5 BƯỚC ĐỂ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG TRÌNH KHÔNG BAO GIỜ GẶP SỰ CỐ
Thiết kế hệ thống điện công trình là một trong những công việc kỹ thuật đòi hỏi độ chính xác và hiểu biết thực tế rất cao. Một sai sót nhỏ trong khâu thiết kế có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng như chập cháy, hỏng thiết bị, quá tải cục bộ hoặc nguy cơ mất an toàn cho con người.
Với kinh nghiệm thực tế từ nhiều dự án thi công và vận hành, bài viết này sẽ trình bày 5 bước quan trọng trong quy trình thiết kế hệ thống điện công trình, giúp kỹ sư và nhà thầu hạn chế đến mức thấp nhất sự cố về điện, đồng thời tối ưu chi phí và đảm bảo dễ bảo trì, vận hành.
Bước 1: Khảo sát hiện trạng và xác định yêu cầu kỹ thuật
Một thiết kế chính xác phải được bắt đầu từ việc khảo sát đầy đủ và hiểu rõ thực trạng của công trình cũng như nhu cầu sử dụng điện. Nếu giai đoạn này làm qua loa, mọi bước sau đó đều có nguy cơ sai lệch hoặc không khả thi.
Nội dung khảo sát cần bao gồm:
-
Loại hình công trình (nhà xưởng, trung tâm thương mại, chung cư, văn phòng, khách sạn...).
-
Mặt bằng kiến trúc tổng thể và chi tiết từng tầng.
-
Các khu vực chức năng cần cấp điện và tính chất phụ tải (liên tục, gián đoạn, quan trọng...).
-
Các yêu cầu đặc biệt về kỹ thuật điện: máy phát, ATS, UPS, hệ thống PCCC, phòng server, phòng sạch...
-
Hạ tầng cấp điện hiện có, nếu là công trình cải tạo: vị trí tủ điện cũ, cáp hiện hữu, khả năng mở rộng.
Yêu cầu kỹ thuật cần xác định:
-
Công suất yêu cầu tổng thể và theo từng khu vực.
-
Các tải ưu tiên cần cấp điện không gián đoạn.
-
Yêu cầu về hệ số công suất, nhu cầu bù công suất phản kháng.
-
Mức độ dự phòng cần thiết trong hệ thống (tủ dự phòng, máy phát, ATS, UPS...).
Lưu ý: Nên làm việc trực tiếp với chủ đầu tư, đơn vị thiết kế kiến trúc và các bên liên quan ngay từ đầu để đảm bảo tính đồng bộ trong phương án kỹ thuật.
Bước 2: Tính toán phụ tải và lựa chọn sơ đồ cấp điện
Sau khi khảo sát xong, bước tiếp theo là tiến hành tính toán phụ tải chi tiết, xác định nhu cầu cấp điện và lựa chọn sơ đồ cấp điện phù hợp. Đây là bước quan trọng giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, tránh quá tải hoặc lãng phí thiết bị.
Các công việc chính bao gồm:
-
Tính công suất của từng nhóm tải (chiếu sáng, ổ cắm, HVAC, động lực...).
-
Áp dụng hệ số sử dụng (Ksd) và hệ số đồng thời (Ksđt) tùy theo loại công trình và nhóm tải.
-
Tính tổng công suất đặt, công suất tính toán, công suất cực đại, và công suất tác dụng.
-
Xác định hệ số công suất yêu cầu (thường ≥ 0.9).
-
Dự phòng tăng trưởng phụ tải trong tương lai (thường cộng thêm 20–30%).
Sơ đồ cấp điện cần được chọn dựa vào các yếu tố:
-
Quy mô và độ phức tạp của công trình.
-
Mức độ yêu cầu liên tục của nguồn điện.
-
Tính dễ quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống.
Một số loại sơ đồ phân phối điện thông dụng:
-
Sơ đồ cấp điện kiểu xuyên tâm (radial): đơn giản, tiết kiệm chi phí, phù hợp công trình nhỏ.
-
Sơ đồ vòng (ring): độ an toàn cao hơn, có tính dự phòng, dùng trong nhà máy hoặc bệnh viện.
-
Sơ đồ kép (dual supply): hai nguồn cấp riêng biệt, đảm bảo không gián đoạn, thường dùng cho tải quan trọng.
-
Sơ đồ có ATS, UPS: cấp điện liên tục cho thiết bị trọng yếu như trung tâm dữ liệu, hệ thống PCCC, phòng điều hành.
Bước 3: Thiết kế sơ đồ nguyên lý và lựa chọn thiết bị
Sau khi xác định được công suất và sơ đồ cấp điện, kỹ sư tiến hành xây dựng sơ đồ nguyên lý cấp điện (sơ đồ một sợi) và lựa chọn thiết bị phù hợp.
Sơ đồ một sợi cần thể hiện rõ:
-
Nguồn cấp chính và dự phòng.
-
Các cấp phân phối: tủ tổng, tủ tầng, tủ nhánh, và các phụ tải.
-
Cách thức nối đất, chống sét, bảo vệ chống rò điện.
-
Thiết bị đóng cắt: MCCB, MCB, RCD, ACB, máy cắt không khí…
-
Các điểm đo lường, giám sát từ xa nếu có (qua Modbus, TCP/IP…).
Lựa chọn thiết bị cần đảm bảo:
-
Đúng dòng điện định mức (In), đúng dòng cắt ngắn mạch (Icu).
-
Có chức năng bảo vệ phù hợp: quá tải, ngắn mạch, rò điện, bảo vệ động cơ…
-
Có khả năng phối hợp với các thiết bị khác trong cùng hệ thống (đảm bảo chọn lọc bảo vệ).
-
Tuân thủ các tiêu chuẩn hiện hành như IEC 60947, IEC 60364, TCVN 9206...
Một điểm quan trọng mà kỹ sư mới thường bỏ sót là phối hợp thiết bị sao cho khi xảy ra sự cố, chỉ thiết bị gần nơi sự cố cắt, không làm mất điện cả hệ thống.
Bước 4: Tính toán tiết diện dây, sụt áp và dòng ngắn mạch
Tính toán chính xác tiết diện dây và các thông số kỹ thuật liên quan là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn, ổn định và tiết kiệm chi phí trong vận hành hệ thống điện.
Các bước tính toán bao gồm:
-
Tính tiết diện dây dẫn dựa trên:
-
Dòng điện tải (I).
-
Loại dây dẫn (đồng hoặc nhôm).
-
Điều kiện lắp đặt (âm tường, trong ống, treo máng cáp…).
-
Nhiệt độ môi trường và số mạch đi chung.
-
-
Tính sụt áp trên toàn tuyến:
-
Đảm bảo sụt áp từ tủ tổng đến tải không vượt quá 5% (theo TCVN).
-
Với tải nhạy cảm, nên giới hạn sụt áp ở mức 3%.
-
-
Tính dòng ngắn mạch tại các điểm chính:
-
Giúp xác định khả năng chịu sự cố của thiết bị đóng cắt.
-
Chọn MCB/MCCB có dòng cắt lớn hơn dòng ngắn mạch lớn nhất tại vị trí lắp đặt.
-
Lưu ý: Trong công trình có chiều dài cấp điện lớn hoặc nhiều tầng, cần chia tải và cấp điện hợp lý để tránh tiết diện dây quá lớn và tổn hao điện năng.
Bước 5: Bố trí thiết bị hợp lý và đảm bảo khả năng thi công
Một bản thiết kế tốt không chỉ đảm bảo kỹ thuật mà còn phải thi công được, dễ lắp đặt và thuận tiện bảo trì sau này.
Một số nguyên tắc bố trí cần lưu ý:
-
Tủ điện phải được đặt ở vị trí dễ tiếp cận, có thông gió, không bị ngập nước hay tác động nhiệt độ.
-
Tuyến cáp nên đi theo đường ngắn nhất, dễ thi công, hạn chế giao cắt với các hệ thống khác.
-
Không nên thiết kế ống/cáp quá sát trần bê tông hoặc âm tường quá sâu.
-
Tủ điện nên để chừa 20–30% vị trí cho thiết bị dự phòng trong tương lai.
-
Với công trình lớn, nên chia khu vực cấp điện theo tầng/khu vực để dễ kiểm soát và giảm tổn hao.
Ngoài ra, thiết kế phải thể hiện rõ hệ thống tiếp địa (nối đất an toàn), hệ thống chống sét lan truyền, hệ thống báo cháy nếu liên quan đến tủ điện trung tâm.
Một hệ thống điện công trình không gặp sự cố phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng thiết kế ban đầu. Khi thực hiện đủ và đúng 5 bước sau:
-
Khảo sát hiện trạng và xác định nhu cầu rõ ràng.
-
Tính toán tải, chọn sơ đồ cấp điện phù hợp.
-
Thiết kế sơ đồ nguyên lý và chọn đúng thiết bị.
-
Tính toán chi tiết cáp, sụt áp và dòng ngắn mạch.
-
Bố trí hợp lý, đảm bảo khả năng thi công và vận hành.
Kỹ sư thiết kế sẽ hạn chế được tối đa rủi ro và đem lại một hệ thống an toàn, ổn định, dễ vận hành và tiết kiệm chi phí lâu dài.
GIỚI THIỆU ĐƠN VỊ CUNG CẤP DỊCH VỤ TƯ VẤN THIẾT KẾ & THI CÔNG UY TÍN
Tầm quan trọng của các đơn vị thi công là không thể phủ nhận, uy tín của họ sẽ đảm bảo chất lượng và tính thẩm mỹ cho công trình của bạn. Hiện nay, có rất nhiều đơn vị cung cấp dịch vụ thiết kế và thi công để đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng tăng cao tại nước ta. Do đó, việc tìm kiếm một đơn vị uy tín không phải là điều dễ dàng và đòi hỏi bạn phải dành thời gian tìm hiểu. Trong quá trình lựa chọn, bạn cần tìm hiểu thật kỹ và đảm bảo rằng đơn vị đi cùng phải có chuyên môn cao, nhiều năm kinh nghiệm, có hợp đồng ký kết rõ ràng, chi phí minh bạch,... Để giúp khách hàng tiết kiệm thời gian tìm kiếm, Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú tự tin rằng sẽ là sự lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.
Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú với sứ mệnh cung cấp các giải pháp và dịch vụ tốt nhất, xây dựng cộng đồng thịnh vượng cùng khách hàng, Hưng Nghiệp Phú đang từng bước khẳng định thương hiệu của mình thông qua sự hợp tác chân thành, với đội ngũ lãnh đạo có năng lực đạo đức, sáng tạo, chuyên môn cao và tầm nhìn chiến lược. Hưng Nghiệp Phú sở hữu đội ngũ nhân viên lành nghề, trình độ cao sẽ mang đến cho khách hàng những công nghệ chất lượng tốt nhất.
Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú - chuyên thi công các công trình dân dụng và công nghiệp. Chúng tôi mong muốn đồng hành cùng khách hàng trong các dự án xây dựng cũng như các thủ tục liên tục như sơ đồ quy hoạch, xin giấy phép xây dựng, hoàn thiện thủ tục, xin cấp chứng chỉ phòng cháy chữa cháy,... Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào hoặc đang có nhu cầu thiết kế, hoàn thiện thủ tục, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn miễn phí!
>>> Xem thêm:
_____________________
THÔNG TIN LIÊN HỆ HỢP TÁC:
Facebook: Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú (興業富)
Đường dây nóng: 1800.3368 (Miễn phí)
Trang web: xaydunghungnghiepphu.com
Gmail: kinhdoanh01@xaydunghungnghiepphu.com
Địa chỉ: Số 2034D, tổ 22, Ấp Phước Thái, P. Thái Hòa, TP. Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương
------
Nguồn: Tổng hợp từ Internet
