Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong xu thế đô thị hóa và hiện đại hóa công trình xây dựng, các khu chung cư cao tầng và phức hợp văn phòng đòi hỏi hệ thống kỹ thuật cơ điện đồng bộ và tin cậy nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, sản xuất cũng như vận hành trang thiết bị hiện đại. Thiết kế cung cấp điện đóng vai trò then chốt trong việc duy trì vận hành ổn định cho toàn bộ công trình, đảm bảo an toàn tính mạng con người, tiết kiệm điện năng tiêu thụ và nâng cao thẩm mỹ kiến trúc.
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà chung cư 5 tầng" (công trình Chung cư Phúc Lộc Thọ) được thực hiện nhằm giải quyết bài toán cấp điện toàn diện cho một công trình nhà ở nhiều tầng với các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
-
Mục tiêu nghiên cứu:
- Tính toán và thiết kế hệ thống chiếu sáng đạt chuẩn kỹ thuật cho từng khu vực chức năng trong công trình.
- Xác định phụ tải tính toán tổng thể của tòa nhà.
- Tính toán lựa chọn các phần tử chính trong hệ thống điện: trạm biến áp, máy phát điện dự phòng, dây dẫn, cáp phân phối, khí cụ đóng cắt - bảo vệ, tủ điện, tụ bù hạ thế, hệ thống nối đất an toàn và chống sét.
- Lập bảng dự toán vật tư và thiết bị điện cho các hạng mục chính của công trình.
-
Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Khảo sát mặt bằng kiến trúc và phân nhóm phụ tải tiêu thụ điện.
- Áp dụng các tiêu chuẩn và công thức chuyên ngành để xác định công suất tác dụng, phản kháng và biểu kiến.
- Thiết kế giải pháp cấp nguồn chính (lưới trung thế) và nguồn phụ (máy phát diesel dự phòng, bộ chuyển nguồn ATS).
- Thiết kế mạng phân phối điện động lực, mạng chiếu sáng, hệ thống chống sét và nối đất.
- Tính toán thông số kỹ thuật của các thiết bị chuyên dụng (máy bơm cấp nước sinh hoạt, quạt điều áp).
-
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện công trình dân dụng bao gồm mạng trung thế, trạm biến áp, phân phối hạ thế, chiếu sáng, động lực, chống sét và tiếp địa.
- Phạm vi không gian: Chung cư Phúc Lộc Thọ có quy mô 5 tầng, tổng diện tích mặt bằng $2650,\text{m}^2$, bao gồm 40 căn hộ cùng hệ thống tiện ích phụ trợ (khu kỹ thuật, hành lang, cầu thang, nhà xe, phòng bảo vệ).
- Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai từ ngày 15/09/2019 đến ngày 03/01/2020.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng
Quá trình tính toán, lựa chọn thông số kỹ thuật và bố trí thiết bị trong đồ án căn cứ trên các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam và quốc tế:
- IEC 60364-2009: Tiêu chuẩn quốc tế về hệ thống lắp đặt điện hạ áp (Low voltage electrical installation).
- TCVN 7447-2010: Hệ thống lắp đặt điện hạ áp.
- TCVN 9206-2012: Đặt thiết bị trong nhà ở và công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế.
- QCXDVN 01:2008/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dựng.
- TCVN 5699-2007: Thiết bị điện gia dụng và thiết bị điện tương tự.
Phương pháp tính toán phụ tải điện
Đồ án khảo sát và vận dụng các phương pháp xác định phụ tải tính toán tiêu chuẩn:
- Phương pháp hệ số nhu cầu ($k_{nc}$): $P_{tt} = k_{nc} \cdot \sum_{i=1}^{n} P_{đmi}$; $Q_{tt} = P_{tt} \cdot \tan\varphi$; $S_{tt} = \sqrt{P_{tt}^2 + Q_{tt}^2} = \frac{P_{tt}}{\cos\varphi}$. Hệ số công suất trung bình được tính theo công thức trọng số công suất.
- Phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích ($p_0$): $P_{tt} = p_0 \cdot F$, áp dụng trong giai đoạn sơ bộ hoặc khu vực có mật độ phân bố đồng đều.
- Phương pháp suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm ($w_0$): $P_{tt} = \frac{M \cdot w_0}{T_{max}}$.
- Phương pháp hệ số cực đại ($k_{max}$) và công suất trung bình ($P_{tb}$ / phương pháp số thiết bị hiệu quả $n_{hq}$): $P_{tt} = k_{max} \cdot k_{sd} \cdot P_{đm}$.
Phương pháp thiết kế chiếu sáng
- Phương pháp hệ số sử dụng (Utilization Factor): Xác định chiều cao treo đèn tính toán $h_{tt} = H_{tt} - h' - 0{,}8,\text{m}$; chỉ số hình học phòng $K = \frac{a \cdot b}{h_{tt}(a + b)}$; hệ số phản xạ trần - tường - sàn (chọn mức $80% - 50% - 20%$ cho thương nghiệp/dân dụng); tra hệ số sử dụng $CU$; xác định quang thông tổng yêu cầu $\Phi_{tổng} = \frac{E_{tc} \cdot S \cdot d}{CU}$ (với $d$ là hệ số bù/hệ số mất mát ánh sáng $LLF$); kiểm tra sai số quang thông cho phép trong dải từ $-10%$ đến $+20%$.
- Công cụ hỗ trợ: Ứng dụng phần mềm mô phỏng chiếu sáng DIALux và phần mềm tính toán thủy lực đường ống máy bơm Pipe Flow Wizard V1.12.
Nguồn dữ liệu
Dữ liệu đầu vào phục vụ thiết kế gồm hồ sơ bản vẽ kiến trúc AutoCAD mặt bằng các tầng, bảng thông số trắc địa hình học của công trình, bảng đặc tính kỹ thuật từ nhà sản xuất đèn (LED20S/830, HFS_451), máy biến áp, máy phát điện, khí cụ đóng cắt và cáp điện.
Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật
Hệ thống cung cấp điện cho chung cư 5 tầng được thiết kế theo cấu trúc phân tầng đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, tính liên tục của nguồn và khả năng cách ly sự cố.
Cấu trúc nguồn cấp điện và trạm biến áp
- Nguồn điện lưới chính: Lấy từ lưới trung thế 22kV 3 pha 50Hz của điện lực địa phương. Tuyến cáp ngầm trung thế sử dụng loại cáp $24,\text{kV}\text{ 3C-120},\text{mm}^2\text{ Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC}$, luồn trong ống xoắn HDPE DN150 chôn ngầm dẫn vào trạm hạ thế đặt tại tầng 1.
- Tủ trung thế: Thiết kế 2 ngăn lộ vào từ 2 nguồn riêng biệt nhằm tăng cường độ tin cậy và 1 ngăn lộ ra cấp đến máy biến áp.
- Máy biến áp: Sử dụng 01 máy biến áp khô công suất $1600,\text{kVA}$, cấp điện áp biến đổi $22/0{,}4,\text{kV}$ (điện áp hạ áp $230/400,\text{V}$, 3 pha 4 dây + tiếp đất E). Trạm có hệ thống nối đất riêng biệt với điện trở nối đất $R_{nđ} \le 4,\Omega$.
Nguồn dự phòng và bộ chuyển nguồn tự động
- Máy phát điện chính: Máy phát điện diesel 3 pha $220/380,\text{V}$, công suất liên tục/dự phòng (Prime/Standby) là $573/630,\text{kVA}$, dung tích bồn dầu dự trữ đáp ứng khả năng vận hành đầy tải liên tục trong 8 giờ.
- Máy phát điện phụ trợ: Bố trí 01 máy phát điện công suất $12,\text{kVA}$ ($230/400,\text{V}$, 50Hz) đặt tại tầng kỹ thuật làm nguồn cấp thứ 3 riêng biệt cho quạt điều áp buồng thang 2 (thang N3) và buồng đệm.
- Hệ thống chuyển nguồn tự động (ATS): Tự động phát tín hiệu khởi động máy phát và đóng điện cho phụ tải ưu tiên sau 10 giây kể từ khi mất lưới; tự động chuyển nguồn về điện lưới và tắt máy phát khi lưới phục hồi. Bộ ATS tích hợp khóa liên động cơ - điện và chế độ chuyển mạch bằng tay.
Mạng phân phối hạ thế và cấp bảo vệ
- Hệ thống thanh dẫn (Busway): Cấp điện từ đầu ra máy biến áp đến tủ phân phối chính (MSB) bằng thanh dẫn nhôm Busway 4W+50%E dòng định mức $2500,\text{A}$; cấp điện từ máy phát điện đến các tải ưu tiên bằng Busway nhôm 4W+50%E dòng định mức $1000,\text{A}$.
- Phân cấp bảo vệ 4 tầng: Phụ tải được bảo vệ liên động phân tầng: Tủ phân phối chính (MSB) $\rightarrow$ Busway/Tủ chức năng (MDB, EMSB, DB-SH) $\rightarrow$ Tủ điện tầng $\rightarrow$ Tủ điện phòng/căn hộ. Khí cụ đóng cắt hạ áp được tính toán phối hợp dòng định mức ($I_{đm}$) và dòng cắt ngắn mạch ($I_{cu}$) để cô lập sự cố cục bộ mà không gây gián đoạn các nhánh khác.
- Hệ thống tải ưu tiên và điện nhẹ: Tủ sự cố (EMSB) sử dụng cáp đồng chống cháy đi trên thang/máng cáp riêng. Phòng máy chủ, lưu trữ dữ liệu và hệ thống camera an ninh được cấp nguồn riêng từ MSB qua bộ lưu điện UPS. Bố trí dàn tụ bù tự động tại tủ MSB để nâng cao hệ số công suất hệ thống.
Nội dung chính theo từng chương
| Chương |
Tên chương trong văn bản |
Nội dung trọng tâm và kết quả tính toán kỹ thuật |
| Chương I |
Mở đầu |
Trình bày tính cấp thiết, mục đích, nhiệm vụ, giới hạn đồ án và quy mô công trình chung cư 5 tầng Phúc Lộc Thọ ($2650,\text{m}^2$, 40 căn hộ). |
| Chương II |
Phương pháp thiết kế |
Xác lập giải pháp cấp nguồn lưới 22kV (cáp ngầm 3C-120mm2), trạm biến áp khô 1600kVA, máy phát dự phòng (573/630kVA và 12kVA), ATS 10s, Busway nhôm (2500A, 1000A) và 4 cấp bảo vệ. |
| Chương III |
Thiết kế hệ thống điện |
Trình bày lý thuyết tính phụ tải và tính toán chiếu sáng chi tiết cho 4 nhóm phụ tải căn hộ và khu vực công cộng; tính toán công suất máy bơm nước sinh hoạt qua Pipe Flow Wizard. |
| Chương IV |
Xác định số lượng, công suất máy biến áp |
Tính chọn 01 máy biến áp khô 1600kVA (22/0,4kV) đặt tại phòng kỹ thuật tầng 1 nhằm đáp ứng phụ tải đỉnh của tòa nhà. |
| Chương V |
Xác định số lượng, công suất của máy phát điện |
Lựa chọn máy phát điện chính công suất 573/630kVA (chạy 8h đầy tải) và máy phát phụ 12kVA đặt tại tầng kỹ thuật cho quạt điều áp buồng thang. |
| Chương VI |
Lựa chọn tụ bù |
Tính toán dung lượng bù công suất phản kháng, cấu hình hệ thống tụ bù tự động nhằm cải thiện hệ số công suất toàn hệ thống. |
| Chương VII |
Chọn dây dẫn và cáp |
Xác định tiết diện cáp trung thế 24kV 3C-120mm2 luồn ống HDPE DN150, cáp hạ thế, cáp chống cháy cấp nguồn cho tủ EMSB và thang máng cáp. |
| Chương VIII |
Chọn Circuit Breaker |
Tính chọn máy cắt hạ áp (ACB, MCCB, MCB) theo 4 cấp bảo vệ, kiểm tra khả năng cắt dòng ngắn mạch và điều kiện phối hợp chọn lọc. |
| Chương IX |
Lựa chọn tủ điện |
Quy hoạch và lựa chọn vỏ tủ, cách bố trí thiết bị cho các tủ MSB, MDB, EMSB, DB-SH, tủ điện tầng và tủ điện từng căn hộ. |
| Chương X |
Lựa chọn thiết bị đo lường |
Bố trí đồng hồ đa năng (đo U, I, f, cos$\varphi$, P, Q) tại tủ tầng và hệ thống công tơ đo đếm điện lực cho từng căn hộ, gian hàng. |
| Chương XI |
Thiết kế chiếu sáng |
Tính toán độ rọi, quang thông, hệ số CU và số lượng bộ đèn LED/huỳnh quang cho từng phòng chức năng theo tiêu chuẩn. |
| Chương XII |
Thiết kế hệ thống nối đất |
Tính toán mạng tiếp địa an toàn, tiếp địa làm việc của trạm biến áp với yêu cầu điện trở đất $R_{nđ} \le 4,\Omega$. |
| Chương XIII |
Thiết kế chống sét |
Thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét đánh thẳng cho công trình và hệ thống cắt lọc sét lan truyền trên đường nguồn. |
| Chương XIV |
Lập bảng dự toán cho công trình |
Lập bảng thống kê khối lượng vật tư, thiết bị đóng cắt, dây cáp và tính toán tổng mức dự toán cho các tủ điện chính. |
| Chương XV |
Tổng kết |
Đánh giá mức độ hoàn thành các yêu cầu thiết kế kỹ thuật, độ an toàn, tính kinh tế và khả năng vận hành của hệ thống. |
Chi tiết tính toán kỹ thuật tại Chương III
Phụ tải tòa nhà được phân chia thành 4 nhóm chính để tính toán chiếu sáng và phụ tải ổ cắm:
- Nhóm I (Khối căn hộ loại 1 - 2 phòng ngủ, diện tích sàn $6{,}52,\text{m} \times 6{,}86,\text{m}$):
- Phòng ngủ 1 ($S = 8{,}913,\text{m}^2$, $H_{tt} = 3{,}1,\text{m}$, $h_{tt} = 2{,}3,\text{m}$, $K = 0{,}65$, $CU = 0{,}61$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): Chọn 1 bộ đèn công suất $22,\text{W}$.
- Phòng ngủ 2 ($S = 8{,}913,\text{m}^2$, $K = 0{,}65$, $CU = 0{,}61$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): Chọn 1 bộ đèn công suất $22,\text{W}$.
- Phòng khách & phòng ăn ($S = 12{,}07,\text{m}^2 + 4{,}572,\text{m}^2$, $K = 1{,}2$, $CU = 0{,}77$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): Chọn 3 bộ đèn tổng công suất $66,\text{W}$.
- Phòng tắm & WC ($S = 2{,}856,\text{m}^2$, $K = 0{,}35$, $CU = 0{,}51$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): Chọn 1 bộ đèn công suất $22,\text{W}$.
- Tổng công suất chiếu sáng căn hộ Nhóm I: $\sum P_{I} = 22 + 22 + 66 + 22 = 132,\text{W}$. Bố trí 4 ổ cắm 3 chấu.
- Nhóm II (Khối căn hộ loại 2 - 3 phòng ngủ):
- Phòng ngủ 1 ($S = 9{,}508,\text{m}^2$, $CU = 0{,}61$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): 1 bộ đèn $22,\text{W}$.
- Phòng ngủ 2 ($S = 9{,}452,\text{m}^2$, $CU = 0{,}61$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): 1 bộ đèn $22,\text{W}$.
- Phòng ngủ 3 ($S = 9{,}652,\text{m}^2$, $CU = 0{,}61$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): 1 bộ đèn $22,\text{W}$.
- Phòng khách & bếp ($S = 26{,}973,\text{m}^2$, $K = 1{,}93$, $CU = 0{,}91$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): 4 bộ đèn tổng công suất $88,\text{W}$.
- Nhà vệ sinh ($S = 2{,}76,\text{m}^2$, $CU = 0{,}51$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): 1 bộ đèn $22,\text{W}$.
- Tổng công suất chiếu sáng căn hộ Nhóm II: $\sum P_{II} = 22 + 22 + 22 + 88 + 22 = 176,\text{W}$. Bố trí 6 ổ cắm 3 chấu.
- Nhóm III (Khối căn hộ loại 3 - 1 phòng ngủ):
- Phòng ngủ ($S = 9{,}118,\text{m}^2$, $CU = 0{,}61$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): 1 bộ đèn $22,\text{W}$.
- Phòng khách & ăn ($S = 13{,}317,\text{m}^2 + 6{,}626,\text{m}^2$, $K = 1{,}35$, $CU = 0{,}83$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): 3 bộ đèn tổng công suất $66,\text{W}$.
- Vệ sinh & tắm ($S = 2{,}856,\text{m}^2$, $CU = 0{,}51$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): 1 bộ đèn $22,\text{W}$.
- Tổng công suất chiếu sáng căn hộ Nhóm III: $\sum P_{III} = 22 + 66 + 22 = 110,\text{W}$. Bố trí 3 ổ cắm 3 chấu.
- Nhóm IV (Khu vực công cộng và kỹ thuật):
- Cầu thang khu A ($S = 18{,}48,\text{m}^2$, $K = 0{,}9$, $CU = 0{,}7$, $E_{yc} = 75,\text{lux}$): 1 bộ đèn.
- Cầu thang khu B ($S = 19{,}404,\text{m}^2$, $K = 0{,}9$, $CU = 0{,}7$, $E_{yc} = 75,\text{lux}$): 1 bộ đèn.
- Hành lang tầng 1 ($S = 62{,}831,\text{m}^2$, $K = 2{,}3$, $CU = 0{,}96$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): 3 bộ đèn.
- Hành lang tầng 2, 3, 4, 5 ($S = 82{,}748,\text{m}^2$, $CU = 0{,}96$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): 5 bộ đèn/tầng.
- Phòng kỹ thuật điện ($S = 22{,}7,\text{m}^2$, $K = 1{,}0$, $CU = 0{,}78$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): 1 bộ đèn ($17000,\text{lm}$).
- Phòng kỹ thuật nước ($S = 18{,}1,\text{m}^2$, $CU = 0{,}78$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): 1 bộ đèn ($17000,\text{lm}$).
- Phòng làm việc kỹ thuật ($S = 40{,}3,\text{m}^2$, $K = 1{,}4$, $CU = 0{,}91$, $E_{yc} = 100,\text{lux}$): 1 bộ đèn.
- Phòng bảo vệ - trực ($S = 6{,}556,\text{m}^2$, $K = 0{,}6$, $CU = 0{,}51$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): 2 bộ đèn.
- Phòng vệ sinh bảo vệ ($S = 2{,}943,\text{m}^2$, $K = 0{,}3$, $CU = 0{,}51$, $E_{yc} = 200,\text{lux}$): 1 bộ đèn.
- Gara để xe ($S = 165,\text{m}^2$, $K = 3{,}4$, $CU = 0{,}91$, $E_{yc} = 75,\text{lux}$): 14 bộ đèn.
- Tính toán máy bơm cấp nước sinh hoạt:
- Cung cấp nước cho bồn trữ dung tích $30,\text{m}^3$ ($30.000,\text{lít}$), ống dẫn thép DN25 (đường kính trong $25,\text{mm}$), chiều cao đẩy $23,\text{m}$, chiều dài tổng ống $0{,}5,\text{m}$. Lưu lượng bơm: $30.000,\text{lít/h} \approx 4{,}1666,\text{lít/giây}$.
- Tính toán bằng Pipe Flow Wizard V1.12 cho cột áp tổn thất tổng trên đường ống: $1.027.600,\text{Pa}$.
- Công thức tính công suất điện máy bơm: $P_{bơm} = \frac{\text{Áp lực (Pa)} \times 10^{-3} \times \text{Lưu lượng (lít/s)}}{\eta}$ (với hiệu suất $\eta = 0{,}65 \div 0{,}9$).
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật đạt được
Đồ án đã hoàn thành hồ sơ thuyết minh thiết kế hệ thống cung cấp điện chi tiết với các thông số cấu hình cụ thể:
| Hạng mục hệ thống |
Thông số và cấu hình kỹ thuật thiết kế |
| Trạm biến áp |
01 máy biến áp khô $1600,\text{kVA}$, $22/0{,}4,\text{kV}$ (3 pha 4 dây + E), đặt tại tầng 1. |
| Cáp ngầm trung thế |
Cáp $24,\text{kV}\text{ 3C-120},\text{mm}^2\text{ Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC}$ luồn trong ống HDPE DN150. |
| Nối đất trạm điện |
Hệ tiếp địa riêng biệt bằng cọc và thanh đồng, điện trở $R_{nđ} \le 4,\Omega$. |
| Máy phát dự phòng chính |
01 máy phát diesel $220/380,\text{V}$, công suất $573/630,\text{kVA}$ (Prime/Standby), bồn dầu chạy 8h. |
| Máy phát chuyên dụng |
01 máy phát điện $12,\text{kVA}$, $230/400,\text{V}$ cấp nguồn thứ 3 cho quạt điều áp buồng thang N3. |
| Bộ chuyển nguồn ATS |
Tự động chuyển đổi sau 10 giây khi mất điện lưới, tích hợp khóa liên động điện - cơ. |
| Thanh dẫn hạ thế |
Busway nhôm 4W+50%E $2500,\text{A}$ (từ MBA sang MSB) và Busway nhôm 4W+50%E $1000,\text{A}$ (máy phát). |
| Bảo vệ hệ thống |
Phân tầng 4 cấp (MSB $\rightarrow$ Tủ chức năng/Busway $\rightarrow$ Tủ tầng $\rightarrow$ Tủ phòng). |
| Chiếu sáng căn hộ |
Căn hộ nhóm I ($132,\text{W}$), căn hộ nhóm II ($176,\text{W}$), căn hộ nhóm III ($110,\text{W}$). |
Giải pháp và kiến nghị của tác giả
- Tăng cường cấp nguồn cho an toàn PCCC: Thiết kế riêng tuyến cấp nguồn thứ 3 bằng máy phát $12,\text{kVA}$ chuyên trách cho quạt tăng áp buồng đệm thang N3, hạn chế rủi ro ngạt khói khi có cháy.
- Sử dụng Busway và cáp chống cháy: Sử dụng hệ thống thanh dẫn Busway nhôm chịu dòng lớn thay cho nhiều sợi cáp hạ thế song song giúp tiết kiệm không gian hộp kỹ thuật; dùng cáp chống cháy đi trên máng riêng cho tủ điện sự cố (EMSB).
- Trang bị hệ thống giám sát đa năng: Lắp đặt đồng hồ đo lường đa chỉ số tại các tủ tầng nhằm hỗ trợ quản lý tổn thất điện năng và giám sát chất lượng lưới điện nội bộ.
Đóng góp của đề tài
Đồ án xây dựng một giải pháp thiết kế hoàn chỉnh từ khâu trung thế, trạm biến áp, hạ thế, chiếu sáng đến động lực và PCCC cho một công trình chung cư quy mô vừa (5 tầng, 40 căn hộ). Toàn bộ quy trình tính toán kết hợp đồng bộ giữa lý thuyết giải tích truyền thống và các công cụ phần mềm chuyên dụng (DIALux, Pipe Flow Wizard), tuân thủ đúng các tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam và IEC.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đồ án
- Phần thiết kế thi công chi tiết trạm biến áp trung thế ngoài trời và tuyến cáp ngầm $22,\text{kV}$ đấu nối vào lưới điện khu vực chỉ dừng ở mức tính chọn sơ bộ theo giao tiếp ranh giới, do theo quy định thực tế hạng mục này thuộc thẩm quyền triển khai của cơ quan Điện lực địa phương.
- Các tính toán kinh tế và dự toán mới chỉ tập trung vào các tủ điện phân phối chính và thiết bị đóng cắt chủ lực, chưa bóc tách toàn diện dự toán chi tiết toàn bộ mạng dây dẫn nhánh và phụ kiện lắp đặt phụ trợ.
Hướng phát triển
- Nghiên cứu tích hợp hệ thống quản lý tòa nhà thông minh (BMS - Building Management System) để giám sát, điều khiển tự động hệ thống chiếu sáng công cộng, hệ thống bơm nước và tối ưu hóa biểu đồ phụ tải theo thời gian thực.
- Khảo sát khả năng lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời áp mái kết hợp hòa lưới có lưu trữ trên mái tòa nhà nhằm giảm thiểu điện năng tiêu thụ từ lưới cho các khu vực tiện ích chung.
Giá trị tham khảo
Tài liệu đồ án là nguồn tư liệu tham khảo phục vụ các nhóm đối tượng:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện, Điện - Điện tử, Hệ thống điện, Điện công nghiệp: Tham khảo quy trình tính toán phụ tải điện, thiết kế chiếu sáng từng bước bằng phương pháp hệ số sử dụng, phương pháp tính chọn công suất máy biến áp, máy phát điện dự phòng, lựa chọn Busway và phối hợp bảo vệ bằng CB nhiều cấp.
- Kỹ sư thiết kế cơ điện (M&E) công trình: Sử dụng các bảng tra cứu hệ số sử dụng đèn ($CU$), thông số cáp trung thế $24,\text{kV}$, cấu hình ATS và giải pháp phân cấp nguồn cấp điện an toàn PCCC cho các tòa nhà chung cư quy mô tương tự.
Câu hỏi thường gặp
1. Quy mô diện tích và số lượng căn hộ của công trình Chung cư Phúc Lộc Thọ trong đồ án là bao nhiêu?
Công trình có tổng diện tích sàn là $2650,\text{m}^2$, quy mô 5 tầng với tổng số 40 căn hộ sinh hoạt cùng các khu vực phụ trợ kỹ thuật, hành lang, nhà xe và phòng bảo vệ.
2. Giải pháp cấp nguồn chính và nguồn dự phòng của tòa nhà được thiết kế như thế nào?
Nguồn chính lấy từ lưới điện $22,\text{kV}$ qua tuyến cáp ngầm $24,\text{kV}\text{ 3C-120},\text{mm}^2$ cấp cho 01 máy biến áp khô $1600,\text{kVA}$ ($22/0{,}4,\text{kV}$). Nguồn dự phòng gồm 01 máy phát điện chính $573/630,\text{kVA}$ (bồn dầu chạy $8,\text{h}$ đầy tải) liên động qua tủ ATS chuyển đổi trong 10 giây và 01 máy phát điện phụ $12,\text{kVA}$ đặt tại tầng kỹ thuật.
3. Tuyến dẫn điện từ đầu ra máy biến áp và máy phát đến tủ điện chính sử dụng giải pháp gì?
Hệ thống sử dụng thanh dẫn nhôm Busway 4W+50%E dòng định mức $2500,\text{A}$ dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối chính MSB và Busway nhôm 4W+50%E dòng $1000,\text{A}$ dẫn nguồn từ máy phát điện dự phòng.
4. Tổng công suất chiếu sáng tính toán cho từng loại căn hộ trong chung cư là bao nhiêu?
Công suất chiếu sáng tính toán gồm: căn hộ Nhóm I (2 phòng ngủ) là $132,\text{W}$, căn hộ Nhóm II (3 phòng ngủ) là $176,\text{W}$, và căn hộ Nhóm III (1 phòng ngủ) là $110,\text{W}$.
5. Đồ án xử lý nguồn điện cấp cho hệ thống quạt điều áp buồng thang thoát hiểm PCCC như thế nào?
Ngoài nguồn lưới và máy phát chính, đồ án thiết kế bổ sung một nguồn máy phát điện độc lập thứ ba có công suất $12,\text{kVA}$ ($230/400,\text{V}$) đặt tại tầng kỹ thuật để cấp riêng cho quạt điều áp buồng thang N3 và buồng đệm.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà chung cư 5 tầng" đã hoàn thành trọn vẹn các yêu cầu kỹ thuật đặt ra về tính toán phụ tải, thiết kế chiếu sáng, lựa chọn trạm biến áp $1600,\text{kVA}$, máy phát điện dự phòng, thanh dẫn Busway và hệ thống bảo vệ 4 cấp. Giải pháp thiết kế đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật (TCVN, IEC), đảm bảo tính liên tục của nguồn điện và tối ưu hóa công năng sử dụng cho 40 căn hộ của chung cư Phúc Lộc Thọ. Toàn bộ hồ sơ thuyết minh và bản vẽ cung cấp một tài liệu kỹ thuật có cấu trúc mạch lạc, chuẩn xác, phục vụ hữu ích cho công tác học tập và nghiên cứu chuyên ngành Kỹ thuật Điện.
