Trạm biến áp là đầu mối tiếp nhận nguồn điện trung thế từ lưới điện lực để hạ xuống cấp 380/220V phục vụ toàn bộ tòa nhà. Vị trí đặt trạm, công suất tính toán cùng chủng loại máy biến áp tác động trực tiếp tới giải pháp phòng cháy, tải trọng kết cấu sàn hầm, diện tích đỗ xe bị chiếm dụng và chi phí vận hành điện năng lâu dài.
Trạm biến áp trong dự án cao tầng có 3 vai trò cốt lõi: hạ điện áp phù hợp với nhu cầu sử dụng, phân phối điện đến các nhóm phụ tải và phối hợp với nguồn dự phòng để cấp điện cho các thiết bị ưu tiên khi mất điện lưới.
1. Vai trò đầu tiên là hạ điện áp để phục vụ nhu cầu sử dụng của tòa nhà: Trạm tiếp nhận điện từ lưới trung thế và chuyển xuống hạ thế để cấp cho căn hộ, khối thương mại và các thiết bị dùng chung. Chẳng hạn, với cấu hình 22/0,4 kV, máy biến áp hạ điện áp từ 22 kV xuống 0,4 kV trước khi điện được phân phối vào công trình.
2. Từ nguồn điện đã được hạ áp, hệ thống tủ hạ thế phân phối điện đến từng nhóm phụ tải: Các nhánh cấp cho căn hộ, thang máy, bơm nước hay hệ thống điều hòa được tổ chức theo công năng và yêu cầu vận hành.
Riêng các mạch phục vụ an toàn cháy cần độc lập với mạch điện thông thường, để sự cố ở một nhánh không làm ảnh hưởng đến thiết bị phục vụ chữa cháy và thoát nạn. Cách phân chia này cần được xác định ngay trong sơ đồ cấp điện, làm cơ sở bố trí tủ và tuyến cáp.
3. Khi điện lưới gián đoạn, hệ thống cấp điện phía hạ thế phối hợp với nguồn dự phòng để cấp điện cho các thiết bị ưu tiên: Máy phát khởi động, sau đó tủ chuyển nguồn tự động (ATS) chuyển các nhánh tải được lựa chọn sang nguồn dự phòng khi nguồn này đáp ứng điều kiện vận hành.
Quá trình đó có thời gian khởi động và chuyển nguồn, nên mức gián đoạn cho phép phải được xem xét theo yêu cầu của từng thiết bị. Danh mục tải dự phòng cũng cần được tính toán phù hợp với khả năng máy phát, tránh cấp thêm tải khiến nguồn dự phòng bị quá tải.
Yêu cầu cấp điện cho các thiết bị phục vụ chữa cháy cũng được đề cập trong bài viết hạ tầng cấp điện cấp nước công trình. Với trạm biến áp, những yêu cầu này cần được xem xét cùng nhu cầu sử dụng điện ngay từ đầu, để chủ đầu tư và đơn vị thiết kế có cơ sở xác định công suất phù hợp.
Công suất trạm biến áp phải đi ra từ bảng tính phụ tải có xét hệ số đồng thời, không thể chỉ ước tính theo suất phụ tải trên mét vuông sàn. Cách ước lượng theo mét vuông sàn chỉ nên dùng ở bước phác thảo ý tưởng sơ bộ.
Sai lệch theo chiều nào thì chủ đầu tư cũng trả tiền suốt quá trình vận hành. Chọn máy quá lớn làm tăng vốn đầu tư ban đầu, song một khoản chi phí kéo dài khác là tổn thất không tải.
Mỗi giờ trạm biến áp đóng điện, dù cư dân dùng ít hay nhiều, máy biến áp vẫn tiêu thụ một lượng điện nhất định do từ hóa lõi thép. Máy càng lớn, tổn thất không tải càng cao, và khoản tiền đó cộng vào hóa đơn hằng tháng của tòa nhà.
Nếu chọn máy quá nhỏ thì cái giá đến muộn nhưng nặng hơn. Khi tải thực vượt công suất máy vào giờ cao điểm mùa hè, máy bị quá tải liên tục, nhiệt độ cuộn dây tăng cao làm giảm tuổi thọ cách điện, và rơ le bảo vệ có thể cắt máy, làm mất điện toàn bộ phần tòa nhà do máy đó cấp.
Vì vậy tòa nhà cao tầng thường chia công suất thành hai máy biến áp trở lên thay vì dồn vào một máy biến áp lớn.
Hai máy biến áp giúp vận hành linh hoạt: khi hai máy được thiết kế vận hành song song, lúc phụ tải thấp vào mùa đông hoặc ban đêm tòa nhà có thể ngắt bớt một máy để giảm tổn thất không tải; khi bảo trì một máy, máy còn lại vẫn cấp điện cho phụ tải ưu tiên.
Theo QCVN 26:2025/BCT của Bộ Công Thương, trạm đến 35 kV có công suất máy biến áp lớn hơn 1.600 kVA phải đặt máy cắt đầu vào.
Chia máy không nhằm né ngưỡng này mà để giữ phụ tải khi bảo trì, còn điều chủ đầu tư cần biết là máy cắt đầu vào kéo theo tủ trung thế lớn hơn và phòng trạm rộng hơn. Với chung cư cao tầng, chia hai máy là cách làm thường gặp.
Câu hỏi then chốt dành cho tư vấn thiết kế cơ điện là tổng lượng tổn thất không tải của phương án tính toán là bao nhiêu kWh mỗi năm, thay vì chỉ hỏi tổng công suất lắp đặt. Khi đã chốt xong dung lượng máy, bài toán tiếp theo là xác định vị trí đặt trạm.
Phần lớn dự án cao tầng nội đô bắt buộc phải đặt trạm biến áp trong tầng hầm hoặc khối đế vì quỹ đất khuôn viên không đủ để làm trạm kios độc lập. Đặt ở đâu cũng có được mất rõ ràng giữa diện tích thương mại, an toàn phòng cháy và chi phí dây cáp.
Mỗi giải pháp vị trí đều đánh đổi một nhóm rủi ro lấy một nhóm khác. Chủ đầu tư có thể đối chiếu 2 phương án vị trí đặt trạm biến áp theo 4 tiêu chí cốt lõi trong bảng so sánh sau:
| Tiêu chí | Trạm trong tầng hầm hoặc khối đế | Trạm kios hợp bộ ngoài khuôn viên |
|---|---|---|
| 1. Quỹ đất và mặt tiền | Không chiếm sân vườn, nhưng lấy diện tích hầm dành cho đậu xe | Chiếm một phần sân, lối xe hoặc mặt tiền |
| 2. Yêu cầu phòng cháy | Phải ngăn cháy với phần còn lại của tòa nhà, ràng buộc chặt khi dùng máy dầu | Tách khỏi khối nhà nên ràng buộc nhẹ hơn |
| 3. Lối đưa máy vào và thay máy | Phụ thuộc dốc hầm, chiều cao thông thủy và tải trọng sàn trên đường vận chuyển | Tiếp cận trực tiếp từ đường nội bộ |
| 4. Cáp hạ thế tới trục kỹ thuật | Ngắn nếu trạm đặt sát chân trục | Dài hơn, tiết diện lớn và tổn thất tăng theo chiều dài |
Nói tóm lại, trạm trong nhà chấp nhận mất diện tích hầm và chịu ràng buộc phòng cháy để giữ mặt tiền và rút ngắn cáp; trạm ngoài trời đổi lấy an toàn và tiện thay thế nhưng chiếm đất và cáp dài hơn.
Trong trường hợp buộc phải đặt trạm biến áp trong nhà, sẽ có 3 chi tiết kỹ thuật chủ đầu tư cần kiểm tra ngay trên mặt bằng:
3 chi tiết này cần được xem xét cùng nhau khi chốt mặt bằng tầng hầm, để phòng trạm vừa thuận tiện cấp điện, vừa có lối tiếp cận phù hợp cho việc lắp đặt và thay thế thiết bị về sau.
Cũng ở giai đoạn này, chủ đầu tư nên cân nhắc lựa chọn máy biến áp dầu hay máy biến áp khô cùng phương án bố trí phòng trạm, thay vì đợi đến khi mặt bằng đã cố định mới chọn thiết bị.
Lựa chọn máy biến áp dầu hay máy khô là quyết định về rủi ro hỏa hoạn và kết cấu hơn là bài toán điện. Cả hai loại đều làm tốt chức năng biến áp, song dầu là vật liệu cháy được, còn máy khô không chứa dầu nên giảm rủi ro cháy nhưng giá thành cao hơn. Máy biến áp khô cũng đòi hỏi phòng đặt trạm phải khô ráo và giải quyết tốt việc thông gió.
Khung kỹ thuật cho cả hai giải pháp vừa thay đổi: QCVN 26:2025/BCT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Kỹ thuật điện, Hệ thống lưới điện, có hiệu lực từ ngày 01/06/2026, đã thay bộ Quy phạm trang bị điện năm 2006 mà phần lớn tài liệu trên mạng vẫn đang dẫn. Mỗi dòng máy đều có các yêu cầu riêng về không gian bố trí.
Trạm biến áp dùng máy dầu đặt trong nhà phải bố trí từng máy trong một gian riêng làm bằng vật liệu có giới hạn chịu lửa 60 phút. Chỉ hai máy dầu, mỗi máy đến 400 kVA, được đặt chung một gian với vách ngăn chịu lửa 60 phút.
Máy dầu cũng không được đặt ngay bên dưới hoặc bên trên phòng tập trung trên 50 người trong thời gian trên 1 giờ. Trạm đặt trong nhà bắt buộc phải có hệ thống thu gom dầu sự cố bên dưới máy.
Với máy chứa trên 600 kg dầu, một trong hai phương án quy chuẩn cho phép là hố thu chứa được toàn bộ lượng dầu của máy, có lưới chắn và lớp đá dăm dày 25 cm phía trên.
Với chủ đầu tư, đây là một hố kỹ thuật nằm trong sàn hầm, đòi hỏi bộ môn kết cấu phải biết vị trí và kích thước từ lúc tính sàn, tuyệt đối không thể đục sau.
Với máy trên 400 kVA, mỗi máy dầu tăng thêm là thêm một buồng riêng, một cửa chống cháy và một hố thu, khiến tổng diện tích sàn hầm bị chiếm dụng khá đáng kể.
Máy biến áp khô sử dụng không khí và vật liệu cách điện rắn để tản nhiệt, loại trừ hoàn toàn nguy cơ cháy dầu và không cần xây hố thu gom dầu. Đổi lại, máy khô có giá mua cao hơn.
Yêu cầu gian riêng chịu lửa 60 phút chỉ đặt ra cho máy dầu, và quy chuẩn cũng không bắt buộc máy khô tránh vị trí ngay dưới phòng đông người, nên mặt bằng phòng trạm dùng máy khô thường gọn hơn.
Quy chuẩn yêu cầu gian thiết bị được thông gió đủ cho cả lúc quá tải và lúc nhiệt độ môi trường cao nhất. Máy khô tản nhiệt trực tiếp ra không khí trong phòng, nên quạt thông gió hoặc điều hòa cho phòng máy phải được tính đủ ngay từ thiết kế.
Máy khô cũng nhạy với bụi và hơi ẩm ngưng tụ hơn máy dầu, nên phòng trạm cần kín, sạch và không nằm dưới tuyến ống nước.
Tòa nhà hầm sâu, mặt bằng chật thường chuộng máy khô, còn trạm kios ngoài sân dùng máy dầu sẽ tiết kiệm chi phí hơn. Cách xếp phòng trạm cạnh các phòng kỹ thuật khác thuộc phần không gian kỹ thuật hệ cơ điện của dự án.
Chủ đầu tư là bên bỏ vốn xây dựng trạm biến áp, nhưng sau khi hoàn thành bàn giao, trạm có thể chuyển giao cho ngành điện lực hoặc thuộc tài sản chung của tòa nhà. Lựa chọn này quyết định cư dân mua điện trực tiếp hay qua trung gian.
Nó cũng quyết định giá điện của khối thương mại. Khi lưới điện được bàn giao cho điện lực quản lý theo thỏa thuận, ngành điện thường chịu trách nhiệm bảo trì, kiểm định và thay thế thiết bị trong suốt thời gian vận hành.
Mỗi hộ dân ký hợp đồng mua bán điện trực tiếp với công ty điện lực và thanh toán theo biểu giá bậc thang cho sinh hoạt. Khung pháp lý chung cho quan hệ mua bán điện này là Luật Điện lực số 61/2024/QH15, có hiệu lực từ ngày 01/02/2025.
Đổi lại, tài sản trạm không còn thuộc dự án, và việc cải tạo, nâng công suất sau này phụ thuộc vào kế hoạch của điện lực.
Khi trạm chưa bàn giao, tòa nhà mua điện tổng rồi phân bổ lại cho các hộ, và hai bên phải thỏa thuận tỷ lệ điện sinh hoạt với điện cho mục đích khác.
Khi đó, chi phí bảo trì trạm biến áp, kiểm định máy định kỳ, tổn thất điện năng trên máy biến áp và nguy cơ thiết bị hỏng hóc thuộc về ban quản trị tòa nhà. Hóa đơn điện của cư dân dễ phát sinh tranh chấp nếu phần tổn thất điện năng và chi phí vận hành không được tách bạch rõ từ đầu.
Khối thương mại có bài toán riêng. Mua điện ở cấp từ 22 kV trở lên, tức phía trung áp trước máy biến áp, giá điện kinh doanh giờ bình thường thấp hơn khoảng 8% so với mua ở cấp dưới 6 kV.
Mức chênh này tính theo biểu giá tại Quyết định 1279/QĐ-BCT áp dụng từ ngày 10/05/2025, đổi lại bên sở hữu trạm tự gánh chi phí vận hành, bảo trì và tổn thất của máy.
Mô hình sở hữu trạm biến áp quyết định vị trí công tơ, cách tách lộ cấp điện cho căn hộ và khối thương mại, lối tiếp cận độc lập cho nhân viên điện lực, cùng ranh giới trách nhiệm giữa chủ đầu tư và điện lực. Đây là nội dung nên thống nhất với công ty điện lực địa phương từ lúc thỏa thuận đấu nối.
4 quyết định cốt lõi về trạm biến áp bao gồm công suất, vị trí đặt, chủng loại máy và mô hình sở hữu, cần được chốt ngay ở bước thiết kế cơ sở, trước khi chốt bản vẽ kiến trúc và kết cấu. Chốt muộn thì mỗi thay đổi sẽ kéo theo chỉnh sửa ở nhiều bộ môn.
Việc chốt sớm là bắt buộc vì mỗi quyết định kỹ thuật đều ràng buộc chặt chẽ với các bộ môn khác. Công suất quy định diện tích phòng trạm và tải trọng dầm sàn, vị trí chi phối hướng tuyến cáp và ram dốc hầm, chủng loại máy quy định hố thu dầu cùng giải pháp ngăn cháy.
Trạm biến áp do vậy cần được đưa vào quy trình phối hợp đa bộ môn thiết kế song song với hệ khung kết cấu và mạng lưới kỹ thuật ngầm.
Văn bản thỏa thuận đấu nối của ngành điện có thể ấn định cấp điện áp và hướng tuyến cáp vào, do đó hồ sơ cần nộp sớm, tránh trường hợp thiết kế hoàn tất mới hay điểm đấu nối nằm ở hướng ngược lại.
Trong vai trò tổng thầu thiết kế, Song Anh xử lý trạm biến áp trong dự án cao tầng như một nút giao kỹ thuật giữa kiến trúc, kết cấu và cơ điện.
Khi ba bộ môn được triển khai bởi một đầu mối thiết kế duy nhất, phòng trạm được định vị cùng lúc với lưới cột hầm, tải trọng máy biến áp được đưa vào mô hình kết cấu ngay từ đầu và tuyến cáp hạ thế được rà khớp với trục kỹ thuật trước khi phát hành bản vẽ thi công.
——————————————
CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG SONG ANH (SA)
Toà nhà Park IX - số 08 Phan Đình Giót, Phường Tân Sơn Hoà, TP.HCM
Hotline: 0969 865 728
Email: tnc@sa-corp.vn
