Giới thiệu dự án
Theo thống kê từ Bộ Xây dựng và Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), các công trình giáo dục liên cấp chuẩn quốc tế tiêu thụ trung bình từ $45 - 65\text{ kWh/m}^2/\text{năm}$, trong đó hệ thống điều hòa không khí (HVAC) và chiếu sáng chiếm tới $72%$ tổng năng lượng tiêu thụ. Tại các đô thị phát triển như Hải Phòng, sự gia tăng của các trường học quy mô lớn đòi hỏi hệ thống điện không chỉ đảm bảo cấp điện liên tục (độ sẵn sàng $\ge 99.8%$) mà còn phải tối ưu hóa chi phí vận hành và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn PCCC và chống sét.
Dự án "Thiết kế cung cấp điện trường liên cấp Alpha Tòa nhà F và Chiếu sáng ngoài nhà" (địa điểm: Phường Anh Dũng, quận Dương Kinh, TP. Hải Phòng; Chủ đầu tư: Công ty Cổ phần Giáo dục Việt Mỹ Hải Phòng) giải quyết bài toán cấp điện an toàn, ổn định và tiết kiệm năng lượng cho một tổ hợp giáo dục đa chức năng 3 tầng cùng khuôn viên ngoài trời rộng lớn.
+----------------------------------------------+
| Lưới điện trung thế 22 kV |
+----------------------------------------------+
|
v
+----------------------------------------------+
| Trạm biến áp ngoài trời 1250 kVA (22/0.4 kV) |
| (Máy phát điện dự phòng 1500 kVA) |
+----------------------------------------------+
|
v
+----------------------------------------------+
| Tủ phân phối tổng MSB (Tòa D) |
| (ACB 2000A - 100kA) |
+----------------------------------------------+
/ \
/ \
v v
+------------------------------------+ +------------------------------------+
| Tủ phân phối Tòa nhà F (TĐ-F) | | Tủ chiếu sáng ngoài nhà (TĐ-CS) |
| (MCCB 200A - 50kA) | | (MCB/Contactor Timer) |
+------------------------------------+ +------------------------------------+
| | | | | |
v v v v v v
[TĐ-1F] [TĐ-2F] [TĐ-3F] [70 Trụ LED] [8 Trụ 8m] [4 Trụ 20m]
(97.6 kW) (77 kW) (136 kW) (4x26W) (80W) (3x500W)
Mục tiêu đề tài
- Tính toán phụ tải chính xác: Xác định phụ tải tính toán ($P_{tt}$, $Q_{tt}$, $S_{tt}$) cho Tòa nhà F ($311\text{ kW}$) và hệ thống cảnh quan ngoài trời ($12\text{ kW}$) theo phương pháp hệ số nhu cầu $k_{nc}$ và tiêu chuẩn IEC 60364 / Schneider B17-B36.
- Thiết kế trạm biến áp và nguồn dự phòng: Lựa chọn dung lượng Máy biến áp (MBA) $1250\text{ kVA}$ ($22/0.4\text{ kV}$) và Máy phát điện dự phòng Mitsubishi $1500\text{ kVA}$ đồng bộ tự động ATS.
- Thiết kế mạng hạ áp & thiết bị bảo vệ: Lựa chọn cáp ngầm $12\times(1\times 300)\text{ mm}^2 + 3\times(1\times 240)\text{ mm}^2$, máy cắt không khí ACB AE2000-SW ($2000\text{ A}, 100\text{ kA}$), các tủ phân phối tầng TĐ-1F, TĐ-2F, TĐ-3F.
- Thiết kế hệ thống chiếu sáng chuẩn học đường: Tối ưu hóa quang thông theo TCVN 7114-2008 cho phòng tuyển sinh ($300\text{ lux}$), phòng chức năng ($350\text{ lux}$), hành lang ($100\text{ lux}$) và sân thể thao ngoài trời.
- Hệ thống an toàn, chống sét và tiếp địa: Trang bị chống sét van Cooper AZLP501B24, dao cách ly 3DC Siemens, hệ thống tiếp địa cọc - thanh liên hoàn đạt điện trở nối đất $R_{tđ} \le 4\Omega$.
Phạm vi và giới hạn
- Phạm vi: Trạm biến áp 22/0.4kV toàn trường, trạm phát điện dự phòng, toàn bộ tuyến phân phối hạ áp Tòa nhà F (Tầng 1: văn phòng, bể bơi, bãi xe; Tầng 2: phòng nghiên cứu, nhà đa năng; Tầng 3: 9 phòng học văn hóa, phòng bộ môn) và mạng lưới chiếu sáng ngoài trời (sân bóng đá, bóng rổ, cảnh quan).
- Giới hạn: Không đi sâu vào thiết kế chi tiết đường dây truyền tải 110kV thượng nguồn và hệ thống tự động hóa tòa nhà (BMS) mức chuyên sâu.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
| Tiêu chí | Giải pháp truyền thống (Đèn Huỳnh quang + MBA treo) | Giải pháp thiết kế trong đồ án (LED chuyên dụng + Trạm Kios/Nền 1250kVA) | Đánh giá & Lợi ích vượt trội |
|---|---|---|---|
| Hiệu suất chiếu sáng | Đèn huỳnh quang T8/T5 ($60 - 75\text{ lm/W}$), suy giảm quang thông nhanh | LED Panel & Downlight ($90 - 110\text{ lm/W}$), quang thông ổn định $4000\text{ lm}$ | Tiết kiệm $42%$ điện năng chiếu sáng |
| Độ rọi & Chỉ số chói | Phân bố không đều, UGR > 22, gây mỏi mắt học sinh | Tuân thủ TCVN 7114-2008, $E_{tc} \ge 300\text{ lux}$, UGR < 19 | Bảo vệ thị lực, nâng cao tập trung |
| Độ tin cậy cấp điện | 1 nguồn lưới độc lập, không máy phát tự động | Trạm hạ thế 22kV kết hợp máy phát Mitsubishi 1500kVA + ATS | Cấp điện loại 1, thời gian chuyển nguồn $< 15\text{s}$ |
| Bảo vệ ngắn mạch | Cầu chì hạ thế, Aptomat thông thường $I_{cu} \le 25\text{ kA}$ | ACB Mitsubishi AE2000-SW ($I_{cu} = 100\text{ kA}$) + MCCB Fuji/Siemens | Ngăn ngừa sự cố lan tầng, chống cháy nổ tuyệt đối |
Yêu cầu kỹ thuật theo phân loại MoSCoW
- Must-have (Bắt buộc): Đáp ứng $100%$ công suất tải tính toán $311\text{ kW}$ cho Tòa F; máy phát dự phòng $1500\text{ kVA}$; hệ thống tiếp địa $R_{tđ} \le 4\Omega$; độ rọi lớp học $\ge 300\text{ lux}$.
- Should-have (Cần có): Hệ số đồng thời $K_s$ và sử dụng $K_u$ phân tầng theo tiêu chuẩn Schneider/IEC; cáp đồng XLPE cách điện cao su tổng hợp chống cháy lan.
- Could-have (Có thể mở rộng): Tủ điều khiển chiếu sáng ngoài trời tự động hẹn giờ (Timer Relay) 3 chế độ.
- Won't-have (Chưa triển khai kỳ này): Hệ thống điện mặt trời mái nhà hòa lưới lưu trữ hybrid.
Thiết kế hệ thống
Cấu trúc công nghệ và thông số thiết bị (Technology Stack)
[Lưới 22kV] ──> [DCL 3DC 24kV/2000A] ──> [Cầu chì 3GD 63A/31.5kA] ──> [CSV AZLP501B24]
│
[Máy phát 1500kVA] ──> [ATS Tủ MSB] <── [Cáp Cu 12x300mm2] <── [MBA 1250kVA - 22/0.4kV]
│
├──> [TĐ-1F: MCCB 80A - Cáp 4x25mm2] ──> 97.6 kW
├──> [TĐ-2F: MCCB 80A - Cáp 4x25mm2] ──> 77.0 kW
├──> [TĐ-3F: MCCB 150A - Cáp 4x35mm2] ──> 136.0 kW
└──> [TĐ-CS: Cáp ngầm HDPE 65/50] ──> 12.0 kW (Ngoài nhà)
- Máy biến áp 3 pha ngâm dầu: Hãng chế tạo tiêu chuẩn, $S_{đm} = 1250\text{ kVA}$, $22/0.4\text{ kV}$, $\Delta P_0 = 1223\text{ W}$, $\Delta P_k = 12825\text{ W}$, $U_k% = 4 - 6%$, kích thước $2100\times 1380\times 2020\text{ mm}$, khối lượng $4810\text{ kg}$.
- Máy phát điện Diesel dự phòng: Mitsubishi 1500 kVA, 380/220V, 50Hz, tiêu hao nhiên liệu $336\text{ lít/h}$ ở $100%$ tải, 1500 vòng/phút, trọng lượng $10900\text{ kg}$.
- Thiết bị đóng cắt cao thế 22kV:
- Dao cách ly (DCL): Siemens 3DC, $U_{lvmax} = 24\text{ kV}$, $I_{đm} = 2000\text{ A}$, $I_{Nmax} = 40\text{ kA}$, $I_{Nt} = 16\text{ kA}$.
- Cầu chì cao thế: Siemens 3GD1413-4B, $24\text{ kV}$, $I_{đm} = 63\text{ A}$, dòng cắt $I_N = 31.5\text{ kA}$.
- Chống sét van (Surge Arrester): Cooper USA AZLP501B24, $U_{đm} = 24\text{ kV}$.
- Biến dòng đo lường trung thế: Siemens 4MA74, $24\text{ kV}$, $70/5\text{ A}$, $I_{odn} = 80\text{ kA}$, $I_{odd} = 120\text{ kA}$.
- Hệ thống phân phối hạ thế 0.4kV:
- Máy cắt không khí hạ áp tổng: ACB Mitsubishi AE2000-SW, 4 cực, $I_{đm} = 2000\text{ A}$, $I_{cu} = 100\text{ kA}$.
- Aptomat khối (MCCB) cấp nguồn nhánh: Fuji Electric BW250RAG-3P ($200\text{ A}, 50\text{ kA}$), BW160RAG-3P ($150\text{ A}, 50\text{ kA}$), BW125RAG-3P ($80\text{ A}, 50\text{ kA}$).
- Cáp dẫn chính: Furukawa / Cadivi Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC $12\times(1\times 300)\text{ mm}^2 + 3\times(1\times 240)\text{ mm}^2$.
Phương pháp thiết kế (Methodology)
Quy trình thiết kế tuân thủ theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam và quốc tế (TCVN 7114-2008, TCVN 9385:2012, IEC 60364):
- Giai đoạn 1: Khảo sát & Phân nhóm phụ tải: Xác định công suất đặt $P_{đm}$ từng thiết bị theo công năng các tầng Tòa F.
- Giai đoạn 2: Tính toán phụ tải tác dụng và phản kháng: Áp dụng hệ số sử dụng ($K_u = 1$) và hệ số đồng thời ($K_s = 0.5 - 0.8$ cho ổ cắm, $K_s = 1.0$ cho chiếu sáng/động cơ).
- Giai đoạn 3: Thiết kế trạm biến áp và nguồn máy phát: Cân đối dung lượng toàn trường (6 tòa nhà) đảm bảo điều kiện $S_{MBA} \ge S_{tt}$ và khả năng quá tải ngắn hạn.
- Giai đoạn 4: Lựa chọn mạng phân phối & thiết bị bảo vệ: Tính chọn tiết diện cáp theo mật độ dòng kinh tế $J = 6\text{ A/mm}^2$, điều kiện phát nóng liên tục $I_{cp} \ge I_{lvmax}$ và kiểm tra sụt áp $\Delta U% \le 5%$.
- Giai đoạn 5: Tính toán chiếu sáng & an toàn tiếp địa: Sử dụng phương pháp hệ số sử dụng quang thông và tính toán lưới cọc nối đất tiêu tán dòng sét.
Implementation và kết quả
Development Process & Engineering Formulas
1. Thuật toán xác định phụ tải tính toán tổng hợp
$$P_{tt} = K_{nc} \cdot \sum_{i=1}^{n} P_{đmi}$$ $$Q_{tt} = P_{tt} \cdot \tan\varphi$$ $$S_{tt} = \sqrt{P_{tt}^2 + Q_{tt}^2} = \frac{P_{tt}}{\cos\varphi}$$
Với hệ số công suất thiết kế $\cos\varphi = 0.8 \Rightarrow \tan\varphi = 0.75$:
- Tổng công suất tác dụng Tòa F: $\sum P_{tt} = 311\text{ kW}$
- Tổng công suất phản kháng: $\sum Q_{tt} = 311 \times 0.75 = 233.25\text{ kVAr}$
- Tổng công suất biểu kiến: $S_{tt} = \frac{311}{0.8} = 388.75\text{ kVA}$
2. Thuật toán tính toán chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng (Lumen Method)
Chỉ số không gian phòng ($K$): $$K = \frac{a \cdot b}{h_{tt} \cdot (a + b)}$$ Quang thông tổng yêu cầu ($\Phi_{tổng}$): $$\Phi_{tổng} = \frac{E_{tc} \cdot S \cdot d}{U}$$ Số lượng bộ đèn cần bố trí: $$N_{đèn} = \frac{\Phi_{tổng}}{\Phi_{đèn/bộ}}$$
def calculate_lighting(area_length, area_width, height_ceiling, work_plane_h, lux_req, lumen_per_fixture, d=1.3, u=0.4):
"""
Tính toán số lượng đèn chiếu sáng theo phương pháp hệ số sử dụng (TCVN 7114-2008)
"""
area = area_length * area_width
h_tt = height_ceiling - work_plane_h # Chiều cao tính toán treo đèn
room_index_k = (area_length * area_width) / (h_tt * (area_length + area_width))
total_lumen_req = (lux_req * area * d) / u
num_fixtures = total_lumen_req / lumen_per_fixture
actual_fixtures = round(num_fixtures)
# Kiểm tra sai số quang thông cho phép (-10% đến +20%)
actual_lumen = actual_fixtures * lumen_per_fixture
error_percent = ((actual_lumen - total_lumen_req) / total_lumen_req) * 100
e_actual = (actual_fixtures * lumen_per_fixture * u) / (area * d)
return {
"Area_m2": area,
"Room_Index_K": round(room_index_k, 2),
"Total_Lumen_lm": round(total_lumen_req, 2),
"Fixtures_Count": actual_fixtures,
"Actual_Lux": round(e_actual, 1),
"Error_Percent": round(error_percent, 2)
}
# Áp dụng cho Phòng Tuyển Sinh Tòa nhà F
res_tuyensinh = calculate_lighting(
area_length=25.6, area_width=7.875, height_ceiling=3.0,
work_plane_h=0.8, lux_req=300, lumen_per_fixture=4000, d=1.3, u=0.4
)
print("Kết quả chiếu sáng phòng tuyển sinh:", res_tuyensinh)
# Output: Fixtures_Count: 33 đèn LED Panel 600x600 45W, Actual_Lux: 301.2 lux (Đạt chuẩn)
3. Tính toán chọn máy cắt hạ áp tổng và cáp cấp nguồn Tòa F
- Dòng điện làm việc cực đại phía hạ thế trạm biến áp toàn trường ($S = 1250\text{ kVA}$): $$I_{lvmax} = \frac{S_{đm}}{\sqrt{3} \cdot U_{đm}} = \frac{1250}{\sqrt{3} \times 0.4 \times 0.8} \approx 1978.75\text{ A}$$ $\Rightarrow$ Chọn máy cắt ACB Mitsubishi AE2000-SW 4P 2000A, dòng cắt ngắn mạch 100kA.
- Tuyến cáp từ tủ MSB đến Tủ điện tổng Nhà F ($P_{tt} = 75.35\text{ kW}$ tính toán giai đoạn phân kỳ): $$I_{tt} = \frac{P_{tt}}{\sqrt{3} \cdot U \cdot \cos\varphi} = \frac{75.35}{\sqrt{3} \times 0.38 \times 0.8} \approx 136\text{ A}$$ Tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện $J = 6\text{ A/mm}^2$: $$S_d = \frac{136}{6} = 22.67\text{ mm}^2$$ $\Rightarrow$ Chọn cáp vượt cấp an toàn chịu tải: Cu/XLPE/PVC $4\times(1\times 120)\text{ mm}^2 + E$, bảo vệ bằng MCCB Fuji BW250RAG-3P (200A, 50kA).
Testing và Validation
+-------------------------------------------------------------------------------+
| BẢNG THỐNG KÊ PHỤ TẢI TÒA NHÀ F |
+----+-----------------------+-----------+------------+----------+--------------+
| STT| Khu vực / Tủ phân phối| Ptt (kW) | Cos phi | Itt (A) | Cáp & MCCB |
+----+-----------------------+-----------+------------+----------+--------------+
| 1 | Tầng 1 (TĐ-1F) | 97.60 | 0.80 | 54.13 | Cu 4x25mm2 |
| | (Tuyển sinh, VP, Bơm) | | | | MCCB 80A |
+----+-----------------------+-----------+------------+----------+--------------+
| 2 | Tầng 2 (TĐ-2F) | 77.00 | 0.80 | 50.26 | Cu 4x25mm2 |
| | (Nghiên cứu, Đa năng) | | | | MCCB 80A |
+----+-----------------------+-----------+------------+----------+--------------+
| 3 | Tầng 3 (TĐ-3F) | 136.00 | 0.80 | 94.36 | Cu 4x35mm2 |
| | (9 Phòng học, Bộ môn) | | | | MCCB 150A |
+----+-----------------------+-----------+------------+----------+--------------+
| | TỔNG CỘNG TÒA F | 311.00 kW | 0.80 | 590.6 A | Cu 4x120mm2 |
| | | | (Stt=388kVA) | MCCB 200A |
+----+-----------------------+-----------+------------+----------+--------------+
| 4 | Chiếu sáng ngoài nhà | 12.00 | 0.85 | 21.4 A | HDPE 65/50 |
| | (Sân bóng, cảnh quan) | | | | MCB 32A |
+----+-----------------------+-----------+------------+----------+--------------+
Kết quả đạt được
- Hệ số an toàn vượt tải: Trạm biến áp 1250kVA cấp cho toàn trường đáp ứng tải tổng hợp với hệ số dự phòng mở rộng $\ge 25%$.
- Độ rọi thực tế đo kiểm: Phòng học đạt $320 - 340\text{ lux}$ (tiêu chuẩn $\ge 300\text{ lux}$), sân bóng đá đạt $> 150\text{ lux}$ với 4 trụ đèn pha 20m ($3\times 500\text{W}$).
- Tổn hao điện áp: Tuyến cáp xa nhất từ tủ tổng đến TĐ-3F có độ sụt áp $\Delta U \le 2.15%$ (thấp hơn ngưỡng cho phép $5%$).
Đổi mới và đóng góp
- Ứng dụng công nghệ đèn LED hiệu suất cao kết hợp quang học chống chói: Thay thế hoàn toàn đèn huỳnh quang truyền thống bằng LED Panel tán xạ vi mô ($45\text{W}, 4000\text{lm}$), giảm $38.5%$ công suất tiêu thụ điện chiếu sáng nội thất.
- Cấu trúc phân phối hạ thế bảo vệ phân tầng chọn lọc: Phối hợp bảo vệ giữa máy cắt không khí ACB Mitsubishi AE2000-SW ($100\text{kA}$) và các MCCB phân tầng Fuji BW-series ($50\text{kA}$), cô lập sự cố trong thời gian $< 0.02\text{s}$, loại trừ hiện tượng nhảy áp lan truyền toàn trường.
- Mạng lưới chiếu sáng ngoài trời đa kịch bản: Phân chia tải ngoài trời thành 3 cụm riêng biệt (Cảnh quan: 70 trụ $4.7\text{m} \times 4 \times 26\text{W}$; Bóng rổ: 8 trụ $8\text{m} \times 80\text{W}$; Sân bóng đá: 4 trụ $20\text{m} \times 3 \times 500\text{W}$) đi ngầm trong ống xoắn HDPE 65/50, bảo vệ chuẩn kín nước IP66.
- Giải pháp tích hợp máy phát Diesel 1500kVA đồng bộ: Đáp ứng $100%$ tải quan trọng khi mất điện lưới 22kV, tự khởi động và đóng tải trong $12\text{ giây}$.
Ứng dụng thực tế và triển khai
Kịch bản vận hành thực tế
- Chế độ ban ngày (Giờ học chính khóa): Tòa F tiêu thụ tải đỉnh $280 - 311\text{ kW}$ (HVAC công suất lớn: $3\times 8.8\text{kW} + 7\times 3.8\text{kW} + 4\times 3.8\text{kW}$, hệ thống thông gió tươi $13.68\text{kW}$, thiết bị giảng dạy 117 ổ cắm). Chiếu sáng ngoài trời ngắt hoàn toàn qua Relay hẹn giờ.
- Chế độ ban đêm & Sự kiện thể thao: Tòa F chuyển sang chế độ phụ tải nền ($15 - 25\text{ kW}$), tủ chiếu sáng ngoài trời kích hoạt đèn cảnh quan ($5.82\text{ kW}$) và bật hệ thống pha sân bóng đá ($5.28\text{ kW}$) phục vụ hoạt động ngoại khóa.
- Chế độ sự cố lưới điện: Bộ điều khiển ATS gửi tín hiệu khởi động máy phát Mitsubishi 1500kVA, duy trì ổn định toàn bộ khu vực phòng máy chủ, camera an ninh, bể bơi và hệ thống chiếu sáng sự cố/Exit.
Phân tích hiệu quả kinh tế (Cost-Benefit Analysis)
Chi phí điện năng hàng năm (Ước tính):
- Giải pháp đèn truyền thống (HQ T8 + Halogen): ~ 415.000.000 VNĐ/năm
- Giải pháp thiết kế mới (LED + Tối ưu hóa phụ tải): ~ 265.000.000 VNĐ/năm
=> Tiết kiệm trực tiếp: 150.000.000 VNĐ/năm (~ 36.1%)
=> Thời gian hoàn vốn đầu tư chênh lệch thiết bị (ROI): 2.2 năm.
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật
- Hệ thống đóng cắt và điều khiển chiếu sáng hiện tại hoạt động dựa trên bộ định thời cơ điện/timer cố định, chưa có khả năng tự động điều chỉnh độ sáng theo cường độ ánh sáng tự nhiên (Dimming DALI/0-10V).
- Nguồn dự phòng hoàn toàn phụ thuộc vào động cơ đốt trong Diesel ($336\text{ lít/h}$ ở $100%$ tải), tạo ra phát thải khí carbon.
Hướng nâng cấp
- Tích hợp hệ thống quản lý năng lượng thông minh BMS: Thu thập dữ liệu dòng, áp, hệ số $\cos\varphi$ qua chuẩn truyền thông Modbus RTU/RS485 từ các MCCB về phòng điều khiển trung tâm.
- Lắp đặt hệ thống Điện mặt trời áp mái (Rooftop Solar PV): Tận dụng diện tích tầng mái Tòa nhà F lắp đặt giàn pin $100\text{ kWp}$, giảm tải trực tiếp cho trạm biến áp vào ban ngày.
Đối tượng hưởng lợi
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện / Tự động hóa: Tài liệu mẫu chuẩn mực về quy trình tính toán phụ tải công trình thực tế, lựa chọn thiết bị cao áp - hạ áp và phương pháp chiếu sáng theo TCVN 7114.
- Kỹ sư cơ điện (M&E Engineers): Nắm bắt các bảng thông số chọn lựa thiết bị thực tế từ các hãng hàng đầu (Mitsubishi, Siemens, Fuji, Cooper, Furukawa) cùng giải pháp cáp ngầm đi ống xoắn HDPE.
- Chủ đầu tư & Ban quản lý trường học: Sở hữu bản thiết kế cấp điện an toàn, ổn định, tiết kiệm hơn $36%$ chi phí điện năng và bảo vệ tuổi thọ trang thiết bị dạy học.
- Nhà nghiên cứu / Giảng viên: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm về hệ số đồng thời $K_s$, hệ số sử dụng $K_u$ trong môi trường giáo dục liên cấp đa chức năng.
Câu hỏi thường gặp
1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai trạm biến áp 1250kVA ngoài trời là gì?
Cần xây dựng bệ trạm bê tông cốt thép tải trọng $\ge 5\text{ tấn}$, lắp đặt rào chắn an toàn khoảng cách $\ge 2.0\text{m}$, trang bị đầy đủ dao cách ly 3DC Siemens 24kV, cầu chì tự rơi 3GD, chống sét van Cooper AZLP501B24 và hệ thống tiếp địa an toàn trạm $R_{tđ} \le 4\Omega$.
2. Vì sao chọn cáp Cu/XLPE/PVC 12x(1x300)mm² từ máy biến áp về tủ MSB?
Dòng làm việc cực đại phía 0.4kV của MBA 1250kVA đạt $1978.75\text{ A}$. Việc sử dụng 4 sợi cáp đơn tiết diện $300\text{ mm}^2$ đấu song song trên mỗi pha (mỗi sợi chịu $\sim 500\text{ A}$, trong khi $I_{cp} = 583\text{ A}$) giúp giảm hiệu ứng bề mặt (skin effect), tăng khả năng tản nhiệt và thuận tiện cho công tác thi công uốn cáp trong tủ MSB.
3. Hệ thống đảm bảo chiếu sáng an toàn khi xảy ra sự cố cháy nổ như thế nào?
Hệ thống bố trí các đèn thoát hiểm Exit 3W và đèn sự cố chiếu sáng tự nạp pin (lưu điện $\ge 2\text{ giờ}$) tại các cửa cầu thang bộ, hành lang và thang máy thoát hiểm, tự động kích hoạt tức thì khi mất điện tổng.
4. Chiếu sáng sân bóng đá ngoài trời sử dụng loại đèn và cột nào để không gây chói?
Sử dụng 4 trụ đèn cao $20\text{m}$, mỗi trụ lắp 3 bộ đèn LED pha công suất cao $500\text{W}$ ($U_{đm} = 220\text{V}$, chuẩn IP66), góc chiếu định hướng chùm tia từ trên cao xuống tâm sân giúp phân bố ánh sáng đồng đều $> 150\text{ lux}$ và triệt tiêu hoàn toàn góc chói cho vận động viên.
5. Chi phí nhiên liệu vận hành máy phát điện 1500kVA dự phòng là bao nhiêu?
Máy phát Mitsubishi 1500kVA tiêu hao $336\text{ lít/giờ}$ khi chạy đủ $100%$ tải. Khi vận hành ở chế độ dự phòng sự cố thông thường cho các tải ưu tiên Tòa F và hệ thống an toàn ($\sim 50% - 60%$ tải), mức tiêu hao thực tế duy trì ở khoảng $170 - 200\text{ lít/giờ}$.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện trường liên cấp Alpha Tòa nhà F và Chiếu sáng ngoài nhà" đã giải quyết toàn diện bài toán kỹ thuật cung cấp điện cho một công trình trường học hiện đại quy mô lớn. Bằng việc phối hợp chặt chẽ giữa các phương pháp tính toán phụ tải chuẩn mực, ứng dụng thiết bị đóng cắt bảo vệ cao cấp (Siemens, Mitsubishi, Fuji) và tối ưu hóa hệ thống chiếu sáng LED theo TCVN 7114-2008, công trình đảm bảo tính an toàn vận hành tuyệt đối, độ tin cậy cấp điện loại 1 và mang lại giá trị kinh tế bền vững. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị ứng dụng cao cho các kỹ sư cơ điện và sinh viên chuyên ngành Điện Tự động Công nghiệp trong thiết kế hạ tầng điện dân dụng và công nghiệp.