English
“Chào bạn, tôi là Việt Hùng. Dưới góc độ là một người đã lăn lộn hơn 20 năm tại các công trình cơ điện (M&E) từ Bắc chí Nam, tôi hiểu rất rõ ‘nỗi đau’ của bạn lúc này. Bạn đang đứng trước một con động cơ 3 pha tem mác mờ tịt, hoặc đang cầm bản vẽ thiết kế xưởng mà không biết phải chọn dây cáp cỡ nào, Aptomat bao nhiêu Ampe để vừa an toàn, vừa không bị sếp mắng là lãng phí.”
Bài viết này không phải là sách giáo khoa Vật Lý. Đây là Cẩm nang thực chiến. Tôi sẽ đi thẳng vào công thức, cách tính toán, và quan trọng nhất là kinh nghiệm chọn thiết bị để hệ thống điện của bạn chạy “ngon lành” 24/7. Nếu bạn đang gặp khó khăn trong việc vận hành, bạn cũng có thể tham khảo dịch vụ sửa tủ điện công nghiệp của chúng tôi để được hỗ trợ nhanh nhất.
) bằng Ampe kìm là bước quan trọng nhất để kiểm tra tính chính xác của công thức tính công suất.Công thức tính công suất điện 3 pha (Dùng ngay, không cần suy nghĩ)
Công thức chuẩn duy nhất: P = √3 × U × I × cosφ
Trong đó U=380V, √3 ≈ 1.73. Để tính nhanh dòng điện chọn dây: I = P / (√3 × U × cosφ).
Nếu bạn đang vội và chỉ cần công thức để ốp số vào tính, đây là câu trả lời cho bạn.
Để tính công suất là gì, cụ thể là công suất tiêu thụ (P) của một thiết bị điện 3 pha (động cơ, máy nén khí, máy bơm…), chúng ta sử dụng công thức “thần thánh” sau:
Trong đó:
- P: Công suất tiêu thụ thực (Đơn vị: Watt hoặc kW). Đây là thông số quyết định tiền điện cuối tháng.
- √3: Hằng số cố định, xấp xỉ 1.73. (Đừng hỏi tại sao, đây là đặc thù của mạch điện 3 pha là gì).
- U: Điện áp dây. Tại Việt Nam, điện áp 3 pha công nghiệp tiêu chuẩn là 380V.
- I: Cường độ dòng điện dây (Đơn vị: Ampe – A). Đây là cái bạn cần đo hoặc cần tính để đi mua dây điện.
- cosφ (Cos phi): Hệ số công suất. Trên tem động cơ luôn ghi. Nếu mất tem, hãy lấy giá trị trung bình an toàn là 0.8.
🛑 KINH NGHIỆM XƯƠNG MÁU:
Rất nhiều thợ điện “tay ngang” bê nguyên công thức điện 1 pha (P=UI) vào áp dụng cho 3 pha. Kết quả là tính sai dòng điện, chọn dây quá nhỏ dẫn đến cháy dây, nổ Aptomat ngay khi đóng điện. Hãy nhớ kỹ con số √3 (1.73) trong đầu.
Biến thể quan trọng: Công thức tính dòng điện (I)
Thực tế đi làm, ít khi chúng ta tính P (vì P có ghi trên máy rồi). Cái chúng ta cần tìm là Dòng điện (I) để đi mua Aptomat và dây dẫn.
Từ công thức trên, ta suy ra:
Ví dụ: Bạn có động cơ 3 pha ghi công suất 10 kW (tức là 10.000W). Điện lưới 380V, hệ số cosφ = 0.8. Dòng điện sẽ là:
I = 10000 / (1.73 × 380 × 0.8) ≈ 19A
Vậy dòng điện định mức của động cơ này là 19 Ampe. Giữ con số này, chúng ta sẽ dùng nó ở phần chọn dây dẫn bên dưới.
Tam giác công suất giúp bạn dễ dàng ghi nhớ mối quan hệ giữa P, U, I và Cosphi
Ma trận đơn vị đo: kW, kVA và HP (Ngựa) – Đừng để bị lừa!
- 1 HP (Mã lực) ≈ 0.75 kW
- 1 kW ≈ 1.36 HP
- kW = kVA × 0.8 (Với hệ số công suất trung bình).
Trong hồ sơ thầu hoặc khi đi mua máy bãi (máy Nhật/Mỹ), bạn sẽ thấy người ta không chỉ dùng kW. Họ dùng đủ thứ đơn vị: HP, Ngựa, kVA… Nếu không quy đổi chuẩn, bạn sẽ tính toán sai bét hệ thống bảo vệ.
Phân biệt kW và kVA
- kW (Kilowatt): Là công suất hữu công P (Active Power). Là công suất sinh ra công có ích (làm quay trục động cơ).
- kVA (Kilovolt-Ampe): Là công suất biểu kiến (Apparent Power). Bạn sẽ thấy đơn vị này trên máy biến áp, máy phát điện hoặc ổn áp.
Mối quan hệ: kW = kVA × cosφ
Ví dụ thực tế: Một máy phát điện ghi là 100 kVA. Hệ số công suất của nó thường là 0.8. Vậy máy phát này chỉ tải được tối đa: 100 × 0.8 = 80 kW. Đừng dại dột cắm tải 90kW vào, máy sẽ gầm lên và sập nguồn ngay lập tức.
HP (Mã lực/Sức ngựa)
Dân kỹ thuật công trình hay gọi là “Con bơm này mấy ngựa?”. HP (Horsepower) – hay còn gọi là mã lực, là đơn vị đo công suất cơ học thường thấy trên các loại motor.
Bảng quy đổi nhanh cho dân công trình (Làm tròn để dễ tính nhẩm):
| Đơn vị HP (Ngựa) | Đơn vị kW (Xấp xỉ) | Dòng điện ước tính (A) – 380V |
|---|---|---|
| 1 HP | 0.75 kW | ~ 1.5 – 1.8 A |
| 2 HP | 1.5 kW | ~ 3.5 A |
| 5 HP | 3.7 kW | ~ 8 – 9 A |
| 10 HP | 7.5 kW | ~ 15 – 17 A |
| 20 HP | 15 kW | ~ 30 – 32 A |
Hướng dẫn tính toán chọn Dây Dẫn & Aptomat (Phần quan trọng nhất)
- Tính dòng điện (I) thực tế.
- Chọn Aptomat: I_cb ≥ 1.2 × I_thực tế (để chịu dòng khởi động).
- Chọn Dây Dẫn: S = I / J (Với J đồng = 4-6 A/mm², J nhôm = 4.5 A/mm²).
Đây là phần “ăn tiền” nhất của bài viết. Biết tính công suất mà không biết chọn dây thì vứt. Tôi sẽ hướng dẫn bạn quy trình 3 bước chuẩn chỉ mà tôi vẫn dùng cho các dự án thi công điện nhà xưởng.
Giả sử bài toán: Bạn cần lắp đặt cho một motor băng tải công suất 30 kW (khoảng 40 HP), điện áp 3 pha 380V, cosφ = 0.8. Khoảng cách từ tủ điện đến motor là 30 mét.
Bước 1: Tính dòng điện định mức (Itt)
Áp dụng công thức tính ngược ở Mục 1:
Itt = 30000 / (1.73 × 380 × 0.8) ≈ 57 A
Vậy dòng điện chạy qua dây khi máy hoạt động ổn định là 57 Ampe.
Bước 2: Chọn Aptomat (MCCB/MCB)
Nguyên tắc sống còn: Aptomat Nó phải lớn hơn dòng định mức, nhưng không được quá lớn so với khả năng chịu tải của dây.
Với động cơ, dòng khởi động ban đầu rất lớn (gấp 3-7 lần dòng định mức), nhưng chỉ trong tích tắc. Tuy nhiên, để an toàn và tránh bị nhảy Aptomat oan (trip), ta thường chọn hệ số an toàn từ 1.2 đến 1.5 lần.
I_cb ≥ 1.2 × Itt = 1.2 × 57 = 68.4 A
Lựa chọn thực tế: Trên thị trường không có Aptomat 68.4A. Các dải thông dụng là: 32A, 40A, 50A, 63A, 75A, 100A…
→ Bạn nên chọn MCCB loại 3 pha 75A hoặc 80A. (Nếu chọn 63A sẽ rất sát tải, mùa hè nóng nực dễ bị nhảy).
Bước 3: Chọn tiết diện dây dẫn (mm²)
Để chọn dây, ta dựa vào Mật độ dòng điện cho phép (J). Để hiểu rõ hơn về cách chọn, bạn có thể tham khảo bài viết chuyên sâu cách tính tải dây điện chính xác của chúng tôi.
- Dây Đồng (Cu): Mật độ cho phép J = 4 – 6 A/mm². (Kinh nghiệm: Dây nhỏ chọn 6, dây lớn chọn 4-5 cho mát dây).
- Dây Nhôm (Al): Mật độ cho phép J = 4.5 A/mm².
Công thức tính tiết diện dây (S): S = Itt / J
Với dòng điện 57A ở trên, tôi sẽ chọn dây đồng (J an toàn là 5 A/mm²):
S = 57 / 5 = 11.4 mm²
Lựa chọn thực tế: Các loại dây cáp điện (như Cadivi, Daphaco, LS…) có các tiết diện chuẩn: 6, 10, 16, 25, 35, 50 mm². Tính ra 11.4 mm² → Bạn phải chọn dây lớn hơn gần nhất.
Kết luận: Chọn dây cáp đồng 3 pha 16 mm² (ký hiệu: Cu/XLPE/PVC 3×16+1×10 mm2 – dây trung tính thường chọn nhỏ hơn dây pha 1 cấp).
Nếu khoảng cách dây dài trên 50m, bạn phải tăng tiết diện dây lên một cấp (ví dụ từ 16 lên 25 mm²) để bù trừ cho độ sụt áp. Dây nhỏ đi xa sẽ bị nóng và điện áp cuối nguồn bị tụt (chỉ còn 360V-370V), làm motor chạy yếu và nhanh hỏng.
Bảng tra cứu nhanh chọn Dây và Aptomat cho Động cơ 3 pha
Bảng dưới đây tổng hợp các thông số chuẩn cho động cơ từ 3.7kW (5HP) đến 55kW (75HP), áp dụng cho dây đồng và điều kiện nhiệt độ < 40°C.
Thay vì ngồi bấm máy tính lạch cạch mỗi lần, bạn có thể lưu bảng này về điện thoại để tra cứu nhanh. Nếu bạn ưu tiên sử dụng thiết bị chất lượng cao, có thể tham khảo bảng giá và thông số kỹ thuật của thương hiệu Schneider Electric để đảm bảo độ bền.
(Số liệu tính toán dựa trên dây đồng PVC/XLPE thông dụng và hệ số an toàn tiêu chuẩn).
| Công suất (kW) | Công suất (HP) | Dòng điện định mức (A) | Chọn dây đồng (mm²) | Chọn Aptomat (A) |
|---|---|---|---|---|
| 3.7 kW | 5 HP | 8 A | 2.5 mm² | 16 A |
| 5.5 kW | 7.5 HP | 12 A | 4.0 mm² | 20 A |
| 7.5 kW | 10 HP | 16 A | 6.0 mm² | 25 – 32 A |
| 11 kW | 15 HP | 23 A | 6.0 – 8.0 mm² | 40 A |
| 15 kW | 20 HP | 32 A | 10 mm² | 50 A |
| 18.5 kW | 25 HP | 39 A | 10 mm² | 63 A |
| 22 kW | 30 HP | 46 A | 16 mm² | 63 – 75 A |
| 30 kW | 40 HP | 60 A | 16 – 25 mm² | 100 A |
| 45 kW | 60 HP | 90 A | 35 mm² | 125 A |
| 55 kW | 75 HP | 110 A | 50 mm² | 150 – 160 A |
Lưu ý: Bảng này áp dụng cho điều kiện lắp đặt thông thường, nhiệt độ môi trường < 40°C. Nếu đi dây ngầm hoặc trong môi trường nhiệt độ cao, cần tăng tiết diện dây.
Bài toán kinh tế: Cách tính tiền điện 3 pha
💡 CÔNG THỨC TIỀN ĐIỆN:
Tiền điện = Công suất (kW) × Thời gian (h) × Đơn giá
Lưu ý: Hệ số cosφ < 0.9 sẽ bị phạt tiền mua công suất phản kháng. Cần lắp Tụ bù.
Đây là câu hỏi mà các chủ xưởng hay hỏi tôi nhất: “Máy này chạy 1 tiếng tốn bao nhiêu tiền?”.
Công thức tính điện năng tiêu thụ (A): A = P × t
- A: Điện năng tiêu thụ (kWh – hay còn gọi là “số điện”).
- P: Công suất thực tế (kW).
- t: Thời gian chạy (Giờ).
Ví dụ: Bạn có một xưởng dệt chạy 5 máy, mỗi máy công suất 10kW. Tổng công suất là 50kW. Xưởng chạy 10 tiếng/ngày.
- Số điện tiêu thụ 1 ngày = 50 kW × 10 h = 500 kWh (500 số điện).
- Giả sử giá điện sản xuất bình quân là 1.800 đ/kWh.
- Tiền điện 1 ngày = 500 × 1.800 = 900.000 VNĐ.
- Tiền điện 1 tháng (26 ngày làm việc) = 900.000 × 26 = 23.400.000 VNĐ.
Lưu ý về Công suất phản kháng (Tiền phạt cosφ):
Với điện lực, nếu hệ số công suất trung bình (cosφ) của nhà xưởng bạn < 0.9, bạn sẽ bị phạt tiền mua công suất phản kháng
Đó là lý do tại sao các tủ điện công nghiệp luôn phải có Tụ Bù. Tụ bù là gì? Nó giúp nâng cosφ lên (thường là 0.95), giúp bạn không bị phạt và giảm tổn hao trên đường dây. Nếu hệ thống của bạn đang bị phạt tiền này, hãy xem ngay hướng dẫn tính chọn tụ bù để khắc phục.
3 Sai lầm “chết người” khi tính toán điện 3 pha
⚠ CẢNH BÁO AN TOÀN:
- Lỗi 1: Bỏ qua dòng khởi động (gấp 5-7 lần định mức) -> Nhảy CB.
- Lỗi 2: Đấu sai Sao (Y) và Tam giác (Δ) -> Cháy motor.
- Lỗi 3: Không nối đất vỏ thiết bị -> Nguy cơ điện giật.
Trong quá trình đi fix lỗi (troubleshooting) cho khách hàng, tôi gặp vô số trường hợp dở khóc dở cười, thậm chí nguy hiểm do tính toán sai:
Sai lầm 1: Bỏ qua dòng khởi động (Starting Current)
Nhiều bạn tính ra dòng 20A, liền đi mua cái Aptomat 20A. Về lắp vào, cứ bật máy lên là “Bụp” – Aptomat nhảy ngay lập tức.
Lý do: Động cơ khi bắt đầu quay (đề-pa), nó cần một dòng điện cực lớn để thắng sức ỳ, dòng này có thể lên tới 5-7 lần dòng định mức (gọi là dòng khởi động Ik). Dù nó chỉ diễn ra trong vài giây, nhưng đủ làm Aptomat loại tác động nhanh bị nhảy.
Giải pháp: Luôn chọn Aptomat có dòng định mức cao hơn dòng làm việc (hệ số 1.5) hoặc sử dụng biến tần để khởi động mềm, giúp bảo vệ hệ thống cơ khí và lưới điện.
Sai lầm 2: Đấu nhầm Sao (Y) và Tam giác (Δ)
Trên động cơ 3 pha có 6 đầu dây. Việc đấu Sao hay Tam giác phụ thuộc vào điện áp lưới và thông số motor. Bạn có thể tìm hiểu thêm về mạch khởi động sao tam giác để hiểu rõ nguyên lý này.
- Nếu motor ghi Δ/Y – 220/380V: Tại Việt Nam (lưới 380V), bạn BẮT BUỘC phải đấu Hình Sao (Y). Nếu bạn đấu Tam giác, cuộn dây sẽ chịu 380V trong khi nó chỉ chịu được 220V → Cháy motor trong 30 giây.
- Nếu motor ghi Δ/Y – 380/660V: Tại Việt Nam, bạn đấu Tam giác (Δ) để chạy bình thường, hoặc dùng mạch Sao-Tam giác để khởi động mềm.
Sai lầm 3: Không nối đất vỏ thiết bị
Đây không phải lỗi tính toán công suất, nhưng là lỗi an toàn chết người. Khi tính toán dây, hãy luôn tính thêm 1 dây tiếp địa (dây PE – thường màu vàng xanh). Nếu motor bị rò điện ra vỏ, dây này sẽ dẫn dòng điện xuống đất, giúp aptomat chống giật nhảy hoặc ít nhất là người chạm vào không bị giật chết.
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
- Điện 3 pha dùng gia đình? Được (lấy 1 pha nóng + 1 trung tính).
- Đo công suất thực? Dùng Ampe kìm đo dòng (I), áp dụng công thức P.
- Dây bị nóng? Do tiếp xúc kém (lỏng ốc) hoặc dây quá tải.
Điện 3 pha có dùng cho sinh hoạt gia đình được không?
Hoàn toàn được. Thực tế, điện 3 pha chính là 3 đường dây nóng và 1 dây trung tính. Để dùng cho gia đình (tivi, tủ lạnh, quạt… chạy 220V), bạn chỉ cần đấu 1 dây nóng bất kỳ với dây trung tính. Tuy nhiên, cần chú ý Cân bằng pha để tránh bị mất dây trung tính hoặc lệch pha gây sụt áp.
Làm sao để đo công suất thực tế đang chạy?
Công thức tính toán chỉ là lý thuyết trên nhãn máy. Để biết chính xác máy đang “ăn” bao nhiêu điện, tải nặng hay nhẹ, bạn cần dùng Ampe kìm (Clamp Meter). Kẹp kìm vào 1 trong 3 dây pha (đừng kẹp cả 3 dây cùng lúc sẽ ra số 0). Đọc chỉ số dòng điện (I), sau đó áp dụng lại công thức P = √3 × 380 × I × 0.8 để ra công suất thực.
Tại sao tính tiết diện dây theo công suất xong vẫn bị nóng?
Có thể do các điểm đấu nối (đầu cos, cầu đấu) bị lỏng gây mô-ve đánh lửa, hoặc dây dẫn bị quá tải dẫn đến hiện tượng cháy dây điện. Khi tính toán, nếu đi dây ngầm hoặc bó chùm, hãy luôn tăng tiết diện dây lên 1 cấp an toàn.
Lời kết
Việc tính công suất điện 3 pha không hề phức tạp nếu bạn nắm vững quy tắc con số √3 và biết cách tra bảng dòng điện. Tuy nhiên, điện công nghiệp không cho phép sai sót. Một phép tính sai có thể trả giá bằng cả một dây chuyền sản xuất phải dừng hoạt động hoặc nguy cơ hỏa hoạn.
Nếu bạn là chủ doanh nghiệp hoặc người không chuyên, bài viết này giúp bạn có kiến thức nền để giám sát. Nhưng khi thi công thực tế các hệ thống lớn, hãy luôn tham vấn ý kiến của các đơn vị chuyên nghiệp như nhà thầu cơ điện KTH Electric để đảm bảo an toàn tuyệt đối.
Hy vọng bài viết này giúp ích cho công việc của bạn. Nếu cần bảng tính chi tiết hơn cho từng loại cáp (ngầm, treo), hãy để lại bình luận bên dưới, tôi sẽ chia sẻ thêm.
KTH ELECTRIC – CHUYÊN GIA HỆ THỐNG ĐIỆN
Địa chỉ: 251 Phạm Văn Chiêu, Phường An Hội Tây, TP Hồ Chí Minh.
Hotline: 0968.27.11.99
Email: kthelectric.com@gmail.com
Ông Đỗ Tấn Tuấn là người trực tiếp phụ trách toàn bộ nội dung trên website kth-electric.com. Các bài viết được xây dựng từ nguồn kiến thức chuyên sâu, kết hợp giữa tài liệu tham khảo uy tín (có trích dẫn cụ thể) và kinh nghiệm thực tiễn dày dặn của ông. Vì vậy, bạn đọc có thể hoàn toàn tin tưởng vào tính chính xác và độ tin cậy của thông tin, đảm bảo mỗi nội dung chia sẻ đều mang lại giá trị tham khảo hữu ích và đáng tin cậy.