Giáo trình Kỹ thuật điện

hơn 0,85. Tụ có thế nối tiếp hay song song 
vào mạng điện. 
Bù dọc: mắc nối tiếp tụ vào đường dây, biện pháp này nhằm cải thiện thông số đường 
dây, giảm tổn hao điện áp. Lúc này thông số đường dây: 
 L CZ R j X X   (9.4) 
Bù ngang: mắc song song tụ vào đường dây, có nhiệm vụ cung cấp Q vào hệ thống, 
làm nâng cao điện áp cũng như cosφ. Dễ thấy lúc này tổn thất điện áp giảm xuống: 
 bù. .
U
P R Q Q X
U
 
  (9.5) 
9.3. Bù công suất cho lưới điện xí nghiệp: 
Công suất cần bù cho xí nghiệp để nâng hệ số công suất từ cosφ1 lên hệ số công suất 
cosφ2: 
 bù 1 2Q P tg tg   (9.6) 
Các vị trí có thể đặt tụ bù trong mạng điện xí nghiệp: 
- Đặt tụ bù phía cao áp xí nghiệp: tuy giá tụ cao áp rẻ nhưng chỉ giảm tổn thất điện 
năng từ phía cao áp ra lưới. 
- Đặt tụ bù tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp xí nghiệp giúp giảm điện năng trong 
trạm biến áp. 
- Đặt tụ bù tại các tủ động lực: làm giảm được tổn thất điện áp trên đường dây từ tủ 
đến trạm phân phối và trong trạm. 
- Đặt tụ bù cho tất cả các động cơ: phương pháp này có lợi nhất về giảm tổn thất điện 
năng nhưng tăng chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng tụ. 
Trong thực tế việc tính toán phân bố bù tối ưu cho xí nghiệp là phức tạp và tùy theo 
quy mô và kết cấu lưới điện xí nghiệp có thể được thực hiện theo kinh nghiệm như sau: 
- Với một xưởng sản xuất hoặc xí nghiệp nhỏ nên tập trung tụ bù tại thanh cái hạ áp 
của trạm biến áp xí nghiệp. 
- Với xí nghiệp loại vừa có 1 trạm biến áp và một số phân xưởng công suất khá lớn 
cách xa trạm nên đặt tụ bù tại các tủ phân phối phân xưởng và tại cực các động cơ có 
công suất lớn (vài chục kW). 
59 
- Đối với xí nghiệp có quy mô lớn gồm nhiều phân xưởng lớn, có trạm phân phối 
chính và các trạm phân xưởng. Việc bù thường thực hiện tại tất cả các thanh cái hạ áp 
của trạm phân xưởng. 
- Đôi khi có thể thực hiện bù cho cả cao và hạ áp tùy vào giá thành của tụ. 
Câu hỏi ôn tập chương 9 
Câu 1. Trình bày các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosφ ? để bù công suất phản 
kháng người ta sử dụng những loại thiết bị nào. Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng 
của tụ bù và máy bù đồng bộ ?. 
Câu 2. Nêu, giải thích ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosφ? Vì sao khi truyền 
tải điện năng đi xa người ta phải bù công suất phản kháng ?. 
Câu 3. Bài tập tính toán dung lượng bù và bù tối ưu cho mạng điện ?. 
60 
Chương 10 
TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 
Trong bất kỳ nhà máy xí nghiệp nào, ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải sử dụng 
chiếu sáng nhân tạo. Hiện nay người ta thường dùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo bởi 
vì chúng có những ưu điểm: Thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo được 
ánh sáng gần ánh sáng tự nhiên. Trong các nhà máy xí nghiệp, các phân xưởng nếu 
không đủ ánh sáng sẽ gây trạng thái căng thẳng cho mắt, hại sức khỏe... và kết quả làm 
giảm năng suất lao động, gây ra phế phẩm. Vì vậy ánh sáng đã được nghiên cứu trên 
nhiều lĩnh vực chuyên sâu: Nguồn sáng, chiếu sáng công nghiệp và dân dụng. 
10.1. Khái niệm chung: 
10.1.1. Khái niệm và phân loại: 
Chiếu sáng đóng vai trò hết sức quan trọng. Có nhiều cách phân loại các hình thức 
chiếu sáng: 
Căn cứ vào đối tượng cần chiếu sáng: chiếu sáng dân dụng và chiếu sáng công 
nghiệp. 
Căn cứ vào mục đích chiếu sáng: chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng 
sự cố. 
Ngoài ra còn có thể phân thành chiếu sáng trong nhà, chiếu sáng ngoài trời, chiếu 
sáng trang trí, chiếu sáng bảo vệ 
Mỗi hình thức chiếu sáng có yêu cầu riêng, đặc điểm riêng dẫn đến phương pháp tính 
toán cách sử dụng các loại đèn và bố trí khác nhau. 
10.1.2. Một số đại lượng dùng trong tính toán: 
10.1.2.1. Quang thông: là năng lượng của ngồn sáng phát ra qua một đơn vị diện tích 
trong một đơn vị thời gian. 
0
. .F V e d  

  . Đơn vị của quang thông là Lumen (lm). 
Trong đó:  : bước sóng. 
 V : độ rõ của bước sóng. 
 e : hàm phân bố năng lượng. 
10.1.2.2. Cường độ ánh sáng: nếu có một nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương, trong 
góc dω (steradian) nó truyền đi một lượng quang thông dF thì cường độ ánh sáng của 
nguồn sáng 
dF
I
d
 , (cd). 
Bảng 10.1. Cường độ sáng của một số nguồn sáng thông dụng: 
Nguồn sáng 
Cường độ sáng 
(cd) 
Ghi chú 
Ngọn nến 0,8 Theo mọi hướng 
Đèn sợi đốt 40W/220V 35 Theo mọi hướng 
Đèn sợi đốt 300W/220V 
có bộ phản xạ 
400 
1500 
Theo mọi hướng 
Ở giữa chùm tia 
Đèn iot kim loại 2kW 
có bộ phản xạ 
14800 
250000 
Theo mọi hướng 
Ở giữa chùm tia 
61 
10.1.2.3. Độ rọi: người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên bề mặt là độ rọi, có 
đơn vị là lux: 
dF
E
dS
 (1 lux=1 lm/m
2
). 
Bảng 10.2. Quy định về độ rọi cho một số khu vực (t/c Pháp): 
Đối tượng 
chiếu sáng 
Độ rọi (lx) 
Đối tượng 
chiếu sáng 
Độ rọi 
Phòng làm 
việc 
400 ÷ 600 
Phòng học, thí 
nghiệm 
300 ÷ 500 
Nhà ở 150 ÷ 300 
Phòng vẽ, siêu 
thị 
750 
Đường phố 20 ÷ 50 
Công nghiệp 
màu 
1000 
Cửa hàng, kho 
tàng 
100 
Công việc với 
các chi tiết rất 
nhỏ 
>1000 
Phòng ăn 200 300 
10.1.3. Các loại đèn: 
10.1.3.1. Đèn sợi đốt: còn gọi là đèn dây tóc được dùng rộng rải do cấu tạo đơn giản, dễ 
lắp đặt. 
- Ưu điểm: nối trực tiếp vào lưới, kích thước nhỏ, rẻ tiền, cosφ cao, sáng nhanh 
- Khuyết điểm: tốn điện, phát nóng, tuổi thọ phụ thuộc điện áp. 
10.1.3.2. Đèn huỳnh quang: 
- Ưu điểm: hiệu suất quang học lớn, diện tích phát quang, tuổi thọ cao, quang 
thông ít bị ảnh hưởng khi điện áp dao động trong phạm vi cho phép. 
- Khuyết điểm: chế tạo phức tạp, giá thành cao, cosφ thấp, khi đóng điện đèn 
không sáng ngay. 
Ngoài ra còn có các loại đèn khác như đèn khí Natri áp suất cao, áp suất thấp, đèn 
halogen kim loại 
10.1.3.3. Các loại chao đèn: 
Chao đèn bao bọc ngoài bóng đèn, dùng để phân phối lại quang thông của của bóng 
đèn một cách hợp lý và theo các nhu cầu nhất định. 
Có thể phân thành: chao đèn trực tiếp, phản xạ và khuếch tán. 
10.1.4. Nội dung thiết kế chiếu sáng: 
Nội dung thiết kế chiếu sáng bao gồm ba bước chính sau: 
- Lựa chọn loại đèn, công suất, số lượng bóng đèn. 
- Bố trí đèn trong không gian cần chiếu sáng. 
- Thiết kế lưới điện chiếu sáng (sơ đồ nguyên lý lưới chiếu sáng, chọn dây dẫn, CB, 
cầu chì) 
Việc chọn dây dẫn sẽ theo điều kiện phát nóng cho phép của dây dẫn, K1.K2.Icp ≥ Itt. 
Trong đó: K1: hệ số điều chỉnh nhiệt độ (so với môi trường chế tạo và sử dụng). 
 K2: hệ số điều chỉnh khi kể đến số dây đi trong một ống. 
 Icp: dòng cho phép của dây dẫn được chọn. 
CB và cầu chì được lực chọn theo các điều kiện: điện áp, dòng định mức làm việc và 
định mức cắt (chương 7). 
62 
10.2. Thiết kế chiếu sáng dân dụng: 
Chiếu sáng dân dụng là chiếu sáng cho các khu vực như: nhà ở, hội trường, trường 
học, cơ quan, văn phòng, siêu thị, bệnh viện Các khu vực này không yêu cầu thật 
chính xác về độ rọi cũng như các thông số kỹ thuật khác. 
Tùy theo kinh phí mà thiết kế có thể đạt yêu cầu mỹ quan cũng như đa dạng các loại 
đèn được sử dụng. 
Trình tự thiết kế chiếu sáng như sau: 
- Chọn suất phụ tải chiếu sáng Po (W/m
2) phù hợp đối tượng cần chiếu sáng, tính 
được tổng công suất chiếu sáng cho khu vực thiết kế: Pcs= Po.S. 
- Chọn loại đèn, công suất đèn Pđ, xác định lượng đèn cần: 
cs
d
P
P
n  . 
- Bố trí vị trí đèn theo mặt bằng cần chiếu sáng. 
- Vẽ sơ đấu dây và sơ đồ nguyên lý cho thiết kế. 
- Lựa chọn và kiểm tra các phần tử trên sơ đồ (CB, cầu chì, thanh cái, dây dẫn). 
10.3. Thiết kế chiếu sáng công nghiệp: 
Đối với các nhà xưởng thường đã thiết kế chung kèm với chiếu sáng tăng cường tại 
điểm cần chiếu sáng cục bộ. Thiết kế có yêu cầu khá chính xác về độ rọi tại mặt bằng 
công tác. Phương pháp hệ số sử dụng thường được dùng, trình tự tính toán như sau: 
- Xác định độ treo cao đèn: H= h – h1 – h2 
trong đó: h là độ cao của nhà xưởng. 
 h1: khoảng cách từ trần đến bóng đèn. 
 h2: độ cao mặt bằng làm việc. 
- Xác định khoảng cách L giữa hai đèn kề nhau theo tỷ số L/H: 
Bảng 10.3. Khoảng cách L giữa hai đèn kề nhau theo tỷ số L/H 
Loại đèn và nơi sử 
dụng 
L/H bố trí nhiều 
dãy 
L/H bố trí một dãy Chiều rộng giới hạn 
của nhà xưởng khi 
bố trí một dãy Tốt nhất 
Max cho 
phép 
Tốt nhất 
Max cho 
phép 
Nhà xường dùng chao 
mờ hoặc sắt tráng men 
2,3 3,2 1,9 2,5 1,3H 
Nhà xưởng dùng chao 
vạn năng 
1,8 2,5 1,8 2,0 1,2H 
Chiếu sáng cơ quan văn 
phòng 
1,6 1,8 1,5 1,8 1,0H 
- Căn cứ vào sự bố trí đèn, xác định hệ số phản xạ của trần và tường ρtr, ρtư (%). 
- Xác định chỉ số của phòng (có kích thước a.b): 
 
a.b
H. a+b
  
- Từ ρtr, ρtư và  tra bảng tìm hệ số sử dụng Ksd. 
- Xác định quanh thông của đèn, 
sd
K.E.S.Z
n.K
ttF  
Trong đó: K: hệ số dự trữ, tra bảng. 
 E: độ rọi theo yêu cầu của nhà xưởng (lx). 
 S: diện tích nhà xưởng (m2). 
63 
 Z: hệ số tính toán (chọn 0,8 – 1,4). 
 n: số bóng đèn. 
- Tra sổ tay tìm công suất bóng có F ttF 
- Vẽ sơ đồ cấp điện chiếu sáng trên mặt bằng. 
- Vẽ sơ đồ nguyên lý chiếu sáng. 
- Lựa chọn các phần tử trên sơ đồ nguyên lý. 
Câu hỏi ôn tập chương 10 
Câu 1. Phân loại các hình thức chiếu sáng trong công nghiệp? Trình bày các phương 
pháp tính toán chiếu sáng ?. 
Câu 2. Vì sao trong chiếu sáng công nghiệp người ta thường sử dụng thiết bị chiếu sáng 
là đèn sợi đốt, so sánh ưu nhược điểm của đèn sợi đốt với đèn huỳnh quang ?. 
Câu 3. Bài tập tính toán chiếu sáng ?. 
64 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Ngô Hồng Quang (2007), Giáo trình cung cấp điện, Nhà xuất bản Giáo Dục. 
[2]. Nguyễn Xuân Phú (2006), Cung cấp điện, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật. 
 [3]. Dương Vũ Văn - Trần Hoàng Lĩnh – Lê Thanh Hoa (2006), Hướng dẫn thiết 
kế chống sét và thiết kế phần điện cho Nhà máy điện, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia. 
[4]. Lê Kim Hùng - Đoàn Ngọc Minh Tú (2009), Ngắn mạch trong hệ thống điện, 
ĐH Bách Khoa Đà Nẵng. 
[5]. Lê Kim Hùng (2007), Bảo vệ các phần tử trong hệ thống điện, ĐH Bách 
Khoa Đà Nẵng. 
 [6]. Patrick Vandeplanque (2000), Kỹ thuật chiếu sáng, Nhà xuất bản Khoa học 
Kỹ thuật.