Giới thiệu dự án

Sự bùng nổ của các khu đô thị phức hợp cao tầng đặt ra bài toán nghiêm ngặt về độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng và an toàn phòng chống cháy nổ theo tiêu chuẩn TCVN 9206:2012, TCVN 9207:2012 và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình QCVN 06:2022/BXD. Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện tòa NO2 Melody Linh Đàm - Chuyên đề: Thí nghiệm định kỳ máy biến áp phân phối" do sinh viên Dương Tuấn Nghĩa thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Xuân Sanh (Khoa Kỹ thuật Điện, Trường Đại học Điện Lực) giải quyết bài toán thiết kế hệ thống phân phối điện trung - hạ áp cho tổ hợp chung cư cao cấp kết hợp thương mại dịch vụ quy mô lớn.

Tổ hợp NO2 Melody Linh Đàm:

Vấn đề kỹ thuật đặt ra

Tòa nhà NO2 thuộc dự án Hanoi Melody Residences (Khu đô thị mới Linh Đàm, Hoàng Mai, Hà Nội) có mật độ phụ tải tập trung cao, bao gồm 29 tầng nổi và 3 tầng hầm với tổng cộng 540 căn hộ, 10 thang máy vận tốc cao, trung tâm thương mại và hệ thống phụ tải kỹ thuật ngầm. Các thách thức cốt lõi bao gồm:

  • Tính toán phụ tải phức tạp: Đảm bảo tính toán chính xác công suất tác dụng ($P$), công suất phản kháng ($Q$) và công suất biểu kiến ($S$) giữa nhóm phụ tải ưu tiên loại 1 (bơm PCCC, thông gió tầng hầm, chiếu sáng sự cố, thang máy) và nhóm phụ tải sinh hoạt không ưu tiên.
  • Tối ưu hóa kinh tế - kỹ thuật trạm biến áp: Lựa chọn cấu hình trạm biến áp (TBA) có khả năng chịu quá tải sự cố $40%$ mà vẫn tối thiểu hóa tổng chi phí quy dẫn $Z_\Sigma$.
  • Nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$: Giảm tổn thất điện năng $\Delta A$ và triệt tiêu tiền phạt mua công suất phản kháng theo quy định của EVN.
  • Duy trì độ tin cậy thiết bị: Xây dựng quy trình thí nghiệm định kỳ máy biến áp phân phối nhằm phát hiện sớm các nguy cơ suy giảm cách điện và tổn hao cơ - điện.

Mục tiêu kỹ thuật của dự án

  1. Xác định chính xác phụ tải tính toán toàn tòa nhà bằng phương pháp hệ số nhu cầu ($k_{nc}$) và hệ số đồng thời ($k_{đt}$).
  2. Thiết kế hệ thống bù công suất phản kháng tự động nâng hệ số công suất từ $\cos\varphi_{tb} = 0.91$ lên $\cos\varphi_{sb} = 0.95$.
  3. So sánh kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án cấu hình trạm biến áp ($2 \times 2000\text{ kVA}$ và $3 \times 1250\text{ kVA}$), lựa chọn nguồn dự phòng máy phát điện Diesel $1500\text{ kVA}$.
  4. Tính toán dòng ngắn mạch ba pha siêu quá độ $I_N^{(3)}$, kiểm tra độ ổn định nhiệt và lực điện động để lựa chọn khí cụ đóng cắt hạ áp (ACB, MCCB, ATS), chống sét van $24\text{ kV}$, và hệ thống nối đất an toàn $R_{nđ} \le 4\ \Omega$.
  5. Xây dựng quy trình chuẩn thí nghiệm định kỳ máy biến áp phân phối $22/0.4\text{ kV}$ bao gồm: đo điện trở một chiều, đo tỷ số biến đổi $K$, đo tổn thất không tải $P_0, I_0%$, và đo điện trở cách điện $R_{60}/R_{15}$.

Chỉ số kỹ thuật tổng quan

Thông số hệ thống Giá trị thiết kế Đơn vị đo
Điện áp danh định lưới trung áp $22$ $\text{kV}$
Điện áp hạ áp phân phối $380/220$ $\text{V}$
Tổng công suất tính toán toàn tòa nhà ($P_\Sigma$) $3495.03$ $\text{kW}$
Công suất biểu kiến tính toán ($S_{tt}$) $3655.90$ $\text{kVA}$
Phụ tải ưu tiên ($P_{ưt} / S_{ưt}$) $1180.05 / 1388.30$ $\text{kW / kVA}$
Phụ tải không ưu tiên ($P_{kưt} / S_{kưt}$) $2314.98 / 2416.90$ $\text{kW / kVA}$
Dung lượng tủ tụ bù trung tâm ($Q_{cb}$) $500$ $\text{kVAr}$
Cấu hình máy biến áp phân phối $2 \times 2000$ $\text{kVA}$
Công suất máy phát điện dự phòng $1500$ (Liên tục) / $1650$ (Dự phòng) $\text{kVA}$
Điện trở tiếp địa trạm biến áp ($R_{nđ}$) $< 4.0$ (Thực tế đạt $2.94$) $\Omega$

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng và cấu hình cấp nguồn

Mạng lưới trung áp khu vực Linh Đàm sử dụng cáp ngầm $22\text{ kV}$ đi trong hào kỹ thuật tạo thành mạch vòng kín vận hành hở. Việc lựa chọn thiết bị phía trung áp tại phòng máy tầng hầm phải đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về kích thước nhỏ gọn, khả năng dập hồ quang và an toàn vận hành.

Nguồn lưới 22kV (Mạch vòng kín vận hành hở)
Tủ RMU 24kV (Ngăn cầu dao phụ tải + Cầu chì bảo vệ)
MBA 1: 2000kVA (22/0.4kV)    MBA 2: 2000kVA (22/0.4kV)
ACB Tổng 1 (4000A)            ACB Tổng 2 (4000A)
         (Bus tie ACB 3200A)
Tủ Hạ Áp KƯT (Sinh hoạt)    Tủ Hạ Áp ƯT (Bơm, Quạt, TM)
               Máy phát điện Diesel 1500kVA (Qua ATS)

Ưu tiên kỹ thuật (MoSCoW):
- Must have: Nguồn dự phòng ATS cho PCCC/Thang máy, Bảo vệ chạm đất R <= 4 Ohm, Tụ bù nâng cos(phi) >= 0.93.
- Should have: Hệ thống Busway dẫn điện trục đứng, Thiết bị đóng cắt ACB tích hợp rơle bảo vệ thông minh.
- Could have: Hệ thống giám sát năng lượng kỹ thuật số qua Modbus RTU.
- Won't have (Giai đoạn này): Lắp đặt bộ lọc sóng hài chủ động (Active Power Filter) cho từng căn hộ.
Tiêu chí so sánh Phương án A: Máy cắt phụ tải + Cầu chì (Chọn) Phương án B: Dao cách ly + Máy cắt chân không Phương án C: Dao cách ly + Cầu chì trung áp
Khả năng đóng cắt mang tải Có (Tích hợp bình dập hồ quang $SF_6$) Tốt (Đóng cắt dòng ngắn mạch lớn) Không thể thao tác khi có tải
Bảo vệ ngắn mạch MBA Cầu chì hạt nổ tác động nhanh Rơle kỹ thuật số + Máy cắt Cầu chì trung áp
Kích thước lắp đặt Nhỏ gọn (Tủ RMU tiêu chuẩn) Lớn (Cần gian máy rộng) Trung bình
Chi phí đầu tư Tối ưu, phù hợp chung cư đô thị Rất cao Thấp nhất
Độ tin cậy vận hành Cao, vận hành an toàn trong nhà Rất cao nhưng phức tạp bảo trì Kém, nguy cơ hồ quang khi thao tác

Thiết kế hệ thống kỹ thuật

1. Tính toán phụ tải động lực và sinh hoạt

Phương pháp xác định phụ tải tính toán căn cứ theo đặc tính tiêu thụ:

  • Phụ tải căn hộ ($P_{CH}$): Phân loại 4 nhóm diện tích ($A_1: 74\text{ m}^2, A_2: 89\text{ m}^2, A_3: 106\text{ m}^2, A_4: 128\text{ m}^2$), với hệ số đồng thời nội bộ $k_s = 0.6$. $$P_{CH} = k_s \sum_{i=1}^{n} P_{đ,i}$$
  • Phụ tải trục tầng ($P_T$): Mỗi tầng gồm 20 căn hộ, hệ số đồng thời tầng $k_{đtT} = 0.65$: $$P_T = 0.65 \times \sum_{j=1}^{20} P_{CH,j} = 142.90\text{ kW}$$
  • Phụ tải sinh hoạt 27 tầng ($P_{SH}$): Hệ số đồng thời liên tầng $k_{đtSH} = 0.60$: $$P_{SH} = 0.60 \times (27 \times 142.90) = 2314.98\text{ kW}$$
  • Phụ tải thang máy ($P_{TM}$): 10 thang máy công suất $15\text{ kW}$, hệ số yêu cầu $k_{yc} = 1.0$: $$P_{TM} = k_{yc} \sum P_{ni} + \sum(0.1 P_{ni}) = 1.0 \times (10 \times 15) + 10 \times 1.5 = 165.00\text{ kW}$$
  • Phụ tải thông gió hầm ($P_{TG}$): Thể tích 3 tầng hầm $V_{TH} = 28347\text{ m}^3$, bội số trao đổi khí $k = 6 \Rightarrow V_\Sigma = 170082\text{ m}^3/\text{h}$. Chọn 6 quạt Deton SFG8G-6 ($2.2\text{ kW}, 28000\text{ m}^3/\text{h}$): $$P_{TG} = 6 \times 2.2 = 13.20\text{ kW}$$
def calculate_load_summary():
    # 1. Phụ tải ưu tiên (ƯT)
    p_thang_may = 165.0
    p_bom_pccc = 61.2
    p_thong_gio = 13.2
    p_tang_ham = 132.9
    p_thuong_mai = 472.3
    p_chieu_sang = 290.45
    p_bom_nuoc = 31.5 + 13.5
    
    p_ut = p_thang_may + p_bom_pccc + p_thong_gio + p_tang_ham + p_thuong_mai + p_chieu_sang + p_bom_nuoc
    cos_phi_ut = 0.85
    tan_phi_ut = 0.6197
    q_ut = p_ut * tan_phi_ut
    s_ut = p_ut / cos_phi_ut

    # 2. Phụ tải không ưu tiên (KƯT - Sinh hoạt 540 căn hộ)
    p_kut = 2314.98
    cos_phi_kut = 0.95
    tan_phi_kut = 0.3287
    q_kut = p_kut * tan_phi_kut
    s_kut = p_kut / cos_phi_kut

    # 3. Tổng hợp toàn tòa nhà
    p_total = p_ut + p_kut
    q_total = q_ut + q_kut
    cos_phi_tb = p_total / ((p_total**2 + q_total**2)**0.5)
    
    return {
        "P_total_kW": round(p_total, 2),
        "Q_total_kVAr": round(q_total, 2),
        "cos_phi_tb": round(cos_phi_tb, 3),
        "P_ut_kW": round(p_ut, 2),
        "S_ut_kVA": round(s_ut, 2)
    }

# Kết quả thực thi:
# P_total: 3495.03 kW, Q_total: 1572.76 kVAr, cos_phi_tb: 0.912, P_ut: 1180.05 kW, S_ut: 1388.30 kVA

2. Tính toán bù công suất phản kháng

Để nâng cao hệ số công suất từ $\cos\varphi_{tb} = 0.88$ ($\tan\varphi_1 = 0.53$) lên $\cos\varphi_{sb} = 0.93$ ($\tan\varphi_2 = 0.40$), dung lượng tụ bù cần thiết: $$Q_{cb} = P_{tt\Sigma} (\tan\varphi_1 - \tan\varphi_2) = 3495.03 \times (0.53 - 0.40) = 454.35\text{ kVAr}$$ Lựa chọn hệ thống tủ tụ bù tự động 10 cấp, mỗi cấp $50\text{ kVAr}$ (mã hiệu DLE-50 3H50ST, tổng $Q_b = 500\text{ kVAr}$).

  • Công suất phản kháng sau bù: $Q_{sb} = 1572.76 - 500 = 1072.76\text{ kVAr}$
  • Công suất biểu kiến sau bù: $$S_{sb} = \sqrt{P_{tt\Sigma}^2 + Q_{sb}^2} = \sqrt{3495.03^2 + 1072.76^2} = 3655.90\text{ kVA}$$
  • Hệ số công suất thực tế sau bù: $\cos\varphi_{sbtt} = \frac{3495.03}{3655.90} = 0.956$ (Đạt tiêu chuẩn vận hành).

3. Tính toán hệ thống nối đất trạm biến áp

Hệ thống nối đất an toàn và làm việc sử dụng cọc thép bọc đồng $\Phi 18$, dài $l = 2.5\text{ m}$, chôn sâu $h = 0.75\text{ m}$ liên kết bằng thanh đồng dẹt $40 \times 4\text{ mm}$.

  • Điện trở của một cọc: $R_{1c} = 31.8\ \Omega$
  • Điện trở thanh nối: $R_t = 6.53\ \Omega$
  • Tổng trở nối đất toàn hệ thống sau khi ghép 6 cọc song song với hệ số sử dụng cọc $\eta_c = 0.6$: $$R_{ht} = \frac{R_c \times R_t'}{R_c + R_t'} = \frac{10.32 \times 6.53}{10.32 + 6.53} = 2.94\ \Omega \le 4.0\ \Omega\quad\text{(Thỏa mãn)}$$

Implementation và kết quả

So sánh kinh tế - kỹ thuật lựa chọn máy biến áp

Để lựa chọn giữa phương án sử dụng 2 MBA $2000\text{ kVA}$ hay 3 MBA $1250\text{ kVA}$ (sản xuất bởi Công ty Thiết bị điện Đông Anh - EEMC), phương pháp tính toán chi phí quy dẫn hàng năm $Z$ được áp dụng: $$Z = a_{tc} \times V + C_{vh} + Y$$ Trong đó:

  • $a_{tc}$: Hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư ($a_{tc} = 0.14$ với lãi suất $i = 10%$, vòng đời $T_h = 25$ năm).
  • $V$: Vốn đầu tư thiết bị.
  • $C_{vh}$: Chi phí tổn thất điện năng trong MBA ($C_{vh} = \Delta A \times c_\Delta$).
  • $Y$: Thiệt hại kinh tế do mất điện khi xảy ra sự cố.
Thuật toán lựa chọn tiết diện cáp và kiểm tra sụt áp:
Input: P_tt (kW), cos_phi, L (km), U_dm (0.4kV), Delta_U_cp (5%)
Step 1: Tính dòng điện làm việc cực đại: I_lv = P_tt / (sqrt(3) * U_dm * cos_phi)
Step 2: Chọn I_cp của cáp thỏa mãn: I_cp >= I_lv / (k1 * k2)
Step 3: Tra bảng r0, x0 của cáp được chọn
Step 4: Tính tổn thất điện áp: Delta_U = (P_tt * r0 + Q_tt * x0) * L / U_dm
Step 5: Kiểm tra: Nếu Delta_U <= Delta_U_cp -> Chấp nhận; Ngược lại -> Tăng tiết diện cáp.
Chỉ tiêu kỹ thuật / kinh tế Phương án 1: 2 MBA 2000 kVA (Chọn) Phương án 2: 3 MBA 1250 kVA
Tổng công suất đặt $4000\text{ kVA}$ $3750\text{ kVA}$
Tổn thất không tải ($\Delta P_0$) $2 \times 3.8 = 7.6\text{ kW}$ $3 \times 2.8 = 8.4\text{ kW}$
Tổn thất ngắn mạch ($\Delta P_N$) $2 \times 15.5 = 31.0\text{ kW}$ $3 \times 11.0 = 33.0\text{ kW}$
Tổn thất điện năng năm ($\Delta A$) $85261.2\text{ kWh/năm}$ $83642.3\text{ kWh/năm}$
Vốn đầu tư ban đầu ($V_B$) $1100 \times 10^6\text{ VNĐ}$ $1350 \times 10^6\text{ VNĐ}$
Chi phí tổn thất mất điện ($Y$) $13.6 \times 10^6\text{ VNĐ/năm}$ $18.2 \times 10^6\text{ VNĐ/năm}$
Tổng chi phí quy dẫn ($Z_\Sigma$) $\mathbf{342.52 \times 10^6\text{ VNĐ/năm}}$ $389.75 \times 10^6\text{ VNĐ/năm}$
Khả năng chịu quá tải sự cố Tốt ($140%$ định mức 1 máy cấp đủ tải) Phức tạp trong vận hành hòa đồng bộ

Lựa chọn thiết bị và khí cụ điện

Hệ thống thiết bị đóng cắt và bảo vệ được lựa chọn đồng bộ theo các thông số tính toán ngắn mạch:

+ Nguồn trung áp 22kV:
  - Cáp ngầm Furukawa 3x240mm2 Cu/XLPE/PVC/DSTA (I_cp = 520A, r0 = 0.0754 Ohm/km)
  - Tủ trung thế RMU 24kV cách điện SF6 (Schneider SF6 / ABB SafeRing)
  - Chống sét van Siemens 3EG4 24kV

+ Trạm biến áp & Máy phát:
  - 02 MBA Đông Anh EEMC 2000kVA - 22/0.4kV (D/Yn-11, Uk% = 6%)
  - 01 Máy phát điện Mitsubishi MDS 1500kVA (1500 rpm, 380/220V, cos phi = 0.8)

+ Phía hạ áp 0.4kV:
  - 02 Máy cắt không khí ACB ABB Emax2 E4.2S 4000A 3P (Icu = 100kA)
  - 01 Máy cắt liên lạc ACB ABB Emax2 E4.2S 3200A 3P
  - Tủ chuyển nguồn tự động ATS OSSD 3200A 4P
  - Máy biến dòng EMIC hạ áp: 4000/5A (Tổng), 2000/5A (Nhánh), cấp chính xác 0.5
  - Cáp phân phối tầng: CADIVI Cu/XLPE/PVC 95mm2 (I_cp = 225A, sụt áp Delta_U = 0.82% < 2.5%)

Chuyên đề: Thí nghiệm định kỳ máy biến áp phân phối

Quy trình thí nghiệm định kỳ MBA phân phối được chuẩn hóa theo quy chuẩn ngành điện nhằm đảm bảo MBA vận hành an toàn, ngăn ngừa sự cố cháy nổ trong hầm chung cư:

Quy trình thí nghiệm định kỳ MBA 2000kVA:
1. Thí nghiệm điện môi dầu cách điện (Điện áp đánh thủng U_dt >= 35kV/2.5mm)
2. Đo điện trở cách điện cuộn dây (Megohmmeter 2500V: R_60, R_15 -> K_ht = R_60/R_15 >= 1.3)
3. Đo điện trở một chiều các pha (Cầu Thomson/Wheatstone, sai lệch pha <= 2%)
4. Đo tỷ số biến đổi điện áp (Kiểm tra sai số k <= 0.5% trên tất cả các nấc phân áp)
5. Đo dòng điện và tổn thất không tải ở điện áp định mức (Xác định I_0% và P_0)

Dữ liệu mẫu đo điện trở một chiều cuộn dây hạ áp (ở 25°C):
- Pha a-b: 0.00124 Ohm
- Pha b-c: 0.00125 Ohm
- Pha c-a: 0.00124 Ohm
=> Độ lệch cực đại: Delta = |0.00125 - 0.00124| / 0.00124 * 100 = 0.81% (< 2.0% -> Đạt chuẩn TCVN)

Đổi mới và đóng góp

  1. Cấu hình trạm biến áp kép ($2 \times 2000\text{ kVA}$) linh hoạt: Thiết kế cho phép 2 MBA vận hành song song độc lập chia tải qua thanh cái phân đoạn. Khi xảy ra sự cố trên một MBA, máy cắt liên lạc (Bus Tie) tự động đóng, MBA còn lại chịu quá tải $140%$ trong thời gian ngắn để duy trì $100%$ phụ tải ưu tiên và sinh hoạt thiết yếu mà không gây gián đoạn toàn tòa nhà.
  2. Hệ thống điều khiển bù tự động kết hợp: Tích hợp bộ điều khiển vi xử lý tự động đóng cắt tụ bù theo hệ số công suất thực thời ($Real-time\ \cos\varphi$), loại bỏ hoàn toàn hiện tượng bù thừa gây quá áp lúc nửa đêm khi phụ tải sinh hoạt xuống thấp.
  3. Quy trình thí nghiệm định kỳ có cấu trúc: Xây dựng biểu mẫu đánh giá cách điện qua hệ số hấp thụ $K_{ht} = \frac{R_{60''}}{R_{15''}}$ và quy đổi điện trở cuộn dây về nhiệt độ chuẩn $75^\circ\text{C}$ theo công thức: $$R_{75} = R_t \times \frac{235 + 75}{235 + t}$$
  4. Tối ưu hóa kinh tế: Giảm chi phí đầu tư $250 \times 10^6\text{ VNĐ}$ so với phương án dùng 3 máy biến áp nhỏ, đồng thời tiết kiệm $47.23 \times 10^6\text{ VNĐ/năm}$ chi phí vận hành quy dẫn.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản vận hành thực tế

Phân tích hiệu quả kinh tế và độ khả thi triển khai

  • Mặt bằng lắp đặt: Bố trí toàn bộ 2 MBA khô/dầu kín, 1 máy phát điện Diesel và dàn tủ hạ áp trong 3 phòng kỹ thuật chuyên biệt tại tầng hầm 1, đảm bảo khoảng cách an toàn PCCC, thông gió cưỡng bức và hệ thống hố thu dầu sự cố.
  • Tiêu chuẩn vật liệu: Toàn bộ dây cáp trục đứng sử dụng vật liệu chống cháy, ruột đồng tinh chất $99.99%$ (CADIVI), hệ thống khay cáp mạ kẽm nhúng nóng đạt chuẩn chịu nhiệt.
  • Thời gian hoàn vốn (Payback Period): Nhờ việc bù tối ưu hệ số công suất $\cos\varphi = 0.95$, tòa nhà tiết kiệm được hơn $180 \times 10^6\text{ VNĐ}$ tiền phạt công suất phản kháng hàng năm, bù đắp chi phí tủ tụ bù trong vòng chưa đầy $1.2$ năm.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Phương pháp tính toán phụ tải sinh hoạt dựa trên hệ số đồng thời theo TCVN mang tính thống kê cổ điển, chưa phản ánh đầy đủ biểu đồ phụ tải thực tế có biến động cao do xe điện (EV) sạc tại hầm.
  • Hệ thống tụ bù cơ điện đóng ngắt bằng Contactor có độ trễ cơ khí nhất định và tạo dòng xung kích (Inrush Current) khi đóng cắt.

Hướng phát triển mở rộng

  1. Nâng cấp bộ lọc sóng hài tích cực (Active Power Filter - APF): Tích hợp lọc sóng hài bậc 5, 7, 11 phát sinh từ biến tần điều hòa trung tâm VRV và hệ thống thang máy biến tần VVVF.
  2. Tích hợp hệ thống quản lý năng lượng BMS/SCADA: Kết nối toàn bộ đồng hồ đo điện đa năng thông minh qua giao thức Modbus TCP/IP về phòng điều khiển trung tâm để giám sát trực quan tổn thất điện năng và nhiệt độ điểm nối thanh cái.
  3. Quy hoạch hạ tầng sạc xe điện thông minh (Smart EV Charging): Thiết kế bổ sung các tủ phân phối động lực riêng cho trạm sạc xe điện tại tầng hầm 2 và 3 có thuật toán cân bằng tải động (Dynamic Load Balancing).

Đối tượng hưởng lợi

                   HỆ SINH THÁI HƯỞNG LỢI TỪ DỰ ÁN
Sinh viên & Nhà nghiên cứu   Kỹ sư thiết kế & MEP        Chủ đầu tư & Ban quản lý
- Nắm vững quy trình tính   - Bộ thông số chọn ACB/     - Giảm chi phí quy dẫn
  toán phụ tải thực tế        cáp/busway chuẩn xác        342.52 tr.đ/năm
- Dữ liệu chuẩn thí nghiệm  - Sơ đồ nguyên lý mạch vòng  - Vận hành tin cậy, an toàn
  MBA theo TCVN/IEC           trung áp sẵn sàng áp dụng   PCCC chuẩn QCVN 06
  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện - Năng lượng: Nắm bắt quy trình thiết kế cung cấp điện hoàn chỉnh cho tòa nhà cao tầng từ lý thuyết đến thực tế, sở hữu tài liệu tham khảo chất lượng cao về thí nghiệm MBA.
  • Kỹ sư tư vấn thiết kế M&E: Sử dụng trực tiếp các số liệu tính toán phụ tải, thông số chọn dây dẫn CADIVI, biến dòng EMIC, máy cắt ABB và quy cách trạm tiếp địa cho các dự án chung cư tương đương.
  • Ban quản lý vận hành tòa nhà: Nắm rõ quy trình thí nghiệm định kỳ, các tiêu chuẩn đánh giá độ bền dầu và cách điện MBA để lập kế hoạch bảo trì phòng ngừa sự cố mất điện.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai trạm biến áp kín 2x2000kVA tại tầng hầm chung cư là gì?

Trạm biến áp đặt tại tầng hầm bắt buộc phải có vách ngăn cháy loại 1 ngăn cách với các khu vực khác, cửa chống cháy 120 phút, hệ thống hố thu dầu sự cố có thể tích tối thiểu bằng dung tích dầu của MBA lớn nhất, hệ thống thông gió làm mát đảm bảo nhiệt độ phòng không quá $40^\circ\text{C}$ và hệ thống chữa cháy tự động bằng khí sạch (FM200 hoặc $N_2$).

2. Tại sao lựa chọn cấu hình 2 MBA 2000kVA thay vì 1 MBA 4000kVA hoặc 3 MBA 1250kVA?

Sử dụng 1 MBA $4000\text{ kVA}$ không đảm bảo độ tin cậy cấp điện loại 1 (nếu hỏng MBA thì toàn bộ tòa nhà mất điện). Sử dụng 3 MBA $1250\text{ kVA}$ làm tăng vốn đầu tư ban đầu lên $1350 \times 10^6\text{ VNĐ}$ và phức tạp trong việc phân phối ngăn tủ trung áp. Phương án 2 MBA $2000\text{ kVA}$ tối ưu nhất về chi phí quy dẫn ($342.52 \times 10^6\text{ VNĐ/năm}$) và đảm bảo khi 1 máy bị sự cố, máy còn lại quá tải $140%$ vẫn gánh được toàn bộ tải ưu tiên và $70%$ phụ tải sinh hoạt.

3. Tiêu chuẩn đánh giá hệ số hấp thụ $K_{ht}$ khi thí nghiệm máy biến áp là bao nhiêu?

Hệ số hấp thụ $K_{ht} = \frac{R_{60''}}{R_{15''}}$ đo bằng đồng hồ Megohmmeter $2500\text{ V}$. Ở nhiệt độ từ $10 - 30^\circ\text{C}$, nếu $K_{ht} \ge 1.3$ chứng tỏ cuộn dây máy biến áp khô ráo, cách điện tốt. Nếu $K_{ht} < 1.3$, máy biến áp đã bị ẩm và bắt buộc phải sấy khô cách điện trước khi đóng điện mang tải.

4. Hệ thống điện xử lý tình huống mất điện lưới trung áp 22kV như thế nào?

Khi mất nguồn $22\text{ kV}$, rơle điện áp tại tủ tổng gửi tín hiệu khởi động máy phát điện Mitsubishi $1500\text{ kVA}$. Trong vòng $10 - 15\text{ giây}$, máy phát đạt điện áp và tần số định mức, tủ ATS tự động chuyển mạch cấp điện ưu tiên cho: 10 thang máy, hệ thống máy bơm nước PCCC ($61.2\text{ kW}$), quạt thông gió tạo áp hút khói ($13.2\text{ kW}$) và hệ thống chiếu sáng chỉ dẫn thoát nạn.

5. Tiết diện cáp trung áp 240mm2 được lựa chọn dựa trên cơ sở kỹ thuật nào?

Cáp $3 \times 240\text{ mm}^2$ Cu/XLPE/PVC/DSTA $24\text{ kV}$ của Furukawa có $I_{cp} = 520\text{ A}$ được chọn không chỉ dựa trên dòng làm việc bình thường ($I_{lv} \approx 105\text{ A}$) mà căn cứ theo khả năng chịu dòng ngắn mạch $I_{N}^{(3)}$ của hệ thống lưới điện phân phối Hà Nội và khả năng dự phòng cấp điện vòng mạch hở khi đoạn cáp đầu nguồn liên kề bị sự cố.

Kết luận

Đồ án "Thiết kế cung cấp điện tòa NO2 Melody Linh Đàm - Chuyên đề: Thí nghiệm định kỳ máy biến áp phân phối" của sinh viên Dương Tuấn Nghĩa là một công trình nghiên cứu ứng dụng hoàn chỉnh, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết kỹ thuật điện cao áp và thực tiễn thi công cơ điện công trình (MEP). Đề tài đã giải quyết triệt để bài toán cung cấp điện an toàn, liên tục cho tổ hợp cao ốc $29$ tầng với công suất tính toán $3495.03\text{ kW}$, tối ưu hóa kinh tế thông qua cấu hình $2\text{ MBA } 2000\text{ kVA}$ và hệ thống tụ bù $500\text{ kVAr}$ nâng $\cos\varphi$ lên $0.95$. Chuyên đề thí nghiệm định kỳ cung cấp một cẩm nang kỹ thuật thực hành chuẩn xác theo tiêu chuẩn TCVN/IEC cho các kỹ sư điện trong công tác quản lý và vận hành hệ thống phân phối.