Luận văn thiết kế cấp điện hầm Kinh Đô Ánh Sáng - ĐH GTVT

Luận văn thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hầm gửi xe Kinh Đô Ánh Sáng, ứng dụng phần mềm Revit. Bao gồm tính toán phụ tải, chiếu sáng, trạm biến áp.

• Tác giả: Nguyễn Trường Quân
• Người hướng dẫn: Th.S Lưu Thiện Quang
• Trường học: Trường Đại học Giao thông Vận tải TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện – Điện tử
• Đề tài: Thiết kế Hệ thống Cung cấp Điện cho Hầm Kinh Đô Ánh Sáng (KDAS); Ứng dụng Phần mềm Revit vào Thiết kế Cơ điện Hầm Gửi Xe
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Thiết kế hệ thống cung cấp điện hầm gửi xe KDAS Tổng quan

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hầm gửi xe Kinh Đô Ánh Sáng (KDAS) là một dự án phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp giữa kỹ thuật điện và quản lý dự án. Dự án này nhằm mục đích tạo ra một hệ thống điện an toàn, hiệu quả và bền vững, đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Hầm KDAS bao gồm nhiều khu vực chức năng khác nhau, từ khu vực để xe máy, xe hơi, xe điện đến các khu vực phụ trợ như văn phòng, phòng quạt, và dốc lên xuống hầm.

1.1. Giới thiệu về dự án hầm gửi xe Kinh Đô Ánh Sáng KDAS

Hầm gửi xe Kinh Đô Ánh Sáng (KDAS) nằm tại trung tâm thành phố Hồ Chí Minh, với tổng diện tích hơn 10.000m², gồm 5 tầng hầm. Dự án được thiết kế để chứa hơn 1.000 xe máy, 300 xe hơi và 100 xe điện, đồng thời cung cấp các dịch vụ hỗ trợ như sạc xe điện, giám sát an ninh và hệ thống thông gió.

1.2. Yêu cầu thiết kế cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện cho hầm KDAS phải đảm bảo tính ổn định, an toàn và hiệu quả. Các yêu cầu cụ thể bao gồm: cung cấp điện liên tục 24/7, khả năng chịu tải cao, hệ thống bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch, và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật như TCVN 6756:2001 và IEC 60364-4-41.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế hệ thống cung cấp điện hầm gửi xe KDAS

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hầm KDAS gặp nhiều thách thức, bao gồm việc đảm bảo tính ổn định và an toàn trong môi trường đặc biệt như hầm ngầm, nơi có nhiều yếu tố ảnh hưởng như nhiệt độ, độ ẩm và khói. Ngoài ra, việc phân phối điện đồng đều cho các khu vực chức năng khác nhau cũng là một thách thức lớn. Hệ thống phải được thiết kế sao cho có thể dễ dàng bảo trì và sửa chữa, đồng thời giảm thiểu chi phí vận hành.

2.1. Thách thức về môi trường

Hầm ngầm thường có môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ cao, độ ẩm lớn và nguy cơ cháy nổ cao. Điều này đòi hỏi việc sử dụng các thiết bị điện có khả năng chịu đựng được môi trường khắc nghiệt và có hệ thống bảo vệ phù hợp.

2.2. Thách thức về phân phối điện

Phân phối điện đồng đều cho các khu vực chức năng khác nhau trong hầm gửi xe là một thách thức lớn. Cần đảm bảo rằng mỗi khu vực nhận đủ điện năng cần thiết mà không gây quá tải hoặc lãng phí điện năng.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống cung cấp điện hầm gửi xe KDAS

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hầm KDAS được thực hiện theo các bước sau: phân tích nhu cầu sử dụng, xác định phụ tải, lựa chọn thiết bị và hệ thống phân phối điện, tính toán và thiết kế hệ thống bảo vệ, và cuối cùng là thử nghiệm và kiểm tra hệ thống. Mỗi bước đều có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và hiệu quả của hệ thống.

3.1. Phân tích nhu cầu sử dụng

Phân tích nhu cầu sử dụng là bước đầu tiên trong quá trình thiết kế. Đơn vị thiết kế cần thu thập thông tin về công suất tiêu thụ của các thiết bị, thời gian hoạt động, và các yêu cầu đặc biệt của từng khu vực. Thông tin này sẽ giúp xác định phụ tải tính toán chính xác.

3.2. Xác định phụ tải

Xác định phụ tải là bước quan trọng để lựa chọn thiết bị phù hợp. Các phương pháp tính toán phổ biến bao gồm: phương pháp hệ số sử dụng, phương pháp suất tiêu hao điện năng, và phương pháp Kmax. Việc tính toán phụ tải chính xác giúp tránh tình trạng quá tải và lãng phí điện năng.

3.3. Lựa chọn thiết bị và hệ thống phân phối điện

Lựa chọn thiết bị và hệ thống phân phối điện dựa trên kết quả tính toán phụ tải. Các thiết bị cần đáp ứng yêu cầu về công suất, hiệu suất, và độ tin cậy. Hệ thống phân phối điện phải được thiết kế sao cho dễ dàng bảo trì và mở rộng trong tương lai.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Ứng dụng thực tiễn của hệ thống cung cấp điện hầm gửi xe KDAS đã được thực hiện thông qua việc sử dụng phần mềm Revit để thiết kế cơ điện. Phần mềm này giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế, giảm thiểu lỗi và tăng hiệu quả công việc. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống điện đã đạt được các tiêu chí về an toàn, hiệu quả và bền vững, đồng thời đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng.

4.1. Sử dụng phần mềm Revit trong thiết kế

Phần mềm Revit được sử dụng để thiết kế hệ thống cơ điện, bao gồm hệ thống cung cấp điện, hệ thống chiếu sáng, và hệ thống thông gió. Phần mềm này giúp tạo ra mô hình 3D chính xác, cho phép các kỹ sư kiểm tra và điều chỉnh thiết kế một cách dễ dàng.

4.2. Kết quả nghiên cứu và đánh giá

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống cung cấp điện hầm KDAS đã đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và an toàn. Hệ thống được đánh giá cao về tính ổn định, khả năng chịu tải và hiệu quả năng lượng. Các thiết bị bảo vệ được thiết kế phù hợp, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và hệ thống.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống cung cấp điện hầm gửi xe KDAS

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hầm gửi xe KDAS đã thành công trong việc tạo ra một hệ thống điện an toàn, hiệu quả và bền vững. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều tiềm năng để cải thiện và tối ưu hóa hệ thống trong tương lai, như việc ứng dụng công nghệ thông minh và năng lượng tái tạo. Việc nghiên cứu và phát triển tiếp tục sẽ giúp nâng cao chất lượng dịch vụ và giảm thiểu tác động môi trường.

5.1. Tổng kết dự án

Dự án thiết kế hệ thống cung cấp điện hầm KDAS đã hoàn thành đúng tiến độ và đạt được các mục tiêu đề ra. Hệ thống điện đã được lắp đặt và vận hành ổn định, đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng và tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật.

5.2. Định hướng phát triển tương lai

Trong tương lai, có thể ứng dụng công nghệ thông minh như IoT và AI để tối ưu hóa hệ thống cung cấp điện. Bên cạnh đó, việc sử dụng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời cũng là một hướng đi tiềm năng, giúp giảm chi phí vận hành và bảo vệ môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cung cấp điện 1.1 Khái quát về cung cấp điện Năng lượng điện hay còn gọi là điện năng, hiện nay đã là một dạng năng lượng phổ biến, sản lượng hàng năm trên Thế Giới ngày càng tăng. Sở dĩ điện năng được thông dụng như vậy vì nó có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác, dễ truyền tải đi xa, hiệu suất cao. Trong quá trình sản xuất và phân phối, điện năng có một số đặc điểm chính như sau: - Điện năng sản xuất ra nói chung không tích trữ được (trừ một vài trường hợp cá biệt với công suất nhỏ người ta dùng pin hoặc acquy làm bộ phận tích trữ). Tại mọi lúc, ta phải đảm bảo cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ kể cả những tổn thất do truyền tải điện.

- Quá trình về điện xảy ra rất nhanh. Ví dụ sóng điện từ lan truyền trong dây dẫn với tốc độ rất lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng, quá trình sóng sét lan truyền, quá trình quá độ ngắn mạch xảy ra rất nhanh. Do đó đòi hỏi phải sử dụng thiết bị tự động trong vận hành, trong điều độ, trong điều khiển…. - Thứ ba là lĩnh vực công nghiệp có liên quan hầu hết các ngành kinh tế quốc dân.

Đó là một trong những động lực tăng năng suất lao động, tạo nên sự phát triển nhẹ nhàng trong cấu trúc kinh tế. - các dạng nguồn điện: ● Nhà máy nhiệt điện ● Nhà máy điện nguyên tử ● Nhà máy thủy điện ● Nhà máy điện dùng sức gió ● Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời 10 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Lưu Thiện Quang Điện năng sau khi được sản xuất tại nhà máy điện sẽ được truyền tải, phân phối đến các hộ tiêu dùng nhờ mạng lưới điện, hệ thống này gồm các khâu: phát điện, truyền tải, phân phối và sử dụng.2 Yêu cầu thiết kế cung cấp điện Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho các hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng và chất lượng trong phạm vi cho phép. Một phương pháp cung cấp điện được xem là hợp lý khi thỏa mãn các nhu cầu sau: - Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm ngoại tệ quý và vật tư hiếm. - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ.

- Chi phí vận hành hàng năm thấp. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. - Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa. - Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện áp biến nhất và nằm trong phạm vi cho phép so với định mức.3 Các bước thiết kế cung cấp điện - Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho dự án - Xác định phụ tải tính toán cho dự án - Tính toán chọn máy biến áp và máy phát điện dự phòng.

- Tính toán dung lượng tụ bù nâng cao hệ số công suất. - Chọn sơ đồ nối dây là tiết diện dây dẫn. - Tính chọn và kiểm tra các thiết bị điện. - Tính toán tổn thất điện năng trong mạng điện.

- Tính toán nối đất và chống sét.4 Tiêu chuẩn cung cấp điện mạng hạ áp - TCVN 7114-1:2018: Chiếu sáng nơi làm việc-Phần 1: Trong nhà. - Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09:2013/BXD - Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN 05:2008/BXD - Quyết định của Bộ Y Tế QĐ/BYT 3733/2002 - TCVN 9206:2012 Đặt thiết bị điện trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế. - TCVN 9207:2012 Đặt đường dẫn điện trong nhà ở và công trình công cộng - Tiêu chuẩn thiết kế. - 11 TCN - 18 - 2006 Quy phạm trang bị điện.

11 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Lưu Thiện Quang - QCVN 12 - 2014: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện của nhà ở và nhà công cộng. - TCVN 9358 - 2012: lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị cho các công trình công nghiệp - yêu cầu chung.2 Giới thiệu về dự án hầm gửi xe Kinh Đô Ánh Sáng (Hầm KDAS) 1.1 Giới thiệu mặt bằng tổng thể Tên dự án: Hầm gửi xe Kinh Đô Ánh Sáng Chủ đầu Tư: Tập đoàn Vingroup Tọa Lạc: Huyện Văn Giang, Tỉnh Hưng Yên - Hầm Kinh Đô Ánh Sáng được xây dựng trên diện tích đất 3000 m, bao gồm một tầng hầm để xe phía dưới, và phía trên là công viên đi bộ dài 2km.1: Hình ảnh thực tế dự án Hầm KDAS 1.2 Giới thiệu các thiết bị tiêu thụ điện trong dự án - Thiết bị chiếu sáng: LED tube, Downlight, Emergency. - Nguồn ổ cắm - Các thiết bị điện gia dụng. 12 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Lưu Thiện Quang - dàn lạnh, dàn nóng điều hòa VRV - Hệ thống quạt tạo áp, quạt hút.

- Hệ thống bơm cấp nước, thoát nước, xử lý nước thải. - Hệ thống bơm PCCC. - Hệ thống điện nhẹ.3 Phương án phân phối điện Dự án được cấp điện từ lưới điện lực 22/0. Từ tủ trung thế cấp điện cho 2 máy biến áp, từ đó sẽ cấp điện cho tủ MSB1 và MSB2.

Sau đó tủ MSB sẽ cấp ra các tủ phân phối từng ZONE. Khi có sự cố mất điện thì sẽ có phương pháp dự phòng cấp nguồn từ máy phát điện cho cả 2 tủ MSB. Khi có sự cố cháy, máy phát điện tại tủ MSB2 sẽ cấp điện cho các tải ưu tiên. 13 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Lưu Thiện Quang CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 2.Tổng quan về thiết kế chiếu sáng Trong cuộc sống hằng ngày, ngoài việc sử dụng nguồn sáng tự nhiên từ nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời, nguồn sáng nhân tạo cũng có vai trò rất quan trọng, phổ biến nhất trong chiếu sáng nhân tạo là sử dụng đèn chiếu sáng vì: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo được ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên.1 Yêu cầu chung trong thiết kế chiếu sáng Mục đích của chiếu sáng là cung cấp một môi trường được môi trường ánh sáng đầy đủ tiện nghi với các yêu cầu sau: - Không gian làm việc đạt độ rọi yêu cầu của nội thất theo tính chất hoạt động của nó - Các đèn chiếu sáng có nhiệt độ màu, chỉ số hoàn màu phù hợp tạo cảm giác nhìn tự nhiên, thoải mái, không gây cảm giác căng thẳng, khó chịu quá mức.

Đặc biệt, phải hạn chế được vấn đề độ chói quá cao gây khó chịu cho mắt. - Việc bố trí và lắp đặt đèn chiếu sáng hài hòa với kiến trúc không gian, vừa phân bố đồng đều ánh sáng đến các vị trị làm việc, vừa tạo mĩ quan trong không gian làm việc. - Một số yêu cầu khác như tiết kiệm năng lượng, không làm nhiệt độ phòng quá mức, kinh tế.2 Các nội dung chính của thiết kế chiếu sáng - Thu thập dữ liệu ban đầu - Bố trí đèn - Kiểm tra độ rọi thực tế 2.2 Phương pháp tính toán và thiết kế chiếu sáng 2.1 phương pháp suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị sản xuất. Đây là phương pháp gần đúng dựa trên kinh nghiệm thực tế, người ta tổng kết lại được suất phụ tải chiếu sáng cho một số khu vực làm việc đặc thù trên đơn vị diện tích sản xuất.

Nếu biết được diện tích cần tính toán chiếu sáng có thể xác định được công suất cần cho chiếu sáng theo công thức sau: Pcs = P0 x S Trong đó: - P0 [W/m2] - Suất phụ tải chiếu sáng. 14 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Lưu Thiện Quang - S [m2] - Diện tích cần tính toán chiếu sáng.2 Phương pháp hệ số sử dụng Phương pháp này toàn bộ quang thông phát ra từ tất cả các đèn, chỉ có một số nào đó đến được bền mặt của diện tích cần được thiết kế chiếu sáng thì gọi là phần quang thông hữu ích. Từ đó ta có được hệ số sử dụng quang thông được tính theo công thức sau: Trong đó: - hoặc là tổng quang thông chiếu tới diện tích sản xuất - là tổng quang thông phát ra của đèn - là quang thông phát ra từ một đèn - n là tổng số đèn - Ksd là hệ số sử dụng quang thông Chú ý: hệ số sử dụng quang thông có thể tra được từ các bảng tra: K sd = ƒ(loại đèn; φ; ρtrần; ρtường ; ρnền).3 Phương pháp tính toán điểm Ở phương pháp này, độ rọi chiếu trực tiếp từ các đèn tới, vì vậy chúng ta sẽ tính độ rọi từ một đèn đến một diện tích dS tại điểm A như hình: Xác định độ rọi của đèn tới một điểm Trong đó: 15 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Lưu Thiện Quang - β là góc tạo bởi pháp tuyến của dS với tia tới - α là góc tạo bởi đường thẳng đứng và tía tới - R là khoảng cách từ đèn tới điểm A - H là độ cao của đèn Ta có công thức phần diện tích vuông góc với tia tới là dS Mặt khác năng lượng quang thông từ đèn gửi tới diện tích dS theo hướng ta có thể xác định theo biểu thức: Từ định nghĩa về độ rọi ta có công thức: 2.3 Tính toán thiết kế chiếu sáng cho dự án - Tầng hầm bao gồm phòng quạt bể chứa và bãi đỗ xe,.1 Khu vực Zone 1 (khu vực để xe máy): - Kích thước: chiều dài: a = 108m, chiều rộng: b = 75 m, độ cao: H = 3.6 m, Trần trắng, tường vàng nhạt, sàn xám. - Khu để xe ta chọn độ rọi Eyc = 75 lx, URGL = 28, Ra = 40.

( The o TCVN 7114 - 1 : 2008 ) - = a * b = 108 * 75 = 8100 (m2) - Tra biểu đồ Kruithof: → T = 2500 ÷ 3000° K - Chọn đèn LED tuýt đôi: LEDtube HO 20W 730/740/765 T8 AP I G có T = 3000 0K, = 2100 lm, P = 20 w, =0.75 - Chiếu sáng trực tiếp: → Chọn đèn LEDtube đôi 40 w → = 40 w - Xác định độ cao của đèn h’ = 0 → J = 0 → h = 3.5 m - Bố trí đèn và xác định số lượng đèn tối thiểu: Tra bảng chọn tỉ số S/H: / h = 1.75 (m) 16 Luận văn tốt nghiệp GVHD: Th.s Lưu Thiện Quang  = = = 24 (bộ đèn)  = = = 20 (bộ đèn)  = * = 24 * 20 = 480 (bộ đèn) - Xác định quang thông tổng của các đèn chiếu sáng: = 11.44 Tra bảng hệ số bù ta có: d = 1.25 (môi trường ít bụi) Trần trắng(ρtr =0.8), tường màu vàng nhạt(ρt=0.