Hệ thống điện tòa nhà: Cấu trúc và quy trình vận hành tiêu chuẩn 

Để có thể quản lý, vận hành trơn tru một công trình, yếu tố tiên quyết là phải hiểu được hệ thống điện của công trình đó. Trong phạm vi bài viết này, BTB Electric sẽ giới thiệu đến bạn cấu trúc và quy trình vận hành tiêu chuẩn của hệ thống điện tòa nhà. 

Hệ thống điện tòa nhà là gì?

Trong bất kỳ công trình nào, hệ thống điện cũng được coi là “xương sống”, có nhiệm vụ cung cấp điện năng cần thiết để phục vụ nhu cầu vận hành thiết bị, chiếu sáng, điều hòa không khí, giám sát an ninh… Hệ thống điện tòa nhà cũng vậy. Đây là thành phần thiết yếu trong cơ sở hạ tầng của các tòa cao ốc, chung cư cao tầng, trung tâm thương mại hoặc các công trình công nghiệp..., bao gồm một mạng lưới các thiết bị, linh kiện phức tạp được kết nối với nhau để thực hiện nhiệm vụ truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng trong phạm vi tòa nhà. 

Mỗi tòa nhà thường có sơ đồ hệ thống điện riêng, giúp việc quản lý, vận hành của ban quản lý hoặc chủ đầu tư được dễ dàng và thống nhất, đồng thời hỗ trợ hoạt động kiểm tra, bảo trì, sửa chữa của các kỹ sư điện. Sơ đồ này phải đáp ứng tiêu chuẩn IEC và IEEE về các ký hiệu, cấu trúc mạng điện và mối quan hệ giữa các thiết bị điện, đảm bảo tính an toàn, tối ưu hiệu suất sử dụng điện năng trong tòa nhà. 

Cơ bản, hệ thống điện tòa nhà được cấu thành từ 2 thành phần chính là điện nặng và điện nhẹ. 

Hệ thống điện nặng gồm:

• Hệ thống dây dẫn: Gồm toàn bộ dây cáp điện có chức năng vận chuyển điện từ nguồn chính đến các thiết bị trong tòa nhà. 
• Tủ phân phối: Có chức năng phân phối điện đến các khu vực khác trong tòa nhà. 
• Thiết bị đóng cắt mạch: Gồm aptomat, cầu dao, cầu chì để bảo vệ hệ thống trước các sự cố điện như quá tải, ngắn mạch…
• Ổ cắm điện, công tắc
• Hệ thống chiếu sáng, điều hòa, cấp nước, thang máy, tiếp địa, chống sét…
• Hệ thống điện khẩn cấp/dự phòng: Như máy phát điện để cung cấp nguồn dự phòng khi nguồn điện lưới bị gián đoạn. 

Hệ thống điện nhẹ gồm:

• Camera giám sát an ninh: Giúp ghi hình và lưu trữ thông tin, thuận tiện cho việc tra soát, theo dõi an ninh của tòa nhà.
• Báo cháy, báo khói: Giúp phát hiện sớm và cảnh báo các nguy cơ chập cháy.
• Mạng, truyền hình, điện thoại: Cung cấp các dịch vụ internet, viễn thông, giải trí…
• Hệ thống PA: Được sử dụng để thông báo trong tòa nhà, ví dụ chuông cửa.

Tùy thuộc vào quy mô của tòa nhà mà 2 hệ thống này sẽ có mức độ phức tạp khác nhau. 

Quy chuẩn kỹ thuật về thiết kế, lắp đặt hệ thống điện tòa nhà

Tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống điện tòa nhà được quy định trong QCVN 12:2014/BXD với các yêu cầu cụ thể như sau: 

Yêu cầu chung

• Đường dây dẫn điện cần đáp ứng yêu cầu về khả năng tải dòng điện của dây dẫn. 
• Nghiêm cấm sử dụng cáp một ruột có giáp bảo vệ bằng sợi thép hoặc băng thép cho mạch điện xoay chiều 3 pha. 
• Trường hợp có nhiều mạch điện đi trong 1 đường ống, tất cả dây dẫn phải có cách điện tương ứng với điện áp định mức cao nhất. 
• Không được dùng 1 dây trung tính cho nhiều mạch điện chính. 
• Khi cùng đấu nhiều mạch điện vào 1 hộp đấu dây, các đầu dây của mỗi mạch phải có vách ngăn cách điện.
• Dùng dây mềm để đấu điện cho thiết bị có khả năng phải dịch chuyển tạm thời. 
• Các dây dẫn không có vỏ bảo vệ phải luồn trong ống hoặc hộp. 

Yêu cầu lắp đặt thiết bị điện

• Các thiết bị điện được lắp đặt phải phù hợp với điện áp của mạng cấp điện, điều kiện môi trường cũng như yêu cầu sử dụng.
• Sử dụng ổ cắm điện có nối đất an toàn
• Ở khu vực có trẻ em hoạt động, ổ cắm và công tắc đèn phải cách mặt sàn tối thiểu 1,5m.
• Yêu cầu sử dụng động cơ điện kiểu kín, chỉ sử dụng kiểu hở khi có không gian lắp đặt riêng, có tường, trần, sàn làm bằng vật liệu chống cháy. 
• Bố trí các nút điều khiển thiết bị điện dùng chung tại chỗ sao cho vận hành thuận tiện và có nhãn dán phân biệt. 

Yêu cầu về bảo vệ chống cháy của thiết bị điện

• Khi thiết kế, lắp đặt hệ thống điện cần sử dụng loại dây dẫn có tiết diện và mức tải dòng điện phù hợp.
• Thiết bị, dây dẫn có khả năng tạo hồ quang, tia lửa điện phải được bọc kín toàn bộ trong vật liệu chịu được hồ quang điện, có độ dẫn nhiệt thấp và chịu được tác động cơ học, đồng thời được cách ly với khoảng cách an toàn đủ để dập được hồ quang điện và tia lửa điện. 
• Thiết bị có khả năng tích tụ nhiệt phải được đặt ở khoảng cách đủ lớn với các vật liền kề trong điều kiện vận hành bình thường để không tạo ra nhiệt độ nguy hiểm. 
• Với các thiết bị chứa từ 25 lít chất lỏng dễ cháy trở lên đặt ở cùng một nơi phải có biện pháp ngăn cháy chất lỏng đó và cắt được điện nhanh nhất khi xảy ra sự cố. 
• Vật liệu dùng để che chắn xung quanh thiết bị điện phải có độ dẫn nhiệt thấp, khó cháy, chịu được nhiệt độ cao.

Quy trình vận hành hệ thống điện tòa nhà tiêu chuẩn

Trước hết, để vận hành hệ thống điện tòa nhà được trơn tru và an toàn, cần tuân thủ việc thiết kế, thi công lắp đặt sơ đồ hệ thống điện theo các tiêu chuẩn: 

• TCVN 11:2006 - Tiêu chuẩn về quy phạm trang thiết bị điện.
• TCVN 9206:2012 - Tiêu chuẩn thiết kế thiết bị điện trong nhà ở và các công trình công cộng.
• TCXDVN 394:2007 - Tiêu chuẩn thiết kế lắp đặt trang thiết bị điện tòa nhà.
• TCVN 9207:2012 - Tiêu chuẩn đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng.
• TCVN 4756:1989 - Tiêu chuẩn quy phạm nối đất các thiết bị điện.

Ngoài ra, ban quản lý tòa nhà cũng cần xây dựng một quy trình vận hành hệ thống điện chi tiết và nhất quán theo các bước tiêu chuẩn dưới đây. 

Giám sát hệ thống điện

Quan sát sơ đồ hệ thống để nắm bắt và xác định số lượng, vị trí của các thiết bị điện. Sau đó tiến hành bật CB tổng để cung cấp điện đến từng khu vực. Kiểm tra các chỉ số như điện áp, nguồn điện, đèn báo… để đánh giá tình trạng mạng điện. 

Khởi động hệ thống

Sau khi đảm bảo mạng điện không gặp vấn đề, có thể khởi động hệ thống và các thiết bị liên quan.

Theo dõi tình trạng mạng điện

Trong quá trình hệ thống điện tòa nhà hoạt động, cần theo dõi thường xuyên tình trạng của tất cả các bộ phận để kịp thời phát hiện các sai sót kỹ thuật hay sự cố điện.

Dừng hệ thống khi cần thiết

Có thể tắt hẳn CB tổng để hệ thống ngừng hoạt động trong trường hợp cần sửa chữa, bảo dưỡng. 

Định kỳ bảo trì

Sau thời gian hoạt động nhất định, cần định kỳ kiểm tra, bảo dưỡng các thiết bị, nhất là bộ phận truyền động để đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, ổn định. 

Các thiết bị điện quan trọng trong hệ thống điện tòa nhà

Để đảm bảo hệ thống điện tòa nhà hoạt động ổn định và liên tục, các thiết bị điện cơ bản cần phải trang bị gồm: tủ điện, máy phát điện, CB tự động và thiết bị đo lường. 

Tủ điện

Tủ điện là nơi chứa các thiết bị đóng ngắt, điều khiển quan trọng trong tòa nhà, có chức năng quản lý và phân phối nguồn điện đến các khu vực một cách hiệu quả. Mức độ phức tạp của tủ điện phụ thuộc vào quy mô, tính chất của công trình. Công trình càng lớn, tủ điện càng chứa nhiều thiết bị công suất cao. 

Thiết bị đóng ngắt

Đây là thiết bị trọng yếu của hầu hết các hệ thống điện, có nhiệm vụ tự động ngắt mạch khi phát hiện sự cố quá tải, ngắn mạch, giúp bảo vệ hệ thống và con người. 

Máy phát điện

Ngoài nguồn điện lưới, tòa nhà thường có thêm một nguồn điện dự phòng từ máy phát điện, được sử dụng trong trường hợp nguồn điện lưới bị gián đoạn, đảm bảo các thiết bị hoặc hệ thống quan trọng trong tòa nhà hoạt động liên tục, đặc biệt là hệ thống thang máy, kiểm soát cửa ra vào, camera an ninh,..

Thiết bị đo lường

Với hệ thống điện của tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại,... các thiết bị đo lường như ampe kế, vôn kế đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi và điều chỉnh các thông số dòng điện, điện áp và công suất, nhằm cung cấp chỉ số an toàn để các thiết bị điện vận hành đúng cách và an toàn. 

Câu hỏi thường gặp về hệ thống điện tòa nhà

Câu hỏi 1: Tại sao hệ thống điện tòa nhà cần có sơ đồ hệ thống?

Trả lời: Sơ đồ hệ thống điện là bản vẽ thiết kế truyền tải trực quan nhất cấu trúc và thành phần của một mạng điện trong tòa nhà. Sơ đồ này không chỉ giúp quản lý, vận hành công trình hiệu quả hơn mà còn là cơ sở quan trọng để các kỹ sư, kỹ thuật viên tìm hiểu trước mỗi quá trình bảo trì, sửa chữa. 

Câu hỏi 2: Tại sao cần bảo trì hệ thống điện tòa nhà?

Trả lời: Bảo trì hệ thống điện của tòa nhà giúp phát hiện kịp thời các mối nguy cơ tiềm ẩn trước khi phát triển thành sự cố, đảm bảo nguồn điện ổn định, liên tục, từ đó kéo dài tuổi thọ của thiết bị và tiết kiệm được chi phí sửa chữa hoặc thay thế thiết bị mới.