Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Năng Công Trình

Giáo trình kỹ thuật điện nước công trình ngành công nghệ kỹ thuật tài nguyên nước cao đẳng cung cấp kiến thức chuyên sâu và ứng dụng thực tiễn.

• Tác giả: Nguyễn Trường Sinh
• Trường học: Cao đẳng Xây dựng số 1
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Năng Công Trình Cao Đẳng
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. BÀI 1: MẠCH ĐIỆN, KHÍ CẦN ĐIỆN
• 1.1. Mục tiêu
• 1.2. Tổng quan về hệ thống điện
• 1.3. Khái niệm
• 1.3.1. Mạch điện
• 1.3.2. Điện áp
• 1.3.3. Dòng điện
• 1.3.4. Công suất
• 1.3.5. Điện năng tiêu thụ
• 1.4. Nguồn điện
• 1.4.1. Nguồn điện một chiều (DC)
• 1.4.2. Nguồn điện xoay chiều (AC)
• 1.4.2.1. Máy phát điện xoay chiều 3 pha
• 1.4.2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc
• 1.4.2.3. Cách đấu dây nguồn và tải 3 pha
• 1.5. Các dạng nguồn điện ở Việt Nam hiện nay
• 1.6. Sự đàn hồi giữa các khâu trong hệ thống điện
• 1.6.1. Phân tải điện
• 1.6.2. Các tham số quan trọng trong tính toán phân tải
• 1.6.3. Phân loại phân tải điện

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Năng Công Trình Cao Đẳng

Giáo trình Kỹ thuật điện năng công trình cao đẳng là tài liệu quan trọng, cung cấp kiến thức cơ bản và chuyên sâu về hệ thống điện trong công trình xây dựng. Tài liệu này được biên soạn nhằm phục vụ cho việc giảng dạy và học tập trong ngành công nghệ kỹ thuật tài nguyên nước. Nội dung giáo trình bao gồm các khái niệm cơ bản về điện năng, các loại mạch điện, và các thiết bị điện thường gặp trong công trình.

1.1. Mục tiêu của Giáo Trình Kỹ Thuật Điện

Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cần thiết về kỹ thuật điện, từ lý thuyết đến thực hành. Sinh viên sẽ hiểu rõ về các hệ thống điện, cách thiết kế và lắp đặt các thiết bị điện trong công trình.

1.2. Đối tượng sử dụng Giáo Trình

Giáo trình này được thiết kế cho sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật điện, các giảng viên và những người làm việc trong lĩnh vực xây dựng và điện năng.

II. Những Thách Thức trong Kỹ Thuật Điện Năng Công Trình

Trong quá trình học tập và ứng dụng kỹ thuật điện năng công trình, sinh viên và kỹ sư thường gặp phải nhiều thách thức. Những thách thức này bao gồm việc hiểu rõ các quy định an toàn điện, cách tính toán và thiết kế hệ thống điện hiệu quả, cũng như việc bảo trì và sửa chữa các thiết bị điện.

2.1. Vấn đề An toàn Điện trong Công Trình

An toàn điện là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong kỹ thuật điện. Việc không tuân thủ các quy định an toàn có thể dẫn đến tai nạn nghiêm trọng, ảnh hưởng đến tính mạng và tài sản.

2.2. Khó khăn trong Thiết Kế Hệ Thống Điện

Thiết kế hệ thống điện đòi hỏi kiến thức sâu rộng về các loại thiết bị, cách tính toán tải điện và phân phối điện năng. Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc áp dụng lý thuyết vào thực tế.

III. Phương Pháp Giải Quyết Vấn Đề Kỹ Thuật Điện Năng

Để giải quyết các vấn đề trong kỹ thuật điện năng công trình, cần áp dụng các phương pháp khoa học và thực tiễn. Việc học hỏi từ các tài liệu, tham gia các khóa đào tạo và thực hành là rất cần thiết.

3.1. Áp dụng Công Nghệ Mới trong Thiết Kế

Công nghệ mới giúp cải thiện hiệu suất và độ an toàn của hệ thống điện. Việc sử dụng phần mềm thiết kế điện hiện đại có thể giúp sinh viên và kỹ sư dễ dàng hơn trong việc tính toán và mô phỏng.

3.2. Đào Tạo và Thực Hành Thực Tế

Đào tạo thực hành là một phần quan trọng trong quá trình học tập. Sinh viên cần tham gia vào các dự án thực tế để áp dụng kiến thức đã học vào thực tiễn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Kỹ Thuật Điện Năng

Kỹ thuật điện năng công trình có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống. Từ việc cung cấp điện cho các công trình xây dựng đến việc bảo trì và sửa chữa các thiết bị điện, kỹ thuật điện năng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của xã hội.

4.1. Cung Cấp Điện cho Công Trình Xây Dựng

Việc cung cấp điện cho các công trình xây dựng là rất quan trọng. Kỹ thuật viên cần đảm bảo rằng hệ thống điện được lắp đặt đúng cách và an toàn.

4.2. Bảo Trì và Sửa Chữa Thiết Bị Điện

Bảo trì và sửa chữa thiết bị điện là một phần không thể thiếu trong kỹ thuật điện. Việc này giúp đảm bảo hệ thống điện hoạt động hiệu quả và an toàn.

V. Kết Luận về Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Năng Công Trình

Giáo trình Kỹ thuật điện năng công trình cao đẳng là tài liệu quý giá cho sinh viên và giảng viên. Nó không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn giúp sinh viên áp dụng vào thực tiễn. Việc nắm vững kiến thức trong giáo trình sẽ giúp sinh viên tự tin hơn trong công việc sau này.

5.1. Tương Lai của Kỹ Thuật Điện Năng

Kỹ thuật điện năng sẽ tiếp tục phát triển với sự tiến bộ của công nghệ. Sinh viên cần cập nhật kiến thức mới để đáp ứng yêu cầu của thị trường lao động.

5.2. Khuyến Khích Nghiên Cứu và Phát Triển

Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực kỹ thuật điện năng là rất cần thiết. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng giáo dục mà còn đóng góp vào sự phát triển của ngành công nghiệp điện.

Nội dung chính

GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT ĐIỆN NƯỚC CÔNG TRÌNH

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình Kỹ thuật điện nước công trình là tài liệu giảng dạy và học tập chuyên môn thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng cho ngành Công nghệ kỹ thuật tài nguyên nước. Tài liệu được ban hành chính thức theo Quyết định số 389ĐT/QĐ-CĐXD1 ngày 30 tháng 9 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 thuộc Bộ Xây dựng. Đội ngũ biên soạn gồm nhóm giảng viên Bộ môn Máy điện xây dựng: ThS. Nguyễn Trường Sinh (Chủ biên) và kỹ sư/giảng viên Lê Anh Đức.

Mục tiêu học tập của giáo trình là trang bị cho người học hệ thống kiến thức nền tảng về mạch điện, phương pháp nhận biết và phân loại các loại khí cụ điện, kỹ thuật tính toán phụ tải tiêu thụ, quy trình lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp điện theo điều kiện kỹ thuật, cùng năng lực đọc hiểu các bản vẽ hệ thống điện trong công trình xây dựng.

Giáo trình được cấu trúc thành 03 bài học chính theo logic tiếp cận từ lý thuyết cơ sở đến tính toán thực hành:

• Bài 1: Mạch điện, khí cụ điện.
• Bài 2: Lựa chọn tiết diện dây, cáp và khí cụ điện.
• Bài 3: Bản vẽ điện trong công trình.

Điểm đặc thù của giáo trình là việc tích hợp các quy chuẩn kỹ thuật điện hiện hành của Việt Nam, cập nhật dữ liệu vận hành hệ thống điện quốc gia thực tế, đồng thời cung cấp các công thức tính toán kết hợp bảng tra thông số dây dẫn và khí cụ bảo vệ từ các nhà sản xuất công nghiệp thực tế.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc giáo trình thể hiện trình tự phát triển nội dung logic và chặt chẽ qua các bài học:

• Bài 1: Mạch điện, khí cụ điện:

  • Trình bày tổng quan về hệ thống điện, các cấp điện áp danh định (Hạ áp $\le 1\text{ kV}$; Trung áp $1\text{ kV} - 35\text{ kV}$; Cao áp $110\text{ kV} - 500\text{ kV}$) và bảng quy định khoảng cách an toàn điện lưới (từ $0,3\text{ m}$ đến $4,5\text{ m}$).
  • Phân tích bản chất các đại lượng mạch điện xoay chiều: Điện áp $U_{AB} = V_A - V_B$, dòng điện $I$, công suất tác dụng $P$ ($\text{W}$), công suất phản kháng $Q$ ($\text{VAr}$), công suất biểu kiến $S$ ($\text{VA}$), hệ số công suất $\cos\phi$, và điện năng tiêu thụ $A = P \cdot t$.
  • Khảo sát mạch điện xoay chiều 3 pha (nối hình sao Y với $I_d = I_p, U_d = \sqrt{3}U_p$; nối hình tam giác $\Delta$ với $U_d = U_p, I_d = \sqrt{3}I_p$).
  • Phân loại phụ tải điện (loại 1, 2, 3 theo độ tin cậy cung cấp điện) và các thông số công suất: $P_{đm}, P_{tb}, P_{max}, P_{tt}$.
  • Phân loại và cấu tạo vật liệu dẫn điện: Dây trần (đồng M, nhôm A, nhôm lõi thép AC), dây bọc PVC, cáp bọc XLPE.
  • Cấu tạo, nguyên lý và điều kiện lựa chọn khí cụ điện: Công tắc cơ bản và công tắc hành trình (tiếp điểm NO/NC), nút ấn, cầu chì (dây chảy, đặc tính ampe - giây, phân loại nhóm g, nhóm a), cầu dao (1 pha, 3 pha), và các nhóm Aptomat (MCB, MCCB, RCCB, RCBO, ELCB).

• Bài 2: Lựa chọn tiết diện dây, cáp và khí cụ điện:

  • Thiết lập phương pháp tính toán công suất chiếu sáng ($P_{cs} = S \cdot p_0$ hoặc $P_{cs} = \sum P_i \cdot K_{ci}$) và công suất động lực ($P_{đl} = \sum P_{đmi} \cdot b_i$).
  • Công thức tính toán dòng điện phụ tải 1 pha ($I_{tt} = \frac{P_{tt}}{U_{đm} \cdot \cos\phi}$) và 3 pha ($I_{tt} = \frac{P_{đm} \cdot b}{\sqrt{3} U_{đm} \cdot \eta \cdot \cos\phi}$).
  • Phương pháp kiểm tra và chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nhiệt ($I_{tt} \le I_{cp} \cdot K_1 \cdot K_2$), kiểm tra theo tổn thất điện áp cho phép và độ bền cơ học.

• Bài 3: Bản vẽ điện trong công trình:

  • Hướng dẫn đọc và thiết lập sơ đồ nguyên lý phân phối điện, ký hiệu quy ước đồ họa trên mặt bằng chiếu sáng và động lực.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình cung cấp nền tảng lý thuyết thông qua:

1. Lý thuyết mạch điện xoay chiều: Mối quan hệ giữa các thành phần công suất theo dạng số phức $S = P + jQ$, định luật Jun - Lenxơ về sự phát nóng của vật dẫn khi mang tải.
2. Nguyên lý bảo vệ tự động: Cơ chế tác động điện từ khi xảy ra sự cố ngắn mạch, cơ chế tác động nhiệt khi xảy ra quá tải, và nguyên lý mạch từ vòng xuyến Ferrite cảm ứng dòng rò vi sai ($I_t = I_P - I_N > 0$) trong thiết bị RCBO.
3. Quy chuẩn tính toán cung cấp điện: Nguyên tắc phân loại phụ tải theo độ tin cậy và phương pháp xác định phụ tải tính toán $P_{tt}$ với sai số kỹ thuật cho phép trong phạm vi $10%$.

Kỹ năng phát triển

Người học hoàn thiện các nhóm kỹ năng chuyên môn:

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Nhận diện chính xác ký hiệu, mã hiệu cáp (như Cu/XLPE/PVC, CVV) và thông số trên nhãn máy đóng cắt (dòng định mức $I_n$, dòng chỉnh định $I_r$, dòng cắt ngắn mạch $I_{cu}, I_{cs}, I_{cw}$, đặc tính tác động tải loại B, C, D trên MCB).
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích chế độ làm việc dài hạn, ngắn hạn lặp lại của phụ tải; xác định hệ số đồng thời $K_{đt}$, hệ số tải $b$ và hệ số mở máy $K_{mm}$ của động cơ.
• Kỹ năng thực hành (Practical competencies): Tra cứu bảng tiêu chuẩn để tính chọn tiết diện dây dẫn lõi đồng/nhôm kết hợp lựa chọn khí cụ bảo vệ đồng bộ với thông số phụ tải thực tế.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Giáo trình được biên soạn theo phương pháp sư phạm định hướng thực hành kỹ thuật, kết hợp giữa việc truyền đạt lý thuyết nguyên lý và quy trình giải quyết bài toán kỹ thuật thông qua các ví dụ có số liệu đầy đủ.

Nội dung giảng dạy tập trung vào các trường hợp tính toán cụ thể:

• Bài toán chọn khí cụ bảo vệ: Tính chọn dòng định mức cho Aptomat bảo vệ phụ tải 1 pha sinh hoạt ($P_{đm} = 12\text{ kW}, K_{đt} = 0,8, \cos\phi = 0,87$) hoặc phụ tải động cơ 3 pha ($P_{đm} = 22\text{ kW}, b = 0,8, \cos\phi = 0,86, \eta = 0,89$).
• Bài toán thiết kế đường dây phụ tải hỗn hợp: Hướng dẫn từng bước tính toán dòng điện làm việc cho 3 động cơ điện không đồng bộ 3 pha (Đ1: $48\text{ kW}$; Đ2: $10\text{ kW}$; Đ3: $5,8\text{ kW}$) cùng tải chiếu sáng $17\text{ kW}$ trên lưới điện $U_d = 380\text{ V}$. Hướng dẫn tra cứu hệ số nhiệt độ môi trường $K_1$, hệ số làm mát cáp $K_2$ tương ứng với các phương pháp lắp đặt (phương pháp đặt cáp E trên máng, B1 trong ống dẫn trên tường, hoặc D chôn trực tiếp trong đất ở $25^\circ\text{C}$) để chọn tiết diện dây đồng XLPE ($F = 35\text{ mm}^2, 2,5\text{ mm}^2$) và dây PVC ($F = 6\text{ mm}^2$).

Phương pháp đánh giá kết quả học tập bao gồm:

1. Trả lời câu hỏi tự luận ở cuối bài học về bản chất mạch điện, công thức quan hệ đại lượng pha/dây, cấu tạo và nguyên lý của khí cụ đóng cắt.
2. Kiểm tra năng lực tính toán thông qua các bài tập thiết kế hệ thống cung cấp điện cục bộ.

Để tự học hiệu quả, người học cần nắm chắc các công thức toán học cơ bản, kết hợp việc đối chiếu giữa công thức lý thuyết và các bảng tra cứu thông số kỹ thuật tiêu chuẩn (TCVN) được đính kèm trong giáo trình.

---

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Giáo trình Kỹ thuật điện nước công trình (2021) thể hiện tính cập nhật thông qua việc tích hợp các dữ liệu thực tế và thiết bị công nghệ mới:

• Bổ sung các thiết bị bảo vệ hiện đại: Giáo trình mở rộng phân tích các thiết bị chống dòng rò vi sai độ nhạy cao (RCCB, RCBO, ELCB), giải thích chi tiết cấu tạo mạch từ hình vòng xuyến dây quấn vi sai và nguyên lý khuếch đại vi mạch điện tử tác động ngắt mạch ở ngưỡng sai biệt dòng rò $15\text{ mA} - 30\text{ mA}$ nhằm ngăn ngừa tai nạn điện giật.
• Tích hợp số liệu vận hành năng lượng quốc gia: Cung cấp số liệu chính thức theo Báo cáo tổng kết vận hành Hệ thống điện Quốc gia năm 2020, với tổng công suất đặt vượt $60.000\text{ MW}$. Giáo trình phân tích cụ thể cơ cấu và sự phân bố địa lý của các nguồn điện sơ cấp: thủy điện tập trung tại miền Bắc và miền Trung; nhiệt điện than tại miền Bắc và miền Nam; nguồn tuabin khí tại các mỏ khí Nam Côn Sơn, Cửu Long, PM3 (tổng công suất gần $7.000\text{ MW}$); cùng sự phát triển của điện gió và điện mặt trời (khoảng $6.000\text{ MW}$ tại miền Nam và $2.600\text{ MW}$ tại miền Trung).
• Gắn liền với sản phẩm công nghiệp thực tế: Dẫn chứng các mã định danh thương mại đang lưu hành: Dây bọc PVC của Cadisun (Cu/PVC 2c x 4 mm2), Trần Phú (CVV 2x6mm2), LS (Cu/PVC 1x2.5mm2); cáp điện lực Cu/XLPE/PVC 3c x 50 + 1c x 25 mm2 0.6/1kV; và dòng aptomat khối Mitsubishi MCCB NF400-SW 3P 400A cùng dòng chỉnh định MCCB NF400-SEW ($I_r = 200\text{A} - 400\text{A}$).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

Giáo trình được thiết kế chuyên biệt cho các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống đào tạo kỹ thuật:

• Sinh viên: Phục vụ trực tiếp cho sinh viên trình độ Cao đẳng thuộc ngành Công nghệ kỹ thuật tài nguyên nước, sinh viên các khối ngành Kỹ thuật Xây dựng, Cấp thoát nước, Kỹ thuật hạ tầng đô thị và Môi trường.
• Yêu cầu điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần trang bị kiến thức nền tảng về Vật lý đại cương (phần điện học, định luật Ôm, hiện tượng cảm ứng điện từ), Toán kỹ thuật (phép tính đại số, số phức, hình học lượng giác) và các quy chuẩn vẽ kỹ thuật cơ bản.
• Giảng viên: Sử dụng làm giáo trình giảng dạy chính thức cho mô-đun Kỹ thuật điện nước công trình theo khung chương trình của Trường Cao đẳng Xây dựng số 1; khai thác hệ thống dữ liệu, ví dụ mẫu và bảng thông số để biên soạn bài giảng, bài tập lớn và đề thi đánh giá.
• Cán bộ kỹ thuật và tự học: Dùng làm tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên thi công lắp đặt hệ thống cơ điện (M&E), nhân viên quản lý vận hành trạm bơm cấp thoát nước và cán bộ giám sát công trình xây dựng.

---

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?

Tài liệu phù hợp cho sinh viên trình độ cao đẳng ngành Công nghệ kỹ thuật tài nguyên nước, các ngành khối xây dựng công trình, cùng kỹ thuật viên thi công và quản lý hệ thống điện - nước tại công trường.

2. Cần kiến thức nền tảng nào trước khi tiếp cận giáo trình?

Người học cần có kiến thức cơ sở về vật lý điện học (dòng điện, điện áp, công suất, định luật Joule - Lenz), toán học kỹ thuật cơ bản và kỹ năng đọc các bản vẽ kỹ thuật xây dựng.

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt so với các tài liệu kỹ thuật điện chung?

Giáo trình đi thẳng vào ứng dụng thực tế trong công trình xây dựng: hướng dẫn tính chọn tiết diện dây dẫn theo các phương pháp lắp đặt thực tế (trong đất, máng cáp, ống ghen), tính chọn thiết bị bảo vệ (MCB, MCCB, RCBO) và dẫn chứng mã hiệu cáp, khí cụ thực tế trên thị trường.

4. Làm sao để tự học và làm chủ nội dung giáo trình hiệu quả?

Người học nên nắm vững lý thuyết đại lượng mạch điện và nguyên lý khí cụ ở Bài 1, sau đó thực hành giải tuần tự các bài tập tính chọn dây dẫn và khí cụ ở Bài 2 theo các bước chuẩn mực: tính $I_{tt}$, tra hệ số $K_1, K_2$, tính $I'_{cp}$ và đối chiếu bảng chọn mã dây.

5. Giáo trình có kèm theo tài liệu và bảng tra cứu bổ trợ nào?

Tài liệu cung cấp đầy đủ bảng phân loại cấp điện áp an toàn (Bảng 1-1), bảng suất công suất chiếu sáng $p_0$ cho từng loại công trình (nhà ở, trường học, bệnh viện), cùng hệ thống bảng tra dòng điện cho phép $I_{cp}$ và các hệ số hiệu chỉnh $K_1, K_2$ theo tiêu chuẩn kỹ thuật lắp đặt.

---

Kết luận (150 từ)

Giáo trình Kỹ thuật điện nước công trình do ThS. Nguyễn Trường Sinh chủ biên cung cấp hệ thống kiến thức hoàn chỉnh về cấu trúc mạch điện, nguyên lý làm việc của khí cụ bảo vệ và quy trình tính toán lựa chọn mạng lưới dây dẫn cho công trình xây dựng.

Lộ trình học tập được thiết lập rõ ràng:

1. Tiếp thu lý thuyết đại lượng điện xoay chiều và nguyên tắc an toàn điện.
2. Nắm vững cấu tạo, đặc tính làm việc của thiết bị đóng cắt - bảo vệ.
3. Thực hành kỹ năng tính toán phụ tải và tra bảng chọn tiết diện dây dẫn.
4. Triển khai và đọc hiểu bản vẽ hệ thống điện công trình.

Tài liệu là cơ sở học thuật và kỹ thuật thực hành cho người học ngành Công nghệ kỹ thuật tài nguyên nước và các ngành kỹ thuật liên quan đến xây dựng hạ tầng công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ XÂY DỰNG TR¯âNG CAO ĐÀNG XÂY DĀNG Sà 1 GIÁO TRÌNH MÔN HàC/MÔ ĐUN: KĀ THUÀT ĐIàN N¯àC CÔNG TRÌNH NGÀNH/NGHÄ: CÔNG NGHà KĀ THUÀT TÀI NGUYÊN N¯àC TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 389ĐT/QĐ-CĐXD1, ngày 30 tháng 9 năm 2021 Của Hiệu trưởng trường CĐXD số 1 Hà nội, năm 2021 1 TUYÊN Bà BÀN QUYÄN Tài liáu này thußc lo¿i sách giáo trình nên các ngußn thông tin có thể đ°ÿc phép dùng nguyên bÁn hoặc trích dùng cho các māc đích vÅ đào t¿o và tham khÁo. Mái māc đích khác mang tính lách l¿c hoặc sử dāng vái māc đích kinh doanh thiÃu lành m¿nh sÁ bß nghiêm c¿m. 3 LâI NÓI ĐÀU Giáo trình Kā thuÁt đián n°ác công trình (KTĐNCT) đ°ÿc biên so¿n nh¿m phāc vā cho giÁng d¿y và hác tÁp cho trình đß Cao đÁng ngành Công nghá kā thuÁt tài nguyên n°ác å tr°ãng Cao đÁng Xây dāng sá 1. Kā thuÁt đián n°ác công trình là môn hác chuyên môn ngành nh¿m cung c¿p các kiÃn thức vÅ m¿ch đián, khí cā đián, bÁn vÁ đián và lāa chán tiÃt dián dây d¿n sử dāng cho công trình xây dāng.

Giáo trình Kā thuÁt đián n°ác công trình do bß môn Máy đián xây dāng gßm: ThS.Nguyßn Tr°ãng Sinh làm chủ biên và các thÁy cô đã và đang giÁng d¿y trāc tiÃp trong bß môn cùng tham gia biên so¿n. Giáo trình này đ°ÿc viÃt theo đÅ c°¡ng môn hác Kā thuÁt đián n°ác công trình đã đ°ÿc Tr°ãng CĐXD1 ban hành. Ngoài ra giáo trình còn bá sung thêm mßt sá kiÃn thức mà trong các giáo trình tr°ác ch°a đÅ cÁp tái. Nßi dung gßm 03 bài sau: Bài 1.

Lāa chán tiÃt dián dây, cáp và khí cā đián. BÁn vÁ đián trong công trình. Trong quá trình biên so¿n, nhóm giÁng viên Bß môn Máy đián của Tr°ãng Cao đÁng Xây dāng Sá 1 - Bß Xây dāng, đã đ°ÿc sā đßng viên quan tâm và góp ý của các đßng chí lãnh đ¿o, các đßng nghiáp trong và ngoài tr°ãng. Mặc dù có nhiÅu cá gÃng, nh°ng trong quá trình biên so¿n, biên tÁp và in ¿n khó tránh khßi nhÿng thiÃu sót.

Tác giÁ r¿t mong nhÁn đ°ÿc các góp ý, ý kiÃn phê bình, nhÁn xét của ng°ãi đác để giáo trình đ°ÿc hoàn thián h¡n. Trân tráng cÁm ¡n! Hà Nßi, ngày……tháng……năm……… Tham gia biên so¿n 1. Nguyßn Tr°ãng Sinh - Chủ biên 2. Lê Anh Đức 4 BÀI 1.

M¾CH ĐIàN, KHÍ CĀ ĐIàN. Māc tiêu: - Trình bày đ°ÿc khái niám vÅ m¿ch đián, ngußn đián, phā tÁi đián; - NhÁn biÃt đ°ÿc các lo¿i dây d¿n th°ãng dùng trong công trình dân dāng; - Trình bày đ°ÿc khái niám vÅ đián áp, dòng đián, công su¿t của m¿ch đián xoay chiÅu; - Trình bày đ°ÿc công dāng, phân lo¿i, ký hiáu của các lo¿i công tÃc, cÁu chì, cÁu dao, aptomat; - Trình bày đ°ÿc điÅu kián lāa chán cÁu chì, cÁu dao, aptomat. Táng quan vÅ há tháng đián: Ngày nay khi nói đÃn há tháng năng l°ÿng, thông th°ãng ng°ãi ta th°ãng hình dung nó là há tháng đián, đó không phÁi là hián t°ÿng ng¿u nhiên mà nó chính là bÁn ch¿t của v¿n đÅ. Lý do là å chỗ năng l°ÿng đián đã có °u thà trong sÁn xu¿t, khai thác và truyÅn tÁi, cho nên hÁu nh° toàn bß năng l°ÿng đang khai thác đ°ÿc trong tā nhiên ng°ãi ta đÅu chuyển đái nó thành đián năng tr°ác khi sử dāng nó.

Từ đó hình thành mßt há tháng đián nh¿m truyÅn tÁi, phân phái và cung c¿p đián năng đÃn từng hß sử dāng đián. Mßt sá đặc điểm của đián năng: + Dß chuyển hoá thành các d¿ng năng l°ÿng khác (quang, nhiát, c¡ năng…). + Dß truyÅn tÁi và truyÅn tÁi vái hiáu su¿t khá cao. + Không có sẵn trong tā nhiên, đÅu đ°ÿc khai thác rßi chuyển hoá thành đián năng.

ä n¡i sử dāng đián năng l¿i dß dàng chuyển thành các d¿ng năng l°ÿng khác. Ngày nay phÁn lán năng l°ÿng tā nhiên khác đ°ÿc khai thác ngay t¿i chỗ rßi đ°ÿc đái thành đián năng (Ví dā Nhà máy nhiát đián th°ãng đ°ÿc xây dāng t¿i n¡i gÁn ngußn than, khí đát…; nhà máy thủy đián gÁn ngußn n°ác…). Đó cũng chính là lý do xu¿t hián há tháng truyÅn tÁi, phân phái và cung c¿p đián năng mà chúng ta th°ãng gái là há tháng đián. + Đián năng sÁn xu¿t ra, nói chung không tích trÿ đ°ÿc.

Vì vÁy t¿i mái thãi điểm luôn luôn phÁi đÁm bÁo cân b¿ng giÿa l°ÿng đián năng sÁn xu¿t ra vái đián năng tiêu thā. + Quá trình vÅ đián xÁy ra r¿t nhanh. + Đián năng là ngußn năng luÿng chính của các ngành: công nghiáp nặng, công nghiáp nhẹ. và là điÅu kián quan tráng để phát triển các đô thß và khu dân c°.

Đßnh nghĩa: Đián năng sau khi sÁn xu¿t ra từ các ngußn phát sÁ đ°ÿc truyÅn tÁi - cung c¿p, phân phái tái các hß tiêu thā đián nhã m¿ng l°ái đián. Há tháng đián bao gßm toàn bß các khâu phát đián - truyÅn tÁi - cung c¿p, phân phái đÃn các hß tiêu thā đián. M¿ng l°ái đián bao gßm hai bß phÁn chủ yÃu: đ°ãng dây tÁi đián và các tr¿m biÃn áp khu vāc. Các khâu trong há tháng đián nói chung C¿p đián áp đßnh mức của m¿ng đián đ°ÿc chán càng cao thì công su¿t truyÅn tÁi và đß dài truyÅn tÁi càng lán.

C¿p đián áp đßnh mức càng cao thì ván đÁu t° xây dāng cũng nh° chi phí vÁn hành và tính phức t¿p của m¿ng đián cũng tăng theo. C¿p đián áp là mßt trong nhÿng giá trß của đián áp danh đßnh đ°ÿc sử dāng trong há tháng đián, bao gßm: - H¿ áp là c¿p đián áp danh đßnh đÃn 01 kV; 6 - Trung áp là c¿p đián áp danh đßnh trên 01 kV đÃn 35 kV, gßm 6; 10; 15; 22; 35 kV; - Cao áp là c¿p đián áp danh đßnh trên 35 kV, gßm 110; 220; 500 kV; Quy đßnh khoÁng cách an toàn vái các lo¿i đián áp: chú ý giÿ khoÁng cách an toàn tái thiểu theo bÁng d°ái đây để tránh các nguy c¡, hiểm háa có thể xẩy ra hÁu quÁ nghiêm tráng d¿n đÃn sā cá m¿t đián và tai n¿n đián d¿n đÃn tử vong khi vi ph¿m khoÁng cách gÁn đ°ãng dây đang có đián: BÁng 1 - 1. Quy đßnh khoÁng cách an toàn vái các lo¿i đián áp C¿p đián áp KhoÁng cách an toàn tái thiểu Đián h¿ thà 0,3m Đián áp từ 1kV đÃn 15 kV 0,7m Đián áp từ 15kV đÃn 35 kV 1,00m Đián áp từ 35kV đÃn 110 kV 1,50m Đián áp từ 110kV đÃn 220 kV 2,50m Đián áp từ 220kV đÃn 500 kV 4,50m 1. Khái niám: M¿ch đián là tÁp hÿp các thiÃt bß đián nái vái nhau b¿ng các dây d¿n t¿o thành nhÿng vòng kín trong đó dòng đián có thể ch¿y qua.

M¿ch đián th°ãng gßm các phÁn tử sau: ngußn đián, phā tÁi, dây d¿n. KÃt c¿u hình hác của m¿ch đián: - Nhánh: là bß phÁn của m¿ch đián gßm các phÁn tử nái tiÃp nhau trong đó có cùng dòng đián ch¿y qua. - Nút: là chỗ gặp nhau của từ 3 nhánh trå lên. - Vòng: là lái đi khép kín qua các nhánh.

Ví dā vÅ m¿ch đián Trong đó: - M¿ch gßm: MF - ngußn đián; Đ (bóng đèn), ĐC (đßng c¡) - phā tÁi; và dây d¿n nái kín từ MF sang Đ, ĐC - KÃt c¿u của m¿ch đián gßm: + 3 nhánh là: nhánh 1 (MF - máy phát đián), nhánh 2 (Đ - bóng đèn), nhánh 3 (ĐC - đßng c¡ đián). Các đ¿i l°ÿng của há tháng đián: 1. Đián áp: Đián áp là hiáu sá đián thà giÿa hai điểm khác nhau của m¿ch đián. Th°ãng mßt điểm nào đó của m¿ch đ°ÿc chán làm điểm gác có đián thà b¿ng 0 (điểm nái đ¿t).

Táng quát h¡n, đián áp giÿa hai điểm A và B của m¿ch (ký hiáu là UAB) xác đßnh båi: UAB = VA – VB = -UBA (1.1) Vái VA và VB là đián thà của A và B so vái gác (điểm nói đ¿t hay còn gái là nái trung tính). - Ký hiáu: U - Đ¡n vß: V-volt - Để đo đián áp ta dùng Volt kà (Volt mét). a, Volt kÃ; b, Đßng hß v¿n năng Hình 1 - 4. Đo đián áp b¿ng đßng hß v¿n năng 1.

Dòng đián: Dòng đián là dòng chuyển dãi có h°áng của các h¿t mang đián trong vÁt d¿n d°ái tác đßng của đián tr°ãng. Dòng đián i vÅ trß sá b¿ng tác đß biÃn thiên của l°ÿng đián tích q qua tiÃt dián ngang mßt vÁt d¿n.2) Dòng đián trong m¿ch có chiÅu chuyển đßng từ n¡i có đián thà cao đÃn n¡i có đián thà th¿p, từ n¡i có mÁt đß h¿t tích đián d°¡ng cao đÃn n¡i có mÁt đß h¿t tích đián d°¡ng th¿p. C°ãng đß dòng đián là mßt đ¿i l°ÿng đặc tr°ng cho đß m¿nh yÃu của dòng đián, sá l°ÿng đián tử đi qua tiÃt dián của vÁt d¿n trong mßt đ¡n vß thãi gian. Dòng đián càng m¿nh thì c°ãng đß dòng đián càng lán và ng°ÿc l¿i.

Dòng đián chỉ sinh ra khi có đủ 3 yÃu tá bao gßm: + Ngußn đián (tức hiáu đián thÃ) + Phā tÁi (vÁt tiêu thā đián) + Dây d¿n 9 - Ký hiáu: I - Đ¡n vß: A-Ampe - Để đo đián áp ta dùng Ampe kà (ampe mét). Đo dòng đián dùng Máy biÃn dòng a. Đo dòng đián dùng Ampe kìm kÃt hÿp Ampe kà Hình 1 - 6. Đo gián tiÃp dòng đián Dòng đián xoay chiÅu hay còn đ°ÿc gái là dòng đián AC (Alternating Current).

Đây là dòng đián có c°ãng đß và chiÅu thay đái theo thãi gian, sā thay đái này th°ãng tuÁn hoàn theo mßt chu kỳ nh¿t đßnh. Đß thß của dòng đián mßt chiÅu và xoay chiÅu. 10 Dòng đián mßt chiÅu (DC – Direct Current) là dòng chuyển đßng của các h¿t electron mang đián theo chiÅu chuyển đßng mßt h°áng nh¿t đßnh từ d°¡ng sang âm hay dòng chuyển đßng của các đián tử tā do. Công su¿t: * Công su¿t tác dāng: là công su¿t biÃn đái đián năng thành nhiát năng å đián trå hay biÃn đái thành năng l°ÿng khác sử dāng vào công viác có ích.

- Ký hiáu: P - Đ¡n vß: W - oát - Để đo công su¿t tác dāng ta dùng oát kÃ. Oát kà đo công su¿t tác dāng. - Biểu thức tính toán: M¿ng đián 1 pha: P = Up.4) Trong đó: P : công su¿t tác dāng (W) Up: là đián áp pha (V) Ud: là đián áp dây (V) Ip: là c°ãng dòng đián pha (A) Id: là c°ãng dòng đián dây(A) Cosφ: há sá công su¿t Công su¿t tiêu thā đián th°ãng đ°ÿc ghi trên các thiÃt bß (tÁi) tiêu thā đián. * Công su¿t phÁn kháng (còn gái là công su¿t vô công): biểu thß tác đß trao đái năng l°ÿng giÿa ngußn đián và phā tÁi.

- Ký hiáu: Q 11 - Đ¡n vß: Var – Volt ampe phÁn kháng - Để đo công su¿t phÁn kháng ta dùng Var kÃ. - Biểu thức tính toán: M¿ng đián 1 pha: Q = Up.