Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà phức hợp 17 tầng của Tổng công ty xây dựng Bạch Đằng" được thực hiện bởi sinh viên Bùi Việt Hùng (ngành Điện Tự Động Công Nghiệp, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng) dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Đoàn Phong vào năm 2017.
Về bối cảnh thực tiễn, tác giả chỉ ra rằng trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, sự gia tăng nhanh chóng của các cơ sở công nghiệp, hoạt động thương mại và dịch vụ kéo theo nhu cầu phụ tải điện tăng cao. Việc thiết kế, xây dựng và vận hành mạng lưới cung cấp điện cho các công trình cao tầng đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt về chất lượng điện áp, mức độ an toàn và hiệu quả kinh tế. Đối với công trình cụ thể, vào tháng 2 năm 2016, Tổng công ty Xây dựng Bạch Đằng (BDCC) quyết định đầu tư xây dựng dự án tòa nhà phức hợp tại số 268 Trần Nguyên Hãn, quận Lê Chân, thành phố Hải Phòng nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển và phục vụ hoạt động làm việc, kinh doanh dịch vụ của đơn vị.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm các nội dung chính sau:
- Thu thập và phân tích các số liệu ban đầu, quy mô mặt bằng kiến trúc và yêu cầu công năng của công trình phức hợp 17 tầng.
- Xác định các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật hiện hành về an toàn và thiết kế mạng điện hạ áp cho công trình dân dụng.
- Tính toán phụ tải chiếu sáng, phụ tải động lực và sinh hoạt cho các tầng điển hình (tầng hầm, tầng 1, tầng 2 đại diện tầng 2–6, tầng 7 đại diện tầng 7–9, tầng 10 đại diện tầng 10–16).
- Tính chọn và kiểm tra dây dẫn, cáp điện cùng các khí cụ đóng cắt, bảo vệ (MCB, MCCB) theo điều kiện phát nóng và khả năng phối hợp bảo vệ.
- Tính toán dung lượng bù công suất phản kháng, lựa chọn vị trí và phương án bù cho mạng điện hạ thế của công trình.
- Thiết kế hệ thống chống sét trực tiếp sử dụng kim thu sét phát tia tiên đạo và hệ thống nối đất an toàn điện, nối đất chống sét đạt tiêu chuẩn quy định.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện hạ áp, hệ thống bù công suất phản kháng, hệ thống nối đất an toàn và chống sét.
- Phạm vi không gian: Tòa nhà phức hợp 17 tầng (gồm 01 tầng hầm kỹ thuật - để xe, 16 tầng nổi) xây dựng trên khu đất có diện tích xây dựng phần tòa nhà là 1.067 m² và nhà để xe 5 tầng là 721 m² (tổng diện tích sàn xây dựng phần nổi đạt trên 15.000 m²) tại số 268 Trần Nguyên Hãn, quận Lê Chân, thành phố Hải Phòng.
- Phạm vi thời gian: Số liệu quy hoạch kiến trúc và khảo sát công trình được thực hiện từ tháng 2 năm 2016 đến thời điểm hoàn thành đồ án năm 2017.
Cơ sở lý thuyết và quy chuẩn thiết kế
Hệ thống cung cấp điện của công trình được tác giả xây dựng dựa trên hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng và điện lực của Việt Nam cùng các tài liệu kỹ thuật quốc tế:
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: QCVN QĐT-8: 2010/BCT về quy chuẩn kỹ thuật điện hạ áp.
- Hệ thống tiêu chuẩn an toàn và lắp đặt điện:
- TCVN 7447:2005-2010: Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà.
- TCXDVN 394: 2007: Thiết kế lắp đặt trang thiết bị điện trong các công trình xây dựng – Phần an toàn điện.
- TCVN 4756-89: Quy phạm nối đất và nối không các thiết bị điện.
- Tiêu chuẩn thiết kế kỹ thuật chiếu sáng và công trình:
- TCXD-16-86: Tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo công trình dân dụng.
- TCXDVN 333:2005: Chiếu sáng nhân tạo bên ngoài các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị.
- TCXD 25:1991: Đặt đường dây điện trong nhà và công trình xây dựng.
- TCXD 27:1991: Đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế.
- Tiêu chuẩn chống sét: TCXDVN 46:2007 về chống sét cho các công trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống.
- Tài liệu tham khảo chuyên ngành: "Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện tiêu chuẩn quốc tế EIC" (quy định hệ số sử dụng $k_{sd} = 0,8$).
Phương pháp tính toán kỹ thuật:
- Tính toán phụ tải tính toán ($P_{tt}$): Xác định công suất đặt ($P_đ$) của từng thiết bị chiếu sáng, ổ cắm và thiết bị động lực trên từng lộ; từ đó áp dụng hệ số sử dụng $k_{sd} = 0,8$ để xác định công suất tính toán:
$$P_{tt} = k_{sd} \times P_đ$$
- Xác định dòng điện tính toán ($I_{tt}$):
- Mạch 1 pha: $I_{tt} = \frac{P_{tt}}{U_{đm} \times \cos\varphi}$ (với $U_{đm} = 220\text{ V}$, $\cos\varphi = 0,8$).
- Mạch 3 pha: $I_{tt} = \frac{P_{tt}}{\sqrt{3} \times U_{đm} \times \cos\varphi}$ (với $U_{đm} = 380\text{ V}$, $\cos\varphi = 0,8$).
- Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và cáp: Dựa trên dòng điện cho phép có xét đến các hệ số hiệu chỉnh môi trường và cách lắp đặt ($k_1, k_2$):
$$k_1 \times k_2 \times I_{cp} \ge I_{tt}$$
(Trong điều kiện lắp đặt tiêu chuẩn, tác giả lấy $k_1 = 1$, $k_2 = 1$).
- Kiểm tra sự phối hợp giữa thiết bị bảo vệ và cáp dẫn: Kiểm tra điều kiện bảo vệ quá tải theo tiêu chuẩn IEC 60898:
$$k_1 \times k_2 \times I_{cp} \ge \frac{1,25 \times I_{đm A}}{1,5}$$
- Nguồn dữ liệu: Bản vẽ mặt bằng kiến trúc công năng các tầng, bản vẽ bố trí chiếu sáng (Phụ lục I), bản vẽ mặt bằng ổ cắm (Phụ lục II), các danh mục thông số thiết bị do nhà sản xuất CADIVI cung cấp và các bảng tra cứu khí cụ điện chuẩn.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu về Tổng công ty Xây dựng Bạch Đằng
Chương này trình bày tổng quan về tổ chức chủ đầu tư công trình – Tổng công ty Xây dựng Bạch Đằng - CTCP (BDCC), có trụ sở chính tại số 268 Trần Nguyên Hãn, quận Lê Chân, thành phố Hải Phòng.
- Lịch sử hình thành: Tiền thân là "Công ty Kiến trúc Hải Phòng", thành lập ngày 31 tháng 08 năm 1958 trực thuộc Bộ Xây dựng. Sau nhiều lần đổi tên thành "Công ty Xây dựng Hải Phòng" (1973) và "Công ty Xây dựng số 16" (1981), đơn vị được thành lập thành Tổng công ty Xây dựng Bạch Đằng theo Quyết định số 270/BXD-TCLĐ ngày 15 tháng 03 năm 1996 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng trên cơ sở Quyết định số 90/TTg của Thủ tướng Chính phủ.
- Cơ cấu tổ chức và hoạt động: Đơn vị hoạt động đa ngành gồm sản xuất vật liệu xây dựng, xây dựng công trình giao thông, dân dụng, công nghiệp, cơ khí, lắp đặt hệ thống điện - nước và kinh doanh bất động sản. Cơ cấu doanh nghiệp gồm 6 khối phòng ban chức năng; 6 đơn vị hạch toán phụ thuộc (nhà máy gạch, chi nhánh Đà Nẵng, văn phòng đại diện TP.HCM, sàn giao dịch bất động sản...); 11 ban quản lý/ban điều hành dự án trên cả nước; 8 công ty con nắm giữ trên 50% vốn điều lệ (Bạch Đằng 201, 203, 204, 234, Bạch Đằng 15, 5, 7 và Xuất nhập khẩu & Xây dựng Bạch Đằng); 2 công ty nắm giữ từ 36% vốn và 3 công ty nắm giữ dưới 36% vốn điều lệ.
- Nhiệm vụ đầu tư tòa nhà 17 tầng: Công trình được quyết định đầu tư từ tháng 2 năm 2016 tại khu đất trụ sở của đơn vị nhằm phục vụ làm văn phòng làm việc cơ quan tổng công ty, văn phòng các đơn vị thành viên và khu vực kinh doanh thương mại, dịch vụ cho thuê.
Chương 2: Tính toán thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà
Chương 2 là phần trọng tâm kỹ thuật của đồ án, tập trung vào việc tính toán chi tiết nhu cầu năng lượng và thiết kế mạng điện hạ thế cho công trình phức hợp gồm 1 tầng hầm và 16 tầng nổi.
Phân bổ công năng và phụ tải thiết kế:
- Tầng hầm (01 tầng): Khu vực đỗ xe và các phòng kỹ thuật tòa nhà.
- Tầng 1: Sảnh đón, lễ tân khu văn phòng, các phòng chức năng nghiệp vụ và khu dịch vụ.
- Tầng 2 đến tầng 6: Khu vực thương mại và dịch vụ.
- Tầng 7 đến tầng 9: Khu văn phòng làm việc của khối cơ quan Tổng công ty.
- Tầng 10 đến tầng 16: Văn phòng làm việc của các đơn vị thành viên và văn phòng cho thuê.
Quy cách và vật tư thiết bị điện được lựa chọn:
- Cáp và dây điện: Sử dụng ruột đồng, bọc cách điện PVC hoặc XLPE do hãng CADIVI sản xuất, cấp điện áp cách điện 600V.
- Ống luồn dây: Ống nhựa PVC chôn ngầm trong bê tông, tường hoặc đi nổi trên trần khung dầm thép.
- Đường dẫn cáp trục: Máng cáp mạ kẽm có nắp đậy treo trần hoặc đi dưới sàn và hệ thống thang cáp (cable ladder) đi trong hộp kỹ thuật dọc trục tòa nhà.
- Đèn chiếu sáng: Đèn panel âm trần $300 \times 1200\text{ mm}$ (40W), đèn LED Downlight âm trần D165 (18W), đèn Downlight đôi $120 \times 230\text{ mm}$ (2×15W), đèn panel $300 \times 300\text{ mm}$ (12W), tuýp LED T8 dài 1200mm (18W), đèn ốp trần compact D320 (32W), đèn huỳnh quang âm trần 3×20W và đèn trang trí pha lê LED.
- Thiết bị đóng cắt bảo vệ: MCB 1 cực, 2 cực, 3 cực và MCCB 3 pha theo tiêu chuẩn IEC 60898.
- Quy chuẩn bố trí lắp đặt: Tủ điện tổng đặt trong phòng kỹ thuật có giá đỡ ở độ cao 1,5m; tủ điện các phòng và công tắc bố trí ở độ cao 1.500mm so với sàn; các ổ cắm điện đôi 3 chấu lắp đặt ở độ cao 0,4m so với sàn; toàn bộ dây dẫn luồn ống PVC chôn ngầm hoặc đi trong hộp kỹ thuật.
Kết quả tính toán phụ tải cho các tầng điển hình:
- Tầng hầm:
- Thiết bị: 89 bộ đèn panel âm trần 40W, 3 bộ đèn ốp trần compact 32W, 14 bộ ổ cắm đôi, 1 tủ quạt thông gió (2.100W), cụm đèn Exit (200W).
- Phụ tải chiếu sáng chia 5 lộ ($P_{CS} = 3.400\text{ W}$); ổ cắm chia 2 lộ ($P_{OC} = 2.400\text{ W}$); phòng kỹ thuật H1.1 có $P_đ = 1.360\text{ W}$.
- Tổng công suất tính toán toàn tầng hầm: $P_{tt H} = 7.568\text{ W}$; dòng điện tính toán $I_{tt} = 14,37\text{ A}$.
- Khí cụ bảo vệ tổng tầng hầm: MCB 3P-25A, dòng cắt định mức 10 kA; tuyến cáp nguồn: Cu/XLPE/PVC (4C×6 mm²) + PVC (1C×6 mm²)E.
| Khu vực/Phụ tải tầng hầm |
Công suất đặt $P_đ$ (W) |
Dòng điện tính toán $I_{tt}$ (A) |
Loại Aptomat chọn |
Tiết diện dây dẫn, cáp điện (CADIVI) |
| Phòng H1.1 |
1.360 |
6,18 |
MCB 2P-20A (6 kA) |
Cu/PVC/PVC (3C×4 mm²) |
| - Chiếu sáng H1.1 |
160 |
0,727 |
MCB 1P-10A (6 kA) |
Cu/PVC 2(1C×1,5 mm²) |
| - Ổ cắm H1.1 |
1.200 |
5,45 |
MCB 1P-16A (6 kA) |
Cu/PVC 2(1C×2,5 mm²) + (1C×2,5 mm²)E |
| Chiếu sáng lộ 1 tầng hầm |
760 |
3,45 |
MCB 1P-10A (6 kA) |
Cu/PVC 2(1C×1,5 mm²) |
| Ổ cắm lộ 1 tầng hầm |
1.200 |
5,45 |
MCB 1P-16A (6 kA) |
Cu/PVC 2(1C×2,5 mm²) + (1C×2,5 mm²)E |
| Tủ quạt tầng hầm |
2.100 |
3,20 |
MCB 3P-16A (6 kA) |
Cu/XLPE/PVC (2C×4 mm²) + PVC (1C×4 mm²)E |
| Đèn Exit tầng hầm |
200 |
1,00 |
MCB 1P-10A (6 kA) |
Cu/PVC 2(1C×1,5 mm²) |
| Tổng tủ điện tầng hầm |
— |
14,37 |
MCB 3P-25A (10 kA) |
Cu/XLPE/PVC (4C×6 mm²) + PVC (1C×6 mm²)E |
-
Tầng 1:
- Gồm phòng P1.1 ($P_đ = 2.220\text{ W}$ gồm 720W chiếu sáng + 1.500W ổ cắm), phòng P1.2 ($P_đ = 8.544\text{ W}$ gồm 2.844W chiếu sáng + 5.700W ổ cắm 5 lộ), phòng P1.3 ($P_đ = 780\text{ W}$), khu vực sảnh, hành lang, nhà vệ sinh ($P_đ = 7.734\text{ W}$) và đèn Exit (200W).
- Tủ điện tầng 1 sử dụng MCCB 3P-50A (dòng cắt 15 kA), cấp nguồn bằng cáp Cu/XLPE/PVC (4C×16 mm²) + PVC (1C×16 mm²)E.
- Các phòng con sử dụng MCB nhánh: P1.1 (MCB 2P-20A), P1.2 (MCB 3P-25A), P1.3 (MCB 1P-16A).
-
Tầng 2 (đại diện tính toán cho cụm tầng 2 đến tầng 6):
- Thiết bị: 179 bộ đèn huỳnh quang âm trần FL 3×20W, 8 đèn LED Downlight D125 (18W), 6 bộ Downlight 2×15W, 5 đèn panel 12W, 13 đèn panel 40W, 4 đèn compact 32W, 41 bộ ổ cắm đôi ba chấu.
- Phân chia: Phòng P2.1 (chiếu sáng 3.480W, ổ cắm 4 lộ 4.800W); Phòng P2.2 (chiếu sáng 9 lộ 7.404W, ổ cắm 6 lộ 6.900W); sảnh, hành lang, WC (chiếu sáng 440W, 2 ổ cắm máy sấy tay 2.500W); đèn Exit 200W.
- Cáp nguồn nhánh: Phòng P2.1 dùng cáp Cu/XLPE/PVC (4C×4 mm²) + PVC (1C×4 mm²)E; phòng P2.2 dùng cáp Cu/XLPE/PVC (4C×6 mm²) + PVC (1C×6 mm²)E.
-
Tầng 7 (đại diện tính toán cho tầng 8 và tầng 9):
- Khối văn phòng Tổng công ty: Bố trí các phòng P7.1 đến P7.8 cùng sảnh hành lang P7.9. Thiết bị gồm 164 bộ đèn huỳnh quang 3×20W, 6 bộ Downlight 2×15W, 5 bộ panel 12W, 13 bộ panel 40W, 4 bộ compact 32W và 54 bộ ổ cắm đôi ba chấu.
- Tổng công suất đặt tầng 7: $P_{đ T7} = 31.600\text{ W}$.
- Công suất tính toán với $k_{sd} = 0,8$: $P_{tt T7} = 0,8 \times 31.600 = 25.280\text{ W}$.
-
Tầng 10 (đại diện tính toán cho các tầng từ 11 đến 16):
- Khối văn phòng cho thuê: Thiết bị gồm 104 bộ đèn huỳnh quang 3×20W, 15 bộ Downlight D125 18W, 6 bộ Downlight 2×15W, 5 bộ panel 12W, 5 bộ panel 40W, 4 bộ compact 32W và 37 bộ ổ cắm đôi.
- Phân bố: Phòng P10.1, các phòng từ P10.2 đến P10.8 và khu sảnh/hành lang P10.9 (chiếu sáng 710W, ổ cắm máy sấy tay 2.500W).
Chương 3: Tính bù công suất phản kháng và thiết kế hệ thống chống sét, nối đất cho tòa nhà
- Bù công suất phản kháng: Tác giả tiến hành xác định dung lượng bù cần thiết cho hệ thống điện hạ thế nhằm nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$, giảm tổn hao điện áp và công suất trên đường dây; xác định việc lựa chọn thiết bị bù (tụ bù hạ thế tự động điều khiển theo cấp) và bố trí vị trí đặt tủ tụ bù tập trung tại thanh cái của trạm biến áp hạ thế/tủ phân phối chính.
- Hệ thống chống sét cho tòa nhà:
- Đồ án lựa chọn thiết bị thu sét phát tia tiên đạo sớm (ESE) chế tạo theo bằng sáng chế Heslita-CNRS, ứng dụng đầu kim thu sét Pulsar.
- Phân tích nguyên lý làm việc của đầu kim Pulsar: Đầu kim phát ra dòng ion tiên đạo chủ động đón bắt dòng sét đánh xuống trước khi các điểm nhô cao khác trên công trình bị phóng điện sét, tạo vùng bán kính bảo vệ rộng bao trùm toàn bộ diện tích mái và công trình phụ trợ cao 17 tầng.
- Thiết kế lắp đặt kim thu sét tại vị trí cao nhất trên mái công trình, kết hợp với dây dẫn sét chuyên dụng dẫn dòng sét xuống hệ thống tiếp địa.
- Hệ thống nối đất an toàn và chống sét:
- Thiết kế riêng biệt hoặc liên kết đẳng thế giữa hệ thống nối đất an toàn điện (nối vỏ kim loại của thiết bị, tủ điện) và hệ thống nối đất chống sét bảo vệ tòa nhà hỗn hợp, tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 4756-89 và TCXDVN 46:2007.
Thiết kế và triển khai kỹ thuật
Mô hình phân phối điện hạ áp của công trình được tổ chức theo cấu trúc phân tầng và phân nhóm chức năng rõ ràng, đáp ứng mặt bằng tòa nhà phức hợp:
- Kiến trúc phân phối mạng điện:
- Nguồn hạ áp $380/220\text{ V}$ từ trạm biến áp cấp vào tủ điện tổng (MSB) đặt tại phòng kỹ thuật tầng hầm (ở độ cao quy định 1,5m trên giá đỡ).
- Từ tủ tổng, hệ thống cáp hạ thế ruột đồng bọc XLPE/PVC theo hệ thống thang cáp (cable ladder) trong giếng kỹ thuật đứng cấp nguồn lên các tủ phân phối tầng (DB).
- Tại mỗi tầng, các tủ tầng cấp điện cho các tủ phòng hoặc phân chia trực tiếp thành các lộ chiếu sáng, ổ cắm và lộ động lực chuyên biệt (quạt gió tầng hầm, máy sấy tay khu vệ sinh, đèn chỉ dẫn Exit).
- Quy cách lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ:
- Dòng ngắn mạch định mức ($I_{cu}/I_{cs}$) của thiết bị đóng cắt: Áp dụng MCCB 3 pha dòng cắt 15 kA cho các tủ đầu vào phân tầng có dòng phụ tải lớn (như tầng 1 với MCCB 3P-50A); áp dụng MCB dòng cắt 10 kA cho tủ tầng hầm (MCB 3P-25A); các nhánh thứ cấp dùng MCB 1P và 2P dòng cắt tiêu chuẩn 6 kA (10A cho chiếu sáng, 16A cho ổ cắm, 20A–25A cho nguồn phòng).
- Phối hợp kiểm tra điều kiện an toàn nhiệt của đường dây:
- Tác giả thực hiện kiểm toán kép cho toàn bộ các tuyến dây và khí cụ: vừa đáp ứng điều kiện phát nóng dài hạn liên tục ($I_{cp} \ge I_{tt}$), vừa thỏa mãn điều kiện phối hợp đóng cắt bảo vệ quá dòng ($1,25 I_{đm A} / 1,5 \le I_{cp}$). Ví dụ: Tuyến chiếu sáng phòng H1.1 có $I_{tt} = 0,727\text{ A}$ được chọn dây Cu/PVC 2(1C×1,5 mm²) có $I_{cp} = 19\text{ A}$, kết hợp MCB 1P-10A; điều kiện kiểm tra $19 \ge \frac{1,25 \times 10}{1,5} = 8,33\text{ A}$ hoàn toàn thỏa mãn.
Kết quả và đóng góp
Đồ án hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ tính toán thiết kế kỹ thuật cho toàn bộ mạng cung cấp điện hạ áp của công trình:
- Số liệu tính toán cụ thể cho từng hạng mục công trình:
- Xác định chính xác tổng công suất đặt và công suất tính toán của từng tầng: Tầng hầm đạt $P_{tt} = 7.568\text{ W}$ ($I_{tt} = 14,37\text{ A}$); cụm văn phòng cơ quan Tổng công ty tầng 7 đạt công suất đặt $P_đ = 31.600\text{ W}$, công suất tính toán $P_{tt} = 25.280\text{ W}$; các khu vực tầng thương mại (2–6) và văn phòng cho thuê (10–16) được chuẩn hóa bảng phụ tải theo mô-đun tầng điển hình.
- Tính chọn đồng bộ chủng loại cáp điện CADIVI và khí cụ Aptomat tương thích: Từ cáp nhánh chiếu sáng Cu/PVC 2(1C×1,5 mm²), cáp ổ cắm 3 dây Cu/PVC 2(1C×2,5 mm²) + (1C×2,5 mm²)E, đến các tuyến cáp động lực và cáp nguồn tầng Cu/XLPE/PVC (4C×4 mm² đến 4C×16 mm²).
- Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật:
- Bố trí mạng lưới cáp trong ống nhựa PVC đi ngầm sàn bê tông/tường kết hợp hệ thống máng cáp mạ kẽm trên trần, đảm bảo tính thẩm mỹ, độ bền cơ học và an toàn chống cháy nổ.
- Lựa chọn giải pháp chống sét hiện đại bằng kim thu sét chủ động phát tia tiên đạo Pulsar (Heslita-CNRS), tạo vùng bảo vệ tối ưu cho công trình cao 17 tầng mà không cần chăng lưới sét phức tạp trên mái.
- Đề xuất hệ thống bù công suất phản kháng tập trung tại thanh cái hạ áp nhằm nâng cao chất lượng điện áp và triệt tiêu tiền phạt công suất phản kháng.
- Đóng góp của đồ án:
- Bản thân tác giả đã giải quyết hài hòa bài toán mâu thuẫn trong thiết kế cung cấp điện công trình cao tầng: vừa đáp ứng độ tin cậy và chất lượng điện năng theo quy chuẩn, vừa giảm vốn đầu tư vật tư thiết bị, tối ưu không gian lắp đặt chật hẹp của hộp kỹ thuật và bảo đảm chi phí vận hành thấp.
- Cung cấp đầy đủ tập bản vẽ chi tiết tại phần phụ lục: Bản vẽ mặt bằng chiếu sáng (Phụ lục I), bản vẽ mặt bằng ổ cắm (Phụ lục II) và sơ đồ nguyên lý cấp điện tổng thể cùng các tầng điển hình (Phụ lục III).
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Hồ sơ thuyết minh tập trung chủ yếu vào tính toán phần mạng hạ áp từ thanh cái phân phối đến các thiết bị phụ tải tiêu thụ, chưa trình bày chi tiết phần tính toán trạm biến áp trung áp cấp nguồn đầu vào cũng như hệ thống nguồn điện dự phòng khẩn cấp (máy phát điện Diesel, hệ thống lưu điện UPS).
- Chưa đi sâu vào các phương án tự động hóa quản lý năng lượng tòa nhà (BMS/SCADA) hay điều khiển chiếu sáng thông minh tiết kiệm điện.
- Hướng mở rộng:
- Tính toán kiểm tra dòng ngắn mạch ba pha tại các điểm nút chính trên thanh cái để kiểm tra độ bền điện động và độ bền nhiệt của toàn bộ hệ thống thanh cái và máy cắt không khí (ACB).
- Tích hợp hệ thống quản lý tòa nhà thông minh (Building Management System) nhằm giám sát thông số điện năng từ xa, tự động sa thải phụ tải không ưu tiên khi có sự cố nguồn lưới.
Giá trị tham khảo
Đồ án có giá trị tham khảo chuyên môn thực tế:
- Đối tượng tham khảo: Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện, Điện Tự động Công nghiệp, Hệ thống Điện, Điện công trình (M&E) đang làm đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học Thiết kế Cung cấp điện. Đồ án cũng là tài liệu thực hành hữu ích cho kỹ sư thiết kế điện công trình dân dụng cao tầng.
- Các phần nội dung giá trị nhất:
- Quy trình tính chọn phụ tải chi tiết từng phòng, từng lộ theo công năng sử dụng kết hợp bảng biểu rõ ràng tại Chương 2.
- Phương pháp kiểm tra phối hợp nhiệt và đặc tính tác động giữa dây dẫn/cáp điện với Aptomat theo tiêu chuẩn IEC 60898.
- Hệ thống bản vẽ thiết kế nguyên lý mạng hạ áp và mặt bằng bố trí thiết bị trong các phụ lục đính kèm.
Câu hỏi thường gặp
1. Công trình phức hợp 17 tầng của BDCC được phân chia công năng các tầng như thế nào?
Công trình gồm 01 tầng hầm làm khu để xe và kỹ thuật; tầng 1 bố trí sảnh đón, lễ tân, phòng chức năng và khu dịch vụ; tầng 2 đến tầng 6 là khu thương mại dịch vụ; tầng 7 đến tầng 9 là khối văn phòng làm việc cơ quan Tổng công ty; tầng 10 đến tầng 16 là văn phòng làm việc của các đơn vị thành viên và dịch vụ cho thuê.
2. Đồ án áp dụng hệ số sử dụng ($k_{sd}$) là bao nhiêu và căn cứ vào tiêu chuẩn nào?
Tác giả áp dụng hệ số sử dụng $k_{sd} = 0,8$ để tính toán phụ tải điện cho các tầng, căn cứ theo tài liệu "Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện tiêu chuẩn quốc tế EIC".
3. Khí cụ đóng cắt bảo vệ và tiết diện cáp cấp nguồn cho tầng 1 được tính chọn là loại nào?
Tủ điện tầng 1 được trang bị MCCB 3 pha dòng định mức 50A (MCCB 3P-50A, dòng cắt ngắn mạch 15 kA), sử dụng tuyến cáp dẫn nguồn Cu/XLPE/PVC (4C×16 mm²) + PVC (1C×16 mm²)E do hãng CADIVI chế tạo.
4. Giải pháp chống sét đánh trực tiếp cho công trình được thiết kế theo công nghệ gì?
Tòa nhà sử dụng hệ thống chống sét với đầu kim thu sét phát tia tiên đạo chủ động nhãn hiệu Pulsar, được chế tạo theo bằng sáng chế Heslita-CNRS, lắp đặt ở vị trí cao nhất trên mái công trình nhằm tạo bán kính bảo vệ bao phủ toàn bộ diện tích tòa nhà theo tiêu chuẩn TCXDVN 46:2007.
5. Chiều cao lắp đặt tiêu chuẩn của tủ điện, công tắc và ổ cắm trong công trình được quy định ra sao?
Tủ điện tổng đặt ở độ cao 1,5m có giá đỡ trong phòng kỹ thuật; tủ điện các phòng và công tắc đèn lắp đặt ở độ cao 1.500mm so với mặt sàn; các ổ cắm điện lắp đặt ở độ cao 0,4m (400mm) so với mặt sàn hoàn thiện.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Bùi Việt Hùng đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế cung cấp điện hạ thế cho công trình Tòa nhà phức hợp 17 tầng của Tổng công ty Xây dựng Bạch Đằng tại Hải Phòng. Các bước tính toán từ việc phân bổ công suất chiếu sáng, ổ cắm, động lực đến lựa chọn dây dẫn CADIVI, thiết bị đóng cắt MCB/MCCB đều tuân thủ chặt chẽ hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành và tiêu chuẩn quốc tế IEC. Ngoài mạng điện sinh hoạt và chiếu sáng, giải pháp kỹ thuật về bù công suất phản kháng và chống sét bằng kim phát tia tiên đạo Pulsar đã hoàn thiện tính an toàn, độ tin cậy và hiệu quả kinh tế cho toàn bộ công trình.
