Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện Hotel Icon Sài Gòn theo tiêu chuẩn IEC" được thực hiện bởi sinh viên Trần Hữu Giáo (MSSV: 14058741, Lớp: DHDI10D), dưới sự hướng dẫn của TS. Dương Thanh Long tại Khoa Công nghệ Điện, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh (hoàn thành tháng 06 năm 2018).

Bối cảnh thực tiễn của đề tài xuất phát từ quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập kinh tế, dẫn đến sự gia tăng nhanh chóng nhu cầu sử dụng năng lượng điện trong các lĩnh vực dịch vụ và công nghiệp. Việc mở rộng thu hút đầu tư nước ngoài đòi hỏi các công trình cao ốc, khách sạn phải sở hữu hệ thống cung cấp điện được thiết kế bài bản, đúng quy cách, đồng bộ với các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế hiện hành nhằm bảo đảm tính tương thích, độ an toàn và chất lượng điện năng.

Mục tiêu thiết kế được tác giả xác định cụ thể gồm 3 nội dung:

  1. Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành và các thiết bị sử dụng điện.
  2. Đảm bảo toàn bộ trang bị điện vận hành đáp ứng đúng yêu cầu sử dụng thực tế của công trình.
  3. Đảm bảo sự phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành của Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế IEC.

Để đạt được mục tiêu trên, công trình phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật cơ bản: độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ; an toàn cho người và thiết bị; đảm bảo chất lượng điện áp và tần số trong giới hạn cho phép; tối ưu hóa chỉ tiêu kinh tế (vốn đầu tư ban đầu và chi phí vận hành hằng năm hợp lý); thuận tiện cho công tác bảo dưỡng, kiểm tra và sửa chữa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu là công trình khách sạn Hotel Icon Sài Gòn. Cấu trúc không gian của công trình bao gồm: tầng hầm, tầng trệt, tầng lửng, các tầng khách sạn điển hình từ tầng 1 đến tầng 6 (bố trí 12 phòng khách sạn mỗi tầng), tầng 7 và tầng sân thượng. Phạm vi thiết kế bao quát toàn bộ hệ thống phân phối điện hạ áp từ trạm biến áp, máy phát điện dự phòng, hệ thống tủ phân phối chính, đường dây động lực, chiếu sáng, ổ cắm cho đến các thiết bị bảo vệ và nối đất an toàn.

Trình tự thiết kế kỹ thuật của đồ án tuân thủ quy trình 12 bước:

  1. Bước 1: Tiếp nhận dự án, khảo sát thông tin và xác định giải pháp thiết kế tổng thể.
  2. Bước 2: Lập danh mục câu hỏi kỹ thuật làm việc với chủ đầu tư và cập nhật nhiệm vụ thiết kế.
  3. Bước 3: Tính toán và thiết kế hệ thống chiếu sáng công trình.
  4. Bước 4: Tính toán và thiết kế hệ thống cấp nguồn ổ cắm.
  5. Bước 5: Tính toán tổng hợp phụ tải điện.
  6. Bước 6: Tính toán lựa chọn dung lượng máy biến áp và máy phát điện dự phòng.
  7. Bước 7: Tính toán, lựa chọn tiết diện dây dẫn và thiết bị đóng cắt bảo vệ.
  8. Bước 8: Tính toán, thiết kế hệ thống tụ bù nâng cao hệ số công suất.
  9. Bước 9: Tính toán và thiết kế hệ thống nối đất an toàn.
  10. Bước 10: Tính toán và thiết kế hệ thống chống sét bảo vệ công trình.
  11. Bước 11: Thống kê khối lượng vật tư và thiết bị điện.
  12. Bước 12: Hoàn thiện hồ sơ bản vẽ kỹ thuật bàn giao chủ đầu tư.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thuộc loại hình đồ án thiết kế kỹ thuật chuyên ngành kỹ thuật điện, áp dụng hệ thống tiêu chuẩn quốc tế IEC (International Electrotechnical Commission) làm khung quy chuẩn tính toán cốt lõi, cùng các bảng tra chuyên ngành trích xuất từ tài liệu "Hướng dẫn lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC" (Electrical Installation Guide).

1. Khung lý thuyết và công thức tính toán phụ tải

Phụ tải tính toán ($P_{tt}, Q_{tt}, S_{tt}$) được xác định thông qua phương pháp hệ số sử dụng ($K_{sd}$ hay $K_u$) và hệ số đồng thời ($K_{đt}$ hay $K_s$):

  • Công suất biểu kiến yêu cầu của tải đơn lẻ: $$S = \frac{P}{\eta \cdot \cos\varphi}$$
  • Hệ số sử dụng của thiết bị: $$K_{sd} = \frac{P_{tb}}{P_{đm}}$$
  • Hệ số đồng thời của nhóm thiết bị: $$K_{đt} = \frac{P_{tt}}{\sum P_{tt}}$$
  • Dòng điện định mức và dòng làm việc của thiết bị: $$I_{đm} = \frac{P_n \cdot 10^3}{\sqrt{3} \cdot U \cdot \cos\varphi}; \quad I_b = I_{đm} \cdot K_{sd}$$
  • Dòng điện tổng của nhóm phụ tải: $$I_{b(tổng)} = K_{đt} \cdot \sum I_b$$
  • Phụ tải tính toán tác dụng và phản kháng: $$P_{tt} = K_{đt} \cdot \sum (K_{sd} \cdot P_{đm}); \quad Q_{tt} = P_{tt} \cdot \tan\varphi$$

2. Phương pháp thiết kế chiếu sáng

Thiết kế phân định rõ giữa chiếu sáng làm việc và chiếu sáng sự cố:

  • Chiếu sáng làm việc áp dụng phương pháp chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ, căn cứ vào độ rọi yêu cầu ($E$, đơn vị lux), quang thông đèn (lumen), chỉ số nhiệt độ màu ($^\circ\text{K}$) và hệ số phản xạ của trần, tường, sàn. Đồ án sử dụng công cụ hỗ trợ tính toán là phần mềm chuyên dụng Dialux.
  • Chiếu sáng sự cố (sử dụng nguồn máy phát dự phòng) quy định độ rọi tại hành lang, lối thoát hiểm, cầu thang không nhỏ hơn 3 lux; tại lối đi ngoài nhà không nhỏ hơn 2 lux; thời gian duy trì tối thiểu 1 giờ khi mất nguồn điện lưới.

3. Phương pháp lựa chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ

Quy trình lựa chọn dây pha và thiết bị đóng cắt bảo vệ tuân theo tiêu chuẩn IEC với 3 điều kiện phối hợp:

  • Vùng a: $I_b \le I_n \le I_z$ (Dòng làm việc lớn nhất $\le$ Dòng định mức thiết bị bảo vệ $\le$ Khả năng mang dòng hiệu chỉnh của dây).
  • Vùng b: $I_2 \le 1,45 \cdot I_z$ (Dòng tác động hiệu quả của thiết bị bảo vệ $\le 1,45$ lần khả năng mang dòng của dây).
  • Vùng c: $I_{scb} \ge I_{sc}$ (Dòng cắt định mức của khí cụ $\ge$ Dòng ngắn mạch tại điểm đặt).

Khả năng tải dòng cho phép ($I_z$) được xác định thông qua việc nhân dòng danh định với hệ số hiệu chỉnh môi trường lắp đặt:

  • Đối với mạch không chôn trong đất: $K = K_1 \cdot K_2 \cdot K_3$ ($K_1$: cách lắp đặt, $K_2$: ảnh hưởng tương hỗ giữa các mạch kề nhau, $K_3$: nhiệt độ môi trường theo loại cách điện).
  • Đối với mạch cáp chôn ngầm: $K = K_4 \cdot K_5 \cdot K_6 \cdot K_7$ ($K_4$: phương pháp chôn, $K_5$: số lượng cáp kề nhau, $K_6$: bản chất đất, $K_7$: nhiệt độ của đất khác $20^\circ\text{C}$).
  • Lựa chọn tiết diện dây dẫn bảo vệ PE dựa trên tiêu chuẩn IEC 60364-5-54.

4. Phương pháp tính toán ngắn mạch và sụt áp

  • Tính toán sụt áp $\Delta U$ dựa trên chiều dài, dòng điện tải và hệ số sụt áp tra cứu theo Bảng H1-29 tiêu chuẩn IEC.
  • Dòng ngắn mạch 3 pha siêu quá độ ($I_{sc}$) được tính toán theo phương pháp tổng trở quy đổi về hạ thế ($U_0 = 420\text{ V}$ khi không tải): $$I_{sc} = \frac{U_0}{\sqrt{3} \cdot \sqrt{R_T^2 + X_T^2}}$$
  • Tổng trở mạng trung áp: $Z_a = U_0^2 / P_{sc}$; $X_a \approx 0,955 \cdot Z_a$; $R_a \approx 0,1 \cdot X_a$.
  • Tổng trở máy biến áp: $Z_{tr} = (U_{20}^2 \cdot U_{sc}) / (P_n \cdot 100)$; $R_{tr} = (P_{cu} \cdot 10^3) / (3 \cdot I_n^2)$; $X_{tr} = \sqrt{Z_{tr}^2 - R_{tr}^2}$.
  • Tổng trở aptomat (CB): $R_D = 0; X_D = 0,15\text{ m}\Omega/\text{cực}$.
  • Tổng trở thanh cái đồng: $R_B = 0$ (khi tiết diện $S > 200\text{ mm}^2$); $X_B = 0,15\text{ m}\Omega/\text{m}$ (tần số 50 Hz).
  • Trở kháng dây dẫn: $R = \rho \cdot (L / S)$ với điện trở suất dây đồng $\rho = 22,5\text{ m}\Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}$; cáp nhiều lõi có $X_c = 0,08\text{ m}\Omega/\text{m}$.
  • Đóng góp ngắn mạch từ động cơ: $I_{scm} = 3,5 \cdot I_n$ (khi công suất động cơ lớn hơn 25% công suất máy biến áp).
  • Công cụ phần mềm hỗ trợ kiểm tra tính toán: Ecodial.

5. Phương pháp cải thiện hệ số công suất

Căn cứ trên quy định ngành điện về ngưỡng phạt công suất phản kháng khi tiêu thụ vượt quá 40% công suất tác dụng ($\tan\varphi > 0,4$): $$\text{kVAr (phải trả tiền)} = \text{kWh} \cdot (\tan\varphi - 0,4)$$ Phương pháp lắp đặt tụ bù được tác giả phân tích gồm hai giải pháp chính: bù cố định (bù nền) bằng tay hoặc contactor cho phụ tải không đổi, và tủ tụ bù tự động đóng ngắt theo cấp (bù ứng động) đặt tại thanh cái tủ phân phối chính MSB. Khi dung lượng bù vượt quá 800 kVAr, việc bù trung áp mới được xem xét.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về cung cấp điện

Chương này tập trung xây dựng cơ sở lý luận, hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật và các thuật toán tính toán phân phối điện. Nội dung làm rõ các khái niệm về công suất đặt ($P_{đm}$), công suất biểu kiến ($S$), hệ số sử dụng ($K_{sd}$), hệ số đồng thời ($K_{đt}$). Tác giả diễn giải chi tiết các bước xác định phụ tải tính toán, các tiêu chuẩn độ rọi chiếu sáng không gian sinh hoạt và công cộng (độ rọi tối thiểu không dưới 75 lux khi dùng đèn huỳnh quang để tránh cảm giác mờ tối).

Hệ thống bảng biểu quy chuẩn IEC được trích dẫn đóng vai trò dữ liệu gốc cho toàn bộ quá trình tính toán:

Tên bảng / Mã bảng theo IEC Nội dung kỹ thuật trích dẫn từ văn bản
Bảng H1-12 (Trang H1-23) Xác định mã chữ cái lắp đặt: Mã B (đặt trong ống luồn, ván lát, trần giả); Mã C (áp tường, trần, khay kín); Mã E, F (thang cáp, máng lưới có đục lỗ).
Bảng H1-13 (Trang H1-24) Hệ số hiệu chỉnh $K_1$: Cáp đặt thẳng trong vật liệu cách điện ($K_1 = 0,7$); ống dây trong vật liệu cách điện ($K_1 = 0,77$); cáp đa lõi ($K_1 = 0,9$); mương cáp kín ($K_1 = 0,95$); cáp treo trần ($K_1 = 0,95$).
Bảng H1-24 (Trang H1-34) Bảng tra tiết diện và khả năng mang dòng của dây dẫn với cáp chôn trong đất.
IEC 60364-5-54 (Trang 20) Quy định lựa chọn tiết diện dây bảo vệ PE theo tiết diện dây pha: $S_{PE} = S_{pha}$ khi $S \le 16\text{ mm}^2$; $S_{PE} = 16\text{ mm}^2$ khi $16 < S \le 35\text{ mm}^2$; $S_{PE} = S_{pha}/2$ khi $S > 35\text{ mm}^2$.
Bảng H1-29 (Trang H1-39) Hệ số sụt áp $\Delta U$ trên đường dây dẫn điện theo loại dây và hệ số công suất.
Bảng H1-32 (Trang H1-44) Giá trị điện áp ngắn mạch phần trăm ($U_{sc}%$) của máy biến áp phân phối tiêu chuẩn.
Bảng H1-38 (Trang H1-51) Bảng tổng hợp công thức tính điện trở $R$ và cảm kháng $X$ của các phần tử: Lưới sơ cấp, Máy biến áp, Aptomat (CB), Thanh cái, Dây cáp và Động cơ.
Bảng H1-39 (Trang H1-52) Ví dụ tính toán ngắn mạch tổng hợp cho mạng hạ áp $20\text{ kV} / 420\text{ V}$, máy biến áp 1000 kVA ($U_{sc} = 5%, P_{cu} = 13,3\text{ kW}$), cáp đồng 4x240 $\text{mm}^2$, CB tổng, thanh cái 10m và cáp phân phối.
Bảng tra tiết diện thanh cái (Trang 120) Tiêu chuẩn chọn kích thước thanh dẫn bằng đồng cho tủ điện tổng MSB.

Chương 1 cũng phân tích chi tiết kỹ thuật tính toán ngắn mạch hạ áp tại thanh cái máy biến áp và tại các tủ phân phối nhánh, kết hợp kỹ thuật phân tầng bảo vệ (cascading) để tối ưu hóa khả năng cắt của CB cấp dưới.

Chương 2: Thiết kế cung cấp điện

Chương này triển khai các nội dung tính toán thiết kế kỹ thuật cụ thể cho công trình Hotel Icon Sài Gòn, gồm các giai đoạn thiết kế ý tưởng, thiết kế cơ sở và thiết kế kỹ thuật:

1. Yêu cầu kỹ thuật và lắp đặt chung

  • Tủ điện ngoài nhà và trong nhà: Cấp bảo vệ vỏ tủ, độ dày tôn, bố trí thanh cái đồng và thiết bị đóng cắt đảm bảo khoảng cách an toàn điện.
  • Khí cụ điện: Chọn thiết bị bảo vệ đóng cắt loại ACB, MCCB, MCB có dòng định mức và dòng cắt ngắn mạch phù hợp.
  • Ống luồn dây và cáp điện: Sử dụng cáp đồng cách điện PVC/XLPE, ống bảo vệ chống cháy chìm sàn hoặc đi trên máng thang cáp.
  • Hệ thống nối đất an toàn và liên kết đẳng thế: Quy định điện trở nối đất, cọc tiếp địa mạ đồng và dây đẳng thế liên kết các kết cấu kim loại tòa nhà.

2. Thuyết minh mặt bằng và phụ tải kiến trúc Hotel Icon Sài Gòn

  • Tầng hầm (Trang 51): Bố trí trạm biến áp, máy phát điện dự phòng, tủ điện tổng DB-SB, hệ thống máy bơm nước sinh hoạt, trạm xử lý nước thải (XLNT), hệ thống quạt thông gió tầng hầm và chiếu sáng khu đỗ xe.
  • Tầng trệt và Tầng lửng (Trang 53): Sảnh đón tiếp khách sạn, quầy lễ tân, khu vực hành chính, nhà hàng và khu pha chế phục vụ.
  • Tầng 1 đến Tầng 6 (Trang 54): Khu buồng phòng khách sạn, mỗi tầng bố trí 12 phòng nghỉ tiêu chuẩn với tủ điện phòng riêng biệt cấp nguồn chiếu sáng, ổ cắm và điều hòa cục bộ.
  • Tầng 7 và Sân thượng (Trang 56): Khu dịch vụ tổng hợp, kỹ thuật thang máy, hệ thống bồn nước mái và chiếu sáng cảnh quan ngoài trời.

3. Tính toán chiếu sáng công trình

Tác giả tính toán xác định số lượng bóng đèn, loại bóng (chủ yếu là đèn huỳnh quang, đèn downlight và đèn chiếu sáng sự cố), phân bổ công suất chiếu sáng cho từng khu vực: tầng hầm, tầng trệt, tầng lửng và khối phòng ngủ tầng 1 đến tầng 6 nhằm bảo đảm độ rọi tiêu chuẩn theo từng chức năng không gian.

4. Tính toán phụ tải công trình

Phụ tải được phân chia và tổng hợp chi tiết theo từng tủ phân phối nhánh:

  • Phụ tải tầng hầm: Tách riêng phụ tải chiếu sáng, phụ tải ổ cắm và phụ tải động lực (động cơ bơm cấp nước sinh hoạt, động cơ bơm xử lý nước thải, quạt hút thông gió).
  • Phụ tải tầng trệt và tầng lửng: Tính toán công suất chiếu sáng sảnh, ổ cắm dịch vụ và hệ thống điều hòa không khí.
  • Phụ tải các tầng lầu (DB-L1 đến DB-L5 và DB-L6, DB-L7): Tổng hợp công suất các phòng khách sạn điển hình dựa trên hệ số đồng thời của từng tầng.
  • Phụ tải sân thượng (DB-ST): Cấp điện cho phòng máy thang máy, bơm tăng áp và chiếu sáng sân vườn.

5. Bù công suất phản kháng, chọn máy biến áp và máy phát điện

  • Tính toán công suất phản kháng cần bù để nâng cao hệ số công suất từ mức cos$\varphi$ tự nhiên lên mức yêu cầu ($\ge 0,9$), lựa chọn cấu hình tủ tụ bù tự động nhiều cấp đặt tại thanh cái hạ áp.
  • Tính toán tổng công suất biểu kiến tính toán ($S_{tt}$) có xét đến hệ số đồng thời toàn tòa nhà để lựa chọn số lượng và dung lượng định mức trạm biến áp phân phối.
  • Lựa chọn công suất máy phát điện diesel dự phòng 3 pha cấp điện cho 100% phụ tải ưu tiên loại 1 và loại 2 (chiếu sáng sự cố, bơm chữa cháy, thang máy thoát hiểm, tủ lạnh bảo quản và khu thông gió tầng hầm).

6. Tính toán chọn cáp dẫn, CB, kiểm tra sụt áp và ngắn mạch

  • Tuyến từ máy biến áp vào tủ phân phối chính (DB-SB): Tính chọn tiết diện thanh dẫn hoặc cáp lộ tổng, chọn ACB tổng.
  • Tuyến cáp trục từ tủ chính DB-SB cấp đến các tủ tầng: DB-Trệt, DB-Lửng, DB-L1...DB-L7, DB-ST.
  • Tuyến cáp từ tủ tầng đến tủ phòng khách sạn điển hình và các phụ tải động lực tầng hầm.
  • Tính chọn kích thước thanh cái đồng chính cho tủ điện tổng MSB (DB-SB).
  • Kiểm tra điều kiện sụt áp phần trăm ($\Delta U%$) trên toàn bộ các tuyến cáp dài nhất và kiểm tra dòng cắt ngắn mạch định mức ($I_{cu}$) của từng cấp CB theo tiêu chuẩn IEC.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hoàn thành toàn bộ nội dung tính toán thiết kế kỹ thuật hệ thống cung cấp điện cho công trình Hotel Icon Sài Gòn theo tiêu chuẩn IEC. Các kết quả kỹ thuật chính bao gồm:

                  [ NGUỒN LƯỚI TRUNG THẾ 20 kV ]
                                |
                   [ Trạm biến áp 20/0,4 kV ]
                                |
 [ Máy phát điện dự phòng ] ---> [ Tủ chuyển nguồn ATS ]
                                |
                 [ Tủ điện phân phối chính DB-SB ]
                 (Tụ bù tự động cosφ + Thanh cái đồng)
                                |
        +-----------+-----------+-----------+-----------+
        |           |           |           |           |
    [ DB-Hầm ]  [ DB-Trệt ] [ DB-Lửng ] [ DB-L1..L7 ] [ DB-ST ]
    (Bơm/XLNT)   (Dịch vụ)   (Nhà hàng)   (Buồng phòng) (Thang máy)
  1. Xác lập giải pháp cấp nguồn đồng bộ: Thiết lập sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hoàn chỉnh, từ trạm biến áp phân phối trung/hạ, hệ thống máy phát điện diesel dự phòng tích hợp bộ chuyển nguồn tự động (ATS), bảo đảm tính liên tục cấp điện cho các phụ tải quan trọng loại 1 và loại 2 của khách sạn.
  2. Hệ thống phân phối điện và bảng biểu phụ tải: Hoàn chỉnh phương pháp tính toán phụ tải kết hợp giữa hệ số sử dụng ($K_{sd}$) và hệ số đồng thời ($K_{đt}$), phân nhóm phụ tải rõ ràng từ tủ điện tổng DB-SB đến các tủ phân phối nhánh (DB-Hầm, DB-Trệt, DB-Lửng, DB-L1 đến DB-L7, DB-ST).
  3. Giải pháp nâng cao chất lượng điện năng: Xác định dung lượng tủ tụ bù hạ áp tự động điều khiển theo cấp, triệt tiêu dòng điện phản kháng $I_L$, đưa hệ số công suất của toàn khách sạn đạt chuẩn, tránh phụ phí phạt công suất phản kháng theo quy định ngành điện.
  4. Chuẩn hóa thông số bảo vệ và dây dẫn theo IEC: Toàn bộ dây dẫn, cáp phân phối (loại lõi đồng cách điện XLPE, PVC) và khí cụ đóng cắt bảo vệ (ACB, MCCB, MCB) đều được kiểm tra thỏa mãn đồng thời 3 điều kiện phối hợp bảo vệ theo IEC: mang dòng liên tục có xét hệ số hiệu chỉnh $K$, ổn định nhiệt khi ngắn mạch và khả năng cắt ngắn mạch lớn hơn dòng ngắn mạch tính toán tại điểm đặt.

Đóng góp về mặt phương pháp của khóa luận là đã chuẩn hóa toàn bộ các bước tính toán theo quy chuẩn IEC, thay thế cho các phương pháp tính kinh nghiệm truyền thống. Việc đối chiếu bảng tra chuẩn xác về hệ số môi trường lắp đặt, công thức tổng trở ngắn mạch giải tích và phối hợp bảo vệ phân tầng đem lại độ tin cậy kỹ thuật cao cho công trình cao ốc dịch vụ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận phản ánh một số điểm giới hạn dựa trên phạm vi nghiên cứu thực tế:

  • Đề tài tập trung chuyên sâu vào phần thiết kế hệ thống điện động lực, chiếu sáng và phân phối nguồn hạ áp; chưa tích hợp thiết kế chi tiết hệ thống quản lý năng lượng tòa nhà (BMS - Building Management System) nhằm giám sát và điều khiển tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng theo thời gian thực.
  • Các tính toán phân tích sóng hài sinh ra từ các tải phi tuyến (biến tần máy bơm, bộ nguồn điện tử của hệ thống đèn LED/huỳnh quang, hệ thống điều hòa không khí) chưa được thực hiện chi tiết trong phần tính chọn tụ bù.

Hướng mở rộng nghiên cứu tiếp theo bao gồm:

  1. Nghiên cứu tích hợp các giải pháp điều khiển chiếu sáng thông minh (Smart Lighting) và hệ thống BMS để quản lý vận hành tiết kiệm năng lượng cho khách sạn.
  2. Khảo sát, tính toán ảnh hưởng của sóng hài bậc cao lên hệ thống cáp và tụ bù hạ áp để đề xuất giải pháp lắp đặt cuộn kháng lọc sóng hài phù hợp.
  3. Nghiên cứu khả năng tích hợp nguồn năng lượng tái tạo (như hệ thống điện mặt trời áp mái tại tầng sân thượng) hòa lưới nội bộ công trình.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị ứng dụng và tham khảo đối với:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật điện, Hệ thống điện, Thiết bị điện làm đồ án tốt nghiệp hoặc các môn học Thiết kế cung cấp điện, Khí cụ điện.
  • Kỹ sư thiết kế cơ điện (M&E) tham khảo quy trình tính toán phụ tải tòa nhà thương mại - dịch vụ theo tiêu chuẩn quốc tế IEC.
  • Phần đáng tham khảo nhất của tài liệu là phương pháp luận xác định hệ số suy giảm dòng dẫn của cáp điện ($K_1 - K_7$), thuật toán lập bảng tổng trở ngắn mạch giải tích ($R, X$) từ trạm biến áp đến mạch nhánh cuối cùng, và phương pháp lựa chọn dung lượng tụ bù kinh tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng tiêu chuẩn nào làm căn cứ cốt lõi để tính toán chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ?
Khóa luận sử dụng hệ thống tiêu chuẩn IEC (International Electrotechnical Commission) và tài liệu "Hướng dẫn lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC" (Electrical Installation Guide), kết hợp tiêu chuẩn IEC 60364-5-54 cho việc chọn tiết diện dây bảo vệ PE.

2. Điều kiện bắt buộc theo tiêu chuẩn IEC khi phối hợp lựa chọn dây dẫn và khí cụ đóng cắt bảo vệ là gì?
Hệ thống phải thỏa mãn đồng thời 3 bất đẳng thức: $I_b \le I_n \le I_z$ (vùng a); $I_2 \le 1,45 \cdot I_z$ (vùng b); và $I_{scb} \ge I_{sc}$ (vùng c); trong đó $I_b$ là dòng làm việc lớn nhất, $I_n$ là dòng định mức thiết bị bảo vệ, $I_z$ là khả năng tải dòng cho phép sau hiệu chỉnh của dây, $I_2$ là dòng tác động tin cậy của thiết bị bảo vệ và $I_{sc}$ là dòng ngắn mạch tại điểm đặt.

3. Khi nào dòng đóng góp ngắn mạch từ động cơ điện bắt buộc phải đưa vào tính toán ngắn mạch hạ áp?
Theo lý thuyết tác giả trình bày tại Chương 1, ảnh hưởng của động cơ điện được bỏ qua nếu quy mô nhỏ, nhưng bắt buộc phải tính đến khi tổng công suất hoạt động của các động cơ 3 pha vượt quá 25% công suất định mức của máy biến áp cấp nguồn, với độ lớn dòng ngắn mạch đóng góp ước tính là $I_{scm} = 3,5 \cdot I_n$.

4. Khách sạn Hotel Icon Sài Gòn có quy mô kiến trúc như thế nào trong thuyết minh thiết kế?
Công trình bao gồm: 1 tầng hầm (chứa trạm biến áp, máy phát, máy bơm sinh hoạt, hệ thống xử lý nước thải và bãi xe), tầng trệt và tầng lửng (sảnh đón tiếp, nhà hàng), các tầng điển hình từ tầng 1 đến tầng 6 (mỗi tầng có 12 buồng phòng khách sạn), tầng 7 và tầng sân thượng (phòng kỹ thuật thang máy và phụ tải mái).

5. Chiếu sáng sự cố tại công trình phải đáp ứng những thông số kỹ thuật tối thiểu nào?
Chiếu sáng sự cố (được cấp điện từ máy phát điện dự phòng khi mất điện lưới) phải đạt độ rọi tối thiểu không nhỏ hơn 3 lux tại hành lang, cầu thang, lối thoát hiểm; không nhỏ hơn 2 lux tại lối đi bên ngoài nhà; và phải duy trì hoạt động trong thời gian ít nhất là 1 giờ để phục vụ công tác di tản an toàn.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Trần Hữu Giáo là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh về hệ thống cung cấp điện cho công trình khách sạn cao tầng Hotel Icon Sài Gòn. Tác giả đã vận dụng bài bản hệ thống lý thuyết, công thức giải tích và chuỗi bảng tra thực nghiệm chuẩn hóa của tiêu chuẩn quốc tế IEC để giải quyết toàn diện các bài toán từ dự báo phụ tải, thiết kế chiếu sáng, lựa chọn trạm biến áp, máy phát điện dự phòng đến tính chọn mạng lưới phân phối hạ áp. Bản thuyết minh cung cấp tài liệu kỹ thuật có tính ứng dụng cao, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu khắt khe về an toàn vận hành, chất lượng điện năng và tính kinh tế của một công trình dân dụng hiện đại.