Giáo trình lắp đặt hệ thống cung cấp điện (nghề cơ điện nông thôn) trường cđ cộng đồng lào cai

1 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƢỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁOTRÌNH NỘI BỘ MÔ ĐUN LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NGHỀ CƠ ĐIỆN NÔNG THÔN (Áp dụng cho trình độ Sơ cấp) LƢU HÀNH NỘI BỘ NĂM 2017 2 LỜI GIỚI T[.]

1

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI

GIÁOTRÌNH

NỘI BỘ

MÔ ĐUN: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

NGHỀ : CƠ ĐIỆN NÔNG THÔN (Áp dụng cho trình độ Sơ cấp)

LƯU HÀNH NỘI BỘ NĂM 2017

2

LỜI GIỚI THIỆU

Lắp đặt hệ thống cung cấp điện là một trong những môđun chuyên môn được

biên soạn dựa trên chương trình khung và chương trình dạy nghề do Bộ Lao động -

Thương binh - Xã hội và Tổng cục Dạy nghề ban hành dành cho hệ sơ cấp Nghề Cơ

điện nông thôn

Giáo trình này được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu nhất, trong mỗi bài đều có ví dụ và bài tập áp dụng

để làm sáng tỏ lý thuyết

Khi biên soạn, tác giả đã dựa trên kinh nghiệm giảng dậy, tham khảo đồng nghiệp và tham khảo ở nhiều giáo trình hiện có để phù hợp với nội dung chương trình

đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên

soạn gắn với nhu cầu thực tế

Giáo trình này c ng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các ngành thuộc lĩnh vực điện dân dụng, điện cộng nghiệp, điện tử, cơ khí và cán bộ vận hành sửa chữ

máy điện

Trong quá trình biên soạn mặc dù đã có rất nhiều cố gắng song khó tránh khỏi những sai sót, nhầm lẫn và khiếm khuyết Tôi rất mong nhận được sự góp ý của Quý

đồng nghiệp và các bạn Học sinh - Sinh viên trong toàn Trường để giáo trình càng

hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp, cảm ơn Khoa Điện-Điện tử, Trường Cao đẳng Lào Cai đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tôi hoàn thành giáo trình

này

Lào Cai, ngày tháng năm 2017

Người biên soạn

GV Ngô Đức Hiếu

3

MỤC LỤC

1 Khái niệm chung về kỹ thuật lắp đặt điện

2 Cấu trúc mạng điện sinh hoạt gia đình

3 Các ký hiệu thường dùng

4 Khảo sát thực tế căn hộ

5 Tính toán hệ thống thiết bị điện trong căn hộ

6 Hoàn thiện bản thiết kế

6

7

9

15

18

23

Bài 2: Thiết kế mạng điện cho cơ sở sản xuất nhỏ 37

1 Khảo sát thực tế tại xưởng sản xuất

2 Tính toán phụ tải động lực và chiếu sáng

3 Tính chọn dây dẫn động lực và chiếu sáng

4 Tính chọn thiết bị đóng cắt và tủ điều khiển

5 Hoàn thiện bản thiết kế

37

38

40

43

45

1 Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị đóng cắt

2 Chuẩn bị vật liệu theo yêu cầu thiết kế

3 Lắp đặt chân đế của thiết bị đóng cắt

4 Lắp đặt và đấu dây vào thiết bị

5 Kiểm tra lại thiết bị đã được lắp đặt

53

54

55

55

55

1 Kiểm tra tình trạng thực tế của phụ tải

2 Lựa chọn vị trí đặt phụ tải

3 Lắp đặt phụ tải theo vị trí của bản thiết kế

4 Cấp điện cho phụ tải

5 Kiểm tra, đưa phụ tải vào hoạt động

56

57

60

61

62

1 Công dụng của việc nối đất và các phương pháp nối đất

2 Cấu tạo của hệ thống nối đất

3 Nghiên cứu bản vẽ thiết kế

4 Nội dung công việc

63

66

69

72

1 Khái niệm về chống sét

2 Nghiên cứu bản vẽ thiết kế

75

77

4

3 Chuẩn bị gia công vật liệu

4 Đo điện trở tiếp đất của hệ thống đường dây và cọc tiếp đất

5 Lắp thiết bị thu sét

6 Hàn nối hệ thống

7 Kiểm tra toàn bộ hệ thống

78

79

80

80

80

5

TẬP BÀI GIẢNG MÔ ĐUN MÁY ĐIỆN MỤC TIÊU:

* Kiến thức:

- Phân tích, tính toán, lựa chọn các thiết bị theo các loại sơ đồ lắp đặt một hệ thống điện

- Liệt kê, dự trù được các vật liệu, vật tư, phụ kiện chủ yếu cho đường dây theo

sơ đồ thiết kế

* Kỹ năng:

- Thiết kế và lắp đặt được mạng cung cấp điện các công trình sử dụng điện một pha, ba pha cỡ nhỏ;

- Kiểm tra, phát hiện sự cố và có biện pháp khắc phục những hư hỏng thông thường của mạng điện một pha, ba pha

* Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

- Tích cực, chủ động và nghiêm túc trong học tập, tác phong công nghiệp

NỘI DUNG:

6

Bài 1: Thiết kế mạng điện sinh hoạt gia đình

Mục tiêu:

- Khảo sát thực tế và thiết kế được mạng điện sinh hoạt để tiến hành lắp đặt điện;

- Phân tích, tính toán, lựa chọn các thiết bị theo các loại sơ đồ lắp đặt một hệ thống điện theo nội dung bài đã học;

- Rèn luyện tác phong công nghiệp

Nội dung:

1 Khái niệm chung về kỹ thuật lắp đặt điện

1.1.Tổ chức công việc lắp đặt điện

Nội dung tổ chức công việc bao gồm các hạng mục chính sau:

Kiểm tra và thống kê chính xác các hạng mục công việc cần làm theo thiết kế

và các bản vẽ thi công Lập bảng thống kê tổng hợp các trang thiết bị, vật tư, vật liệu cần thiết cho việc lắp đặt

Lập biểu đồ tiến độ lắp đặt, bố trí nhân lực phù hợp với trình độ, tay nghề bậc thợ, trình độ chuyên môn theo từng hạng mục, khối lượng và đối tượng công việc Lập biểu đồ điều động nhân lực, vật tư và các trang thiết bị theo tiến độ lắp đặt

Soạn thảo các phiếu công nghệ trong đó miêu tả chi tiết công nghệ, công đoạn cho tất cả các dạng công việc lắp đặt được đề ra theo thiết kế

Chọn và dự định lượng máy móc thi công, các dụng cụ phục vụ cho lắp đặt

c ng như các phụ kiện cần thiết để tiến hành công việc lắp đặt

Xác định số lượng các phương tiện vận chuyển cần thiết

Soạn thảo hình thức thi công mẫu để thực hiện các công việc lắp đặt điện cho các trạm mẫu hoặc các công trình mẫu

Soạn thảo các biện pháp an toàn về kỹ thuật

Việc áp dụng thiết kế tổ chức công việc lắp đặt điện cho phép tiến hành các hạng mục công việc theo biểu đồ và tiến độ thi công cho phép rút ngắn được thời gian lắp đặt, nhanh chóng đưa công trình vào vận hành Biểu đồ tiến độ lắp đặt điện được thành lập trên cơ sở biểu đồ tiến độ của các công việc lắp đặt và hoàn thiện Khi biết được khối lượng, thời gian hoàn thành các công việc lắp đặt và hoàn thiện giúp ta xác định được cường độ công việc theo số giờ - người Từ đó xác định được số đội, số tổ,

số nhóm cần thiết để thực hiện công việc Tất cả các công việc này được tiến hành theo biểu đồ công nghệ, việc tổ chức được xem xét dựa vào các biện pháp thực hiện công việc lắp đặt

Việc vận chuyển vật tư, vật liệu phải tiến hành theo đúng kế hoạch và cần phải đặt hàng chế tạo trước các chi tiết về điện đảm bảo sẵn sàng cho việc bắt đầu công việc lắp đặt

7

Các trang thiết bị vật tư, vật liệu điện phải được tập kết gần công trình cách nơi làm việc không quá 100m

ở mỗi đối tượng công trình, ngoài các trang thiết bị chuyên dùng cần có thêm máy mài, ê tô, hòm dụng cụ và máy hàn cần thiết cho công việc lắp đặt điện

1.2.Tổ chức các đội nhóm chuyên môn

Khi xây dựng, lắp đặt các công trình điện lớn, hợp lý nhất là tổ chức các đội, tổ, nhóm lắp đặt theo từng lĩnh vực chuyên môn Việc chuyên môn hóa các cán bộ và công nhân lắp đặt điện theo từng lĩnh vực công việc có thể tăng năng suất lao động, nâng cao chất lượng, công việc được tiến hành nhịp nhàng không bị ngưng trệ Các đội nhóm lắp đặt có thể tổ chức theo cơ cấu sau:

Bộ phận chuẩn bị tuyến công tác: Khảo sát tuyến, chia khỏang cột, vị trí móng cột theo địa hình cụ thể, đánh dấu, đục lỗ các hộp, tủ điện phân phối, đục rãnh đi dây trên tường, sẻ rãnh đi dây trên nền

Bộ phận lắp đặt đường trục và các trang thiết bị điện, tủ điện, bảng điện

Bộ phận điện lắp đặt trong nhà, ngòai trời

Bộ phận lắp đặt các trang thiết bị điện và mạng điện cho các thiết bị, máy móc

c ng như các công trình chuyên dụng

Thành phần, số lượng các đội, tổ, nhóm được phân chia phụ thuộc vào khối lượng

và thời hạn hòan thành công việc

2 Cấu trúc mạng điện sinh hoạt gia đình

3 Các ký hiệu thường dùng

Một số kí hiệu thường dùng trên bản vẽ điện công nghiệp

Bảng 1.1 Một số các kí hiệu của các thiết bị điện, trạm biến áp, nhà máy điện ( Theo

tiêu chuẩn Việt Nam 185 )

STT Tên gọi Ký hiệu STT Tên gọi Ký hiệu

1 Động cơ điện

không đồng bộ

Đ

6 Máy phát điện một

chiều

2 Động cơ điện đồng

bộ

Ð

7 Máy biến áp

8

3 Động cơ điện một

chiều

8 Máy biến áp tự

ngẫu

4 Máy phát điện

đồng bộ

9 Nắn điện bán dẫn

5 Trạm, tủ, ngăn tụ

điện tĩnh

10 Trạm phân phối

11 Trạm biến áp 12 Nhà máy điện

A-loại nhà máy B-Công suất (MW)

A B

Bảng 1.2 Một số ký hiệu đi dây, thiết bị đóng cắt, bảo vệ trên bản vẽ

Ký hiệu Tên gọi Ký hiệu Tên gọi

Nối với nhau về cơ khí Cảm biến Vận hành bằng tay

Vận hành bằng tay, ấn Dây dẫn ngoài lớp trát Vận hành bằng tay, kéo Dây dẫn trong lớp trát Vận hành bằng tay, xoay Dây dẫn dưới lớp trát Vận hành bằng tay, lật Dây dẫn trong ống lắp đặt Thường đóng mở chậm

(của rơ le thời gian)

Cáp nối đất

Thường đóng đóng chậm (của rơ le thời gian)

Cuộn dây điện áp

Thường mở đóng chậm (của rơ le thời gian)

Vỏ

Thường mở mở chậm (của rơ le thời gian)

Cầu chì

9

Thường mở ( của công tắc tơ, rơ le)

Hai khí cụ điện trong một

vỏ Thường đóng

(của công tắc tơ, rơ le)

Chuông báo

Dây trung tính N Dây bảo vệ PE

Bảng 1.3 Một số ký hiệu thiết bị công nghiệp điển hình

Biểu diễn ở dạng

nhiều cực

Biểu diễn ở dạng một cực

L1/N/PE

3

Hộp nối

Nút nhấn không đèn

Nút nhấn có đèn

3

ổ cắm có bảo vệ, 1 cái

3

ổ cắm có bảo vệ, 3 cái

10

3

Đèn, một cái

3

Đèn có công tắc, 1 cái

4 1+2

Đèn ở hai mạch điện riêng

3

Đèn báo khẩn cấp

4

Đèn và đèn báo khẩn cấp

Máy biến áp

Rơle, khởi động từ

Công tắc dòng điện

Bảng 1.4 Một số ký hiệu thông dụng trên vẽ chiếu sáng

11

Số TT Tên gọi Ký hiệu

1 Lò điện trở

2 Đèn thường

3 Đèn thường có chao

4 Đèn an pha

5 Đèn chiếu sáng sâu có chao tráng men

6 Đèn thủy ngân áp lực cao

7 Đèn vạn năng không chụp

8 Đèn vạn năng có chụp

9 Đèn chống nước và bụi

10 Đèn mỏ thường có chụp trong suốt

11 Đèn mỏ thường có chụp mờ

12 Đèn chống nổ không chao

13 Đèn chống nổ có chao

14 Đèn chống hóa chất ăn mòn

12

15 Đèn chiếu nghiêng

16 Đèn đặt sát tường hoặc sát trần

17 Đèn chiếu sáng cục bộ

18 Đèn huỳnh quang a-Số bóng đèn

b-Công suất bóng đèn (W)

a x b

19 Đèn chùm a-Số bóng đèn

b-Công suất bóng đèn (W) a x b

20 Đèn giá đỡ hình cầu a-Số bóng đèn

b-Công suất bóng đèn (W) a x b

21 Đèn tín hiệu X – xanh

Đ - đỏ

V – vàng

22 Đèn báo hiệu chỉ chỗ đặt bình chữa cháy

BC

23 Đèn báo hiệu chữa cháy

CC

24 ổ cắm điện hai cực a – kiểu thường

b – kiểu kín a b

25 ổ cắm điện hai cực

có cực thứ ba nối đất

a – kiểu thường

b – kiểu kín a b

26 ổ cắm điện ba cực có

cực thứ tư nối đất

a – kiểu thường

b – kiểu kín a b

27 Công tắc

(Theo bản vẽ lắp đặt)

a – một cực

b – hai cực

c – ba cực

a b c

28 Công tắc kiểu kín

(Theo bản vẽ lắp

a – một cực

b – hai cực a b c

13

29 Công tăc 2 chiều

(Theo bản vẽ lắp đặt)

a – kiểu thường

b – kiểu kín a b

30 Công tắc

(Theo sơ đồ ký hiệu)

a – hai cực

b – ba cực a b

31 Cột bê tông ly tâm không có đèn

32 Cột bê tông vuông không có đèn

33 Cột sắt không có đèn

34 Đèn đặt trên cột

( Ký hiệu đèn và cột vẽ theo kiểu tương ứng)

35 Đèn treo trên dây

( Ký hiệu đèn vẽ theo kiểu tương ứng)

36 Đường dây của lưới phân phối động lực

xoay chiều đến 1000V

a - đường dây trần

b - đường dây cáp

a

b

37 Đường dây của lưới phân phối động lực

xoay chiều trên 1000V

a - đường dây trần

b - đường dây cáp

a

38 Đường dây của lưới phân phối động lực

xoay chiều có tần số 50Hz

39 Cáp và dây dẫn mềm dùng cho động lực

và chiếu sáng

40 Đường dây của lưới chiếu sáng làm việc

a - đối với bản vẽ chỉ có chiếu sáng

b - đối với bản vẽ có lưới động lực và chiếu sáng

a

b

41 Đường dây của lưới chiếu sáng sự cố

a - đối với bản vẽ chỉ có chiếu sáng

b - đối với bản vẽ có lưới động lực và

a

b

14

chiếu sáng

42 Đường dây của lưới chiếu sáng bảo vệ

43 Đường dây của lưới điện dưới 360V

44 Đường dây cáp treo và dây treo

45 Đường dây nối đất hoặc dây trung tính .

.

46 Nối đất tự nhiên

47 Nối đất có cọc

a – cọc bằng thép ống, thép tròn

b – cọc bằng thép hình

a -

b -

48 Chỗ rẽ nhánh

49 a - đường dây đi lên

b- đường dây đi từ dưới lên

c - đường dây đi xuống

d - đường dây đi từ trên xuống

e - đường dây đi lên và đi xuống

g - đường dây đi xuyên từ trên xuống

h - đường dây đi xuyên từ dưới lên

h

50 Chỗ co giãn của thanh cái

51 Hộp nối cáp

52 Hộp cáp rẽ nhánh

53 Bộ chống sét

54 Dây chống sét (hoặc nó có thể được thể

hiện bởi bản ghi chú)

15

55 Đường chỉ mối liên hệ giữa các thiết bị

4 Khảo sát thực tế căn hộ

Căn hộ hai tầng: + Tầng 1 gồm: 1 phòng khách, 1 bếp, 1 nhà tắm và vệ sinh

16

+ Tầng 2 gồm: 2 phòng ngủ, mỗi phòng có 1 nhà tăm 1 nhà vệ sinh

5 Tính toán hệ thống thiết bị điện trong căn hộ

5.1 Các công thức cần dùng trong tính toán

Việc chọn dây dẫn điện trong nhà cần phải tính toán và lựa chọn theo các bước sau đây

1 Xác định nguồn điện sẽ dùng : 1 pha hay 3 pha

2 Tính tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện

3 Lựa chọn dây dẫn cho từng phần của nhà ở, bao gồm 3 loại:

+ Dây ngoài trời, kéo từ cột đồng hồ vào nhà

+ Dây điện chính tổng cả nhà

+ Dây cho từng nhánh và dây đến từng thiết bị tiêu thụ điện

Xác định nguồn điện

Nguồn điện sử dụng trong nhà, nhà phố, biệt thự thông thường là nguồn 1 pha, dưới đây là cách chọn tiết diện dây điện cho nguồn 1 pha

Tính toán thông số

Tính toán thông số công xuất tổng thiết bị điện trong nhà ở mức cao điểm nhất (dùng đồng thời), dựa vào công thức để có thông số tiết diện dây chính xác Và luôn nên chọn mua tiết diện dây lớn hơn một cấp để đảm bảo an toàn, và có thêm thiết bị điện mới trong nhà về sau

Công thức tính tiết diện dây dẫn

Tính công xuất

Bằng cách tính cộng tổng công suất của các thiết bị điện trong nhà mình, và dự trù trong tương lai

(ví dụ: Quạt 40-60W, Tivi: 40-100W, máy lạnh 750W… cộng tất cả lại có công xuất tổng)

Tính dòng điện

Công thức: I=P/U

Trong đó:

- I: Cường độ dòng điện (A)

– P: Tổng công suất (kW)

– U: hiệu điện thế: 220V

Dựa vào công xuất tổng và hiệu điện thế, ta có thông số cường độ dòng điện (A), dựa vào công thức bên dưới để tính tiết diện

17

Tính tiết diện

Công thức: S=I/J

Trong đó:

– J: là mật độ dòng điện cho phép (A/mm²)

– S: là tiết diện dây dẫn (mm²)

+ Đối với dây đồng: Mật độ dòng điện cho phép Jđ = 6 A/mm²

+ Đối với dây nhôm: Mật độ dòng điện cho phép Jn = 4,5 A/mm²

+ Có thông số tiết diện (S), chúng ta sẽ dựa vào đó để lựa chọn dây điện, xem bên

dưới để chọn

Bảng chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện

Lựa chọn dây dẫn

Sau khi có thông số tiết diện (S) luôn nên chọn dây điện lớn hơn tính toán 1 cấp để dự phòng an toàn và nâng cấp phụ tải sau này Vì thông thường sau một thời gian sẽ phát sinh nhiều thiết bị điện thêm trong nhà

Dây dẫn ngoài trời

Là dây dẫn từ trụ điện đến đồng hồ điện lực trong nhà

Đoạn dây này là dây nối từ lưới điện địa phương vào đến nhà, thông thường đoạn dây

18

này nằm hoàn toàn ngoài trời Đoạn dây ngoài trời này thường được Điện lực địa phương cung cấp khi đăng ký mở công tơ điện mới Vì vậy chúng ta không cần quan tâm!

Dây dẫn chính

Là dây từ đồng hồ điện đến tủ chính và từ tủ chính đến các khu vực (ví dụ tầng 1, tầng

2, tầng 3…)

 Bước 1 Tổng công suất các thiết bị điện dùng đồng thời trong gia đình ví dụ P

= 5 kW

 Bước 2 Áp dụng công thức tính dòng điện: I=P/U -> I= 5*1000/220 = 22.72 A

 Bước 3: Áp dụng công thức tính tiết diện: S=I/J -> S=22.72/6 = 3.78 mm²

 Bước 4 Trên thị trường có các loại dây cỡ 4mm² và 6mm² Ta chọn lớn hơn 1 cấp là 6 mm²

TƯƠNG TỰ CÁCH TÍNH ĐỂ ĐI DÂY CẤP NGUỒN CHO KHU VỰC (Bếp từ, hồng ngoại, lò vi song, ấm siêu tốc…)

Dây dẫn nhánh

Là dây dẫn điện đến các ổ điện và các thiết bị chiếu sáng như bóng đèn, tủ lạnh, máy lạnh, tivi…

 Đối với các thiết bị như: ổ cắm điện, công tắc điện đến đèn, quạt, ti vi, tủ lạnh hoặc các thiết bị có công suất dưới 1kW thì nên dùng đồng loại dây súp mềm, tiết diện 2 x 1,5 mm²

 Đối với các thiết bị như: bếp điện, lò sưởi… có công suất từ 1kW đến 2kW nên dùng loại cáp PVC có 2 lớp cách điện, tiết diện 2 x 2,5 mm² để đảm bảo an toàn cả

về điện và về cơ

 Đối với thiết bị điện khác có công suất lớn hơn 2kW thì phải tuỳ theo công suất

mà tính toán chọn tiết diện dây như trên đã hướng dẫn

THÔNG THƯỜNG THEO KINH NGHIỆM TÍNH TOÁN ĐỐI VỚI NHÀ PHỐ CHÚNG TA HAY CHỌN

Đối với dây cấp nguồn đi từng tầng, phòng trong nhà tùy theo mức độ bố trí đồ dùng

sử dụng điện mà ta chọn như sau: chia tải theo tầng chọn tiết diện 4 mm², cấp nguồn cho các ổ cắm chọn dây 2,5 mm², dây chiếu sáng chọn 1-1,5 mm²

Các hãng dây điện trên thị trường

Hiện nay trên thị trường có 3 hãng sản xuất cung cấp dây điện lớn là: Cadivi,

Daphaco, Lion

5.2 Tính toán phụ tải điện, tính chọn dây dẫn

5.2.1 Tính toán cho tầng 1