Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa, các công trình phức hợp trung tâm thương mại và chung cư cao tầng phát triển mạnh mẽ tại các đô thị nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt và thương mại. Hệ thống cung cấp điện đóng vai trò là cơ sở hạ tầng kỹ thuật thiết yếu, quyết định sự vận hành an toàn, ổn định và liên tục của toàn bộ trang thiết bị trong công trình. Đồ án tốt nghiệp thực hiện đề tài "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung cư cao tầng" nhằm xây dựng một phương án thiết kế hệ thống điện hoàn chỉnh, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn và hiệu quả kinh tế.
Mục tiêu và các nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể được xác định trong văn bản bao gồm:
- Xác định công suất chiếu sáng cho các khu vực chức năng bằng phương pháp tính toán lý thuyết và mô phỏng trên phần mềm chuyên dụng.
- Xác định phụ tải tính toán toàn diện của công trình (phụ tải chiếu sáng, ổ cắm, động lực, điều hòa không khí, khối căn hộ và hệ thống phòng cháy chữa cháy).
- Lựa chọn phương án cấp điện phía trung áp, tính toán chọn máy biến áp, máy phát điện dự phòng và lựa chọn mạng dây dẫn hạ áp.
- Tính toán chế độ ngắn mạch trong mạng điện và xác định dung lượng bù công suất phản kháng.
- Tính toán thiết bị đóng cắt, bảo vệ cho tủ điện trung thế và các tủ phân phối hạ thế.
- Tính toán hệ thống nối đất an toàn và chống sét công trình.
- Bóc tách khối lượng và tính toán giá thành thiết bị điện.
- Ứng dụng phần mềm Ecodial để mô phỏng, kiểm nghiệm và phân tích chế độ vận hành mạng hạ áp.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng thiết kế: Công trình "Chung cư Sky Garden 11 tầng" (loại hình Trung tâm thương mại và nhà ở) do Công ty Cổ phần Vũ Lộc làm chủ đầu tư.
- Phạm vi không gian: Công trình có diện tích mặt bằng khoảng $2200\text{ m}^2$, quy mô gồm 1 tầng hầm ($2000\text{ m}^2$), tầng 1 trung tâm thương mại và hành chính ($2000\text{ m}^2$), 10 tầng căn hộ từ tầng 2 đến tầng 11 ($1200\text{ m}^2/\text{tầng}$, 10 căn/tầng, tổng cộng 100 căn hộ) và tầng mái kỹ thuật. Địa điểm xây dựng tại số 20, đường Lê Quý Đôn, thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
- Nguồn cấp điện: Hệ thống nhận nguồn trung thế từ xuất tuyến 22kV lộ 472 (cách công trình 500m) khép vòng với lộ 473 (cách công trình 1000m) thuộc trạm biến áp 110kV Thái Bình 2.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án xây dựng hệ thống tính toán dựa trên các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành của Việt Nam và quốc tế:
- QCVN 12:2014/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng.
- QCXDVN 01:2008/BXD: Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam về Quy hoạch Xây dựng (phân loại mức độ ưu tiên cấp điện cho hộ tiêu thụ loại I, II, III).
- QCVN 09:2017/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả.
- TCVN 9206:2012: Tiêu chuẩn quốc gia về lắp đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng.
- TCVN 5687:2010: Tiêu chuẩn quốc gia về thông gió và điều hòa không khí.
- TCVN 06:2010: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình.
- TCVN 6396:2010: Tiêu chuẩn quốc gia về yêu cầu an toàn đối với thang máy chữa cháy.
- Tiêu chuẩn quốc tế IEC (2018): Hướng dẫn thiết kế lắp đặt thiết bị điện hạ thế.
Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật được áp dụng:
- Phương pháp giải tích kỹ thuật: Xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng ($K_{yc}$) và hệ số đồng thời ($K_{đt}$); tính toán phụ tải theo diện tích và suất công suất đặt tiêu chuẩn ($W/\text{m}^2$); phương pháp hệ số sử dụng quang thông ($U$) trong thiết kế chiếu sáng; phương pháp tính toán dòng điện ngắn mạch để kiểm tra độ bền nhiệt và ổn định điện động lực; phương pháp tính sụt áp trên đường dây; phương pháp xác định dung lượng tụ bù tĩnh nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$.
- Phương pháp mô phỏng số và ứng dụng phần mềm chuyên ngành: Sử dụng phần mềm DIALux evo để mô phỏng chiếu sáng 3D và kiểm tra độ rọi trung bình, độ đồng đều; phần mềm Schneider Ecodial để thiết lập sơ đồ đơn tuyến, tính toán chọn thiết bị đóng cắt, kiểm tra phối hợp bảo vệ chọn lọc và độ sụt áp; phần mềm AutoCAD để xây dựng mặt bằng và sơ đồ nguyên lý; bảng tính Microsoft Excel để xử lý dữ liệu phụ tải.
- Nguồn dữ liệu: Bản vẽ mặt bằng kiến trúc, hồ sơ thuyết minh công trình, tài liệu kỹ thuật và catalog của các nhà sản xuất thiết bị (Philips, Schneider Electric, Thiết bị điện Đông Anh, Cummins, Panasonic, Mikro, Liva).
Thiết kế kỹ thuật và giải pháp triển khai
Hệ thống cung cấp điện của công trình được thiết kế theo cấu hình phân phối tập trung kết hợp các nhánh phân tán, phân định rõ ràng giữa nguồn ưu tiên và phụ tải thông thường:
[Lưới 22kV lộ 472/473] ---> [Tủ trung thế RMU] ---> [Máy biến áp 1000kVA] ---> [Tủ tổng HT1]
|
[Máy phát dự phòng 450kVA] ------------------------> [Tủ chuyển mạch HT2] <-------+
|
+-------------------------------------------+-----------------------------------+
| | |
[Tủ PCCC HT3] [Tủ ưu tiên HT4] [Tủ tụ bù HT5]
(Bơm PCCC, Quạt TA/HK, Thang máy PCCC) (Động lực, TTTM, Bơm SH, ĐHKK) (Tụ bù tự động Mikro)
Cấu hình phân phối hạ áp bao gồm các tủ điện chức năng:
- Tủ hạ thế HT1: Tiếp nhận nguồn điện từ phía hạ thế của máy biến áp phân phối, tích hợp máy cắt hạ áp tổng, hệ thống thanh cái, thiết bị đo đếm và cấp nguồn trực tiếp cho các tủ điện căn hộ từ tầng 2 đến tầng 11 (TĐ-2 đến TĐ-11).
- Tủ hạ thế HT2: Tủ chuyển mạch nguồn tự động (ATS) thực hiện liên động giữa nguồn điện lưới hạ thế và máy phát điện diesel dự phòng khi xảy ra sự cố mất điện nguồn.
- Tủ hạ thế HT3: Nhận nguồn ưu tiên từ HT2 để cấp điện liên tục cho hệ thống phòng cháy chữa cháy, bao gồm bơm chữa cháy, quạt tăng áp cầu thang, quạt hút khói và thang máy chữa cháy.
- Tủ hạ thế HT4: Cung cấp nguồn ưu tiên cho các phụ tải dịch vụ thương mại tầng 1, bơm sinh hoạt, bơm thoát nước thải, hệ thống thang máy chở khách, điều hòa không khí, điện nhẹ và chiếu sáng ngoài nhà.
- Tủ hạ thế HT5: Tủ tụ bù tự động đấu nối vào thanh cái hạ áp nhằm nâng cao hệ số công suất toàn trạm đạt $\cos\varphi \ge 0,8$.
Hệ thống bảo vệ, chống sét và nối đất:
- Hệ thống nối đất hạ áp áp dụng sơ đồ mạng TN-S, tách biệt hoàn toàn giữa dây trung tính làm việc ($N$) và dây bảo vệ ($PE$).
- Hệ thống chống sét đánh thẳng sử dụng kim thu sét phát tia tiên đạo sớm (ESE) hãng Liva kết hợp hệ thống bãi cọc tiếp địa nối đất chống sét chuyên dụng.
Nội dung chính theo từng chương
Chương I: Giới thiệu tổng quan về công trình
Chương I trình bày các thông tin cơ sở về kiến trúc, công năng và quy mô của tòa nhà Sky Garden 11 tầng tại TP. Thái Bình. Tác giả phân loại mức độ tin cậy cung cấp điện theo QCXDVN 01:2008/BXD: các phụ tải công cộng, trung tâm thương mại, hệ thống PCCC thuộc hộ tiêu thụ loại II (yêu cầu cấp điện từ 2 nguồn: máy biến áp và máy phát dự phòng, thời gian mất điện không quá 2 giờ); khối căn hộ thuộc hộ tiêu thụ loại III (cấp điện từ nguồn máy biến áp). Nguồn trung thế cấp cho công trình lấy từ mạch vòng 22kV xuất tuyến 472 và 473 của trạm 110kV Thái Bình 2. Chương này cũng nêu quy trình 9 bước thiết kế cung cấp điện và giới thiệu chức năng phần mềm Schneider Ecodial.
Chương II: Xác định công suất chiếu sáng
Chương II thiết lập chỉ tiêu chiếu sáng theo QCVN 09:2017/BXD và QCVN 12:2014/BXD. Tác giả lựa chọn các chủng loại đèn LED của Philips phù hợp cho từng không gian: đèn LED âm trần RC132V (29W, 3400lm) cho hầm để xe; đèn LED gắn nổi SM340C (33W, 3500lm) cho phòng kỹ thuật và hành chính; đèn LED RC461B (45,5W, 6000lm) cho siêu thị TTTM và sảnh tầng 1; đèn Downlight DN140B (20,5W, 2200lm) cho WC và hành lang; đèn Downlight DN560B (18,2W, 2100lm) cho căn hộ.
| Khu vực |
Độ rọi tiêu chuẩn $E_{tc}$ (lx) |
Chủng loại đèn Philips |
Số lượng đèn ($N_{BĐ}$) |
Độ rọi mô phỏng $E_{tb}$ (lx) |
Mật độ công suất ($W/\text{m}^2$) |
| Bãi đỗ xe tầng hầm |
75 |
RC132V 29W |
41 bộ |
79,2 |
0,76 |
| Phòng kỹ thuật điện hầm |
200 |
SM340C 34W |
6 bộ |
286,0 |
3,21 |
| TTTM, siêu thị tầng 1 |
300 |
RC461B 45,5W |
69 bộ |
313,0 |
3,09 |
| Sảnh, hành lang tầng 1 |
150 |
RC461B 45,5W |
18 bộ |
160,0 |
1,46 |
| WC công cộng tầng 1 |
200 |
DN140B 20,5W |
6 bộ |
213,0 |
3,89 |
| Sảnh căn hộ tầng 2-11 |
200 |
DN140B 20,5W |
9 bộ |
203,0 |
2,68 |
| Căn hộ loại B ($78\text{ m}^2$) |
- |
DN560B 18,2W |
19 bộ |
- |
Tổng: 345,8 W |
Kết quả tính toán kiểm nghiệm phòng quản lý hành chính ($S = 64\text{ m}^2, E_{yc} = 300\text{ lx}$) giữa lý thuyết (9 bộ đèn, $E_{tb} = 334\text{ lx}$) và DIALux evo (8 bộ đèn, $E_{tb} = 302\text{ lx}$) cho thấy sai số nhỏ, khẳng định độ tin cậy của mô hình mô phỏng.
Chương III: Xác định phụ tải tính toán của công trình
Chương III tính toán chi tiết phụ tải cho toàn bộ các thành phần trong tòa nhà theo TCVN 9206:2012:
- Phụ tải ổ cắm công cộng: Khu TTTM ($1012\text{ m}^2, P_0 = 50\text{ W/m}^2$) sử dụng 29 ổ cắm đôi ($1,8\text{ kW/ổ}$), $K_{đt} = 0,65 \rightarrow P_{tt} = 33,93\text{ kW}$; khu để xe hầm ($1720\text{ m}^2, P_0 = 5\text{ W/m}^2$) bố trí 5 ổ cắm đôi, $P_{tt} = 4,47\text{ kW}$.
- Phụ tải động lực: Bơm cấp nước sinh hoạt gồm 2 bơm ly tâm trục đứng $25\text{ HP}$ ($18,75\text{ kW}$, chạy luân phiên, $K_{yc}=1 \rightarrow P_{tt} = 18,75\text{ kW}$); 2 bơm thoát nước thải tầng hầm $4\text{ HP}$ ($P_{tt} = 6\text{ kW}$); trạm xử lý nước thải tổng công suất $18\text{ kW}$. Quạt thông gió tầng hầm $12\text{ kW}$, quạt hút khói tầng hầm $30\text{ kW}$ ($18,5\text{ kW}$ ở chế độ thường). Hệ thống 3 thang máy chở khách $1000\text{ kg}$ ($15\text{ kW/động cơ}$, $K_{yc} = 0,8 \rightarrow P_{tt} = 40,5\text{ kW}$).
- Phụ tải điều hòa không khí (ĐHKK): Khu TTTM tầng 1 dùng hệ thống VRF Panasonic 2 chiều ($810.000\text{ BTU/h}$, công suất lạnh $237,3\text{ kW}$, điện năng tiêu thụ dàn nóng $67,5\text{ kW}$, 15 dàn lạnh âm trần tiêu thụ $3,6\text{ kW}$); phòng sinh hoạt cộng đồng và quản lý dùng ĐHKK cục bộ tiêu thụ điện dàn nóng $11,75\text{ kW}$.
- Phụ tải phòng cháy chữa cháy ($K_{đt} = 1$): Bơm chữa cháy chính công suất $55\text{ kW}$; quạt tăng áp và hút khói gồm: quạt tăng áp thang bộ 1 ($8\text{ kW}$), thang bộ 2 ($7,5\text{ kW}$), thang máy ($6,5\text{ kW}$), thang máy chữa cháy ($5,5\text{ kW}$), quạt hút khói hành lang căn hộ ($7,5\text{ kW}$), quạt hút khói tầng 1 ($15\text{ kW}$), quạt hút khói thang bộ hầm ($7\text{ kW}$); thang máy chữa cháy tải trọng $1350\text{ kg}$ ($20\text{ kW}$); các tủ điều khiển $12\text{ kW}$.
- Phụ tải hệ thống khác: Hệ thống điện nhẹ ELV ($16\text{ kW}$), chiếu sáng mặt đứng ($16\text{ kW}$), chiếu sáng ngoài nhà ($12\text{ kW}$), màn hình quảng cáo ($14,5\text{ kW}$).
- Khối căn hộ: Căn loại B, C (2 phòng ngủ, 1 WC) có công suất tính toán 1 căn là $13,9\text{ kW}$, công suất yêu cầu với $K_{đt}=0,6$ là $8,32\text{ kW}$. Căn loại A, D, E (3 phòng ngủ, 2 WC) có công suất tính toán 1 căn là $17,3\text{ kW}$, công suất yêu cầu với $K_{đt}=0,6$ là $10,4\text{ kW}$. Tổng công suất 1 tầng (10 căn, $K_{đt}=0,63$) là $60,3\text{ kW}$. Tổng công suất khối 100 căn hộ của 10 tầng với $K_{đt} = 0,4$ là $382,8\text{ kW}$.
- Tổng phụ tải tính toán toàn tòa nhà:
$$P_{\text{tt-toanha}} = 641\text{ kW}$$
$$S_{\text{tt-toanha}} = \frac{641}{0,8} = 801\text{ kVA}\quad (\text{với }\cos\varphi = 0,8)$$
$$Q_{\text{tt-toanha}} = 801 \times 0,6 = 480\text{ kVAr}$$
Chương IV: Lựa chọn phương án cấp điện và tính toán dây dẫn
Chương IV phân tích so sánh các phương án cấp nguồn phía trung thế và máy biến áp:
- Phương án 1: Sử dụng 1 máy biến áp $1000\text{ kVA}$.
- Phương án 2: Sử dụng 2 máy biến áp $560\text{ kVA}$.
- Phương án 3: Sử dụng 1 máy biến áp $1000\text{ kVA}$ kết hợp 1 máy phát điện dự phòng $450\text{ kVA}$.
Tác giả lựa chọn giải pháp sử dụng 1 máy biến áp khô $1000\text{ kVA}$ (Đông Anh) kết hợp 1 máy phát điện dự phòng Cummins $450\text{ kVA}$ để tối ưu hóa chỉ tiêu kỹ thuật - kinh tế, đảm bảo cấp điện liên tục cho các phụ tải ưu tiên loại II và PCCC khi mất điện lưới.
Các tuyến cáp hạ thế và trung thế được tính chọn theo điều kiện phát nóng liên tục ($I_{cp} \ge I_{tt}$), mật độ dòng kinh tế ($J_{kt}$) và kiểm tra tổn thất điện áp ($\Delta U \le \Delta U_{cp}$):
- Cáp trung thế từ tủ RMU đến máy biến áp.
- Tuyến cáp hạ thế từ MBA đến tủ tổng HT1, cáp từ máy phát đến tủ ATS HT2.
- Tuyến cáp phân phối từ tủ HT1 đến các tủ tầng căn hộ TĐ-2 - TĐ-11.
- Tuyến cáp từ HT3 đến các tủ PCCC, quạt tăng áp, bơm cứu hỏa và từ HT4 đến các phụ tải ưu tiên.
Chương V: Tính toán chế độ mạng điện và bù công suất phản kháng
Chương V tính toán dòng ngắn mạch tại 4 điểm đặc trưng trên sơ đồ mạng điện ($N_1, N_2, N_3, N_4$) để kiểm tra khả năng chịu dòng ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị đóng cắt:
- Phía trung áp: Lựa chọn tủ trung thế RMU sử dụng máy cắt khí $SF_6$ và cầu dao phụ tải.
- Phía hạ thế: Chọn máy cắt không khí ACB cho tủ tổng hạ áp, thanh cái đồng phân phối, biến dòng điện BI và hệ thống aptomat khối (MCCB), aptomat tép (MCB) cho các tủ nhánh HT2, HT3, HT4, tủ tầng và tủ căn hộ.
- Bù công suất phản kháng: Tính toán và chọn hệ thống tụ bù tĩnh tự động Mikro đấu nối tại tủ HT5 để nâng cao hệ số công suất của toàn trạm, giảm tổn thất điện năng và sụt áp trên lưới.
Chương VI: Tính toán hệ thống nối đất – chống sét cho công trình
Chương VI tính toán bảo vệ chống sét và nối đất cho công trình:
- Hệ thống chống sét đánh thẳng: Sử dụng kim thu sét phát tia tiên đạo sớm Liva đặt trên mái công trình, tính toán bán kính bảo vệ bao phủ toàn bộ diện tích mặt bằng tòa nhà, kết hợp dây dẫn sét xuống hệ thống cọc tiếp địa chống sét độc lập.
- Hệ thống nối đất an toàn: Thiết kế hệ thống nối đất an toàn và nối đất làm việc cho trung tính máy biến áp theo sơ đồ TN-S, bố trí bãi cọc tiếp địa bằng thép mạ đồng chôn ngầm trong đất đạt trị số điện trở nối đất theo quy chuẩn.
Chương VII: Kết quả hạch toán công trình
Chương VII tổng hợp bảng bóc tách khối lượng toàn bộ các thiết bị chính của hệ thống cung cấp điện công trình (máy biến áp, máy phát điện, tủ RMU, tủ hạ thế HT1-HT5, cáp điện lực, thanh cái, aptomat, đèn chiếu sáng, kim thu sét, cọc tiếp địa) và lập bảng tính toán dự toán chi phí giá thành thiết bị.
Chương VIII: Mô phỏng hệ thống cung cấp điện cho chung cư bằng phần mềm Ecodial
Chương VIII sử dụng phần mềm Schneider Ecodial để thiết lập mô hình tính toán mạng điện hạ thế cho công trình:
- Thiết lập sơ đồ đơn tuyến từ nguồn máy biến áp $1000\text{ kVA}$ và máy phát dự phòng $450\text{ kVA}$ đến các nhánh phụ tải.
- Phần mềm tự động tính toán, chọn tiết diện cáp, thông số aptomat, kiểm tra sụt áp và dòng ngắn mạch cho từng nhánh phụ tải (đặc biệt là phụ tải PCCC).
- Đối chiếu kết quả mô phỏng từ Ecodial với kết quả tính toán giải tích lý thuyết cho thấy sự tương thích cao, đảm bảo tính chọn lọc của các cấp bảo vệ.
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể:
- Xác định chính xác tổng công suất phụ tải tính toán của công trình: $P_{tt} = 641\text{ kW}$, $S_{tt} = 801\text{ kVA}$, $Q_{tt} = 480\text{ kVAr}$ với hệ số công suất $\cos\varphi = 0,8$.
- Lựa chọn cấu hình thiết bị nguồn chính xác: 01 máy biến áp khô Đông Anh $1000\text{ kVA}$ ($22/0,4\text{ kV}$) và 01 máy phát điện diesel dự phòng Cummins $450\text{ kVA}$.
- Thiết kế hệ thống chiếu sáng đạt chuẩn bằng đèn LED Philips, kiểm chứng qua DIALux evo đảm bảo mật độ công suất thấp ($0,76\text{ W/m}^2$ cho hầm, $3,09\text{ W/m}^2$ cho TTTM) và độ rọi đáp ứng đúng QCVN 09:2017/BXD.
- Xây dựng sơ đồ phân phối hạ thế logic qua 5 tủ chức năng (HT1 đến HT5), phân tách nguồn ưu tiên cho phụ tải loại II và PCCC.
Về mặt giải pháp kỹ thuật, đồ án đề xuất phương án phối hợp nguồn lưới - máy phát qua tủ ATS HT2, giải pháp bù công suất phản kháng tự động bằng tụ bù Mikro và hệ thống tiếp địa an toàn TN-S cùng kim thu sét ESE Liva. Đóng góp của tác giả là việc kết hợp đồng bộ giữa phương pháp giải tích truyền thống theo các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 9206, TCVN 5687, TCVN 06) với các công cụ mô phỏng số chuyên ngành (DIALux evo, Schneider Ecodial), nâng cao độ chuẩn xác và tính khả thi trong thi công thực tế.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đồ án:
- Phạm vi nghiên cứu tập trung vào thiết kế hệ thống cung cấp và phân phối điện, chưa tích hợp sâu hệ thống tự động hóa quản lý tòa nhà (BMS - Building Management System) để giám sát và điều khiển năng lượng theo thời gian thực.
- Một số thông số nhiệt và cơ học của hệ thống điều hòa không khí và bơm PCCC được trích xuất từ hồ sơ chuyên ngành phối hợp mà chưa tự xây dựng thuật toán tối ưu hóa thủy lực hay truyền nhiệt độc lập.
Hướng nghiên cứu mở rộng:
- Nghiên cứu tích hợp hệ thống quản lý năng lượng thông minh (BEMS) và hệ thống đo đếm năng lượng thông minh (Smart Metering) cho từng căn hộ.
- Nghiên cứu khả năng tích hợp nguồn năng lượng tái tạo (hệ thống điện mặt trời mái nhà Grid-tied PV) kết hợp trạm sạc xe điện tại tầng hầm tòa nhà.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các chuyên ngành Kỹ thuật điện, Hệ thống điện, Điện công nghiệp và Dân dụng, cũng như các kỹ sư thiết kế cơ điện (M&E) công trình dân dụng:
- Phương pháp tính toán phụ tải tổng hợp (Chương III): Là tài liệu mẫu cho việc áp dụng TCVN 9206:2012 để tính toán các hệ số $K_{yc}, K_{đt}$ cho nhiều loại phụ tải phức tạp (khối căn hộ, động lực, điều hòa VRF, PCCC).
- Quy trình ứng dụng phần mềm chuyên ngành (Chương II và Chương VIII): Cung cấp các bước thực hành mô phỏng chiếu sáng bằng DIALux evo và thiết kế mạng hạ áp trên Schneider Ecodial có so sánh, đối chiếu với phương pháp tính toán giải tích.
Câu hỏi thường gặp
1. Tòa nhà Sky Garden được phân loại phụ tải điện như thế nào và nhận nguồn từ đâu?
Công trình được phân chia thành hai nhóm phụ tải: phụ tải loại II (khu vực công cộng, TTTM, hệ thống PCCC) được ưu tiên cấp điện từ hai nguồn (máy biến áp và máy phát dự phòng, thời gian gián đoạn dưới 2 giờ); phụ tải loại III (khối 100 căn hộ) chỉ nhận nguồn từ máy biến áp. Nguồn trung thế được cấp từ mạch vòng 22kV xuất tuyến 472 (cách 500m) khép vòng với xuất tuyến 473 (cách 1000m) thuộc trạm 110kV Thái Bình 2.
2. Tổng công suất tính toán của công trình là bao nhiêu và được xác định theo hệ số công suất nào?
Theo kết quả tính toán tại Chương III, tổng công suất tác dụng tính toán của toàn bộ tòa nhà là $P_{tt} = 641\text{ kW}$. Với hệ số công suất quy chuẩn $\cos\varphi = 0,8$, công suất toàn phần tính toán là $S_{tt} = 801\text{ kVA}$ và công suất phản kháng tính toán là $Q_{tt} = 480\text{ kVAr}$.
3. Tác giả đã lựa chọn cấu hình máy biến áp và máy phát điện dự phòng như thế nào?
Qua so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa 3 phương án ở Chương IV, tác giả lựa chọn phương án trang bị 01 máy biến áp khô Đông Anh công suất $1000\text{ kVA}$ ($22/0,4\text{ kV}$) kết hợp 01 máy phát điện diesel 3 pha Cummins công suất $450\text{ kVA}$ để cấp điện cho các phụ tải ưu tiên khi xảy ra sự cố lưới điện.
4. Hệ thống phụ tải phòng cháy chữa cháy (PCCC) gồm những thiết bị chính nào và được cấp nguồn từ tủ điện nào?
Phụ tải PCCC bao gồm: 01 bơm chữa cháy chính công suất $55\text{ kW}$, hệ thống quạt tăng áp và hút khói (tủ TĐ-TAHKT1 công suất $22\text{ kW}$ tại tầng 1, tủ TĐ-TAHKTM công suất $35\text{ kW}$ tại tầng mái), thang máy chữa cháy tải trọng $1350\text{ kg}$ ($20\text{ kW}$) và các tủ điều khiển ($12\text{ kW}$). Toàn bộ hệ thống này được cấp nguồn trực tiếp và liên tục từ tủ hạ thế HT3 (nối sau tủ chuyển mạch ATS HT2).
5. Những phần mềm nào được ứng dụng trong đồ án và vai trò của từng phần mềm là gì?
Đồ án sử dụng 4 phần mềm chuyên ngành: AutoCAD (vẽ mặt bằng kiến trúc và sơ đồ nguyên lý), Microsoft Excel (lập bảng tính toán phụ tải), DIALux evo (mô phỏng 3D và tính toán quang thông, độ rọi chiếu sáng), và Schneider Ecodial (mô phỏng mạng hạ thế, tính dòng ngắn mạch, độ sụt áp và kiểm tra phối hợp bảo vệ của thiết bị đóng cắt).
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Tiến Trung đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Chung cư Sky Garden 11 tầng tại TP. Thái Bình theo đúng các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Bản thiết kế giải quyết đầy đủ từ khâu tính toán phụ tải, thiết kế chiếu sáng, lựa chọn trạm biến áp $1000\text{ kVA}$ và máy phát dự phòng $450\text{ kVA}$, tính chọn mạng cáp phân phối, đến giải pháp bảo vệ ngắn mạch, bù công suất phản kháng, nối đất và chống sét. Kết quả nghiên cứu có tính logic cao, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết giải tích và công cụ mô phỏng số, mang lại giá trị ứng dụng thực tiễn cho công tác thiết kế cơ điện công trình cao tầng.
