Giới thiệu dự án

Nhu cầu tiêu thụ điện năng tại các cơ sở giáo dục tại Việt Nam đang tăng trưởng bình quân từ 8 - 10%/năm theo thống kê ngành điện lực, đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc hiện đại hóa và chuẩn hóa hạ tầng phân phối điện hạ áp. Các công trình trường học hiện nay không chỉ dừng lại ở các phụ tải chiếu sáng và quạt mát cơ bản mà đã tích hợp hàng loạt phòng thực hành máy tính, phòng thí nghiệm chuyên sâu (Lý, Hóa, Sinh), hệ thống điều hòa không khí đa vùng, cùng trạm xử lý nước cấp và nước thải độc lập. Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho trường THPT Nguyễn Du" do sinh viên Khúc Văn Long thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Đoàn Phong (Ngành Điện Tự động Công nghiệp, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng) đã giải quyết triệt để bài toán thiết kế mạng điện phân phối hạ áp an toàn, kinh tế và đạt chuẩn kỹ thuật quốc gia cho một khuôn viên giáo dục quy mô lớn.

Vấn đề kỹ thuật đặt ra (Problem Statement)

Hệ thống điện trường học truyền thống thường đối mặt với các bất cập nghiêm trọng:

  • Hiện tượng sụt áp cục bộ tại các giờ cao điểm khi khối thực hành và điều hòa không khí đồng loạt vận hành.
  • Tình trạng thiếu sáng hoặc phân bố quang thông không đồng đều ($E < 300\text{ lux}$), gây ảnh hưởng tiêu cực đến thị lực học đường (tỷ lệ cận thị học sinh tăng cao).
  • Mất cân bằng phụ tải giữa các pha trong lưới điện 3 pha 4 dây 380/220V do đặc thù tải 1 pha chiếm tỷ trọng lớn.
  • Nguy cơ gián đoạn nguồn điện và mất an toàn rò điện tại các khu vực ẩm ướt như trạm bơm, khu xử lý nước thải và nhà vệ sinh.

Mục tiêu dự án

  1. Phân vùng phụ tải chi tiết: Khảo sát và phân chia toàn bộ mặt bằng trường học gồm khối nhà chính 3 tầng ($6.940\text{ m}^2$), khối thực hành ($775\text{ m}^2$), trạm xử lý nước, nhà xe thành 5 nhóm phụ tải chức năng độc lập.
  2. Tính toán thiết kế chiếu sáng chuẩn hóa: Ứng dụng phương pháp hệ số sử dụng ($k_u$) theo tiêu chuẩn TCVN 8794 nhằm tối ưu hóa số lượng bộ đèn huỳnh quang T8 36W, đảm bảo độ rọi $E_{tc} \ge 300\text{ lux}$ cho phòng học và $E_{tc} \ge 100\text{ lux}$ cho khu vực phụ trợ.
  3. Xác định công suất tính toán: Tính toán chính xác công suất tác dụng ($P_{tt}$), công suất phản kháng ($Q_{tt}$) và công suất toàn phần ($S_{tt}$) với hệ số nhu cầu $k_{nc} = 0{,}8$ và hệ số công suất $\cos\varphi = 0{,}8$.
  4. Mô phỏng thủy lực trạm bơm: Tính toán cột áp và công suất động cơ máy bơm cấp nước bồn $30\text{ m}^3$ thông qua phần mềm chuyên dụng Pipe Flow Wizard v1.12.
  5. Thiết kế cấu trúc mạng điện: Xây dựng sơ đồ phân phối hỗn hợp (kết hợp hình tia và đường trục) đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện loại 2 và 3, đồng thời tối ưu hóa chi phí cáp dẫn và thiết bị đóng cắt bảo vệ.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                            TỔNG QUAN PHẠM VI DỰ ÁN                                |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|  • Khối nhà chính (3 tầng) : 6.940 m² (Lý thuyết, Hành chính, Hiệu bộ, Thư viện)   |
|  • Khối thực hành (3 tầng) : 775 m² (Phòng Lab, Tin học 1-2, Lý, Hóa, Sinh, ...)  |
|  • Khu thể thao & Sân bãi  : 3.678 m² (Sân trường, Sân tập, Sàn thi đấu đa năng)  |
|  • Trạm kỹ thuật phụ trợ   : 776 m² (Nhà xử lý nước cấp/thải, Nhà xe GV & HS)     |
|  • Quy mô công suất tính   : S_tt ≈ 218,15 kVA (Dự kiến cấp từ MBA 250 kVA)       |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Trong kỹ thuật cung cấp điện, việc lựa chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán quyết định trực tiếp đến dung lượng máy biến áp và tiết diện dây dẫn. Bảng phân tích dưới đây đối chiếu các phương pháp phổ biến:

Phương pháp tính phụ tải Cơ sở tính toán Ưu điểm Nhược điểm Đánh giá áp dụng
Suất phụ tải trên diện tích ($p_0$) $P_{tt} = p_0 \cdot F$ Đơn giản, tính toán sơ bộ cực nhanh Sai số lớn, không phản ánh chế độ làm việc của thiết bị đặc thù Chỉ dùng cho quy hoạch sơ bộ
Hệ số cực đại và công suất TB ($k_{max}, n_{hq}$) $P_{tt} = k_{max} \cdot k_{sd} \cdot P_{dm}$ Độ chính xác rất cao, xét đến số lượng và công suất thiết bị Quy trình tính toán phức tạp, đòi hỏi dữ liệu chi tiết từng máy Thích hợp cho xưởng công nghiệp nặng
Hệ số nhu cầu ($k_{nc}$) - Chọn dùng $P_{tt} = k_{nc} \cdot \sum P_{dm}$ Thuận tiện, phù hợp mạng điện hỗn hợp chiếu sáng - sinh hoạt Phụ thuộc vào độ chính xác của bảng tra sổ tay Tối ưu nhất cho công trình trường học

Yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW

  • Must have (Bắt buộc): Đảm bảo độ rọi phòng học $E \ge 300\text{ lux}$, bảo vệ quá tải/ngắn mạch bằng Aptomat (MCCB/MCB), hệ thống tiếp địa an toàn chống giật, cấp điện liên tục cho phòng máy chủ/tin học.
  • Should have (Nên có): Bù công suất phản kháng nâng cao $\cos\varphi \ge 0{,}9$, phân pha cân bằng tải lệch pha $\le 5%$, quạt thông gió cưỡng bức nhà vệ sinh theo TCVN 5687:2010.
  • Could have (Có thể có): Hệ thống điều khiển chiếu sáng tự động theo cảm biến ánh sáng tự nhiên tại các hành lang.
  • Won't have (Chưa thực hiện): Tích hợp nguồn điện mặt trời áp mái và máy phát điện dự phòng tự động chuyển nguồn ATS toàn tải (chỉ dự phòng chiếu sáng sự cố).

Thiết kế hệ thống

Hệ thống cung cấp điện hạ áp Trường THPT Nguyễn Du vận hành ở cấp điện áp $380/220\text{ V}$, $50\text{ Hz}$, sơ đồ nối đất TN-S với các phân khu thiết bị rõ ràng:

                              [ TRẠM BIẾN ÁP 22/0.4 kV ]
                                          |
                                   [ TỦ TỔNG MSB ]
                                          |
        +------------------+--------------+-------------+------------------+
        |                  |                            |                  |
   (Sơ đồ trục)       (Sơ đồ trục)                 (Sơ đồ tia)        (Sơ đồ tia)
        |                  |                            |                  |
    [ TỦ DB-N1 ]       [ TỦ DB-N2 ]                 [ TỦ DB-N3 ]       [ TỦ DB-N4,5 ]
  (Khu Hành chính)   (Khu Phòng học)              (Khối Thực hành)   (Trạm Bơm, Xử lý)
   - Tầng 1: 14.5 kW  - Tầng 1: 11.4 kW            - Tầng 1: 65.5 kW  - Nước thải: 10.0 kW
   - Tầng 2: 20.8 kW  - Tầng 2: 13.5 kW            - Tầng 2: 30.4 kW  - Nước cấp:   7.5 kW
   - Tầng 3: 10.3 kW  - Tầng 3: 12.3 kW            - Tầng 3: 11.9 kW  - Nhà xe:     0.3 kW
   - Ngoài trời: 30 kW

Thông số kỹ thuật thiết bị lựa chọn

  • Nguồn sáng: Đèn huỳnh quang T8 $36\text{ W}$, chiều dài $1{,}2\text{ m}$, nhiệt độ màu $6500\text{ K}$ (ánh sáng ban ngày), chỉ số hoàn màu $R_a = 75$, quang thông định mức $\Phi = 2500\text{ lm}$. Bộ đèn máng phản quang Profil Paralume Laque có hiệu suất quang học $0{,}58\text{ D}$.
  • Thiết bị làm mát & Động lực: Quạt trần $61\text{ W}$ (lưu lượng $213\text{ m}^3/\text{phút}$), quạt treo tường $46\text{ W}$, điều hòa không khí Inverter Toshiba RAS-18N3KCV-V ($2\text{ HP} \approx 1500\text{ W}$ làm lạnh), quạt hút mùi Panasonic FV-20RL7 ($20\text{ W}$, lưu lượng $546\text{ m}^3/\text{h}$).
  • Trạm bơm nước sinh hoạt: Động cơ bơm ly tâm công nghiệp $7{,}5\text{ kW}$ ($10\text{ HP}$), lưu lượng $4{,}166\text{ L/s}$ ($15\text{ m}^3/\text{h}$), đường ống thép mạ kẽm DN25 dẫn lên bồn chứa $30\text{ m}^3$.
  • Thiết bị mặt hạt & Ổ cắm: Ổ cắm đôi 2 chấu $16\text{ A}$ Sino S18AU3, dây dẫn đồng nhiều sợi bọc cách điện PVC/XLPE.

Methodology

Dự án áp dụng quy trình thiết kế kỹ thuật điện công trình tiêu chuẩn qua 4 giai đoạn logic:

[ Giai đoạn 1: Thu thập số liệu ] 
  --> Khảo sát kiến trúc mặt bằng, xác định công năng từng phòng, lập bảng diện tích.
[ Giai đoạn 2: Tính toán chiếu sáng & Động lực ] 
  --> Áp dụng TCVN 8794, tính toán hệ số bù (d), chỉ số phòng (k), số bộ đèn và quạt/điều hòa.
[ Giai đoạn 3: Tổng hợp phụ tải & Chọn phương án đi dây ] 
  --> Tính toán P_tt, Q_tt, S_tt theo nhóm; cân bằng pha; chọn sơ đồ mạng hỗn hợp.
[ Giai đoạn 4: Thẩm tra & Kiểm tra an toàn ] 
  --> Mô phỏng thủy lực bơm (Pipe Flow Wizard), kiểm tra sai số quang thông (-10% đến +20%).

Đánh giá và giảm thiểu rủi ro kỹ thuật

  • Rủi ro quá tải đột biến tại Khối Thực hành: Tách riêng tủ phân phối DB-N3 cấp nguồn độc lập từ tủ tổng MSB bằng cáp trục riêng biệt, gắn Aptomat bảo vệ phân đoạn có dòng định mức phù hợp.
  • Rủi ro sụt áp cuối nguồn: Giới hạn chiều cao treo đèn $h_{tt} \le 2{,}7\text{ m}$ và bố trí đường dây trục chính đi thẳng vào trọng tâm phụ tải của từng tầng.

Implementation và kết quả

Development process & Key algorithms

Thuật toán tính toán kỹ thuật trong đồ án được cấu trúc hóa thông qua mô hình toán học giải tích. Đoạn mã Python dưới đây mô phỏng chính xác logic tính toán chiếu sáng và phụ tải đã thực hiện trong thuyết minh:

import math

class ElectricalDesignCalculator:
    """Mô đun tính toán chiếu sáng và công suất phụ tải Trường THPT Nguyễn Du"""
    
    @staticmethod
    def calculate_lighting(a: float, b: float, H: float, h_work: float, 
                           E_tc: float, phi_lamp: float, lamps_per_fixture: int, 
                           d: float, ku: float) -> dict:
        """
        Tính toán quang thông và số lượng bộ đèn theo phương pháp hệ số sử dụng
        """
        S = a * b
        htt = H - h_work  # Chiều cao tính toán treo đèn sát trần (h'=0)
        k_index = (a * b) / (htt * (a + b))  # Chỉ số địa điểm (k)
        
        # Quang thông tổng yêu cầu (Lumen)
        phi_total = (E_tc * S * d) / ku
        
        # Số bộ đèn tính toán lý thuyết
        phi_fixture = phi_lamp * lamps_per_fixture
        N_fixtures_calc = phi_total / phi_fixture
        N_fixtures_chosen = math.ceil(N_fixtures_calc)
        
        # Kiểm tra sai số quang thông
        phi_actual = N_fixtures_chosen * phi_fixture
        error_pct = ((phi_actual - phi_total) / phi_total) * 100
        
        return {
            "S_m2": S,
            "k_index": round(k_index, 2),
            "phi_total_lm": round(phi_total, 2),
            "N_chosen": N_fixtures_chosen,
            "error_pct": round(error_pct, 2),
            "P_lighting_W": N_fixtures_chosen * lamps_per_fixture * 36
        }

    @staticmethod
    def calculate_group_load(P_installed: float, knc: float = 0.8, cos_phi: float = 0.8) -> dict:
        """
        Tính toán phụ tải: P_tt (W), Q_tt (VAr), S_tt (VA), I_tt (A)
        """
        P_tt = P_installed * knc
        tan_phi = math.tan(math.acos(cos_phi))
        Q_tt = P_tt * tan_phi
        S_tt = math.sqrt(P_tt**2 + Q_tt**2)
        I_tt_3phase = S_tt / (math.sqrt(3) * 380)
        
        return {
            "P_tt_kW": round(P_tt / 1000, 2),
            "Q_tt_kVAr": round(Q_tt / 1000, 2),
            "S_tt_kVA": round(S_tt / 1000, 2),
            "I_tt_A": round(I_tt_3phase, 2)
        }

# Thực thi kiểm thử tính toán cho 1 Phòng học tiêu chuẩn (Tầng 1)
room_result = ElectricalDesignCalculator.calculate_lighting(
    a=8.0, b=6.5, H=3.5, h_work=0.8, E_tc=300.0,
    phi_lamp=2500.0, lamps_per_fixture=2, d=1.2, ku=0.42
)
print("Kết quả tính chiếu sáng 1 phòng học:", room_result)

Tính toán thủy lực trạm bơm bằng Pipe Flow Wizard v1.12

  • Thông số đầu vào: Lưu lượng cần cấp $Q = 15\text{ m}^3/\text{h} = 4{,}1666\text{ L/s}$; đường kính ống thép trong $D_{in} = 25\text{ mm}$ (DN25); chiều dài tuyến ống $L = 24\text{ m}$.
  • Kết quả phần mềm: Tổn thất áp lực đường ống đạt $97{,}164\text{ m}$ cột nước, tương đương tổn thất áp suất $\Delta P = 504.245\text{ Pa}$.
  • Công suất thủy lực của bơm: $$P_{bom(dien)} = \frac{P_{ap_luc} \cdot 10^{-3} \cdot Q}{\eta} = \frac{952.588 \cdot 10^{-3} \cdot 4{,}1666}{0{,}8} = 4.961\text{ W}$$
  • Áp dụng hệ số dự trữ khởi động $k_{dt} = 1{,}4$: $P_{chon} = 4.961 \cdot 1{,}4 = 6.945\text{ W} \approx 7{,}5\text{ kW}$ ($10\text{ HP}$).

Testing và validation

Quá trình kiểm tra và nghiệm thu kỹ thuật trên mô hình thiết kế tuân thủ nghiêm ngặt các dung sai kỹ thuật điện năng:

[ Tiêu chí Kiểm định ] ------------------------ [ Kết quả đạt được ] ------- [ Trạng thái ]
1. Sai số quang thông ΔΦ (-10% đến +20%)          ΔΦ = +7.8% (Phòng học)       CHUẨN HÓA
2. Độ rọi mặt bàn học tập (E >= 300 lux)         E_tb = 324 lux               ĐẠT CHUẨN
3. Bội số thông gió WC (x >= 10 lần/h)           FV-20RL7 (x = 11.2 lần/h)    VƯỢT CHUẨN
4. Độ sụt áp cuối đường dây (ΔU% <= 5%)          ΔU% max = 2.45%              AN TOÀN

Kết quả đạt được

Bảng tổng hợp phụ tải tính toán toàn diện cho 5 phân khu của Trường THPT Nguyễn Du:

Phân nhóm phụ tải Khu vực bao gồm $P_{dat}\text{ (W)}$ $P_{tt}\text{ (W)}$ $Q_{tt}\text{ (VAr)}$ $S_{tt}\text{ (VA)}$
Nhóm I Khối Hành chính, Hiệu bộ, Chiếu sáng ngoài trời 48.604 38.883 29.162 48.604
Nhóm II Khối 24 Phòng học lý thuyết (Tầng 1, 2, 3) 37.189 29.751 22.313 37.189
Nhóm III Khối Thực hành, Lab, Tin học, Hội trường $300\text{ chỗ}$ 107.797 91.710 68.782 114.653
Nhóm IV Trạm xử lý nước thải ($10\text{ kW}$) + Nhà xe học sinh 10.144 8.115 6.086 10.144
Nhóm V Trạm bơm nước cấp ($7{,}5\text{ kW}$) + Nhà xe giáo viên 7.574 6.058 4.546 7.574
TỔNG TOÀN TRƯỜNG Hệ thống phân phối hợp bộ 211.308 174.517 130.889 218.164

Đổi mới và đóng góp

  1. Cấu trúc mạng hỗn hợp tối ưu chi phí: Thay vì sử dụng toàn bộ sơ đồ hình tia (gây tốn kém cáp dẫn) hoặc sơ đồ phân nhánh thuần túy (độ tin cậy thấp), đồ án ứng dụng sơ đồ hỗn hợp:
    • Cấp điện hình tia độc lập cho Khối Thực hành (Nhóm III) và Trạm bơm/xử lý nước (Nhóm IV, V) để triệt tiêu ảnh hưởng sóng hài và sụt áp khi khởi động động cơ.
    • Cấp điện đường trục dọc theo hành lang cho Khối phòng học lý thuyết (Nhóm I, II), giúp giảm $21{,}4%$ khối lượng cáp đồng và máng cáp trunking.
  2. Số hóa tính toán thủy lực phụ tải trạm bơm: Ứng dụng công cụ Pipe Flow Wizard v1.12 để xác định chính xác tổn thất cột áp cục bộ và ma sát dọc đường ống DN25, khắc phục triệt để tình trạng chọn động cơ bơm theo cảm tính thường gây thừa công suất từ $30 - 50%$.
  3. Bố trí chiếu sáng học đường chống lóa: Kết hợp đèn huỳnh quang 3 máng chóa phản quang thấp $h_{tt} = 2{,}69\text{ m}$ cùng bổ sung 01 bộ đèn chiếu bảng chuyên dụng tại mỗi phòng học, nâng độ đồng đều ánh sáng $U_0 \ge 0{,}7$, vượt tiêu chuẩn cơ sở.
Chỉ số so sánh Mạng hình tia thuần túy Mạng phân nhánh thuần túy Giải pháp hỗn hợp của Đề tài
Độ tin cậy cung cấp điện Rất cao (Loại 1) Thấp (Dễ mất điện lan truyền) Cao (Đạt chuẩn Loại 2 & 3)
Chi phí cáp & Tủ điện Rất đắt (100% cơ số) Tiết kiệm (60% cơ số) Tối ưu (75% cơ số - Giảm 25%)
Tính linh hoạt vận hành Phức tạp khi mở rộng Kém ổn định Dễ bảo trì theo từng tầng/khối

Ứng dụng thực tế và triển khai

Khả năng nhân rộng và Lộ trình triển khai

Giải pháp thiết kế của đồ án có tính ứng dụng cao, sẵn sàng chuyển giao cho các ban quản lý dự án xây dựng trường học công lập, trường liên cấp chuẩn quốc gia và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp.

LỘ TRÌNH THI CÔNG & VẬN HÀNH (8 TUẦN):
[Tuần 1-2] Thi công hệ thống tiếp địa chống sét, rãnh cáp ngầm hạ thế ngoài sân trường.
[Tuần 3-4] Lắp đặt thang máng cáp trục, kéo rải cáp động lực vào tủ phân phối DB các tầng.
[Tuần 5-6] Lắp đặt thiết bị chiếu sáng, quạt trần, ổ cắm Sino S18AU3 và điều hòa Toshiba.
[Tuần 7]   Đấu nối tủ tổng MSB, lắp đặt bơm trạm xử lý nước cấp/thải, chạy thử liên động.
[Tuần 8]   Đo kiểm độ rọi thực tế (Luxmeter), cân pha dòng điện và bàn giao hệ thống.

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Tổng mức đầu tư thiết bị điện ước tính: 420.000.000 VNĐ.
  • Mức tiết kiệm điện năng: Nhờ chọn đúng công suất máy bơm ($7{,}5\text{ kW}$ thay vì $11\text{ kW}$ theo ước lượng thông thường) và ứng dụng điều hòa Toshiba Inverter, nhà trường tiết kiệm khoảng $18.500\text{ kWh/năm}$ (tương đương ~37.000.000 VNĐ/năm).
  • Thời gian thu hồi vốn chênh lệch (Payback Period): $\approx 2{,}8\text{ năm}$ vận hành.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Công nghệ nguồn sáng: Tại thời điểm 2018, đồ án sử dụng bóng huỳnh quang T8 $36\text{ W}$. Dù đáp ứng TCVN 8794 nhưng hiệu suất phát quang ($\approx 69\text{ lm/W}$) và tuổi thọ ($10.000\text{ giờ}$) thấp hơn đáng kể so với công nghệ LED hiện đại ($110 - 130\text{ lm/W}$, $30.000\text{ giờ}$).
  • Mức độ tự động hóa: Chưa tích hợp hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà thông minh (BEMS) để tự động ngắt tải nhàn rỗi trong các phòng học không có người.

Định hướng nâng cấp

  1. Chuyển đổi toàn bộ hệ thống chiếu sáng sang đèn LED Tube T8 nhôm nhựa tiết kiệm thêm $50%$ điện năng chiếu sáng.
  2. Tích hợp hệ thống điện mặt trời hòa lưới áp mái công suất $50\text{ kWp}$ tại khu vực mái nhà 3 tầng, đáp ứng nhu cầu tự dùng ban ngày của khối văn phòng và thực hành.
  3. Ứng dụng cảm biến hồng ngoại PIR và rơ-le thời gian lập trình PLC/IoT điều khiển chiếu sáng hành lang và thông gió nhà vệ sinh.

Đối tượng hưởng lợi

  • Học sinh & Giáo viên: Thụ hưởng không gian học tập đạt chuẩn độ rọi thị lực $300\text{ lux}$, môi trường thông thoáng mát mẻ với hệ thống quạt và điều hòa vận hành êm ái, an toàn tuyệt đối về điện.
  • Kỹ sư thiết kế M&E & Sinh viên ngành Điện: Có được bộ tài liệu tham khảo hoàn chỉnh từ công thức tính toán giải tích, bảng tra $k_u$, phương pháp mô phỏng Pipe Flow Wizard đến sơ đồ nguyên lý phân phối điện trường học thực tế.
  • Ban giám hiệu & Nhà đầu tư: Sở hữu phương án cấp điện có chi phí đầu tư tối ưu, độ bền bỉ cao, dễ dàng bảo trì nâng cấp mà không làm gián đoạn việc giảng dạy.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi khi lắp đặt chiếu sáng lớp học theo TCVN 8794 là gì?

Độ rọi trên mặt bàn làm việc ($h=0{,}8\text{ m}$) phải đạt tối thiểu $300\text{ lux}$, chỉ số hoàn màu $R_a \ge 80$, mật độ công suất chiếu sáng không vượt quá $12\text{ W/m}^2$, và bắt buộc phải có bóng đèn chuyên dụng chiếu rọi bảng chống lóa cho học sinh.

2. Tại sao khối thực hành Tin học và Lab lại có công suất tính toán $S_{tt}$ cao vượt trội ($114{,}65\text{ kVA}$)?

Khối thực hành tập trung hàng trăm bộ máy tính để bàn, thiết bị nguồn máy chủ, dàn máy lạnh công suất lớn và máy móc thí nghiệm hoạt động đồng thời. Do đó phụ tải động lực chiếm tới $78{,}8\text{ kW}$, đòi hỏi đường cấp nguồn riêng biệt từ tủ MSB.

3. Việc kết hợp sơ đồ hình tia và đường trục mang lại lợi ích gì cho trường học?

Sơ đồ hình tia đảm bảo các phụ tải quan trọng (khối thực hành, trạm bơm) hoạt động độc lập, không bị ảnh hưởng điện áp. Trong khi đó, sơ đồ đường trục áp dụng cho các dãy phòng học giúp tiết kiệm chi phí dây dẫn, giảm độ phức tạp khi đi ống ngầm trong công trình.

4. Phần mềm Pipe Flow Wizard v1.12 đóng vai trò gì trong tính toán trạm bơm?

Phần mềm giúp tính toán chính xác tổn thất áp lực thủy lực ($97{,}164\text{ m}$ nước) dựa trên chiều dài ống $24\text{ m}$, đường kính DN25 và lưu lượng $4{,}166\text{ L/s}$, giúp kỹ sư chọn chính xác động cơ $7{,}5\text{ kW}$ ($10\text{ HP}$), tránh lãng phí điện năng do chọn thừa công suất.

5. Hệ thống chống giật và an toàn điện trong trường học được thiết kế như thế nào?

Hệ thống sử dụng mạng tiếp địa TN-S với dây PE riêng biệt nối vỏ kim loại của tất cả các thiết bị; tại các khu vực đặc biệt như trạm xử lý nước, nhà vệ sinh và phòng thực hành đều trang bị Aptomat chống dòng rò (RCBO/ELCB) có độ nhạy dòng rò tác động $30\text{ mA}$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho trường THPT Nguyễn Du" của sinh viên Khúc Văn Long là một công trình nghiên cứu ứng dụng toàn diện, giải quyết trọn vẹn các yêu cầu kỹ thuật - kinh tế khắt khe trong thiết kế cơ điện công trình giáo dục. Bằng việc kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết tính toán kinh điển (phương pháp hệ số nhu cầu, phương pháp hệ số sử dụng) và công cụ phần mềm hiện đại (Pipe Flow Wizard), đồ án đã xác lập một giải pháp phân phối điện hạ áp an toàn, tin cậy với tổng công suất biểu kiến $S_{tt} \approx 218{,}15\text{ kVA}$. Đây là nguồn tài liệu tham khảo học thuật và cẩm nang thực hành có giá trị thực tiễn cao cho sinh viên, kỹ sư M&E và các nhà quản lý cơ sở hạ tầng giáo dục hiện nay.