Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp đại học hệ chính quy ngành Điện Tự Động Công Nghiệp tại Trường Đại học Dân lập Hải Phòng (thực hiện năm 2017) do sinh viên Phạm Công Thành thực hiện dưới sự hướng dẫn của Th.S Đỗ Thị Hồng Lý, tập trung giải quyết bài toán thiết kế và cải tạo hệ thống chiếu sáng công cộng đô thị. Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, kỹ thuật chiếu sáng ngoài trời cho các tuyến xa lộ, đại lộ đô thị đóng vai trò thiết yếu nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông, tạo điều kiện thuận lợi cho phương tiện lưu thông vào ban đêm và nâng cao mỹ quan đô thị.

Đối tượng nghiên cứu trọng tâm của đề tài là tuyến đường Lê Hồng Phong thuộc thành phố Hải Phòng. Đây là trục giao thông huyết mạch nối từ ngã 5 Cát Bi đến sân bay Cát Bi với tổng chiều dài 5.290 m, quy mô 4 làn đường (gồm 2 làn đường chính rộng 10,5 m và 2 làn đường phụ rộng 7 m) cùng 3 dải phân cách (dải phân cách giữa rộng 4 m và 2 dải phân cách bên rộng 4,5 m). Dự báo mật độ phương tiện lưu thông trên tuyến đạt trên 3.000 xe/giờ.

Hệ thống chiếu sáng cũ của tuyến đường chủ yếu vận hành các loại đèn cao áp Sodium (công suất 250 W, 400 W và đèn pha 1.000 W). Mặc dù đáp ứng được yêu cầu về cường độ sáng ban đầu, hệ thống này bộc lộ nhược điểm về mức độ tiêu hao năng lượng cao và tuổi thọ thiết bị hạn chế. Do đó, tác giả đặt ra các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết trắc quang, nguyên lý chiếu sáng đường phố và các phương pháp thiết kế cung cấp điện chiếu sáng công cộng.
  2. Khảo sát, phân tích hiện trạng kỹ thuật và mạng lưới cung cấp điện của hệ thống chiếu sáng đường Lê Hồng Phong.
  3. Nghiên cứu công nghệ nguồn sáng LED, đánh giá các ưu điểm về hiệu suất phát quang, khả năng tiết kiệm điện năng và bảo vệ môi trường.
  4. Lập phương án tính toán kỹ thuật, mô phỏng độ rọi và thiết kế hệ thống chiếu sáng thay thế bằng đèn LED cho toàn bộ tuyến đường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án thiết lập cơ sở lý luận dựa trên các đại lượng đo ánh sáng và các quy luật trắc quang cơ bản:

  • Góc khối ($\Omega$): Đơn vị steradian ($sr$), xác định bằng tỷ số giữa diện tích mặt cầu chắn chùm sáng và bình phương bán kính ($\Omega = \frac{S}{R^2}$), đạt cực đại $4\pi\ sr$.
  • Cường độ ánh sáng ($I$): Đơn vị candela ($cd$), đại lượng đặc trưng cho khả năng phát xạ quang thông theo một hướng xác định ($I_\Omega = \frac{d\Phi}{d\Omega}$).
  • Quang thông ($\Phi$): Đơn vị lumen ($lm$), thể hiện năng lượng bức xạ ánh sáng khả kiến do nguồn phát ra trong không gian ($\Phi = I \cdot \Omega$).
  • Độ rọi ($E$): Đơn vị lux ($lx$), mật độ quang thông phân bố trên một đơn vị diện tích bề mặt nhận ánh sáng ($E = \frac{\Phi_{nhan}}{S}$).
  • Độ chói ($L$): Đơn vị $cd/m^2$, tỷ số giữa cường độ sáng và diện tích biểu kiến theo hướng nhìn ($L = \frac{I}{S \cdot \cos\alpha}$).
  • Định luật Lambert: Áp dụng cho bề mặt phản xạ khuếch tán hoàn toàn, trong đó độ chói liên hệ với độ rọi qua biểu thức $L = \rho \cdot \frac{E}{\pi}$ (với $\rho$ là hệ số phản xạ bề mặt) và độ trưng $M = L \cdot \pi$.

Các tiêu chuẩn và quy phạm kỹ thuật được áp dụng trong tính toán:

  • Tiêu chuẩn phân cấp chiếu sáng đường bộ của Ủy ban Chiếu sáng Quốc tế (CIE) phân chia 5 cấp (A, B, C, D, E) dựa trên độ chói trung bình $L_{tb}$, độ đồng đều chung $U_0$, độ đồng đều dọc $U_l$ và chỉ số hạn chế chói lóa $G$ (thang điểm từ 1 đến 9, duy trì ở mức 5 - mức chấp nhận được).
  • Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD 95-1093 đối với đường đô thị có mật độ trên 3.000 xe/h: Độ chói trung bình $\ge 1,6\ cd/m^2$, độ đồng đều ngang $> 40%$, độ đồng đều dọc $> 70%$.
  • Quy phạm trang bị điện 11-TCN 19-84, tiêu chuẩn đèn điện chiếu sáng thành phố TCVN 5828:1994, tiêu chuẩn 20TCN 95-83 và Nghị định 54 của Chính phủ về hành lang an toàn lưới điện.

Phương pháp tính toán điện lực xác định tổn thất điện áp trên đường dây: $$\Delta U = R \cdot I \cdot \cos\varphi + L_x \cdot I \cdot \sin\varphi$$ Khi hệ thống được bù hệ số công suất $\cos\varphi \approx 0,85$, công thức tính gần đúng là $\Delta U = R \cdot I$. Điện trở suất ruột dẫn tại nhiệt độ làm việc $65^\circ\text{C}$ được lấy là $\rho_{Cu} = 22\ \Omega/km/mm^2$ đối với dây đồng và $\rho_{Al} = 23\ \Omega/km/mm^2$ đối với dây nhôm. Độ sụt áp cho phép ở điểm cuối đường dây không vượt quá $3%$ ($6,6\text{ V}$ ở cấp điện áp $220\text{ V}$).

Về phương pháp thực hiện, tác giả kết hợp tính toán giải tích lý thuyết mạch điện, thu thập số liệu trắc địa hình học tuyến đường Lê Hồng Phong và ứng dụng công cụ mô phỏng phân bố trắc quang (phần mềm chiếu sáng với mô hình Isolines và hệ thống phân bố cường độ sáng) để kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng quang học.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu chung về chiếu sáng đô thị

Chương 1 tổng hợp vai trò của chiếu sáng nhân tạo đối với sinh hoạt, an toàn giao thông và mỹ quan kiến trúc đô thị, điểm qua các bước tiến công nghệ tại Hải Phòng như việc ứng dụng đóng cắt tự động cho mạng lưới công viên, vườn hoa, đường trục. Nội dung chương tập trung làm rõ các nguyên lý chiếu sáng ngoài trời: yêu cầu người lái xe nhận biết chướng ngại vật ở cự ly $100\text{ m}$, kiểm tra độ đồng đều ánh sáng theo chiều ngang và dọc (khoảng cách kiểm tra $5\text{ m}$ giữa các cột).

Tác giả phân tích cấu trúc lưới điện cấp nguồn chiếu sáng hạ áp ($220/380\text{ V}$) và trung áp ($3200/5500\text{ V}$). So sánh giữa ba phương thức phân phối điện cho thấy mạch 3 pha 4 dây ($Y_0\ 220/380\text{ V}$) mang lại hiệu quả vượt trội về việc giảm tiết diện và trọng lượng dây dẫn:

Thông số so sánh Một pha 220V Ba pha $Y_0$ 220/380V Ba pha Tam giác (D) 220V
Số lượng dây dẫn 2 3 + 1 3
Dòng điện trên dây dẫn $I$ $\frac{1}{3}I$ $\frac{1}{\sqrt{3}}I$
Tỷ lệ tiết diện dây dẫn 1 $\frac{1}{6}$ $\frac{1}{2}$
Tỷ lệ trọng lượng kim loại 1 $\frac{1}{3}$ $\frac{3}{4}$

Chương 1 cũng tính toán chi tiết một trạm biến áp chiếu sáng điển hình công suất $50\text{ kVA} - 22/0,4\text{ kV}$ cấp cho $1\text{ km}$ đường (gồm 20 cột đèn chiếu sáng đôi $250\text{ W}$ và 20 cột đèn trang trí đôi $150\text{ W}$):

  • Dòng điện tính toán sơ cấp: $I_{tt} = \frac{S}{\sqrt{3} \cdot U} = \frac{50}{\sqrt{3} \cdot 22} \approx 1,3\text{ A}$.
  • Tổn thất điện áp cho phép phía cao áp: $\Delta U_{cp} = \frac{3 \cdot 22000}{100} = 660\text{ V}$.
  • Cáp cao thế: Dây nhôm lõi thép AC-35.
  • Thiết bị bảo vệ: Van chống sét FCO $22\text{ kV} - 5\text{ A}$, cầu chì tự rơi loại C710-213 PB (hãng CHANGE chế tạo, $U_{đm} = 22\text{ kV}$, $I_{đm} = 100\text{ A}$), aptomat tổng loại NS400N ($I_{đm} = 400\text{ A}$) và aptomat nhánh C100E ($I_{đm} = 100\text{ A}$) của hãng Merlin Gerin.
  • Hệ thống nối đất: Cụm 6 cọc thép góc L75x75x7 mm dài $2,5\text{ m}$, khoảng cách cọc $2,5\text{ m}$, liên kết bằng sắt dẹt 40x4 mm, dây tiếp địa sắt tròn $\Phi 12$, điện trở tiếp đất $R_{tđ} < 4\ \Omega$.

Chương 2: Thiết kế chiếu sáng đường Lê Hồng Phong - Hải Phòng

Chương 2 trình bày hồ sơ kỹ thuật hiện trạng của hệ thống chiếu sáng đường trục Lê Hồng Phong. Tuyến đường dài $5.290\text{ m}$ được cấp điện từ 5 trạm biến áp hạ thế:

  • Trạm T14 cấp cho tủ T1, T2 (dùng cáp $3\times50+1\times25\text{ mm}^2$).
  • Trạm T7 cấp cho tủ T3, T4 (dùng cáp $3\times95+1\times50\text{ mm}^2$).
  • Trạm T5 cấp cho tủ T5, T6 (dùng cáp $3\times50+1\times25\text{ mm}^2$).
  • Trạm T3 cấp cho tủ T7, T8 (dùng cáp $3\times50+1\times25\text{ mm}^2$).
  • Trạm T1 cấp cho tủ T9, T10 (dùng cáp $3\times95+1\times50\text{ mm}^2$).

Tổng số lượng bóng đèn trên toàn tuyến là 574 bóng, bao gồm 16 bóng pha $1.000\text{ W}$ (lắp trên các cột cao $25\text{ m}$ tại nút giao KM0 và KM2+387), 24 bóng $400\text{ W}$ (trên các cột thép cao $17\text{ m}$ tại các điểm KM1+193, KM4+147, KM4+448, KM5+290) và 534 bóng cao áp Sodium $250\text{ W}$ (lắp trên cột thép bát giác mạ kẽm nhúng nóng cao $10\text{ m}$ và $11\text{ m}$, độ vươn cần $1,8\text{ m}$, góc nghiêng $15^\circ$, cấp bảo vệ IP66).

Cáp dọc tuyến sử dụng cáp ngầm $\text{Cu/XLPE/PVC}(3\times25+1\times16\text{ mm}^2)$ luồn trong ống nhựa FEP D80 (qua đường dùng ống thép D90); cáp lên đèn dùng loại $\text{Cu/XLPE/PVC}(2\times2,5\text{ mm}^2)$. Tủ điều khiển chiếu sáng tích hợp aptomat đầu vào, rơ le thời gian và 2 khởi động từ cho phép vận hành tự động theo 3 chế độ: ban ngày tắt toàn bộ, buổi tối bật $100%$ số đèn, nửa đêm chuyển sang chế độ tiết kiệm tắt $50%$ số đèn.

Kết quả kiểm tra quang học của hệ thống hiện hữu đạt được:

  • Độ rọi trung bình: $E_{av} = 27,8\text{ lx}$.
  • Độ rọi nhỏ nhất: $E_{min} = 13,5\text{ lx}$.
  • Độ rọi lớn nhất: $E_{max} = 57,5\text{ lx}$.
  • Hệ số đồng đều rọi: $u_0 = 48,5%$; Tỷ số $E_{min}/E_{max} = 0,235$.

Chương 3: Đề xuất phương án sử dụng đèn LED

Chương 3 tổng quan về lịch sử phát triển của công nghệ bán dẫn phát quang (LED) từ diode đầu tiên của Nick Holonyak Jr (1962) đến phát minh đột phá về LED ánh sáng trắng của Giáo sư Shuji Nakamura (đoạt giải thưởng Millennium Technology Prize). Tác giả dẫn chứng dữ liệu thị trường năm 2008: Quy mô đạt 5,1 tỷ USD (chiếu sáng và thiết bị cầm tay chiếm $43%$, màn hình hiển thị $17%$, ô tô $15%$).

Tại Việt Nam, đồ án ghi nhận các mốc triển khai thực tiễn:

  • Phòng thí nghiệm công nghệ Nano LNT (Đại học Quốc gia TP.HCM) chế tạo thành công lô 150 đèn sạc LED ánh sáng trắng đầu tiên với 4 mã hiệu (SLL01, SLL02, SLL03, SLL04), tuổi thọ đạt $100.000\text{ giờ}$.
  • Công ty Cổ phần Tập đoàn Quốc tế Kim Đỉnh lắp đặt hệ thống đèn LED đổi màu trang trí cầu Sông Hàn và cầu Thuận Phước (Đà Nẵng) năm 2009, sử dụng bộ đèn $25\text{ W}$, cấp bảo vệ IP65, góc chiếu $20^\circ - 45^\circ$, điều khiển qua giao thức DMX đồng bộ theo nhạc.

Về mặt kỹ thuật, đèn LED ánh sáng trắng lạnh đạt hiệu suất phát quang $47 - 64\text{ lm/W}$ (LED trắng ấm $25 - 44\text{ lm/W}$), cao hơn bóng huỳnh quang dân dụng ($10 - 18\text{ lm/W}$). Đèn LED sử dụng nguồn một chiều qua bộ chuyển đổi, không phát tia cực tím (UV) hay hồng ngoại (IR), không chứa thủy ngân độc hại, tuổi thọ đạt $100.000\text{ giờ}$ so với $2.000\text{ giờ}$ của đèn sợi đốt.

Chương 4: Tính toán thiết kế đường Lê Hồng Phong sử dụng đèn LED

Chương 4 xây dựng mô hình tính toán chiếu sáng cho tuyến đường Lê Hồng Phong với các thông số hình học thực tế: Chiều cao cột $h = 11\text{ m}$ (chiều cao đặt đèn thực tế $10,7\text{ m}$), góc nghiêng cần đèn $10^\circ$, độ vươn cần $s = 1,7\text{ m}$, độ nhô đèn $a = -0,533\text{ m}$, khoảng cách bước cột $e = 35\text{ m}$.

Tác giả khảo sát và tính toán trắc quang chi tiết cho 3 phương án công suất đèn LED:

  1. Phương án 1 (LED 75 W): Sử dụng model A-1-75-CC1M (điện áp AC 85~256V, quang thông $> 6.000\text{ lm}$, hiệu suất $80\text{ lm/W}$, cường độ tại $70^\circ$ là $305\text{ cd/klm}$, tại $80^\circ$ là $80\text{ cd/klm}$, tại $90^\circ$ là $3,64\text{ cd/klm}$, cấp lóa G2, lớp chói D).
  2. Phương án 2 (LED 100 W): Sử dụng model A-1-100-CC1M (quang thông $> 8.000\text{ lm}$, hiệu suất $80\text{ lm/W}$, cường độ tại $70^\circ$ là $405\text{ cd/klm}$, tại $80^\circ$ là $91\text{ cd/klm}$, tại $90^\circ$ là $4,84\text{ cd/klm}$, cấp lóa G2, lớp chói D).
  3. Phương án 3 (LED 150 W): Sử dụng model A-1-150-CC1M (quang thông $> 11.250\text{ lm}$, hiệu suất $100\text{ lm/W}$, cường độ tại $70^\circ$ là $605\text{ cd/klm}$, tại $80^\circ$ là $111\text{ cd/klm}$, tại $90^\circ$ là $5,94\text{ cd/klm}$, cấp lóa G2, lớp chói D).

Thiết kế và triển khai

Hệ thống kỹ thuật được cấu hình dựa trên kết quả tính toán quang học và kiểm tra sụt áp điện lưới. Dưới đây là bảng tổng hợp thông số quang học tại điểm trung tâm theo độ cao treo đèn của 3 dòng sản phẩm LED:

Độ cao treo đèn $H$ (m) Độ rọi trung tâm LED 75W (lx) Độ rọi trung tâm LED 100W (lx) Độ rọi trung tâm LED 150W (lx)
7 - 38,16 53,50
8 21,85 29,68 41,40
9 - 23,32 34,30
10 14,25 19,08 26,30
11 - 15,90 21,20
12 - 12,72 18,20

Kết quả mô phỏng phân bố độ rọi trên bề mặt đường chính (chiều rộng $22\text{ m}$) và đường phụ ($7\text{ m}$) giữa các phương án:

Phương án bóng đèn Khu vực mặt đường $E_{av}$ (lx) $E_{min}$ (lx) $E_{max}$ (lx) Hệ số $E_{min}/E_{max}$
LED 75W Đường chính (22 m) 7 2,85 18 0,158
Đường phụ (7 m) 8 4,52 18 0,251
LED 100W Đường chính (22 m) 10 3,87 23 0,169
Đường phụ (7 m) 12 6,89 23 0,300
LED 150W Thông số nguồn - Quang thông $> 11.250\text{ lm}$ Hiệu suất $100\text{ lm/W}$ Cấp lóa G2, lớp D

Về hạ tầng cấp điện và an toàn vận hành:

  • Cấu trúc tuyến cáp: Tuyến trục sử dụng cáp $\text{Cu/XLPE/PVC}(3\times25+1\times16\text{ mm}^2)$ đặt trong rãnh ngầm bảo vệ bằng ống nhựa chịu lực FEP D80. Kiểm tra tổn thất điện áp trên các nhánh điển hình: Nhánh từ TBA T14 đến TĐT1 (cáp $3\times50+25\text{ mm}^2$, chiều dài $350\text{ m}$, công suất tiêu thụ $36\text{ kW}$) có $\Delta U = 13,9\text{ V}$ ($3,1%$); nhánh TĐT6 (cáp $4\times10\text{ mm}^2$, chiều dài $255\text{ m}$, công suất $8\text{ kW}$) có $\Delta U = 9,7\text{ V}$ ($2,56%$).
  • Hệ thống an toàn tiếp địa: Mỗi vị trí cột đèn và vỏ tủ điện đều đóng cọc tiếp địa thép góc L63x63x6 mm dài chôn sâu $0,8\text{ m}$. Toàn tuyến bố trí nối đất lặp lại dây trung tính với chu kỳ $300\text{ m}$ một điểm, sử dụng dây đồng trần M16 liên kết, đảm bảo điện trở nối đất $R_{tđ} < 10\ \Omega$. Riêng các cột đèn pha cao $25\text{ m}$ bố trí hệ thống tiếp địa độc lập.
  • Phương án cấp điện tạm thời: Do tiến độ thi công tuyến cáp trung thế $22\text{ kV}$ và các trạm biến áp dọc đường chưa đồng bộ, đồ án xây dựng phương án cấp nguồn tạm chia làm 2 phân đoạn: Đoạn KM0 đến KM1+193 lấy nguồn từ khu vực ngã 5 Cát Bi; đoạn KM1+193 đến KM5+290 lấy nguồn từ trạm biến áp T7 (lộ 8A) qua tuyến đường nhánh đấu nối phía sau Quốc lộ 5.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đặt ra với những kết quả định lượng cụ thể:

  • Xác lập đầy đủ hồ sơ tính toán quang học cho 3 phương án chuyển đổi sang đèn LED công suất $75\text{ W}$, $100\text{ W}$ và $150\text{ W}$, chứng minh tính khả thi về mặt kỹ thuật khi thay thế hệ thống đèn Sodium $250\text{ W} - 400\text{ W}$ hiện hữu.
  • Đưa ra giải pháp giảm công suất tiêu thụ của bộ đèn từ $250\text{ W}$ xuống còn $75\text{ W} - 100\text{ W}$ trên mỗi điểm sáng, giúp tiết kiệm đáng kể lượng điện năng tiêu thụ toàn tuyến (quy mô 574 vị trí đèn).
  • Đề xuất giải pháp vận hành linh hoạt cho tủ phân phối với 3 chế độ đóng cắt tự động theo thời gian thực kết hợp phương án cấp nguồn tạm thời, giải quyết yêu cầu cấp bách về chiếu sáng an toàn giao thông khi hạ tầng lưới trung thế $22\text{ kV}$ chưa hoàn thiện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Tại thời điểm tính toán (2017), hạ tầng trạm biến áp và tuyến cáp $22\text{ kV}$ dọc đường Lê Hồng Phong chưa được hoàn thiện đồng bộ, buộc phải áp dụng giải pháp cấp nguồn tạm thời. Việc tính chọn tiết diện dây dẫn phải đồng nhất theo các phân đoạn tải nặng và dài nhất, dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu của tuyến cáp chưa đạt mức tối ưu tuyệt đối về mặt kinh tế. Nút giao ngã 5 Cát Bi chưa hoàn thành giải phóng mặt bằng nên phải bổ sung các cột đèn tạm thời.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cập nhật lại sơ đồ phân phối và tính toán tối ưu hóa lại tiết diện cáp khi toàn bộ 5 trạm biến áp chính thức đi vào vận hành ổn định; nghiên cứu tích hợp hệ thống điều khiển thông minh ứng dụng giao thức số (như DMX hoặc hệ thống điều khiển trung tâm từ xa qua đường truyền tín hiệu) để tự động điều chỉnh độ sáng theo mật độ phương tiện thực tế.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho sinh viên, học viên ngành Kỹ thuật Điện, Điện Tự động hóa và Kỹ thuật Chiếu sáng Đô thị khi thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc các dự án thiết kế chiếu sáng đường giao thông. Cụ thể, các nội dung có giá trị ứng dụng cao gồm:

  • Phương pháp tính toán điện lực cho mạng chiếu sáng công cộng (sụt áp trên đường trục, phân phối 3 pha cân bằng tải, tính chọn thiết bị trạm biến áp $50\text{ kVA}$).
  • Bộ số liệu so sánh trắc quang thực tế giữa các cấp công suất LED ($75\text{ W}$, $100\text{ W}$, $150\text{ W}$) trên mô hình hình học đường đô thị đa làn (mặt cắt $22\text{ m}$ và $7\text{ m}$).
  • Thiết kế mạch bảo vệ, hệ thống tiếp địa an toàn và phương thức điều khiển tự động tủ điện chiếu sáng ngoài trời.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô mặt cắt hình học của tuyến đường Lê Hồng Phong trong đồ án được xác định như thế nào?
Tuyến đường có chiều dài $5.290\text{ m}$, gồm 4 làn đường và 3 dải phân cách. Cụ thể: 2 làn đường chính ở giữa có chiều rộng mỗi làn $l_2 = 10,5\text{ m}$; 2 làn đường phụ bên ngoài có chiều rộng mỗi làn $l_1 = 7\text{ m}$; dải phân cách giữa rộng $4\text{ m}$ (bố trí đèn trang trí) và 2 dải phân cách bên rộng $4,5\text{ m}$ (bố trí cột đèn chiếu sáng chính).

2. Hệ thống chiếu sáng hiện hữu trước cải tạo sử dụng bao nhiêu bóng đèn và nguồn điện từ đâu?
Toàn tuyến sử dụng tổng cộng 574 bóng đèn, gồm 16 bóng pha $1.000\text{ W}$ (lắp trên cột cao $25\text{ m}$), 24 bóng $400\text{ W}$ (lắp trên cột cao $17\text{ m}$) và 534 bóng cao áp Sodium $250\text{ W}$ (lắp trên cột cao $10\text{ m}$ và $11\text{ m}$). Nguồn điện cung cấp lấy từ 5 trạm biến áp dọc tuyến gồm T14, T7, T5, T3 và T1.

3. Đồ án đề xuất các phương án đèn LED nào để thay thế đèn Sodium truyền thống?
Tác giả đề xuất và tính toán trắc quang cho 3 phương án đèn LED: model A-1-75-CC1M ($75\text{ W}$, quang thông $> 6.000\text{ lm}$, hiệu suất $80\text{ lm/W}$), model A-1-100-CC1M ($100\text{ W}$, quang thông $> 8.000\text{ lm}$, hiệu suất $80\text{ lm/W}$) và model A-1-150-CC1M ($150\text{ W}$, quang thông $> 11.250\text{ lm}$, hiệu suất $100\text{ lm/W}$).

4. Chế độ điều khiển tự động của tủ điện chiếu sáng được thiết kế hoạt động ra sao?
Tủ điện chiếu sáng trang bị aptomat đầu vào, rơ le thời gian và 2 khởi động từ để thực hiện đóng cắt tự động theo 3 khung thời gian: ban ngày tự động ngắt toàn bộ hệ thống đèn, buổi tối đóng điện bật $100%$ số đèn, và từ nửa đêm trở đi tự động cắt giảm $50%$ số đèn nhằm tiết kiệm điện năng tiêu thụ.

5. Tiêu chuẩn nối đất an toàn của hệ thống được quy định với các thông số kỹ thuật nào?
Toàn bộ tủ điện và cột thép đều được nối đất an toàn bằng cọc thép góc L63x63x6 mm chôn sâu $0,8\text{ m}$, dây nối an toàn M16; nối đất trung tính lặp lại thực hiện định kỳ mỗi cự ly $300\text{ m}$ với điện trở nối đất $R_{tđ} < 10\ \Omega$. Đối với trạm biến áp $50\text{ kVA}$, hệ thống tiếp địa gồm 6 cọc thép L75x75x7 mm dài $2,5\text{ m}$ liên kết bằng thép dẹt 40x4 mm, yêu cầu điện trở tiếp đất $R_{tđ} < 4\ \Omega$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế chiếu sáng đường Lê Hồng Phong - Hải Phòng" của sinh viên Phạm Công Thành đã giải quyết trọn vẹn bài toán kỹ thuật từ khảo sát hiện trạng, tính toán trắc quang đến thiết kế hệ thống cung cấp điện và nối đất an toàn. Công trình khẳng định tính ưu việt của giải pháp thay thế đèn cao áp truyền thống bằng công nghệ đèn LED ($75\text{ W} - 100\text{ W}$), giúp giảm điện năng tiêu thụ và nâng cao hiệu quả vận hành mạng lưới điện chiếu sáng đô thị. Các giải pháp kỹ thuật và số liệu mô phỏng trong đồ án mang tính thực tiễn cao, đáp ứng đúng các quy chuẩn xây dựng và tiêu chuẩn kỹ thuật điện hiện hành tại Việt Nam.