 Đo lường và thống kê
 Lưu trữ

Tất cả các dữ liệu này được sử dụng vào mục đích tổ chức các cơng tác bảo dưỡng định kỳ

 Định ra quá trình “hướng dẫn người sử dụng”, ví dụ:

 Khởi động từng phần các động cơ tương ứng với khả năng phát công suất của trạm

phát điện, thời gian hay mức độ ưu tiên của các động cơ

</div>
(60)<div class='page_container' data-page=60>

 Đề xuất q trình phục hồi thích hợp nhất khi có sự cố nghiêm trọng trong mạng cấp

điện chính hay sự cố máy phát.

 Đề xuất các thủ tục vận hành và các hoạt động bảo trì (điện, cơ, …)
c. Các lợi điểm của các hệ thống quản trị năng lượng

Việc triển khai ở mức 1 các hệ thống điều khiển và bảo vệ số và sự gia tăng nhanh chóng

trong tỷ số hiệu quả/ chi phí của mức hai, các phần cứng và phần mềm cung cấp cho các nhân
viên điều hành các lợi điểm về kinh tế và kỹ thuật như sau:

 Gia tăng khả năng độc lập trong vận hành

 Cung cấp một số lượng lớn các hàm có chức năng truy cập dữ liệu, bảo trì và điều khiển
từ xa

 Dễ dàng đề ra các phương thức vận hành hiệu quả

Sự đa dạng của các hàm chức năng, được cung cấp bởi các hệ thống này, cung cấp khả năng
mới cho việc tự hiệu chỉnh hay tự chẩn đoán sự cố và hiển thị, cũng như cung cấp giao diện đối
thoại người/ máy thân thiện giúp cho người điều hành hoạt động hiệu quả và chú tâm hơn. Người
điều hành mạng điện can thiệp tốt hơn trong việc vận hành mạng điện, tối ưu hóa, hiển thị từ xa
và điều khiển, bảo trì và phục hồi các thiết bị điện.

5.2. Kết cấu của mạng phân phối cao/ trung áp 
1. Đường dây trên không

Các phần tử chủ yếu của đường dây trên không là dây dẫn, dây chống sét, cột, cách điện và
phụ kiện đường dây.

a. Dây dẫn và dây chống sét: các dây nhôm, dây nhôm lõi thép và dây hợp kim nhôm được 
dùng phổ biến nhất ở các đường dây trên không. Dây dẫn có thể là loại một sợi hay nhiều sợi.
Dây dẫn nhiều sợi gồm có nhiều sợi dây trên riêng biệt xoắn với nhau theo từng lớp, số lượng
các sợi dây tăng khi tăng tiết diện dây dẫn, số lượng các sợi dây ở các lớp kế tiếp khác nhau 6
sợi (dây nhơm tiết diện 35 mm2 có 7 sợi, dây nhơm tiết diện 185 mm2có 19 sợi). Dây dẫn một

sợi rẻ hơn dây nhiều sợi, nhưng dây một sợi có độ bền cơ thấp và không mềm dẻo bằng dây
nhiều sợi. Dây nhôm lõi thép có lõi thép để tăng cường độ bền cơ của dây, cịn phần nhơm để

dẫn điện; tỷ số các tiết diện nhôm và thép thường là 6:1 hay 8:1. Các dây chống sét thường được
sử dụng hiện nay là dây nhơm lõi thép tăng cường có tỷ số tiết diện nhơm, thép là 1:1 hay 1:1.5
(Hình 5.12).

 Cột của đường dây trên không được phân loại như sau:

 Theo chức năng: cột trung gian, cột néo, cột góc, cột cuối và cột đặc biệt (cột vượt và

cột hốn vị)

 Theo cấu trúc: cột trung gian và cột néo

</div>
(61)<div class='page_container' data-page=61>

Các cột trung gian được bố trí ở các đoạn thẳng của đường dây. Vì các lực kéo của dây dẫn
và dây chống sét ở hai phía cột trung gian có giá trị bằng nhau nên điều này cho phép chế tạo cột
trung gian có cấu trúc đơn giản và giá thành hạ. Các cột trung gian thường chiếm 60 – 80% tổng
số cột đường dây trên không. Các cột néo được dùng để kéo căng dây dẫn và kẹp chặt dây dẫn ở
các vị trí quan trọng đặc biệt của đường dây trên không nên cột néo có cấu tạo phức tạp và đắt
hơn cột trung gian. Cột góc đặt ở các vị trí rẽ ngoặt của đường dây. Các cột hoán vị dùng để thay
đổi thứ tự bố trí các dây dẫn của các pha trên cột đối với đường dây có cấp điện áp từ 110 kV trở
lên và có chiều dài lớn hơn 100 km. Sau khi hoán vị thì điện cảm, điện dung của 3 pha có giá trị
như nhau.

 Theo vật liệu: cột gỗ, cột bê tông cốt thép, cột thép (cột lá thép và cột ống thép). Cột

gỗ trịn đã qua xử lý chống mục, mối, …, thường được sử dụng cho đường dây trên không điện áp
đến 110 kV. Ưu điểm chính của cột gỗ là giá thành hạ, chế tạo đơn giản, dễ thi công và bảo
quản. Tuy nhiên, tuổi thọ cột gỗ chỉ vào khoảng 20  40 năm.

Cột bê tông cốt thép được sử dụng cho đường dây điện áp đến 500 kV. Cột bê tông cốt thép
bền hơn cột gỗ, sử dụng ít kim loại, đơn giản trong vận hành và giá thành hạ nhưng có nhược

điểm lớn là trọng lượng lớn và độ bền uốn nhỏ. Hiện nay, cột bê tông cốt thép được sử dụng rất
rộng rãi.

Cột thép được sử dụng cho các đường dây trên không điện áp từ 35 kV trở lên. Cột thép có
ưu điểm là độ bền cơ tốt, thời hạn phục vụ lâu nhưng cần nhiều kim loại và phải mạ kẽm hay sơn
để chống ăn mịn trong q trình vận hành.

Cột lá thép được chế tạo từ các thanh thép và liên kết với nhau bằng cách hàn hay bằng
bulơng. Cột lá thép có sơ đồ cấu trúc rất đa dạng.

Cột ống thép được chế tạo từ ống thép rỗng có tiết diện trịn hay đa giác. Cột ống thép có giá
thành cao hơn cột lá thép nhưng có độ thẩm mỹ, độ tin cậy cao trong quá trình vận hành. Khả
năng đổ cột xảy ra rất hãn hữu khi bão mạnh.

Phạm vi ứng dụng, khoảng vượt và dạng của các loại cột và trình bày ở Bảng 5.1 và Bảng
5.2.

Bảng 5.2. Khoảng vượt và phạm vi ứng dụng các dạng cột 
Hệ thống phân phối

Loại mạng Điện áp định

mức (kV)

Loại cột Khoảng

vượt (m)

Ứng dụng
Mạng điện

áp thấp 0.4 Gỗ ống thép, bê tông cốt thép 40

 80 Cung cấp điện cho các khu vực dân

dụng, thương mại và công nghiệp
Mạng trung

áp

10  30 Ống thép, bê

tông cốt thép

100 220 Cung cấp điện cho các nhà máy, nhà

cao tầng, các trạm điện địa phương
Mạng cao

áp

60  110 Lá thép, thép

ống, cột bê tông
cốt thép

200  300 Cung cấp điện cho các nhà máy

cơng nghiệp lớn, các thành phố lớn,
…

Mạng siêu
cao áp

220  380 Lá thép thép ống 300  360 Cung cấp điện cho các mạng quốc

</div>
(62)<div class='page_container' data-page=62>

Bảng 5.1. Các dạng cột, khoảng vượt và phạm vi ứng dụng

Dạng cực cho các cáp trung và hạ áp với cột đỡ cách điện và thiết bị cách điện

Cột gỗ 0.4 kV, cao khoảng 12 m, chôn sâu 1/6 tổng
chiều cao cột và không nhỏ hơn 1.6 m

Cột bê tông cốt thép 20 kV, cao khoảng 14m,
móng bê tơng

Cột thép cho các đường dây cao áp với thiết bị cách điện và các dây đất

Cột thép lá 110 kV, đường dây hai lộ, cao khoảng 27 m

Cột cho các đường dây siêu cao áp với thiết bị cách điện và các dây đất

Cột đỡ lá thép 380 kV, đường dây x lộ hay 1 lộ, chiều cao khoảng 47 m hay 36 m

b. Cách điện và phụ kiện đường dây: cách điện đường dây dùng để cách ly các dây dẫn với 
cột. Cách điện thông thường được chế tạo bằng sứ hay thủy tinh nung, phải có đặc tính điện và
cơ tốt.

Dựa vào cấu trúc các cách điện được chia thành cách điện đứng và cách điện treo. Cách điện
đứng dùng cho các đường dây có điện áp đến 35 kV. Đối với đường dây điện áp dưới 15 kV

thường sử dụng cách điện đứng có một phần tử (Hình 5.13a), cịn đối với các đường dây 22 kV 

</div>
(63)<div class='page_container' data-page=63>

Cách điện treo kiểu bát được sử dụng phổ biến cho các đường dây có điện áp từ 35 kV trở
lên. Chuỗi cách điện có nhiều cách điện bát với số lượng bát phụ thuộc vào điện áp đường dây
(Hình 5.13c).

Cách điện thanh treo dùng cho các đường dây có điện áp cao với các ưu điểm là độ bền điện
và độ tin cậy cao, nhẹ và rẻ tiền (Hình 5.13d).

Ngày nay, ngồi vật liệu sứ và thủy tinh cịn sử dụng các vật liệu mới là epoxy và polyester
để chế tạo các cách điện. Các loại vật liệu này cho phép giải quyết đơn giản các vấn đề về hình
dáng, cấu trúc và độ bền của cách điện.

2. Đường dây cáp

Dây cáp có một hay nhiều lõi cách điện với nhau. Lõi cáp bằng đồng hay nhơm, đồng thời lõi
cáp có thể có một hay nhiều sợi.

Dây cáp ba lõi thường dùng trong mạng xoay chiều điện áp đến 22kV. Các dây cáp 110kV và
cao hơn có một lõi.

Cách điện được chế tạo bằng giấy cáp tẩm dầu khoáng chất, bằng cao su hay bằng polyester.
Các vỏ bảo vệ cách điện được chế tạo bằng chì, nhơm hay polyclovinyl. Để cáp không bị phá
hoại về cơ các vỏ bảo vệ được bọc thép.

5.3. Mạng phân phối hạ áp

Mạng phân phối hạ áp được dùng để truyền tải điện năng từ các thanh góp hạ áp của các

trạm biến áp xí nghiệp, trạm biến áp phân xưởng đến các thiết bị tiêu thụ điện, khoảng cách
truyền tải của các mạng phân phối không lớn. Tiêu chuẩn quốc tế về điện áp cho lưới hạ thế 3
pha 4 dây theo IEC 38 1983 là 230V/400V

1. Các mạch phân phối hạ thế chính

Trong mạng điện hạ thế tiêu biểu, các mạch phân phối chính bắt nguồn từ một tủ phân phối
chính (MDB) từ đó dây cáp được đặt trong các đường hào, máng cáp, ... để cấp điện cho các tủ
khu vực hay tủ phụ (DB). Việc sắp xếp các nhóm dây dẫn, các cách cố định chúng cần đảm bảo
yêu cầu bảo vệ tránh các hư hỏng cơ học, đảm bảo an toàn và thẩm mỹ.

Các mạch điện trong mạng phân phối hạ áp được phân ra nhiều loại:

- Các mạch động lực cho truyền động điện
- Các mạch cho các tải nhiệt (điều hoà, sưởi ấm)

- Các mạch cung cấp điện cho thiết bị phụ trợ (hiển thị và điều khiển)
- Các mạch cho các thiết bị chiếu sáng

- Các mạch cho ổ lấy điện cố định hay di động

- Các mạch trong hệ thống an toàn (chiếu sáng sự cố, chống cháy, …) cần tuân thủ theo

các qui định hiện hành.

a.Cách điện đứng 1 phần tử, b. Cách điện đứng 2 phần tử, c. Chuỗi cách điện, d. Sứ treo
Hình 5.13. Các dạng sứ

</div>
(64)<div class='page_container' data-page=64>

Với các mạch điện có các chức năng khác nhau cần tạo ra các mạch điện độc lập. Điều này
cho phép:

- Hạn chế các hậu quả trong trường hợp bị sự cố trên mạch điện
- Đơn giản hoá việc xác định một mạch điện hỏng hóc

- Việc bảo trì cũng như mở rộng mạch điện có thể thực hiện mà khơng ảnh hưởng tới
phần cịn lại của hệ thống điện

Mạng phân phối hạ thế thường được thực hiện theo sơ đồ nối dây chính như sau:
a. Sơ đồ phân nhánh hình tia

Mạch phân phối này rất thơng dụng và phổ biến, trong đó kích cỡ dây dẫn giảm dần tại các
điểm phân nhánh.

Ưu điểm của sơ đồ này là: độ tin cậy cung cấp điện cao do chỉ có nhánh sự cố bị cơ lập (bằng
cầu chì hay máy cắt); đơn giản trong việc xác định sự cố, bảo trì hay mở rộng; kích thước dây
dẫn có thể chọn phù hợp với mức giảm dần cho tới cuối mạch.

Nhược điểm của sơ đồ này là: sự cố xảy ra trong đường cấp điện từ tủ điện chính sẽ cắt tất cả
các mạch và tủ điện phía sau.

Đối với sơ đồ phân nhánh hình tia, thường có ba cách sắp xếp:

- Mạng phân nhánh hình tia với cách đi dây thơng thường ở 3 mức (Hình 5.14). Cách sắp xếp

này thường sử dụng vật dẫn là cáp cách điện và có ưu điểm là khơng hạn chế về không gian cho
đường máng, ống dẫn cáp. Sơ đồ này thường áp dụng cho các khu vực có các thiết bị tiêu thụ điện
công suất lớn và phân bố trên phạm vi rộng.

- Mạng phân nhánh hình tia sử dụng các thanh dẫn điện lắp ghép (BTS) ở mức phân phối

thứ hai (Hình 5.15). Ưu điểm của cách sắp xếp này là thuận lợi trong lắp đặt cho các khu vực rộng
khơng có vách ngăn, linh hoạt trong việc cải tạo mạng phân phối khi có nhu cầu tái bố trí vị trí các
thiết bị tiêu thụ điện. Sơ đồ này thường áp dụng cho các khu vực có các thiết bị có cùng chức năng
bố trí theo từng nhóm, dọc theo một trục chính, thiết bị có cơng suất trung bình nhỏ và cơng suất
các thiết bị trong nhóm khơng chênh lệch nhiều.

Tủ phân phối phụ
ïcho chiếu sáng và
sưởi ấm

Tủ phân phối
xưởng A
Tủ phân phối phụ

Tủ phân phối chính

</div>
(65)<div class='page_container' data-page=65>

- Mạng phân nhánh hình tia sử dụng các thanh dẫn điện lắp ghép và dây dẫn ở cuối lưới

(Hình 5.16). Ưu điểm của cách sắp xếp này là đảm bảo mỹ thuật, dễ sử dụng ở nơi có vách ngăn,
có thể thay đổi theo yêu cầu của hộ tiêu thụ điện.

b. Sơ đồ hình tia khơng phân nhánh

Mạch phân phối này được dùng để điều khiển tập trung lưới hay một qui trình đặc biệt, điều
khiển, bảo trì và giám sát hệ thống .

Ưu điểm sơ đồ này là: độ tin cậy cung cấp điện cao do chì có lắp một mạch khi xuất hiện sự
cố trên mạch này.

Khuyết điểm sơ đồ này là: sơ đồ trở nên phức tạp khi có một số lượng lớn mạch, đặc tuyến

bảo vệ của thiết bị đóng cắt mạch chính sẽ ở mức cao nhằm đảm bảo tính bảo vệ chọn lọc.

2. Tủ phân phối hạ thế chính

Điểm khởi đầu cho thiết kế của hệ thống điện và cho sự sắp đặt của các tủ phân phối chính
cũng như phụ là việc phân tải theo vị trí, được chỉ ra trên bảng vẽ mặt bằng.

Trạm điện, trạm máy phát và tủ phân phối hạ thế chính vì lí do kỹ thuật cũng như kinh tế,
nên được đặt gần tâm tải càng tốt.

Tủ phân phối có thể được cấp điện từ một nguồn hay hai nguồn có dự phòng.
Trong tủ phân phối thường đặt MCCB tổng và các MCCB nhánh.

5.4. Kết cấu mạng phân phối hạ áp

1. Hệ thống dây dẫn và cáp lắp đặt trong nhà

Có nhiều phương pháp lựa chọn hệ thống dây và phương pháp lắp đặt dây trong nhà. Sau đây
trình bày tiêu chuẩn IEC 364-5-52 (1993) qui định việc chọn và lắp đặt hệ thống dây dẫn dựa
trên các nguyên tắc liên quan đến cáp và dây dẫn, cách đấu nối, giá đỡ hay cáp treo. Bảng 5.3
và bảng 5.4 trình bày các hệ thống dây và phương pháp lắp đặt.

Để chọn các phương thức đi dây và tiến hành đi dây, tham khảo những con số ghi trong Bảng
5.3 tương ứng với phương pháp lắp đặt dây đã được trình bày ở Bảng 5.4 (với Qc là quy chuẩn).

Ví dụ: Con số 11 ghi trong bảng 5.3 tương ứng với phương thức đi dây: cố định trực tiếp, tiến
hành đi dây: lộ rõ. Để xem tiếp cách đặt dây thì xem bảng 5.4 với con số quy chuẩn (QC) là 11

cho biết được cáp một hay nhiều sợi có bọc sắt hoặc khơng lắp đặt trên tường.

Tủ phân phối
chiếu sáng

Thanh dẫn lắp

ép

Tủ phân phối chính

Thanh dẫn lắp ghép thứ cấp

5.15. Mạng phân nhánh hình tia sử dụng 
 các thanh dẫn điện lắp ghép ở mức phân phối thứ cấp

Tủ phân phối chính

Tủ phân phối phụ

Hình 5.16. Mạng phân nhánh hình tia sử dụng 
thanh dẫn lắp ghép và dây dẫn ở cuối lưới

Ray dẫn cho đèn

Thanh dẫn lắp

</div>
(66)<div class='page_container' data-page=66>

Bảng 5.3. Các cách đi dây và tiến hành đi dây theo tiêu chuẩn IEC 364-5-52 (1993)

Các phương thức đi dây

Cách lắp đặt dây dẫn 
và cáp

Không cố định Cố đị

nh t

rực

tiếp Đườ

ng ố

ng

Đườ

ng d

ẫn

(t

re

o

trên mép

nhà)

Máng caùp Thang caùp, khay caùp, c

ongx

om

Trên sứ Dây đ

ỡ

Dây trần - - - - +

-Dây bọc cách điện - - + + + - +

-Dây bọc vỏ (sắt và cách
điện bằng khoáng chất)

 Cáp nhiều lõi
 Cáp một lõi

0 + + + + + + + + + + 0 0 + -

Tiến hành đi dây 
Khơng có cơng trình
xây dựng

21, 25
73, 74

0 22

73,74

- 23 12, 13

14, 15, 16

-Ống cáp 43 43 41, 42 31, 32 4, 24 12, 13

14, 15, 16

-Chôn ngầm 62, 63 0 61 - 61 0 -

-Giá trong công trình 52, 53 51 1, 2, 5 33 24 0 -

-Lộ rõ - 11 3 31, 32

71, 72

4 12, 13

14, 15, 16

-Trên không - - 0 34 - 12, 13

14, 15, 16

18 17

Ngaàm 81 81 0 - 0 0 -

-Ghi chú: +: cho phép; --: không cho phép; 0: không áp dụng hoặc sử dụng trong thực tế
Tủ phân phối chính

</div>
(67)<div class='page_container' data-page=67>

Bảng 5.4. Các phương pháp lắp đặt dây dẫn

Ví dụ Mô tả Qc Ví dụ Mô tả Qc

Dây cách điện nằm
trong ống đặt trên vách
cách nhiệt.

Cáp nhiều sợi trong ống
đặt trên vách cách
nhiệt.

Dây một hoặc nhiều
sợi, trong ống, bố trí lộ
rõ.

Cáp cách điện trong
hộp, bố trí lộ rõ.
Dây cách điện trong
hộp, bố trí lộ rõ.
Cáp một hoặc nhiều sợi
trong hộp, bố trí lộ rõ.
Dây cách điện trong
ống, nằm trong vách.
Cáp một hoặc nhiều sợi
trong ống nằm trong
vách.
1
2
3
3A
4
4A
5
5A

Cáp một hoặc nhiều
sợi có hoặc khơng có
vỏ bọc sắt.

Đặt trên tường

Đặt dưới trần

Đặt trên tuyến cáp

hoặc tấm khơng có lỗ

Đặt trên tuyến cáp

có tấm khoan lỗ nằm
dọc hoặc nằm ngang

Đặt trên giá

Cố định trên móc

cáp và gắn trên
thành

Trên thang cáp

Cáp một hoặc nhiều
sợi trên đỡ cáp.
Dây trần hoặc cách
điện trên sứ cách
điện.
11
11A
12
13
14
15
16
17

Cáp nhiều sợi đặt trực
tiếp trên vách cách
nhiệt.

Cáp một hoặc nhiều sợi
đặt trực tiếp trên vách
khơng có bảo vệ cơ học
bổ sung.

Cáp một hoặc nhiều sợi
đặt trực tiếp trên vách
có bảo vệ cơ học bổ
sung.

Dây cách điện trong
ống hoặc cáp nhiều
sợi trong rãnh kín, đặt
nằm ngang hoặc
thẳng đứng.

Dây cách điện trong
ống đặt thẳng đứng

trong rãnh.

Cáp một hoặc nhiều
sợi trong rãnh hở hoặc
thơng gió.

Cáp ngâm trong nước 81

phoøng

</div>
(68)<div class='page_container' data-page=68>

Cáp một hoặc nhiều sợi
đặt trong chỗ rỗng cơng
trình.

Dây cách điện trong
ống, đặt trong chỗ rỗng
công trình.

Dây một hoặc nhiều sợi
đặt trong ống, trong chỗ
rỗng cơng trình.

Dây cách điện đặt trong
hộp, trong chỗ rỗng

công trình.

Cáp một hoặc nhiều sợi
trong hộp, trong chỗ
rỗng công trình.
Dây cách điện trong
hộp, chìm trong cơng
trình.

Cáp một hoặc nhiều sợi
trong hộp, chìm trong
cơng trình.

Cáp một hoặc nhiều
sợi:

 Trong trần giả

 Trong traàn treo

21
22
22A
23
23A
24
24A
25

Dây cách điện hoặc

cáp môt hoặc nhiều
sợi, trong rãnh cố định
trên vách:

 Theo đường nằm

ngang

 Theo đường thẳng

đứng

Dây cách điện trong
rãnh có nắp.

Cáp một hay nhiều sợi
trong rãnh có nắp.
Dây cách điện trong
hộp treo.

Cáp một hoặc nhiều
sợi trong hộp treo.

31
32
33
33A
34
34A

Cáp một hoặc nhiều
sợi trong ống hoặc
trong rãnh ngầm.
Cáp một hoặc nhiều sợi
chơn trong đất khơng
có bảo vệ cơ học bổ
sung.

Cáp một hoặc nhiều sợi
chơn trong đất có bảo
vệ cơ học bổ sung.

Dây cách điện trong
raõnh.

Dây cách điện hoặc
cáp một hoặc nhiều
sợi trong rãnh chôn
tường.

Dây cách điện trong
ống hoặc cáp một
hoặc nhiều sợi trong

khung

Dây cách điện trong
ống hoặc cáp một
hoặc nhiều sợi trong
khung cửa sổ.

2. Hệ thống thanh dẫn điện

Trong thống phân phối hạ áp hiện đại, thường sử dụng thanh dẫn để dẫn điện. Có nhiều
phương pháp để lắp ráp thanh dẫn điện nhưng phải tùy vào trường hợp cụ thể để tiến hành cho
phù hợp. Để lắp ráp đúng theo yêu cầu về kỹ thuật, thường theo các phương pháp sau:

 Các thanh dẫn điện được bắt vào dây cáp bằng giá treo chuyên dùng (1), bắt vào cột bằng

</div>
(69)<div class='page_container' data-page=69>

trường hợp khoảng cách giữa các cột quá 6m thì cần phải có các cột đỡ bổ sung để giữ hộp thanh
dẫn.

 Thanh dẫn được bắt vào tường nhờ giá đỡ để có thể cung cấp điện cho các tải ở mọi vị trí

khác nhau

 Sử dụng các giàn giáo tự hành được bố trí ở bên cạnh thanh dẫn đã được lắp ráp. Nâng

thanh dẫn đến độ cao cần thiết rồi bắt chặt thanh dẫn vào kết cấu và tiến hành nối các thanh dẫn
lại với nhau, phương pháp này địi khơng gian nơi lắp đặt phải rộng.

3. Đường dây dẫn điện ngoài trời

Đường dây dẫn điện dùng để đặt ở phía ngồi tường nhà và các cơng trình, trên các cột.
Đường dây điện ngồi trời có thể đi từ dây tải điện trên khơng đến nhà hoặc cơng trình xây
dựng. Đường dây này còn được nối phân nhánh từ đường dây tải điện trên không với đường dây
nội tuyến bắt đầu từ sứ cách điện ở bên ngoài mặt tường, mái nhà hay cơng trình đến đầu kẹp
dây của kết cấu đưa đường dây điện vào thường dùng cáp trần hay cáp bọc.

Hình 5.19.Phương pháp kẹp giữ thanh dẫn điện Hình 5.20. Thanh dẫn bắt vào tường

Hình 5.21. Giàn giáo tự hành Hình 5.22. Đường dây dẫn điện ngồi trời

</div>
(70)<div class='page_container' data-page=70>

Nếu đường dây điện ngoài trời được đặt bằng dây điện trần thì chúng phải được bố trí hay
bảo vệ sao cho dây dẫn điện không chạm tới người được và trong phạm vi an toàn cho phép.

Cáp một sợi hoặc nhiều sợi đặt ngoài trời được treo trên dây đỡ

Các đầu dây dẫn điện vào nhà được thực hiện xuyên qua tường trong các ống cách điện,
nhưng cho phép thực hiện các đầu dẫn dây trong các ống thép và xuyên qua mái nhà.

Cần phải duy trì khoảng cách cần thiết giữa bản thân các dây dẫn đặt song song với nhau.

</div>
(71)<div class='page_container' data-page=71>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 73

CHƯƠNG VI

TRẠM BIẾN ÁP

6.1. Chọn số lượng và công suất của trạm biến áp

Vốn đầu tư của trạm biến áp chiếm một phần rất quan trọng trong tổng số vốn đầu tư của hệ
thống điện. Vì vậy, việc chọn vị trí, số lượng và công suất định mức của máy biến áp là việc làm
rất quan trọng. Để chọn trạm biến áp cần đưa ra một số phương án có xét đến các ràng buộc cụ
thể và tiến hành tính toán so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn phương án tối ưu.

1. Chọn vị trí trạm biến aùp

Để xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp cần xem xét các yêu cầu sau:

 Gần trung tâm phụ tải

 Thuận tiện cho các đường dây vào/ra

 Thuận lợi trong quá trình lắp đặt và thi công xây dựng
 Thao tác, vận hành, sửa chữa, quản lý dễ dàng

 Phòng cháy, nổ, ẩm ướt, bụi bặm và khí ăn mịn tốt
 An toàn cho người và thiết bị.

Trong thực tế, việc đạt tất cả các yêu cầu trên là rất khó khăn. Do đó, cần xem xét và cân
nhắc các điều kiện thực tế để có thể chọn phương án hợp lý nhất.

2. Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp

Có nhiều phương pháp để xác định số lượng và chủng loại máy biến áp, nhưng thường vẫn
phải dựa vào những nguyên tắc chính sau đây:

 Chủng loại máy biến áp trong một trạm biến áp nên đồng nhất (hay ít chủng loại), để

giảm số lượng máy biến áp dự phòng trong kho và thuận tiện trong lắp đặt, vận hành.

 Số lượng máy biến áp trong trạm biến áp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: yêu cầu về
liên tục cung cấp điện của hộ phụ tải, yêu cầu về lựa chọn dung lượng máy biến áp
hợp lý, yêu cầu về vận hành kinh tế trạm biến áp … Đối với hộ phụ tải loại một,
thường chọn hai máy biến áp trở lên. Đối với hộ phụ tải loại hai, số lượng máy biến
áp được chọn còn tùy thuộc vào việc so sánh các hiệu quả về kinh tế – kỹ thuật. Tuy
nhiên, để đơn giản trong vận hành, số lượng máy biến áp trong một trạm biến áp
không nên quá ba máy và các máy biến áp này nên có cùng chủng loại và cơng suất.

3. Xác định công suất máy biến áp

Hiện nay, có nhiều phương pháp để xác định dung lượng máy biến áp, nhưng vẫn phải dựa
theo nguyên tắc chính sau đây:

 Chọn theo điều kiện làm việc bình thường có xét đến quá tải cho phép (quá tải bình

thường). Mức độ q tải phải được tính tốn sao cho hao mòn cách điện trong khoảng
thời gian xem xét không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây là 98oC.

Khi quá tải bình thường, nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây có thể lớn hơn (những
giờ phụ tải cực đại) nhưng không vượt q 140oC và nhiệt độ lớp dầu phía trên khơng

vượt quá 95oC.

</div>
(72)<div class='page_container' data-page=72>

song song) với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấp điện.
a. Phương pháp công suất đẳng trị

Hệ số quá tải thường xuyên có thể được xác định từ đồ thị khả năng tải của MBA. Đó là quan
hệ giữa hệ số quá tải cho phép K2cp, hệ số phụ tải bậc một K1 và thời gian quá tải t2. Để sử dụng

phương pháp này cần phải biến đổi đồ thị phụ tải nhiều bậc của MBA thành đồ thị phụ tải hai
bậc đẳng trị.

Công suất đẳng trị của MBA trong khoảng thời gian xem xét được xác định theo biểu thức:






 n

1
i i
n

1
i i

2
i
ñt

t
t

S (6.1)

Ở đây: Si là phụ tải của MBA ở thời khoảng ti .

Khi biến đổi thành đồ thị phụ tải hai bậc đẳng trị có thể có các trường hợp sau:
- Đồ thị phụ tải nhiều bậc của MBA có một cực đại vào buổi chiều (Hình 6.1.a):

Theo biểu thức (6.1), tính S với thời gian lúc quá tải là tđt2 2 và tính S với thời gian trước đt1

lúc quá tải là 10 h (t1=10h).

- Đồ thị quá tải nhiều bậc của MBA có một cực đại vào buổi sáng (Hình 6.1.b):

Tính S với thời gian quá tải là tđt2 2, tính S với thời gian sau khi kết thúc quá tải là10 h.đt1

- Nếu đồ thị phụ tải của MBA có hai cực đại trong một ngày (Hình 6.1.c) thì phụ tải đẳng
trị bậc hai được tính đối với cực đại nào có tổng Siti đạt trị số lớn nhất. Khi đó, chọn đượcS ,đt2

cịnSđt1sẽ tính như một trong hai trường hợp nêu trên.

NếuS < 0,9 Sđt2 max thì chọnS = 0,9 Sđt2 max. Thời gian cấp thứ hai được tính như sau:

t’

2 = (S )ñt2 2 t2/(0.9Smax)2 (6.2)

Sñm

t1=10 h

6 24

Sñm
S

t1=10 h
S’

ñt2

S’
ñt1

6 18 24

a. 
t2

6 12

Sđm
S

0 18

Hình 6.1. Đồ thị phụ tải của máy biến áp

Sñm

10 h

6 24

b.

</div>
(73)<div class='page_container' data-page=73>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 75

Đồ thị phụ tải đẳng trị hai bậc được biểu diễn ở (Hình 6.1d).

Trong trường hợp MBA làm việc với đồ thị phụ tải hai bậc (hoặc đồ thị phụ tải nhiều bậc đã
biến đổi về đồ thị phụ tải hai bậc đẳng trị) thì trình tự xác định quá tải cho phép của MBA theo
đường cong khả năng tải được tiến hành như sau:

Tính K1 = Sđt1/Sđm, K2 = Sđt2 /Sđm

Từ K1 và t2, tra các đường cong quá tải cho phép của máy biến áp để tìm K2cp và so sánh với

K2. Nếu K2  K2cp thì máy biến áp đã chọn là chấp nhận được, ngược lại cần thay đổi cơng suất

máy.

Trong trường hợp khơng có đường cong quá tải cho phép của MBA, có thể xác định hệ số
q tải bình thường theo qui tắc 3%:

Kqt = 1 +(1-Kñk).0,3 (6.3)

Ở đây: Kđk là hệ số điền kín của đồ thị phụ tải.

Khi trạm cóù 2 máy, cần lưu ý tới khả năng quá tải sự cố của máy. Khả năng quá tải này được
xác định theo hãng chế tạo. Nếu khơng có thơng tin cụ thể có thể chấp nhận 140% cho các máy
Liên Xô với điều kiện hệ số tải trước đó khơng được vượt q 0,93 và 130% cho các máy của
các hãng khác theo IEC 354. Khi ấy, dung lượng MBA có thể chọn theo biểu thức sau:

Sñm  Smax/(n-1)Kqtsc (6.4)

Ở đây: Smax là phụ tải cực đại, Kqtsc là hệ số quá tải sự cố cho phép của máy biến áp, n là số

lượng MBA trong trạm.

Khả năng quá tải bình thường máy biến áp của hãng ABB được biểu diễn ở Hình 6.2.

Lưu ý: Nếu nhiệt độ trung bình hàng năm tb lớn hơn nhiệt độ trung bình hàng năm định mức

đm của máy biến áp thì công suất định mức của máy biến áp phải điều chỉnh theo biểu thức sau:






 


100

1
S

S tb ñm

ñm
'

ñm

θ (6.5)

0 ,9
1
1 ,1
1 ,2
1 ,3
1 ,4
1 ,5
1 ,6

0 ,2 5 0 ,5 0 ,7 0 ,8 0 ,9 1

t = 0,5h
t = 1h
t = 2h
t = 4h
t = 8h

t = 24h

0,8
1
1,2
1,4
1,6

0,25 0,5 0,7 0,8 0,9 1

1
1 . 1
1 . 2
1 . 3
1 . 4
1 . 5
1 . 6

0 .2 5 0 .5 0 .7 0 . 8 0 .9 1

t = 2h
t = 0,5h÷1h

t = 4h
t = 8h
t = 24h

t = 4h

t = 2h

t = 1h
t = 0,5h

a. ñm=20oC, b. ñm=30oC, 
c. đm=40oC

Hình 6.2. Đường cong q tải cho phép 
của MBA ABB

K2 K2

K1 K1

</div>
(74)<div class='page_container' data-page=74>

Khả năng quá tải máy biến áp Liên Xô được biểu diễn ở Hình 6.3.

6.2. Sơ đồ nối dây trạm biến áp 
1. Sơ đồ nối dây của trạm biến áp

Sơ đồ nối dây của trạm biến áp phải đáp ứng các yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật, cụ
thể là:

- Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải

- Sơ đồ nối dây đơn giản, thuận lợi trong vận hành và xử lý lúc sự cố

- An toàn trong vận hành và sửa chữa

- Hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo các u cầu về mặt kỹ thuật

2. Trạm biến aùp trung gian 110/15 (22) kV

Trong thực tế, đối với các trạm biến áp trung gian có cơng suất nhỏ (< 40 MVA), điện áp
110/22 kV (15 kV) thường được sử dụng sơ đồ nối dây với các lưu ý sau đây:

- Đối với trạm biến áp có một máy biến áp, phía sơ cấp thường khơng sử dụng thanh
góp mà kết nối trực tiếp với đường dây trên khơng và phía thứ cấp sử dụng sơ đồ
thanh góp khơng phân đoạn

Hình 6.3. Đường cong quá tải cho phép của máy biến áp Liên Xô với đm=30oC

MBA

a. Dầu và khí đối lưu tự nhiên S <1MVA

b. Dầu và khí đối lưu tự nhiên S <32MVA

c. Dầu đối lưu tự nhiên và khí đối lưu cưỡng bức S<32MVA

d. Dầu đối lưu tự nhiên và khí đối lưu cưỡng bức S<63MVA

e. Dầu và khí đối lưu cưỡng bức S <125MVA

f. Dầu và khí đối lưu cưỡng bức S >125MVA

a. b. c. d.

</div>
(75)<div class='page_container' data-page=75>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 77

- Đối với trạm biến áp có hai máy biến áp, phía sơ cấp thường sử dụng sơ đồ thanh góp
có phân đoạn hay sơ đồ hai thanh góp có máy cắt vịng và phía thứ cấp sử dụng sơ đồ
thanh góp có phân đoạn

- Các tuyến dây vào/ra trạm nếu là đường dây trên không đều được trang bị thiết bị
chống sét

- Đối với các tuyến cáp ngầm đường dây vào/ra trạm thường không cần trang bị thiết bị
chống sét

- Để bảo vệ chống quá điện áp lan truyền vào trạm sử dụng hai chống sét đặt ở hai phía
cao và hạ áp của máy biến áp

- Trong trường hợp các tuyến dây vào/ra là cáp ngầm thì các máy cắt đặt trên các tuyến
này thường là các máy cắt kiểu hợp bộ, đặt trong nhà

- Các dao nối đất được trang bị nhằm tiếp đất thiết bị đã cô lập khỏi mạng, đảm bảo an
toàn cho người sửa chữa. Một số dao nối đất có liên động cơ khí với dao cách ly (dao
nối đất đóng thì dao cách ly mở và ngược lại) nhằm tránh sự cố do thao tác nhầm lẫn
- Các trạm biến áp đều được trang bị máy biến áp đo lường VT và CT phục vụ cho bảo

vệ rơle và đo lường

- Các trạm biến áp trung gian đều có trang bị biến áp tự dùng nhằm cung cấp điện cho
phần điều khiển, bảo vệ, đo lường và sinh hoạt

- Các máy biến áp phân phối thường được bảo vệ bởi hệ thống bảo vệ rơle, còn máy

biến áp tự dùng do có cơng suất nhỏ chỉ cần đóng cắt và bảo vệ bằng dao cắt kèm cầu
chì tự rơi (FCO).

Dưới đây giới thiệu một sơ đồ vài trạm điển hình của lưới điện thành phố Hồ Chí Minh:

a. Trạm An Khánh (Hình 6.3)

Trạm An Khánh được cung cấp nguồn từ hai đường dây 66 kV Sài Gịn và Chánh Hưng. Phía
sơ cấp MBA 3 cuộn dây 40 MVA 115/23/10 kV /Y/Y nối kết với đường dây bằng máy cắt đặt
ngồi trời (731). Phía thứ cấp là thanh cái TC51 và 4 lộ ra có trang bị các máy cắt hợp bộ đặt
trong nhà. Trạm được cung cấp điện tự dùng qua máy biến áp 2T 100 kVA, biến áp này được bảo
vệ và đóng cắt bởi dao cắt kèm cầu chì (FCO). Các thiết bị chống sét LA để bảo vệ quá áp lan
truyền theo đường dây vào trạm và các dao nối đất để tiếp đất các thiết bị đảm bảo an toàn cho
người sửa chữa. Để điều chỉnh điện áp phía thứ cấp, sử dụng các đầu phân áp sơ cấp

(9x1,78%).

b. Traïm An Nghóa (Hình 6.4)

Trạm An Nghĩa có sơ đồ tương tự như trạm An Khánh, nhưng các lộ ra phía thứ cấp là đường
dây trên không nên được trang bị loại máy cắt đặt ngồi trời và có các thiết bị chống sét trên các
tuyến dây này. Do máy biến áp của trạm là loại máy biến áp hai cuộn dây 11,5 MVA 115/15 kV
(22 kV) Y/ nên để tạo trung tính phía thứ cấp, trạm phải sử dụng biến áp nối đất 1500 kVA
15/5,5/0,4 kV Y/.

c. Trạm Sài Gòn(Hình 6.5)

</div>
(76)<div class='page_container' data-page=76>

thiết bị hai máy cắt để đóng cắt máy biến áp khi cần thiết. Phía thứ cấp sử dụng sơ đồ thanh góp
có phân đoạn, bình thường máy cắt phân đoạn 500 ở trạng thái mở (NO) nhằm hạn chế dòng
ngắn mạch khi xuất hiện sự cố ngắn mạch trên một trong hai phân đoạn. Các đường dây ra kết

nối với các phân đoạn thanh góp đều là đường dây trên khơng, sử dụng máy cắt đặt ngồi trời.
GT1, GT2, GT3 là các máy phát điện tuốcbin khí để cung cấp điện vào hệ thống theo kế hoạch
điều độ chung của điều độ lưới.



</div>
(77)<div class='page_container' data-page=77>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 79



</div>
(78)<div class='page_container' data-page=78>

3. Trạm biến áp phân phoái 22 kV(15 kV)/0,4 kV

Các trạm biến áp phân phối 22 kV(15 kV)/0,4 kV thường là các trạm công suất nhỏ có cơng
suất máy biến áp đến 400 kVA. Loại trạm biến áp này có thể có các sơ đồ đấu dây như sau:

a. Sơ đồ đơn

 



Hình 6.5. Sơ đồ nhất thứ trạm Saigon

DÂY TRUNG THẾ 15kV

3 LA-12 kV
3FCO 24 kV-100A

Fuse: 20kA

PHỤ TẢI

3CT: 24 kV-10/5A
Điện kế 208/120V-5A
3VT: 8400/120V-5A
3xM25 bọc 24 kV

MBT 3P- 315 kVA
15/0,4 kV

Cáp ngầm hạ thế XLPE

2x(3M240 + M120)

CB 100A - 500V
Wh

</div>
(79)<div class='page_container' data-page=79>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 81

Trạm được cấp nguồn bằng một dây rẽ từ mạng phân phối trung thế. Để thực hiện chức năng
đóng cắt và bảo vệ máy biến áp, thường được trang bị dao cắt tải (LBS), cầu chì tự rơi (FCO),
dao cắt tải kèm cầu chì (LBFCO), hay dao cách ly và cầu chì (DS+F). Ở một số quốc gia, đối với
trạm biến áp có cơng suất nhỏ hơn 160 kVA và có kết cấu dạng treo thì phía trung áp máy biến
áp khơng trang bị LBS/LBFCO/FCO. Trong trường hợp này, các thiết bị bảo vệ và đóng cắt đặt ở
xa và thường điều khiển đường dây trên khơng trục chính cung cấp điện cho các trạm.

b. Sơ đồ đơi (Hình 6.7)

Trạm được cung cấp bằng hai dây rẽ từ mạng phân phối trung thế. Hai dây này được kết nối
vào thanh cái qua dao cách ly DS. Máy biến áp được nối vào thanh cái qua cầu chì tự rơi FCO,
phía hạ thế máy biến áp được trang bị máy cắt hạ áp hay cầu dao hạ thế. Các đường dây cung
cấp cho các phụ tải thường được bảo vệ bằng cầu chì.

c. Sơ đồ mạch vịng (Hình 6.8)

Mạch vịng (RMU – Ring Main Unit) là một trục phân phối liên tục có dạng mạch kín với
điểm bắt đầu và kết thúc đều ở trên cùng một thanh góp. Mỗi đầu của nó được điều khiển bởi
một máy cắt riêng. Mạch vòng thường được kết nối để tạo vịng chính hay trục phân phối - liên
lạc, thanh góp của nó sẽ chịu dịng của tồn vịng hay tồn bộ sự liên lạc giữa hai trạm.

Mỗi mạch vòng chứa ba liên kết:

- Hai liên kết đến, mỗi cái chứa LBS/dao cách ly và một dao tiếp đất

- Một liên kết ra và ngăn bảo vệ chung có chứa cầu chì/LBS hay tổ hợp máy cắt với
dao tiếp đất.

Sơ đồ mạch vòng cho phép hộ phụ tải sử dụng hai nguồn cung cấp, nâng cao độ tin cậy cung
cấp điện. Kiểu sơ đồ này thường được dùng trong lưới cáp ngầm phân phối trung áp ở đô thị.

5A
30
120/208V

8400/120V
VT

(....)/5A

kV
24
CT
Thanh góp 24kV

DS - 24 kV - 3Þ - 600A

kV
220/0,4
15

1000kVA
Sđm




CB hạ áp

Phụ tải

DS-24 kV - 3Þ - 600A
Đầu cáp 24 kV XLPE

TRẠM BIẾN ÁP Sđm < 1000 kVA - 2 đầu cáp

</div>
(80)<div class='page_container' data-page=80>

d. Sơ đồ trục phân phối song song

Trong sơ đồ trục phân phối song song, phía trung thế có hai dây hay cáp ngầm cùng xuất phát
từ một thanh góp. Sự khác biệt chủ yếu của sơ đồ trục phân phối song song với sơ đồ mạch vòng
là hai liên kết thường có khóa liên động. Khi liên kết này đóng thì liên kết kia mở. Khi cung cấp
điện bị gián đoạn trên liên kết đóng thì thiết bị đóng cắt sẽ tác động cắt mạch và liên kết còn lại
sẽ đóng vào hoặc tự động hoặc bằng tay.

Sơ đồ này thường được sử dụng ở các nơi có mật độ phụ tải cao, phụ tải yêu cầu độ tin cậy
cung cấp điện cao và được cấp điện bằng cáp ngầm.

Hình 6.8. Sơ đồ mạch vịng 
Phụ tải

Sñm < 300 kVA
15 - 22/0,4 kV

CT - 1000V

…./ 5A 220/380V5A
CB Hạ áp

RMU

0,4 kV

MBA
22/0,4kV

22 kV

Cáp ngầm song song

CB Hạ áp

FCO

</div>
(81)<div class='page_container' data-page=81>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 83

6.3. Đo lường và kiểm tra trong trạm biến áp 
1. Nguyên tắc chung

Thiết bị đo lường và kiểm tra trong trạm biến áp nhằm các mục đích sau:
- Đo lường các đại lượng điện (V, I, P, Q, A…)

- Giám sát tình trạng vận hành thiết bị và phán đốn trạng thái vận hành trạm
Các yêu cầu cần đạt được là:

- Các thiết bị đo lường và kiểm tra phải đạt độ chính xác và tin cậy cần thiết
- Các thiết bị đo lường và kiểm tra cần đặt ở vị trí dễ quan sát

- Số lượng thiết bị đo lường cần đặt ít nhất nhưng đảm bảo theo dõi vận hành tốt…

2. Đo lường và kiểm tra trong trạm trung gian 
a. Sơ đồ đường dây máy biến áp(Hình 6.10)

- Phía sơ cấp máy biến áp trang bị một đồng hồ Ampe và công tắc chuyển mạch

- Phía thứ cấp máy biến áp trang bị một đồng hồ Ampe và công tắc chuyển mạch

H , một đồng hồ kèm công tắc chuyển mạch , đồng hồ đo công suất tác dụng
HH, đồng hồ đo công suất phản kháng , điện năng kế

- Các tuyến dây phụï tải trang bị điện năng kế , đồng hồ Ampe kế kèm công
tắc chuyển mạch

- Các máy biến dòng điện CT và máy biến điện áp VT được sử dụng để biến tín hiệu
dịng và áp về giá trị thích hợp với các cơ cấu đo (5 A và 120 V).

b. Sơ đồ có thanh góp phân đoạn(Hình 6.11)

- Nếu hai đường dây đến hai phân đoạn tới từ hai nguồn khác nhau thì cần trang bị đồng
hồ , tần số kế , đồng hồ hồ đồng bộ

- Phía sơ cấp máy biến áp trang bị đồng hồ Ampe kế , công tắc chuyển mạch .
- Phía thứ cấp máy biến áp trang bị , kèm công tắc chuyển mạch , điện năng kế

3. Đo lường trong trạm phân phối

Đo lường trong trạm phân phối có thể thực hiện ở trung áp hoặc hạ áp. Thường chỉ cần có
đồng hồ điện năng kế , nếu cần thì bổ sung thêm đồng hồ , kèm chuyển mạch , để
biết chất lượng điện áp, đo cos để có thể có giải pháp nâng cao cos, đồng hồ , kèm chuyển
mạch , để theo dõi tình hình tải của máy biến áp và đường dây.

6.4. Bảo vệ điện trạm biến áp

Mạng điện và các thiết bị trong trạm phải được bảo vệ sao cho tình trạng q dịng và q áp
phải được nhanh chóng loại ra khỏi hệ thống trước khi gây ra nguy hiểm và hư hỏng.

Quá dòng do quá tải thường cho phép kéo dài lâu hơn quá dòng do ngắn mạch và thiết bị bảo
vệ được thiết kế làm việc theo sự tăng tốc độ tăng của dịng (ví dụ đặc tuyến thời gian -
nghịch/dịng của rơle q dịng).

1. Bảo vệ quá taûi

KWh

A AS

AS V VS

W Var

A
AS

V f Syn

A AS

KWh

KWh V VS

</div>
(82)<div class='page_container' data-page=82>

Quá tải làm tăng nhiệt độ của các dây dẫn và của máy biến áp. Điều này làm tăng tốc độ già
cỗi của cách điện, giảm tuổi thọ của thiết bị. Thiết bị chống quá tải thường được đặt ở phía sau

máy biến áp đối với trạm biến áp khách hàng, nhưng thường được đặt ở phía trước các trạm biến
áp cơng cộng.

Đối với máy biến áp: thông thường bảo vệ chống quá tải được thực hiện bằng cách sử dụng
rơle quá tải có trễ (hoặc là loại rơle nhiệt có thanh lưỡng kim hoặc thiết bị điện tử). Bảo vệ này
sẽ tác động cắt mạch phía đầu ra của máy biến áp. Thời gian trễ này nhằm bảo đảm không cắt
nhầm máy biến áp trong trường hợp quá tải ngắn hạn. Tuy nhiên, còn tồn tại các hình thức bảo
vệ khác:

- Đối với loại máy biến áp kiểu treo, rơle nhiệt thường được sử dụng để cảm nhận nhiệt độ
cuộn dây MBA với mức chính xác đủ để đảm bảo an tồn cho cách điện

- Đối với máy biến áp khô thường sử dụng bộ cảm biến nhiệt độ được cài ở phần nóng nhất
của cách điện các cuộn dây để báo tín hiệu và tác động cắt máy biến áp.

Các máy biến áp làm mát bằng dầu có cơng suất lớn thường có các thermostat với hai chỉ số
đặt, một để báo tín hiệu và một để cắt máy biến áp.

Hình 6.10. Sơ đồ đo lường đường dây trạm biến áp

AS KWh

VS V

KWh

KWh AS A

MW Mvar

110 kV

CB
LA

25MVA
110/15kV

FCO
15 kV

Tự dùng Phụ tải 1 Phụ tải 2

FCO
CT

AS A

DS DS

CB CB

Hình 6.11. Sơ đồ đo lường trạm có thanh góp phân đoạn

VS
V

A
AS

DS
DS

A AS

DS
DS

V
f

Syn

VS
V

AS
A

KWh

CT
DS

AS
A

KWh

CB
CB

</div>
(83)<div class='page_container' data-page=83>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 85

2. Bảo vệ sự cố bên trong máy biến áp

Bảo vệ máy biến áp chống các dạng sự cố bên trong thùng dầu máy biến áp được thực hiện
đối với máy biến áp có thùng dầu phụ và thường sử dụng rơle cơ loại Buchholz. Các rơle này có
thể kiểm tra sự tích tụ chậm hơi do dầu máy biến áp bốc do hồ quang xuất hiện chỗ chạm các
cuộn dây do hư hỏng cách điện, hoặc do sự xâm nhập của khơng khí khi dầu bị rò.

Khả năng kiểm tra đột biến về sự bốc hơi của dầu máy biến áp trong rơle Buchholz cho phép
cắt máy cắt nằm phía sơ cấp máy biến áp một cách tức thời nếu xung dầu xảy ra trong ống nối
thùng dầu phụ và chính.

Với loại máy biến áp công suất lớn 10MVA hiện nay, hệ thống tản nhiệt, làm mát được
thiết kế kiểu đối lưu. Do đó, sự dãn dầu sẽ khơng gây nên tăng áp suất, nhờ các cánh tản nhiệt
(xem hình 6.12). Trong trường hợp này, rơle hơi kiểu Buchholz không áp dụng được, mà phải sử
dụng thiết bị bảo vệ “DGPT” gồm các chức năng:

- Kiểm tra lượng hơi bốc ra
- Kiểm tra quá áp suất

- Kiểm tra quá nhiệt độ.

Hai điều kiện đầu sẽ tác động máy cắt phía sơ cấp biến áp cịn điều kiện thứ ba sẽ cắt máy

cắt phía thứ cấp.

3. Bảo vệ ngắn mạch

Bảo vệ chống chạm đất có độ nhạy và tốc độ cao được coi là tiêu chuẩn đối với phía sơ cấp
của máy biến áp phân phối công cộng và biến áp phân phối khách hàng. Sơ đồ trên hình 6.13 có
thể áp dụng đối với máy biến áp có cuộn sơ cấp nối tam giác hoặc sao trung tính không nối đất.
Sơ đồ này được gọi là “Bảo vệ chống chạm đất có giới hạn” (Restricted Earth Fault-REF).

Sơ đồ REF sẽ phát hiện sự cố chạm đất chỉ khi nào có sự cố này xảy ra ở cuộn sơ cấp hay ở
phía sau của biến dịng tới đầu cuộn dây.

Ưu điểm của sơ đồ bảo vệ này là:
- Đơn giản và giá thành lắp đặt thấp
- Tác động tức thời

- Độ nhạy cao

- Hạn chế tới mức thấp nhất mối nguy hiểm của điện áp lan truyền (do tác động cắt mạch
tức thời)

Trung theá Hạ thế

E/F relay

Hình 6.12. Bảo vệ chống chạm đất phía cuộn dây sơ cấp 
1

2
3

</div>
(84)<div class='page_container' data-page=84>

- Khơng cần phải phối hợp với các bảo vệ phía sau sự cố chạm đất xảy ra phía hạ áp coi
như ngắn mạch trên pha - pha phía sơ cấp. Do đó, bảo vệ REF sẽ khơng làm việc.

Thường trên mạng cơng cộng khơng có máy cắt phía hạ áp (CB) mà chỉ đơn giản là cầu dao
phụ tải LBS (Load Break Switch). Rơle bảo vệ quá dòng (chỉ cần 2 bộ) được nối nối tiếp với các
biến dịng trên mạch nối REF, như hình vẽ phần đứt nét ở trên Hình 6.12. Những rơle quá dòng
này đảm bảo nhiệm vụ chống ngắn mạch và q tải phía sau của máy biến dịng. Tuy nhiên, cần
phải phối hợp chặt chẽ với các thiết bị bảo vệ q dịng phía hạ áp.

4. Chọn thiết bị bảo vệ đặt phía trước máy biến áp cho trạm biến áp

Theo tiêu chuẩn của một vài quốc gia, sự lựa chọn này được thực hiện theo giá trị dịng
chuẩn Ib. Giá trị của nó sẽ là:

- Nếu được đo phía thứ cấp, đây sẽ là dịng định mức thơng thường của máy biến áp

- Nếu được đo phía sơ cấp, dịng này sẽ là tổng của dịng định mức thơng thường của máy
biến áp và của các máy móc khác làm việc ở mức điện áp trung áp khác (ví dụ các động
cơ, ...), giá trị nhỏ nhất của dòng ngắn mạch 3 pha trung áp tại điểm lắp đặt.

Khi dịng chuẩn nhỏ hơn 45A và chỉ có một máy biến áp, có thể thực hiện bảo vệ bằng cầu
chì hoặc máy cắt

Khi dịng chuẩn bằng hoặc lớn hơn 45A hoặc khi có nhiều máy biến áp, sẽ cần phải sử dụng
máy cắt để thực hiện nhiệm vụ bảo vệ.

a. Bảo vệ bằng cầu chì

- Khi trạm chỉ có một máy biến áp, dịng định mức của cầu chì In phải thỏa mãn các quan

hệ sau:

b
n 1,4I
I  vaø

6
I
I c

n 

Ở đây: In, Ib, Ic lần lượt là dòng định mức của cầu chì; dịng định mức sơ cấp của biến áp;

dịng nhỏ nhất phía sơ cấp khi có ngắn mạch trên đầu cuộn thứ cấp.

- Khi trạm được cung cấp bằng đường dây trên không, hoặc khi mạng hạ áp rất nhạy với
điều kiện áp bị mất đối xứng (khi mạng có nhiều tải động cơ ba pha, khi xảy ra hư hỏng
của một cầu chì nên cắt cả ba pha nhờ tác động của hệ thống tự động cắt mạch của LBS
trung áp (ví dụ tổ hợp dao cắt - cầu chì).

Cần chú ý là sau khi có một hoặc vài cầu chì tác động cắt ngắn mạch hoặc quá tải, cả ba cầu
chì trên ba pha nên được thay vì có thể các cầu chì khơng đứt trong q trình xảy ra sự cố đã bị
xuống cấp do phải chịu dòng điện lớn đi qua.

b. Bảo vệ bằng máy cắt

Nếu trạm được cấp nguồn thông qua một máy cắt trung áp cần phải đảm bảo là các điều kiện
bất thường (sự cố ngắn mạch hay quá tải ) trong mạch hạ áp sẽ không làm các rơle bảo vệ trên
mạng cung cấp tác động nhầm. Nguyên tắc bảo vệ căn bản phải tuân theo là máy cắt gần nguồn

nhất sẽ có thời gian cắt ngắn mạch lâu nhất, trong trường hợp đang phân tích, đây là máy cắt
phía trung áp của máy biến áp.

Tuy nhiên, thời gian cắt lâu nhất này không được vượt quá trị số được ngành điện lực cung
cấp.

</div>
(85)<div class='page_container' data-page=85>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 87

khơng nối đất. Lý do vì khi có chạm đất một pha phía hạ áp, dịng xuất hiện trên hai pha phía sơ
cấp giống tình trạng ngắn mạch pha - pha tại đây. Sự cố chạm đất tại phía trung thế của trạm có
thể được loại bỏ tức thời nhờ sơ đồ bảo vệ REF.

Để cắt tức thời sự cố ngắn mạch pha - pha xảy ra ở phía sơ cấp, có thể sử dụng các thiết bị
bảo vệ đơn giản tương tự như các rơle “trị số đặt cao”.

Nguyên tắc “trị số đặt cao” dựa trên yếu tố nếu dòng đi qua thiết bị bảo vệ đủ lớn hơn trị số
tác động của thiết bị này thì sự cố ắt hẳn được xảy ra trên phía sơ cấp vì khi ngắn mạch phía hạ
áp hoặc trên các cuộn dây, dịng ngắn mạch sẽ khơng đủ lớn, làm cho các rơle phía sơ cấp khơng
tác động được.

Các rơle q dịng có trị số đặt cao này (2 hoặc 3 cái như được ghi chú trong phần “bảo vệ
chống ngắn mạch”) sẽ được nối tiếp với một rơle q dịng có đặc tuyến thời gian phụ thuộc (t =
f(I)), phần này được vẽ bằng nét đứt trên hình 6.13. Đối với máy biến áp loại phân phối, các rơle
này thường được chỉnh định dòng đặt bằng 25 lần dòng đầy tải của máy biến áp. Bằng các biện
pháp đơn giản nêu trên, việc loại bỏ tức thời sự cố ngắn mạch xảy ra ở phía sơ cấp của máy biến
áp có thể được thực hiện mà không ảnh hưởng tới việc phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ phía hạ
áp.

Tuy nhiên, khi có sự khác nhau giữa mức độ của dòng ngắn mạch cực đại và cực tiểu rất lớn,
cần thiết phải sử dụng sơ đồ bảo vệ so lệch cho máy biến áp.

Bảo vệ so lệch dựa trên nguyên tắc so sánh dòng đi vào cuộn sơ cấp của máy biến áp với
dòng đi ra khỏi cuộn thứ cấp (sau khi đã quy đổi thông qua các biến dịng để chúng cùng độ lớn
và góc pha). Khi có sự chêch lệch đáng kể giữa hai trị số dòng này, rơle sẽ tác động cắt máy cắt
nối vào máy biến áp.

Mạch bảo vệ như vậy sẽ cung cấp độ nhạy thích hợp với tốc độ cắt sự cố cao và sẽ không
ảnh hưởng tới sự phối hợp bảo vệ của các thiết bị phía hạ áp.

Cần phải ghi nhớ rằng các rơle tác động nhanh được sử dụng trong các sơ đồ bảo vệ REF,
bảo vệ trị số đặt cao, bảo vệ so lệch phải được ổn định hóa nhằm tránh tác động sai do sự bảo
hòa của các biến dịng (ví dụ khi đóng máy biến áp).

Thơng thường, bảo vệ REF, bảo vệ q dịng có trị số đặt cao và bảo vệ so lệch được đặt
trong cùng một hộp rơle.

5. Chọn thiết bị bảo vệ phía sau máy biến áp

Thiết bị bảo vệ máy cắt hạ áp (CB) hoặc cầu chì - cầu dao đặt sau máy biến áp phải tuân thủ
các yêu cầu sau:

- Phải có dao cách ly (nhằm đảm bảo an tồn cho người), dao này có tiếp điểm khi mở tạo
khoảng hở có thể nhìn thấy một cách rõ ràng

- Có dịng định mức tương ứng với máy biến áp liên quan

- Có dòng cắt định mức phù hợp với dòng ngắn mạch 3 pha phía thứ cấp

</div>
(86)<div class='page_container' data-page=86>

6.5. Kết cấu trạm biến áp phân phối và bảng kê vật liệu chi tiết 
1. Trạm biến áp treo

Trạm biến áp treo (Hình 6.13) là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp
đều được treo trên cột.MBA thường là loại môt pha hoặc tổ ba máy biến áp một pha.Tủ hạ áp
được đặt trên cột.Trạm này thường rất tiết kiệm đất nên thường được dùng làm trạm công cộng
đô thị cung cấp cho một vùng dân cư.Máy biến áp của trạm treo thường có cơng suất nhỏ(3 x
75 kVA),cấp điện áp 15 22 / 0,4 kV,phần đo đếm được trang bị phía hạ áp. Tuy nhiên loại trạm
này thường làm mất mỹ quan thàmh phố nên về lâu dài loại trạm này không được khuyến khích
dùng ở đơ thị.

TT CHỈ DAÃN SL

1 Đà L.75x75x8 - 2,4 m 2
2 Thanh chống 60x6 - 0,92 m 4

3 Sứ đứng 24 kV 2

4 U clevis và ống chỉ 1

5 Sứtreo 24 kv polymer 3

6 Khoen neo 6

7 Kẹp căng dây 3

8 LA 12KV 3

9 FCO 24KV - Cở thích hợp 3
10 Máy biến thế 1 22/ 0,4 kV 3
11 Giá chùm treo máy biến thế 1

12 OÁng PVC 114 5

13 Co oáng PVC 114 1

14 Kẹp ống PVC 114 3

15 Thùng điện kế 1

16 Thùng thiết bị hạ thế đơn 1
17 Kẹp và cọc tiếp địa 2,4 m 2
18 Kẹp nối ép - cở thích hợp 8
19 Kẹp quai - cở thích hợp 3
20 Kẹp hotline - cở thích hợp 3

21 Chằng trụ 1

22 Bulông 20x800 ven răng 3

Long đền vng 22 6

23 Buloâng 16x250 5

24 Buloâng 16x350 2

25 Bulông mắt 16x300 3

26 Bulông 16x400 VRS 4

Long đền vng 18 28

27 Buloâng 12x40 4

28 Buloâng 12x120 6

Long đền vuông 14 20

29 Dây đồng bọc 24 kV 25 mm2

30 Cáp xuất hạ thế - cở thích hợp
31 Dây đồng trần 25 mm2

</div>
(87)<div class='page_container' data-page=87>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 89

2. Trạm biến áp giàn

Trạm giàn(Hình 6.14) là loại trạm mà toàn bộ các trang thiết bị và máy biến áp đều được
đặt trên các giá đỡ bắt giữa hai cột.Trạm được trang bị ba máy biến áp một pha (3 x 75 kVA)
hay một máy biến áp ba pha( 400 kVA),cấp điện áp 15 22 kV /0,4 kV.Phần đo đếm có thể
thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp.Tủ phân phối hạ áp đặt trên giàn giữa hai cột đường dây
đến có thể là đường dây trên khơng hay đường cáp ngầm. Trạm giàn thường cung cấp điện cho
khu dân cư hay các phân xưởng.

3. Traïm nền

Trạm nền thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như ở vùng nông thôn, cơ quan,
xí nghiệp nhỏ và vừa.Đối với loại trạm nền.thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp thường là tổ
ba máy biến áp một pha hay một máy biến áp ba pha đặt bệt trên bệ ximăng dưới đất, tủ phân
phối hạ áp đặt trong nhà. Xung quanh trạm có xây tường rào bảo vệ (Hình 6.15).Đường dây đến

Hình 6.14. Trạm giàn – Sđm  400 kVA, đo đếm hạ thế

TT CHỈ DẪN SL
1 ĐaØ L.75x75x8 - 2,4 m 3
2 Thanh chống 60x6 - 0,92 m 6
3 ĐaØ L.75x75x8 - 3,2 m 4
4 ĐaØ U.160x68x5 - 3,4 m 2
5 Đà U .100x46x4,5 - 0,5 m 4
6 ĐaØ U .100x46x4,5 - 1,1 m 2

7 Sứ đứng 24 Kv 6

8 U Clevis và sứ ống chỉ 1
9 Sứ treo 24 kV Polymer 3

10 Khoen neo 6

11 Kẹp căng dây 3

12 LA 12 kV 3

13 FCO 24 kV - Cỡ thích hợp 3
14 Máy biến theÁ 3 22 /0,4 kV 1

15 OÁng PVC 114 4

16 Co oáng PVC 114 2

17 Kẹp ống PVC 114 2

18 Thùng điện kế và

thiết bị hạ thế đôi

1
19 Kẹp, cọc tiếp địa 2,4 m 4

20 Chằng trụ 1

21 Keïp Splitbolt 16

22 Keïp quai 3

Kẹp Hotline 3

23 Bulông 16x250 5

24 Buloâng 16x300 4

25 Buloâng 16x350 10

26 Buloâng 16x400 4

Buloâng 16x300 VRS 2

27 Long đền vng 18 54

28 Bulông 20x800 ven răng 6

Long đền vng 22 12

29 Bulông 12x40 2

30 Buloâng 12x120 6

31 Long đền vuông 14 12

32 Dây đồng trần 25 mm2

33 Cáp xuất hạ thế

</div>
(88)<div class='page_container' data-page=88>

có thể là cáp ngầm hay đường dây trên không,phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay
phía hạ áp.

TT CHỈ DẪN SL

15 Chằng trụ 1
16 Keïp quai 3
17 Keïp Hotline 3
18 Kẹp Splitbolt 5

19 Bulông 16x250 5
20 Buloâng 16x300 2
21 Buloâng 16x300 VRS 6

22 Bulông 16x350 2
Long đền vuông 18 30
23 Bulông 20x800 ven răng 6

24 Long đền vuông  22 12

25 Bulông 12x40 14

26 Long đền vuông 14 28

Đà L.75x75x8 - 2,4 m 7
27 Thanh chống 60x6 - 0,92 m 14
28 Sứ đứng 24 kV 6

TT CHỈ DẪN SL

1 Đà L.75x75x8 - 2,4 m 7
2 Thanh chống 60x6 - 0,92 m 14
3 Sứ đứng 24 kV 6
4 U Clevis và sứ ống chỉ 1
5 Sứ treo 24 kV Polymer 3
6 Khoen neo 6
7 Kẹp căng dây 3
8 LA 12 kV 3
9 FCO 24 kV - Cở thích hợp 3
10 Dây đồng trần 25 mm

11 Cáp xuất hạ thế

12 Máy biến thế 3 pha 1
13 Thùng điện kế và thiết bị hạ thế

đôi 1

14 Kẹp và cọc tiếp địa 2,4 m 4

</div>
(89)<div class='page_container' data-page=89>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 91

4. Trạm kín

Trạm kín là loại trạm mà các thiết bị điện và máy biến áp được đặt trong nhà.Trạm kín
thường được phân làm trạm cơng cộng và trạm khách hàng.

Trạm công cộng thường được đặt ở khu đơ thị hóa,khu dân cư mới để đảm bảo mỹ quan và an
toàn cho người sử dụng.

Trạm khách hàng thường được đặt trong khuôn viên của khách hàng khuynh hướng hiện nay
là sử dụng bộ mạch vịng chính(Ring Main Unit) thay cho kết cấu thanh cái,cầu dao,có bợ chì và
cầu chì ống để bảo vệ máy biến áp có cơng suất nhỏ hờn 1000 kVA.Đối với loại trạm kiểu này
cáp vào và ra thường là cáp ngầm .Các cửa thơng gió đều phải có lưới đề phịng chim ,rắn ,chuột
và có hố dầu sự cố.

5. Trạm trọn bộ

Đối với nhiều trạm phức tạp đòi hỏi sử dụng cấu trúc nối mạng nguồn kiểu vịng hoặc tủ
đóng cắt chứa nhiều máy cắt, gọn, không chịu ảnh hưởng của thời tiết và chịu được va đập, trong
những trường hợp này các trạm trọn bộ kiểu kín được sử dụng. Các khối được chế tạo sẵn sẽ
được lắp đặt trên nền nhà bê tông và được sử dụng đối với trạm ở đô thị cũng như trạm ở nông
thôn .

Các ưu điểm của trạm kiểu này là :
+ Tối ưu hóa về vật liệu và sự an toàn

+ Giảm thời gian nghiên cứu và thiết kế,giảm chi phí lắp đặt
+ Đơn giản trong lắp đặt thiết bị và kết nối.

+ Các trạm kiểu này chắc chắn,gọn đẹp thường được dùng ở các nơi quan trọng như cơ quan
ngoại giao,văn phòng,khách sạn….

Hiện nay, đối với trạm biến áp trung gian cao/trung áp cịn có xu hướng sử dụng trạm trọn
bộ cách điện bằng khí SF6 gọi là trạm phân phối kín “GIS”.Đặc điểm của trạm loại này là diện
tích xây dựng trạm nhỏ hơn khoảng vài chục lần so với trạm ngoài trời.

</div>
(90)<div class='page_container' data-page=90>

6.6. LẬP BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP

Dưới đây liệt kê các bước thực hiện khi triển khai lập báo cáo nghiên cứu khả thi một dự án
xây dựng trạm biến áp:

1. Công tác chuẩn bị đi thực địa

Trước hết là chuẩn bị bản đồ khu vực dự kiến thiết kế trạm. Chủ nhiệm đề án kết hợp với bộ
phận khảo sát, đi khảo sát sơ bộ ngồi thực địa để xác định vị trí dự kiến đặt trạm biến áp. Bước
tiếp theo là thoả thuận với địa phương về các phương án vị trí trạm. Trong giai đoạn này, cũng
cần phải xin được các văn bản thoả thuận của UBND tỉnh và các ngành liên quan như quy hoạch,
giao thông khi phạm vi đề án thiết kế giao chéo với đường sắt, đường sông…

2. Lập đề cương yêu cầu khảo sát

Kết thúc chuyến công tác thực địa, chủ nhiệm đề án cần lập đề cương yêu cầu khảo sát (địa
hình và địa chất) kèm theo bản đồ thể hiện vị trí trạm, vị trí các hố khoan, các yêu cầu kỹ thuật
đặc biệt khác nếu trạm có thực hiện đấu nối vào lưới điện hiện hữu.

Một số yêu cầu cụ thể có thể liệt kê như sau:

- Thu nhập các thơng tin dữ liệu về vị trí địa lý, dân sinh kinh tế, nhu cầu sử dụng điện,
điều kiện khí tượng thuỷ văn khu vực thực hiện dự án (nhiệt độ, độ ẩm, gió mưa giơng sét, mực
nước lũ…

- Đo đạt bình đồ khu vực, vị trí đặt trạm để làm cơ sở tính tốn khối lượng san nền, địa hình
địa vật xung quanh vị trí trạm, kể cả các tuyến đường dây hiện hữu, tuyến giao thơng cơng trình
ngầm…để lập biện pháp tổ chức thi công

- Thăm dị thành phần hố học các mẫu nước, các chỉ tiêu cơ lý đất để làm cơ sở tính tốn
móng cho các giải pháp xây dựng trạm

- Giá trị điện trở đất để tính tốn nối đất chống sét cho trạm

- Các văn bản thoả thuận vơí địa phương hay các ngành chức năng trong vùng ảnh hưởng
của dự án để làm cơ sở pháp lý cho việc thực hiện dự án

- Các điều kiện về môi trường xung quanh để lập báo cáo đánh giá tác động môi trường
- Số liệu về nguồn vốn đầu tư, lãi suất vay, điều kiện cho vay

- Một số dữ liệu khác tuỳ đặc điểm cụ thể của cơng trình.

3. Khảo sát

Bộ phận khảo sát sẽ triển khai các cơng tác ngồi thực địa dựa trên yêu cầu của chủ nhiệm đề
án. Q trình này bao gồm cả cơng tác địa hình, địa chất và thu thập các số liệu khí tượng thủy
văn, gọi chung là công tác ngoại nghiệp (ngồi trời). Bước tiếp theo sau khi có số liệu đo đạc,
thu thập, kết quả phân tích là phải thể hiện những thơng tin đó trên bản vẽ và lập thành một báo
cáo: công tác này gọi là nội nhgiệp (trong phịng). Có thể hiểu như sau:

Bộ phận khảo sát phải đo đạc được tất cả các địa hình địa vật xung quanh và ngay cả các vị trí
dự kiến đặt trạm, khoan một số vị trí để lấy mẫu nước, đất đá…, điều tra thu thập tất cả các dữ
liệu về khí tượng thủy văn chủ nhiệm đề án đã yêu cầu trong đề cương khảo sát. Tập hợp tất cả
những kết quả đó lập nên một báo cáo khảo sát và các bản vẽ (địa hình, địa chất và khí tượng
thuỷ văn).

4. Thieát keá

</div>
(91)<div class='page_container' data-page=91>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM feee.hcmute.edu.vn 93

Sau đây, để giúp hình dung rõ hơn những cơng việc thực hiện, giới thiệu biên chế một đề án
mẫu.

5. Biên chế một đề án mẫu trong thực tế

Để hiểu thêm về quá trình thiết kế hay những nội dung cụ thể, trích dẫn biên chế một hồ sơ
thiết kế trạm biến áp từ 110 kV trở lên. Trong thực tế, tuỳ theo đặc điểm cơng trình cụ thể mà có
thể thay đổi cho phù hợp. Thông thường, một hồ sơ báo cáo nghiên cứu khả thi trạm biến áp có
cấp điện áp từ 110 kV trở lên được biên chế thành ba tập như sau:

- Tập 1: thuyết minh - liệt kê thiết bị vật liệu – các bản vẽ
- Tập 2: tổng mức đầu tư

</div>
(92)<div class='page_container' data-page=92>

CHƯƠNG 9

LỰA CHỌN THIẾT BỊ MẠNG PHÂN PHỐI CAO & HẠ ÁP

A. LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÂN PHỐI CAO ÁP

9.1 Thiết bị đóng cắt 
9.1.1 Máy cắt (CB)

Máy cắt điện là thiết bị được sử dụng trong mạng điện cao áp để đóng, cắt dịng điện phụ tải
và cắt dòng điện ngắn mạch. Đây là loại thiết bị đóng cắt làm việc tin cậy, đảm bảo an toàn
trong vận hành lưới điện. Song do giá thành cao nên máy cắt điện chỉ thường được dùng ở
những nơi quan trọng.

 Liên quan đến sự vận hành của lưới điện, yêu cầu cơ bản của máy cắt là độ tin cậy

đặc biệt cao trong tất cả các chế độ vận hành có thể có.

 Liên quan đến chế độ ngắn mạch, đối với hệ thống là chế độ nặng nề nhất, máy cắt

phải ngắt mạch trong thời gian ngắn nhất. Các máy cắt hiện đại cho phép cắt 10 lần
dòng điện ngắn mạch ở công suất định mức mà không cần kiểm tra hay sửa chữa.
Máy cắt có thể được vận hành bởi bộ truyền động bằng tay, điều khiển bằng điện hay thông
qua hệ thống điều khiển từ xa để đóng cắt mạng điện.

1. Cấu tạo

Nhằm chống lại tác động của môi trường, vỏ và nắp máy được làm bằng các loại thép không
gỉ và được bao phủ bằng một lớp sơn. Máy cắt còn được trang bị thêm một số chân, một số bộ
phận có thể điều chỉnh được.

Cấu tạo máy cắt bao gồm các thành phần chính như sau: đầu trên, buồng đóng cắt, đầu
dưới, cuộn hãm, lị xo nén, thanh nối, lò xo mở, thanh dịch chuyển và cơ cấu điều khiển.

2. Phân loại

Theo môi trường dập hồ quang máy cắt được phân thành: máy cắt chân khơng, máy cắt
khơng khí, máy cắt dầu, máy cắt điện từ, máy cắt SF6,…

Theo tốc độ cắt máy cắt được phân thành: máy cắt tốc độ nhanh, tốc độ vừa và tốc độ chậm
Theo vị trí lắp đặt máy cắt được phân thành: máy cắt ngoài trời, máy cắt trong nhà.

a. Máy cắt chân không

Đây là loại máy cắt mà khi ngắt mạch, các tiếp điểm mở ra dưới điều kiện chân khơng (áp
suất bằng 10-4pa). Do q trình khuếch tán các điện tích trong chân khơng, hồ quang sinh ra

nhanh chóng bị dập tắt. Cấu tạo máy cắt chân không loại VBL, VD4 của hãng ABB (Thụy
Điển) được thể hiện ở Hình 9.1.

Cơ cấu bên trong của máy cắt chân không bao gồm: buồng dập hồ quang được đặt giữa hai
sứ cách điện, một tiếp điểm được đặt cố định bên trong ổ đỡ còn tiếp điểm kia chuyển động.
Ống kim loại cho phép tiếp điểm chuyển động và tạo ra độ kín giữa phần bên ngoài và phần
bên trong buồng dập hồ quang. Ngồi ra, máy cắt chân khơng cịn có bộ phận tích trữ năng
lượng bằng lị xo, khí nén hay thuỷ lực và có cơ cấu điều khiển.

b. Máy cắt không khí

</div>
(93)<div class='page_container' data-page=93>

hình thành trong buồng dập hồ quang bị thổi bởi luồng khí nén ra bên ngoài. Cách điện giữa các
thành phần dẫn điện được thực hiện bằng cách điện rắn và khơng khí.

c. Máy cắt SF6

Đây là loại máy cắt có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự với máy cắt khơng khí,
nhưng có mơi trường dập hồ quang là khí đặc biệt SF6. SF6 là loại khí trơ tinh khiết khơng màu,

khơng mùi, không dẫn điện, không bắt cháy, bền vững đến nhiệt độ 1800C, khơng có tác dụng

gây hại đối với kim loại và với các vật liệu kết cấu khác. Tuy nhiên, do tác động của hồ quang
ở nhiệt độ cao, sự phân huỷ SF6 với hơi kim loại có thể sản sinh tạp chất. Để loại bỏ tạp chất

này, thường sử dụng chất xúc tác là ơxíùt nhơm và để làm sạch bề mặt tiếp điểm thì máy cắt SF6

phải sử dụng thêm các tiếp điểm có tác động trượt.

Các loại máy cắt SF6 được chế tạo cho các trạm đóng cắt cao áp và trung áp. Loại máy cắt

của hãng ABB có điện áp định mức đến 36kV và dòng điện làm việc định mức đến 4000A,
dòng điện cắt ngắn mạch định mức đến 50kA và hệ số quá điện áp rất thấp. Các loại máy cắt
này thích hợp để đóng cắt động cơ, máy biến áp và nối shunt kháng điện.

Hình 9.1. Cấu tạo máy cắt chân không

a.Trạng thái đóng b. Trạng thái đang mở c. Trạng thái mở

</div>
(94)<div class='page_container' data-page=94>

Hình 9.3. Cấu tạo máy cắt ít dầu

Hình 9.4. Cấu tạo máy cắt nhiều dầu

d. Máy cắt dầu

Đây là loại máy cắt dùng dầu làm môi trường dập hồ quang. Hồ quang sinh ra giữa hai tiếp
điểm cháy trong dầu biến áp, dưới tác dụng của năng lượng do hồ quang sinh ra, dầu bị phân
huỷ hình thành khí và hơi để dập tắt hồ quang. Máy cắt dầu được phân thành máy cắt ít dầu và
máy cắt nhiều dầu:

+ Máy cắt ít dầu

Lớp cách điện ở giữa các thành phần dẫn điện với nhau và giữa chúng với đất được thực
hiện bằng cách điện rắn. Dầu ở đây chủ yếu làm nhiệm vụ dập hồ quang. Hiện nay, máy cắt ít
dầu được thay thế bằng máy cắt chân khơng và máy cắt khí SF6.

+ Máy cắt nhiều dầu

Lớp cách điện giữa các thành phần dẫn điện với nhau và giữa chúng với đất được thực hiện
bằng dầu biến áp. Đồng thời ở đây dầu cũng là môi trường dập hồ quang.

Khuyết điểm của máy cắt dầu là:

 Hồ quang có thể gây cháy

</div>
(95)<div class='page_container' data-page=95>

 Độ bền cách điện của dầu bị giảm do bị carbon hoà bởi hồ quang nên phải định kỳ

thay daàu.

e. Máy cắt điện từ

Đây là loại máy cắt có buồng dập hồ quang theo kiểu rãnh hẹp. Sự dập hồ quang được thực
hiện bằng cách làm tăng điện trở hồ quang nhờ kéo dài và làm nguội nó nhanh chóng.

Trong các loại máy cắt nói trên, máy cắt chân khơng có các ưu điểm vượt trội so với các loại
máy cắt khác như sau:

 Khơng cần có bất kỳ loại khí hay chất lỏng nào để phụ giúp dập tắt hồ quang, không

tạo ra ngọn lửa gây nguy hại vật liệu xung quanh

 Tuổi thọ buồngï dập hồ quang cao và khơng địi hỏi giám sát hay bảo trì
 Khả năng đóng cắt lớn

 Cơng suất truyền động nhỏ
 Hoạt động không gây tiếng ồn

Vì các ưu điểm này mà máy cắt chân khơng ngày càng được phát triển. Nhược điểm chính
của máy cắt chân khơng là giá thành cao.

3. Các thông số kỹ thuật

Các thông số kỹ thuật chủ yếu của máy cắt là:

 Điện áp định mức và dòng điện định mức
 Tần số định mức

 Dòng điện cắt ngắn mạch định mức
 Điện áp làm việc cuộn đóng /cuộn cắt
 Số tiếp điểm phụ

 Dòng điện ổn định nhiệt và dòng điện ổn định động
 Thời gian cắt và thời gian mở

9.1.2. Máy cắt tự đóng lại (ACR)

Máy cắt tự đóng lại là thiết bị bảo vệ quá dòng hay ngắn mạch rất tin cậy. Nó có thể cảm
nhận hiện tượng q dịng điện, tự cắt mạch và sau đó tự đóng lại để nhanh chóng tái lập sự
cung cấp điện nếu là sự cố thống qua.

Nếu có sự cố vĩnh viễn, máy cắt tự đóng lại sẽ tự động khố lại sau 2, 3, 4 lần đóng lại theo
sự cài đặt ban đầu của người vận hành. Máy cắt tự đóng lại có thể đóng cắt bằng tay nhờ sào
cách điện.

Hoạt động của máy cắt tự đóng lại được thực hiện nhờ bộ điều khiển lập trình cóù đặc tính
cắt theo số lần đặt trước và thời gian tự động đóng lại chính xác. Điều này cho phép phối hợp
chặt chẽ với các thiết bị bảo vệ khác trong hệ thống điện. Khi yêu cầu bảo vệ hệ thống điện

thay đổi, có thể dễ dàng chỉnh định các giá trị cài đặt cho chương trình.

1.Cấu tạo

Về cơ bản, các máy cắt tự đóng lại của các hãng đều có cấu tạo tương tự. Cấu tạo máy cắt tự
đóng lại loại Useries của hãng Nulec được thể hiện ở Hình 9.5.

Một chức năng rất quan trọng đối với ACR là chức năng điều khiển. Thường chức năng điều
khiển có ba mức truy cập cho người sử dụng:

 Mức người vận hành cho phép thực hiện các thao tác cơ bản như: đóng cắt và hiển thị

</div>
(96)<div class='page_container' data-page=96>

Hình 9.5. Cấu tạo máy cắt tự đóng lại

 Mức kỹ thuật viên cho phép bảo vệ chương trình cài đặt bằng mật mã theo ý người sử

duïng

 Mức kỹ sư cho phép truy cập qua máy tính

2. Phân loại

Máy cắt tự đóng lại có thể phân làm hai loại chính là:

 ACR dầu sử dụng dầu làm môi trường dập hồ quang. Năng lượng hồ quang được hạn

chế khi giá trị dòng sự cố tăng.

 ACR chân không sử dụng chân không làm mơi trường dập nhanh chóng hồ quang ở
mức năng lượng thấp, kéo dài tuổi thọ của tiếp điểm và buồng cắt.

Các thông số chủ yếu của ACR cũng giống như của máy cắt. Tuy nhiên, nó cịn có các thơng
số chính của tủ điều khiển, đó là:

Chức năng và bộ phận cài đặt (chức năng bàn phím hay máy tính)

 Đặc tuyến bảo vệ

 Số lần đóng lại và khoảng thời gian đóng lại

 Thời gian trở về

 Các thông số đo lường và lưu trữ
9.1.3. Máy cắt phụ tải (LBS)

Máy cắt phụ tải là thiết bị đóng cắt chỉ có thể đóng cắt được dịng phụ tải nhưng khơng thể
cắt dịng ngắn mạch. Để cắt dịng ngắn mạch, cần kết hợp sử dụng thêm các cầu chì. Thường
hệ thống tiếp điểm của máy cắt phụ tải được đặt trong mơi trường khí SF6 nhờ đó hồ quang bị

dập tắt nhanh chóng khi cắt có tải. Một số loại máy cắt phụ tải được trang bị thêm bộ phận tự
ngắt dịng điện khi có sự cố, nhưng máy cắt phụ tải không thể tự đóng lại sau khi cắt mạch. Máy
cắt phụ tải được vận hành đóng cắt bằng tay thơng qua sào cách điện.

1. Cấu tạo

Cấu tạo máy cắt phụ tải là một thiết bị ba cực, được đặt trong bình kín làm bằng thép khơng
gỉ, bên trong thùng chứa đầy khí SF6 và chất khí này làm mơi trường dập hồ quang khi ngắt

</div>
(97)<div class='page_container' data-page=97>

khác như: thiết bị nối đất, thiết bị chống sét, bộ phận theo dõi áp suất khi SF6 để đảm bảo đóng

cắt an tồn.

2. Phân loại

Việc phân loại máy cắt phụ tải chủ yếu là dựa vào các thông số định mức như: điện áp định
mức, dòng điện định mức và dòng điện cắt định mức.

Các thông số chủ yếu của máy cắt phụ tải cũng tương tự như của máy cắt.
9.1.4. Dao cách ly (DS)

Dao cách ly là khí cụ điện dùng để cắt mạch khi không tải và thường được trang bị trong các
trạm cũng như trên các cột điện.

Nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là khi mở sẽ tạo ra một khoảng cách hở trông thấy giữa
phần mang điện và phần cắt điện nhằm đảm bảo an toàn và tạo ra cảm giác an tâm cho nhân
viên sửa chữa khi làm việc trên lưới điện. Vì vậy, ở những nơi cần sửa chữa thường xun và
trong các trạm đóng cắt ln đặt dao cách ly đi kèm với các thiết bị đóng cắt.

Thơng thường, dao cách ly khơng có bộ phận dập hồ quang nên chỉ được sử dụng để đóng
cắt khi khơng có dịng điện chạy qua. Tuy nhiên, một số dao cách ly được trang bị thêm bộ phận
dập hồ quang, nhờ đó có thể cắt các dịng tải nhỏ.

1. Cấu tạo

Cấu tạo của dao cách ly bao gồm các thành phần chính như sau:

 Bệ đỡ bằng kim loại để cố định dao cách ly trên cột và sứ cách điện để cách ly phần
dẫn điện với cột

 Đầu nối để bắt dây

 Các tiếp điểm và dao dẫn điện thực hiện chức năng đóng cắt

 Bộ ngắt có tác dụng dập hồ quang (chỉ có ở một số loại dao cách ly)

2. Phân loại

Các loại dao cách ly được phân loại như sau:

 Theo hướng di chuyển: dao cách ly di chuyển theo phương ngang và dao cách ly di

chuyển theo phương đứng

 Theo cơng cụ thao tác đóng cắt: loại đóng cắt bằng sào cách điện và loại đóng cắt

bằng hệ thống liên động

</div>
(98)<div class='page_container' data-page=98>

Hình 9.7. Cấu tạo dao cách ly 3 pha

Hình 9.8. Cấu tạo dao caùch ly 1 pha

 Theo kết cấu: dao cách ly khơng có bộ dập hồ quang và loại có bộ phận dập hồ

quang.

 Theo soá pha: dao cách ly 1 pha và dao cách ly 3 pha
Các thông số chính của dao cách ly bao gồm:

 Điện áp định mức và dòng điện định mức

 Tần số định mức

 Dòng điện ổn định nhiệt và dòng điện ổn định động
 Độ bền điện áp tăng cao ở tần số công nghiệp
 Độ bền xung sét

9.1.5. Thiết bị cắt pha tạo khoảng cách (LTD)

</div>
(99)<div class='page_container' data-page=99>

Hình 9.9. Cấu tạo dao cách ly 3 pha

1. Cấu tạo

Cấu tạo của thiết bị cắt pha tạo khoảng cách bao gồm các thành phần chính như sau:

 Thanh sứ đỡ với đầu nối để bắt dây ở hai đầu
 Tiếp điểm và dao dẫn điện

 Móc để cắt mạch bằng sào cách điện

 Các má dập hồ quang đối với loại cho phép cắt dòng tải nhỏ

2. Phân loại

Các thiết bị cắt pha tạo khoảng cách có cấu tạo và cách lắp đặt đơn giản nên việc phân loại
chủ yếu dựa vào các giá trị định mức như: dòng điện định mức, điện áp xung sét...

Ngồi ra có thể phân loại dựa theo khả năng cắt tải gồm: loại cắt dịng khơng tải và loại cắt
dịng có tải.

Các thông số chủ yếu của thiết bị cắt pha tạo khoảng cách cũng tương tự như dao cách ly.
9.2. Lựa chọn thiết bị đóng cắt mạng phân phối

9.2.1. Điều kiện chung để lựa chọn thiết bị

Trong điều kiện vận hành, các thiết bị điện có thể có một trong ba chế độ cơ bản sau: chế độ
làm việc lâu dài, chế độ quá tải hay chế độ ngắn mạch.

Ngồi ra cịn có chế độ làm việc không đối xứng mà ở đây không xét.

Trong chế độ làm việc lâu dài, các thiết bị điện sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn
theo đúng điện áp và dòng điện định mức.

Trong chế độ quá tải, dòng điện qua thiết bị điện lớn hơn so với dòng điện định mức nhưng
nếu giá trị quy đổi của dòng điện này về các điều kiện định mức không vượt quá giới hạn cho
phép quy định bởi nhà chế tạo thì thiết bị vẫn làm việc an toàn.

Trong điều kiện ngắn mạch, các thiết bị điện không bị phá hỏng nếu q trình lựa chọn
chúng có kiểm tra các điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Dĩ nhiên, để hạn chế tác hại của
dòng ngắn mạch cần phải nhanh chóng cách ly sự cố ra khỏi mạng điện.

Đối với máy cắt điện, máy cắt phụ tải, cầu chì tự rơi, cầu chì cắt có tải cịn thêm điều kiện
về khả năng cắt dòng ngắn mạch của chúng.

</div>
(100)<div class='page_container' data-page=100>

Khi thành lập sơ đồ thay thế để tính dịng điện ngắn mạch nhằm tìm ra các thiết bị điện cần
phải xác định điểm ngắn mạch tính tốn ứng với tình trạng làm việc nguy hiểm nhất (phù hợp
với điều kiện thực tế).

Cuối cùng, việc lựa chọn thiết bị điện phải xem xét các yêu cầu hợp lý về kinh tế và kỹ
thuật.

1. Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài 
a. Chọn theo điện áp định mức

Điện áp định mức Uđm của thiết bị được ghi trên nhãn máy phù hợp với cấp cách điện của

nó. Mặt khác, khi thiết kế chế tạo các thiết bị điện đều có dự trữ độ bền về điện, nên cho phép
chúng làm việc lâu dài không hạn chế với điện áp làm việc cao hơn điện áp định mức (từ 10

15)% và gọi là điện áp lâu dài cực đại của thiết bị điện.

Như vậy, trong điều kiện làm việc bình thường, việc chọn thiết bị điện phải thỏa mãn điều
kiện điện áp sau đây:

m + m  m mạng + Umaïng (9.1)

Ở đây: Uđm là điện áp định mức của thiết bị điện, Uđm là độ tăng điện áp cho phép của

thiết bị điện, Uđm mạng là điện áp định mức của mạng điện nơi thiết bị điện làm việc, Umạng là

độ lệch điện áp có thể có của mạng điện so với điện áp định mức trong điều kiện vận hành.
Trị số độ tăng điện áp cho phép được quy định bởi nhà sản xuất.

b. Chọn theo dòng điện định mức

Dòng điện định mức của thiết bị điện Iđm là dòng điện đi qua thiết bị trong thời gian không

hạn chế với nhiệt độ môi trường xung quanh là định mức. Chọn thiết bị điện theo dòng định mức
sẽ đảm bảo cho các bộ phận của các thiết bị điện khơng bị đốt nóng nguy hiểm trong tình trạng
làm việc lâu dài định mức.

Điều kiện chọn thiết bị điện theo dòng điện định mức:

Iñmtb  Ilv max (9.2)

Ở đây: Iđmtb là dòng điện định mức của thiết bị, Ilv max là dòng điện làm việc cực đại đi qua

thiết bị.

Dịng điện làm việc cực đại đi qua thiết bị điện được xác định như sau:

 Dòng lúc cắt một trong hai đường dây làm việc song song, đường dây còn lại phải

gánh tồn bộ phụ tải.

 Dịng điện đi qua thiết bị điện hay cáp/dây dẫn có xét đến khả năng quá tải cho phép
quy định bởi nhà sản xuất.

Do các thiết bị điện được chế tạo với nhiệt độ môi trường xung quanh định mức (xqđm) nên

nếu nhiệt độ môi trường xung quanh (xq) khác với nhiệt độ định mức thì phải hiệu chỉnh dịng

điện cho phép của thiết bị đó theo biểu thức như sau:
I’

ñm = Iñm

)
(

xqñm
cp

xq
cp

θ
θ




(9.3)
Ở đây: θxq là nhiệt độ môi trường xung quanh thực tế tại nơi lắp đặt thiết bị đóng cắt; θcp là

nhiệt độ phát nóng cho phép của thiết bị đóng cắt; I’

đm là dịng điện định mức của thiết bị quy đổi

</div>
(101)<div class='page_container' data-page=101>

2 . Kiểm tra thiết bị theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt 
a. Kiểm tra ổn định lực điện động

Giữa các bộ phận mang điện có lực tác động tương hỗ gọi là lực điện động. Lực điện động
phụ thuộc nhiều yếu tố như: hình dáng, kích thước các vật mang dịng điện, khoảng cách giữa
chúng, tính chất mơi trường và trị số dịng điện qua.

Trong điều kiện làm việc bình thường, do dòng điện làm việc nhỏ nên lực điện động khơng
gây tác hại. Nhưng khi có ngắn mạch, dịng điện rất lớn do đó lực điện động sẽ rất lớn có thể
gây nên biến dạng thanh dẫn, phá vỡ sứ cách điện, làm hư hỏng các cuộn dây… Vì vậy, khi thiết
kế lựa chọn các thiết bị điện và các bộ phận dẫn điện khác cần phải kiểm tra ổn định lực điện
động để đảm bảo an toàn cho thiết bị điện và các phần có dịng điện đi qua.

Khi kiểm tra ổn định động, cần xét đến dịng ngắn mạch có giá trị lớn nhất. Đối với mạng
phân phối thường là dòng ngắn mạch 3 pha.

Điều kiện kiểm tra ổn định động của thiết bị điện là:

imax  ixk (9.4)

Ở đây : imax là trị số biên độ của dòng điện cực đại cho phép của thiết bị điện; ixk là trị số

biên độ của dòng điện ngắn mạch xung kích.
b. Kiểm tra ổn định nhiệt

Dưới tác dụng của dòng điện ngắn mạch, thiết bị điện bị nóng lên và khi nhiệt độ của thiết
bị điện vượt quá mức cho phép thì thiết bị điện sẽ hư hỏng hay tuổi thọ bị suy giảm. Vì vậy, cần
phải kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt.

Đối với thiết bị điện, khả năng ổn định nhiệt được đặc trưng bởi dòng điện ổn định nhiệt định
mức Iđm nh và thời gian ổn định nhiệt định mức tđm nh (quy định bởi nhà chế tạo).

Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt của thiết bị theo biểu thức sau:
I2

ñmnh.tñmnh  BN (9.5)

Hay: I2

đmnh.tđmnh  I t2ôđ qđ (9.6)

Iđmnh

đmnh
qđ
ôđ t

t
I

 (9.7)
Ở đây: Iđmnh là dòng ổn định nhiệt định mức tương ứng với thời gian ổn định nhiệt định mức;

tđmnh thời gian ổn định nhiệt định mức; BN là xung lượng nhiệt đặc trưng cho lượng nhiệt tỏa ra

trên thiết bị điện trong thời gian xảy ra ngắn mạch; là dòng điện ngắn mạch ổn định (khi ngắn
mạch trong mạng phân phối, xa nguồn Iôđ = I ); t(N3) qđ là thời gian tác động quy đổi của dòng điện

ngắn mạch khi kiểm tra ổn định nhiệt của thiết bị điện. Thời gian này là tổng thời gian tác động
của bảo vệ chính với thời gian tác động tồn phần của máy cắt đó.

Một cách gần đúng, thời gian quy đổi tqđ phụ thuộc thời gian tồn tại ngắn mạch tN và tỷ số

”=

ôđ
''
I

, nghĩa là tqđ = (tN , ”). Quan hệ tqđ = (tN , ”), được trình bày ở Hình 9.10.

tqñ = tgtck = f(tN, ’’)

tN = tbv + tc

Ở đây: tbv là thời gian tác động của của rơle bảo vệ, tc là thời gian cắt của thiết bị đóng cắt,

I” là dịng điện ngắn mạch siêu quá độ.

Các đường cong tqđ = f(tN, ’’) chỉ vẽ với thời gian tồn tại ngắn mạch tN  5s. Nếu thời gian

</div>
(102)<div class='page_container' data-page=102>

tqñ( 5s) = tqñ(=5s) +( tN - 5) (9.8)

Chú ý: Những trường hợp sau đây không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt:

 Thiết bị điện có dịng điện định mức lớn hơn 1000A

 Thiết bị điện được bảo vệ bằng cầu chì với bất kỳ dịng điện định mức nào

 Máy cắt và dao cách ly thường thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt khi đã thỏa mãn

điều kiện ổn định động

9.2.2. Lựa chọn thiết bị đóng cắt

Các điều kiện chung để chọn và kiểm tra thiết bị đóng cắt loại trong nhà và loại ngồi trời
có điện áp cao hơn 1000V được trình bày cụ thể trong Bảng 9.1.

Bảng 9 .1. Điều kiện chung cho việc lựa chọn và kiểm tra khí cụ điện

TT Thơng số Ký hiệu Công thức kiểm tra

1 Điện áp định mức, kV Uđmtb Uđmtb Uđm mạng

2 Dòng điện định mức, A Iđm tb Iđm tb IIv max

3 Tần số định mức, Hz fđmtb fđmtb = fđm mạng

4 Dòng điện cắt định mức, kA ICđm ICđm I’’

5 Công suất cắt định mức, MVA SCđm SCđm  S’’

6 Dòng điện ổn định động, kA imax imax ixk

7 Dòng điện ổn định nhiệt, kA Iđmnh

đmnh
qđ
ôđ
đmnh t

t
I

I 

Ở đây:Uđmtb là điện áp định mức của thiết bị; Uđmmạng là điện áp định mức của mạng điện;

Ilvmax là dòng điện làm việc lớn nhất đi qua thiết bị cần kiểm tra; Iôđ, I’’ lần lượt là dòng điện

ngắn mạch ổn định và dòng điện ngắn mạch siêu quá độ, ixk là dịng điện xung kích:

ixk=Kxk 2 I"; S’’ là cơng suất ngắn mạch: S’’= 3.Utb I.''; tđmnh là thời gian ổn định nhiệt định

mức; tqđ là thời gian quy đổi. Lưu ý, khi ngắn mạch trong mạng phân phối, xa nguồn: Iôđ =I’’=I (N3)

</div>
(103)<div class='page_container' data-page=103>

1. Chọn máy cắt

Máy cắt được chọn và kiểm tra theo các điều kiện 1-2 -3 -4 -5 -6 -7, trình bày trong Bảng
9.1.

Ngồi những điều kiện trên, máy cắt còn được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau:

 Loại máy cắt

 Khoảng cách rò điện

 Độ bền điện áp ở tần số công nghiệp: khô trong 1 phút, ướt trong 10 giây

 Các điều kiện về số pha, thời gian cắt, thời gian mở, tiếp điểm phụ và các phụ kiện

được chọn theo yêu cầu sử dụng
2. Chọn máy cắt tự đóng lại

Máy cắt tự đóng lại (AVR) được chọn và kiểm tra theo các điều kiện 1-2 -3 -4 -5 -6 -7, trình
bày trong Bảng 9.1.

Ngồi ra, AVR cịn được chọn theo các điều kiện sau:

 Loại AVR

 Các yêu cầu điều khiển đo lường và bảo vệ.
 Khoảng cách rò điện

 Độ bền điện áp ở tần số công nghiệp: khô trong 1 phút, ướt trong 10 giây

 Số pha, khoảng thời gian đóng lại (lần 1; 2; 3…), thời gian trở về, đặc tuyến bảo vệ và

các phụ kiện được chọn theo yêu cầu sử dụng
3. Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải

Chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải (LBS) loại trong nhà và loại ngoài trời theo các điều kiện
1 -2 - 5 - 6 - 7, trình bày trong Bảng 9.1.

Ngồi ra, LBS còn được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau:

 Loại LBS

 Khoảng cách rò điện

 Độ bền điện áp ở tần số công nghiệp: khô trong 1 phút, ướt trong 10 giây
 Dịng cắt máy biến thế khơng tải

 Dịng cắt đường dây khơng tải

4. Chọn và kiểm tra dao cách ly

Chọn và kiểm tra dao cách ly (DS) theo các điều kiện 1 - 2 - 5 - 6 - 7, trình bày trong Bảng
9.1.

Ngồi các điều kiện trên, DS còn được chọn theo các điều kiện sau:

 Loại DS

 Khoảng cách rò điện

 Độ bền điện áp ở tần số công nghiệp: khô trong 1 phút, ướt trong 10 giây

 Số pha, các phụ kiện theo yêu cầu sử dụng
5. Chọn và kiểm tra cắt pha tạo khoảng cách

Chọn và kiểm tra cắt pha tạo khoảng cách (LTD) theo các điều kiện 1 - 2 - 5 - 6 - 7, trình
bày trong Bảng 9.1.

</div>
(104)<div class='page_container' data-page=104>

 Loại LTD

 Khoảng cách rò điện

 Độ bền điện áp ở tần số công nghiệp: khô trong 1 phút, ướt trong 10 giây
 Số pha, các phụ kiện chọn theo yêu cầu sửû dụng

9.3. Thiết bị bảo vệ

9.3.1. Cầu chì tự rơi (FCO)

Cầu chì tự rơi là loại cầu chì đơn giản và đảm bảo cách mạch chính xác, an tồn. Thường
cầu chì tự rơi được lắp về phía sơ cấp của trạm biến áp cơng suất nhỏ với mục đích để bảo vệ
các sự cố như quá tải phía thứ cấp hay ngắn mạch trong các cuộn dây máy biến áp.

1. Cấu tạo

Cấu tạo của cầu chì tự rơi bao gồm:

 Ống cầu chì được giữ chặt với tiếp điểm trên bằng một cái chốt. Chốt này được mạ

bạc và làm nhô lên để đảm bảo sự tiếp xúc tốt cho tiếp điểm, nhờ đó điện trở tiếp
xúc giữa ống chì và tiếp điểm giảm đến một giá trị tối thiểu

 Dây chảy được kéo căng khi lắp ráp nên khi dây chảy đứt thì ống cầu chì tự rơi xuống

 Hệ thống lị xo búng có tốc độ cao giúp ngắt mạch điện nhanh chóng khi xuất hiện sự
cố và tạo ra độ an toàn cao

2. Phân loại

Việc phân loại FCO chủ yếu dựa vào điện áp định mức, dòng điện tải định mức, khả năng
cắt dòng ngắn mạch và đặc tuyến bảo vệ của dây chảy. Hiện nay, tuỳ theo đặc tuyến bảo vệ,
FCO được chia làm nhiều loại dựa trên tỷ số tác động (k):

 Loại tác động nhanh : k = 6  8
 Loại tác động trung bình : k = 7  11
 Loại tác động chậm : k = 10  13
 Loại tác động rất chậm : k = 20
 Loại tác động đặc biệt chậm : k = 32

Các thông số chủ yếu của FCO bao gồm:

 Điện áp định mứcvà dịng điện định mức
 Tần số định mức

</div>
(105)<div class='page_container' data-page=105>

 Dòng điện cắt định mức
 Tỷ số tác động

3. Điều kiện lựa chọn cầu chì tự rơi 
+ Điện áp định mức

UFCO ≥ Un (9.9)

Ở đây: UFCO, Un lần lượt là điện áp dây định mức của cầu chì; điện áp định mức của mạng

điện.

+ Dịng điện định mức IFCO

b
FCO 1,4I

I  (9.10)

6
I

I c

FCO  (9.11)

Ở đây: IFCO, Ib, Ic lần lượt là dịng định mức của dây chảy cầu chì; dịng định mức sơ cấp của

biến áp; dòng ngắn mạch phía sơ cấp khi có ngắn mạch trên đầu cuộn thứ cấp.
+ Dòng cắt ngắn mạch cực đại

ICFCO ≥ IN (9.12)

Ở đây: ICFCO, IN lần lượt là dòng cắt ngắn mạch cực đại của cầu chì; dịng ngắn mạch ba pha

phía cao áp khi xuất hiện ngắn mạch ở ngõ ra cầu chì.

Ngồi ra, FCO cịn được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau:

 Khoảng cách rò điện

 Độ bền điện áp ở tần số công nghiệp: khô trong 1 phút, ướt trong 10 giây

 Khả năng cắt tải (đối với loại FCO), các phụ kiện được chọn theo yêu cầu sử dụng

9.3.2. Cầu chì cắt có tải (LBFCO)

Cầu chì cắt có tải là thiết bị một pha lắp về phía sơ cấp của trạm biến áp. Nó có chức năng
bảo vệ chống sự cố phía thứ cấp tương tự như cầu chì tự rơi nhưng cầu chì cắt có tải có thể cắt

dịng tải nhỏ.

1. Cấu tạo

Về bản chất thì cấu tạo LBFCO gần giống cầu trì tự rơi, nhưng LBFCO được trang bị thêm
má dập hồ quang. Trong quá trình đóng cắt dịng tải nhỏ, hồ quang sinh ra được má dập hồ
quang dập tắt.

</div>
(106)<div class='page_container' data-page=106>

Hình 9.13. Thiết bị chống sét van

2. Phân loại

Việc phân loại và các thông số chủ yếu của LBFCO tương tự như của FCO.
9.3.3. Thiết bị chống sét (LA – Lightning Arrester)

Cấu tạo thiết bị chống sét lan truyền gồm một chồng đĩa MOV với hai điện cực ở hai đầu.
Toàn bộ các đĩa được bọc RCO epoxy gia cứng bằng sợi thuỷ tinh. Sau khi được gia nhiệt để
thành một khối vững chắc về mặt cơ học để có thể chịu đựng các ứng suất cơ, điện trong các
môi trường khắt khe.

Trong điều kiện làm việc bình thường, điện áp trên thiết bị chống sét lan truyền là điện áp
pha của lưới điện. Khi xuất hiện quá điện áp do sét, thiết bị chống sét lan truyền lập tức giới
hạn quá điện áp ở mức bảo vệ cần thiết để không gây nguy hiểm cho các thiết bị điện trên lưới
phân phối bằng cách giảm thấp nội trở để dẫn dịng xung sét xuống đất. Khi tình trạng q áp
đã qua, thiết bị chống sét lan truyền quay về tình trạng như trước và chỉ dẫn dịng rị rất nhỏ.

Các thông số chủ yếu của thiết bị chống sét lan truyền bao gồm:

 Điện áp định mức

 Điện áp vận hành cực đại (MCOV)
 Tần số định mức

 Dòng xung sét dạng sóng 8/20s và dạng sóùng 4/10s
 Khả năng chịu dòng ngắn mạch 0.2 s

 Điện áp dư ứng với xung sét chuẩn

Thiết bị chống sét lan truyền trên mạng phân phối thường được trang bị trên các đường dây
trên không đi vào trạm điện và được lựa chọn theo các điều kiện như sau:

 Xác định điện áp pha định mức của mạng điện:

3
n
p

U

U  (9.13)

 Xác định điện áp vận hành cực đại của hệ thống Um:

Um Un U (9.14)

Với Ulà độ giao động điện áp cho phép của mạng điện.
 Xác định hệ số chạm đất Ke:

Hệ thống ba pha ba dây, nối đất có tổng trở nhỏ Ke = 1,4.

</div>
(107)<div class='page_container' data-page=107>

3
m
e
TOV

U
K

U   (9.15)

 Xác định điện áp cực đại vận hành liên tục UMCOV:
3
m
MCOV

U

U  (9.16)

 Điều kiện lựa chọn chống sét van:

+ Điện áp định mức chống sét van :UnLA Up.

+ Điện áp làm việc liên tục lớn nhất :UMCOVLA UMCOV.

+ Quá điện áp tạm thời :UTOVLA UTOV.

+ Dịng phóng điện định mức : IS dạng sóng 8/20μs.

Đối với thiết bị chống sét trên mạng phân phối trung áp, dòng tản xung sét định mức thường
là 3, 5, 10, 20 và 40kA dạng sóng 8/20 sμ (dạng sóng xung do sét lan truyền) và dạng sóng

4/10μs (xung do đóng cắt đường dây).
9.4. Thiết bị biến đổi dịng áp

9.4.1. Máy biến dòng

Máy biến dịng (CT – Current Transformer) là máy biến đo lường được sử dụng để cung cấp
dịng có giá trị được giảm xuống tương thích với các dòng danh định của cơ cấu đo, rơle bảo vệ
và các thiết bị đo lường khác. Máy biến dịng có cuộn thử được cách ly với phía sơ cấp cao áp
nên có thể nối đất thứ cấp với mục đích an tồn.

Hầu hết các máy biến dịng đều có dịng đầy tải phía thứ cấp là 5A. Đây chính là giá trị
dịng chỉ thị đầy khung của các thiết bị đo dịng, đo cơng suất và rơle bảo vệ. Ngồi ra cũng có
loại máy biến dịng được chế tạo với dịng đầy tải phía thứ cấp là 1A, được sử dụng cho các thiết
bị chun dùng.

Các thông số chủ yếu của máy biến dòng điện bao gồm:

 Tỷ số biến dịng: đây là tỷ số giữa dòng sơ cấp và dòng thứ cấp (50/5, 60/5, 75/5,

120/5, 150/5, 200/5, …)

 Cực tính: cuộn sơ và thứ cấp
 Cấp chính xác (1%, 2%, 3%, …)

 Tải phía thứ cấp (0.1, 0.2, 1.0, 2.0, 4.0, 8…)

Máy biến dòng điện chọn theo các điều kiện sau:

1.Đầu cực trung áp, 2. Cuộn sơ cấp, 3. Mạch từ, 4. Cuộn dây thứ cấp,
5. Keo epoxy, 6. Đầu cực thứ cấp, 7. Đế, 8. Vỏ che, 9. Bản tên

a. Biến dòng (CT) b. Biến điện áp (VT)

</div>
(108)<div class='page_container' data-page=108>

Máy biến dòng được chọn theo điện áp, dòng điện phụ tải phía thứ cấp, cấp chính xác, kiểu
loại. Máy biến dòng được kiểm tra theo các điều kiện ổn định lực điện động và ổn định nhiệt
khi có dịng điện ngắn mạch chạy qua. Cụ thể :

+ Điện áp định mức : Uđm.BI Uđm.mạng (9.17)
+ Dòng điện sơ cấp định mức : I1đmBI Ilvmax (9.18)

+ Phụ tải định mức ở phía thứ cấp :S2đmBI S2tt (9.19)
Ở đây : S2đm.BI là phụ tải định mức của cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng điện, tính bằng

VA; Stt là phụ tải tính tốn của cuộn dây thứ cấp của máy biến dịng trong tình trạng làm việc

bình thường, tính bằng VA.

đm
2
2

đm
2
đmBI

2 I .Z

S  (9.20)

Ở đây: I2đm là dòng điện định mức của cuộn dây thứ cấp BI; Z2đmlà điện trở cho phép toàn

phần của mạch ngồi, xác định như sau:

tx
dd
dc
đm

2 r r r

z 



  (9.21)
Ở đây:



rdclà tổng điện trở các cuộn dây của dụng cụ đo và rơle; rdd là điện trở dây dẫn

nối từ thứ cấp của BI đến các dụng cụ đo; rtx là điện trở của các chỗ tiếp xúc (thường lấy bằng

1
,
0
05
,

0  ).

Tiết diện bé nhất của dây dẫn:

dd
tt
min r

F  (9.22)
Với: là điện trở suất của dây dẫn, đối với đồng CU ,00175m/mm2 và nhơm

0283
,
0
AL 

 m/mm2; l

tt là chiều dài tính tốn của dây dẫn từ nơi đặt máy biến dòng điện đến

các dụng cụ đo và được xác định tuỳ theo sơ đồ nối dây. Cụ thể như sau:
+ Với sơ đồ hình sao hồn tồn ltt = l

+ Với sơ đồ hình sao khơng hồn tồn ltt  3l.

+ Khi dùng một máy biến dòng ltt = 2l

Ở đây: l là chiều dài dây dẫn nối từ máy biến dòng điện đến các dụng cụ đo. Để đảm bảo độ
bền cơ học, người ta qui định tiết diện bé nhất của mạch thứ cấp máy biến dịng là 2,5mm2 đối

với dây dẫn nhơm và 1,5mm2 đối với dây dẫn đồng.

Khi cần chọn máy biến dịng điện, căn cứ vào vị trí đặt, điện áp định mức của mạng điện,
dòng điện làm việc lớn nhất, cấp chính xác cần thiết, chọn một máy biến dịng. Sau đó, dựa vào
sơ đồ nối dây và các dụng cụ đo mắc vào thứ cấp của máy biến dòng đểø kiểm tra xem phụ tải
thứ cấp có vượt quá phụ tải thứ cấp định mức không, cuối cùng kiểm tra ổn định động và ổn
định nhiệt khi có dịng điện ngắn mạch qua.

Lực điện động của máy biến dòng điện được đặc trưng bởi hệ số ổn định lực điện động kđ :

ñmBI
1
xk
ñ

I
2

k  (9.23)
Hệ số này do nhà máy chế tạo quy định.

</div>
(109)<div class='page_container' data-page=109>

 

kG
a

l
i
10
.
88

,
0
F

F 2

xk
2
tt

cp    (9.24)

Ở đây: a là khoảng cách giữa các pha, cm; l là khoảng cách từ máy biến dòng điện đến sứ đỡ
gần nhất, cm.

Ổn định nhiệt của máy biến dòng điện được đặc trưng bởi hệ số ổn định nhiệt kôđn và được

kiểm tra như sau:

đmnh
đmBI
1

gt
ôđ
ôđn

t
I

k  (9.25)

9.4.2. Máy biến điện aùp

Máy biến điện áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ trị số cao xuống trị số thấp phục vụ cho
đo lường, bảo vệ rơle và tự động hoá. Điện áp thứ cấp của máy biến điện áp được chuẩn hoá là
100V hay 100/ 3V với mọi cấp điện áp định mức sơ cấp.

Nguyên lý làm việc của máy biến điện áp cũng tương tự như máy biến áp điện lực thông
thường, chỉ khác là cơng suất của nó rất nhỏ chỉ hàng chục đến hàng trăm VA. Đồng thời tổng
trở mạch ngoài của thứ cấp máy biến điện áp rất lớn, do đó có thể xem như máy biến điện áp
thường xuyên làm việc không tải.

Máy biến điện áp thường được chế tạo thành loại một pha, ba pha, ba pha năm trụ, cấp điện
áp 6, 10, 22, 110, 220 kV v.v…, có loại có dầu và loại khơ. Để kiểm tra cách điện của mạng 6 –
10 kV, thường dùng máy biến áp đo lường ba pha năm trụ với cách nối dây Y/Y0/. Phía thứ
cấp của máy biến điện áp có hai cuộn dây quấn đấu sao và tam giác hở. Khi xảy ra ngắn mạch
không đối xứng (một pha, hai pha), ở hai đầu dây quấn tam giác hở xuất hiện điện áp. Nhờ đó
có thể kiểm tra được tình trạng cách điện của mạng.

Máy biến áp đo lường được chọn theo điện áp (sơ cấp), cấp chính xác, phụ tải thứ cấp và
kiểu loại.

Máy biến áp đo lường được bảo vệ bằng cầu chì (trừ loạivới U110kV), nên khơng cần
kiểm tra nó theo điều kiện ngắn mạch (tức là theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt).

Tùy theo nhiệm vụ thiết kế mà chọn sơ đồ nối dây cho phù hợp. Căn cứ vào vị trí đặt máy

biến điện áp trên lưới điện, cấp chính xác theo yêu cầu để chọn máy biến điện áp đo lường. Sau
đó, cần kiểm tra điều kiện công suất thứ cấp không được vượt quá công suất định mức.

Phụ tải thứ cấp máy biến điện áp được xác định như sau:

a. Biến dòng (CT) b. Biến điện áp (VT)

</div>
(110)<div class='page_container' data-page=110>





 







 2dc 2dc

2 P Q

S (9.26)

Ở đây:



Pdc 



Sdc.cosdc là tổng công suất tác dụng của các dụng cụ nối vào thứ cấp;



Qdc 



Sdc.sindc là tổng công suất phản kháng của các dụng cụ nối vào mạch thứ cấp.

Điều kiện kiểm tra:

đm
2
tt
2 S

S  (9.27)

Với S2đm là công suất định mức của máy biến điện áp.

Tiết diện dây dẫn từ máy biến điện áp đến các dụng cụ phải chọn sao cho tổn thất điện áp
trong mạng không lớn hơn 0,5% điện áp định mức. Theo điều kiện độ bền cơ học thì tiết diện
này khơng được bé hơn 1,5mm2 đối với dây đồng và 2,5mm2 đối với dây nhôm.

Các điều kiện chọn máy biến áp đo lường bao gồm:

+ Điện áp định mức : U1đm Uđmmạng (9.28)
+ Phụ tải một pha (VA) : S2đmfa S2ttfa (9.29)
+ Sai số : % ≤ cp% (9.30)
B. LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHÂN PHỐI HẠ ÁP

9.5 Máy cắt hạ áp

Máy cắt hạ áp (CB - Circuit Breaker) là loại khí cụ điện điều khiển bằng tay nhưng có
khả năng tự động cắt mạch khi mạng điện bị ngắn mạch, quá tải hoặc sụt áp v.v… Hiện nay, máy
cắt hạ áp được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện hạ áp thuộc lĩnh vực công nghiệp, dân
dụng… và đang được thay thế dần cầu chì.

1. Cấu tạo

Cấu tạo của CB gồm các thành phần chính như sau:

 Vỏ của CB có chức năng đảm bảo an tồn cho người khi sử dụng và thao tác đóng cắt
trên CB.

 Cơ cấu đóng ngắt đảm bảo tất cả các cực của CB được đóng ngắt cùng một lúc và

chính xác.

 Cơ cấu ngắt điện từ có bộ phận cơ bản là cuộn dây.Cuộn dây có một lõi sắt cố định

và lõi chuyển động. Nếu dòng điện vượt quá một giá trị xác định trước, cuộn dây sinh
ra một lực điện từ đủ mạnh để thắng lực giữ của lò xo và hút phần ứng. Cơ cấu đóng
ngắt lúc đó được tác động bằng một cần đóng ngắt làm tiếp điểm của CB nhanh chóng
mở ra.

 Cơ cấu nhiệt bảo vệ quá tải bằng thanh lưỡng kim. Độ cong của nó phụ thuộc vào

cường độ dịng điện và thời gian dòng điện chạy qua. Sau khi cong đến một mức độ
xác định (hay nhiệt độ nhất định) thanh lưỡng kim sẽ tác động tới cơ cấu đóng cắt.

 Tiếp điểm gồm có tiếp điểâm hồ quang, tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh. Do yêu cầu

tiếp điểm phải có điện trở tiếp xúc nhỏ và vật liệu làm tiếp điểm phải chịu nhiệt khi
ngắn mạch nên đòi hỏi tiếp điểm phải làm bằng chất liệu đặc biệt.

 Hệ thống dập hồ quang gồm hai phần: ngăn dẫn hồ quang và buồng dập hồ quang. Hồ

</div>
(111)<div class='page_container' data-page=111>

quang. Quá trình dập tắt hồ quang xảy ra trong buồng dập hồ quang theo nguyên tắc
hạn chế dòng điện.

2. Phân loại CB

a.Loại MCB (Miniature Circuit Breakers) thường được sử dụng trong công nghiệp thương
mại, thiết bị trong nhà và trong dân dụng. Do đó, MCB có kích thước cũng như dịng định mức
nhỏ, nên nó phù hợp cho việc bảo vệ cáp, bảo vệ thiết bị chiếu sáng, mạch nung (lò sưởi, bàn ủi)

cũng như điều khiển và bảo vệ các động cơ có cơng suất nhỏ.

Các thông số đặc trưng của MCB là:

 Số cực: 1P, 1P+N, 2P, 3P và 4P;

 Dòng điện định mức: 6 -63A;

 Điện áp định mức: 220 - 415VAC, 60 -110VDC;

 Khả năng cắt dòng ngắn mạch: 3, 4.5, 6, 10 và 15kA;

 Lắp trên thanh ray;

 Tiêu chuẩn áp dụng: IEC 60898.

b.MCCB (Moulded Case Circuit Breakers), về cơ bản cũng giống như MCB nhưng có một số
khác biệt sau:

 Số cực 3P, 4P.

 MCCB có các giá trị định mức cao hơn nên nó thường được đặt các hệ thống phân

phối điện gần nguồn hơn MCB. Các giá trị điện áp định mức cao hơn có thể lên đến
1000VAC hay 1200VDC;

 Dịng định mức: l00A có thể đến 1000A, hay lớn hơn;

 Khả năng ngắt dòng ngắn mạch: từ 25kA đến 35kA hay lớn hơn;
 Lắp cố định trong tủ điện

 Tiêu chuẩn áp dụng: IEC 947-2.

c. ACB (Air Circuit Breaker) là loại máy cắt khơng khí hạ áp với các đặc tính cơ bản như
sau:

 Số cực: 3P, 4P;

 ACB thường lắp đặt ở tủ đóng-cắt tổng của nhà máy, cơng trình;

Hình 9.16. Cấu tạo của CB

9
8
7
6
10

4
5
2

Hệ

7
7
1

1. Đầu vào.
2. Đầu ra.

3. Cơ cấu đóng ngắt: tác động để
đóng hoặc mở tiếp điểm.
4. Vận hành đóng ngắt bằng tay:

sử dụng như cầu dao.
5. Cơ cấu ngắt điện từ.
6. Cơ cấu nhiệt bảo vệ bằng

thanh lưỡng kim nhiệt.

7. Tiếp điểm: gồm có tiếp điểm hồ
quang, tiếp điểm động, tiếp điểm tĩnh.
8. Hệ thống dập hồ quang.

9. Khoá ráp: dùng để lắp đặt CB
lên thanh cái.

</div>
(112)<div class='page_container' data-page=112>

 Giá trị dòng định mức lớn hơn 1000A có thể lên đến 3000A hay lớn hơn;
 Khả năng ngắt dòng ngắn mạch: từ 35 đến 50kA hay hơn nữa;

 Lắp đặt trong ngăn tủ loại đẩy kéo;
 Tiêu chuẩn áp dụng: IEC 947-2.

3. Chức năng của CB

Máy cắt hạ thế, với vai trị của một thiết bị đóng cắt, có các chức năng cơ bản như sau:

 Bảo vệ điện: chống dòng quá tải, dòng ngắn mạch và hư hỏng cách điện;
 Cách ly an toàn;

 Điều khiển: điều khiển vận hành, cắt khẩn cấp, dừng khẩn cấp và cắt vì lý do bảo

dưỡng cơ học;

 Bảo vệ chống quá áp và chống thấp áp, đi kèm với rơle quá áp và thấp áp;
 Bảo vệ phát hiện dòng rò, đi kèm với thiết bị phát hiện dòng rò;

 Bảo vệ chống chạm đất, đi kèm

4.Thông số của CB

Các thơng số chính của CB bao gồm:
a. Số cực: 1P, 1P+N, 2P, 3P và 4P;
b. Điện áp định mức (Ue);

c. Điện áp cách điện (Ui);

d. Điện áp thử nghiệm xung (Uimp);

e. Điện áp làm việc cực đại (UBmax);

f. Điện áp làm việc cực tiểu (UBmin);

g. Dòng điện định mức (In);

h. Dòng tác động của cơ cấu nhiệt (Ir=Kr.In)

i. Dòng tác động của cơ cấu từ (Im)

j. Dòng cắt ngắn mạch định mức (Icu)

k. Dòng cắt ngắn mạch thao tác (Ics)

l. Tần số làm việc;

m. Loại đặc tuyến ngắt dịng: B, C, D, K, Z và MA;

n. Dòng rò định mức (In), nếu có chức năng chống dịng rị.

5. Đặc tính ngắt dòng

Chức năng quan trọng nhất của CB là bảo vệ hệ thống điện ví dụ như cáp và dây dẫn chống
lại hiện tượng phát nóng do q tải hay ngắn mạch, vì vậy CB phải nhảy chính xác trong giới
hạn nhiệt độ cách điện của dây dẫn. Trong một số trường hợp ứng dụng nhất định nên có CB đặc
thù để bảo vệ thiết bị bán dẫn, mô tơ, biến áp …

Đường cong đặc tính ngắt dịng bao gồm hai phần: thời gian nghịch và cắt tức thời. Đặc tính
thời gian nghịch là hàm số của nhiệt sinh ra bằng bình phương của cường độ dịng điện nhân với
thời gian, có nghĩa là dịng điện càng lớn thì thời gian cần thiết để ngắt càng nhỏ (Hình 9.17).

</div>
(113)<div class='page_container' data-page=113>

Bảng 9.2 Đặc tính ngắt của CB

Tiêu chuẩn Đặc tuyến tác động Mứùc Ứng dụng

IEC 898

DIN VDE 0641/A4

BS3871 Phaàn 1

B 3-5In Bảo vệ thống điện dân dụng nói chung.

C 5-10In Bảo vệ hệ thống nơi tải có tính cảm kháng cao như máy biến áp và đèn cao áp cảm ứng. 
D 10-14In Ứng dụng trong công nghiệp (tương tự như loại 4 trong hệ tiêu

chuaån BS).

MA 12In Bảo vệ bộ khởi động động cơ và các thiết bị chuyên dụng (không bảo vệ quá tải). 
DIN VDE 0660 K 10-14InZ 2,4-3,6In Bảo vệ môtơ và máy biến áp. Bảo vệ mạch bán dẫn và mạch điện tử.

DIN VDE 0641/T3
OEVE – SN 52
CEE 19 II

L 3,5-5,25In Bảo vệ hệ thống điện dân dụng nói chung (có thể thay thế một phần bằng loại B). 
U 6-12In Bảo vệ hệ thống điện dân dụng nói chung (chỉ dùng thông dụng ở các nước như Pháp, Bỉ, Aùo, Ý).

BS 3871 Phaàn 1

Loại 1 2,7-4In Bảo vệ hệ thống lắp đặt và thiết bị có đặc tính là khi đóng ngắt ít có hiện tượng tăng dòng đột ngột. 
Loại 2 3-5In Bảo vệ hệ thống dây và thiết bị gia dụng nói chung (tương tự loại B). 
Loại 3 5-10In Bảo vệ hệ thống điện nơi phụ tải cảm ứng cao như đèn cao áp, đèn huỳnh quang và biến áp (tương tự loại C). 
Loại 4 10-14In Chủ yếu bảo vệ trong hệ thông công nghiệp chẳng hạn như thiết bị hàn, môtơ, máy X-quang v.v…, tuy nhiên người ta
không chỉ ra giới hạn đóng cắt trên (tương tự như loại D).

6. Phối hợp bảo vệ

Các CB trong mạng phân phối hạ áp phải tác động khi xuất hiện trạng thái bất thường một

cách có chọn lọc. Điều này có nghĩa là khi xảy ra một sự cố ở bất kỳ một điểm nào của hệ thống,
sự cố đó phải được loại trừ bởi CB đặt ngay phía trước điểm sự cố, cịn các CB khác khơng tác
động. Chọn lọc của bảo vệ có thể là tuyệt đối hoặc từng phần và được dựa trên nguyên lý mức
dòng, thời gian trễ hoặc phối hợp cả hai. Bảng 9.3 trình bày một số phương pháp chính thường
được sử dụng để thiết lập tính chọn lọc giữa các CB.

</div>
(114)<div class='page_container' data-page=114>

Bảng 9.3. Các phương pháp sử dụng để thiết lập tính chọn lọc

1. Chọn lọc theo mức dòng: dựa trên việc chọn lọc
ngưỡng dòng tác động của các rơle, từ rơle cuối
nguồn đến đầu nguồn theo bậc. Tính chọn lọc có
thể là tuyệt đối hay từng phần.

2. Chọn lọc theo thời gian trễ kiểu bậc thang:dựa
trên sự chênh lệch về thời gian tác động sao cho
CB gần nguồn có thời gian tác động lớn và càng
xa nguồn thì càng nhỏ.CB A ở phía trên có thể sử
dụng độ trễ đủ để đạt được tính chọn lọc tuyệt đối
khi phối hợp với CB B.

3. Chọn lọc hỗn hợp: một bộ làm trễ thời gian
kiểu cơ học góp phần cải thiện đặc tính của chọn
lọc theo tác động dòng.

Chọn lọc là tuyệt đối nếu ISCB < IrmA (giá trị tức
thời).

CB ở phía trước có thể sử dụng hai ngưỡng tác
động:

- Giá trị trễ IrmA hoặc bộ tạo trễ kiểu điện tử SD
(Short Delay);

- Giá trị tức thời Irm A chuẩn

4. Lựa chọn dựa trên mức năng lượng hồ quang:

cho phép chọn lọc tuyệt đối giữa hai CB có cùng
dòng sự cố. Điều này đạt được nhờ sử dụng CB
hạn chế dòng và tác động CB nhờ cảm ứng áp suất
trong buồng hồ quang của CB. Mức áp suất khơng
khí bị nóng lên tùy thuộc vào mức năng lượng của
hồ quang.

7. Điều kiện lựa chọn CB

CB hạ áp thường được lựa chọn theo các điều kiện như sau:

 Các đặc tính điện của lưới điện mà CB được đặt vào:

+ Điện áp định mức

Ue + Ue  Uđm mạng + Umạng (9.31)
Đặc tuyến tác động

tức thời kiểu từ
(truyền thống)

Đặc tuyến tác động
tức thời kiểu từ nhờ

áp suất

</div>
(115)<div class='page_container' data-page=115>

Hình 9.18. Cầu chì HRC

Ở đây: Ue là điện áp định mức của CB, Ue là độ tăng điện áp cho phép của CB, Uđm mạng là

điện áp định mức của mạng điện nơi thiết bị và CB được lắp đặt, Umạng là độ lệch điện áp có

thể có của mạng so với điện áp định mức trong điều kiện vận hành.
+ Dòng điện định mức:

Kr In  Ilv max (9.32)

Ở đây: In là dòng điện định mức của CB, Ilv max là dòng điện làm việc lâu dài cực đại của phụ

tải, Kr là hệ số hiệu chỉnh (Kr = 0,8÷1 đối với cơ cấu nhả nhiệt, Kr=0,4÷1 đối với cơ cấu nhả điện

tử).

+ Tần số:

fn  fmaïng (9.33)

 Khả năng cắt dòng ngắn mạch:

Icu (hoặc Icn)  I 3N (9.34)

Ở đây: Icu là dịng cắt ngắn mạch định mức đối với CB cơng nghiệp và Icn là dòng cắt ngắn

mạch định mức đối với CB dân dụng.

 Đặc tuyến ngắt dòng: phù hợp với thiết bị được bảo vệ

 Môi trường sử dụng:nhiệt độ xung quanh, lắp đặt trong/ngoài tủ, các điều kiện khí hậu
 Các yêu cầu khai thác: tính chọn lọc, các yêu cầu như điều khiển từ xa, các công tắc tơ

phụ, các cuộn dây tác động phụ, có đưa thêm vào hệ thống mạng tín hiệu nội bộ
(thơng tin, điều khiển và chỉ thị…)

9.6 Cầu chì hạ áp

Cầu chì là thiết bị bảo vệ bằng cách chảy một hoặc nhiều dây chảy để ngắt mạch và cắt
dòng nếu dòng vượt quá giá trị cài đặt trong khoảng thời gian cho phép.

Các thành phần chính của cầu chì HRC là: vỏ cầu chì kèm các đầu nối, dây chảy cầu chì, vật
liệu dập hồ quang (thường là cát thạch anh), đế cầu chì kèm ngàm kẹp, niêm chì báo tình trạng
cầu chì và tay kẹp cầu chì cho phép thay nóng cầu chì khi hư hỏng.

Tiêu chuẩn áp dụng của cầu chì hạ áp có điện áp đến 1000VAC và 1500V DC là tiêu chuẩn
IEC 60269, cụ thể:

 Tiêu chuẩn IEC 60269-1: Qui định chung

 Tiêu chuẩn IEC 60269-2: Qui định cho cầu chì công nghiệp
 Tiêu chuẩn IEC 60269-3: Qui định cho cầu chì dân dụng

</div>
(116)<div class='page_container' data-page=116>

Bảng 9.4. Mã hiệu và phạm vi ứng dụng của cầu chì hạ áp 
Mã hiệu Phạm vi áp dụng

gG Cầu chì phổ dụng bảo vệ dây/cáp

gM Cầu chì phổ dụng bảo vệ động cơ
aM Cầu chì chỉ bảo vệ ngắn mạch động cơ
aR Cầu chì bảo vệ thiết bị bán dẫn

gTr Cầu chì bảo vệ máy biến áp

gR, gS Cầu chì bảo vệ thiết bị bán dẫn và dây dẫn
gL, gF, gI Cầu chì thay thế cầu chì gG để bảo vệ dây dẫn

Loại cầu chì được sử dụng để chống quá tải và ngắn mạch trong mạng hạ áp dân dụng có đặc
tính gG phù hợp với IEC 60269-3. Loại này có hai dịng qui ước được tiêu chuẩn hố gồm:

 Dịng khơng nóng chảy Inf: đây là giá trị dịng mà cầu chì có thể chịu được mà khơng

bị nóng chảy trong thời gian qui định. Ví dụ: cầu chì có dịng định mức 32A chịu được
dịng 40A (1,25In) mà khơng nóng chảy trong khoảng thời gian nhỏ hơn 1h (Bảng 4.2).

 Dòng nóng chảy If: đây là giá trị dịng gây ra hiện tượng nóng chảy cầu chì trước khi

kết thúc khoảng thời gian qui định. Ví dụ: cầu chì có dòng định mức 32A khi chịu
dòng 52,1A (1,6In) phải nóng chảy trong khoảng thời gian nhỏ hơn 1h (Bảng 4.2).
Các thí nghiệm tiêu chuẩn của IEC 269-1 yêu cầu đặc tính cầu chì nằm giữa hai đường cong
giới hạn cho cầu chì được xem xét (Hình 9.18). Từ đặc tính miền chảy và khơng chảy của cầu chì
nhận thấy cầu chì khơng thích hợp để bảo vệ chống quá tải ở mức thấp. Do đó cần sử dụng dây
dẫn có tiết diện lớn hơn nhằm tránh hậu quả quá tải kéo dài (trong trường hợp xấu nhất quá tải
60% trong 1h).

Trong mạng hạ áp cơng nghiệp, loại cầu chì có đặc tính gM (bảo vệ động cơ khi khởi động
lẫn khi ngắn mạch nhưng không bảo vệ quá tải) và loại cầu chì có đặc tính aM kết hợp với rơ le
nhiệt bảo vệ chống quá tải có mức q tải <4In. Đặc tính của hai loại cầu chì này phù hợp với

IEC 60269-1 vaø IEC 60269-2.

Đặc trưng cho loại cầu chì gM và aM là: dịng định mức của dây chì và vỏ cầu chì In và đặc

tuyến I/t (Ich -characteristic). Mã cầu chì loại gM được thể hiện như sau: InMIch với In chỉ đặc tính

nhiệt ở tải thường và Ich liên quan đến đặc tính ngắn hạn (khởi động). Hình 9.19 trình bày vùng

nóng chảy tiêu chuẩn hố cho cầu chì aM, với lưu ý rằng đặc tuyến để thí nghiệm các cầu chì aM
được cho giá trị từ 4In trở đi và các cầu chì theo IEC 60269 được dùng phải có đặc tuyến nằm

trong vùng tơ mờ.

Bảng 9.5. Dịng chảy và khơng chảy của cầu chì 
Loại Dòng định mức (*)

In (A)

Dòng qui ước 
khơng chảy Inf (A)

Dịng qui ước 
chảy If (A)

Thời gian 
qui ước (h) 
gG

(*) I

ch cho cầu

chì gM

In≤ 4A 1,5In 2,1In 1

4 <In≤ 16A 1,5In 1,9In 1

16 <In≤ 63A 1,25In 1,6In 1

63 <In≤ 160A 1,25In 1,6In 2

160 <In≤ 400A 1,25In 1,6In 3

400 <In 1,25In 1,6In 4

</div>
(117)<div class='page_container' data-page=117>

Đường cong thời gian tối 
thiểu tiền hồ quang

Đường cong thời gian 
đứt chì

I
1h

Inf If

Đường cong thời gian tối 
thiểu tiền hồ quang

Đường cong thời gian 
đứt chì

I
4In

Hình 9.18. Miền chảy và không chảy 
của cầu chì gG và gM

Hình 9. 19.Vùng nóng chảy tiêu chuẩn 
hố của cầu chì aM

Cầu chì gG bảo vệ dây dẫn

aM
Bảo vệ động cơ

Bảo vệ thiết bị bán dẫn

Hình 9. 20. Đặc tuyến bảo vệ

</div>
(118)<div class='page_container' data-page=118>

Các cầu chì ngày nay có khả năng cắt dịng ngắn mạch lớn rất nhanh nhờ tốc độ nóng chảy
nhanh của dây chảy. Dòng ngắn mạch sẽ bị cắt trước khi đạt giá trị đỉnh (Hình 9.21). Sự giới hạn
dòng ngắn mạch làm giảm ứng lực nhiệt và cơ gây ra bởi dịng ngắn mạch. Do đó, làm giảm
nguy cơ hư hỏng khi xuất hiện ngắn mạch.

Giá trị dịng cắt ngắn mạch của cầu chì dựa trên giá trị hiệu dụng của thành phần xoay chiều
trong dịng sự cố. Hình 9.22 trình bày giá trị dòng đỉnh giới hạn so với giá trị hiệu dụng thành
phần xoay chiều cho cầu chì hạ áp. Ví dụ trong đồ thị này, cầu chì 100A sẽ cắt dòng hiệu dụng
sự cố 2kA và giới hạn dòng đỉnh ở 5kA, cắt dòng hiệu dụng sự cố 20kA và giới hạn dịng đỉnh ở
10kA. Nếu khơng có cầu chì giới hạn dịng, giá trị đỉnh có thể đạt đến 50kA.

Lưu ý: Trong công nghiệp loại cầu chì hạ áp mã hiệu HRC là loại cầu chì có khả năng cắt
dịng ngắn mạch cao-đến 120kA.

Cầu chì hạ áp được lựa chọn theo các điều kiện sau:
+ Điện áp định mức Un:

Un Umax (9.35)

+ Dòng định mức In

IB In IZ (9.36)

I2 1,45IZ (9.37)

Ở đây: Umax là điện áp lớn nhất của mạng điện; IB là dòng điện làm việc lớn nhất trên dây

dẫn; IZ là dịng phát nóng cho phép của dây dẫn đã kể đến điều kiện lắp đặt trong thực tế; I2 là

dòng tác động ngắt quá tải trong thời gian qui ước của cầu chì (Bảng 9.5).

Trường hợp nhiệt độ môi trường  > 40oC hay nơi lắp cầu chì có lắp đặt thơng gió với tốc độ

gió V>0m/s thì cần hiệu chỉnh dịng định mức của cầu chì:

IBnew=(K/KV)IB (9.38)

Tf -thời gian chảy tiền hồ quang; Ta -thời gian

có hồ quang; Ttc -thời gian tổng cắt dòng

Iscpeak –Dòng đỉnh sự cố giả định; Iscrms – Dòng

sự cố hiệu dụng xoay chiều

</div>
(119)<div class='page_container' data-page=119>

+ Dòng cắt ngắn mạch định mức Icu

Icu IN (9.39)

Ở đây: Icu là dòng điện cắt ngắn mạch định mức của cầu chì; IN là dịng ngắn mạch 3 pha tính

tốn tại nơi đặt cầu chì.

+ Loại cầu chì: bảo vệ chung, bảo vệ động cơ, bảo vệ thiết bị điện tử,…
 Bảng 9.6. Hệ số Kvà KV

 (oC) K

 V(m/s) KV
40 1 0 1
45 1.03 1 1.05
50 1.07 2 1.10
55 1.11 3 1.15
60 1.16 4 1.20

65 1.21 5 1.25
70 1.27 >5 1.25
9.7. Tuû ñieän

Tủ phân phối là nơi nguồn cung cấp đi vào và được chia ra thành các mạch nhánh, mỗi mạch
được điều khiển và bảo vệ bởi cầu chì hoặc CB. Điện nguồn được nối vào thanh cái qua một
thiết bị đóng cắt chính (CB hoặc bộ cầu dao-cầu chì). Thơng thường tủ phân phối hay ngăn tủ phân
phối có cấu tạo bao gồm các thành phần trình bày ở Hình 9.24. Các thiết bị điện lực như CB và cầu
chì thường nằm trên một giàn khung lui về phía sau của tủ. Các thiết bị hiển thị và điều khiển
(đồng hồ đo, đèn, nút nhấn v.v..) được lắp ở mặt trước của tủ.

Tủ thường được bọc vỏ bằng kim loại nhằm để bảo vệ các phần tử bên trong như: máy cắt,
đồng hồ chỉ thị, rơle, cầu chì, chống va đập cơ học, rung và những tác động ngoại lai có thể ảnh
hưởng đến hoạt động của hệ (nhiễm điện từ, bụi, ẩm…), đồng thời bảo vệ người tránh điện giật.

Hiện nay, tủ điện được thiết kế phải thỏa tiêu chuẩn IEC 60439-1 và có các loại như sau:

+ Tủ đóng cắt chính (EMSB): thường lắp đặt ngay phía hạ áp của trạm biến áp phân phối, và cấp
điện cho tủ phân phối chính.ï

+ Tủ phân phối chính (MDB): nhận điện từ tủ dóng cắt chính và phân phối cho các tủ phân phối.
Các tủ phân phối chính thường là tủ điện tầng, tủ điện phân xưởng,…

+ Tủ phân phối (DB): nhận điện từ tủ phân phối chính và cấp điện trực tiếp cho các phụ tải. Đây
là loại tủ thường được dùng cho những ứng dụng đặc thù như: tủ điều khiển động cơ, tủ chiếu
sáng…

Tùy theo mức độ ngăn cách nội bộ bằng lưới chắn hay vách ngăn của các phần tử mà chia
làm 4 dạng lắp ráp (Form tủ):

+ Dạng 1: Không ngăn cách;

</div>
(120)<div class='page_container' data-page=120>

+ Dạng 3: Ngăn cách thanh cái với các đơn vị và ngăn cách tất cả các đơn vị với nhau, ngoại
trừ đầu ra của chúng;

+ Dạng 4: Giống dạng 3 nhưng bao gồm cả các đầu ra của các đơn vị.

Dạng 1 thường được sử dụng cho ngăn tủ tụ bù. Dạng 2 giúp cho thao tác trên thiết bị và
mạch đấu dây ra an toàn hơn so với dạng 1. Dạng 3 và 4 được dùng khi không gian cho mỗi đơn
vị có hạn vì rất khó thao tác hay bảo trì nếu không ngăn cách các đơn vị, trừ khi phải cắt điện
tồn tủ.

Hình 9.23. Các loại dạng tủ phân phối

Tủ điện thường được chọn theo các điều kiện như sau:

 Chức năng tủ.

 Sơ đồ bố trí các thiết bị trong tủ.

 Điện áp hoạt động của các thiết bị đóng-cắt
 Dịng định mức của các thiết bị đóng-cắt
 Khả năng chứa CB.

 Phụ kiện kèm theo.

 Độ kín của tủ thông qua chỉ số bảo vệ IP-bảo vệ chống xâm nhập của vật thể rắn và

nước. Chỉ số bảo vệ IP càng cao thì tủ càng kín (Bảng 9. 7).

 Kích thước tủ: chiều dài, chiều rộng, chiều cao.

Bảng 9.7. Mã chỉ số bảo vệ IP

IP

Chữ số
đầu
0
1
2
3
4
5
6

Chống xâm nhập của vật rắn
(không được bảo vệ )
- Đường kính 50mm
- Đường kính 50mm
- Đường kính 50mm
- Đường kính 50mm
- Bảo vệ bụi bẩn
- Bảo vệ chống bụi một

cách hoàn toàn

Chữ số
thứ hai
0

1
2
3
4
5
6
7
8

Chống xâm nhập của nước
(không được bảo vệ )
- Giọt đứng

</div>
(121)<div class='page_container' data-page=121>

1. Mặt sau, 2. Mặt hông, 3.Mặt trên, 4. Cửa phần dành cho thanh góp/cáp, 5. Cửa trong suốt, 6. Đế, 7. Giá đỡ
phía trên, 8. Khay đế, 9. Ngăn thiết bị đo, 10. Giá gá lắp và nắp che CB, 11. Nắp che, 12. Giá đỡ gá lắp thanh
góp, 13. Thanh đỡ thanh góp, 14. Hệ thống thanh thẳng đứng, 15. Thanh ngang để gá thiết bị kiểu hai hàng, 16.
Thanh ngang để gá thiết bị kiểu một hàng, 17. Thanh đỡ, 18. CB.

</div>
(122)<div class='page_container' data-page=122>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 171

CHƯƠNG 10

CHIẾU SÁNG DÂN DỤNG &CÔNG NGHIỆP

10.1. Ánh sáng và màu sắc

Mọi vật thể ở nhiệt độ lớn hơn không độ tuyệt đối (0K) sẽ không ngừng bức xạ năng lượng 
vào không gian chung quanh nó dưới dạng sóng điện từ .

Tuy nhiên, chỉ có một phần bức xạ trong một phạm vi bước sóng rất hẹp từ 380mm đến

780mm mới gây ra trong mắt người cảm giác sáng và được gọi là ánh sáng.

Mắt con người giống như một thiết bị thu nhận ánh sáng theo cảm giác màu sắc khác nhau
chuyển đổi vô cùng tinh tế từ đỏ sang tím, mà rất khó chỉ định chính xác bước sóng giới hạn giữa
chúng.

Dưới đây là một số định nghĩa các ánh sáng khác nhau theo phổ của chúng:

 Ánh sáng chỉ gồm có một bước sóng gọi là ánh sáng đơn sắc, tương ứng với các bước
sóng khác nhau là các màu khác nhau.

 Ánh sáng pha trộn liên tục của tất cả các bước sóng (trong phạm vi 780 -380 mm) với liều

lượng khác nhau tương ứng với ánh sáng liên tục. Trên hình 3-1a biểu diễn phổ liên tục
của đèn nung sáng.

 Phổ của một ánh sáng cũng có thể không liên tục, hay gọi là phổ vạch, ví dụ như ánh

sáng của một loại đèn phóng điện Hình.10.1b.

10.2. Mắt người và sự cảm thụ ánh sáng, màu sắc 
10.2.1. Mắt người

Mắt người là cơ quan cảm thụ ánh sáng có khả năng chuyển đổi khơng tuyến tính và thay đổi
theo thời gian các kích thích quang học thành các tín hiệu điện để truyền lên não và tạo nên ở đó
một hiện tượng gọi là “sự nhìn”.

10.2.2. Độ nhạy cảm theo bước sóng

Độ nhạy cảm ánh sáng của mắt người trong phổ ánh sáng khơng đều nhau theo các bước sóng
khác nhau. Trong ánh sáng ban ngày, mắt nhạy cảm lớn nhất với tia vàng lục (bước sóng

</div>
(123)<div class='page_container' data-page=123>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 172 
=555mm) và giảm dần về hai phía tím và đỏ. Trong ánh sáng ban đêm hay hồng hơn độ nhạy
cảm lớn nhất của mắt người lại là tia xanh lục (= 510 mm) và cũng giảm dần đến tím và cam.

10.2.3. Trường nhìn

Trường nhìn của mắt người xác định được như sau:

 Trường nhìn ngang: khoảng 1800C
 Trường nhìn đứng: khoảng 1300C

Nhưng trường nhìn trung tâm chỉ có khoảng 20 (Hình 10.4)

10.3. Các đơn vị cơ bản 
10.3.1. Quang thông F

Quang thông là công suất sáng của nguồn sáng và được xác định theo biểu thức (10.1):



 2

d
kW

F λ

λυ λ (10.1)

Ở đây:W là hàm phân bố phổ của năng lượng bức xạ;λ υλ là hàm số độ nhạy cảm tương đối,

k là hệ số chuyển đổi đơn vị, λ1 = 380 nm, λ2= 780 nm.

Hình 10.2. Cấu tạo mắt người

</div>
(124)<div class='page_container' data-page=124>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 173 
υ λ

λ
λ

λ d

W
683

F 2



 (10.2)
Quang thơng có đơn vị đo là lumen (lm). Quang thông của các loại đèn được cho bởi nhà sản
xuất.

10.3.2. Cường độ ánh sáng I

Cường độ sáng là mật độ không gian của quang thông do nguồn sáng bức xạ và được xác
định theo biểu thức:

Ω

Ω d

dF
lim
I

0
d

OA   (10.3)

Đơn vị của cường độ sáng là candela (cd).

Một trong những số liệu quan trọng nhất của một loại đèn là “Đường cong phân bố cường độ
sáng”. Đường cong này cho biết giá trị của cường độ sáng theo tất cả các hướng khơng gian, tính
từ điểm gốc là tâm quang học của nguồn.

Đường cong phân bố cường độ sáng được cho ứng với quang thông chuẩn là 1000 lm. Đối với
loại đèn có quang thơng đ khác 1000 lm thì cường độ sáng theo hướng  được quy đổi theo
biểu thức:

1000
.
I
I  ñ



 (10.4)
 10.3.3. Độ rọi E

Độ rọi là mật độ quang thông trên bề mặt được chiếu sáng.
S

E (10.5)
Đơn vị độ rọi là lux (lx).

Hệ số đồng đều độ rọi là tỷ số giữa độ rọi tối thiểu và độ rọi trung bình trên mặt phẳng làm
việc.

Quan hệ giữa độ rọi, cường độ và khoảng cách

Xét một nguồn điểm O, bức xạ quang thông với cường độ I tới một vi phân diện tích ds ở
khoảng cách r so với nguồn thì quan hệ giữa độ rọi, cường độ và khoảng cách là:

</div>
(125)<div class='page_container' data-page=125>

ĐH Sư phạm Kỹ thuaät Tp HCM www.quyenhuyanh.com 174

r
cos
I

E  (10.6)

Cơng thức (10.6) cịn được gọi là định luật bình phương nghịch đảo khoảng cách của độ rọi.

10.3.4. Độ chói L

Độ chói L của một bề mặt phát sáng dS theo một hướng khảo sát là tỷ số giữa cường độ sáng
α

I theo hướng đó Hình.10.7.



 

 dScos

L (10.7)

Đơn vị độ chói là cd/m2.

10.3.5. Hệ số phản xạ, xuyên thấu và hấp thụ ánh sáng

Nếu có một lượng quang thơng Fi đi tới một bề mặt vật liệu thì sẽ có thể xảy ra các trường
hợp sau:

 Một phần của quang thông tới sẽ phản xạ từ bề mặt đó, ký hiệu F;

 Một phần của quang thông tới sẽ bị vật liệu hấp thụ, ký hiệu F;
 Một phần của quang thông tới sẽ xuyên qua vật liệu, ký hiệu Fτ.

Hệ số phản xạ ánh sáng là tỷ số giữa F và Fρ i :

a. Phản xạ định hướng, b. Phản xạ khuếch tán hoàn toàn, c. Phản xạ hỗn hợp định hướng
d. Phản xạ hoàn toàn, e. Xuyên thấu hồn tồn

</div>
(126)<div class='page_container' data-page=126>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 175 






F
F

Hệ số hấp thụ ánh sáng là tỷ số giữa Fvà Fi :






F
F
Hệ số xuyên sáng là tỷ số giữa Fτvà Fi :

τ 

F
F

Các hệ số ,, tuỳ thuộc vào vật liệu, tính bề mặt của vật liệu và màu sắc của vật liệu.
Giữa chúng có quan hệ như sau:








 (10.8)

10.4. Tiện nghi nhìn

10.4.1. Một số đặc điểm sinh lý của sự nhìn

1. Khả năng phân biệt của mắt người: Xác định bằng góc mà người quan sát có thể phân

biệt được hai điểm hoặc hai vạch đặt gần nhau.

2. Độ tương phản C

Độ tương phản C được xác định bằng biểu thức:

n
n

n
v

L
L
L

L
L

C   Δ (10.9)

Ở đây: Lv, Ln lần lượt là độ chói của vật cần nhìn và của nền trên đó đặt vật.
Độ tương phản là yếu tố cần thiết để phân biệt các vật và hình dạng của chúng.

10.4.2. Sự chói lố

1. Chói lố nhiễu: là sự chói lố làm giảm khả năng nhìn do nó làm tăng ngưỡng độ chói

tương phản.

2. Chói lố mất tiện nghi: xảy ra khi có một sự vật có độ chói cao nằm trong trường nhìn của

mắt.

10.4.3. Độ rọi u cầu

Độ rọi yêu cầu Eyc là độ rọi trung bình trên mặt phẳng làm việc (thường nằm ngang), cần
thiết để tiến hành tốt nhất công việc.

10.4.4. Nhiệt độ màu và tiện nghi môi trường sáng

Nhiệt độ màu là đặc trưng màu sắc của nguồn sáng, ký hiệu Tm’ đơn vị là độ Kelvin (0K).

 2500  3000oK: mặt trời lặn, đèn nung sáng, ánh sáng “nóng” (giàu bức xạ đỏ)

 4500  5000oK: ánh sáng ban ngày khi trời sáng, ánh sáng “ ấm”

 6000 8000oK: ánh sáng ngày trời đầy mây, ánh sáng “lạnh” (giàu bức xạ xanh da

trời).

Các nguồn sáng có nhiệt độ màu thấp chỉ dùng thích hợp cho những nơi có yêu cầu độ rọi
thấp.

</div>
(127)<div class='page_container' data-page=127>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 176

10.4.5. Chỉ số hoàn màu

Chất lượng cao của ánh sáng thể hiện ở chất lượng nhìn màu, nghĩa là khả năng phân biệt
chính xác các màu sắc trong ánh sáng.

Để đánh giá khả năng hoàn màu của đèn so với nguồn sáng chuẩn thường sử dụng chỉ số
hoàn màu (CRI – Color Rendering Index).

Chỉ số hoàn màu thay đổi từ 0 đối với ánh sáng đơn sắc, đến 100 đối với ánh sáng trắng. Chỉ
số hồn màu càng cao thì chất lượng ánh sáng được xem là càng tốt.

Trong kỹ thuật chiếu sáng, thường chia chất lượng ánh sáng làm ba mức độ sau đây:

 IRC  66 - chất lượng kém, dùng trong cơng nghiệp khơng địi hỏi phải phân biệt

màu sắc.

 IRC  85 - chất lượng trung bình, dùng cho các cơng việc bình thường, khi chất
lượng nhìn màu khơng thật đặc biệt.

 IRC  95 - chất lượng cao, dùng cho các công việc đặc biệt của đời sống và cơng

nghiệp.

10.5. Nguồn chiếu sáng nhân tạo 
10.5.1. Bóng đèn

Hiện nay có rất nhiều loại bóng đèn phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, ba loại
bóng đèn được sử dụng rộng rãi nhất đó là: bóng đèn nung sáng, bóng đèn phóng điện và bóng
đèn huỳnh quang.

Thường sử dụng các tham số sau đây để đánh giá các loại bóng đèn và ánh sáng do chúng
phát ra:

 Công suất đơn vị (W)

 Hiệu suất sáng, đo bằng tỷ số giữa quang thông do đèn phát ra và cơng suất điện tiêu

thụ, đơn vị là lumen/oat (lm/W).

 Nhiệt độ màu Tm’ (0K) dùng để đánh giá mức độ tiện nghi môi trường sáng.

 Chỉ số hoàn màu CRI, cho biết chất lượng ánh sáng, đánh giá theo sự cảm thụ chính

xác các màu sắc.

 Tuổi thọ của bóng đèn.

</div>
(128)<div class='page_container' data-page=128>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 177

1. Bóng đèn nung sáng

Cấu tạo đèn nung sáng thể hiện ở Hình 10.10.

Đèn nung sáng có tim là nguồn sáng thơng dụng nhất trong chiếu sáng dân dụng. Ánh sáng
phát ra bởi bóng đèn nung sáng từ tim đèn được đốt nóng bởi dịng điện đi qua nó. Tim đèn
thường làm bằng tungstene và được đặt trong một bóng thuỷ tinh chứa đầy khí trơ (azơt, argon,
krypton) ở áp suất nhỏ. Khí trơ có tác dụng giảm bớt áp suất trong và ngồi bóng đèn và giảm sự
bốc hơi của tim đèn, phía dưới đèn có đi đèn để lắp bóng đèn vào lưới điện.

Hạn chế của loại đèn này là tuổi thọ ngắn và hiệu suất sáng thấp. Đèn nung sáng được sử
dụng cho chiếu sáng dân dụng, trang trí và thương mại. Hiệu suất sáng thay đổi tuỳ theo công
suất đơn vị và loại tim đèn, nhưng có giá trị trong khoảng từ 15 đến 25lm/W.

Tuy nhiên, đèn nung sáng sản sinh ánh sáng ấm, có chỉ số hồn màu cao và khơng u cầu sử
dụng kèm với cuộn chấn lưu. Đèn nung sáng cịn có thể điều chỉnh độ sáng bằng thiết bị tương
đối đơn giản, có nhiều loại hình dạng khác nhau và do kích thước nhỏ nên thường được sử dụng
trong chiếu sáng trang trí nội thất.

2. Bóng đèn phóng điệnHID

Bóng đèn phóng điện có cấu tạo gồm một ống thuỷ tinh bên trong có hai điện cực Anode (A)
và Catode (K), và một loại hơi kim loại.

Khi đặt một điện thế cao giữa hai điện cực, sẽ tạo thành một dải sáng dọc ống: đó là dịng hồ
quang phóng điện, nhưng là một dải đơn sắc thường ở vùng cực tím, chưa phải là ánh sáng.

Để tạo ra ánh sáng cần phải có hơi kim loại. Tuỳ theo loại hơi kim loại mà có các loại đèn
phóng điện khác nhau.

Hình 10.10. Cấu tạo bóng đèn nung sáng

</div>
(129)<div class='page_container' data-page=129>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 178 
Thực nghiệm cho thấy, muốn đạt được phóng điện tạo ra ánh sáng cần:

 Tạo điện áp đủ lớn giữa hai điện cực để mồi đèn;

 Giảm điện áp để giữ ánh sáng ổn định và không làm hỏng đèn.

Các loại đèn phóng điện thường có cơng suất cao nên thường được dùng ở những nơi cần ánh
sáng rộng, phù hợp kinh tế.

a. Bóng đèn hơi natri

Đèn hơi natri được chia làm hai loại: loại áp suất thấp và loại áp suất cao.

 Đèn hơi natri áp suất thấp: có ánh sáng vàng – cam. Đèn hơi natri áp suất thấp được
dùng nhiều trong chiếu sáng các loại đường giao thông: xa lộ, đường cao tốc, đường
hầm, các bãi đậu xe lớn …

 Đèn hơi natri áp suất cao: có ánh sáng trắng. Đèn hơi natri áp suất cao thường dùng
cho chiếu sáng các khu vực cần vận chuyển, các địa điểm công nghiệp, cầu tàu, bến
bãi, các trung tâm thương mại, sân thể thao, bên trong các toà nhà hay các xưởng
cơng nghiệp nặng.

b. Bóng đèn hơi thuỷ ngân cao áp

Hình 10.12. Cấu tạo bóng đèn hơi natri

</div>
(130)<div class='page_container' data-page=130>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 179 
Đèn thuỷ ngân cao áp là loại đèn phóng điện được chế tạo đầu tiên, nhằm đáp ứng yêu cầu

cần có loại đèn có hiệu suất cao, kích thước nhỏ và cơng suất đơn vị lớn. Khi mới được chế tạo,
nhược điểm chính của loại đèn này là chỉ số hoàn màu thấp. Tuy nhiên, cùng với sự xuất hiện
của đèn thuỷ ngân cao áp có vách trong của bóng được phủ một lớp phosphor, màu sắc trở nên
trắng hơn và được cải thiện rất nhiều.

Đèn thuỷ ngân cao áp có hai loại:

 Loại dùng thêm chấn lưu, khi lặp đặt phải có chấn lưu riêng tuỳ theo điện thế và cơng

suất của mỗi loại bóng. Loại này bắt sáng rất chậm nhưng rất ổn định.

 Loại không cần chấn lưu vì bên trong bóng được mắc nối tiếp ống phóng điện với một

tim sợi đốt Wolfram phát sáng khi đốt nóng. Loại này bắt sáng nhanh nhưng khi nóng
lên, bóng hay bị tắt, nguội bóng mới bật sáng lên lại. Bóng nối trực tiếp vào lưới điện.
Tuổi thọ của đèn thuỷ ngân cao áp trung bình vào khoảng 24000 giờ cho hầu hết các đèn
công suất lớn. Tuy nhiên, do quang thông đèn giảm nhanh theo thời gian nên trong thực tế thời
gian vận hành đèn thường ngắn hơn. Hiệu suất sáng vào khoảng từ 40 đến 60lm/W và đèn có
cơng suất đơn vị càng lớn thì hiệu suất sáng càng cao.

Cũng như hầu hết các loại đèn phóng điện khác, đèn thuỷ ngân cao áp không thể khởi động
tức thời. Thời gian khởi động ngắn, tuy nhiên cần vào khoảng 47 phút để đạt công suất sáng cực
đại và điều này còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh.

Đèn hơi thủy ngân cao áp được khuyến khích dùng chiếu sáng cho các tồ nhà có yêu cầu
dùng nhiều đèn: nhà hát, khách sạn, các phịng cơng cộng. Ngồi ra người ta cịn ứng dụng để
chiếu sáng bên ngoài các toà nhà, các khu vực dành riêng cho người đi bộ, quảng trường, vườn
hoa…

c. Bóng đèn Metal Halide

Đèn Metal Halide có cấu tạo tương tự như đèn thuỷ ngân cao áp nhưng có thêm vào một vài
phần tử kim loại trong ống phóng điện. Các ưu điểm chủ yếu của việc thay đổi này là gia tăng
hiệu suất sáng từ 60 đến 100lm/W và cải thiện chỉ số hoàn màu tới mức đạt yêu cầu chiếu sáng

</div>
(131)<div class='page_container' data-page=131>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 180 
cho các khu thương mại. Việc điều khiển ánh sáng của đèn Metal Halide cũng dễ dàng và chính
xác hơn so với đèn thuỷ ngân cao áp do ánh sáng được phát ra từ một ống phóng khí nhỏ, mà
khơng phải tồn vỏ bọc của đèn.

Nhược điểm của đèn Metal Halide là tuổi thọ ngắn (từ 12000 đến 20000 giờ) so với đèn thuỷ
ngân và đèn sodium cao áp. Thời gian khởi động của đèn Metal Halide cũng gần như đèn thuỷ
ngân cao áp. Sự bật sáng lại, sau khi sự sụt giảm điện áp làm tắt đèn, về căn bản là lâu hơn vào
khoảng 10 đến 12 phút, tuỳ thuộc vào thời gian làm nguội đèn.

d. Bóng đèn hơi Sodium

Đèn hơi sodium có 2 loại

 Bóng đèn hơi Sodium áp suất cao: Vào thập niên 70 sự gia tăng giá năng lượng đã đặt ra

tầm quan trọng của việc nâng cao hiệu suất đèn, đèn sodium cao áp (được triển khai vào
năm1960) đã có các ứng dụng rất rộng rãi. Với hiệu suất sáng vào khoảng từ 80 đến 140lm/W,
các đèn này có hiệu suất sáng gấp 7 lần bóng đèn nung sáng có cùng công suất và gấp đôi so với
một vài loại đèn thuỷ ngân và đèn huỳnh quang. Hiệu suất sáng không chỉ là ưu điểm duy nhất
của loại đèn này. Đèn Sodium cao áp cịn có tuổi thọ cao nhất 24000 giờ, và có các đặc tính duy
trì quang thơng tốt nhất so với tất cả các loại đèn phóng điện. Màu chủ yếu của đèn sodium cao
áp là màu vàng. Đây là màu lý tưởng cho hầu hết các ứng dụng chiếu sáng công nghiệp và ngồi
nhà.

 Bóng đèn hơi Sodium áp suất thấp: Đèn sodium hạ áp có hiệu suất sáng ban đầu cao nhất

trong tất cả các đèn phóng điện có trên thị trường ngày nay vào khoảng từ 100 đến 180 lm/W.
Mặc dù vậy, do hầu hết các đèn sodium hạ áp đều có phần sắc vàng trong phổ nhìn thấy nên có
chỉ số hồn màu rất thấp. Ngoài ra, việc điều khiển ánh sáng đèn loại này cũng khó khăn hơn
các đèn phóng điện khác do kích thước lớn của ống phóng điện. Tuổi thọ trung bình của đèn
sodium hạ áp vào khoảng 18000 giờ.

3. Bóng đèn huỳnh quang

Nguyên tắc phát sáng của đèn huỳnh quang cũng theo nguyên lý của đèn phóng điện.

Đèn huỳnh quang sản sinh ánh sáng bằng cách tác động lên lớp phosphor được lựa chọn bọc ở
mặt trong của thành ống với năng lượng của tia cực tím, được sản sinh bởi phóng điện hơi thuỷ
ngân. Màu của ánh sáng phát ra phụ thuộc lượng và chất huỳnh quang và áp suất trong ống. Do

</div>
(132)<div class='page_container' data-page=132>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 181 
các đặc tính của sự phóng điện trong chất khí nên cuộn chấn lưu cần được sử dụng để khởi động
và vận hành đèn huỳnh quang.

Tuỳ theo chế độ bật sáng đèn huỳnh quang được chia làm 2 loại:

 Loại bật sáng bằng tắcte (Stater) và cấp điện bằng chấn lưu (Ballast) thường
 Loại bật sáng tức thời không cần đốt nóng trước.

Các ưu điểm của bóng đèn huỳnh quang bao gồm việc gia tăng hiệu suất sáng và có tuổi thọ
dài hơn đèn nung sáng. Hiệu suất sáng của đèn huỳnh quang vào khoảng từ 45 đến 90 lm/W. Do
có độ sáng thấp của bề mặt phát sáng và ít phát nhiệt nên đèn huỳnh quang là loại đèn lý tưởng
để chiếu sáng cho khu vực văn phòng, trường học, các nơi mà vấn đề phát nhiệt và tiện nghi nhìn
là quan trọng.

Các nhược điểm của đèn huỳnh quang là kích thước lớn, khó điều khiển ánh sáng, quang
thông và điều kiện vận hành phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh.

4. Những loại bóng đèn mới 
a. Bóng đèn Halogen

Đây là bóng đèn nung sáng chứa hơi halogen, cho phép nâng cao nhiệt độ nung sáng của tim
đèn, nhờ đó nâng cao chất lượng ánh sáng mà giảm được sự bốc hơi tim đèn tungstene làm đen
dần bóng đèn. So với đèn nung sáng bình thường, bóng đèn hallogen có những ưu điểm hơn.

Hình 10.17. Cấu tạo bóng đèn huỳnh quang

</div>
(133)<div class='page_container' data-page=133>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 182

b. Bóng đèn compacte

Đây là một dạng mới của bóng đèn huỳnh quang, có cấu tạo và nguyên lý hoạt động giống
như đèn huỳnh quang. Tuy nhiên, kích thước bóng nhỏ hơn, khả năng sinh nhiệt thấp, công suất
tiêu thụ nhỏ hơn.

c. Bóng đèn cảm ứng điện từ

Đây là loại bóng đèn thế hệ mới nhất, dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, khơng có tim đèn,
với ưu điểm nổi bật về tuổi thọ (lên tới 60000 giờ).

10.5.2. Thông số kỹ thuật và phạm vi ứng dụng của các loại bóng đèn

Thơng số kỹ thuật của các loại bóng đèn trình bày ở Bảng 10.1 và phạm vi ứng dụng của các
loại bóng đèn trình bày ở Bảng 10.2.

10.5.3. Đèn chiếu sáng

Đèn chiếu sáng bao gồm bóng đèn và các phụ tùng đi theo đèn.

1. Đường cong phân bố cường độ sáng

Đường cong phân bố cường độ sáng là đường cong biểu diễn cường độ sáng theo mọi hướng
trong không gian.

Đường cong phân bố cường độ sáng của đèn phát sáng điểm (bóng đèn nung sáng) được biểu
diễn trên một mặt phẳng chứa trục xoay của đèn. Đối với đèn dùng bóng đèn có dạng ống (bóng
đèn huỳnh quang), đường cong này được lập trên hai mặt phẳng vng góc với đèn, theo phương
dọc và theo phương ngang.

Bảng 10.4 trình bày đường cong phân bố cường độ sáng của một số loại đèn thơng dụng.

2. Các kiểu chiếu sáng

Theo phân bố quang thông của đèn trong không gian, thường chia thành năm kiểu chiếu sáng
như sau (Bảng 10.3):

a. Kiểu chiếu sáng trực tiếp:khi có trên 90% quang thơng do đèn bức xạ hướng xuống phía

dưới.

 Trực tiếp hẹp khi quang thơng tập trung chính vào mặt phẳng làm việc, khi đó các
tường bên đều bị tối.

 Trực tiếp rộng khi quang thông phân bố rộng hơn trong nửa khơng gian phía dưới, khi

đó các tường bên cũng được chiếu sáng.

</div>
(134)<div class='page_container' data-page=134>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 183 
Kiểu chiếu sáng nửa trực tiếp khi có từ 60 đến 90% quang thơng bức xạ hướng xuống phía
dưới. Khi đó các tường bên và cả trần cũng được chiếu sáng, bóng tối giảm đi. Mơi trường sáng
trong trường hợp này sẽ tiện nghi hơn. Kiểu chiếu sáng này thích hợp trong các nhà văn phịng,
nhà ở, phòng trà, phòng ăn.

b. Kiểu chiếu sáng hỗn hợp: khi có từ 40 đến 60% quang thơng bức xạ hướng xuống dưới. Khi

đó các tường bên, đặc biệt là trần được chiếu sáng nhiều hơn.

Các kiểu hỗn hợp thường được áp dụng trong khơng gian có trần và tường phản xạ mạnh ánh
sáng.

c. Kiểu chiếu sáng nửa gián tiếp: khi có từ 10 đến 40% quang thơng bức xạ hướng xuống phía

dưới.

d. Kiểu chiếu sáng gián tiếp: khi có trên 90% quang thơng bức xạ hướng lên phía trên.

Khi áp dụng các kiểu chiếu sáng gián tiếp và nửa gián tiếp sẽ được một không gian chiếu
sáng khuếch tán hồn tồn hoặc một phần, vì thế mơi trường sáng càng đạt được tiện nghi cao
hơn. Hai kiểu chiếu sáng này thường sử dụng cho các phòng khán giả, các nhà hàng, nhà ăn …

3. Hiệu suất chiếu sáng của đèn

Hiệu suất chiếu sáng của đèn là tỷ số (theo phần trăm) giữa quang thơng thốt ra khỏi đèn và
quang thông do đèn bức xạ ra, ký hiệu 

%
100
.
F
F

b
d



 (10.10)

Ở đây: Fb là quang thông bức xạ của bóng đèn; Fd là quang thơng thốt ra khỏi đèn.

10.6. Kỹ thuật chiếu sáng nội thất

10.6.1. Các bài toán trong kỹ thuật chiếu sáng nội thất

Kỹ thuật chiếu sáng nội thất nhằm đạt được sự phân bố ánh sáng tiện nghi phù hợp với yêu
cầu sử dụng của nội thất.

Một phương án bố trí đèn có thể gây chói lố, mất tiện nghi cho người làm việc trong phịng
hay khơng phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:

 Chức năng sử dụng của phòng

 Độ rọi yêu cầu trên mặt phẳng làm việc

 Vị trí của đèn trong trường nhìn của một người quan sát

 Độ chói của đèn dưới các góc quan sát khác nhau

Một phương án thiết kế chiếu sáng nội thất hoàn hảo phải giải quyết tốt 3 bài toán cơ bản sau
đây:

 Bài tốn cơng năng: bài tốn này nhằm đảm bảo đủ tiêu chuẩn độ rọi trên mặt phẳng

làm việc cho các công việc cụ thể, phù hợp với chức năng nội thất. Đây là bài toán
thiên về kỹ thuật chiếu sáng.

 Bài toán nghệ thuật kiến trúc: bài tốn này địi hỏi người thiết kế phải kết hợp khéo

léo ánh sáng với không gian, hình dạng, trang trí điêu khắc và màu sắc nội thất, với
tâm sinh lý con người để tạo nên hiệu quả nghệ thuật hài hoà, tức là nhằm tạo được
một ấn tượng thẩm mỹ của nghệ thuật kiến trúc và các vật trưng bày trong nội thất.

 Bài toán kinh tế: bài toán này nhằm xác định các phương án tối ưu thoả mãn cả công

</div>
(135)<div class='page_container' data-page=135>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 184

Bảng 10.1. Thơng số các loại bóng đèn

Bóng đèn nung sáng tiêu chuẩn điện áp 220V

Công suất đèn W 25 40 60 75 100 150 200 300 500 1000

Quang thoâng Lm 230 430 730 960 1380 2220 3150 5000 8400 18800

Chieàu daøi mm 105 118 160 189 240 274

Đế đèn E 27 E 27, 40 E 40

Bóng đèn Krypton Bóng đèn hình ống

Cơng suất đèn W 25 40 60 75 100 35 60 120 35 60

Quang thoâng Lm 235 475 800 1030 1500 220 420 840 240 420

Chiều dài mm 88 88 88 96 96 300 500 1000 300 500

Đế đèn E27 2xS14s 1xS14d

Bóng đèn huỳnh quang tiêu chuẩn Bóng đèn huỳnh quang 3 hàng 
Cơng suất của

Chiều dài
(mm)

Quang thông, lm Quang thông, lm Công suất

của đèn
W
Đèn

Cuộn dây

W nh sáng trắng nh sáng trắng nhẹ nh sáng màu ấm nh sáng ban ngày nh sáng trắng nh sáng màu ấm 
20
40
65
5
10
13
590
1200
150
1050
2500
4000
1200
3200
5100
1200
3200
5100
1300
3250
5200
1450
3450
5400
1450
3450
5400

18
36
58

Bóng đèn huỳnh quang compact với ballast ở trong

Hình xuyến đế đèn loại E 27 Hình trịn (lăng trụ) đế đèn: E27 Hình chữ U (đế đèn :G13)

Cơng
suất
W
Quang
thơng Lm
Đường
kính
mm
Chiều
cao
mm
Công
suất
W
Quang
thơng lm

Chiều
cao
mm

Đường

kính mm

Cơng
suất
W
Quang
thơng Lm
Chiều
cao
mm
Đường
Kính
mm
12
18
24
700
1000
1450
165
165
216
100
100
100
9
13
18
25
425

600
900
1200
148
158
168
178
72
72
72
72
5
7
9
11
250
400
600
900
82
112
144
212
27
27
27
27

Bóng đèn hơi thủy ngân cao áp Bóng đèn thủy ngân ballast tự thân

Công suất, W 50 80 125 250 400 700 1000 160 250 500 1000

Quang thoâng , Lm 1800 3800 6300 13000 22000 40000 58000 3100 5600 14000 32500

Chiều dài , mm 130 156 156 226 290 330 390 177 226 275 315

Đế đèn E 27 E 40 E 27 E 40

Bóng đèn hơi sodium cao áp Bóng đèn Metal Halide

Công
Suất

Quang thông Lm Chiều dài mm Công

suất
W
Quang thông
Lm
Chiều
dài
mm

Đế đèn Kiểu bố trí
Hình ellip Hình ống Hình ellip Hình ống

70
100

150
250
5.600
95.000
15.500
25.000
47.000
120.000
6.500
10.000
17.000
25.500
48.000
130.000
156
186
226
226
290
400
156
211
211
257
285
400
75
150
250
360

1.000
2.000
3.500
5.000
11.250
20.000
25.000
90.000
170.000
300.000
114
132
163
206
260
490
490
R73
R7s
Fc2
Fc2
Fc2
E40
E40
p45
p45
p45
p45
p45
p60

p60

Kiểu bố trí: bất kỳ, đế đèn: E40

Đèn hơi sodium hạ áp Kiểu bố trí

Cơng suất đèn, W 18 35 55 90 135 180

Quang thoâng, Lm 1.800 4.800 8.000 13.500 22.500 33.000

Chiều dài, mm 216 310 425 528 775 1.120

</div>
(136)<div class='page_container' data-page=136>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 185 
Bảng 10.2. Phạm vi ứng dụng của các loại bóng đèn

Phạm vi ứng dụng

Loại đèn 
Metal

Halide

Thuỷ 
ngân cao

áp

Sodium 
hạ áp

Sodium 
cao áp

Natri 
cao áp

Natri hạ 
áp 
Chiếu sáng trong nhà

Dệt, giấy, công nghiệp len và da thuộc 
Công nghiệp điện, cơ khí chính xác 

Công nghiệp xe hơi, cơ khí chế tạo máy  

Hố học, cơng nghiệp nhựa  

Khuôn đúc, luyện kim, nhà máy xi măng    

Nhà máy nhiệt ñieän     

Xưởng in 

Văn phịng lớn, phịng thính giả 

Cửa hàng, siêu thị 

Phòng chờ xe  

Phòng triển lãm, phịng trưng bày 

Chiếu sáng ngồi trời, đường phố

Đường đặc trưng, khu dạo bộ  

Lối thốt chính, đường cao tốc     

Quảng trường, cầu      

Đường ngầm, chân cầu   

Khu qua đường   

Giao loä     

Kênh, chốt   

Đường đua    

Đường nơng thơn   

Chiếu sáng sân bay   

Khu công nghiệp

Kho, bãi đổ xe      

Cầu tàu và bến tàu     

Hầm mỏ, kho chứa than    

Công trình

Sân vận động, đèn pha     

Chiếu sáng cao tốc, bia tưởng niệm     

Chiếu sáng công viên, bãi cỏ     

10.6.2. Các thuật chiếu sáng nội thất 
a. Phân bố độ chói hợp lý

Đặc điểm của chiếu sáng tự nhiên trước hết là đặc điểm của sự phân bố độ chói trong trường
nhìn của người: thường độ chói giảm dần từ phần bầu trời (cao nhất), chân trời (trung bình) và
mặt đất (thấp nhất). Đem phân bố độ chói này vào nội thất sẽ tạo được cảm giác tự nhiên, quen
thuộc, yên tĩnh rất cần thiết cho các phòng làm việc, lớp học, nhà tập luyện và thi đấu thể thao,
bệnh viện.v.v.

Đối với những khơng gian có u cầu độ rọi cao (từ 700 đến 1200lx) có thể tạo ra một trần
sáng. Khi đó, sẽ gây được cảm giác chan hồ ánh sáng, khơng khí trang trọng và nghi lễ. Khi áp
dụng trong chiếu sáng cơng nghiệp có thể loại bỏ được cảm giác nặng nề của kết cấu mái. p
dụng giải pháp này cho các cơng trình ngầm (như mêtro, đường ngầm…) cũng đạt hiệu quả tương
tự.

</div>
(137)<div class='page_container' data-page=137>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 186 
con người. Để khắc phục tình trạng này, có thể bố trí thêm các nguồn điểm có độ chói cao sắp
xếp theo một nhịp điệu xác định.

Bảng 10.3. Các kiểu chiếu sáng

Kiểu chiếu sáng %chiếu lên trên % chiếu xuống dưới Đường phân bố

Trực tiếp 0 – 10% 100 – 90%

Nửa trực tiếp 10 – 40% 90 – 60%

Hỗn hợp 40 – 60% 60 – 40%

Hỗn hợp khuếch tán 40 – 60% 60 – 40%

Nửa gián tiếp 60 – 90% 40 – 10%

Gián tiếp 90 – 100% 10 – 0%

b. Chiếu sáng theo hướng phù hợp

Một đặc điểm có ý nghĩa quan trọng của ánh sáng tự nhiên là tính định hướng của nó: ánh
sáng ln tới từ phía trên. Bởi vậy, nếu nội thất được chiếu sáng từ trên xuống sẽ tạo được cảm
giác tự nhiên. Theo các chuyên gia ánh sáng, nên chiếu ánh sáng từ trên xuống, tạo thành góc
nghiêng từ 450 đến 600 so với mặt phẳng ngang.

Nhờ tính có hướng, ánh sáng sẽ tạo ra các nhịp điệu sáng tối trên mọi vật. Độ chói đồng đều
trên vỏ (hoặc vịm) làm mất đi sức biểu hiện gợi cảm của chúng và độ sâu của không gian.
Muốn tạo được sự liên tưởng chúng với bầu trời, cần thiết kế sao cho độ chói của nó tăng dần từ
chân tới đỉnh.

c. Tạo độ tương phản cần thiết

Độ tương phản ánh sáng không chỉ là một yếu tố cần thiết để phân biệt chi tiết mà còn thuộc
phạm trù thẩm mỹ. Trong nội thất, nên sử dụng ánh sáng sao cho tạo tỷ lệ sáng tối tương tự như
tỷ lệ quen thuộc trong tự nhiên của địa phương mình.

</div>
(138)<div class='page_container' data-page=138>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 187 
Bảng 10.4. Đặc tuyến phân bố cường độ sáng một số đèn thông dụng

Đặc tuyến phân bố 
cường độ sáng với đèn 
có quang thơng chuẩn 
1000Lm

Hệ số phản xạ Các loại đèn

Traàn 0.8 0.5 0.3

Tường 0.5 0.3 0.5 0.3 0.3 Kiểu chố

đèn

Ghi chú LB

Sàn 0.3 0.1 0.3 0.1 0.3 0.1 0.3 0.1 0.1

Chæ
số

phịng Hệ số sử dụng (%)

Chố
phản chiếu
Chùm
sáng hẹp

60
0.6
1.0
1.5
2.0
3.0
5.0
61
80
95
102
111
119
58
75
86
91
97
102
54
73
88
96
106
115
52
36
82
87
95

100
59
76
90
95
103
109
57
73
84
89
95
98
53
70
84
91
99
106
51
68
80
86
92
97
51
67
79
84
91

96
Choá phản
chiếu
Đèn đơn
80
Chố trịn
75
Chỉ
số

phịng Hệ số sử dụng (%) Choá phẳng

65
0.6
1.0
1.5
2.0
3.0
5.0
52
73
89
97
107
116
49
67
81
86
94

100
43
64
81
89
101
111
42
60
75
81
90
97
49
69
83
90
99
106
48
65
78
83
91
96
42
61
77
84
94

102
41
59
73
79
88
94
41
58
72
78
86
93

Chố phẳng có
vách ngăn cách

Chố phản

chiếu nhiều đèn
75
Chỉ

số
phòng

Hệ số sử dụng (%) Choá trắng đục kính 50

0.6
1.0
1.5
2.0
3.0
5.0
41
59
74
83
95
106
39
55
67
74
83
91
31
49
64
73
87
99
30
46
60
67
77
86

37
52
66
73
83
91
35
50
61
68
76
83
29
44
58
66
77
87
28
43
55
62
71
80
27
41
52
59
68
76

Bộ đèn kiễu
lăng trụ

Đèn bóng

thũy tinh

Chỉ
số
phòng

Hệ số sử dụng (%)

Phân bố ánh

sáng tự do
90
0.6
1.0
1.5
2.0
3.0
5.0
36
52

65
74
84
94
34
48
59
66
74
81
27
43
56
65
77
88
26
40
52
59
68
77
29
41
52
58
66
74
28
39

49
54
61
67
23
35
45
52
61
70
22
33
43
49
57
64
19
29
38
43
50
56
Màng
Laminate
82

Kính trắng đục 80

Chỉ
số

phịng Hệ số sử dụng (%)

Trắng rộng 70

</div>
(139)<div class='page_container' data-page=139>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 188 
1.5

2.0
3.0
5.0

41
51
65
77

39
48
58
68

31
41
55
70

30
40
52

26
32
39
45

25
30
37
43

20
26
34
42

19
25
32
39

13
16
20
24

Trắng hẹp 50

10.7. Kỹ thuật chiếu sáng công nghiệp

10.7.1. Các khái niệm trong chiếu sáng công nghiệp 
1. Hiện trường

Hiện trường là tình trạng, vị trí của một mặt bằng làm việc, nơi trực tiếp diễn ra lao động sản
xuất, tạo sản phẩm cho xã hội. Hiện trường công nghiệp có thể chia làm 2 loại:

a. Loại trần thấp

Đây là các nhà xưởng có độ cao của trần đến mặt sàn nhỏ hơn 6m. Trường hợp này, thường
dùng các bộ đèn HID có cơng suất đơn vị nhỏ hay trung bình và có đường cong phân bố cường độ
sáng kiểu rộng. Điều này cho phép khoảng cách giữa 2 đèn bằng hay lớn hơn chiều cao treo đèn
tính tốn. Trường hợp này, để tránh chói đơi lúc phải dùng chố.

b. Loại trần cao

Đây là các nhà xưởng có độ cao từ trần đến sàn trên 6m. Trường hợp này thường dùng các bộ
đèn HID có cơng suất đơn vị lớn, có đường cong phân bố cường độ sáng kiểu trung bình và hẹp.
Đèn được treo cao và khoảng cách giữa hai bộ đèn khoảng (0,8 1,5) chiều cao treo đèn tính
tốn.

2. Mơi trường

Mơi trường cơng nghiệp có thể được chia làm các loại như sau:

a. Mơi trường bình thường

Đây là mơi trường có ít bụi, nhiệt độ mơi trường trung bình khoảng 400C. Các bộ đèn có thể 
treo từ thấp đến cao và các dãy đèn có thể bố trí theo hàng ngang hay hàng dọc. Ở đây, có thể
diễn ra những hoạt động phức tạp và nặng nề. Do đó, độ rọi cần đạt mức cao, màu sắc và độ

tương phản cũng đóng vai trị rất quan trọng.

b. Môi trường nặng

Đây là môi trường có bụi bẩn ở mức trung bình, độ ẩm cao cùng với sự tồn tại của những
rung động, hệ số phản xạ thấp, nhiệt độ mơi trường có thể lên tới trên 400C. Các bộ đèn có thể 
được treo cao hơn ở những khu vực sản xuất nặng, cũng có thể treo thấp hơn tại những khu vực
tiến hành các hoạt động kiểm tra và hoàn thiện sản phẩm. Trong môi trường nặng, công việc
thường được tiến hành trên mặt thẳng đứng cũng như yêu cầu về chiếu sáng cho những đối
tượng 3 chiều.

Các bộ đèn huỳnh quang cần có những máng treo chắc chắn và có độ phản xạ cao để thuận
tiện cho việc treo đèn và định hướng ánh sáng tới mặt phẳng làm việc.

Các bộ đèn HID được lựa chọn chuyên biệt và các phụ kiện có thể được yêu cầu lắp đặt riêng
để chịu được các tác động của môi trường.

c. Môi trường đặc biệt

Đây là môi trường địi hỏi sự xem xét đặc biệt vì tính chất của môi trường xung quanh và
những hoạt động diễn ra trong khu vực làm việc. Tuy môi trường này không phải là môi trường
nguy hiểm nhưng cần phải lựa chọn và lắp đặt các đèn chiếu sáng chun dùng.

</div>
(140)<div class='page_container' data-page=140>

ĐH Sư phạm Kỹ thuaät Tp HCM www.quyenhuyanh.com 189

d. Môi trường nguy hiểm

Đây là môi trường tồn tại những chất khí, chất lỏng hay bụi bẩn lơ lửng trong khơng khí và rất
có thể chúng sẽ bắt cháy khi tồn tại với số lượng lớn. Đăïc trưng của môi trường này là các ngành
thuộc công nghiệp dầu mỏ, khai khoáng, chế biến gỗ…

10.7.2. Các yêu cầu của chiếu sáng công nghiệp
1. Phù hợp với môi trường làm việc

Một trong những vấn đề quan trọng của thiết kế chiếu sáng là sự phân tích chi tiết môi trường
bên trong của không gian công nghiệp. Những phần tử chức năng tác động đến thiết kế chiếu
sáng và ảnh hưởng đến kết quả nhận được bao gồm: chiều cao trần nhà, độ bóng bề mặt phịng,
những cửa sổ, ánh sáng mặt trời và cấu trúc hình học của khu vực cần chiếu sáng.

Những điều kiện như: bụi và chất bẩn, hơi nước, những vị trí ẩm ướt, khu vực có đài phun
nước. Những vùng có sâu bọ - cơn trùng, khu vực có thể xảy ra những rung động, va chạm bất
ngờ, những khu vực đặc biệt như: chế biến thực phẩm… có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn
các loại đèn thích hợp.

2. Tính tiện nghi cao

Hệ thống chiếu sáng có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm lý người lao động. Nếu chiếu sáng đạt
được mức tiện nghi cao thì sẽ dẫn đến:

 Tăng năng suất lao động
 Giảm phế phẩm

 Giảm tần số xuất hiện tai nạn lao động

 Tạo điều kiện tốt cho việc đảm bảo các điều kiện vệ sinh, sức khỏe chung

Để đạt được mức tiện nghi cao, hệ thống chiếu sáng cần đảm bảo:

 Độ rọi trên toàn mặt phẳng làm việc phải đạt giá trị tối thiểu theo yêu cầu
 Màu sắc ánh sáng phải phù hợp với tính chất cơng việc

 Không gây chói

3. Tính mềm dẻo của hệ thống chiếu sáng

Hiện nay, trong mơi trường công nghiệp, lao động sản xuất ngày càng phát triển, để hoạt
động sản xuất được phù hợp thì việc mở rộng nhà xưởng, tái bố trí lại các dây chuyền thiết bị là
điều tất yếu. Khi đó, hệ thống chiếu sáng phải được bố trí lại. Trong trường hợp này, sử dụng hệ
thống dây cấp điện mềm dẻo và có dự trữ tỏ ra đặc biệt hiệu quả, mặt khác cũng giảm được chi
phí lắp đặt thêm và tái bố trí đèn trong tương lai.

4. Tính an tồn cao

Tính an tồn thể hiện qua các yếu tố sau:

 Cực tiểu hóa thời gian ngưng làm việc

 Tránh hiện tượng hoạt nghiệm khi sử dụng đèn huỳnh quang bằng cách bố trí đèn trên

các pha khác nhau (nhất là các bộ đèn có 2 hay 3 bóng) hay có thể sử dụng chấn lưu
điện tử đưa tần số từ 50Hz lên 20.000Hz.

 Giảm sự hư hỏng gây nguy hiểm cho người và thiết bị.

 Đặt các thiết bị bảo vệ chống rò (ELCB), chống xảy ra chạm chập, cháy nổ cũng như

điện giật.

</div>
(141)<div class='page_container' data-page=141>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 190 
thiếu nguồn. Hệ thống này phải đảm bảo chiếu sáng các bảng chỉ dẫn và các lối thoát

hiểm, thậm chí cả trong mơi trường có khói.

5. Yêu cầu về lắp đặt và bảo trì

u cầu này rất quan trọng trong việc lựa chọn phương án chiếu sáng công nghiệp, lựa chọn
thiết bị và bố trí các bộ đèn phải đảm bảo khơng gặp khó khăn khi lắp đặt và bảo trì.

Trong nhiều trường hợp, các bộ đèn chiếu sáng công nghiệp treo rất cao, trực tiếp trên các cỗ
máy hay ở những vị trí địi hỏi các thiết bị đặc biệt để có thể vươn tới các bộ đèn. Khi lựa chọn
các bộ đèn cần cực tiểu hóa việc thi cơng, lắp đặt bảo trì.

Các đèn lắp đặt cần chọn loại tốt, tuổi thọ cao, các dây dẫn kiểu môđun đấu nhanh. Với việc
sử dụng các kiểu nối này, thời gian đấu đèn sẽ giảm nhiều so với cách sử dụng dây cứng, đồng
thời cũng cho phép tái bố trí đèn một cách nhanh chóng dễ dàng.

6. Yêu cầu về tiết kiệm điện

Chiếu sáng công nghiệp là một trong những nguồn năng lượng chính trong sản xuất cơng
nghiệp. Do đó, việc lựa chọn hợp lý các bộ đèn sẽ giảm được chi phí vận hành.

Các chỉ tiêu thiết kế được xem xét là giá tiền điện tại địa phương, thời lượng sử dụng ánh
sáng trong ngày và khả năng ứng dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng hiện có.

Để tiết kiệm điện năng cần thực hiện các yêu cầu:

 Phân bố đèn hợp lý

 Chọn loại đèn có: hiệu suất phát sáng cao, cơng suất trên một đơn vị đèn lớn, tuổi thọ
đèn cao

 Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên

 Nâng cao hệ số công suất đèn như mắc tụ song song với đèn huỳnh quang

Ứng dụng các công nghệ tự động tiên tiến, các hệ thống điều khiển có thể là cảm biến động,
cảm biến ánh sáng ban ngày, các hệ thống điều khiển theo thời gian và các hệ thống điều phối
năng lượng, cho phép vận hành hệ thống chiếu sáng một cách hợp lý nhất cũng như giảm một
cách đáng kể lượng điện năng tiêu thụ. Hiện nay, khi sử dụng các hệ thống tiết kiệm năng lượng
có thể giảm đến 30% lượng điện năng sử dụng.

7. Yêu cầu về chi phí

Chi phí chung của hệ thống chiếu sáng công nghiệp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chi phí vận
hành và bảo trì, điện năng sử dụng cho hệ thống chiếu sáng, chi phí đầu tư mua sắm thiết bị.
Trong ba thành phần trên, chi phí điện năng chiếm tỷ lệ lớn nhất. Vì vậy, việc gia tăng chi phí
khơng đáng kể để mua các thiết bị tiết kiệm năng lượng thường được hoàn vốn rất nhanh. Việc
sử dụng các bộ đèn tốt có thể gia tăng vốn đầu tư ban đầu nhưng đồng thời mang lại các lợi ích
như: chỉ số hoàn màu cao, đơn giản trong vận hành và bảo trì, chi phí vận hành thấp.

Một điều cần quan tâm là hiệu quả vốn đầu tư được thể hiện qua chất lượng chiếu sáng. Chất
lượng chiếu sáng càng cao thì giúp nâng cao năng suất, giảm tỷ lệ phế phẩm, chất lượng sản
phẩm tốt và gia tăng sự tin cậy của khách hàng. Chất lượng chiếu sáng cao, có thể giảm tỷ lệ
phế phẩm xuống 25%.

10.7.3. Các hệ thống chiếu sáng trong công nghiệp
1. Chiếu sáng chung

</div>
(142)<div class='page_container' data-page=142>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 191 
Chiếu sáng chung thường được dùng trong các phân xưởng có diện tích làm việc rộng, có u
cầu về độ rọi gần như nhau tại mọi điểm trên bề mặt làm việc. Chiếu sáng chung còn sử dụng

phổ biến tại những nơi mà ở đó q trình cơng nghệ khơng đòi hỏi mắt phải làm việc căng thẳng.

Trong chiếu sáng chung, đèn thường được phân bố theo hai cách:

 Phân bố đều: đèn được phân bố đều để đạt được độ rọi trên tồn diện tích, thường

dùng cho các phân xưởng có thiết bị giống nhau và phân bố đều trên toàn phân
xưởng.

 Phân bố chọn lọc: đèn được bố trí ở những nơi thích hợp để tạo ra ánh sáng có lợi nhất

cho người công nhân vận hành ở các cụm máy tập trung. Cách này thường dùng trong
các phân xưởng có máy móc phân bố khơng đều hoặc có các máy quá cao gây nên
các khoảng tối trong phân xưởng.

2. Chiếu sáng cục bộ

Chiếu sáng cục bộ là hình thức chiếu sáng cho những nơi cần quan sát chính xác, tỉ mỉ các sản
phẩm khó phân biệt như: vật có kích thước rất nhỏ, vật cần có độ rọi cao mới phân biệt được.
Chiếu sáng cục bộ thường sử dụng các nguồn sáng bổ sung đặt tại các vị trí riêng trong hệ thống
chiếu sáng.

3. Chiếu sáng chung cục bộ

Chiếu sáng chung cục bộ là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung kết hợp với
chiếu sáng cục bộ. Hệ thống chiếu sáng chung cục bộ được sử dụng khi đối tượng được chiếu
sáng đòi hỏi độ rọi lớn hơn do hệ thống chiếu sáng chung cung cấp. Ở khu vực này, có thể sử
dụng gia tăng số lượng nguồn sáng, tăng số lượng bóng đèn cho mỗi nguồn sáng hay sử dụng
bóng đèn có cơng suất cao hơn.

4. Chiếu sáng dự phòng

Chiếu sáng dự phòng dùng để thay thế hệ thống chiếu sáng này bị sự cố. Chiếu sáng dự
phòng cho phép các hoạt động hàng ngày diễn ra một cách bình thường, tuỳ thuộc vào quy cách
thiết kế ban đầu, và vào mức độ hỏng hóc của hệ thống chiếu sáng chung. Khi hệ thống chiếu
sáng dự phòng gặp sự cố phải tự động chuyển qua hệ thống chiếu sáng khẩn cấp.

5. Chiếu sáng khẩn cấp

Chiếu sáng khẩn cấp nhằm đảm bảo cho người dễ dàng thoát ra khỏi địa điểm xảy ra nguy
hiểm, trong trường hợp hệ thống chiếu sáng bình thường bị sự cố. Hơn nữa, chiếu sáng khẩn cấp
phải thoả đáng để cho phép tiến hành bất kỳ thao tác an toàn cần thiết nào tại hiện trường.
Chiếu sáng khẩn cấp thường tập trung vào các biển báo chỉ hướng và lối thoát hiểm khẩn cấp.
Độ rọi của hệ thống chiếu sáng khẩn cấp thường lớn hơn 10% độ rọi của hệ thống chiếu sáng
bình thường.

Nguồn điện cung cấp cho hệ thống chiếu sáng khẩn cấp phải có khả năng duy trì năng lượng
cung cấp cho tất cả các đèn trong điều kiện bất lợi nhất có thể xảy ra, trong khoảng thời gian cần
thiết để đảm bảo di tản an toàn cho toàn bộ khu vực.

10.7.4.Các thuật chiếu sáng công nghiệp

 Để đạt được độ chiếu sáng đồng đều, không nên treo đèn vượt quá độ cao qui định bởi

nhà sản xuất. Khi độ đồng đều giảm thì mắt sẽ bị căng thẳng và mỏi mệt.

 Khi bố trí đèn hợp lý thì khoảng cách tối đa giữa tường và hàng đèn đầu tiên thường bằng

½ khoảng cách giữa các dãy đèn.

</div>
(143)<div class='page_container' data-page=143>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 192 
việc có thể sử dụng các hệ thống chiếu sáng bổ sung với các bộ đèn có góc chiếu sáng
rộng để chiếu các mặt phẳng thẳng đứng.

 Để giảm độ chói có thể thực hiện các biện pháp như sau:

- Gia tăng độ sáng của trần bằng cách sử dụng bộ đèn có kiểu phân bố ánh sáng kiểu hỗn
hợp.

- Sử dụng các loại chố có kính mờ, có vách ngăn
- Lựa chọn các bộ đèn có cơng suất đơn vị nhỏ

 Khi dùng nguồn sáng là đèn huỳnh quang thì các bộ đèn này cần phải bố trí song song với

dây chuyền sản xuất.

 Khi chiếu sáng một vùng, khu vực rộng lớn thì nên dùng bộ đèn công suất lớn và treo cao.
 Đối với một số khu vực công nghiệp cần độ rọi cao như khu lắp ráp máy, khu kiểm tra

cần tăng số lượng bộ đèn, số bóng trong một bộ, hay các đèn có cơng suất lớn để cung
cấp thêm lượng ánh sáng bổ sung.

 Lựa chọn các bộ đèn có kiểu thơng gió tốt vì nó cho phép cuộn chấn lưu đèn vận hành ở

nhiệt độ thấp hơn, kéo dài được tuổi thọ.

 Thường xuyên lau đèn, có thể gia tăng lượng ánh sáng khoảng 20% hoặc hơn và làm tăng
hiệu qủa sử dụng.

 Xác định chính xác hệ số phản xạ, hệ số mất mát ánh sáng trong thiết kế, nếu không sẽ

gây nên sự sai biệt lớn giữa độ rọi thiết kế và độ rọi thực tế sau khi lắp đặt.

10.8. Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế chiếu sáng

Để thiết kế hệ thống chiếu sáng cao cấp cần phải lựa chọn phương thức chiếu sáng thích hợp
cũng như hiểu rõ những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chiếu sáng như: hệ số mất mát ánh
sáng, độ tương phản, tỷ số độ rọi, mức độ đồng đều, phân bố ánh sáng, bóng và độ chói.

1 Hệ số mất mát ánh saùng (LLF)

Hệ số mất mát ánh sáng được xét đến do tuổi thọ của đèn giảm dần dẫn tới quang thơng của
đèn bị suy giảm. Ngồi ra còn phải kể tới các yếu tố khác như: các bộ đèn bị bám bẩn, ảnh
hưởng của các loại ballast khác nhau trên hiệu sáng phát sáng và tuổi thọ của đèn.

2. Độ tương phản

Trong thực tế, mỗi một chi tiết của vật thể được chiếu sáng đều có yêu cầu về độ rọi và màu
sắc khác nhau từ nền của chúng. Khả năng nhận biết tốt nhất khi độ tương phản giữa vật và nền
của nó càng cao. Nếu độ tương phản thấp, có thể khắc phục bằng cách sử dụng hệ thống chiếu
sáng bổ sung.

3. Tỷ số độ rọi

Để mắt được làm việc một cách dễ chịu và hiệu quả thì độ rọi giữa vật được chiếu sáng với
các vật xung quanh phải tương đối đồng đều. Người thường xuyên nhìn vào vật được chiếu sáng
nhưng họ cũng có thể nhìn sang những vật thể khác. Nếu độ rọi không đều, khi thay đổi hướng
nhìn từ vùng sáng đến vùng tối hoặc ngược lại, mắt của người phải thường xuyên điều tiết dẫn
đến sự mệt mỏi, giảm hiệu suất lao động và tai nạn lao động có thể xảy ra. Vì thế các độ rọi
trong trường nhìn phải được kiểm soát một cách cẩn thận.

4. Độ đồng đều

</div>
(144)<div class='page_container' data-page=144>

ĐH Sư phạm Kỹ thuaät Tp HCM www.quyenhuyanh.com 193 
6

,
1
E
E

6
,
1
E
E

min
avg
avg
max




Để bảo đảm độ rọi đồng đều có thể sử dụng các đèn có cơng suất giống nhau, thay đổi số
lượng và khoảng cách giữa các đèn, để đạt được sự phân bố đèn đều trên mặt phẳng làm việc.

5. Tỷ số khoảng cách

Với mục đích đạt được độ rọi đồng đều trên mặt phẳng làm việc thì các nhà sản xuất đưa ra
hệ số khoảng cách giữa các đèn với độ cao treo đèn quy định trước.

Để biết được khoảng cách giữa hai đèn tối đa cho phép thì người thiết kế sẽ nhân hệ số này
với độ cao treo đèn tới điểm làm việc. Các bộ đèn có hệ số khoảng cách nhỏ thì bố trí gần nhau
để đạt được độ rọi đồng đều. Các bộ đèn có hệ số khoảng cách cao, do có đường cong phân bố
cường độ sáng rộng cần bố trí hai đèn xa hơn.

Ví dụ: Độ cao treo đèn là 7.5m, tỷ số khoảng cách là 0.7 thì khoảng cách tối đa giữa các đèn
là: 7.5m * 0.7 = 5.25m.

6. Sự phân phối

Độ rọi trên mặt đứng là một trong các chỉ tiêu cần xem xét trong hầu hết các môi trường
công nghiệp vì rất nhiều dây chuyền sản xuất như dây chuyền sản xuất máy, băng chuyền điều

Hình 10.20. Các khoảng cách treo đèn

5.25

7.5

0.85

1.5

9.85

</div>
(145)<div class='page_container' data-page=145>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 194 
khiển, băng chuyền lắp ráp… thường được bố trí theo mặt phẳng đứng. Mặt khác, các máy hay
thiết bị có thể che chắn lượng ánh sáng và gây nên các bóng tối trên mặt phẳng làm việc.

Để chiếu sáng mặt phẳng đứng cần ứng dụng những hệ thống chiếu sáng thích hợp cũng như
lưu ý đến việc lựa chọn bộ đèn và vị trí đặt bộ đèn. Các bộ đèn có đường cong phối quang theo
diện rộng có thể được dùng trong hệ thống chiếu sáng bổ sung nhằm thu được lượng ánh sáng
cần thiết trên bề mặt phẳng đứng và khắc phục những trở ngại do nó gây ra.

7. Bóng

Bóng có thể được loại trừ nhờ sử dụng nhiều loại đèn khác nhau hoặc các loại đèn có đường
cong phối quang theo diện rộng. Tuy nhiên, việc loại trừ các bóng mờ cũng gặp nhiều khó khăn.

Muốn giảm tối thiểu các bóng mờ có thể dùng các hệ thống chiếu sáng bổ sung kiểu chiếu
sáng trực tiếp.

8. Độ chói

Chói có thể gây ra mỏi mệt, nhức đầu, cảm giác thiếu tiện nghi… chói làm giảm năng suất do
giảm hiệu quả nhìn.

Có 2 loại chói:

 Chói trực tiếp: được gây nên bởi lượng ánh sáng trong trường nhìn được chiếu trực tiếp tới

mắt người. Để giảm độ chói trực tiếp, cần áp dụng các biện pháp sau:

- Dùng các bộ đèn với chóa kiểu sâu để bao bọc đèn trong trường nhìn hay lựa chọn các
bộ đèn có kính mờ.

- Giảm độ sáng bằng cách dùng đèn công suất thấp và giảm khoảng cách giữa hai đèn.
- Sơn trần màu trắng và lựa chọn các bộ đèn có từ 15  20% lượng ánh sáng chiếu lên
nhằm giảm độ tương phản cao giữa nguồn sáng có độ sáng cao và nền sậm.

 Chói gián tiếp: gây nên do ánh sáng phản chiếu từ bộ đèn đến mặt phẳng làm việc hoặc
các vật khác và đi vào mắt. Để giảm độ chói do phản xa,ï có thể áp dụng các biện pháp
sau:

- Lựa chọn các bộ đèn có kiểu phân bố ánh sáng rộng dùng cho trần thấp và các bộ đèn
huỳnh quang có chóa kiểu bọc kín.

- Giảm cơng suất của đèn và khoảng cách giữa hai đèn.
- Định vị các bộ đèn ngay trên dây chuyền sản xuất.

10.9. Các phương pháp tính tốn chiếu sáng 
10.9.1 Phương pháp quang thông

Phương pháp quang thông thường được sử dụng cho trường hợp chiếu sáng chung đều, có kể
đến ánh sáng phản xạ của trần, tường và sàn nhưng khơng thích hợp để tính tốn cho chiếu sáng
cục bộ và chiếu sáng cho các mặt phẳng làm việc khơng phải là nằm ngang.

Chói trực tiếp Chói gián tiếp

</div>
(146)<div class='page_container' data-page=146>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 195

1. Trường hợp chọn trước loại và số đèn

Theo phương pháp quang thông, độ rọi trên mặt phẳng làm việc nằm ngang do hệ thống chiếu
sáng chung đều cung cấp được xác định theo biểu thức sau:

p
b
ñ
b

yc S

LLF
.
CU
.
.
n
.
n

E  F (10.11)

Ở đây: nb là số bóng trong một bộ đèn; Fb là quang thơng ban đầu của bóng đèn, lm; nđ là số
bộ đèn sử dụng; CU là hệ số sử dụng; LLF là hệ số mất mát ánh sáng; Sp là diện tích được chiếu
sáng, lm.

Hệ số mất mát ánh sáng được xác định theo biểu thức:

LLF = LLD.LDD.BF.RSD (10.12)

Ở đây: LLD là hệ số suy hao quang thông theo thời gian sử dụng; LDD là hệ số suy hao
quang thông do bụi; BF là hệ số cuộn chấn lưu; RSD là hệ số suy hao phản xạ của phòng do bụi.

Hệ số sử dụng phụ thuộc vào kiểu bộ đèn, chỉ số phòng, hệ số phản xạ của trần, tường và
sàn.

Chỉ số phòng được xác định theo biểu thức:



1 2



tt
p

D
D
H

S
i



 (10.13)

Ở đây: Sp là diện tích phịng được chiếu sáng, m2; Htt là độ cao treo đèn tính tốn; D1, D2 lần
lượt là chiều dài, chiều rộng của phòng, m,

2. Trường hợp biết trước độ rọi yêu cầu và số đèn sử dụng

Quang thông của đèn được xác định theo biểu thức sau:
LLF
.
CU

.
n

S
.
E
.

ñ
p
yc
b

ñ  F 

F (10.14)

10.9.2 Phương pháp điểm

Phương pháp chiếu sáng điểm đặc biệt hữu dụng để xác định sự thay đổi của các mức độ rọi
và mức độ đồng đều của độ rọi được cung cấp bởi hệ thống chiếu sáng. Phương pháp này thường
được sử dụng trong trường hợp nguồn sáng là dạng điểm và sự phản chiếu ánh sáng có thể bỏ
qua.

Phương pháp tính tốn điểm tính chính xác mức độ rọi tại bất kỳ một điểm cho trước nào bằng
cách cộng tất cả độ rọi tại điểm này do tất cả các bộ đèn trong hệ thống chiếu sáng cung cấp. Để

đạt được mức tính tốn chính xác thì khoảng cách từ nguồn sáng đến điểm đang xét, nên có giá
trị tối thiểu bằng 5 lần kích thước lớn nhất của bộ đèn. Sử dụng đường cong phân bố cường độ
sáng của bộ đèn xác định cường độ sáng theo hướng  (I), giá trị độ rọi của điểm cần kiểm tra

trên mặt phẳng nằm ngang được xác định theo biểu thức:

D
cos
.
I

E   (10.15)

Ở đây: E là độ rọi tại một điểm đang xét; Ilà cường độ sáng của nguồn sáng theo hướng ;
D là khoảng cách từ nguồn đến điểm đang xét;  là góc hợp bởi cạnh D và đường vng góc với
mặt phẳng nằm ngang tại điểm đang xét.

</div>
(147)<div class='page_container' data-page=147>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 196 
Khoảng cách D từ nguồn sáng đến điểm xem xét:

m
7
,
6
3
6
h

D 2  2  2  2 

Góc  được xác định theo biểu thức:

6
,
26
6
3
arctg
h

a
arctg
h

tg   

Từ đường cong phân bố cường độ tìm được cường độ sáng I= 2100cd.
Độ rọi tại điểm C cần kiểm tra:

lux
4
,

418
7

,
6

6
,
26
cos
.
21000
D

cos
I

E  2   2 0 

Khi tính độ rọi cho nhiều điểm khác nhau, thực hiện biến đổi công thức cơ bản thành công
thức công dụng hơn:

2
3

h
cos
I

E   (10.16)

Công thức này biến đổi chỉ yêu cầu giá trị I, góc cường độ sáng và chiều cao treo đèn h
mà không cần xác định khoảng cách D.

Phương pháp điểm có thể sử dụng đường cong đẳng độ rọi để xác định độ rọi tại điểm cần
kiểm tra. Cách tính này cần tính tỷ số giữa khoảng cách nằm ngang từ đèn đến điểm kiểm tra và
độ cao treo đèn. Sau đó, so sánh giá trị tỷ số này với giá trị tỷ số trên biểu đồ. Nếu chiều cao
treo đèn thực tế (MHA) khác với chiều cao treo đèn cho trước ứng với đường cong đẳng độ rọi
của nhà sản xuất (MHC) thì cần xác định hệ số hiệu chỉnh theo biểu thức:

2
C
2
A

MH
MH

K (10.17)

10.10. Yêu cầu chiếu sáng của một số xí nghiệp công nghiệp 
1. Xí nghiệp luyện kim

Đặc điểm của xí nghiệp luyện kim là diện tích sản xuất lớn, nhà xưởng cao, trong phân xưởng
thường có kim loại nóng chảy phát ra ánh sáng, khơng địi hỏi mắt phải phân biệt những chi tiết
tỉ mỉ. Vì thế yêu cầu về chiếu sáng không cao lắm, thường dùng phương pháp chiếu sáng chung
toàn phân xưởng với độ rọi tiêu chuẩn trung bình.

Vì nhà xưởng cao nên thường dùng loại đèn “chiếu sâu”. Tại những nơi cần thiết như sân ra
gang của lị cao, có thể dùng đèn chiếu. Nói chung, các phân xưởng trong xí nghiệp luyện kim



h = 6m

a = 3m

</div>
(148)<div class='page_container' data-page=148>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 197 
có nhiều bụi bặm, nên thường dùng loại đèn phòng bụi, phòng ẩm. Ở các cầu trục lớn nên có
đèn chiếu sáng để tránh tình trạng cầu trục dừng gây ra bóng tối trong phân xưởng. Những nơi
làm việc ngoài trời như bãi quặng, kho ngồi trời… nên dùng đèn chiếu.

2. Xí nghiệp cơ khí

u cầu về chiếu sáng ở xí nghiệp cơ khí cao hơn ở xí nghiệp luyện kim. Trong phân xưởng
gia cơng kim loại, ngồi chiếu sáng chung còn chiếu sáng cục bộ tại máy với độ rọi yêu cầu từ
150 đến 300lx. Ở những phân xưởng có máy cơ năng, trong chiếu sáng chung nên dùng hình thức
phân bố đèn có chọn lọc để tăng độ sáng cho công nhân làm việc.

Các phân xưởng cơ khí thường dùng loại đèn “vạn năng”, nếu nhà xưởng cao thì dùng loại
đèn “chiếu sâu”.

Yêu cầu chiếu sáng cho phân xưởng mộc thấp hơn phân xưởng gia cơng kim loại, nhưng phân
xưởng mộc có nhiều vỏ bào, mạt cưa dễ cháy nên cần tăng cường các biện pháp bảo vệ.

Với các phân xưởng lắp ráp cần ánh sáng đều nên dùng chiếu sáng chung. Đồng thời phải sử
dụng hệ thống chiếu sáng cục bộ, nên dùng loại đèn “vạn năng”, nếu nhà xưởng cao thì dùng
đèn “chiếu sâu”.

Phân xưởng đúc có nhiều bụi nên dùng loại đèn phịng ẩm, ở bộ phận làm khn, ngồi chiếu
sáng chung cịn phải có chiếu sáng cục bộ và thường là loại di động.

Phân xưởng dập thường dùng chiếu sáng chung, phân xưởng nguội ngồi chiếu sáng chung
phải có chiếu sáng cục bộ, với phân xưởng gia cơng nóng ngồi chiếu sáng làm việc cịn có
chiếu sáng sự cố.

3. Xí nghiệp dệt

Phân xưởng dệt có nhiều máy đặt hàng loạt trong nhà xưởng. Ở đây công nhân cần quan sát
chính xác chất lượng vải. Vì vậy, u cầu chiếu sáng của các phân xưởng dệt khá cao. Mặt khác,
đây là môi trường dễ cháy nên dùng loại đèn kín và thường sử dụng đèn huỳnh quang để chiếu
sáng.

10.11 Thieát keá chieáu sáng công nghiệp

Thiết kế chiếu sáng nhân tạo cần phải đáp ứng yêu cầu về độ rọi, tiện nghi nhìn, giảm thiểu
các chi phí bảo dưỡng – vận hành, thẩm mỹ, tiết kiệm năng lượng và giá cả hợp lý.

Các bước cơ bản thiết kế hệ thống nhân tạo gồm:

1. Thu thập các thông tin ban đầu

 Thơng tin về kết cấu cơng trình bao gồm: kích thước hình học (dài, rộng, cao), vật liệu
và màu sắc của trần, tường, sàn, …

 Thông tin về tính chất cơng việc: loại sản phẩm, kích cỡ sản phẩm, yêu cầu về độ

phân biệt màu sắc, thời gian làm việc trong ngày, mức độ quan trọng, …

 Thơng tin về mơi trường: ít, nhiều bụi, độ ẩm, độ rung, nhiệt độ môi trường, yêu cầu
chống cháy, nổ, …

 Thông tin về người lao động: độ tuổi người lao động

 Thông tin khác: các yêu cầu đặc biệt, yêu cầu thẩm mỹ, yêu cầu tiết kiệm điện, …
2. Xác định các hệ số phản xạ của trần, tường, sàn

Các hệ số phản xạ có thể tra ở Bảng 10.5
Bảng 10.5. Các hệ số phản xạ

Các hệ số phản xạ Thương nghiệp Công nghiệp nhẹ Công nghiệp nặng

</div>
(149)<div class='page_container' data-page=149>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 198

Tường 50% 30% 30%
Sàn 20% 10% 10%
3. Chọn bộ đèn

Chọn bộ đèn bao gồm:

 Chọn loại bóng đèn: nung sáng, huỳnh quang, HID

 Chọn kiểu choá đèn: kiểu choá đèn phụ thuộc độ cao của trần, yêu cầu đối tượng
được chiếu sáng, đặc điểm cấu trúc nơi được chiếu sáng, sự phân bố thiết bị, …

 Chọn cơng suất đơn vị và số bóng đèn trong bộ đèn

Từ đây, xác định được quang thông ban đầu của bộ đèn:

b
b

ñ n F

F 

Ở đây: nb là số bóng trong một bộ đèn; Fb là quang thơng ban đầu của một bóng đèn.

4. Chọn độ cao treo đèn tính tốn

Độ cao treo đèn tính tốn Htt là khoảng cách tính từ đáy dưới đèn đến mặt phẳng làm việc.
Độ cao treo đèn hợp lý phụ thuộc loại đèn, công suất đèn và kiểu phân bố cường độ sáng và
thường được các nhà sản xuất cung cấp. Nếu khơng có thơng tin cụ thể có thể tham khảo độ cao
treo đèn ở Bảng 10.6.

Bảng 10.6. Độ cao treo đèn

Công suất bóng đèn Pđ (W) Độ cao treo đèn Htt (m)

Đèn HID

Pñ≤75 1,5 ≤ Htt≤ 3

75 < Pñ≤ 150 3 < Htt≤ 4,5

150 < Pñ ≤ 250 4,5 < Htt≤ 6

250 < Pñ ≤ 400 6 < Htt≤ 12

400 < Pñ ≤ 1000 12 < Htt≤ 13,5

Pñ > 1000 Htt >13,5

Đèn Huỳnh Quang

Pñ ≤ 20 1,5 < Htt ≤ 3,5

20 < Pñ ≤ 65 3,5 < Htt≤ 6,5

Pñ > 65 HH > 6,5

</div>
(150)<div class='page_container' data-page=150>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 199

5. Xác định hệ số sử dụng CU

Hệ số sử dụng CU phụ thuộc vào: chỉ số phòng, loại bộ đèn và các hệ số phản xạ của trần,
tường, sàn.

Chỉ số phòng i:



1 2



tt D D

H
S
i



 (10.18)

Ở đây: D1, D2, S lần lượt là chiều rộng, chiều dài và diện tích khu vực được chiếu sáng; Htt là
chiều cao treo đèn tính tốn.

Hệ số sử dụng CU có thể tra ở Bảng 10.4.

6. Xác định hệ số mất mát ánh sáng LLF

Hệ số mất mát ánh sáng phụ thuộc vào: loại bóng đèn, loại bộ đèn, chế độ hoạt động của bộ
đèn, tính chất mơi trường, chế độ bảo trì đèn, …

Hệ số mất mát ánh sáng có thể tra ở Bảng 10.7.
Bảng 10.7. Hệ số mất mát ánh sáng

LOẠI ĐÈN MÔI TRƯỜNG SỬ DỤNG CHẾ ĐỘ BẢO TRÌ

6th 12th 18th 24th 36th

Huỳnh quang 
tiêu chuẩn

Rất saïch 0,76 0,74 0,73 0,71 0,7

Saïch 0,74 0,7 0,68 0,66 0,64

Trung bình 0,7 0,66 0,63 0,61 0,57

Bẩn 0,67 0,62 0,58 0,56 0,51

Rất bẩn 0,64 0,58 0,54 0,5 0,45

Nung sáng 
tiêu chuẩn

Rất sạch 0,82 0,79 0,78 0,77 0,75

Saïch 0,79 0,76 0,73 0,71 0,69

Trung bình 0,76 0,71 0,68 0,65 0,61

Bẩn 0,72 0,67 0,63 0,6 0,55

Rất bẩn 0,69 0,63 0,58 0,54 0,48

Halogen

Rất sạch 0,91 0,88 0,87 0,85 0,84

Sạch 0,88 0,84 0,82 0,8 0,77

Trung bình 0,84 0,8 0,76 0,73 0,68

Bẩn 0,81 0,75 0,7 0,67 0,61

Rất bẩn 0,77 0,7 0,64 0,6 0,54

Metal Halide

Rất sạch 0,7 0,68 0,67 0,66 0,64

Saïch 0,68 0,65 0,63 0,61 0,5

Trung bình 0,65 0,61 0,58 0,56 0,53

Bẩn 0,62 0,58 0,54 0,52 0,47

Rất bẩn 0,59 0,54 0,5 0,47 0,41

Sodium 
cao áp

Rất sạch 0,82 0,79 0,78 0,77 0,75

Sạch 0,79 0,76 0,73 0,71 0,69

Trung bình 0,76 0,71 0,68 0,65 0,61

Baån 0,72 0,67 0,63 0,6 0,55

Rất bẩn 0,69 0,63 0,58 0,54 0,48

7. Chọn độ rọi yêu cầu Eyc

</div>
(151)<div class='page_container' data-page=151>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 200 
Bảng 10.8. Độ rọi yêu cầu

Đối tượng Châu Âu Mỹ Pháp Liên Xơ Việt Nam

Hành chính:

- Hành chính, đánh máy, máy tính
- Phịng vẽ thiết kế

- Phòng họp hội nghị

500
750
500
500 -1000
500 -1000
500 -1000
500
1000
750 - 1000

300
500
200
200-300
400
150
Trường học:

- Phòng học, giảng đường
- Thí nghiệm, thư viện, phịng học

300

500
200 -500
500 -1000
300
500
300
300
200
200
Cửa hàng, kho, triển lãm:

- Cửa hàng
- Phòng trưng bày
- Kho

300
750
500

200 - 500
500 -1000
-
300
500
150
300
300
75
150
200

75
Tồ nhà cơng cộng:

- Phòng xem phim
- Phòng thính thị
- Phòng giải lao
- Phòng xem kịch
- Phòng thính thị
- Phòng giải lao

- Viện bảo tàng, phòng tranh

50
150
-
-
100
200
150 - 300

200 – 500
-
-
-
-
-
-
50
100
150

-
100
150
500
75
150
750
300
150
200
500
75
100
100
100
75
75
200
Nhà ở:

- Phòng khách
- Phòng đọc, khâu vá
- Phịng ngủ

- Nhà tắm
- Trang điểm
- Nhà bếp
Khách sạn:
- Tiền sảnh
- Phòng ăn

- Bếp

10 – 0
500
50 -200
100
500
300
-
300
200
50-200
500-1000
100-200
100-200
200-500
200-500
-
300
200
300-750
200
-
-
300
300
200
500
-
100

200-300
100
50
200
100
150
-
200
75
200
30
30
200
75
150
100
75
Nơi công cộng:

- Nơi đi lại, hành lang

- Cầu thang, thang máy, P veä sinh

100
150
100-200
100-200
100-300
150
50-75

50-100
50
50
Phân xưởng lắp ráp cơ khí:

- Chi tiết lớn 
- Chi tiết trung bình
- Chi tiết nhỏ

- Các chi tiết nhỏ, tinh vi

300
500
750
1500
200-500
500-1000
1000-2000
2000-5000
300
500
750
1500-2000
200
200
200
750
100
150
150

300
Cơng nghệ hố học:

</div>
(152)<div class='page_container' data-page=152>

ĐH Sư phạm Kỹ thuaät Tp HCM www.quyenhuyanh.com 201

- Quá trình tự động

- Phòng điều khiển, thí nghiệm
- Phòng kiểm tra

- Phòng pha chế màu

150
500
750
1000
200-500
500-1000
1000-2000
1000-2000
150
500
500
1000
100-200
300
300
300
100
-

-
-
Xí nghiệp may mặc:

- Khâu vá
- Kiểm tra

750
1000
2000-5000
2000-5000
1000
1000
600
750
300
300
Công nghệ điện:

- Sản xuất cáp
- Cuộn lại

- Lắp ráp chính xác các chi tiết điện

300
500-750
1500
200-500
500-1000
1000-2000

300
300
500-700
300
300
200-300
150
150
200-300
Xưởng đúc:

- Gian nhà đúc
- Làm khn, lõi

- Làm mịn khuôn, mẫu kiểm tra

200
300
500
200-500
200-500
1000-2000
200
300
500
200
300
400
50
100

150
Công nghệ thuỷ tinh đồ gốm:

- Phịng nung
- Trộn, khn, lị
- Vẽ lên men, đánh bóng
- Màu, trang trí

- Tán nghiền, đánh bóng
- Kiểm tra, khắc

150
300
500
420
1000
-
100-200
100-200
-
-
500-1000
1000-2000
150
300
500
500
500
500
100

200
300
300
300
300
50
200-300
500
200-300
-
-
Công nghệ đồng thép:

- Sản xuất tự động thỉnh thoảng
can thiệp vào

- Sản xuất

- Chỗ làm việc của công nhân
- Điều khiển và kiểm tra

100
150
300
500
50-100
50-100
200-500
500-1000
100

150
300
500
50
150
200
300
50
100
-
200-300
Công nghệ da:

- Làm sạch, thuộc da
- Làm láng

- May vaù

300
750
1000-1500
200-500
1000-2000
2000-5000
500
500
1000
100
200-300
500

50
150-500
150-1000
Xưởng giấy:

- Làm giấy và bìa cứng
- Quá trình tự động
- Kiểm tra, phân loại

300
200
500
200-500
200-500
1000-2000
300
200
500
200
150
300
100
150
200-300
Xưởng in và đóng sách:

- Xưởng in
- Sắp chữ, in thử

- In chính xác, sửa trang, khắc

- Sao chép và in

- Đóng sách
- Cắt xén, chạm nổi

500
750
1000
1500
500
750
500-1000
1000-2000
1000-2000
1000-2000
200-500
100-2000
300
500
750
1000
500
500
200
200
300
300
200
300
100

150
200
-
150-300
300
Công nghiệp dệt:

</div>
(153)<div class='page_container' data-page=153>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 202

- Xe chỉ, cuốn, chải nhuộm
- Cuộn chỉ, dệt

- Khâu vá, kiểm tra

500
7500
1000

500-1000
500-1000
1000-2000

500
750
1000

200-300
500-750

600

100
100-500
200-300
Nhà máy và xưởng gỗ:

- Cưa gỗ, công việc thô
- Bào mịn, lắp ráp
- Làm láng, kết thúc

200-300
-
500-750

200-500
200-500
500-1000

150
300
500-750

200
300
300

150
200-300
200-300
8. Xác định số bộ đèn cần sử dụng

LLF
.
CU
.
F

S
E
n

ñ
yc

ñ  (10.19)

9. Phân bố các bộ đèn

Cách thức phân bố các bộ đèn thường căn cứ vào:

 Đặc điểm kiến trúc và sự phân bố thiết bị

 Đảm bảo độ rọi đồng đều và tránh chói bằng cách phân bố đèn sao cho thoả mãn các

yêu cầu về khoảng cách tối đa giữa các đèn và giữa đèn với tường.
Tiêu chuẩn kiểm tra độ đồng đều:

Nếu L là khoảng cách giữa 2 đèn, Htt là chiều cao treo đèn và Dt là khoảng cách giữa các dãy
đèn và tường thì để đảm bảo tính đồng đều, cần kiểm tra các tỷ số sau:

 Tỷ số

H
L



 nên lấy trong phạm vi:
- 1,5 đối với đèn huỳnh quang
- 0,81,8 đối với đèn HID - trần cao
- 22,6 đối với đèn HID - trần thấp

 Tỷ số
L
Dt


 nên lấy trong phạm vi:  = 0,3  0,5.

</div>
(154)<div class='page_container' data-page=154>

CHƯƠNG 11

NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT VÀ LỌC SÓNG HÀI

11.1. Khái niệm chung

Trong q trình truyền tải và phân phối điện năng, có khoảng từ 8 đến 10% năng lượng điện
tổn thất trên lưới điện. Do đó, việc giảm tổn thất và thực hiện tiết kiệm điện có ý nghĩa rất quan
trọng, đem lại lợi ích rất lớn cho ngành điện và nền kinh tế quốc dân.

Hệ số công suất coslà một chỉ tiêu đánh giá khả năng sử dụng điện hợp lý và tiết kiệm của

hộ phụ tải. Ở một số nước, giá tiền điện được tính theo giá trị của cos. Ở nước ta, hệ số công

suất cos của các hộ phụ tải còn thấp, cần phấn đấu để nâng cao dần lên trên 0,9.

Việc thực hiện tiết kiệm điện và việc nâng cao hệ số coskhông phải là biện pháp tạm thời

đối phó với tình trạng thiếu điện, mà cịn phải coi đó là một chủ trương lâu dài gắn liền với mục
đích phát huy hiệu quả cao nhất đối với các quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng.

11.1.1. Định nghóa cos

Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất tác dụng P và công suất biểu kiến. Với cùng một giá

trị S, cos cao thì P lớn và điều này càng có lợi.

S
P

cos (11.1)

1. Hệ số công suất tức thời

Hệ số công suất tức thời là hệ số cơng suất tại một thời điểm nào đó, đo được nhờ dụng cụ

đo cos hoặc nhờ các dụng cụ đo cơng suất, điện áp và dịng điện.

UI
3

P
cos

Do phụ tải luôn luôn biến động nên cos tức thời cũng ln biến đổi theo. Vì thế, cos tức

thời khơng có giá trị trong tính tốn.

2. Hệ số công suất trung bình

Hệ số cơng suất trung bình là giá trị trung bình của cos trong khoảng thời gian khảo sát (1

ca, 1 ngày đêm, 1 tháng…).

 

tdt
cos
T
1

cos T

0
tb 





 (11.2)

P
S



</div>
(155)<div class='page_container' data-page=155>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 205

Hệ số costb được dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện tiết kiệm và hợp lý của xí nghiệp.

11.1.2. Các tính chất của cos



1. Tính tỷ lệ nghịch của cos  theo công suất phản kháng

]
P
Q
arctg
cos[
cos 







 (11.3)

Từ biểu thức 11.3 nhận thấy với P không đổi, khi Q giảm thì cos tăng. Điều này có nghĩa là

muốn nâng cao cos tại một điểm phải giảm lượng cơng suất phản kháng Q đi qua nó.

2. Tính cục bộ của hệ số cos

Xét mạng điện có hai nút phụ tải 1 và 2 trình bày ở Hình 11.2.

Hình 11.2. Sơ đồ mạng điện với thiết bị bù bố trí ở nút 1

Giá trị cos trước và sau khi bù được trình bày ở Bảng 11.1.

Bảng 11.1. Giá trị cos trước và sau khi bù

TT Trước khi bù Sau khi bù Nhận xét

1 

















2
1
2
1
t

1 P P

Q
Q
artg
cos
cos 

















2
1
b
2
1
s

1 P P

Q
Q
Q
arctg
cos
cos t
1
s
1 cos

cos  

2 















2
1
t
2 P
Q
arctg
cos
cos 














1
2
s
2 P
Q
arctg
cos
cos t
1
s
2 cos

cos  

Từ kết quả tính tốn, nhận thấy rằng: khi bù tại một điểm khơng có nghĩa là tất cả cos tại

các điểm trong mạng điện đều được nâng lên. Đây chính là tính cục bộ của cos.

11.1.3. Ýù nghóa của việc nâng cao hệ số cos

Xét mạng điện trình bày ở Hình 11.3.

Hình 11.3. Sơ đồ mạng điện với một nút phụ tải

Dịng điện, tổn thất cơng suất, tổn thất điện năng trên đoạn lưới 01 trước và sau khi bù được
trình bày ở Bảng 11.2.

(P1 + P2) + j(Q1+ Q2– Qb) P2 + jQ2

P1 + jQ1 P2 + jQ2

0 1 2

0 R + jX 1

P +j(Q – Qb)

</div>
(156)<div class='page_container' data-page=156>

Bảng 11.2. Kết quả tính U, I, P và A

TT Trước khi bù Sau khi bù Nhận xét

U
QX
PR

Ut  







X
Q
Q
PR

Us    b

 Us Ut
2

U
3

Q
P

It  2  2





U
3

Q
Q
P
I

2
b
2

s    Is It

3 R

U
Q
P
Pt  22 2







U
Q
Q
P

Ps  2  2 b 2

 Us Ut

4 At Pt. As Ps. As At

Từ kết quả so sánh nêu trên, việc nâng cao cos đem lại các lợi ích như sau:

1. Lợi ích về mặt kỹ thuật

 Giảm tổn thất điện áp trên đường dây tức là nâng cao chất lượng điện năng.

 Giảm dòng điện đi trên dây dẫn tức là tăng khả năng mang tải của đường dây trong

quá trình vận hành hay giảm tiết diện dây dẫn trong giai đoạn thiết kế.

2. Lợi ích về mặt kinh tế

 Giảm P và A trong mạng điện tức là giảm chi phí vận hành hay nói khác đi là nâng

cao chỉ tiêu kinh tế.

 Giảm giá tiền điện: hiện nay ở một số nước, giá tiền điện được tính theo giá trị cos.

Cos càng cao thì giá tiền điện càng thấp và ngược lại. Thường giá trị cos = 0,9 được

sử dụng làm cơ sở đề ra chính sách giá tiền điện.

11.2. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos

Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos được chia làm 2 hướng chính:

 Giảm lượng u cầu tiêu thụ cơng suất phản kháng của hộ tiêu thụ. Đây chính là biện

pháp bù tự nhiên.

 Phát lượng công suất phản kháng tại chỗ. Đây chính là biện pháp bù nhân tạo.

1. Biện pháp bù tự nhiên

Các biện pháp bù tự nhiên bao gồm:

 Thay đổi và cải tiến quy trình cơng nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý

nhaát.

 Thay thế những động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng những động cơ có cơng

suất nhỏ hôn.

Công suất phản kháng của động cơ không đồng bộ khi làm việc non tải





pt
0
ñm

0 Q Q K
Q

Q  

Ở đây: Q0, Qđm lần lượt là công suất phản kháng lúc động cơ làm việc không tải và định mức,

Kpt là hệ số phụ taûi.

</div>
(157)<div class='page_container' data-page=157>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 207





pt
ñm

2
pt
0
ñm

K
.
P

K
Q
Q
Q
1

1
S

P
cos










  






Từ biểu thức trên, nếu động cơ làm việc non tải cos của động cơ sẽ thấp.

Thường căn cứ vào giá trị Kpt để có hướng sử lý thích hợp: Kpt < 0,45 nên thay thế động cơ,

0.45 < Kpt < 0.7 thì cần so sánh kinh tế - kỹ thuật, Kpt > 0,7 không nên thay thế động cơ.

 Giảm điện áp của những động cơ làm việc non tải

Vì cơng suất phản kháng mà động cơ không đồng bộ tiêu thụ tỷ lệ với U2, nên nếu giảm U thì

Q giảm đi rõ rệt, do đó cos được nâng lên. Để giảm điện áp đặt vào đầu cực động cơ có thể

thực hiện các biện pháp như: đổi nối dây quấn stator từ  sang  hay thay đổi cách phân nhóm

của cuộn dây stator .

 Hạn chế động cơ chạy không tải

Ở các máy công cụ thông thường thời gian chạy không tải chiếm (3565)% thời gian làm

việc. Cho nên, hạn chế động cơ chạy non tải là một trong những biện pháp tốt để nâng cao hệ số
công suất.

 Thay động cơ đồng bộ thay thế động cơ khơng đồng bộ

Động cơ đồng bộ có ưu điểm là không yêu cầu nguồn cung cấp công suất phản kháng mà

ngược lại cịn có thể phát công suất phản kháng vào mạng điện. Tuy nhiên, nhược điểm chính
của động cơ đồng bộ là cấu tạo phức tạp và giá thành đắt.

 Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ

Nếu chất lượng động cơ không tốt thì tổn thất trong động cơ tăng lên và cos giảm. Vì thế,

cần nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.

 Thay thế máy biến áp làm việc non tải bằng những máy có dung lượng nhỏ hơn

Máy biến áp thường tiêu thụ lượng công suất phản kháng rất lớn. Nếu hệ số phụ tải của máy
biến áp nhỏ hơn 0,3 thì nên thay máy có cơng suất nhỏ hơn. Hoặc nếu có nhiều máy vận hành thì
trong thời gian non tải nên cắt bớt số lượng máy biến áp đưa vào vận hành. Biện pháp này cũng

có tác dụng lớn để nâng cao hệ số cos tự nhiên của xí nghiệp.

2. Biện pháp bù nhân tạo

Sau khi đã áp dụng các biện pháp bù tự nhiên mà hệ số cos vẫn cịn thấp hoặc khi khơng

thể thực hiện các biện pháp đó được thì phải sử dụng các thiết bị bù công suất phản kháng. Hiện
nay thiết bị bù chủ yếu là: tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ và thiết bị bù tĩnh (SVC).

a. Tuï buø

</div>
(158)<div class='page_container' data-page=158>

0,525kVAr đối với tụ hạ áp và từ 2,51000kVAr đối với tụ cao và trung áp, theo các tiêu
chuẩn IEEE Std 18-1992 và Std 1036-1992. Tụ có vỏ thường bằng hợp kim nhơm, có bulơng và
đai ốc để cố định tụ và nối vỏ với đất. Tụ được thiết kế theo kiểu tụ 3 pha và 1 pha. Thường giá
thành 1kVAr của tụ điện trung áp chỉ chiếm 30% so với giá thành 1kVAr của tụ điện hạ áp, nên

việc đặt tụ ở hạ áp khơng phải lúc nào cũng có lợi hơn đặt tụ ở phía trung áp hay cao áp.

Tụ thường được bảo vệ bằng cầu chì và được đóng cắt bằng cơng tắc tơ hay dao cắt tải.

Hình 11.4. Tụ bù hạ áp Hình 11.5. Tủ tụ bù

Các thông số chính của tụ điện laø:

 Dung lượng định mức (kVAr)

 Điện áp định mức (V, kV)

 Sai số điện dung (%)

 Tổn thất điện môi (W/kVAr)

 Dịng điện làm việc cực đại (A)

 Điện áp thử nghiệm giữa 2 cực và giữa cực với vỏ (kV)

Tụ bù có các ưu điểm như sau:

 Giá thành thấp

 Vận hành và lắp đặt đơn giản

 Tổn thất công suất trong tụ điện rất nhỏ, khoảng 0,5 W/kVAr

 Có thể đặt ở nhiều nơi và ở cấp điện áp bất kỳ

Tụ bù có các nhược điểm như sau:

 Công suất phản kháng phát ra phụ thuộc vào điện áp đặt vào tụ:Q.C.U2

 Khơng có khả năng điều chỉnh trơn dung lượng bù (điều chỉnh theo từng cấp cố định)

 Tuổi thọ ngắn (810 năm) và độ bền kém (dễ hư hỏng)

 Có khả năng phát ra công suất phản kháng mà không có khả năng tiêu thụ công suất

phản kháng

</div>
(159)<div class='page_container' data-page=159>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 209

Máy bù đồng bộ thực chất là động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải. Ở chế độ quá
kích thích, máy bù sẽ phát ra cơng suất phản kháng cung cấp cho mạng, cịn ở chế độ thiếu kích
thích, máy bù tiêu thụ công suất phản kháng của mạng. Máy bù là thiết bị rất tốt để điều chỉnh
điện áp, nó thường được đặt ở những điểm cần điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện.

Hiện nay, máy bù đồng bộ thường được chế tạo với công suất định mức từ vài trăm kVAr đến
hàng MVAr.

Máy bù đồng bộ có ưu điểm như sau:

 Công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc điện áp của mạng

 Có thể điều chỉnh trơn cơng suất phản kháng bằng cách thay đổi giá trị dịng kích từ

 Độ bền cơ, nhiệt cao

 Có thể phát hay thu công suất phản kháng

Máy bù đồng bộ có nhược điểm như sau:

 Tổn thất công suất trong máy bù khá lớn (1535)W/kVAr

 Chỉ đặt được ở cấp trung áp vì máy bù thường được chế tạo với cấp điện áp này.

 Đắt và vận hành phức tạp

c. Thiết bị bù tónh (SVC – Static Var Compensator)

Ngày nay, với sự phát triển của kỹ thuật bán dẫn công suất lớn, người ta đã đưa ứng dụng
trong hệ thống điện hàng loạt các thiết bị bù tĩnh với cấu trúc đa dạng, có thể phát và thu công
suất phản kháng với tốc độ nhanh, đáp ứng việc điều khiển công suất phản kháng tức thời.

Cấu tạo của thiết bị bù tónh gồm các phần như sau:

 Các mạch lọc cộng hưởng (Harmonic Filter) LC tương ứng với các sóng hài bậc cao

của dòng điện như bậc 5, 7, 13; đối với thành phần sóng hài cơ bản, hệ thống mạch
lọc cộng hưởng tác động như tụ bù công suất phản kháng

 Phần tử điều chỉnh công suất phản kháng TCR (Thyristor Controlled Reactor) bao

gồm: máy biến áp giảm điện thế, cuộn kháng bù với bộ biến đổi bán dẫn dùng SCR

 Phần tử bù công suất điều chỉnh dạng nhảy cấp TSC (Thyristor Switched Capacitor)

 Phần tử bù cố định (Fixed Capacitor)

Các thiết bị bù tónh có các ưu điểm chính là:

 Có khả năng phát, thu, điều chỉnh nhuyễn công suất phản kháng tại nút mà nó nối vào

Hình 11.6. Phần tử điều chỉnh TSC Hình 11.7. Phần tử điều chỉnh TCR

</div>
(160)<div class='page_container' data-page=160>

 Có khả năng điều chỉnh cơng suất khả năng riêng rẽ từng pha, nhờ đó SVC đáp ứng

nhiều chức năng đối xứng hoá hệ thống trong chế độ tải không đối xứng, cản dịu các
q trình dao động với tần số cơng nghiệp hoặc tần số cao

 Giữ điện áp cố định nhờ phát và thu Q đúng lúc, đúng thời điểm cần. SVC tham gia

hữu hiệu vào việc giải quyết vấn đề giữ ổn định tĩnh, ổn định động cũng như các vấn
đề quá áp trong hệ thống

Tuy nhiên khi sử dụng các bộ nguồn công suất tĩnh cũng còn tồn tại nhiều vấn đề kỹ thuật
cần nghiên cứu hoàn chỉnh.

11.3. Phân phối dung lượng bù 
11.3.1. Xác định dung lượng bù

Dung lượng bù được xác định theo biểu thức:



tg tg



P.K



kVAr



Qb  1 2 

Ở đây: P là công suất tác dụng tính tốn của hộ tiêu thụ điện (kW); tg1, tg2 lần lượt là

tang của góc pha trước và sau khi bù; K là hệ số bù có thể tra ở Bảng 11.4.

11.3.2. Vị trí lắp đặt thiết bị buø

Sau khi xác định được dung lượng bù và chọn thiết bị bù sao cho đạt hiệu quả kinh tế nhất,
cần xác định vị trí lắp đặt thiết bị bù. Thiết bị bù có thể đặt ở phía cao áp hoặc ở phía hạ áp theo
nguyên tắc bố trí tụ bù sao cho đạt được chi phí tính tốn nhỏ nhất.

Máy bù đồng bộ có công suất lớn nên thường được đặt tập trung ở những điểm quan trọng
của hệ thống điện. Ở xí nghiệp lớn, máy bù đồng bộ thường được đặt ở phía thanh góp cao áp
của trạm biến áp.

1. Tụ bù cao áp

Tụ bù cao áp được đặt tập trung ở thanh góp của trạm biến áp trung gian, hoặc trạm phân
phối. Do đó, việc theo dõi vận hành các tụ điện và khả năng thực hiện tự động hoá điều chỉnh
dung lượng bù sẽ dễ dàng hơn. Bù tập trung ở mạng điện điện áp cao có ưu điểm là tận dụng hết
khả năng bù của tụ điện, vận hành liên tục nên chúng phát ra công suất bù tối đa. Nhược điểm
của phương pháp này là không bù được công suất phản kháng ở mạng điện áp thấp.

2. Tụ bù hạ aùp

Tụ bù hạ áp được phân phối theo ba cách: bù tập trung, bù nhóm và bù riêng lẻ

a. Bù tập trung

Bù tập trung là bù tại thanh góp hạ áp trạm biến áp. Bù tập trung được áp dụng khi tải ổn

định và liên tục.

Bù tập trung có ưu điểm là: giảm tiền phạt do hệ số cos thấp, giảm công suất biểu kiến yêu

cầu, do đó tăng khả năng mang tải cho máy biến áp.

</div>
(161)<div class='page_container' data-page=161>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 211

Hình 11.8. Sơ đồ bù tập trung

b. Bù nhóm

Bù nhóm là bù tại các tủ phân phối điện. Bù nhóm được sử dụng khi mạng điện quá lớn và
khi chế độ tiêu thụ theo thời gian của các tủ phân phối thay đổi khác nhau.

Buø nhóm có ưu điểm là: giảm tiền phạt do cos thấp, tăng khả năng mang tải của máy biến

áp, tăng khả năng mang tải của các cáp nối từ trạm biến áp đến các tủ phân phối, giảm tổn thất
công suất trong máy biến áp và trên các tuyến cáp này.

Nhược điểm của bù nhóm là khơng giảm được dòng điện phản kháng tiếp tục đi vào tất cả
các dây dẫn xuất phát từ tủ phân phối đến các thiết bị.

c. Bù riêng lẻ

Bù riêng lẻ là mắc bộ tụ trực tiếp vào đầu dây nối của thiết bị dùng điện có tính cảm (chủ
yếu là động cơ). Bù riêng chỉ được xét đến khi công suất của động cơ đáng kể so với cơng suất
của mạng điện.

Ưu điểm chính của bù riêng lẻ là các dịng điện phản kháng có giá trị lớn sẽ khơng cịn tồn

tại trong mạng điện.

Hình 11.9. Sơ đồ bù nhóm

Tuy nhiên, khi bù tại đầu cực động cơ cần chú ý đến các điểm sau:

 Không bù tại đầu cực các động cơ đặc biệt như: động cơ thường xuyên đảo chiều

quay, động cơ bước,…

 Để tránh hiện tượng quá áp do tự kích thích, dung lượng bù tại đầu cực động cơ khơng

được vượt quá giá trị Qbmax

3
.
U
.
I
9
,
0

Qbmax  0 n

C C

Q
P

C

</div>
(162)<div class='page_container' data-page=162>

Ở đây: Io là dịng khơng tải của động cơ, Un là điện áp dây định mức của động cơ.

Do bộ tụ bù thường được mắc sau thiết bị đóng/cắt điều khiển động cơ, cho nên để đảm bảo
hiệu quả bảo vệ của các thiết bị này, cần chỉnh định dòng bảo vệ quá tải theo biểu thức:













s
t
t

cos
cos
I
I

Ở đây: It, Is lần lượt là dòng qua thiết bị bảo vệ trước và sau khi bù;

s
t,cos

cos  lần lượt là

cos trước và sau khi bù.

Hình 11.10. Sơ đồ bù riêng lẻ

11.3.2. Phân phối tối ưu dung lượng bù 
1. Mạng hình tia

Xét mạng hình tia có n nhánh, tổng dung lượng bù là Qb, cần phân bố dung lượng bù trên các

nhánh sao cho tổn thất công suất tác dụng do công suất phản kháng gây ra là nhỏ nhất, nghĩa là
hiệu quả bù đạt được lớn nhất.

Giả sử dung lượng bù được phân phối trên các nhánh là Qb1, Qb2 … Qbn và r1, r2 … rn là điện trở

các nhánh (Hình 11.11).

Hình 11.11. Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia

Với điều kiện ràng buộc về cân bằng công suất bù, tổn thất công suất tác dụng do công suất
phản kháng gây ra là:













n
2

2
bn
n
2

2
2
2
b
2
1
2

2
1
b

1 r

U
Q
Q
...
r
U

Q
r
U

Q
Q

P      





Qb1,Qb2,..,Qbn



Qb1 Qb2 ...Qbn Qb 0


C C C C

Q
P

Qb1 Qb2

Q1 Q2 Qn

rn
r2

</div>
(163)<div class='page_container' data-page=163>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 213

Để tìm cực tiểu hàm nhiều biến P= (Qb1, Qb2, …, Qbn), sử dụng phương pháp nhân tử

Lagrange. Chọn nhân tử :

2
U
L
2



Với L là hằng số sẽ được xác định sau.

Điều kiện để P có cực tiểu là các đạo hàm riêng của hàm F đều bằng không. Với hàm F

được xác định bởi biều thức:

F = f(Qb1, Qb2,…, Qbn) + (Qb1, Qb2,…, Qbn)

0
U
L

2
r
U
)
Q
Q
(
2
Q
F
2
1
2
1
b
1
1
b





0
U
L
2
r
U
)

Q
Q
(
2
Q
F
2
2
2
2
b
2
2
b







(11.1)

---
0
U
L
2
r
U
)
Q

Q
(
2
Q
F
2
n
2
bn
n
bn






Giải hệ phương trình (11.1), tìm được:

L = [(Q1 + Q2 +… + Qn)–(Qb1 + Qb2 + … + Qbn)] 1

n
2
1
)
r
1
...
r
1

r
1
(    

Vậy có thể viết:

L = (Q – Qb) Rtñ

Thay L vào hệ phương trình (11.1), tìm được dung lượng bù tối ưu của các nhánh:

Qb1 = Q1 - tñ

1
b R
r
)
Q
Q
( 

Qb2 = Q2 - tñ

2
b R
r
)
Q
Q
(  
---

Qbn = Qn - tñ

n
b R
r
)
Q
Q
( 

Để thuận tiện trong vận hành và giảm bớt thiết bị đóng cắt, đo lường cho các nhóm tụ, thường
quy định nếu dung lượng bù tối ưu của một nhánh nào đó nhỏ hơn 30kVar thì khơng nên đặt tụ
điện ở nhánh đó nữa mà nên phân phối sang nhánh lân cận.

Ví dụ: Một mạng hình tia có 4 nhánh, điện áp 6kV. Điện trở và phụ tải phản khảng của từng
nhánh như sau:


0,1

r1 , Q1 = 400kVAr


0,05

r2 , Q2 = 600kVAr

r3 0,06, Q3 = 500kVAr


0,2

r4 , Q4 = 200kVAr

Dung lượng bù Qb = 1200kVAr. Hãy xác định dung lượng bù tối ưu của từng nhánh.

</div>
(164)<div class='page_container' data-page=164>

Tổng phụ tải phản kháng của mạng:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 400 + 600 + 500 + 200 = 1700kVAr

Điện trở tương đương của mạng:







   














1 1

4
3
2
1

td r1 r1 r1 r1 01,1 0,105 0,106 01,2

R 0,0194

Dung lượng bù tối ưu của từng nhánh:





303kVAr

1
,
0
0194
,
0
1200
1700
400

Qb1    





406kVAr

05
,
0
0194
,
0
1200
1700
600

Qb2    





338kVAr

05
,
0
0194
,
0
1200
1700
500

Qb3    





153kVAr

2
,
0
0194
,
0
1200
1700
200

Qb4    

b. Mạng phân nhánh

Mạng phân nhánh (Hình 11.12) thực chất là nhiều mạng hình tia ghép với nhau. Ví dụ, tại

điểm 3 có hai mạng hình tia có điện trở lần lượt là r3 và (r34+ r4), tại điểm 2 có hai nhánh hình tia

có điện trở lần lượt là r2 và [r23 + r3//(r34+ r4)].

Dung lượng bù Qbnk của nhánh thứ k được tính theo biểu thức sau:

 





k
tñk
bk
k
1
k

k
bnk r
R
.
Q
Q
Q

Q    

Ở đây: Qk là phụ tải phản kháng của nhánh thứ k; Qbk là dung lượng bù đặt tại điểm k; Q(k-1)k

là phụ tải phản kháng chạy trên đoạn từ điểm (k-1) tới điểm k; Rtđk là điện trở tương đương của

mạng kể từ điểm k trở về sau.

Hình 11.12. Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh

11.4. Điều chỉnh dung lượng bù 
11.4.1.Bù nền

Khi dung lượng bù nhỏ hay khi công suất phản kháng của phụ tải ít biến động theo thời gian
thì thường sử dụng giải pháp bù nền. Trường hợp này, các bộ tụ bù được đóng thường trực vào
mạng điện.

11.4.2. Bù ứng động

Khi công suất phản kháng của phụ tải biến động nhiều theo thời gian hay dung lượng bù lớn
thì có thể sử dụng giải pháp bù ứng động. Trường hợp này dung lượng bù sẽ được điều chỉnh cho

0 1 2 3 4

Q1 Q2 Q3 Q4

Q01 Q12 Q23 Q34

r01 r12 r23 r34

</div>
(165)<div class='page_container' data-page=165>

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 215

phù hợp với tải phản kháng để đạt được giá trị cos mong muốn tại mọi thời khoảng. Việc điều

chỉnh dung lượng bù thường được thực hiện với sự trợ giúp của các bộ cảm biến (hay các rơ le),
các bộ điều khiển lập trình và các bộ phận chấp hành (Hình 11.13).

Hình 11.13. Điều khiển các bộ tụ bù bằng bộ điều khiển lập trình

1. Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc thời gian

Phương pháp này được thực hiện khi đồ thị phụ tải Q hằng ngày biến đổi theo một quy luật
nhất định và người vận hành nắm vững đồ thị đó. Dựa vào sự biến đổi của phụ tải phản kháng
trong một ngày đêm mà người vận hành định ra chế độ đóng thêm hoặc ngắt bớt tụ điện theo các
thời khoảng định trước.

2. Điều khiển dung lượng bù theo nguyên tắc điện áp

Căn cứ vào giá trị điện áp tại nút khảo sát để tiến hành điều chỉnh tự động dung lượng bù với
phần tử đo lường là các rơ le điện áp. Nếu điện áp của nút khảo sát giảm thấp tức là mạng thiếu
công suất phản kháng, cần đóng thêm tụ điện để làm việc. Ngược lại, khi điện áp vượt quá giá
trị định mức cần phải ngắt bớt tụ điện vì khi đó mạng thừa công suất phản kháng. Phương pháp

này vừa giải quyết được nhu cầu bù công suất phản kháng, nâng cao hệ số cơng suất cos vừa

có tác dụng ổn định điện áp nên được dùng phổ biến.

3. Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc dòng điện

Nguyên tắc dòng điện được dùng khi phụ tải thường biến đổi đột ngột. Khi dịng điện phụ tải
tăng thì đóng thêm tụ vào làm việc, ngược lại khi dịng điện phụ tải giảm thì cắt bớt tụ điện.

TR : Biến áp cao/hạ áp

QF : Thiết bị đóng cắt

FU1FU6 : Các cầu chì bảo vệ tụ
C1C6 : Các bộ tụ bù

KM1KM6 : Các cuộn dây công tắc tơ

1 : Nguồn cấp cho các cuộn dây công

tắc tơ

PLC : Bộ điều khiển lập trình

S1, S2 : Tín hiệu dòng cung cấp cho PLC

0, 230 : Tín hiệu áp cung cấp cho PLC
Các kiểu điều khiển lập trình

Lập trình 1:1:1. Trong trường hợp này, tất cả các cấp
cùng dung lượng và bằng tổng dung lượng của tủ chia
đều cho các cấp của bộ điều khiển tụ bù.

LẬP TRÌNH 1:2:2. Trong trường hợp này, tụ bù ở cấp
thứ 2 có dung lượng gấp đơi cấp thứ nhất.

LẬP TRÌNH 1:2:4. Trong trường hợp này, tụ bù cấp
thứ hai có dung lượng gấp đơi cấp thứ nhất, và cấp thứ
3 trở đi có dung lượng gấp 4 lần cấp thứ nhất. Bộ điều
khiển sẽ phân tích các thơng số của tải để đóng cắt
từng cấp tụ một cách tối ưu nhất.

</div>
(166)<div class='page_container' data-page=166>

4. Điều chỉnh dung lượng bù theo nguyên tắc công suất phản kháng

Nguyên tắc này thường được sử dụng trong trường hợp trạm biến áp ở cuối đường dây và xa
nguồn. Khi phụ tải cần công suất phản kháng của nguồn, cần đóng thêm tụ điện vào làm việc,
nếu ngược lại phải cắt bớt tụ điện.

11.5. Định mức dung lượng bù khi xét đến ảnh hưởng của sóng hài

Ngày nay, các thiết bị điện từ công suất được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để điều
chỉnh điện áp, điều chỉnh tốc độ, thay đổi tần số và biến đổi công suất, do chúng có giá thành
thấp, hiệu quả cao và ít phải bảo dưỡng. Tuy nhiên, các thiết bị điện tử công suất này lại là các
nguồn gây ra sóng hài trên lưới điện.

Các tụ điện thường rất nhạy cảm với các sóng hài do dung kháng của tụ điện giảm khi tần số

tăng lên. Trong trường hợp này, dịng điện qua tụ điện có giá trị cao làm nóng quá mức tụ điện
khiến chất lượng điện môi giảm và hệ quả kéo theo là hỏng tụ.

Các biện pháp hạn chế tác động của sóng hài bao gồm:

 Khi thiết kế lấy từ dòng hiệu dụng của tụ bằng 1,3 lần dòng định mức và tất cả các

thiết bị đóng cắt…cũng phải được thiết kế trong khoảng từ 1,3 đến 1,5 lần dòng định
mức

 Tăng giá trị điện áp định mức của tụ lên 10%

 Sử dụng các bộ lọc sóng hài mắc shunt hay cuộn kháng hạn chế sóng hài mắc nối tiếp

vào mạch

Gọi GH (kVA) là cơng suất tổng của các thiết bị gây nên sóng hài được mắc vào vị trí thanh

cái có đấu tụ bù, Ssc (kVA) là công suất ngắn mạch ba pha tại vị trí đấu tụ, Sn (kVA) là cơng suất

tổng của tất cả các máy biến áp cung cấp nguồn cho thanh góp đang xét thì các giải pháp thích
ứng nhằm hạn chế ảnh hưởng của sóng hài được trình bày ở Bảng 11.3.

Bảng 11.3 Chỉ dẫn các giải pháp thích hợp ứng với trường hợp cụ thể 
Tụ mắc phía hạ áp của máy biến áp

Quy tắc chung áp dụng với công suất bất kỳ của máy biến áp

GH ≤SSC /120 SSC/120 ≤GH ≤ SSC/70 GH  SSC/70

Tụ chuẩn Điện áp định mức của tụ tăng lên 10% (ngoại trừ loại 230V) Điện áp định mức của tụ tăng lên 10% + cuộn kháng triệt sóng hài 
Quy tắc đơn giản khi công suất máy biến áp Sn  2 MVA

GH ≤0.15Sn 0.15Sn GH ≤ 0.25Sn 0.25Sn GH ≤ 0.60Sn GH > 0.60Sn
Tụ chuẩn Điện áp định mức của tụ tăng thêm

10 % (Ngoại trừ loại 230 V)

Điện áp định mức của tụ
tăng lên 10 % + cuộn
kháng triệt sóng hài

</div>
(167)<div class='page_container' data-page=167>

Giáo trình cung cấp điện PGS.TS. Quyền Huy Ánh

ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM www.quyenhuyanh.com 217

Baûng 11.4. Hệ số K tính công suất tụ bù

0,80 0,86 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00
0,50 0,982 1,232 1,248 1,267 1,303 1,337 1,369 0,403 1,441 1,481 1,529 1,590 1,732
0,51 0,936 1,087 1,202 1,23 1,257 1,291 1,323 1,357 1,395 1,435 1,483 1,544 1,686
0,52 0,894 1,087 1,160 1,188 1,215 1,249 1,281 1,315 1,353 1,393 1,441 1,502 1,644
0,53 0,850 1,043 1,116 1,144 1,171 1,205 1,237 1,271 1,309 1,349 1,397 1,458 1,600
0,54 0,809 1,000 1,075 1,103 1,130 1,164 1,196 1,230 1,268 1,308 1,356 1,417 1,559
0,55 0,769 0,959 1,035 1,063 1,090 1,124 1,156 1,190 1,228 1,268 1,316 1,377 1,519
0,56 0,73 0,918 0,996 1,024 1,051 1,085 1,117 1,151 1,189 1,229 1,277 1,338 1,480
0,57 0,692 0,879 0,598 0,986 1,013 1,047 1,079 1,113 1,151 1,191 1,239 1,300 1,442
0,58 0,665 0,841 0,921 0,949 0,976 1,010 1,042 1,076 1,114 1,154 1,202 1,263 1,405
0,59 0,618 0,805 0,884 0,912 0,939 0,973 1,005 1,039 1,077 1,117 1,165 1,226 1,368
0,60 0,584 0,768 0,849 0,878 0,905 0,939 0,971 1,005 1,043 1,083 1,131 1,192 1,334

0,61 0,549 0,733 0,815 0,843 0,870 0,904 0,936 0,970 1,008 1,048 1,096 1,157 1,299
0,62 0,515 0,699 0,781 0,809 0,836 0,870 0,902 0,936 0,974 1,014 1,062 1,123 1,256
0,63 0,483 0,665 0,749 0,777 0,804 0,838 0,870 0,904 0,942 0,982 1,300 1,091 1,233
0,64 0,450 0,633 0,716 0,744 0,771 0,805 0,837 0,871 0,909 0,949 0,997 1,058 1,200
0,65 0,419 0,601 0,685 0,713 0,740 0,774 0,806 0,840 0,878 0,918 0,966 1,007 1,169
0,66 0,388 0,569 0,654 0,682 0,709 0,743 0,775 0,809 0,847 0,887 0,935 0,996 1,138
0,67 0,358 0,538 0,624 0,652 0,679 0,713 0,745 0,779 0,817 0,857 0,905 0,966 1,108
0,68 0,329 0,508 0,595 0,623 0,650 0,684 0,716 0,750 0,788 0,828 0,876 0,937 1,079
0,69 0,299 0,478 0,565 0,593 0,620 0,654 0,686 0,720 0,758 0,798 0,840 0,907 1,049
0,70 0,270 0,449 0,536 0,564 0,591 0,625 0,657 0,691 0,729 0,796 0,811 0,878 1,020
0,71 0,242 0,42 0,508 0,536 0,563 0,597 0,629 0,663 0,701 0,741 0,783 0,850 0,992
0,72 0,213 0,392 0,479 0,507 0,534 0,568 0,600 0,634 0,672 0,712 0,754 0,821 0,963
0,73 0,186 0,364 0,452 0,480 0,507 0,541 0,573 0,607 0,645 0,685 0,727 0,794 0,936
0,74 0,159 0,336 0,425 0,453 0,480 0,514 0,546 0,580 0,618 0,658 0,700 0,767 0,909
0,75 0,132 0,309 0,398 0,426 0,453 0,487 0,519 0,553 0,591 0,631 0,673 0,740 0,882
0,76 0,105 0,282 0,371 0,399 0,426 0,460 0,492 0,526 0,564 0,604 0,652 0,713 0,855
0,77 0,079 0,255 0,345 0,373 0,400 0,434 0,466 0,500 0,538 0,578 0,620 0,687 0,829
0,78 0,053 0,229 0,319 0,347 0,374 0,408 0,440 0,474 0,512 0,552 0,594 0,661 0,803
0,79 0,026 0,202 0,292 0,320 0,347 0,381 0,413 0,447 0,485 0,525 0,567 0,634 0,776
0,80 0,176 0,266 0,294 0,321 0,355 0,387 0,421 0,459 0,499 0,541 0,608 0,750
0,81 0,150 0,240 0,268 0,295 0,329 0,361 0,395 0,433 0,473 0,515 0,582 0,724
0,82 0,124 0,214 0,242 0,269 0,303 0,335 0,369 0,407 0,447 0,489 0,556 0,698
0,83 0,098 0,188 0,216 0,243 0,277 0,309 0,343 0,381 0,421 0,463 0,530 0,672
0,84 0,072 0,162 0,19 0,217 0,251 0,283 0,317 0,355 0,395 0,437 0,504 0,645
0,85 0,046 0,136 0,164 0,191 0,225 0,257 0,291 0,329 0,369 0,417 0,478 0,620
0,86 0,02 0,109 0,14 0,167 0,198 0,23 0,264 0,301 0,343 0,390 0,450 0,593
0,87 0,083 0,114 0,141 0,172 0,204 0,238 0,275 0,317 0,364 0,424 0,567
0,88 0,054 0,085 0,112 0,143 0,175 0,209 0,246 0,288 0,335 0,395 0,538
0,89 0,028 0,059 0,086 0,117 0,149 0,183 0,230 0,262 0,309 0,369 0,512
0,90 0,031 0,058 0,089 0,121 0,153 0,192 0,234 0,281 0,341 0,484

</div>

Giáo trình cung cấp Điện

<b>CHƯƠNG I </b>

<b>TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN </b>

<b>CHƯƠNG II </b>

<b>ĐÁNH GIÁ KINH TẾ KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ </b>

<b>CUNG CẤP ĐIỆN</b>

















<b>CHƯƠNG III </b>

<b>XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN </b>























<i>P</i>



<i>P</i>



<i>P</i>



























<b>CHƯƠNG IV </b>

<b>TÍNH TỐN ĐIỆN MẠNG PHÂN PHỐI </b>

































































