Hướng dẫn lựa chọn dây điện 3 pha gia đình

Trước hết, cần làm rõ: dòng điện 3 pha chủ yếu được sử dụng cho các tòa nhà nhiều tầng, nhà xưởng, khu công nghiệp hoặc các hộ gia đình rất lớn có trang bị các máy móc công suất cao (như thang máy, máy bơm công nghiệp, hệ thống điều hòa trung tâm). Hầu hết các hộ gia đình thông thường ở Việt Nam sử dụng điện 1 pha (220V). Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ về điện 3 pha và cách chọn tiết diện dây dẫn phù hợp khi có nhu cầu sử dụng.

I. Tìm hiểu về dòng điện 3 pha

1. Điện 3 pha là gì?

Điện 3 pha là một hệ thống điện gồm có 3 dây nóng (3 pha) và 1 dây trung tính (dây mát). Ba dòng điện trong 3 dây pha có cùng biên độ nhưng lệch pha nhau một góc 120 độ. Sự lệch pha này tạo ra một nguồn năng lượng ổn định và liên tục, hiệu quả hơn rất nhiều so với điện 1 pha, đặc biệt là để vận hành các động cơ lớn.

Tại sao lại là 380V?

Ở Việt Nam, chúng ta quen thuộc với điện áp 220V. Đây là điện áp pha, tức là điện áp giữa 1 dây pha và dây trung tính.

Còn 380V là điện áp dây, tức điện áp giữa 2 dây pha bất kỳ. Con số này không phải ngẫu nhiên mà được tính toán dựa trên mối quan hệ lượng giác của các vector điện áp lệch pha 120 độ.

Công thức liên hệ giữa điện áp dây (Ud​) và điện áp pha (Up​) là: $$U_d = U_p \times \sqrt{3}$$Với Up​=220V, ta có:

Ud​=220V×3​≈220V×1.732≈381.04V

Vì vậy, điện áp dây 3 pha thường được làm tròn và gọi là 380V.

3. Hướng dẫn lựa chọn tiết diện dây 3 pha (4 bước)

Để chọn đúng loại dây cáp, bạn cần tính toán được dòng điện tối đa mà thiết bị của bạn sẽ tiêu thụ. Dưới đây là 4 bước đơn giản:

Bước 1: Xác định công suất thiết bị (kW) Thông số này (ký hiệu là P) thường được ghi trên nhãn (nameplate) của động cơ hoặc thiết bị điện.

Bước 2: Tính toán dòng điện định mức (Ampe). Sử dụng công thức tính dòng điện cho mạch 3 pha:

Trong đó:

• I: Dòng điện định mức (đơn vị: Ampe – A).
• P: Công suất của thiết bị (đơn vị: Kilowatt – kW).
• Ud​: Điện áp dây (sử dụng 380V).
• 3​: Hằng số, xấp xỉ 1.732.
• cos(ϕ) (Cos Phi): Hệ số công suất, thể hiện hiệu quả sử dụng điện của thiết bị. Nếu không rõ, bạn có thể lấy giá trị trung bình là 0.8 hoặc 0.85 cho các loại động cơ.

Ví dụ: Tính dòng điện cho một máy bơm nước 3 pha có công suất 7.5 kW. I ≈ 14.24A

Bước 3: Áp dụng hệ số an toàn. Để đảm bảo dây điện không bị quá tải, chúng ta cần chọn dây có khả năng chịu dòng cao hơn dòng điện tính toán. Theo tiêu chuẩn an toàn, dòng điện thực tế cần tính thêm 25%.

I (an toàn) ​ = I × 1.25

Với ví dụ trên:

I (an toàn) = 14.24A × 1.25 ≈ 17.8A Vậy, bạn cần chọn dây điện có khả năng chịu tải liên tục ít nhất là 17.8A.

Bước 4: Tra bảng để chọn tiết diện dây. Cuối cùng, bạn đối chiếu dòng điện an toàn vừa tính với bảng thông số chịu tải của nhà sản xuất dây cáp điện để chọn ra tiết diện dây phù hợp. Bạn có thể xem đầy đủ hơn tại đây.

Dựa vào bảng trên, với dòng điện yêu cầu là 17.8A, ta thấy dây 1 mm² (chịu được 15A) không đủ. Ta phải chọn mức cao hơn tiếp theo là dây có tiết diện 1.5 mm² (chịu được 18A).

Kết luận ví dụ: Đối với máy bơm 7.5 kW, cần chọn dây cáp điện 3 pha có tiết diện tối thiểu là 1.5 mm².

II. Các yếu tố quan trọng khác cần lưu ý

Việc tính toán ở trên là cơ bản, trong thực tế cần xem xét thêm các yếu tố sau:

• Sụt Áp (Voltage Drop): Nếu dây dẫn quá dài, điện áp ở cuối dây sẽ bị sụt giảm, ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị. Quy định chung là độ sụt áp không nên quá 3 – 5%. Nếu khoảng cách từ nguồn đến thiết bị xa (trên 30 – 40 mét), bạn nên cân nhắc chọn dây có tiết diện lớn hơn một cấp để bù trừ cho sụt áp.
• Điều Kiện Lắp Đặt: Nhiệt độ môi trường, cách lắp đặt (đi trong ống, chôn ngầm, đi trong bó nhiều dây) đều ảnh hưởng đến khả năng tản nhiệt và chịu tải của dây. Trong điều kiện khắc nghiệt, khả năng chịu tải của dây sẽ giảm đi.
• Sử Dụng Với Biến Tần (VFD): Nếu động cơ được điều khiển bằng biến tần, đặc biệt với dây dẫn dài, có thể phát sinh các vấn đề về nhiễu điện từ (EMI) và đỉnh điện áp. Trong trường hợp này, việc sử dụng cáp chống nhiễu (có lớp lưới kim loại bọc ngoài) và lắp đặt các bộ lọc chuyên dụng là rất cần thiết.

Lựa chọn đúng tiết diện dây điện 3 pha là yếu tố cốt lõi để đảm bảo hệ thống vận hành hiệu quả, bền bỉ và quan trọng nhất là an toàn. Quy trình 4 bước trên sẽ giúp bạn có cơ sở để đưa ra lựa chọn đúng đắn.

Tuy nhiên, điện là một lĩnh vực phức tạp và tiềm ẩn nhiều rủi ro. Hướng dẫn này chỉ mang tính tham khảo. Khi có bất kỳ thắc mắc hay nhu cầu lắp đặt thực tế, hãy luôn tham khảo ý kiến của các kỹ sư điện hoặc thợ điện có chuyên môn và kinh nghiệm.

III. Các loại dây, cáp điện 3 pha cho gia đình

Bạn có thể xem chi tiết tại đây.