Giới thiệu dự án

Hệ thống chiếu sáng công cộng đóng vai trò huyết mạch trong cấu trúc hạ tầng đô thị hiện đại, trực tiếp bảo đảm an toàn giao thông, an ninh trật tự và nâng cao mỹ quan đô thị. Theo các thống kê ngành năng lượng đô thị, chiếu sáng công cộng chiếm từ 30% đến 40% tổng ngân sách điện năng tiêu thụ của một thành phố. Tuy nhiên, phần lớn các tuyến đường tại Việt Nam trong giai đoạn trước năm 2020 vẫn phụ thuộc chủ yếu vào nguồn sáng cao áp truyền thống (High-Pressure Sodium - HPS, Metal Halide - MH). Các hệ thống này bộc lộ nhiều điểm nghẽn nghiêm trọng: hiệu suất phát quang thực tế suy giảm nhanh theo thời gian, tổn thất nhiệt lượng lớn, tuổi thọ bóng ngắn (dưới 12.000 giờ) và phát thải lượng lớn khí nhà kính $\text{CO}_2$.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Điện Tự động Công nghiệp tại Trường Đại học Dân lập Hải Phòng với đề tài "Thiết kế chiếu sáng đường Thế Lữ – Hải Phòng" (Thực hiện bởi sinh viên Vũ Trọng Ngọc Anh, dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn) giải quyết bài toán cấp thiết: tái thiết kế và tối ưu hóa toàn diện mạng lưới chiếu sáng cho tuyến đường huyết mạch Thế Lữ (chiều dài 2.000 m thuộc trục đô thị Hải Phòng), đồng thời xây dựng phương án chuyển đổi từ đèn cao áp Sodium truyền thống sang công nghệ bán dẫn LED hiệu suất cao.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                        MỤC TIÊU VÀ ĐẦU RA ĐỒ ÁN                                  |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| 1. Khảo sát & đánh giá mạng chiếu sáng hiện hữu (574 bộ đèn HPS 250W/400W/1000W)  |
| 2. Tính toán quang thông, độ rọi E, độ chói L theo tiêu chuẩn TCXD 95-1093 / CIE  |
| 3. Thiết kế hệ thống cấp nguồn hạ thế 3 pha 380/220V, trạm biến áp 50kVA 22/0.4kV |
| 4. Mô hình hóa & so sánh 3 phương án LED Nano (75W - 100W - 150W)                 |
| 5. Kiểm tra sụt áp mạng cáp hạ thế ngầm Cu/XLPE/PVC đảm bảo delta U% <= 3%        |
| 6. Tích hợp giải pháp đóng cắt tự động tiết giảm 50% công suất vào ban đêm        |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Giải pháp được lựa chọn tập trung vào ứng dụng đèn LED công nghệ Nano bán dẫn đa kênh, kết hợp quy hoạch lại trạm biến áp phân phối và tủ điều khiển tự động nhiều chế độ. Kết quả kỳ vọng đạt được là cắt giảm hơn 60% công suất tiêu thụ toàn tuyến, đảm bảo độ rọi trung bình $E_{av} \ge 12\text{ lx}$, độ đồng đều tổng thể $u_0 \ge 0.4$, giảm tổn thất điện áp $\Delta U < 3%$ tại các điểm xa nhất, nâng cao tuổi thọ vận hành lên 50.000 - 100.000 giờ.

Phạm vi nghiên cứu bao trùm toàn bộ tuyến đường Thế Lữ với chiều dài hình học 2.000 m (mở rộng tính toán liên kết trục đến KM5+290), mặt đường chính 2 làn rộng $10.5\text{ m}$, dải phân cách giữa $4.5\text{ m}$ và làn đường phụ $7\text{ m}$, trong điều kiện khí hậu ven biển nhiệt đới ẩm đặc thù của thành phố Hải Phòng.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Hệ thống chiếu sáng cũ trên tuyến đường Thế Lữ sử dụng tổng cộng 574 bộ đèn cao áp Sodium (HPS), bao gồm 534 bóng HPS $250\text{W}$, 24 bóng HPS $400\text{W}$ lắp trên cột $10-11\text{ m}$, và 16 đèn pha công suất lớn $1.000\text{W}$ lắp tại các cụm cột giàn $25\text{ m}$ ở các nút giao trọng điểm (KM0 và KM2+387).

Tiêu chí kỹ thuật Đèn cao áp Sodium (HPS) hiện hữu Đèn Huỳnh quang / Compact Đèn LED Nano đề xuất (L12-L1.A-CCIM)
Công suất danh định ($P$) $250\text{W} - 400\text{W} - 1000\text{W}$ $80\text{W} - 120\text{W}$ $75\text{W} - 100\text{W} - 150\text{W}$
Hiệu suất quang thông $60 - 90\text{ lm/W}$ (suy giảm nhanh) $50 - 65\text{ lm/W}$ $80 - 100\text{ lm/W}$ (ổn định)
Hệ số công suất ($\cos\varphi$) $0.4 - 0.5$ (khi chưa bù), $\approx 0.85$ (có tụ bù) $0.6 - 0.7$ $0.95 - 0.98$ (nguồn Switching Driver)
Tuổi thọ trung bình $6.000 - 12.000\text{ giờ}$ $5.000 - 8.000\text{ giờ}$ $50.000 - 100.000\text{ giờ}$
Nhiệt độ màu (CCT) & CRI $2000\text{K}$ (Vàng đậm, $\text{CRI} \approx 25$) $4000\text{K} - 6500\text{K}$ ($\text{CRI} \approx 60$) $4500\text{K} - 6000\text{K}$ ($\text{CRI} \ge 75$)
Mức độ ô nhiễm môi trường Chứa thủy ngân, bức xạ tử ngoại (UV) Chứa hơi thủy ngân độc hại Không thủy ngân, không tia cực tím/hồng ngoại
Khả năng điều khiển công suất Rất khó điều chỉnh, khởi động trễ 5-10 phút Không hỗ trợ Dimming công nghiệp Điều khiển số/analog tức thì (0-10V, DALI, DMX)

Yêu cầu kỹ thuật được phân nhóm theo ma trận MoSCoW:

  • Must-have: Đáp ứng tiêu chuẩn chiếu sáng đường cấp B/C theo TCXD 95-1093 và TCVN 5828:1994 (Độ chói $L \ge 1.6\text{ cd/m}^2$, độ đồng đều dọc $U_l \ge 0.7$, độ đồng đều ngang $U_0 \ge 0.4$, chỉ số lóa $G \ge 5$). Sụt áp cuối nguồn $\Delta U% \le 3%$.
  • Should-have: Tích hợp bộ điều khiển tự động theo thời gian 3 chế độ (bật 100% lúc chập tối, tiết giảm 50% sau 23h, tắt toàn bộ ban ngày).
  • Could-have: Điều khiển tín hiệu số qua mạng điện lực (PLC) hoặc giao thức DMX512.
  • Won't-have: Sử dụng năng lượng mặt trời độc lập tại từng cột do điều kiện bóng râm cây xanh và chi phí ắc quy lưu trữ cao.

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc mạng lưới chiếu sáng đường Thế Lữ được xây dựng theo mô hình phân tầng: Trạm biến áp chuyên dùng $\rightarrow$ Tủ điều khiển chiếu sáng thông minh $\rightarrow$ Tuyến cáp trục ngầm hạ thế $\rightarrow$ Cáp phân nhánh lên từng cột đèn.

       [ Lưới điện Trung thế 22kV Hải Phòng ]
                   [ FCO 22kV - 5A ]
             [ TBA Treo 50kVA - 22/0.4kV ]
[ Tủ Điều Khiển TĐ-01 ]              [ Tủ Điều Khiển TĐ-02 ]
            (Cần đơn/kép vươn 1.8m, IP66)         (Cần đơn/kép vươn 1.8m, IP66)

Thông số công nghệ và tiêu chuẩn áp dụng

  • Tiêu chuẩn thiết kế: TCXD 95-1093, TCVN 5828:1994, 11-TCN-19-84 (Quy phạm trang bị điện), Tiêu chuẩn quốc tế IEC 60598-2-3, CIE 115-2010.
  • Cấp điện áp: Hạ thế 3 pha 4 dây $380/220\text{V} \pm 5%$, tần số $50\text{Hz}$, cấp cách điện $0.6/1\text{kV}$.
  • Trạm biến áp: Máy biến áp 3 pha ngâm dầu tự nhiên $50\text{kVA} - 22/0.4\text{kV}$, tổ đấu dây $Y/Y_0-12$.
  • Bảo vệ cao áp: Cầu chì tự rơi FCO $22\text{kV} - 5\text{A}$ (Model C710-213 PB của CHANGE chế tạo), chống sét van oxit kim loại ZnO $22\text{kV}$.
  • Bảo vệ hạ áp: Aptomat khối (MCCB) tổng Compact NS400N (Merlin Gerin $400\text{A}$), aptomat nhánh MCB C100E ($100\text{A}$).
  • Hệ thống nối đất & an toàn: Cọc tiếp địa thép góc mạ kẽm $L75\times 75\times 7\text{mm}$ dài $2.5\text{m}$, liên kết bằng thép dẹt $40\times 4\text{mm}$. Điện trở tiếp đất trạm $R_{tđ} \le 4,\Omega$, tiếp địa lặp lại dọc tuyến cột $R_{tđ} \le 10,\Omega$ (khoảng cách cọc lặp lại $300\text{ m}$).

Methodology

Quy trình thiết kế và thực thi tuân thủ phương pháp luận kỹ thuật điện - chiếu sáng tuần tự theo tiêu chuẩn công nghiệp:

[1. Khảo sát quang trắc & phụ tải]
  1. Khảo sát và xác định phụ tải: Thu thập dữ liệu trắc địa, phân làn mặt cắt đường Thế Lữ, tính toán lưu lượng giao thông ($\approx 2.000\text{ xe/h}$).
  2. Mô phỏng quang trắc: Xác định ma trận phân bố quang, chỉ số độ chói biểu kiến theo định luật Lambert mở rộng: $$L = \rho \cdot \frac{E}{\pi} \quad (\text{cd/m}^2)$$ Trong đó $\rho$ là hệ số phản xạ mặt đường ($p < 1$), $E$ là độ rọi bề mặt ($\text{lx}$).
  3. Tính toán tổn thất điện áp và chọn tiết diện cáp: Dựa trên phương pháp mô men tải phân bố đều trên tuyến cáp trục 3 pha đối xứng: $$\Delta U = \frac{\rho_{Cu} \cdot I_t \cdot L}{\sqrt{3} \cdot S}$$ Với $\rho_{Cu} = 22,\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{km}$ ở nhiệt độ làm việc dây dẫn $65^\circ\text{C}$.

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình tính toán kỹ thuật được phân rã thành các giai đoạn thiết kế mạch lạc:

1. Tính toán quang học và bố trí đèn

Tuyến đường có mặt cắt ngang: 2 làn chính rộng $10.5\text{ m}$, dải phân cách giữa $4.5\text{ m}$, làn đường phụ $7.0\text{ m}$. Cột đèn thép bát giác côn mạ kẽm nhúng nóng cao $h = 11\text{ m}$ (chiều cao thực tế đèn lắp $10.7\text{ m}$), độ vươn cần đèn $s = 1.7 - 1.8\text{ m}$, góc nghiêng cần đèn $\theta = 10^\circ - 15^\circ$, độ nhô ra lòng đường $a = -0.533\text{ m}$, bước cột $e = 35\text{ m}$ (cực đại $e_{max} = 40\text{ m}$).

/* Pseudocode: Thuật toán kiểm tra sụt áp đường dây chiếu sáng phân bố đều */
#include <stdio.h>
#define RHO_CU 22.0  // Dien tro suat dong (Ohm.mm2/km tai 65C)

double calculate_voltage_drop(int num_lamps, double power_per_lamp, double pf, 
                              double lamp_spacing, double cable_cross_section, double line_voltage) {
    double total_current_per_lamp = power_per_lamp / (line_voltage * pf);
    double total_line_current = num_lamps * total_current_per_lamp;
    double total_length_km = ((num_lamps - 1) * lamp_spacing) / 1000.0;
    
    // Voi mach 3 pha phan bo deu: Delta U = (rho * I_total * L) / (sqrt(3) * S)
    double delta_u = (RHO_CU * total_line_current * total_length_km) / (1.73205 * cable_cross_section);
    double delta_u_percent = (delta_u / line_voltage) * 100.0;
    return delta_u_percent;
}

2. Tính toán chọn công suất máy biến áp trạm chiếu sáng

Xét phân đoạn điển hình chiều dài $L = 1\text{ km}$ gồm 20 cột đèn chiếu sáng chính (mỗi cột 2 đèn LED $150\text{W}$) và 20 cột đèn trang trí dải phân cách (mỗi cột 2 đèn $75\text{W}$):

$$P_{tt} = 20 \times (2 \times 0.15) + 20 \times (2 \times 0.075) = 6.0 + 3.0 = 9.0\text{ kW}$$

Với hệ số đồng thời $k_{đt} = 1.0$, hệ số công suất của bộ nguồn LED $\cos\varphi = 0.95$:

$$S_{tt} = \frac{P_{tt}}{\cos\varphi} = \frac{9.0}{0.95} \approx 9.47\text{ kVA}$$

Khi tính toán mở rộng liên kết vùng cho toàn phân khu và bù dòng khởi động, lựa chọn trạm biến áp treo tiêu chuẩn $50\text{kVA} - 22/0.4\text{kV}$ hoàn toàn thỏa mãn khả năng chịu tải và mở rộng tương lai:

$$I_{đmBA} = \frac{S_{đm}}{\sqrt{3} \cdot U_{đm}} = \frac{50}{\sqrt{3} \times 22} \approx 1.31\text{ A (phía 22kV)}$$

Chọn cáp trung thế đấu vào trạm là cáp nhôm lõi thép AC-35 ($\Delta U_{cp} \le 600\text{V} \approx 2.7%$).

Testing và validation

Hiệu năng quang học của 3 phương án đèn LED Nano được đánh giá chi tiết qua lưới ma trận điểm đo $12\times 9$ điểm trên phần mềm mô phỏng chiếu sáng:

Đại lượng đo lường Đèn LED Nano 75W (Model L12-L1.A-1-75) Đèn LED Nano 100W (Model L12-L1.A-1-100) Đèn LED Nano 150W (Model L12-L1.A-1-150) Tiêu chuẩn TCXD 95-1093
Quang thông bộ đèn ($\Phi$) $> 6.000\text{ lm}$ $> 8.000\text{ lm}$ $> 11.250\text{ lm}$ -
Hiệu suất phát quang $80\text{ lm/W}$ $80\text{ lm/W}$ $100\text{ lm/W}$ -
Độ rọi trung bình ($E_{av}$) $8.00\text{ lx}$ $12.00\text{ lx}$ $18.50\text{ lx}$ $\ge 12.0\text{ lx}$
Độ rọi cực tiểu ($E_{min}$) $4.52\text{ lx}$ $6.89\text{ lx}$ $8.90\text{ lx}$ -
Độ rọi cực đại ($E_{max}$) $18.00\text{ lx}$ $23.00\text{ lx}$ $34.00\text{ lx}$ -
Độ đồng đều ($E_{min}/E_{max}$) $0.251$ $0.300$ $0.320$ $\ge 0.25$
Độ đồng đều chung ($u_0$) $0.565$ $0.574$ $0.481$ $\ge 0.40$
Phân loại chói lóa ($G$) Cấp G2 Cấp G2 Cấp G2 Cấp G2 ($G \ge 5$) 
BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘ RỌI ĐIỂM TRUNG TÂM THEO ĐỘ CAO TREO ĐÈN (Lux)
Độ cao (m)  LED 75W       LED 100W      LED 150W
7m          [ 28.5 lx ]   [ 38.16 lx ]  [ 53.50 lx ]
8m          [ 21.85 lx ]  [ 29.68 lx ]  [ 41.40 lx ]
9m          [ 17.50 lx ]  [ 23.32 lx ]  [ 34.30 lx ]
10m         [ 14.25 lx ]  [ 19.08 lx ]  [ 26.30 lx ]
11m         [ 11.80 lx ]  [ 15.90 lx ]  [ 21.20 lx ]
12m         [  9.40 lx ]  [ 12.72 lx ]  [ 18.20 lx ]

Kiểm tra sụt áp tuyến cáp ngầm hạ thế

Tuyến cáp sử dụng cáp đồng cách điện XLPE vỏ bảo vệ PVC: $\text{Cu/XLPE/PVC } (3\times 25 + 1\times 16)\text{ mm}^2$ luồn trong ống nhựa xoắn chịu lực FEP D80 chôn trực tiếp trong rãnh cáp sâu $0.8\text{ m}$.

Kết quả kiểm tra sụt áp tại các nhánh điển hình:

  • Nhánh T1 (Chiều dài $821\text{m}$, $P = 16\text{kW}$): $\Delta U = 19.8\text{V}$ ($\Delta U% = 5.2%$ với HPS cũ) $\rightarrow$ Giảm còn $\Delta U = 6.2\text{V}$ ($\Delta U% = 1.63%$) khi thay bằng LED.
  • Nhánh T5 (Chiều dài $436\text{m}$, $P = 5.1\text{kW}$): $\Delta U% = 1.34% \le 3.0%$ (Đạt yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt).
  • Nhánh T7 (Chiều dài $1.009\text{m}$, $P = 13.8\text{kW}$): Khi nâng tiết diện lên cáp $3\times 50 + 1\times 25\text{ mm}^2$, $\Delta U% = 2.15%$ (Đạt chuẩn).

Kết quả đạt được

Hệ thống thiết kế mới mang lại bước nhảy vọt về các chỉ số kỹ thuật và kinh tế:

  1. Hoàn thành 100% mục tiêu thiết kế: Đảm bảo toàn bộ chỉ tiêu độ rọi ($E_{av} = 12 - 18.5\text{ lx}$), độ chói mặt đường ($L > 1.6\text{ cd/m}^2$) và kiểm soát triệt để lóa mắt ($G \ge 5$).
  2. Cắt giảm công suất phụ tải đỉnh: Tổng công suất đặt của toàn tuyến giảm từ $154.5\text{ kW}$ (hệ thống bóng Sodium $250\text{W}/400\text{W}/1000\text{W}$) xuống còn $57.4\text{ kW}$ (với phương án LED $100\text{W}$) và $43.05\text{ kW}$ (với phương án LED $75\text{W}$).
  3. Tiết kiệm điện năng vượt trội: Mức điện năng tiêu thụ giảm $62.8%$ ở chế độ vận hành thông thường và giảm đến $74.5%$ khi kích hoạt chế độ tiết giảm 50% công suất vào khung giờ thấp điểm (từ 23h00 đến 05h00 sáng hôm sau).

Đổi mới và đóng góp

Đề tài đóng góp nhiều giải pháp công nghệ có tính ứng dụng cao cho lĩnh vực tự động hóa chiếu sáng đô thị:

|                  CÁC ĐỔI MỚI VÀ ĐÓNG GÓP KỸ THUẬT CHÍNH                   |
| 1. ỨNG DỤNG NANO LED: Đèn LED Nano quang thông cao (>100 lm/W), tản nhiệt |
|    nhôm đúc nguyên khối kéo dài tuổi thọ chip LED đạt 100.000 giờ.        |
| 2. ĐIỀU KHIỂN ĐA CHẾ ĐỘ: Tủ tự động tích hợp 02 Contactor + Timer định    |
|    thời đóng cắt luân phiên 50% số đèn, tối ưu hóa biểu đồ phụ tải.       |
| 3. TỐI ƯU HÓA MẠNG LƯỚI HẠ THẾ: Chuyển đổi đấu nối 3 pha 4 dây đối xứng, |
|    triệt tiêu dòng điện dây trung tính, giảm tiết diện cáp dẫn 35%.       |
| 4. THÍCH ỨNG KHÍ HẬU BIỂN: Toàn bộ cột bát giác mạ kẽm nhúng nóng, bộ     |
|    đèn chuẩn IP66 kháng sương muối và hơi nước mặn đặc thù Hải Phòng.     |

So sánh với các giải pháp hiện hành trên thị trường:

  • So với hệ thống bóng cao áp Sodium (HPS 250W chấn lưu sắt từ): Đèn LED $100\text{W}$ giúp giảm $60%$ điện năng, hệ số công suất tăng từ $\cos\varphi = 0.85$ lên $0.96$, loại bỏ hoàn toàn chi phí thay bóng định kỳ 2 năm/lần.
  • So với phương án đèn LED chiếu sáng đơn lẻ không điều khiển: Việc tích hợp tủ điều khiển tự động 3 chế độ cắt giảm thêm $25%$ lượng điện tiêu thụ trong nửa đêm, giảm thiểu hiện tượng ô nhiễm ánh sáng đô thị.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản vận hành thực tế

Hệ thống được thiết kế để vận hành hoàn toàn tự động quanh năm, thích ứng linh hoạt theo thời gian thực:

       [ TỦ ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG NGOÀI TRỜI ]

Phân tích hiệu quả kinh tế và ROI

  • Chi phí đầu tư ước tính: Thay thế 574 bộ đèn LED Nano $100\text{W}/150\text{W}$, cải tạo 5 tủ phân phối và lắp mới 01 trạm biến áp $50\text{kVA}$: Tổng vốn đầu tư $\approx 1.85\text{ tỷ VNĐ}$.
  • Tiền điện tiết kiệm hàng năm:
    • Điện năng tiết kiệm mỗi ngày: $(154.5\text{ kW} - 57.4\text{ kW}) \times 5\text{h} + (154.5\text{ kW} - 28.7\text{ kW}) \times 6.5\text{h} \approx 1.303\text{ kWh/ngày}$.
    • Tổng điện năng tiết kiệm 1 năm: $\approx 475.595\text{ kWh}$.
    • Tiết kiệm chi phí tiền điện (giá điện công cộng $1.800\text{ đ/kWh}$): $\approx 856\text{ triệu VNĐ/năm}$.
  • Thời gian hoàn vốn đầu tư (Payback Period): $2.16\text{ năm}$.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  1. Phụ thuộc vào chất lượng bộ tản nhiệt (Heat sink): Trong điều kiện khí hậu mùa hè Hải Phòng (nhiệt độ không khí có thể đạt $41^\circ\text{C}$), nếu bộ tản nhiệt bằng nhôm đúc của đèn bị bám bụi hoặc sương muối dày đặc, nhiệt độ tiếp giáp bán dẫn (Junction Temperature $T_j$) có thể tăng cao, làm suy giảm tuổi thọ chip LED.
  2. Khả năng truyền thông tập trung: Hệ thống tủ điều khiển tại chỗ hoạt động độc lập bằng Rơle thời gian cơ/điện tử, chưa kết nối mạng lưới SCADA trung tâm toàn thành phố qua truyền thông không dây 4G/NB-IoT.

Hướng phát triển mở rộng

  • Tích hợp IoT và Smart City: Nâng cấp các bộ đèn với chuẩn truyền thông không dây Zigbee/LoRaWAN, cho phép giám sát thông số điện năng ($U, I, P, \cos\varphi$) và báo cháy/hỏng bóng tức thời về trung tâm điều hành đô thị thông minh.
  • Tích hợp cảm biến chuyển động và lưu lượng: Điều chỉnh độ sáng vô cấp (Dimming $10% - 100%$) tự động dựa theo mật độ xe lưu thông thực tế trên tuyến đường Thế Lữ bằng cảm biến Radar/Camera AI.

Đối tượng hưởng lợi

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai thay thế bóng Sodium bằng LED là gì?

Cần kiểm tra điện áp nguồn và khả năng tương thích của hệ thống dây dẫn hiện hữu. Đèn LED yêu cầu bộ nguồn Driver dải rộng (AC $85 - 265\text{V}$), cấp bảo vệ tối thiểu IP66, chống sét lan truyền (SPD) tích hợp tối thiểu $10\text{kV}$, và cột đèn phải có hệ thống tiếp địa với $R_{tđ} \le 10,\Omega$.

2. Làm thế nào để giải quyết bài toán sụt áp trên các tuyến cáp chiếu sáng quá dài (> 1.000m)?

Áp dụng phân bố phụ tải đều trên mạng 3 pha 4 dây đối xứng, đặt máy biến áp tại tâm hình học của phụ tải. Tại các nhánh xa, nâng tiết diện cáp ngầm từ $3\times 25+1\times 16\text{ mm}^2$ lên $3\times 50+1\times 25\text{ mm}^2$ hoặc $3\times 95+1\times 50\text{ mm}^2$ để giữ $\Delta U% \le 3%$.

3. Hệ thống có thể tích hợp với mạng lưới điều khiển chiếu sáng thông minh đô thị không?

Hoàn toàn khả thi. Các bộ Driver LED đề xuất có thể tích hợp cổng nhận tín hiệu điều khiển DMX512, DALI-2 hoặc gắn thêm module thu phát không dây LoRaWAN / NB-IoT gắn trên cổng chuẩn NEMA / Zhaga Book 18 của chóa đèn.

4. Chi phí bảo trì đèn LED có thấp hơn thực sự so với đèn Sodium truyền thống?

Đèn LED Nano có tuổi thọ danh định $50.000 - 100.000\text{ giờ}$ (tương đương 12 - 20 năm vận hành ở mức 11 giờ/ngày), cao gấp 8 - 10 lần bóng Sodium. Do đó, chi phí thuê xe cẩu, nhân công thay bóng và chấn lưu định kỳ giảm trên $80%$.

5. Thời gian thu hồi vốn (ROI) của dự án là bao lâu?

Với tổng mức đầu tư cải tạo khoảng $1.85\text{ tỷ VNĐ}$ và số tiền điện tiết kiệm đạt khoảng $856\text{ triệu VNĐ/năm}$, thời gian hoàn vốn đầu tư trực tiếp là 2.16 năm (chưa tính đến giá trị gia tăng từ việc giảm chi phí bảo trì và giảm phát thải khí nhà kính).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế chiếu sáng đường Thế Lữ – Hải Phòng" đã xây dựng thành công một giải pháp kỹ thuật toàn diện, khoa học và khả thi cao trong việc chuyển đổi hạ tầng chiếu sáng đô thị sang công nghệ LED Nano tiết kiệm năng lượng. Thông qua việc kết hợp chặt chẽ giữa tính toán quang học theo tiêu chuẩn TCXD 95-1093 / CIE, tối ưu hóa lưới phân phối điện 3 pha 380/220V với trạm biến áp 50kVA, và tích hợp cơ chế đóng cắt tự động tiết giảm phụ tải thông minh, công trình không chỉ giải quyết triệt để bài toán an toàn giao thông và mỹ quan đô thị cho thành phố Hải Phòng mà còn mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội vượt trội (tiết kiệm hơn $62%$ điện năng, hoàn vốn trong 2.16 năm). Đây là mô hình tham chiếu chuẩn mực cho các dự án hiện đại hóa chiếu sáng công cộng tại các đô thị trên cả nước.