Giới thiệu dự án
Hệ thống chiếu sáng giao thông đô thị đóng vai trò huyết mạch trong việc đảm bảo an toàn giao thông, nâng cao mỹ quan đô thị và thúc đẩy hoạt động kinh tế ban đêm. Tuyến đường Lê Hồng Phong – một trong những trục đại lộ trọng điểm của thành phố Hải Phòng kết nối trung tâm ngã năm Cát Bi đến Sân bay Quốc tế Cát Bi – có chiều dài 5.290 m với quy mô 4 làn xe chạy và 3 dải phân cách. Với lưu lượng phương tiện gia tăng vượt mức 3.000 xe/giờ, việc duy trì một hệ thống chiếu sáng đạt chuẩn là yêu cầu cấp thiết về an toàn và quy hoạch hạ tầng đồng bộ.
SƠ ĐỒ MẶT CẮT TUYẾN ĐƯỜNG LÊ HỒNG PHONG (5.290m)
_______________________________________________________________________________________________________________
| Làn phụ (7m) | Dải PC (4.5m) | Làn chính (10.5m) | Dải PC giữa (4m) | Làn chính (10.5m) | Dải PC (4.5m) | Làn phụ (7m) |
| [Đèn 11m] | | [Đèn 11m] | [Đèn trang trí] | [Đèn 11m] | | [Đèn 11m] |
|______________|_______________|___________________________|__________________|___________________________|_______________|______________|
Vấn đề thực tiễn (Problem Statement)
Hệ thống chiếu sáng đô thị trước đây sử dụng chủ yếu công nghệ bóng cao áp Sodium (HPS) công suất 250W, 400W và bóng pha 1000W với tổng cộng 574 bộ đèn trên toàn tuyến. Mô hình này bộc lộ nhiều điểm nghẽn nghiêm trọng:
- Tiêu thụ điện năng khổng lồ: Gây áp lực nặng nề lên lưới điện phân phối hạ thế cục bộ.
- Tổn thất điện áp ($\Delta U$) lớn: Nhiều nhánh cáp dài trên 1.000 m có độ sụt áp vượt ngưỡng cho phép ($\Delta U > 13% - 14%$), gây suy giảm quang thông và nguy cơ chập chờn khi khởi động.
- Chi phí vận hành và bảo trì cao: Tuổi thọ bóng Sodium chỉ đạt 2.000 – 15.000 giờ, hiệu suất phát quang suy giảm nhanh theo thời gian.
- Ảnh hưởng môi trường: Nguồn sáng sinh nhiệt cao, phát thải $CO_2$ lớn và chứa các kim loại nặng độc hại như hơi thủy ngân và natri.
Mục tiêu dự án
- Khảo sát, thu thập và phân tích toàn diện các thông số hình học, quang học và phụ tải điện tuyến đường Lê Hồng Phong (dài 5.290 m, 4 làn xe, 3 dải phân cách).
- Thiết kế hệ thống cung cấp điện phân phối 3 pha $22/0,4\text{ kV}$, tính toán lựa chọn dây dẫn cáp ngầm, phối hợp bảo vệ ngắn mạch và sụt áp cho 5 trạm biến áp (TBA) dọc tuyến.
- Ứng dụng các quy chuẩn chiếu sáng công cộng (TCXDVN 259:2001, TCXD 95-1093, TCVN 5828:1994, CIE) để xác định chỉ tiêu độ chói ($L \ge 1,6\text{ cd/m}^2$), độ rọi ($E$), độ đồng đều ($U_0 \ge 0,4$, $U_1 \ge 0,7$) và chỉ số tiện nghi lóa mắt ($G \ge 5$).
- Nghiên cứu, đề xuất giải pháp kỹ thuật thay thế toàn diện bóng đèn truyền thống bằng công nghệ đèn LED Nano tiết kiệm năng lượng với các cấp công suất 75W, 100W và 150W.
- Mô phỏng trắc dọc quang học, kiểm tra sụt áp đường dây và đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của giải pháp chiếu sáng LED mới.
Phương pháp tiếp cận và kết quả kỳ vọng
Dự án áp dụng phương pháp tính toán giải tích kết hợp mô phỏng trắc quang theo định luật quang học Lambert và quy chuẩn quốc tế CIE. Việc chuyển dịch sang công nghệ đèn LED Nano kết hợp tủ điều khiển tự động hóa phân cấp (chế độ ngày, tối, khuya) được kỳ vọng sẽ cắt giảm hơn $60%$ công suất tiêu thụ toàn tuyến, kéo dài tuổi thọ thiết bị lên $100.000\text{ giờ}$, đưa độ sụt áp $\Delta U$ về dưới ngưỡng an toàn $3%$, đồng thời đảm bảo cấp chiếu sáng đô thị loại B an toàn cho phương tiện di chuyển với vận tốc thiết kế $60 - 80\text{ km/h}$.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
Hệ thống chiếu sáng trên trục đường sử dụng mạng phân phối điện hạ áp $380/220\text{ V}$ lấy nguồn từ thanh cái của 5 trạm biến áp hạ thế hiện hữu: TBA T14, TBA T7, TBA T5, TBA T3 và TBA T1. Tuy nhiên, việc sử dụng các loại nguồn sáng truyền thống bộc lộ những hạn chế kỹ thuật rõ rệt so với công nghệ bán dẫn đương đại:
| Tiêu chí so sánh | Đèn sợi đốt / Huỳnh quang | Đèn cao áp Sodium (HPS) | Đèn LED công nghệ Nano |
|---|---|---|---|
| Hiệu suất phát quang | $10 - 18\text{ lm/W}$ | $60 - 90\text{ lm/W}$ | $80 - 140\text{ lm/W}$ |
| Tuổi thọ hoạt động | $1.000 - 2.000\text{ giờ}$ | $12.000 - 24.000\text{ giờ}$ | $\approx 100.000\text{ giờ}$ |
| Hệ số công suất ($\cos\varphi$) | $0,4 - 0,5$ (chưa bù) | $0,5$ (tụ bù đạt $0,85$) | $\ge 0,95$ (tích hợp driver) |
| Thời gian khởi động | Tức thì / Nhấp nháy | $5 - 10\text{ phút}$ đạt đỉnh | Tức thì ($< 1\text{ ms}$) |
| Khả năng điều khiển Dimming | Hạn chế | Rất khó, giảm tuổi thọ bóng | Vô cấp, tích hợp DMX/PWM |
| Tác động môi trường | Sinh nhiệt, chứa thủy ngân | Chứa hơi Natri, độc hại | Không tia UV/IR, không $Hg$ |
Phân loại yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW
- Must Have (Bắt buộc):
- Độ chói trung bình mặt đường $L_{tb} \ge 1,6\text{ cd/m}^2$, độ rọi trung bình $E_{av} \ge 25\text{ lx}$.
- Độ đồng đều tổng thể $U_0 = L_{min}/L_{tb} \ge 0,4$; độ đồng đều dọc $U_1 \ge 0,7$.
- Cấp bảo vệ bộ đèn chống bụi và nước đạt chuẩn IP66 (đèn đường) và IP65 (đèn trang trí).
- Cột thép bát giác mạ kẽm nhúng nóng chịu tải gió vùng ven biển cấp III - IV.
- Should Have (Nên có):
- Tủ điện điều khiển tự động 3 chế độ (Full power / Tiết kiệm đêm khuya / Off ban ngày).
- Bù công suất phản kháng tại từng bộ đèn đạt $\cos\varphi \ge 0,85 - 0,95$.
- Could Have (Có thể mở rộng):
- Điều khiển trang trí dải phân cách giữa bằng giao thức kỹ thuật số DMX512.
- Tích hợp tế bào quang điện (photocell) tự động theo độ rọi tự nhiên.
- Won't Have (Chưa thực hiện ở pha này):
- Mạng lưới điều khiển IoT thông minh trung tâm qua chuẩn truyền thông không dây LoRaWAN/NB-IoT.
graph TD
A["Nguồn trung thế 22kV Lưới Hải Phòng"] --> B["Cầu chì tự rơi FCO 22kV-5A & Chống sét van"]
B --> C["Trạm biến áp 50kVA - 22/0.4kV Y/Y0-12"]
C --> D["Aptomat tổng NS400N (Merlin Gerin)"]
D --> E["Tủ điện điều khiển chiếu sáng (T1 - T10)"]
E --> F["Khởi động từ Contactor & Relay thời gian"]
F -->|Chế độ 1: 18h00 - 22h00| G["100% Đèn sáng (Làn chính + Phụ)"]
F -->|Chế độ 2: 22h00 - 05h00| H["50% Đèn sáng (Tắt so le tiết kiệm)"]
F -->|Chế độ 3: 05h00 - 18h00| I["Off toàn bộ hệ thống"]
G --> J["Tuyến đèn LED 75W / 100W / 150W IP66"]
H --> J
Thiết kế hệ thống
1. Công nghệ và Quy chuẩn áp dụng
- Tiêu chuẩn thiết kế: TCXDVN 259:2001, Tiêu chuẩn trang bị điện 11-TCN 19-84, TCVN 5828:1994, CIE No. 30-2, Tiêu chuẩn IEC 60598-2-3.
- Cáp ngầm lực hạ thế: Sử dụng cáp đồng nhiều sợi bọc cách điện XLPE, vỏ bảo vệ PVC: $\text{Cu/XLPE/PVC } (3\times 50 + 1\times 25)\text{ mm}^2$, $\text{Cu/XLPE/PVC } (3\times 95 + 1\times 50)\text{ mm}^2$, và cáp trục nhánh $\text{Cu/XLPE/PVC } (3\times 25 + 1\times 16)\text{ mm}^2$ luồn trong ống nhựa gân xoắn FEP chịu lực D80 đặt trong rãnh cáp sâu $0,8\text{ m}$. Cáp lên đèn sử dụng $\text{Cu/XLPE/PVC } (2\times 2,5)\text{ mm}^2$.
- Trạm biến áp chuyên dụng: 5 trạm biến áp treo $50\text{ kVA} - 22/0,4\text{ kV}$, tổ đấu dây $Y/Y_0-12$, dầu tuần hoàn tự nhiên làm mát.
2. Tính toán sụt áp và tiết diện dây dẫn
Điện áp rơi trên đường dây một pha cấp điện cho $n$ bộ đèn có cùng công suất, phân bố đều với khoảng cách $l$ (chiều dài toàn tuyến $L = (n-1)l$) và dòng điện mỗi đèn $I$:
$$\Delta U = \sum_{i=1}^{n-1} \Delta U_i = 2 \cdot \frac{\rho \cdot L}{S} \cdot I_t \cdot \frac{n+1}{2n}$$
Với đường dây ba pha đối xứng 4 dây cấp nguồn hình sao ($Y_n$), dòng điện trung tính xấp xỉ bằng 0, độ sụt áp pha-pha được tính:
$$\Delta U_{3\phi} = \sqrt{3} \cdot \frac{\rho \cdot L}{S} \cdot I_t \cdot \cos\varphi$$
Trong đó:
- $\rho_{\text{đồng}} = 22,\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{km}$ (ở nhiệt độ vận hành $65^\circ\text{C}$).
- $S$: Tiết diện ruột cáp dẫn đồng ($\text{mm}^2$).
- $I_t$: Tổng dòng điện phụ tải đầu tuyến ($I_t = \frac{n}{3} \cdot I_{\text{đèn}}$).
3. Hệ thống nối đất an toàn và bảo vệ
Hệ thống cọc tiếp địa bằng thép góc $L75\times 75\times 7\text{ mm}$ dài $2,5\text{ m}$ đóng sâu cách mặt đất $0,8\text{ m}$. Điện trở nối đất trạm biến áp bắt buộc đạt $R_{nđ} \le 4,\Omega$. Cột đèn và tủ điều khiển nối đất lặp lại bằng cọc $L63\times 63\times 6\text{ mm}$ với chu kỳ $300\text{ m}$ đảm bảo $R_{nđ} < 10,\Omega$, kết nối bằng dây đồng trần hoặc thép dẹt mạ kẽm $40\times 4\text{ mm}$.
Implementation và kết quả
Development process
Quá trình thiết kế và thực thi được chia làm các giai đoạn chi tiết:
-
Giai đoạn 1: Mô hình hóa hình học tuyến đường:
- Chiều rộng làn chính: $l_1 = 10,5\text{ m}$ (2 làn đối xứng).
- Chiều rộng làn phụ: $l_2 = 7,0\text{ m}$.
- Dải phân cách giữa: $d_1 = 4,0\text{ m}$ (lắp cột đèn trang trí).
- Dải phân cách biên: $d_2 = 4,5\text{ m}$ (lắp cột đèn chiếu sáng chính).
- Chiều cao đặt đèn: $h = 10,8 - 11,0\text{ m}$, độ vươn cần đèn $s = 1,7 - 1,8\text{ m}$, góc nghiêng cần $10^\circ - 15^\circ$.
- Khoảng cách giữa các cột: $e = 35\text{ m}$ (cực đại $e_{max} = 40\text{ m}$).
-
Giai đoạn 2: Lập trình thuật toán tính toán phân bố quang thông: Áp dụng thuật toán tính toán quang học xác định độ rọi tại điểm $P(x, y)$ trên mặt đường dựa trên đường cong phân bố cường độ sáng (Isocandela diagram) từ file trắc quang IES:
import math
def calculate_point_illuminance(I_alpha_C, H, alpha_rad):
"""
Tính độ rọi điểm E (lux) theo định luật bình phương nghịch khoảng cách.
- I_alpha_C: Cường độ sáng theo hướng (alpha, C) đơn vị Candela (cd)
- H: Chiều cao treo đèn (m)
- alpha_rad: Góc tạo bởi tia sáng và phương thẳng đứng (radian)
"""
R = H / math.cos(alpha_rad) # Khoảng cách từ đèn đến điểm tính toán
E = (I_alpha_C / (R ** 2)) * math.cos(alpha_rad)
return E
# Thông số thực tế phương án LED 100W trên đường Lê Hồng Phong
H_pole = 10.798 # Chiều cao cột (m)
I_70deg = 405 * 8.0 # Cường độ sáng tại 70 độ (405 cd/klm x 8 klm = 3240 cd)
alpha = math.radians(70)
E_point = calculate_point_illuminance(I_70deg, H_pole, alpha)
print(f"Độ rọi tại điểm ở góc 70 độ: {E_point:.2f} Lux")
Testing và validation
Quá trình kiểm tra độ sụt áp trên các nhánh tủ điều khiển (TD T1 đến TD T10) sử dụng cáp $\text{Cu/XLPE/PVC } (3\times 25 + 1\times 16)\text{ mm}^2$ cho thấy các kết quả thực nghiệm sau:
| Nhánh xuất tuyến | Chiều dài cáp ($m$) | Công suất phụ tải ($kW$) | Tổn thất điện áp $\Delta U$ ($V$) | Sụt áp phần trăm $\Delta U%$ | Đánh giá kỹ thuật |
|---|---|---|---|---|---|
| TBA T14 - TD T1 | 350 | 36,0 | 13,12 | 3,45% | Đạt yêu cầu nguồn |
| TD T1 - Nhánh 2 | 821 | 16,0 | 19,80 | 5,21% | Chấp nhận được |
| TD T2 - Nhánh 2 | 730 | 8,0 | 5,13 | 1,35% | Rất tốt |
| TD T3 - Nhánh 2 | 942 | 13,0 | 13,06 | 3,43% | Đạt chuẩn |
| TD T7 - Nhánh 2 | 1009 | 13,8 | 13,80 | 3,63% | Đạt chuẩn vận hành |
| TD T10 - Nhánh 2 | 1065 | 14,0 | 14,20 | 3,73% | Đạt chuẩn vận hành |
Kết quả đạt được
Các phương án thay thế nguồn sáng LED được tính toán và kiểm chứng trên mô hình lưới điểm phân bố trắc quang $12\times 9$ điểm và $12\times 6$ điểm:
BIỂU ĐỒ SO SÁNH QUANG THÔNG VÀ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG
Công suất (W)
400W | [████████████████████████████████████████] Đèn cao áp Sodium truyền thống
150W | [███████████████] Phương án LED 150W (Chiếu sáng tăng cường nút giao)
100W | [██████████] Phương án LED 100W (Đạt chuẩn tối ưu toàn tuyến)
75W | [███████] Phương án LED 75W (Đạt chuẩn làn đường phụ)
+-------------------------------------------------------------------->
0% 25% 50% 75% 100% Tỷ lệ điện năng tiêu thụ
Tổng hợp các chỉ số quang thông thực nghiệm
| Phương án nguồn sáng | $E_{av}\text{ (lx)}$ | $E_{min}\text{ (lx)}$ | $E_{max}\text{ (lx)}$ | Hệ số $U_0 = E_{min}/E_{av}$ | Hệ số $E_{min}/E_{max}$ | Đánh giá theo TCXDVN 259 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Hệ thống HPS cũ (250W) | 27,8 | 13,5 | 57,5 | 0,485 | 0,235 | Đạt chuẩn nhưng lãng phí điện |
| Phương án LED 75W | 8,0 | 4,52 | 18,0 | 0,565 | 0,251 | Phù hợp cho đường gom/làn phụ |
| Phương án LED 100W | 10,0 | 3,87 | 23,0 | 0,387 | 0,169 | Cân bằng kinh tế - kỹ thuật |
| Phương án LED 150W Nano | 22,5 | 11,2 | 38,4 | 0,497 | 0,291 | Tối ưu vượt trội cho toàn tuyến |
Đổi mới và đóng góp
- Ứng dụng Chip LED Nano hiệu suất cao: Chuyển đổi từ đèn phóng điện khí Sodium hiệu suất thấp sang đèn LED công nghệ hạt tán xạ nano đạt quang thông $> 8.000 - 12.000\text{ lm}$ với hiệu suất phát quang $> 80 - 120\text{ lm/W}$, chỉ số hoàn màu $CRI > 75$ (so với $CRI \approx 25$ của bóng HPS).
- Cắt giảm điện năng tiêu thụ vượt bậc: Giảm công suất định mức từ $250\text{W}$ (cộng tổn hao chấn lưu $30\text{W} \rightarrow 280\text{W}$) xuống còn $100\text{W} - 150\text{W}$, tiết kiệm trực tiếp từ $53,5%$ đến $64,2%$ điện năng tiêu thụ trên từng điểm sáng.
- Giải pháp tự động hóa đóng cắt thông minh: Thiết kế mạch điều khiển tích hợp timer định thì và khởi động từ phân phối 2 cấp công suất, triệt tiêu dòng khởi động cực đại vốn là nhược điểm của bóng Sodium cũ (dòng khởi động HPS gấp $1,5 - 2,0$ lần dòng định mức trong 10 phút đầu).
- Thích ứng điều kiện khí hậu ven biển Hải Phòng: Sử dụng cột thép bát giác mạ kẽm nhúng nóng kết hợp bộ đèn hợp kim nhôm đúc áp lực cao, kính cường lực chịu nhiệt đạt cấp bảo vệ IP66, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng ăn mòn sương muối và độ ẩm $100%$ đặc thù của thành phố Cảng.
Ứng dụng thực tế và triển khai
Kịch bản vận hành thực tế
Tuyến đường Lê Hồng Phong với chiều dài $5,29\text{ km}$ được chia thành 5 phân đoạn độc lập cấp nguồn từ 5 trạm biến áp:
- Đoạn 1 ($KM0 - KM1+193$): Trạm biến áp T7 lộ 26A (kết hợp nút giao ngã 5 Cát Bi).
- Đoạn 2 ($KM1+193 - KM2+387$): Trạm biến áp T7 lộ 8A.
- Đoạn 3 ($KM2+387 - KM3+022$): Trạm biến áp T5 lộ 9A.
- Đoạn 4 ($KM3+022 - KM4+147$): Trạm biến áp T3.
- Đoạn 5 ($KM4+147 - KM5+290$): Trạm biến áp T1 (khu vực tiến vào Sân bay Cát Bi).
Tại các đảo giao thông trọng yếu ($KM0$ và $KM2+387$), bố trí cột giàn đèn nâng hạ cao $25\text{ m}$ lắp đặt 8 bộ đèn pha công suất lớn chiếu rọi toàn bộ bán kính vòng xuyến.
Phân tích hiệu quả kinh tế và ROI
BẢNG PHÂN TÍCH TÀI CHÍNH VÀ HOÀN VỐN (ROI)
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Hạng mục Hệ thống cũ (Sodium 250W) Hệ thống đề xuất (LED 100W-150W)
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Tổng số lượng bóng 574 bộ 574 bộ
Tổng công suất tiêu thụ 160,7 kW 68,8 kW
Điện năng tiêu thụ/năm (4.000h) 642.800 kWh 275.200 kWh
Tiền điện vận hành/năm (tạm tính) 1.285.600.000 VNĐ 550.400.000 VNĐ
Tiết kiệm tiền điện hàng năm -- 735.200.000 VNĐ/năm
Chi phí bảo trì/thay bóng/năm 120.000.000 VNĐ 15.000.000 VNĐ
Tổng lợi ích kinh tế hàng năm -- 840.200.000 VNĐ/năm
Thời gian hoàn vốn ước tính -- 3,2 - 3,8 năm
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật hiện tại
- Chi phí đầu tư ban đầu: Suất đầu tư bộ đèn LED chất lượng cao tích hợp driver chuẩn IP66 cao hơn khoảng $2,5 - 3,5$ lần so với bộ đèn cao áp Sodium thông thường.
- Hiện tượng tản nhiệt cục bộ: Công nghệ LED công suất lớn đòi hỏi khối tản nhiệt nhôm nguyên khối chính xác, nếu giải nhiệt không tốt sẽ làm suy giảm quang thông và giảm tuổi thọ chip LED sau 3-5 năm vận hành.
Hướng phát triển và nâng cấp
- Tích hợp hệ thống Smart City CMS (Central Management Software): Nâng cấp tủ điều khiển sang công nghệ truyền thông không dây (Zigbee Mesh / NB-IoT) kết nối về Trung tâm Quản lý Chiếu sáng Đô thị Hải Phòng.
- Điều khiển Dimming theo mật độ giao thông: Lắp đặt cảm biến radar/camera AI để tự động điều chỉnh quang thông từ $100% \rightarrow 70% \rightarrow 40%$ theo mật độ xe thực tế, giúp tiết kiệm thêm $20%$ năng lượng.
- Kết hợp năng lượng tái tạo: Tích hợp các tấm pin năng lượng mặt trời (Solar PV) trên các cột đèn trang trí dải phân cách giữa nhằm tự chủ một phần nguồn điện.
Đối tượng hưởng lợi
- Sinh viên & Học viên ngành Điện - Tự động hóa: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về phương pháp tính toán chiếu sáng ngoài trời, lựa chọn thiết bị trạm biến áp, tính chọn cáp theo điều kiện sụt áp và bảo vệ lưới điện hạ thế.
- Kỹ sư tư vấn thiết kế & Thi công: Bản thiết kế hoàn chỉnh từ sơ đồ nguyên lý 1 sợi, cấu tạo móng cột, trạm biến áp treo đến bảng tra cứu quang thông mô phỏng.
- Công ty Quản lý Chiếu sáng & Môi trường Đô thị: Mô hình tham chiếu tin cậy để lập dự án nâng cấp, hiện đại hóa lưới điện chiếu sáng đô thị, tối ưu ngân sách nhà nước.
- Cộng đồng & Người tham gia giao thông: Nâng cao chất lượng tiện nghi thị giác, hạn chế tai nạn giao thông, xây dựng bộ mặt đô thị thành phố Hải Phòng văn minh, hiện đại và thân thiện với môi trường.
Câu hỏi thường gặp
1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai thay thế đèn Sodium sang đèn LED là gì?
Cần kiểm tra sự tương thích của hệ thống cột và cần đèn hiện hữu (đường kính cần lắp đèn $\varnothing 60\text{ mm}$, góc nghiêng $10^\circ - 15^\circ$), thay thế toàn bộ bộ phụ kiện chấn lưu/tụ kích cũ bằng Driver LED có dải điện áp đầu vào rộng ($85 - 265\text{VAC}$), và kiểm tra hệ thống nối đất an toàn vỏ đèn đảm bảo $R_{nđ} < 10,\Omega$.
2. Hệ thống đèn LED có bị ảnh hưởng bởi sương muối ven biển Hải Phòng không?
Bộ đèn LED đề xuất sử dụng vỏ hợp kim nhôm đúc sơn tĩnh điện cao cấp, các ốc vít bằng thép không gỉ SUS304, gioăng làm kín silicon đạt chuẩn IP66, cùng với việc mạ kẽm nhúng nóng toàn bộ cột thép bát giác dày $\ge 4\text{ mm}$, đảm bảo chống chịu hoàn toàn sự ăn mòn điện hóa do sương muối biển.
3. Tại sao khi chuyển sang đèn LED, tiết diện dây dẫn cáp ngầm có thể giảm đáng kể?
Do công suất phụ tải của đèn LED chỉ bằng khoảng $40%$ so với đèn Sodium cũ, dòng điện chạy trên đường trục ($I_t$) giảm tương ứng. Theo công thức tính sụt áp $\Delta U = \sqrt{3} \frac{\rho L}{S} I_t \cos\varphi$, khi dòng điện $I_t$ giảm, ta có thể chọn tiết diện ruột cáp $S$ nhỏ hơn mà vẫn đảm bảo độ sụt áp cuối nguồn nằm trong giới hạn cho phép ($\Delta U \le 5%$).
4. Chi phí bảo trì đèn LED định kỳ cần thực hiện những công việc gì?
Hệ thống LED không cần thay bóng định kỳ hàng năm như đèn sợi đốt hay Sodium. Quy trình bảo trì sau mỗi 24 tháng chỉ bao gồm: vệ sinh mặt kính quang học chống bám bụi, kiểm tra độ siết chặt bu-lông móng cột, đo điện trở cách điện của cáp ngầm và kiểm tra giá trị điện trở tiếp địa trạm/cột.
5. Khả năng tích hợp với hệ thống điều khiển tự động của thành phố như thế nào?
Các tủ điều khiển chiếu sáng trên tuyến được trang bị cổng giao tiếp sẵn sàng kết nối các bộ vi điều khiển (RTU/PLC) hoặc modem 4G/GPRS, cho phép nhận lệnh bật/tắt, dimming từ xa từ trung tâm điều hành SCADA của Công ty Điện chiếu sáng Hải Phòng mà không cần can thiệp thủ công tại trạm.
Kết luận
Đồ án "Thiết kế chiếu sáng đường Lê Hồng Phong – Hải Phòng" đã giải quyết thành công bài toán kỹ thuật phức tạp trong quy hoạch hạ tầng đô thị hiện đại. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết quang học đô thị, tính toán cơ - điện lưới phân phối hạ thế và ứng dụng đột phá của công nghệ chiếu sáng bán dẫn LED Nano, đề tài đã mang lại một phương án kỹ thuật khả thi, an toàn và có tính ứng dụng thực tiễn cao.
Giải pháp không chỉ giúp thành phố Hải Phòng tiết kiệm hàng trăm triệu đồng chi phí điện năng mỗi năm, giảm tải áp lực cho hệ thống điện lưới quốc gia mà còn kiến tạo một không gian cảnh quan đô thị đêm hiện đại, văn minh, đảm bảo an toàn giao thông cho người dân trên trục đường huyết mạch nối liền cửa ngõ hàng không quốc tế.