Nguồn điện dự phòng cho hệ thống báo cháy tự động là yêu cầu bắt buộc nhằm bảo đảm hệ thống báo cháy tự động có thể sẵn sàng hoạt động ngay cả khi có sự cố mất nguồn điện chính. Bài viết dưới đây hướng dẫn cách tính toán và lựa chọn nguồn điện dự phòng cho hệ thống báo cháy tự động.
Theo quy định tại Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7568-14:2025 “Hệ thống báo cháy - phần 14: thiết kế, lắp đặt các hệ thống báo cháy cho nhà và công trình”, trung tâm của hệ thống báo cháy phải được thiết kế hai nguồn điện độc lập:
- Một là nguồn điện chính 220V xoay chiều từ nguồn lưới điện quốc gia, cung cấp năng lượng liên tục để duy trì hoạt động của hệ thống;
- Hai là nguồn điện ắc quy dự phòng có nhiệm vụ tự động cấp điện cho toàn bộ hệ thống khi nguồn điện chính gặp sự cố, nguồn điện dự phòng phải đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động ở cả chế độ thường trực trong thời gian 24 giờ và chế độ báo cháy trong thời gian 30 phút, riêng nhà thuộc nhóm F1.2, F4.2, F4.3, nhà hỗn hợp có chiều cao PCCC từ 50m đến 150m thời gian nguồn dự phòng ở chế độ báo cháy là 3 giờ.
Việc lựa chọn nguồn điện ắc quy dự phòng phải được tính toán để bảo đảm hệ thống báo cháy được hoạt động trong thời gian theo quy định. Một số lưu ý khi tính toán, lựa chọn nguồn điện ắc quy dự phòng cho hệ thống báo cháy cụ thể như sau:
1. Tính toán nguồn điện ắc quy dự phòng cho hệ thống báo cháy tự động
Phương pháp tính toán nguồn điện ắc quy dự phòng của hệ thống báo cháy tự động được hướng dẫn tại Phụ lục C TCVN 7568-14:2025, cụ thể:
a) Tính toán dung lượng của ắc quy:
- Xác định dòng điện ở tải trọng tĩnh (IQ): là tổng dòng điện tiêu thụ của tất cả các thiết bị trong hệ thống báo cháy khi chúng đang ở chế độ thường, trong trạng thái không có sự cố hoặc báo động. Dòng này bao gồm dòng tiêu thụ của trung tâm báo cháy và dòng điện tĩnh của tất cả các thiết bị đầu vào như đầu báo cháy, nút ấn báo cháy, module và các thiết bị khác.
- Xác định dòng điện ở điều kiện báo cháy (IA): là tổng dòng điện tiêu thụ của hệ thống khi ở trạng thái báo động cháy. Lúc này, tất cả các thiết bị đầu ra và các thiết bị đầu vào được kích hoạt đồng thời, như: đầu báo cháy, nút ấn, chuông, còi, đèn báo cháy, module và các thiết bị khác.
- Dung lượng của ắc quy (có mức phóng điện 20 giờ, ở nhiệt độ từ 15 0C đến 30 0C) được xác định theo công thức:
C20 = 1,25[(IQ x TQ) + Fc(IA x TA)]
Trong đó: IQ - Là dòng điện tổng ở tải trọng tĩnh; TQ - Là thời gian của nguồn điện dự phòng ở tải trọng tĩnh (thường là 24 giờ); Fc - Là hệ số giảm dung lượng của ắc quy ở lA (thường lấy bằng 2); IA - Là dòng điện tổng ở điều kiện báo cháy; TA - Là thời gian của nguồn điện dự phòng ở phụ tải toàn tải (thường là 0,5 giờ; đối với nhà thuộc nhóm F1.2, F4.2, F4.3, nhà hỗn hợp có chiều cao PCCC từ 50m đến 150m, thời gian là 3 giờ).
b) Tính toán dòng điện nạp của ắc quy:
Dòng điện nạp của ắc quy nên nạp lại cho ắc quy đã phóng điện trong 24 giờ để có đủ dung lượng duy trì hệ thống báo cháy ở tải trọng tĩnh là 5 giờ, ở điều kiện báo cháy là 30 phút, được tính theo công thức sau:
c) Xác định nguồn điện chính cho hệ thống báo cháy tự động:
Dung lượng của nguồn điện chính được xác định bởi dòng điện tổng ở tải trọng tĩnh và dòng điện nạp của ắc quy, theo công thức sau:
IPSE = IQ+ IC
IQ = IQWS + IQANC
Trong đó: IQWS - Là dòng cao nhất ở tải trọng tĩnh của hệ thống báo cháy; IQANC - Là dòng ở tài trọng tĩnh của phụ tải bất kỳ.
2. Một số lưu ý khi lựa chọn nguồn điện ắc quy dự phòng cho hệ thống báo cháy tự động
Dựa vào kết quả dung lượng của ắc quy đã tính toán để lựa chọn ắc quy dự phòng cho hệ thống báo cháy tự động, ắc quy dự phòng phải có dung lượng lớn hơn hoặc bằng dung lượng ắc quy đã tính toán. Ắc quy dự phòng phải được nạp tự động bởi nguồn điện chính trong điều kiện hệ thống hoạt động bình thường và dòng điện nạp từ nguồn điện chính phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện nạp ắc quy đã tính toán. Điện áp của hệ thống báo cháy tự động thường là 12 VDC hoặc 24 VDC.
Đối với hệ thống báo cháy tự động có sử dụng nhiều thiết bị, bộ nguồn cấp tại tủ trung tâm báo cháy không thể cung cấp đủ nguồn điện cho tất cả thiết bị của hệ thống. Do vậy cần phải tính toán, lắp đặt bổ sung các bộ cấp nguồn phụ để bảo đảm cấp đủ nguồn điện cho các thiết bị trong hệ thống. Bộ cấp nguồn phụ cũng phải được cấp từ 02 nguồn độc lập, một nguồn điện chính 220V xoay chiều từ nguồn điện lưới và một nguồn điện từ ắc quy dự phòng. Nguồn điện ắc quy dự phòng cho bộ nguồn phụ phải được tính toán dựa trên số lượng của các thiết bị của hệ thống trong khu vực của bộ nguồn phụ cấp nguồn điện.
Ngoài ra, cần lựa chọn đường dây, cáp điện phải đủ tiết diện để hệ thống báo cháy không bị sụt áp và điện áp ở cuối nguồn nằm trong giới hạn cho phép của thiết bị lắp đặt trên hệ thống. Tiết diện lõi đồng của đường dây, cáp điện được xác định dựa trên độ sụt áp cho phép của hệ thống nhưng không nhỏ hơn 0,75 mm2 (tương đương với lõi đồng có đường kính 1 mm) đối với đường cáp trục chính.
Tủ nguồn điện phụ cho hệ thống báo cháy tự động
3. Một số lỗi thường gặp khi tính toán, lựa chọn nguồn điện ắc quy dự phòng cho hệ thống báo cháy tự động
- Khi tính toán dòng điện tiêu thụ của hệ thống có thể bỏ sót thiết bị, chỉ tính toán các thiết bị chính như đầu báo cháy, chuông, đèn, nút ấn báo cháy mà bỏ sót, không tính đến các các thành phần khác của hệ thống cần cung cấp nguồn điện để hoạt động như các module giám sát, module điều khiển, còi báo động tại tủ trung tâm báo cháy...
- Lựa chọn dòng điện, điện áp của các thiết bị không phù hợp với từng hãng sản xuất. Mỗi thiết bị của từng hãng sản xuất có thông số riêng về dòng điện thường trực, dòng điện khi báo cháy và điện áp; do vậy cần lựa chọn dòng điện, điện áp của các thiết bị do các nhà sản xuất cung cấp để bảo đảm các thiết bị hoạt động tốt nhất.
- Nhầm lẫn giữa dòng điện ở tải trọng tĩnh (IQ) và dòng điện ở điều kiện báo cháy (IA) của các thiết bị: dòng điện ở điều kiện báo cháy thường lớn hơn rất nhiều dòng điện ở tải trọng tĩnh, do vậy việc sử dụng dòng điện ở tải trọng tĩnh của các thiết bị để tính toán dòng điện ở điều kiện báo cháy của hệ thống sẽ dẫn đến dòng điện tính toán không đủ cấp cho hệ thống hoạt động.
- Tính toán dòng điện của bộ nguồn chính không tính toán dòng điện nạp cho ắc quy. Nguồn điện chính phải đủ cung cấp cho dòng diện của hệ thống hoạt động ở tải trọng tĩnh và dòng điện nạp cho ắc quy theo tính toán, đồng thời dòng điện bộ nguồn phải lớn hơn dòng điện của hệ thống ở điều kiện báo cháy.
- Lựa chọn ắc quy dự phòng cho hệ thống không phù hợp: hệ thống báo cháy thường sử dụng ắc quy khô, kín khí để bảo đảm an toàn, chống rò rỉ axit, cháy nổ và không cần bảo dưỡng. Việc sử dụng ắc quy nước hoặc các loại ắc quy khác để lắp đặt cho hệ thống sẽ không bảo đảm an toàn, dễ bị rò rỉ axit và gây cháy nổ.
- Lựa chọn sai điện áp của hệ thống: ví dụ như hệ thống báo cháy thường được hoạt động ở điện áp 12 VDC hoặc 24VDC. Việc lựa chọn sai điện áp có thể gây hư hỏng cho toàn bộ thiết bị trong hệ thống.
- Lựa chọn dây, cáp điện không đủ tiết diện: ví dụ như đối với các hệ thống báo cháy có nhiều thiết bị, khu vực bảo vệ lớn, khoảng cách từ tủ trung tâm đến các thiết bị ở cuối nguồn rất xa, dẫn đến hiện tượng sụt áp trên đường dây rất lớn, làm giảm hiệu quả hoạt động của các thiết bị (chuông kêu nhỏ, đèn sáng yếu). Do vậy, cần tính toán, lựa chọn tiết diên dây, cáp điện phù hợp để bảo đảm điện áp cuối nguồn nằm trong giới hạn cho phép của thiết bị trong hệ thống.
4. Ví dụ minh họa việc tính toán, lựa chọn nguồn điện cho hệ thống báo cháy tự động:
Giả sử tính toán, lựa chọn nguồn điện của hệ thống báo cháy tự động cho một công trình, hệ thống báo cháy gồm các thiết bị sau: 01 tủ trung tâm báo cháy, 50 đầu báo cháy khói địa chỉ, 10 đầu báo cháy nhiệt địa chỉ, 10 nút ấn báo cháy, 05 đèn báo cháy, 05 chuông báo cháy, 05 module giám sát. Giả sử thông số kỹ thuật của các thiết bị theo nhà sản xuất cung cấp như sau:
- Tính toán dung lượng ắc quy dự phòng:
+ Tính toán dòng điện ở tải trọng tĩnh của tất cả các thiết bị khi hệ thống hoạt động ở chế độ bình thường:
IQ = ITrung tâm báo cháy + IĐầu báo khói + IĐầu báo nhiệt + INút ấn+ IModule
IQ = 1 x 250 + 50 x 0,5 + 10 x 0,5 + 10 x 0,5 + 5 x 1 = 290 mA = 0,29 A
+ Tính toán dòng điện ở điều kiện báo cháy. Giả định khi báo cháy, tất cả các thiết bị của hệ thống đều hoạt động
IA = ITrung tâm báo cháy+IĐầu báo khói +IĐầu báo nhiệt+INút ấn+ IChuông+IĐèn+IModule
IA = 1x400 + 50x3 + 10x3 + 10x3 + 5x50 + 5x30 + 5x5 = 1.035 mA = 1,035 A
+ Tính toán dung lượng ắc quy dự phòng với thời gian ở tải trọng tĩnh là 24 giờ, thời gian ở phụ tải toàn tải là 0,5 giờ.
C20 = 1,25[(IQ x TQ) + Fc(IA x TA)]
C20 = 1,25 x [(0,29 x 24) + 2 x (1,035 x 0,5)] = 9,994 Ah
- Tính toán dòng điện nạp tối thiểu cho ắc quy:
= 
= 0,1025 A
- Tính toán dòng điện của nguồn điện chính:
IPSE = IQ+ IC = 0,29 + 0,1025 = 0,3925 A
Như vậy, theo kết quả tính toán thì lựa chọn nguồn điện cho hệ thống báo cháy như sau:
- Ắc quy dự phòng: dung lượng thấp nhất theo tính toán là 9,994 Ah, giả sử hệ thống có điện áp 24 V theo thông tin do nhà sản xuất cung cấp. Do vậy lựa chọn 02 ắc quy có thông số 12V-12Ah mắc nối tiếp với nhau (bảo đảm ắc quy có điện áp 24V, dung lượng lớn hơn 9,994 Ah).
- Bộ cấp nguồn chính: dòng điện nguồn điện chính theo tính toán là 0,3925 A, dòng điện ở điều kiện báo cháy là 1,035 A, dòng điện nạp tối thiểu của ắc quy là 102,5 mA. Để bảo đảm hệ thống hoạt động an toàn, bảo đảm độ tin cậy và thực hiện đúng chức năng thì lựa chọn bộ nguồn chính có thông số 24V-2A và có tích hợp bộ sạc ắc quy có dòng điện 102,5 mA.
Văn Hải – Phòng 4/C07
