Trang trại cần điện ba pha khi có động cơ lớn chạy thường xuyên: máy bơm tưới, máy bơm giếng sâu, dàn quạt hút chuồng kín, máy xay thức ăn, máy sấy, máy nén kho lạnh. Trại chỉ có đèn, vài quạt nhỏ, một máy bơm sinh hoạt và dụng cụ cầm tay thì điện một pha 220V là đủ và đơn giản hơn. Ranh giới không nằm ở diện tích trại mà ở tổng công suất các máy chạy cùng lúc và cỡ động cơ lớn nhất.
Ở Việt Nam, điện một pha cho hộ dân là 220V, điện ba pha là 380V giữa các pha. Động cơ ba pha chạy êm hơn, khởi động khoẻ hơn, ít nóng hơn so với động cơ một pha cùng công suất, và phần lớn máy nông nghiệp cỡ lớn chỉ có bản ba pha. Ngược lại, đăng ký ba pha thường đòi hỏi hồ sơ kỹ hơn, công tơ và tủ điện phức tạp hơn, và ở vùng lưới yếu đôi khi phải chờ điện lực cải tạo. Bài này giúp bạn tự lập bảng tải và tự trả lời câu hỏi trước khi gặp điện lực.
Bảng tải mẫu cho một trại kết hợp, ví dụ giả định
Đây là ví dụ giả định cho một trại kết hợp cây ăn trái và chăn nuôi gà quy mô vừa. Con số chỉ để minh hoạ cách lập bảng; thiết bị thật của bạn có công suất ghi trên nhãn máy.
| Thiết bị | Công suất (giả định) | Chạy khi nào | Một pha hay ba pha |
|---|---|---|---|
| Máy bơm tưới từ ao | 5,5 kW | Sáng sớm và chiều, mùa khô | Ba pha |
| Bơm giếng khoan sinh hoạt | 0,75 kW | Rải rác cả ngày | Một pha |
| Dàn quạt hút chuồng gà | 6 quạt × 1 kW | Trưa nắng, suốt đêm mùa nóng | Ba pha |
| Máy xay thức ăn | 7,5 kW | Một buổi mỗi ngày | Ba pha |
| Đèn, ổ cắm, tủ lạnh nhà trông trại | Khoảng 2 kW | Tối | Một pha |
| Máy hàn, máy cắt sửa chữa | 3 kW | Thỉnh thoảng | Một pha |
Nhìn bảng: nếu máy xay, bơm tưới và quạt chuồng có thể chạy cùng một buổi trưa, tổng tải đồng thời đã vượt xa mức một đường dây một pha nông thôn gánh thoải mái. Trại này nên tính ba pha. Nếu bỏ máy xay (mua thức ăn sẵn) và dùng quạt nhỏ, bức tranh có thể khác hẳn.
Đọc nhãn động cơ: ba con số cần nhìn
Mỗi động cơ có một tấm nhãn kim loại gắn trên thân. Con số đầu tiên cần đọc là công suất, ghi bằng kW hoặc HP (mã lực); một HP xấp xỉ 0,75 kW. Con số thứ hai là điện áp: động cơ một pha ghi 220V, động cơ ba pha thường ghi 380V hoặc cặp 220/380V tuỳ cách đấu dây. Con số thứ ba là dòng điện định mức, tính bằng ampe, giúp thợ chọn aptomat và cỡ dây.
Khi đi mua máy cũ hay nhận máy từ người khác, chụp lại nhãn trước khi hỏi bất cứ ai. Nhiều người mua một máy bơm "mười ngựa" giá hời rồi mới phát hiện đó là bản ba pha trong khi trại chỉ có điện một pha. Bộ biến tần đổi một pha thành ba pha có tồn tại và dùng được cho một số động cơ cỡ nhỏ, nhưng có giới hạn công suất, cần lắp đặt đúng và không thay được cho điện lưới ba pha khi trại có nhiều máy lớn.
Với động cơ một pha, chú ý thêm tụ khởi động. Động cơ một pha cỡ lớn khởi động nặng, hay hỏng tụ, và kéo sụt điện áp cả nhà mỗi lần bật. Nếu trại đã có ba bốn động cơ một pha trên 2 kW mà đèn nhấp nháy mỗi lần bơm chạy, đó là dấu hiệu nên bàn chuyện ba pha.
Dòng khởi động: lý do trại hay "đủ điện mà vẫn nhảy aptomat"
Động cơ cần nhiều dòng nhất ở giây đầu tiên. Lúc vừa bật, động cơ kéo dòng có thể gấp vài lần dòng chạy đều, rồi giảm dần khi đạt tốc độ. Nếu hai máy lớn khởi động cùng lúc, aptomat tổng có thể nhảy dù tổng công suất lúc chạy chưa vượt mức.
Lệch giờ khởi động là cách rẻ nhất. Đặt hẹn giờ để bơm tưới chạy trước quạt chuồng vài phút, hoặc dặn người trông trại bật lần lượt. Với dàn quạt nhiều cái, bộ điều khiển bật từng quạt cách nhau vài giây giúp giảm cú sốc dòng.
Khởi động mềm và biến tần giảm dòng khởi động. Thiết bị khởi động mềm hoặc biến tần cho động cơ lớn giúp máy tăng tốc từ từ, đỡ sụt áp, đỡ va đập cơ khí cho bơm. Chi phí và cách lắp nên hỏi thợ điện công nghiệp.
Máy phát dự phòng cũng phải tính dòng khởi động. Đây là lỗi phổ biến khi chọn máy phát: chọn theo công suất chạy, đến lúc mất điện thì máy phát không đề nổi máy bơm. Bài về máy phát dự phòng trên trang nói kỹ cách tính.
Cân pha: điều chỉ trại ba pha mới gặp
Có điện ba pha không có nghĩa là mọi thiết bị trong trại đều ba pha. Đèn, ổ cắm, tủ lạnh, quạt nhỏ vẫn dùng một pha, lấy từ một trong ba pha với dây trung tính. Nếu thợ đấu hết các tải một pha vào cùng một pha cho tiện, pha đó sẽ quá tải trong khi hai pha còn lại nhẹ. Hậu quả là dây trung tính nóng, điện áp ở pha nặng tụt, động cơ ba pha chạy không cân và nhanh hỏng.
Cân pha nghĩa là chia các tải một pha đều cho ba pha theo công suất và giờ dùng. Ví dụ giả định: pha thứ nhất cấp cho nhà ở người trông trại, pha thứ hai cấp cho đèn chuồng, pha thứ ba cấp cho kho và khu sơ chế. Khi thêm thiết bị một pha mới, ghi vào sơ đồ tủ điện xem nó nằm ở pha nào.
Một chi tiết nhỏ nhưng quan trọng với động cơ ba pha là thiết bị bảo vệ mất pha. Khi lưới mất một pha, động cơ ba pha vẫn cố chạy bằng hai pha còn lại, nóng nhanh và có thể cháy cuộn dây. Rơ le bảo vệ mất pha, lệch pha cho máy bơm, máy xay là khoản nên có trong tủ điện của trại.
Nhìn theo từng kiểu trại: chỗ nào hay cần ba pha
Trại chăn nuôi chuồng kín. Chuồng gà, chuồng heo kiểu kín dùng dàn quạt hút lớn và tấm làm mát; quạt phải chạy suốt những ngày nóng, kể cả ban đêm. Đây là kiểu trại gần như chắc chắn cần ba pha, và cũng là kiểu trại chịu thiệt nặng nhất khi điện chập chờn. Tải quạt nên chia đều cho ba pha ngay từ khi thiết kế tủ điện.
Trại thủy sản. Ao nuôi tôm, cá thâm canh dùng quạt nước, máy sục khí chạy nhiều giờ liên tục, thêm máy bơm cấp và thay nước. Nhiều trại ven biển và vùng đồng bằng sông Cửu Long chuyển lên ba pha vì số lượng động cơ, không phải vì một máy lớn.
Trại cây lâu năm. Tải tập trung vào bơm tưới theo mùa khô. Nếu nguồn nước là ao, hồ gần vườn và tưới áp thấp thì một pha có thể đủ; nếu phải bơm từ giếng sâu, bơm lên đồi hay tưới phun cho diện tích lớn cùng lúc thì động cơ bơm thường đã ở cỡ ba pha.
Trại có khu sơ chế và kho. Máy sấy nông sản, máy xay xát, máy nén cho kho mát là những tải lớn, chạy dài giờ trong mùa thu hoạch. Trại có kế hoạch tự sơ chế nên tính ba pha từ đầu, kể cả khi năm đầu chưa mua máy.
Trại rau màu nhỏ, nhà màng nhỏ. Thường chỉ cần bơm nhỏ, quạt đối lưu và đèn; một pha phù hợp trong phần lớn trường hợp, trừ khi dùng hệ làm mát công suất lớn cho nhà màng diện tích rộng.
Dây dẫn trong trại: đường dài làm mất điện áp
Ở trại, khoảng cách từ công tơ tới máy bơm cuối vườn có thể vài trăm mét, dài hơn nhiều so với trong một căn nhà. Dây càng dài, càng nhỏ thì điện áp tới động cơ càng thấp, động cơ yếu, nóng và khó khởi động. Vì thế, cỡ dây cho máy bơm xa phải chọn theo cả công suất lẫn chiều dài, không chỉ theo dòng điện ghi trên nhãn.
Với điện ba pha, cùng một công suất, dòng điện trên mỗi dây nhỏ hơn so với một pha, nên sụt áp trên đường dài cũng nhẹ hơn. Đây là một lý do nữa để trại rộng, có máy bơm đặt xa, nghiêng về ba pha. Nếu vẫn dùng một pha, cân nhắc đặt công tơ hoặc tủ điện phụ gần cụm thiết bị dùng nhiều điện nhất thay vì kéo dây nhỏ đi xa.
Đừng tự chọn cỡ dây theo cảm giác hay theo dây còn thừa trong kho. Đưa thợ điện bảng tải và sơ đồ mặt bằng có ghi khoảng cách, để thợ tính tiết diện dây cho từng nhánh và ghi lại trên sơ đồ tủ điện.
Khi nào giữ một pha là lựa chọn hợp lý
Không phải trại nào cũng nên chạy theo ba pha. Một pha đơn giản hơn, rẻ hơn ở phần tủ điện và dễ có hơn ở vùng lưới yếu. Giữ một pha hợp lý khi:
- Trại trồng cây lâu năm tưới bằng bơm nhỏ, tưới nhỏ giọt áp thấp, không có động cơ nào trên khoảng 2–3 kW.
- Chăn nuôi quy mô nông hộ, chuồng hở, dùng quạt treo nhỏ thay vì quạt hút chuồng kín.
- Mua thức ăn chăn nuôi đã chế biến, không tự xay trộn.
- Có thể chia tải theo giờ: bơm buổi sáng, máy cắt buổi chiều, không chạy nhiều máy lớn cùng lúc.
- Trại đang ở giai đoạn thử, chưa chắc quy mô, muốn đợi một hai năm rồi mới đầu tư lớn.
Nếu chọn một pha giai đoạn đầu, khi đi dây trong trại vẫn nên chọn dây trục chính và tủ tổng đủ chỗ để nâng lên ba pha sau này. Chi phí thêm lúc đầu nhỏ hơn nhiều so với làm lại.
Chuẩn bị gì khi đề nghị điện ba pha
Hồ sơ đề nghị cấp điện ba pha hoặc chuyển từ một pha lên ba pha đi theo trình tự cấp điện chung, nhưng điện lực sẽ xem kỹ hơn phần tải.
- Bảng tải chi tiết như bảng mẫu ở trên, ghi rõ thiết bị ba pha và thiết bị một pha, giờ chạy, công suất từng máy.
- Giấy tờ về quyền sử dụng đất hoặc hợp đồng thuê, giấy tờ của người đứng tên hợp đồng mua điện.
- Vị trí đề xuất đặt công tơ và tủ điện tổng, có ảnh chụp hiện trạng.
- Hỏi điện lực về khả năng của trạm biến áp khu vực: còn gánh thêm được hay phải chờ cải tạo, hay phải tính trạm riêng.
- Nhận văn bản trả lời, đọc kỹ phần trách nhiệm đầu tư và yêu cầu kỹ thuật sau công tơ.
- Thuê thợ điện công nghiệp làm tủ điện ba pha có aptomat, chống dòng rò, bảo vệ mất pha cho từng động cơ lớn.
Khi tổng tải lớn tới mức trạm khu vực không gánh nổi, câu chuyện chuyển sang trạm biến áp riêng, với hồ sơ và chi phí khác hẳn. Phần đó có bài riêng trên trang.
Câu hỏi thường gặp
Máy bơm ba pha có chạy được bằng điện một pha không?
Có cách dùng biến tần đầu vào một pha, đầu ra ba pha cho động cơ cỡ nhỏ. Cách này cần chọn biến tần đúng công suất và lắp đặt cẩn thận, không phải giải pháp cho nhiều máy lớn. Tự đấu tụ cho động cơ ba pha chạy một pha làm máy yếu, nóng và nhanh hỏng.
Diện tích trại bao nhiêu thì cần ba pha?
Không có ngưỡng theo diện tích. Một trại vài héc ta cây lâu năm tưới nhỏ giọt có thể chỉ cần một pha, trong khi một trại gà nhỏ với chuồng kín đã cần ba pha vì dàn quạt. Hãy lập bảng tải thay vì nhìn diện tích.
Điện ba pha có tốn tiền điện hơn không?
Tiền điện tính theo lượng điện tiêu thụ và biểu giá áp dụng, không phải vì là ba pha. Động cơ ba pha thường chạy hiệu quả hơn động cơ một pha cùng công suất, nên với cùng công việc có khi còn đỡ hao. Khoản tốn thêm nằm ở tủ điện và thiết bị bảo vệ.
Vì sao đèn trong trại nhấp nháy mỗi lần bật máy bơm?
Đó là dấu hiệu sụt áp khi động cơ khởi động, thường do dây dài, tiết diện nhỏ, hoặc động cơ một pha quá lớn so với đường dây. Kiểm mối nối, cỡ dây, cân nhắc khởi động mềm hoặc chuyển động cơ lớn sang ba pha.
Có nên mua máy cũ ba pha khi trại chưa có ba pha không?
Chỉ nên mua khi đã chắc chắn được cấp ba pha trong thời gian gần, hoặc khi động cơ đủ nhỏ để chạy qua biến tần một cách hợp lý. Nếu không, máy nằm chờ trong kho, còn trại vẫn phải mua thêm máy một pha để dùng tạm.