Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, việc phát triển cơ sở hạ tầng dịch vụ và du lịch đòi hỏi các công trình kiến trúc phức hợp phải được trang bị hệ thống năng lượng vận hành an toàn, liên tục và kinh tế. Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho khu resort 5 tầng Cát Cò 1" được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Xuân Quang (lớp DC 2401, chuyên ngành Điện Tự động Công nghiệp, Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng) dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Đoàn Phong năm 2024. Đề tài xuất phát từ yêu cầu hệ thống hóa toàn bộ kiến thức chuyên ngành đã tích lũy trong nhà trường, kết hợp chặt chẽ giữa cơ sở lý luận kỹ thuật điện và thực tiễn thiết kế cung cấp điện cho một công trình nghỉ dưỡng biển quy mô thực tế.
Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu được văn bản xác định cụ thể như sau:
- Tìm hiểu tổng quan kiến trúc, mặt bằng công trình và xác định các yêu cầu kỹ thuật đặc thù trong việc cung cấp điện cho khu resort 5 tầng tại Cát Cò 1.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp xác định phụ tải tính toán và lựa chọn phương pháp phù hợp để tính toán chi tiết phụ tải chiếu sáng, sinh hoạt của các hạng phòng và phụ tải động lực toàn công trình.
- Xây dựng phương án cấp điện tổng thể; tính toán lựa chọn máy cắt hạ áp (ACB), thiết bị đóng cắt bảo vệ (MCCB, MCB), biến dòng đo lường, thanh cái đồng và hệ thống dây cáp dẫn điện từ trạm biến áp đến các tủ phân phối hạ tầng và các khu vực tiêu thụ.
- Lập giải pháp và trình tự tính toán hệ thống nối đất an toàn cho toàn bộ mạng lưới điện cũng như các thiết bị điện một pha, ba pha trong công trình.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện hạ áp, mạng lưới phân phối động lực, chiếu sáng và giải pháp nối đất an toàn cho tổ hợp khách sạn nghỉ dưỡng.
- Phạm vi không gian: Công trình khu resort 5 tầng Cát Cò 1 (tên thương mại là CatBa Island Resort & Spa Hải Phòng), tọa lạc tại bãi biển Cát Cò 1, thị trấn Cát Bà, huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng. Công trình do Công ty Cổ phần Du lịch Đảo Cát Bà làm chủ đầu tư, được quy hoạch đạt tiêu chuẩn nghỉ dưỡng 4 sao và đã đạt giải thưởng "Khách sạn xanh" của thành phố Hải Phòng. Diện tích mặt sàn tầng 1 của công trình là 1.862 m².
- Phạm vi thời gian: Số liệu thiết kế, tiêu chuẩn kỹ thuật và quy chuẩn quy hoạch được tổng hợp và bảo vệ trong năm 2024.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán
Tác giả đã hệ thống hóa các phương pháp tính toán phụ tải điện chuyên ngành và phương pháp thiết kế chiếu sáng kỹ thuật:
- Cơ sở lý thuyết xác định phụ tải tính toán:
- Phương pháp xác định theo công suất đặt ($P_đ$) và hệ số nhu cầu ($k_{nc}$): Áp dụng khi phụ tải có chế độ làm việc ổn định, công thức tính: $$P_{tt} = k_{nc} \cdot \sum_{i=1}^n P_{đmi}$$ $$Q_{tt} = P_{tt} \cdot \tan\varphi$$ $$S_{tt} = \sqrt{P_{tt}^2 + Q_{tt}^2} = \frac{P_{tt}}{\cos\varphi}$$ Trường hợp hệ số $\cos\varphi$ của các thiết bị không đồng nhất, tác giả tính hệ số công suất trung bình theo trọng số công suất tiêu thụ của từng thiết bị.
- Phương pháp xác định theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ($p_0$): $P_{tt} = p_0 \cdot F$, trong đó $F$ là diện tích sàn ($m^2$), thường áp dụng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ hoặc mặt bằng đồng đều.
- Phương pháp xác định theo suất tiêu hao điện năng ($W_0$) cho một đơn vị sản phẩm: $P_{tt} = \frac{M \cdot W_0}{T_{max}}$, ứng dụng cho phụ tải ít biến đổi như quạt gió, bơm nước, máy nén khí.
- Phương pháp xác định theo hệ số cực đại ($k_{max}$) và công suất trung bình ($P_{tb}$) thông qua số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$): Công thức $P_{tt} = k_{max} \cdot P_{đm}$, phân chia các trường hợp $n \le 3$, $n > 3$, $n_{hq} < 4$ hoặc $n_{hq} > 300$ để nâng cao độ chính xác khi phân bố phụ tải không đều.
- Phương pháp tính toán kỹ thuật chiếu sáng:
- Sử dụng phương pháp hệ số sử dụng quang thông ($U$). Xác định chỉ số địa điểm phòng: $$K = \frac{a \cdot b}{h_{tt} \cdot (a + b)}$$ (với $a, b$ là chiều dài, chiều rộng căn phòng; $h_{tt}$ là chiều cao treo đèn tính toán so với bề mặt làm việc).
- Xác định quang thông tổng yêu cầu: $$\Phi_{tổng} = \frac{E_{tc} \cdot S \cdot d}{U}$$ (với $E_{tc}$ là độ rọi tiêu chuẩn tính theo lux; $S$ là diện tích bề mặt tính theo $m^2$; $d$ là hệ số bù dự phòng suy giảm ánh sáng).
- Xác định số lượng bộ đèn $N = \frac{\Phi_{tổng}}{\Phi_{đèn}}$ và kiểm tra sai số quang thông cho phép trong dải từ -10% đến +20%.
- Tiêu chuẩn, quy chuẩn và nguồn dữ liệu áp dụng:
- Tiêu chuẩn chiếu sáng Việt Nam: TCVN 7114-2008 về độ rọi tại các khu vực chức năng (phòng ngủ: 100 lux; nhà vệ sinh: 100 lux; hành lang: 100 lux; phòng khách: 300 lux; phòng bếp: 500 lux).
- Hướng dẫn thiết kế cung cấp điện của hãng Schneider Electric và tiêu chuẩn IEC (Bảng B17, B36) về việc lựa chọn hệ số đồng thời ($K_s$) theo chức năng mạch và hệ số sử dụng lớn nhất ($K_u$).
- Giáo trình và tài liệu tra cứu "Hệ thống cung cấp điện" để tra cứu bảng phụ lục thông số máy biến dòng, dây dẫn và cáp phân phối.
- Bản vẽ mặt bằng kiến trúc resort Cát Cò 1 và tài liệu kỹ thuật thiết bị chiếu sáng của HC Lighting, thiết bị đóng cắt của hãng Mitsubishi.
Thiết kế kỹ thuật và giải pháp triển khai
Căn cứ vào đặc tính kiến trúc 5 tầng của khu nghỉ dưỡng, giải pháp thiết kế hệ thống điện được phân định từ khâu tiếp nhận nguồn điện hạ áp đến mạng lưới phân phối thứ cấp:
-
Kiến trúc phân phối điện: Nguồn điện hạ thế từ máy biến áp của tòa nhà được đấu nối trực tiếp vào tủ phân phối hạ áp chính (Main Board Switchboard - MBS) thông qua hệ thống máy cắt không khí ACB. Từ tủ MBS, điện năng được phân chia qua hệ thống thanh cái đồng đến các tủ phân phối khu vực, bao gồm các tủ tầng từ tầng 1 đến tầng 5 (DB-1F đến DB-5F) và các tủ cấp nguồn động lực chuyên dụng cho hệ thống điều hòa trung tâm (DB-ĐH), trạm bơm sinh hoạt và xử lý nước thải (TĐ-SH), hệ thống cứu hỏa (TĐ-CH), hệ thống giặt là (TĐ-GL), hệ thống thông gió (TĐ-TG) và hệ thống thang máy (TĐ-TM).
-
Lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ tại tủ phân phối chính MBS: Dòng điện làm việc cực đại tính toán từ máy biến áp vào tủ MBS được xác định: $$I_{lvmax} = \frac{P_{tt}}{\sqrt{3} \cdot U \cdot \cos\varphi} = \frac{1086,5}{\sqrt{3} \cdot 0,4 \cdot 0,8} = 1960,28\text{ A}$$ Từ điều kiện chọn thiết bị $I_{đmA} \ge I_{lvmax}$ và $U_{đmA} \ge U_{đm}$, đồ án lựa chọn các thiết bị đầu vào:
- Máy cắt không khí (ACB): Model AE2000-SW do Mitsubishi (Nhật Bản) chế tạo, loại cố định, 4 cực, dòng định mức $I_{đm} = 2000\text{ A}$, dòng cắt ngắn mạch $I_{cu} = 100\text{ kA}$.
- Cáp hạ thế từ trạm biến áp đến tủ MBS: Sử dụng cáp đồng hạ thế 1 lõi Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC, quy cách $12(1 \times 300\text{ mm}^2) + 3(1 \times 240\text{ mm}^2)$. Mỗi pha gồm 4 sợi cáp đơn tiết diện $300\text{ mm}^2$ (dòng điện cho phép $I_{cp} = 583\text{ A}$), dây trung tính sử dụng 3 sợi đơn tiết diện $240\text{ mm}^2$.
- Máy biến dòng hạ áp (CT): Mã hiệu BD34, điện áp định mức $U \le 600\text{ V}$, dòng sơ cấp 2000 A, dòng thứ cấp 5 A, 1 vòng sơ cấp, dung lượng 15 VA, cấp chính xác 0.5.
- Thanh cái đồng hạ áp trong tủ MBS: Lựa chọn 4 thanh cái đồng (Cu) kích thước $5 \times 100\text{ mm}^2$, đáp ứng dòng điện phát nóng cho phép $I_{cp} = 2000\text{ A}$.
- Lựa chọn dây dẫn và khí cụ đóng cắt bảo vệ cho các tuyến phụ tải: Tác giả áp dụng mật độ dòng điện cho phép của dây đồng $J = 6\text{ A/mm}^2$ để tính tiết diện sơ bộ, sau đó đối chiếu dòng phát nóng và tiêu chuẩn dây cáp:
| Tuyến cấp nguồn | Công suất đặt (kW) | Dòng điện tính toán (A) | Tiết diện cáp lựa chọn | Thiết bị đóng cắt bảo vệ |
|---|---|---|---|---|
| Từ tủ hạ thế đến tủ tổng tầng (MDB-1F-TDB2) | 176,4 | 318,2 | $3 \times 1\text{C } 150\text{ mm}^2 + 1\text{C } 70\text{ mm}^2\text{ (N)} + \text{E } 16\text{ mm}^2$ | MCCB 3P-250A-36kA |
| Cấp nguồn cho tủ tầng 1 (TĐT-NH) | 9,2 | 16,5 | Cu/XLPE/PVC $2 \times 1\text{C}-2,5\text{ mm}^2$ | MCCB 2P-25A-10kA |
| Cấp nguồn cho tủ tầng 2 đến tầng 5 (DB-(2-5)F) | 42,6 | 76,8 | Cu/XLPE/PVC $2 \times 1\text{C}-4,0\text{ mm}^2$ | MCCB 3P-80A-18kA |
| Cấp cho dàn nóng điều hòa tầng 1 (MDB-1F-VRV) | 80,0 | 144,3 | Cu/XLPE/PVC $4 \times 1\text{C}-10\text{ mm}^2 + \text{E}-10\text{ mm}^2$ | MCCB 3P-80A-18kA |
| Cấp cho tủ điện phòng khách sạn (DB-SR, DB-DKE) | 3,5 | 6,3 | Cu/XLPE/PVC $2 \times 1\text{C}-1,5\text{ mm}^2$ | MCB 2P-25A-10kA |
Nội dung chính theo từng chương
Chương I: Giới thiệu chung và khu resort 5 tầng Cát Cò 1
Chương đầu tiên trình bày bối cảnh đầu tư và vị trí địa lý của dự án tại bãi biển Cát Cò 1, thị trấn Cát Bà, huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng. Chủ đầu tư công trình là Công ty Cổ phần Du lịch Đảo Cát Bà. Công trình mang tên thương mại CatBa Island Resort & Spa Hải Phòng, là khu nghỉ dưỡng 4 sao đạt danh hiệu "Khách sạn xanh" của thành phố Hải Phòng. Tầng 1 của tòa nhà có diện tích sàn xây dựng là 1.862 m². Tác giả nêu bật các yêu cầu đặc thù của việc cung cấp điện cho tổ hợp khách sạn - du lịch biển: phải đảm bảo độ tin cậy cấp điện liên tục cho các dịch vụ nghỉ dưỡng cao cấp, chất lượng điện áp ổn định, tính thẩm mỹ kiến trúc và an toàn tuyệt đối trước môi trường khí quyển ven biển có độ ẩm và nồng độ muối cao.
Chương II: Xác định phụ tải tính toán cho khu resort
Chương này tập trung tính toán nhu cầu công suất điện cho từng phòng nghỉ, khu vực công cộng và hệ thống động lực cơ điện:
- Tính toán chiếu sáng chi tiết phòng Family Room: Diện tích $S = 12\text{ m}^2$ ($a = 3,6\text{ m}; b = 3,4\text{ m}; H = 3,5\text{ m}$). Hệ số phản xạ trần $P_{tr} = 0,7$, tường $P_{tg} = 0,5$, sàn $P_{iv} = 0,3$. Hệ số bù $d = 0,7$ (hoặc 1,3 theo công thức quang thông), độ rọi yêu cầu 100 lux. Số đèn tính ra 2,6 bộ, chọn 3 bóng đèn chùm 15 W (1500 lm), sai số quang thông đạt 15% (nằm trong giới hạn $-10%$ đến $+20%$), độ rọi trung bình thực tế sau 1 năm đạt 115 lux. Phòng khách Family Room ($S = 11\text{ m}^2$, $E_{tc} = 300\text{ lux}$) chọn 3 bộ đèn âm trần 36 W (3600 lm), sai số $18%$, độ rọi đạt 302 lux.
- Thống kê công suất phòng nghỉ:
- Family Room: Tổng công suất đặt 8.495 W (gồm 3 điều hòa 1,5 HP công suất $3 \times 1125\text{ W}$, 17 ổ cắm 250 W, 1 ổ cắm tủ lạnh 300 W, hệ thống chiếu sáng, chuông cửa 10 W, khóa từ 5 W).
- King Garden: Tổng công suất đặt 5.579 W (1 điều hòa 750 W, 12 ổ cắm 250 W, đèn, phụ tải tiện ích).
- Twin Garden: Tổng công suất đặt 4.242 W (1 điều hòa 750 W, 9 ổ cắm 250 W, đèn, tiện ích).
- Phòng Disable (cho người khuyết tật): Tổng công suất đặt 3.459 W.
- Phòng Standard Twin: Tổng công suất đặt 4.218 W.
- Phòng Deluxe King: Tổng công suất đặt 4.326 W.
- Phụ tải hành lang và sảnh kỹ thuật: Hành lang giữa dài 22 m, rộng 2 m; 2 hành lang bên dài 14 m, rộng 1,8 m; 2 phòng kỹ thuật diện tích $4\text{ m}^2$. Sử dụng 15 đèn Downlight LED 12 W cho dãy chính, 18 đèn cho 2 dãy phụ, kết hợp đèn Exit 3 W, đèn sự cố, đèn chỉ hướng thoát nạn. Tổng công suất đặt hành lang là 2.400 W, với hệ số $K_s = 0,8$ và $K_u = 1$, phụ tải tính toán $P_{tt} = 2.400\text{ W}$.
- Phụ tải các tầng:
- Tầng 1: Tủ điện DB-1F cấp cho 10 căn phòng nghỉ với tổng công suất đặt là 57.268 W. Với hệ số đồng thời khối căn hộ $K_s = 0,63$ và $K_u = 1$, phụ tải tính toán của 10 phòng là 36.078,8 W; cộng với các phụ tải dịch vụ, phụ tải tính toán tủ TĐ-1F được tổng hợp là 37.998 W.
- Tầng 2: Tủ điện TĐ-2F quản lý khu tổng hợp (187 đèn Downlight 24 W, 60 ổ cắm 500 W với $K_s = 0,5$), khu hành lang, vệ sinh (quạt gió, máy sấy tay $2 \times 1200\text{ W}$) và quạt hút khói 10.000 W ($K_s = 0,8$), tổng phụ tải tính toán đạt 37.856 W.
- Tầng 3, tầng 4 và tầng 5: Các tủ TĐ-3F, TĐ-4F, TĐ-5F có cơ cấu bố trí phụ tải tương tự tầng 2, mỗi tầng có tổng phụ tải tính toán là 37.890 W.
- Phụ tải động lực cơ điện tòa nhà:
- Hệ thống điều hòa Chiller làm lạnh trung tâm: Gồm 2 máy lạnh Chiller 150RT công suất 89 kW (1 chạy, 1 dự phòng), 1 bơm nước lạnh 10 kW, 1 bơm giải nhiệt 20 kW, 1 tháp giải nhiệt 6 kW. Áp dụng $K_s = 0,8$, tổng phụ tải tính toán tủ DB-ĐH là 100.000 W.
- Bơm cấp nước sinh hoạt và xử lý nước thải (tủ TĐ-SH): Gồm 2 bơm sinh hoạt ($2 \times 5500\text{ W}$), 2 bơm xử lý nước thải ($2 \times 5000\text{ W}$), 13 bơm nhiệt ($13 \times 2500\text{ W}$); tổng phụ tải tính toán đạt 42.800 W.
- Hệ thống cứu hỏa (tủ TĐ-CH): 1 bơm cứu hỏa 11.000 W hoạt động ($K_s = 0,8$, $P_{tt} = 8.800\text{ W}$) cùng 10 bơm chữa cháy 11.000 W dự phòng.
- Hệ thống giặt là (tủ TĐ-GL): 1 tủ điện giặt là 15.000 W hoạt động ($K_s = 0,8$), $P_{tt} = 12.000\text{ W}$.
- Hệ thống thông gió (tủ TĐ-TG): Gồm quạt mái 23,5 kW, 16 quạt tăng áp hút khói $16 \times 3\text{ kW}$, quạt tăng áp N1 15 kW, 10 quạt tầng hầm $10 \times 1,5\text{ kW}$; tổng phụ tải tính toán là 81.200 W.
- Hệ thống thang máy (tủ TĐ-TM): Gồm 3 thang khách $3 \times 15\text{ kW}$ hoạt động ($K_s = 0,8$, $P_{tt} = 36.000\text{ W}$) và 1 thang máy cứu hỏa 20.000 W dự phòng.
- Tổng hợp phụ tải toàn khách sạn: Bảng tổng hợp công suất các tủ ghi nhận giá trị tổng $P_{tt} = 301.524\text{ W}$. Chọn $\cos\varphi = 0,8$ ($\tan\varphi = 0,75$), văn bản tính toán quy đổi ra: tổng công suất tác dụng tính toán $\sum P_{tt} = 189.524\text{ kW}$, công suất phản kháng $\sum Q_{tt} = 142.143\text{ kVAr}$, công suất toàn phần $\sum S_{tt} = 236.905\text{ kVA}$.
Chương III: Phương án cung cấp điện và lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến các tủ phân phối
Chương III trình bày phương án cấp điện hình tia kết hợp phân tầng từ trạm biến áp qua tủ phân phối hạ thế khu vực đến tủ trung gian rồi cấp cho các tủ tầng. Tác giả phân tích các yêu cầu kỹ thuật về dây dẫn (phát nóng cho phép, tổn thất điện áp, độ sụt áp, độ bền cơ học). Chương này hoàn thiện việc lựa chọn thiết bị đóng cắt tổng ACB AE2000-SW 2000 A của Mitsubishi, tính chọn cáp xuất tuyến hạ thế $12(1 \times 300\text{ mm}^2) + 3(1 \times 240\text{ mm}^2)$, hệ thống 4 thanh cái đồng $5 \times 100\text{ mm}^2$, biến dòng BD34 2000/5 A và hệ thống MCCB, cáp phân phối từ tủ tổng đến các tủ tầng 1 đến 5, tủ dàn nóng điều hòa VRV và các phòng nghỉ.
Chương IV: Thiết kế nối đất cho khu resort 5 tầng Cát Cò 1
Theo đề cương và mục lục đồ án, chương IV bao gồm các nội dung: tính toán hệ thống nối đất bảo vệ và nối đất làm việc, trình tự các bước tính toán hệ thống nối đất và tính toán cụ thể cho hệ thống điện cùng các thiết bị tiêu thụ một pha, ba pha nhằm triệt tiêu điện áp tiếp xúc nguy hiểm khi xảy ra sự cố chạm vỏ.
Kết quả và đóng góp
- Kết quả kỹ thuật cụ thể: Đồ án đã tính toán chi tiết nhu cầu phụ tải của công trình theo từng phân vùng chức năng và từng hạng mục thiết bị. Bảng tổng hợp phụ tải kỹ thuật của resort được xác lập như sau:
| STT | Tủ phân phối / Vị trí phụ tải | Ký hiệu mạch | Phụ tải tính toán $P_{tt}$ (W) |
|---|---|---|---|
| 1 | Tầng 01 | TĐ-1F | 37.998 |
| 2 | Tầng 02 | TĐ-2F | 37.856 |
| 3 | Tầng 03 | TĐ-3F | 37.890 |
| 4 | Tầng 04 | TĐ-4F | 37.890 |
| 5 | Tầng 05 | TĐ-5F | 37.890 |
| 6 | Tủ điều hòa trung tâm (Tầng 01) | TĐ-ĐH | 100.000 |
| 7 | Tủ điện giặt là (Tầng 01) | TĐ-GL | 12.000 |
| Tổng | Tổng phụ tải tính toán khách sạn | TỔNG CỘNG | 301.524 |
Các kết quả lựa chọn thiết bị đóng cắt và dẫn điện chính:
- Máy cắt không khí hạ áp tổng: ACB Mitsubishi AE2000-SW (2000 A, 100 kA, 4 cực).
- Cáp xuất tuyến hạ áp chính: Cáp đồng Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC gồm 12 sợi $300\text{ mm}^2$ (cho 3 pha) và 3 sợi $240\text{ mm}^2$ (dây trung tính).
- Thanh cái phân phối chính: Thanh cái đồng tiết diện $5 \times 100\text{ mm}^2$, dòng cho phép 2000 A.
- Biến dòng bảo vệ và đo lường: Loại BD34, tỷ số biến 2000/5 A, dung lượng 15 VA, cấp chính xác 0.5.
- Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất:
- Ứng dụng giải pháp cấp lạnh tập trung bằng hệ thống Chiller 2 máy 150RT kết hợp hệ thống dàn nóng VRV phân tán cho tầng 1, nâng cao hiệu suất làm mát cho công trình khách sạn ven biển.
- Tách bạch rõ ràng hệ thống phụ tải sinh hoạt và hệ thống kỹ thuật an toàn (quạt tăng áp hút khói 16 bộ, bơm chữa cháy công suất 11 kW với 10 bơm dự phòng, hệ thống chiếu sáng sự cố và chỉ hướng thoát nạn bằng LED tiết kiệm năng lượng).
- Phân chia mạch phụ tải phòng nghỉ chi tiết (từ 10 đến 12 mạch con cho mỗi phòng gồm điều hòa, chiếu sáng, ổ cắm, tủ lạnh, khóa từ, chuông cửa) giúp nâng cao tính linh hoạt trong vận hành và cô lập sự cố.
- Đóng góp tự nêu của đồ án: Đồ án đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật cung cấp điện hoàn chỉnh cho một công trình nghỉ dưỡng tiêu chuẩn 4 sao cụ thể, giải quyết bài toán cấp điện an toàn, ổn định trong môi trường biển, đóng góp vào việc duy trì tiêu chí "Khách sạn xanh" của cơ sở nghỉ dưỡng CatBa Island Resort & Spa.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đồ án theo phạm vi văn bản:
- Văn bản chưa trình bày phần tính toán kiểm tra dòng ngắn mạch định lượng ($I_{nm}$, dòng xung kích) để kiểm tra độ bền điện động và độ bền nhiệt của thanh cái và thiết bị đóng cắt đã chọn.
- Phần văn bản chi tiết dừng lại ở bảng tổng hợp lựa chọn dây cáp và thiết bị bảo vệ của Chương 3, các số liệu tính toán chi tiết về điện trở tiếp đất và cấu hình mạng lưới cọc tiếp địa của Chương 4 chưa được thể hiện đầy đủ trong phần nội dung văn bản.
- Chưa khảo sát các kịch bản tích hợp nguồn điện năng lượng tái tạo (như điện mặt trời mái) hoặc tính toán máy phát điện diesel dự phòng cho các phụ tải loại 1 khi mất lưới điện quốc gia.
Hướng phát triển tiếp được rút ra:
- Bổ sung tính toán ngắn mạch tại các thanh cái và điểm nút mạng điện để xác lập thông số phối hợp bảo vệ rơle và kiểm tra khả năng cắt dòng ngắn mạch của toàn bộ hệ thống CB.
- Hoàn thiện tính toán chi tiết hệ thống nối đất chống sét và nối đất an toàn theo tiêu chuẩn chuyên ngành công trình biển.
- Nghiên cứu ứng dụng hệ thống quản lý năng lượng thông minh (BMS - Building Management System) để tự động hóa giám sát và tiết kiệm điện năng cho toàn bộ khu resort.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên chuyên ngành Điện tự động công nghiệp, Hệ thống điện, Kỹ thuật điện - điện tử thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học thiết kế cung cấp điện cho các công trình dân dụng, tòa nhà cao tầng, khu nghỉ dưỡng, khách sạn.
- Kỹ sư thiết kế cơ điện (M&E) cần tham khảo các bảng biểu bóc tách phụ tải thực tế theo từng loại phòng nghỉ khách sạn (Family, King, Twin, Deluxe, phòng người khuyết tật) với các hệ số đồng thời ($K_s$), hệ số sử dụng ($K_u$) chuẩn hóa theo tiêu chuẩn IEC và Schneider Electric.
- Các mục tham khảo có giá trị cao nhất bao gồm: phương pháp tính toán kiểm tra độ rọi chiếu sáng theo TCVN 7114-2008, bảng tổng hợp phụ tải động lực khách sạn (Chiller, bơm nhiệt, hệ thống PCCC, quạt thông gió tầng hầm và thang máy), cùng bảng thông số lựa chọn thiết bị ACB, biến dòng và thanh cái đồng 2000 A.
Câu hỏi thường gặp
1. Địa điểm xây dựng và quy mô kiến trúc của khu resort Cát Cò 1 trong đồ án là gì?
Công trình là khu resort 5 tầng mang tên CatBa Island Resort & Spa Hải Phòng, nằm tại bãi biển Cát Cò 1, thị trấn Cát Bà, huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng. Diện tích sàn tầng 1 là 1.862 m², đạt tiêu chuẩn nghỉ dưỡng 4 sao và danh hiệu "Khách sạn xanh" của thành phố Hải Phòng.
2. Tổng phụ tải tính toán của toàn bộ khách sạn được xác định là bao nhiêu?
Theo bảng tổng hợp phụ tải 2.17, tổng công suất tính toán các tủ phân phối là 301.524 W (gồm TĐ-1F: 37.998 W; TĐ-2F: 37.856 W; TĐ-3F đến TĐ-5F: mỗi tầng 37.890 W; tủ điều hòa Chiller TĐ-ĐH: 100.000 W; tủ giặt là TĐ-GL: 12.000 W). Sau khi áp dụng hệ số công suất $\cos\varphi = 0,8$, các giá trị tổng được văn bản quy đổi gồm $\sum P_{tt} = 189.524\text{ kW}$, $\sum Q_{tt} = 142.143\text{ kVAr}$ và $\sum S_{tt} = 236.905\text{ kVA}$.
3. Tác giả đã lựa chọn máy cắt ACB, thanh cái và cáp điện đầu vào cho tủ chính MBS với thông số kỹ thuật nào?
Với dòng làm việc cực đại tính toán $I_{lvmax} = 1960,28\text{ A}$, tác giả chọn máy cắt không khí ACB Mitsubishi AE2000-SW loại cố định, 4 cực, $I_{đm} = 2000\text{ A}$, dòng cắt $100\text{ kA}$. Tuyến cáp từ trạm biến áp vào tủ MBS sử dụng cáp đồng Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC gồm 12 sợi đơn pha $1 \times 300\text{ mm}^2$ và 3 sợi trung tính $1 \times 240\text{ mm}^2$. Thanh cái hạ áp sử dụng 4 thanh đồng tiết diện $5 \times 100\text{ mm}^2$, dòng cho phép 2000 A.
4. Hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí của resort được thiết kế như thế nào?
Hệ thống sử dụng phương án kết hợp: tầng 1 trang bị điều hòa VRV riêng (tủ MDB-1F-VRV công suất 80 kW), toàn bộ khối khách sạn sử dụng hệ thống Chiller làm lạnh trung tâm gồm 2 máy lạnh Chiller 150RT công suất 89 kW (1 hoạt động, 1 dự phòng), 1 bơm nước lạnh 10 kW, 1 bơm giải nhiệt 20 kW và tháp giải nhiệt 6 kW. Tổng phụ tải tính toán của tủ điều hòa trung tâm là 100.000 W.
5. Tiêu chuẩn nào được áp dụng để tính toán kiểm tra độ rọi chiếu sáng cho các phòng?
Tác giả áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7114-2008. Độ rọi thiết kế được lựa chọn: phòng ngủ 100 lux, phòng khách 300 lux, nhà vệ sinh 100 lux, hành lang 100 lux và phòng bếp 500 lux. Kết quả tính toán chiếu sáng được kiểm tra lại qua sai số quang thông trong dải $-10%$ đến $+20%$ và kiểm tra độ rọi thực tế sau 1 năm suy giảm quang thông.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho khu resort 5 tầng Cát Cò 1" của sinh viên Nguyễn Xuân Quang là một công trình thiết kế kỹ thuật điện hoàn chỉnh cho tổ hợp nghỉ dưỡng 4 sao tại vùng biển Cát Bà. Bằng việc áp dụng chuẩn mực các phương pháp xác định phụ tải, tiêu chuẩn chiếu sáng TCVN 7114-2008 và quy phạm lựa chọn khí cụ điện IEC, tác giả đã xây dựng thành công giải pháp cung cấp điện hợp lý từ trạm biến áp, tủ phân phối MBS đến mạng lưới phụ tải tầng và động lực. Công trình cung cấp hệ thống số liệu tính toán chi tiết, có giá trị ứng dụng và tham khảo thiết thực cho công tác đào tạo chuyên ngành Điện Tự động Công nghiệp cũng như hoạt động thiết kế cơ điện công trình thực tế.