Trong quá trình thiết kế xây dựng hay nâng cấp hệ thống điện, hệ thống dây đẫn diện cho các công trình. Trước hết luôn bắt đầu với công cuộc tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn, theo công suất điện sao cho phù hợp nhất.
Quá trình này không chỉ quyết định đến công việc đảm bảo sự an toàn trong quá trình lắp ráp sửa chữa hệ thống điện. Mà còn giúp tối ưu hóa chi phí đầu tư cho hệ thống dây dẫn điện cũng như tiết kiệm được chi phí sử dụng điện có hiệu quả.
Vai trò của lựa chọn tiết diện dây dẫn
Việc sử dụng hiệu quả điện năng phụ thuộc một phần không nhỏ vào việc tính toán lựa chọn đúng đắn tiết diện dây dẫn. Lựa chọn tiết diện dây dẫn không phù hợp có thể gây ra nhiều tác dụng không mong muốn. Thậm chí là có thể gây hỏng hóc cho toàn bộ hệ thống điện.
Trường hợp khi lựa chọn tiết diện dây dẫn nhỏ hơn công suất của dòng điện có thể gây nên sự quá tải cho dây dẫn. Nếu mạnh có thể gây nóng dây, chập cháy. Sử dụng trong thời gian dài làm cho dây dẫn nhanh bị ăn mòn, nóng chảy, dây đứt dây và các hiện tượng chập cháy, hỏa loạn rất nguy hiểm.
Trường hợp hai khi dùng dây dẫn có tiết diện lớn hơn cần thiết. Chắc chắn sẽ lãng phí chi phí đầu tư xây dựng đáng kể.
Một bản vẽ thiết kế dây dẫn là một điều thực sự cần thiết cho quá trình lắp đặt bố trí hệ thống dây dẫn, hệ thống đường ống cho các công trình trước khi thi công.
Không chỉ lãng phí các khoản chi phí đầu tư cho dây dẫn mà nó còn kéo theo cả các chi phí cho phụ kiện bảo hộ đi kèm dây dẫn như: ống bọc dây điện, ống đi dây điên âm tường,…
Ngoài ra bên cạnh đó thì yếu tố thẩm mỹ cũng quyết định phần nào hệ thống dây dẫn điện trong công trình.
Bảng chọn tiết diện dây dẫn theo điện năng.
Phương thức lựa chọn tiết diện dây dẫn được áp dụng theo công thức:
S = I/J
Trong đó:
- S – tiết diện dây dẫn (mm2)
- I – dòng điện chạy qua mặt cắt vuông (A).
- J – Mật độ dòng điện cho phép (A/mm2)
- Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 6A/mm2 và dây nhôm thường là: 4.5 A/mm2.
Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo kinh nghiệm.
Ta có thể căn cứ vào việc xác định thiết bị sử dụng dùng điện 1 pha hay 2 pha và nguồn cấp điện. Ở Việt Nam nguồn điện được sử dụng chủ yếu là 1 pha 2 dây.
Tổng công suất điện tiêu thụ điện có thể tính bằng cách cộng tổng tất cả công suất tiêu thụ của các sản phẩm tiêu thị trong căn hộ. Giá trị này có thể được hiển thị ngay trên các thiết bị (W hoặc kW).
Khi tiến hành cộng tổng, công suất các thiết bị cần được quy đổi về cùng 1 đơn vị đo.
1kW = 1,000W
1HP = 750W
Cũng có thể lựa chọn tiết diện dây dẫn theo từng hạng mục công trình dựa trên công suất chịu tải của từng nhánh trong sơ đồ điện.
Bảng lựa chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện.
Giá trị cường độ dòng điện được xác định bởi các công thức sau:
hướng dẫn lựa chọn tiết diện dây dẫn
Bảng tra cứu tiết diện dây dẫn theo công suất.
Căn cứ vào mật độ dòng điện kinh tế:
Để có bảng tra tiết diện dây dẫn, thường căn cứ vào mật độ dòng điện trên công thức:
S = I/ jkt
Trong đó:
- S – Tiết diện dây dẫn (mm2)
- I – Dòng điện trung bình qua phụ tải. Đây là dòng điện tính toán lớn nhất của hệ thống dây trong khi hoạt động bình thường. Đã tính đến tăng trưởng phụ tải theo quy hoạch, không tính đến dòng điện tăng do sự cố hệ thống hoặc phải cắt điện để sửa chữa.
- Jkt – Mật độ dòng điện kinh tế.
Mật độ dòng điện kinh tế được thể hiện qua bảng sau:
hướng dẫn lựa chọn tiết diện dây dẫn
Chú ý một số trường hợp không sử dụng phương thức lựa chọn tiết diện theo mật độ dòng điện kinh tế.
- Lưới điện xí nghiệp hoặc công trình công nghiệp lớn có công suất đến 1kW và số giờ phụ tải cực đại đến 5000h.
- Lưới phân phối điện áp đến 1kV và lưới chiếu sáng theo tổn thất điện áp trong mức cho phép.
- Thanh cái mọi cấp điện áp.
- Từ dây dẫn đến biến trở, điện trở khởi động.
- Loại lưới điện tạm thời và lưới điện có thời gian sử dụng dưới 5 năm.
Một số điều kiện khác tham khảo thêm:
Điều kiện phát nóng lâu dài:
Icpbt ≥ Icb = Ilvmax
Với
- Icpbt : là dòng điện cho phép bình thường, được điều chỉnh theo nhiệt độ.
- Icb: dòng điện cướng bức.
- Llvmax: dòng điện làm việc cực đại.
Điều kiện vầng quang
Uvq ≥ Udmht
Trong đó:
- Uvq – Điện áp tới hạn có thể sinh vầng quang.
- Udmht – Điện áp định mức của hệ thống.
Trong điều kiện thời tiết sáng, khô ráo và nhiệt độ xung quanh là 25°C, áp suất không khí trong khonagr 750- 760mmHg. Khi đó dây dẫn 3 pha sẽ được bố trí lên trên đỉnh của một tam giác (có Uvq) thì sẽ sử dụng công thức sau: Uvq = 84.m.r.lg a/r (kV)
Với:
- r – bán kính ngoài của dây dẫn.
- a: khoảng cách giữa các trục của dây dẫn.
- m: hệ số xét đến độ xù xì của dây dẫn.
Đối với loại dây 1 sợi: thanh dẫn để lâu ngày trong không khí m = 0.93 – 0.98
Đối với loại dây nhiều sợi xoắn: m = 0.83 – 0.8
Bảng tra tiết diện dây dẫn theo công suất:
Bảng tra dòng điện cho phép của dây dẫn:
Các yếu tố ảnh hưởng:
- Dòng điện định mức
Dòng điện định mức ở một thiết bị điện, điện tử được giới hạn là dòng điện của thiết bị đó.
Với dây dẫn khi có dòng điện chạy qua sẽ nóng lên vì dòng điện mang nhiệt. Trường hợp nhiệt đô của dây dẫn vượt qua mức cho phép sẽ dẫn đến hiện tượng cháy hỏng. Để tranh trường hợp này nên sử dụng dây dẫn có tiết diện lớn hơn.
- Độ sụt áp
Đây là hiện tượng điện áp đầu nguồn cao hơn điện áp cuối nguồn bị mất do điện trở của dây tải. Độ sụt áp suất phụ thuộc vào các yếu tố: Dòng điện tải, Hệ số công suất, Chều dài cao, Điện trở cáp, Điện kháng cáo.
- Một số yếu tố ảnh hưởng khác
Dòng điện ngắn mạch, Cách lắp đặt, Nhiệt độ môi trường hoặc nhiệt độ đất.
Bảng tra dòng điện cho phép của dây dẫn
- Với dây điện chôn âm tường:
Các thông số lắp đặt :
– Nhiệt trở suất của đất là: – 1,2 0Cm/W
– Nhiệt độ đất: – 150C
– Độ sâu chôn dây – 0,5m
– Nhiệt độ làm việc tối đa của ruột dẫn là 700C
Hệ số hiệu chỉnh:
– Dòng điện định mức cáp chôn trực tiếp trong đất phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ đất và nhiệt trở suất của đất, hệ số ghép nhóm, hệ số điều chỉnh theo độ sâu đặt cáp…
– Dòng điện định mức và độ sụt áp của cáp CVV/DTA , CVV/WA ruột đồng , cách điện PVC, vỏ PVC có giáp bảo vệ.
| Tiết diện ruột dẫn | 1 lõi | 2 lõi | 3 và 4 lõi | |||||
| 2 cáp đặt cách khoảng | 3 cáp tiếp xúc nhau theo hình 3 lá | |||||||
| Dòng điện định mức | Độ sụt áp | Dòng điện định mức | Độ sụt áp | Dòng điện định mức | Độ sụt áp | Dòng điện định mức | Độ sụt áp | |
| mm2 | A | mV | A | mV | A | mV | A | mV |
| 1,5 | 33 | 32 | 29 | 25 | 32 | 29 | 27 | 25 |
| 2,5 | 44 | 20 | 38 | 15 | 41 | 17 | 35 | 15 |
| 4 | 59 | 11 | 53 | 9,5 | 55 | 11 | 47 | 9,5 |
| 6 | 75 | 9 | 66 | 6,4 | 69 | 7,4 | 59 | 6,4 |
| 10 | 101 | 4,8 | 86 | 3,8 | 92 | 4,4 | 78 | 3,8 |
| 16 | 128 | 3,2 | 110 | 2,4 | 119 | 2,8 | 101 | 2,4 |
| 25 | 168 | 1,9 | 142 | 1,5 | 158 | 1,7 | 132 | 1,5 |
| 35 | 201 | 1,4 | 170 | 1,1 | 190 | 1,3 | 159 | 1,1 |
| 50 | 238 | 0,97 | 203 | 0,82 | 225 | 0,94 | 188 | 0,82 |
| 70 | 292 | 0,67 | 248 | 0,58 | 277 | 0,66 | 233 | 0,57 |
| 95 | 349 | 0,50 | 297 | 0,44 | 332 | 0,49 | 279 | 0,42 |
| 120 | 396 | 0,42 | 337 | 0,36 | 377 | 0,40 | 317 | 0,35 |
| 150 | 443 | 0,36 | 376 | 0,31 | 422 | 0,34 | 355 | 0,29 |
| 185 | 497 | 0,31 | 423 | 0,27 | 478 | 0,29 | 401 | 0,25 |
| 240 | 571 | 0,26 | 485 | 0,23 | 561 | 0,24 | 462 | 0,21 |
| 300 | 640 | 0,23 | 542 | 0,20 | 616 | 0,21 | 517 | 0,18 |
| 400 | 708 | 0,22 | 600 | 0,19 | 693 | 0,19 | 580 | 0,17 |
| 500 | 780 | 0,20 | 660 | 0,18 | – | – | – | – |
| 630 | 856 | 0,19 | 721 | 0,16 | – | – | – | – |
| 800 | 895 | 0,18 | 756 | 0,16 | – | – | – | – |
| 1000 | 939 | 0,18 | 797 | 0,15 | – | – | – | – |
Xem thêm: Công thức tính đường kính ống thép đường dây điện đầy đủ nhất
