Thiết kế và chế tạo mô hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ MƠ HÌNH THỰC HÀNH HỆ THỐNG
CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC CĂN HỘ
Sinh viên thực hiện:

LÊ XUÂN ĐÌNH
Lớp 54K1 CNKTĐ, ĐT

Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. PHẠM HOÀNG NAM

Nghệ An, 01-2018


TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH

VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN

TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ MƠ HÌNH THỰC HÀNH HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC CĂN HỘ
Sinh viên thực hiện:

LÊ XUÂN ĐÌNH
Lớp 54K1 CNKTĐ, ĐT

Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. PHẠM HỒNG NAM
Cán bộ phản biện:

TRẦN ĐÌNH DŨNG

Nghệ An, 01-2018



MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 3
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN ..................................................................................... 6
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ................................................ 7
1.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 7
1.2 Mục đích của đề tài ................................................................................................ 7
1.3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 7
1.4 Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................. 8
1.5 Tổng quan về hệ thống cung cấp cho các căn hộ .................................................. 8
CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC CĂN HỘ ........................... 9
2.1 Yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện ..................................................... 9
2.1.1 Giới thiệu chung .............................................................................................. 9
2.1.2 Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện ....................... 9
2.1.3 Đặc điểm cấp điện cho nhà cao tầng ............................................................. 10
2.1.4 Phân loại hộ tiêu thụ điện .............................................................................. 11

2.2 Các phƣơng pháp tính tốn phụ tải tính tốn cho căn hộ .................................... 12
2.2.1 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu ... 13

2.2.2 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải trên một đơn vị
diện tích sản xuất .................................................................................................... 14
2.2.3 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng cho
một đơn vị thành phẩm ........................................................................................... 14
2.2.4 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số
cực đại .................................................................................................................... 14
2.2.5 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số
hình dạng ................................................................................................................ 17
2.2.6 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và độ
lệch trung bình bình phƣơng .................................................................................. 17
2.2.7 Phƣơng pháp xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị ......................... 18
2.2.8 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt, hệ số sử dụng
và hệ số đồng thời................................................................................................... 18

1


2.3 Các phƣơng pháp chọn tiết diện dây dẫn ............................................................. 18
2.3.1 Chọn theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế .............................................. 19
2.3.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép ............................................. 20
2.3.3 Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ...................................................... 21
2.4 Lựa chọn cơng suất cho các thiết bị căn hộ ......................................................... 22
2.4.1 Điều hòa ........................................................................................................ 22
2.4.2 Bình nóng lạnh .............................................................................................. 22
2.4.3 Máy hút khói, khử mùi .................................................................................. 23
2.4.4 Bếp điện ......................................................................................................... 24
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CĂN HỘ ..................................... 25

3.1 Mục đích, yêu cầu về thiết kế cung cấp điện cho căn hộ .................................... 25
3.1.1 Mục đích thiết kế cấp điện ............................................................................ 25
3.1.2 Yêu cầu và các bƣớc thiết kế cấp điện .......................................................... 26
3.2 Đi dây trong nhà .................................................................................................. 27
3.3 Lựa chọn phƣơng án cung cấp điện ..................................................................... 29
3.4 Xác định công suất tính tốn cho căn hộ ............................................................. 29
3.4.1 Tính tốn phụ tải cho mạch chiếu sáng ......................................................... 30
3.4.2 Tính tốn phụ tải cho mạch động lực ............................................................ 33
3.4.3 Tính tốn phụ tải cho điều hịa phịng ngủ .................................................... 35
3.4.4 Tính tốn phụ tải cho bình nóng lạnh ............................................................ 36
3.4.5 Tính toán phụ tải tổng của căn hộ ................................................................. 36
3.5 Thiết kế sơ đồ nguyên lý của hệ thống cung cấp điện ......................................... 37
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ MƠ HÌNH THỰC HÀNH HỆ THỐNG CUNG
CẤP ĐIỆN CHO CÁC CĂN HỘ.................................................................................. 39
4.1 u cầu về thiết kế mơ hình ................................................................................ 39
4.2 Thiết kế sơ bộ mơ hình ........................................................................................ 39
4.3 Các chi tiết lắp ghép mơ hình .............................................................................. 52
4.4 Kết quả của đề tài ................................................................................................ 57
4.5 Ý nghĩa của đề tài ................................................................................................ 61
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 63

2


LỜI MỞ ĐẦU
***
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nƣớc, ngành cơng nghiệp điện ln
giữ một vai trị vô cùng quan trọng. Ngày nay điện năng trở thành dạng năng lƣợng
không thể thiếu đƣợc trong hầu hết các lĩnh vực.

Khi xây dựng một khu công nghiệp mới, một nhà máy mới, một khu dân cƣ
mới thì việc đầu tiên phải tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục
vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt.
Đối với sinh viên ngành điện, việc đƣợc thực hiện thiết kế, thi cơng một cơng
trình điện khi còn ngồi trên ghế nhà trƣờng là một trải nghiệm tốt, là sự tập dƣợt,
vận dụng những lý thuyết đã học vào thiết kế các hệ thống cung cấp điện, làm quen
với công việc sau này.
Từ thực tiễn trên em đã chọn đề tài “Thiết kế và chế mơ hình thực hành hệ
thống cung cấp điện cho các căn hộ”, với sự hƣớng dẫn của ThS. Phạm Hoàng
Nam. Tuy nhiên, do kinh nghiệm thực tế chƣa nhiều nên trong quá trình thực hiện
đề tài sẽ khơng tránh khỏi thiếu sót. Bản thân em xin cảm ơn, ghi nhận mọi ý kiến
góp ý của tất cả các thầy cơ giáo và chân thành cảm ơn thầy giáo ThS. Phạm Hoàng
Nam đã hƣớng dẫn em hoàn thành đề tài này.
TP. Vinh, ngày 28 tháng 01 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Lê Xuân Đình

3


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

4


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

5

TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Đồ án này trình bày về thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ chung
cƣ. Trên cơ sở vận dụng lý thuyết tiến hành nghiên cứu và chế tạo mơ hình thực
hành hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ.
Nội dụng đồ án gồm 4 chƣơng:
Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan về đề tài
Chƣơng 2: Hệ thống cung cấp điện cho căn hộ
Chƣơng 3: Thiết kế cung cấp điện cho căn hộ
Chƣơng 4: Thiết kế và chế mơ hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho các
căn hộ.
Trong quá trình làm đồ án khơng tránh những thiếu sót, em mong nhận đƣợc ý
kiến đóng góp của các thầy cơ và các bạn để đồ án đƣợc hoàn thiện hơn.

SUMMARY OF THE CONTENT
This project describes the design of power supply system for apartment. Based
on the theory of conducting research and manufacturing models of electricity supply
systems for apartments.
The project includes 4 chapters:
Chapter 1: Introduction to the topic
Chapter 2: Power Supply Systems in Buildings
Chapter 3: Designing power supply for apartments
Chapter 4: Design and manufacture of practical models of electricity supply
system for apartments
In the process of drafting not avoid the shortcomings, I hope to receive
comments from teachers and friends to complete the project.

6


CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Đặt vấn đề
Trong sự nghiệp cơng nghiệp hố hiện đại hố đất nƣớc, cơng nghiệp điện lực
giữ vai trị đặc biệt quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lƣợng đƣợc sử dụng
rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân, điện năng là tiền đề cho sự phát
triển của đất nƣớc. Ngày nay điện năng trở thành năng lƣợng không thể thiếu đƣợc
trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế. Mỗi khi có một khu dân cƣ mới đƣợc xây dựng
thì ở đó nhu cầu về hệ thống cung cấp điện nảy sinh.
Đối với sinh viên ngành điện, việc đƣợc thực hiện thiết kế, thi cơng một cơng
trình điện khi còn ngồi trên ghế nhà trƣờng là một trải nghiệm tốt, là sự tập dƣợt,
vận dụng những lý thuyết đã học vào thiết kế các hệ thống cung cấp điện, làm quen
với công việc sau này.
Để thực hiện đƣợc điều đó thì cần có những mơ hình thực hành sát với thực tế,
tuy nhiên hiện nay những mô hình thực hành tại các phịng thí nghiệm chỉ dừng lại
ở quy mơ những mơ hình phẳng hoặc mơ phỏng trên máy tính, chƣa có mơ hình
trực quan giúp sinh viên có cái nhìn thực tế.
Xuất phát từ những lý do trên, việc thiết kế và chế tạo mơ hình thực hành hệ
thống cung cấp điện cho các căn hộ là yêu cầu cấp thiết đối với một sinh viên
nghành điện.
1.2 Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu xây dựng mơ hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho các căn
hộ giúp cho bản thân sinh viên có thể làm quen với hệ thống cấp điện cho các căn
hộ, hiểu đƣợc nguyên lý đi dây, lắp đặt các thiết bị điện trong thực tế từ đó hình
thành kĩ năng nghề nghiệp ngay khi còn ngồi trên ghế nhà trƣờng.
- Nắm đƣợc các bƣớc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ.
- Nắm đƣợc các phƣơng pháp tính tốn phụ tải thƣờng dùng.
1.3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng: Hệ thống cấp điện trong các căn hộ, các thiết bị điện.

7

- Phạm vi: Mơ hình thực hành hệ thống cung cấp điện, lắp đặt các thiết bị điện
cho các căn hộ.
1.4 Ý nghĩa của đề tài
Với việc thiết kế và chế tạo mơ hình thực hành hệ thống cung cấp điện cho
các căn hộ giúp cho sinh viên có một cái nhìn tổng quan về hệ thống điện trong một
căn hộ theo tiêu chuẩn hiện nay:
- Bổ sung mơ hình thực hành hệ thống điện cho sinh viên chuyên ngành.
- Hình thành các kỹ năng làm việc đáp ứng yêu cầu công việc khi ra trƣờng.
1.5 Tổng quan về hệ thống cung cấp cho các căn hộ
- Hệ thống cung cấp điện cho các căn hộ thuộc loại cung cấp điện cho hộ tiêu
thụ loại 3 là những hộ cho phép với mức độ tin cậy điện thấp, cho phép mất điện
trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết bị sự cố nhƣng thƣờng không cho phép quá
1 ngày .
- Để cung cấp cho mạng điện sinh hoạt ta có thể dùng một nguồn điện hoặc
đƣờng dây 1 lộ.
- Mạng điện sinh hoạt là mạng một pha nhận điện từ mạng phân phối 3 pha
điện áp thấp để cung cấp cho các thiết bị, đồ dùng điện và chiếu sáng.
- Mạng điện thƣờng có trị số điện áp pha định mức là 380/220 hoặc 220/127.
Tuy nhiên do tổn thất điện áp trên đƣờng dây tải nên ở cuối nguồn điện áp này bị
giảm so với định mức. Để bù lại sự giảm áp này các hộ tiêu thụ thƣờng dùng máy
biến áp điều chỉnh để nâng điện áp đạt trị số định mức.
- Mạng điện sinh hoạt gồm mạch chính và mạch nhánh. Mạch chính giữ vai
trị là mạch cung cấp cịn mạch nhánh rẻ từ đƣờng dây chính đƣợc mắc song song
để có thể điều khiển độc lập và là mạch phân phối điện tới các đồ dùng điện.
- Với hệ thống cung cấp điện cho sinh hoạt chiếu sáng đƣợc cấp chung với
mạng điện cấp cho các phụ tải khác.
- Mạng điện sinh hoạt cần có các thiết bị đo lƣờng điều khiển, bảo vệ nhƣ
công tơ điện, cầu dao, aptomat, cầu chì, cơng tắc...

8


CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÁC CĂN HỘ
2.1 Yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện
2.1.1 Giới thiệu chung
Trong các đơ thị lớn, do có tốc độ đơ thị hố cao, dân số ở đây ngày một tăng
nhanh, các cơng trình giao thơng địi hỏi ngày càng mở rộng diện tích đất đơ thị
ngày càng bị thu hẹp. Vì vậy việc phát triển nhà ở chung cƣ cao tầng là một khuynh
hƣớng tất yếu để giải quyết gánh nặng nhà ở cho ngƣời dân. Đặc điểm cung cấp
điện cho các nhà cao tầng là lắp đặt trong không gian chật hẹp, mật độ phụ tải cao,
yêu cầu cao về độ tin cậy, an toàn và mỹ thuật.
2.1.2 Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện
Thiết kế hệ thống cung cấp điện nhƣ một tổng thể và lựa chọn các phần tử của
hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng đƣợc các yêu cầu kỹ thuật, vận hành an
toàn và kinh tế. Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đầy đủ
điện năng với chất lƣợng cao.
Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án đƣợc cho là tối ƣu khi nó thoả
mãn các yêu cầu sau:
- Tính khả thi cao;
- Vốn đầu tƣ nhỏ;
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụ tải;
- Chi phí vận hành hàng năm thấp;
- Đảm bảo an toàn cho ngƣời dùng và thiết bị;
- Thuận tiện cho việc bảo dƣỡng và sửa chữa;
- Đảm bảo chất lƣợng điện, nhất là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp nhỏ
nhất và nằm trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức.
Ngoài ra khi thiết kế cũng cần phải chú ý đến các yêu cầu phát triển trong
tƣơng lai, giảm ngắn thời gian thi cơng lắp đặt và tính mỹ quan của cơng trình.

9


2.1.3 Đặc điểm cấp điện cho nhà cao tầng
Hiện nay trên địa bàn các thành phố lớn của nƣớc ta đã xuất hiện các tòa nhà
cao tầng dùng làm văn phòng, khách sạn hay các trung tâm thƣơng mại, khu chung
cƣ cao tầng. Các tòa nhà này đƣợc thiết kế và thi công theo các tiêu chuẩn kỹ thuật
tiên tiến.
Hệ thống cấp điện nhà cao tầng có các đặc điểm sau [1]:
- Phụ tải phong phú và đa dạng;
- Mật độ phụ tải tƣơng đối cao;
- Lắp đặt trong không gian chật hẹp;
- Có các hệ thống cấp nguồn dự phịng nhƣ ắc quy, máy phát.
- Khơng gian lắp đặt hạn chế và thỏa mãn các yêu cầu mỹ thuật trong kiến trúc
xây dựng;
- Yêu cầu cao về chế độ làm việc, an toàn cho ngƣời sử dụng và thiết bị;
- Đối với các tịa nhà cao tầng thì q trình thiết kế cấp điện ln định hƣớng
tn theo những yêu cầu và đặc điểm trên. Thiết kế cấp điện cho tịa nhà
chung cƣ cao tầng là một cơng việc phức tạp, để đảm bảo đủ yêu cầu về số
lƣợng, chất lƣợng điện cũng nhƣ những vấn đề liên quan khác, ngƣời kỹ sƣ
thiết kế phải đƣợc trang bị tốt kiến thức về những yêu cầu sau:
a) Đáp ứng tốt về chất lƣợng điện
Khi đời sống kinh tế, văn hóa xã hội ngày càng nâng cao, các thiết bị điện
phục vụ nhu cầu giải trí và sinh hoạt của con ngƣời ngày càng phong phú, đa dạng
và hiện đại dẫn đến nhu cầu sử dụng năng lƣợng điện ngày càng lớn. Chất lƣợng
điện đƣợc đánh giá thông qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp. Nhiệm vụ của ngƣời
thiết kế là tính tốn đảm bảo chất lƣợng điện áp cho các thiết bị dùng điện, vì nó
ảnh hƣởng trực tiếp đến việc vận hành và tuổi thọ của các thiết bị.
b) Độ tin cậy cấp điện cao
Là một tòa nhà chung cƣ phục vụ cho nhu cầu ăn ở và sinh hoạt của các hộ

dân, mật độ dân số của tịa nhà cao. Nếu xảy ra tình trạng mất điện sẽ gây lộn xộn,
mất trật tự, mất vệ sinh, ảnh đến sinh hoạt của các hộ dân trong tịa nhà. Vì vậy,
cung cấp điện phải đảm bảo liên tục, tránh tình trạng gián đoạn. Nếu có sự cố mất

10


điện cần phải giải quyết một cách nhanh chóng để rút ngắn nhất thời gian mất điện
đảm bảo sinh hoạt của các hộ trong tịa nhà.
c) Đảm bảo an tồn điện
Hệ thống cung cấp điện phải có tính an tồn cao để bảo vệ ngƣời vận hành,
ngƣời sử dụng và bảo vệ cho các thiết bị điện. Vì vậy, phải chọn sơ đồ, cách đi dây
phải rõ ràng để tránh trƣờng hợp vận hành nhầm, tính tốn lựa chọn dây dẫn và khí
cụ đóng cắt chính xác. Chọn thiết bị đúng tính năng sử dụng, phù hợp với cấp điện
áp và dịng điện làm việc.
Ngồi việc tính tốn chính xác, lựa chọn đúng các thiết bị và khí cụ điện cịn
phải nắm đƣợc các quy định về an tồn điện, hiểu rõ về môi trƣờng và đặc điểm cấp
điện, phải có chỉ dẫn, cảnh báo ở những nơi nguy hiểm cao để nâng cao ý thức của
ngƣời sử dụng.
d) Đảm bảo phù hợp về kinh tế
Khi thiết kế thƣờng đƣa ra nhiều phƣơng án lựa chọn để giải quyết một vấn đề
nhƣ dẫn điện bằng đƣờng dây trên không hay cáp ngầm, có nên đặt máy phát dự
phịng khơng, mỗi phƣơng án sẽ có ƣu nhƣợc điểm riêng. Vì vậy, thiết kế cung cấp
điện sao cho vừa đảm bảo nhu cầu sử dụng điện lại vừa hợp lý về kinh tế. Đánh giá
kinh tế kỹ thuật của phƣơng án cấp điện gồm 2 đại lƣợng chính: vốn đầu tƣ ban đầu
và chi phí vận hành.
Ngồi những u cầu trên, tùy theo điều kiện cụ thể của từng tòa nhà nhƣ điều
kiện khí hậu tự nhiên, vị trí địa lý, mục đích sử dụng, ngƣời thiết kế cần chú ý đến:
tính thẩm mỹ, tính hiện đại, dễ sử dụng, dễ phát triển trong tƣơng lai.
2.1.4 Phân loại hộ tiêu thụ điện

Hộ tiêu thụ điện là tất cả những thiết bị tiêu thụ điện năng và biến thành dạng
năng lƣợng khác. Theo độ tin cậy cung cấp điện chia làm 3 loại hộ tiêu thụ [2]:
- Hộ loại 1: Là những hộ khi có sự cố, nếu ngừng cung cấp điện có thể gây ra
những hậu quả nguy hiểm đến tính mạng của con ngƣời, thiệt hại về kinh tế dẫn đến
hƣ hỏng thiết bị, có thể ảnh hƣớng đến chính trị, ... ở hộ loại 1 có độ tin cậy cung

11


cấp điện cao, thƣờng dùng 2 nguồn nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc mất điện.
Thời gian mất điện bằng thời gian tự đóng nguồn 2 (nguồn dự trữ).
Ví dụ: Phòng mổ, các phòng điều trị đặc biệt trong bệnh viện, các trung tâm
hội nghị quốc gia, quốc tế, các chƣơng trình truyền hình trực tiếp các chƣơng trình
lớn, nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, văn phịng chính phủ, Quốc hội, các lị
luyện thép, hệ thống rađa quân sự, ...
- Hộ loại 2: Là những hộ nếu ngừng cung cấp điện thì sẽ gây thiệt hại về kinh
tế, hỏng sản phẩm, lãng phí sức lao động, ....Cung cấp điện ở hộ loại này thƣờng
dùng nguồn dự phòng hoặc khơng có. Điều này cịn phụ thuộc vào việc so sánh vốn
đầu tƣ và giá trị thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấp điện.
Ví dụ: Các phân xƣởng cơ khí, xí nghiệp cơng nghiệp, nhà máy thực phẩm,
khách sạn lớn, trạm bơm tƣới tiêu.
- Hộ loại 3: Là những hộ còn lại, cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy
thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa nhƣng không quá 1 ngày đêm.
Thông thƣờng hộ loại 3 cung cấp điện từ 1 nguồn.
2.2 Các phƣơng pháp tính tốn phụ tải tính tốn cho căn hộ
Phụ tải tính tốn là phụ tải khơng có thực, nó cần thiết cho việc chọn các trang
thiết bị cung cấp điện trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống cung cấp điện.
Trong thực tế vận hành ở chế độ dài hạn ngƣời ta muốn rằng phụ tải thực tế khơng
gây ra những phát nóng q mức các trang thiết bị cung cấp điện (dây dẫn, máy
biến áp, thiết bị đóng cắt vv...), ngồi ra ở các chế độ ngắn hạn thì nó khơng đƣợc

gây tác động cho các thiết bị bảo vệ (ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải
thì cầu chì hoặc các thiết bị bảo vệ khác không đƣợc cắt). Nhƣ vậy phụ tải tính tốn
thực chất là phụ tải giả thiết tƣơng đƣơng với phụ tải thực tế về một vài phƣơng
diện nào đó. Trong thực tế thiết kế ngƣời ta thƣờng quan tâm đến hai yếu tố cơ bản
do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất và vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính
tốn cần phải đƣợc xác định: Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng và phụ tải
tính tốn theo điều kiện tổn thất.
Phụ tải tính tốn theo điều kiện phát nóng: Là phụ tải giả thiết lâu dài, khơng
đổi tƣơng đƣơng với phụ tải thực tế, biến thiên về hiệu quả phát nhiệt lớn nhất.

12


Phụ tải tính tốn theo điều kiện tổn thất (thƣờng gọi là phụ tải đỉnh nhọn): Là
phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây, chúng
chƣa gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhƣng lại gây ra các tổn thất và có thể
là nhảy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thƣờng
xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác.
Gồm có 8 phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn [2]:
- Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu.
- Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản
xuất.
- Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản
phẩm và tổng sản lƣợng.
- Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại.
- Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số hình dạng.
- Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và độ lệch trung bình
bình phƣơng.
- Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.
- Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt, hệ số sử dụng và hệ số đồng

thời.
2.2.1 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số
nhu cầu
Một cách gần đúng có thể lấy

Pđ = Pđm

Khi đó:
n

Ptt = Knc.  .Pđmi
i1

Trong đó :
Pđi, Pđmi: công suất đặt,công suất định mức thiết bị thứ i (kW)
Ptt, Qtt, Stt:công suất tác dụng, phản kháng và tồn phần tính tốn của nhóm
thiết bị ( kW, kVAR, kVA )
n: số thiết bị trong nhóm
Knc: hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trƣng tra trong sổ tay tra cứu.

13


Phƣơng pháp này có ƣu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhƣợc điểm của phƣơng
pháp này là kém chính xác. Bởi hệ số nhu cầu tra trong sổ tay là một số liệu cố định
cho trƣớc, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm.
2.2.2 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải trên một
đơn vị diện tích sản xuất
Cơng thức tính:
Ptt = Po.F

Trong đó:
Po: suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/m2). Giá trị Po đƣợc tra
trong các sổ tay.
F: diện tích sản xuất (m2)
Phƣơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều
trên diện tích sản xuất, nên nó đƣợc dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế
chiếu sáng.
2.2.3 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng
cho một đơn vị thành phẩm
Cơng thức tính tốn :
Ptt =

M.W0
T max

Trong đó :
M: Số đơn vị sản phẩm đƣợc sản xuất ra trong một năm
Wo: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh)
Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (giờ)
Phƣơng pháp này đƣợc dùng để tính tốn cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít
biến đổi nhƣ : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính tốn gần
bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tốn tƣơng đối chính xác.
2.2.4 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình
và hệ số cực đại
Cơng thức tính :

14


n

Ptt  K max .K sd . .Pđmi
i 1

Trong đó :
n: Số thiết bị điện trong nhóm
Pđmi: Cơng suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm
Kmax: Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ
Kmax = f(nhq, Ksd)
nhq: Số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng cơng
suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính tốn của nhóm phụ
tải thực tế (Gồm có các thiết bị có cơng suất và chế độ làm việc khác nhau).
Cơng thức để tính nhq nhƣ sau:
nP 
  đmi 

n hq = ni=1

  Pđmi 

2

2

i=1

Trong đó:
Pđmi: Cơng suất định mức của thiết bị thứ i
n: Số thiết bị có trong nhóm
Khi n lớn thì việc xác định nhq theo phƣơng pháp trên khá phức tạp do đó có

thể xác định nhq một cách gần đúng theo cách sau:
- Khi thỏa mãn điều kiện:
m

Pđm max
Pđm min

và Ksd ≥ 0,4 thì lấy nhq = n
Trong đó Pđmmin, Pđmmax là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các thiết
bị trong nhóm.
- Khi m > 3 và Ksd ≥ 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức sau:
 n

 2 Pdmi 

nhq =  i 1
Pdmax

2

- Khi m > 3 và Ksd< 0,2 thì nhq xác định theo trình tự nhƣ sau:
Tính n1 - số thiết bị có cơng suất ≥ 0,5Pđm max

15


Tính P1- tổng cơng suất của n1 thiết bị kể trên
n1

P1 =

P
i 1

dmi

n1
n* =
n

Tính:

P : tổng cơng suất của các thiết bị trong nhóm:
n

p   Pđmi
i 1

Dựa vào n*, P* tra bảng xác định đƣợc
nhq* = f (n*,P* )
Tính:
nhq = nhq*.n
Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn
hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn khi tính nhq theo cơng thức:
Pqd  Pđm . Kd%

Kd : hệ số đóng điện tƣơng đối phần trăm.
Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha.
+ Nếu thiết bị một pha đấu vào điện áp pha:
Pqd = 3.Pđmfa max

+ Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây:
Pqd = 3 .Pđm
* Chú ý: Khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phƣơng pháp đơn
giản sau để xác định phụ tải tính tốn:
+ Phụ tải tính tốn của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể lấy
bằng cơng suất danh định của nhóm thiết bị đó:
n

Ptt   Pđmi
i 1

16


n: Số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm.
Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhƣng số thiết bị tiêu thụ
hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính tốn theo cơng thức:
n

Ptt   K ti Pđmi
i 1

Trong đó:
Kt: Là hệ số tải
Nếu khơng biết chính xác có thể lấy nhƣ sau:
Kt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
Kt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặplại.
2.2.5 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình
và hệ số hình dạng
Cơng thức tính:

Ptt = Khd.Ptb
Qtt = Ptt.tgφ

Stt  Ptt 2  Qtt 2
Trong đó:
Khd: Hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay
T

P

dt

Ptb 

0

T



A
T

Ptb: Cơng suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát
A: Điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T
2.2.6 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình
và độ lệch trung bình bình phƣơng
Cơng thức tính:
Ptt = Ptb ± β.δ
Trong đó:

β: hệ số tán xạ.
δ: độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
17


Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc dùng để tính tốn phụ tải cho các nhóm thiết bị
của phân xƣởng hoặc của tồn bộ nhà máy. Tuy nhiên phƣơng pháp này ít đƣợc
dùng trong tính tốn thiết kế mới vì nó địi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ
phù hợp với hệ thống đang vận hành.
2.2.7 Phƣơng pháp xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị
Theo phƣơng pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện
khi thiết bị có dịng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm
làm việc bình thƣờng và đƣợc tính theo cơng thức sau:
Iđn = Ikđ max+ Itt – Ksd.Iđmmax
Trong đó:
Ikđ max: Dịng khởi động của thiết bị có dịng khởi động lớn nhất trong nhóm.
Itt: Dịng tính tốn của nhóm máy .
Iđm: Dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
Ksd: Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
2.2.8 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt, hệ số sử
dụng và hệ số đồng thời
Theo phƣơng pháp này, khi hệ số công suất của các phụ tải khác nhau thì cơng
suất tính tốn của nhóm n thiết bị đƣợc xác định theo các biểu thức sau:
n

Ptt  K ®t . k sdi .P®mi (kW)
i 1

n

Q tt  K ®t . k sdi .Q ®mi (kVAr)
i 1

Stt  Ptt2  Q 2tt (kVA)
Trong đó:
ksdi: Là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i
Pđmi: Là công suất định mức của thiết bị thứ i
n: Là thiết bị trong nhóm
2.3 Các phƣơng pháp chọn tiết diện dây dẫn
Có ba phƣơng pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp [3]:
1. Chọn tiết diện theo mật độ kinh tể của dòng điện Jkt

18


Phƣơng pháp này dùng để chọn dây dẫn cho lƣới cổ điện áp U ≥ 110 kV, bởi
vì trên lƣới này khơng có thiết bị sử dụng điện trực tiếp đầu vào, vấn đề điện áp
không cấp bách, nếu chọn dây theo Jkt sẽ có lợi về kinh tế, nghĩa là chi phí tính tốn
hàng năm thấp nhất.
Lƣới trung áp đơ thị và xí nghiệp, nổi chung khoảng cách tải điện ngắn, thời
gian sử dụng công suất lớn, cũng đƣợc chọn theo Jkt.
2. Chọn tiêt diện theo tổn thất diện áp cho phép ΔUcp
Lƣới trung áp nông thôn, hạ áp nông thôn, đƣờng dây tải điện đến các trạm
bơm nông nghiệp, do khoảng cách tải điện xa, tổn thất điệnáp lớn, chỉ tiêu chất
lƣợng điện năng dễ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn đƣợc chọn theo phƣơng pháp
này.
3. Chọn tiết diện theo dịng điện phát nóng cho phép Icp
Phƣơng pháp này dùng chọn tiết diện dây dẫn và cáp cho lƣới hạ áp đô thị,
hạ áp công nghiệp và ánh sáng sinh hoạt.
2.3.1 Chọn theo điều kiện mật độ dịng điện kinh tế

Trình tự lựa chọn tiết diện theo phƣơng pháp này nhƣ sau:
1. Chọn loại dây (dây dẫn, cáp) và vật liệu làm dây, căn cứ vào trị số Tmax tra
bảng tìm Jkt.
Nếu đƣờng dây cấp điện cho các phụ tải có Tmax khác nhau phải tính trị số
trung bình của theo biểu thức:
Tmaxtb =

 S .T
S
i

maxtbi



i

 P .T
P
i

maxtbi
i

Trị số Jkt (A/mm2) theo Tmax và loại dây:
Loại dây

Tmax(h)
≤3000

3000÷5000

≥5000

Dây đồng

2,5

2,1

1,8

Dây A và AC

1,3

1,1

1

Cáp đồng

3,5

3,1

2,7

Cáp nhơm

1,6

1,4

1,2

2. Xác định tiết diện kinh tế từng đoạn:

19


Fktij =

Iij
J kt

Căn cứ vào trị số Fktij tính đƣợc, tra sổ tay tìm tiết diện tiêu chuẩn gần nhất bé
hơn.
3. Kiểm tra tiết diện đã chọn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật:
ΔU maxtb  ΔU btcp
ΔU maxsc  ΔU btsc
Isc  Icp

Với cáp, còn phải kiểm tra ổn định nhiệt dòng ngắn mạch của tiết diện:
F  α.I t qd

α - Hệ số nhiệt, với cáp đồng α = 6; Cáp nhôm α = 11.
tqd - Thời gian qui đổi.
2.3.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép
Trình tự lựa chọn tiết diện dây dẫn theo phƣơng pháp này nhƣ sau:

1. Cho một trị số x0, xác định đƣợc:
ΔU" =

x0
U dm

 Q .l

ij ij

Trong đó: Qij, lij là công suất truyền tải và chiều dài đoạn ij
2. Xác định thành phần tổn thất điện áp do P gây trên R:
ΔU ' = ΔU cp - ΔU"

3. Tiết diện cần thiết để bảo đảm ΔUcp:
F=ρ.

 Pl
Udm .ΔU'

Từ đây chọn tiết diện tiêu chuẩn gần nhất lớn hơn.
4. Thử lại các điều kiện kỹ thuật:
ΔU maxtb  ΔU btcp
ΔU maxsc  ΔU btsc
Isc  Icp

20


2.3.3 Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép

Phƣơng pháp này dùng chọn tiết diện dây dẫn lƣới hạ áp cơng nghiệp và sinh
hoạt đơ thị.
Trình tự xác định tiết diện nhƣ sau:
1. Xác địnhdịng điện tính tốn của đối tƣợng mà đƣờng dây cần cấp điện Itt
(A).
2. Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức:

k1.k 2 .Icp  I tt
Trong đó:
k1: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, ứng với môi trƣờng đặt dây, cáp;
k2: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lƣợng dây hoặc cáp đi chung một rãnh;
Icp: dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn,
tra cẩm nang.
3. Thử lại theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ
- Nếu bảo vệ bằng cầu chì:

k1.k 2 .Icp 

Idc
α

Với mạch động lực α = 3, với mạch chiếu sáng α = 0,3.
- Nếu bảo vệ bằng aptomat:

k1.k 2 .Icp 

I kđđtA
4,5

I kđnhA 1, 25IdmA

=
1,5
1,5

k1.k 2 .Icp ³.
Trong đó:

IkđđtA -dịng điện khởi động điện từ của áptơmát (chính là dịng chỉnh định để
áptơmát cắt ngắn mạch) ;
IkđnhA- dịng điện khởi động nhiệt của áptơmát (chính là dịng điện tác động
của rơle nhiệt để cắt quá tải).
4. Kiểm tra theo điều kiện ổn định
F  α.I N . t

21


5. Kiểm tra tổn thất điện áp:
ΔUmax  ΔUcp =5%Udm

2.4 Lựa chọn công suất cho các thiết bị căn hộ
2.4.1 Điều hòa
Điều hòa là một thiết bị điện máy trong gia đình, sử dụng năng lƣợng điện để
thay đổi nhiệt độ vốn có ở căn phịng. Từ đó giúp cho ngƣời dùng có đƣợc một
khơng gian thƣ giãn thoải mái và tiện nghi hơn.
Đối với các hộ gia đình nhỏ, có thể dùng loại hai cục hoặc một cục tuỳ theo
cấu trúc nhà [4]:
+ Phịng có diện tích từ 9 đến 15m2 có thể gắn máy cơng suất 9.000 BTU/h
+ Diện tích từ 16 đến 20m2 gắn máy 12.000 BTU/h
+ Diện tích từ 20 đến 30 m2 gắn máy 18.000 BTU/h

+ Diện tích từ 30 đến 40 m2 gắn máy 24.000 BTU/h
+ Diện tích từ 40 đến 50 m2 gắn máy 30.000 BTU/h
+ Diện tích từ 50 đến 60 m2 gắn máy 36.000 BTU/h
+ Diện tích từ 60 đến 70 m2 gắn máy 48.000 BTU/h
Bên cạnh đó, việc lựa chọn cơng suất cịn phụ thuộc vào số ngƣời thƣờng
xun có trong phịng (vì thân nhiệt ngƣời sẽ làm giảm độ lạnh), độ che phủ ánh
sáng mặt trời, độ cách nhiệt của phịng, vị trí và độ lớn của cửa sổ... Đây là những
yếu tố có thể làm giảm độ lạnh.
=> Đối với căn hộ thiết kế, các phịng ngủ có diện tích 15m2 nên ta sử dụng
điều hịa có cơng suất 9.000 BTU/h.
2.4.2 Bình nóng lạnh
Bình nóng lạnh là một trong những thiết bị thiết yếu trong gia đình, giúp
chúng ta có nguồn nƣớc ấm áp để tắm trong mua đơng. Hiện nay có nhiều loại bình
nóng lạnh khác nhau về hãng, sản xuất, mẫu mã, cơng suất. Bình nóng lạnh đƣợc
chia làm hai loại bình nóng lạnh trực tiếp và bình nóng lạnh gián tiếp.

22