Nghiên cứu, thiết kế lắp đặt tủ tự động điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

TÊN ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ LẮP ĐẶT TỦ CHIẾU SÁNG CÔNG
CỘNG”
Mã số đề tài:

Họ, tên sinh viên chịu trách nhiệm chính: Nguyễn Hữu Tuấn
Ngành học: Kỹ thuật Điện – Điện tử

Khóa học: K56

Khoa: Khoa Kỹ thuật – Công nghệ

Quảng Bình, năm 2016
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

TÊN ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ LẮP ĐẶT TỦ CHIẾU SÁNG CÔNG
CỘNG”
Mã số đề tài:

Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật công nghệ
Sinh viên tham gia nghiên cứu đề tài:
1) Họ, tên: Bùi Thanh Vũ
Khoa: Kỹ thuật – Công nghệ
2) Họ, tên: Nguyễn Hữu Tuấn Khoa: Kỹ thuật – Công nghệ
3) Họ, tên: Dương Văn Thương Khoa: Kỹ thuật – Công nghệ
4)Họ, tên : Trần Quang Diễn
Khoa:Kỹ thuật – Công nghệ

Năm thứ: 2
Năm thứ: 2
Năm thứ: 3
Năm thứ: 3

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Đoài

Quảng Bình, năm 2016
2


MỤC LỤC
Nội dung

Trang

Mục lục

3

Danh mục các bảng biểu

5

Danh mục các chữ viết tắt

5

Thông tin kết quả nghiên cứu

6

Thông tin về sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài
PHẦN 1: MỞ ĐẦU ............................................................................................. 9
Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 9
Lịch sử vấn đề nghiên cứu ............................................................................ 10
Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 10
Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 10
Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu ............................................. 10
Kế hoạch nghiên cứu ..................................................................................... 11
Dự kiến kết quả đạt được của đề tài và khả năng ứng dụngError! Bookmark
not defined.
Kinh phí: ........................................................ Error! Bookmark not defined.
PHẦN 2: NỘI DUNG ....................................................................................... 12
CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN CHIẾU
SÁNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG HIỆN CÓ Ở TP
ĐỒNG HỚI
12
1.1. Hệ thống chiếu sáng công cộng đường Hữu Nghị ................................. 12
1.1.1. Bố trí chiếu sáng: ............................................................................ 12
1.1.2. Phương pháp điều khiển chiếu sáng................................................ 13

1.2. Hệ thống chiếu sáng công cộng đường Trần Hưng Đạo........................ 13
1.2.1. Bố trí chiếu sáng: ............................................................................ 13
1.2.2. Phương pháp điều khiển chiếu sáng................................................ 14
1.3. Hệ thống chiếu sáng trang trí Thành Đồng Hới ..................................... 15
1.3.1. Bố trí chiếu sáng: ............................................................................ 15
1.3.2. Phương án cấp nguồn và điều khiển chiếu sáng: ............................ 15
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐIỀU
KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG.
17
2.1. Tủ điện điều khiển chiếu sáng thông minh: ........................................... 18
2.2. Tủ điều khiển chiếu sáng thông qua hệ thống mạng:............................. 19
2.3. Tủ điện chiếu sáng dùng bộ điều khiển: ................................................ 19
3


2.4. Tủ điện điều khiển chiếu sáng bằng tay: ................................................ 20
2.5. Tủ điện điều khiển chiếu sáng dùng rơle thời gian ................................ 21
2.6. Nhận xét: ................................................................................................ 22
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG
CHIẾU SÁNG TRANG TRÍ KHUÔN VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG
BÌNH.
24
3.1. Hệ thống chiếu sáng trang trí Trường ĐH Quảng Bình ......................... 24
3.1.1. Bố trí chiếu sáng: ............................................................................ 24
3.1.2. Phương án cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng: ............................. 25
3.1.3. Nhu cầu đống cắt hệ thống chiếu sáng trang trí: ............................ 26
3.2. Thiết kế tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng rơle thời gian. ..................... 26
3.2.1. Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng rơle thời gian. . 27
3.2.2. Nguyên lý hoạt động tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng rơle thời gian.
................................................................................................................... 28

PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 30
3.1. Kết Luận: ................................................................................................ 30
3.2. Kiến Nghị: .............................................................................................. 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO:................................................................................ 31

4


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Bảng kê thiết bị điện cần cho lắp đặt tủ điều khiển chiếu sáng
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Hình ảnh tuyến chiếu sáng đường Hữu Nghị
Hình 2: Hình ảnh tuyến chiếu sáng đường Trần Hưng Đạo
Hình 3: Hình ảnh tuyến chiếu sáng thành Đồng Hới
Hình 4: Tủ điện điều khiển chiếu sáng công cộng, ngoài trời
Hình 5: Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng cảm biến ánh sáng
Hình 6: Tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng cảm biến ánh sáng
Hình 7: Mô hình điều khiển chiếu sáng thông qua mạng Internet
Hình 8: Hình ảnh tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng PLC
Hình 9: Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển chiếu sáng điều khiển bằng tay
Hình10: Hình ảnh tủ điều khiển chiếu sáng điều khiển bằng tay
Hình 11: Hình ảnh tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng rơle thời gian
Hình 12: Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển chiếu sáng
Hình 13: Bảng điện tủ điều khiển chiếu sáng
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TBA: Trạm biến áp.
KTX: Ký túc xá
K1,K2: Contactor
CSCC: Chiếu sáng công cộng

5


TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NCKH CỦA SINH VIÊN
Năm học: 2015 - 2016

1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế lắp đặt tủ tự động điều khiển hệ thống chiếu
sáng công cộng”
- Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Tuấn
Ngành học: Kỹ thuật Điện – Điện tử
Khoa:

Khoa Kỹ thuật – Công nghệ

Năm thứ: 2
- Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Đoài
2. Mục tiêu đề tài:
- Nghiên cứu các hệ thống chiếu sáng công cộng, Dựa trên mục tiêu chiếu
sáng của từng công trình, đề xuất giải pháp thiết kế tủ tự động điều kiển chiếu
sáng sử dụng Rơle thời gian. Lắp đặt mô hình tủ điều khiển cho hệ thống chiếu
sáng khuôn viên Trường Đại học Quảng Bình.
+ Phù hợp với mục tiêu chiếu sang của hệ thống chiếu sang công cộng
+ Đảm bảo an toàn cấp điện.
+ Đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuât, quy trình, quy phạm hiện hành.
3. Kết quả nghiên cứu:
Thu thập số liệu về hệ thống điện chiếu sáng trên hai tuyến đường Trần
Hưng Đạo, đường Phan Đình Phùng và hệ thống chiếu sáng trang trí ở khuôn
viên trường ĐH Quảng Bình, hệ thống chiếu sáng trang trí thành Đồng Hới.

Đề xuất phương án tủ điện chiếu sáng công cộng bằng cách vẽ sơ đồ
nguyên lý của tủ điện.
Tính toán lựa chọn các linh kiện điện tử phù hợp với chức năng của tủ
điện.
Bố trí phương án lắp đặt tủ điện chiếu sáng trên bản vẽ mặt bằng.
4. Tính mới và sáng tạo:
4.1. Tính mới:
6


Đề tài thuộc lĩnh vực kỹ thuật ứng dụng nên không có gì mới mà chủ yếu
áp dựng những kiến thức lý thuyết để đưa ra phương án thiết kế mang tính thiết
thực cao và áp dụng được cho thực tế công trình.
4.2. Tính sáng tạo:
Từ lý thuyết về cách tính toán chọn linh kiện điện tử phù hợp cho tủ điện
chiếu sáng, chúng em đã tạo nên tủ điện chiếu sáng có tính đơn giản và dể thực
hiện hơn.
Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và
khả năng áp dụng của đề tài:
- Đề tài đống góp một tài liệu quan trọng cho các sinh viên ngành kỹ thuật
Điện – điện tử làm tài liệu tham khảo trong quá trình học tập hoặc tham khảo
cách tính toán thiết kế một công trình trong thực tế.
- Đề tài có khả năng ứng dụng lắp đặt cho hệ thống chiếu sáng trên các
tuyến đường và chiếu sáng trang trí.
Ngày

tháng 04 năm 2016

Sinh viên chịu trách nhiệm chính

Nguyễn Hữu Tuấn
Nhận xét của giảng viên hướng dẫn về những đóng góp khoa học của đề tài:
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
...................................................................................................................
Ngày
Trưởng khoa

tháng

năm 2016

Giảng viên hướng dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH

7


THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN
CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
I. SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Ảnh 4x6

Họ và tên: Nguyễn Hữu Tuấn
Sinh ngày: 26-02- 1996

Nơi sinh: Cao Quảng – Tuyên Hóa - Quảng Bình

Ngành học: Kỹ thuật điện – điện tử Lớp: ĐH kỹ thuật Điện - Điện tử
Khóa:56
Khoa: Kỹ Thuật - Công Nghệ
Địa chỉ liên hệ: Cao Quảng - Tuyên Hóa - Quảng Bình
Điện thoại: 0975185867
Email:
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê thành tích của sinh viên từ năm thứ 1 đến năm
đang học):
* Năm thứ 1:
Ngành học: Kỹ thuật điện-điện tử
Nghệ

Khoa: Kỹ Thuật - Công

Kết quả xếp loại học tập: khá
Sơ lược thành tích:
* Năm thứ 2:
Ngành học:
Nghệ

Kỹ thuật điện –điện tử

Khoa: Kỹ Thuật - Công

Kết quả xếp loại học tập: khá
Sơ lược thành tích: Tham gia đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường.
Ngày tháng 09 năm 2015
Xác nhận của khoa

Sinh viên chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài

Nguyễn Hữu Tuấn

8


PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Năng lượng và tiết kiệm năng lượng đang là vấn đề cấp thiết không chỉ
riêng với Việt Nam mà còn là của toàn thế giới. Ở Việt Nam, trong các mục tiêu
tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm điện năng tiêu thụ của các hệ thống chiếu sáng
nói chung và cho chiếu sáng công cộng (CSCC) nói riêng rất được quan tâm.
Hàng năm, nước ta tiêu tốn hàng tỷ kWh điện năng phục vụ cho chiếu sáng công
cộng, chiếm khoảng 25% tổng lượng điện năng tiêu thụ trên cả nước và ngày
càng có xu hướng gia tăng. Trong thực tế để sản xuất ra 1kWh điện khi sử dụng
nguyên liệu hóa thạch sẽ phát thải ra môi trườngkhoảng 0,52 kg CO2. Vì vậy,
việc tiết kiệm điện năng nói chung và điện năng trong CSCC nói riêng có ý
nghĩa vô cùng lớn. Ngoài việc đảm bảo nguồn điện năng phục vụ phát triển kinh
tế - xã hội, nó còn góp phần không nhỏ vào việc bảo vệ môi trường.Hệ thống
điện chiếu sáng công cộng ngoài mục đích chiếu sáng các tuyến đường cho các
phương tiên giao thông lưu thông về đêm, giảm thiểu các vụ tai nạn. Chiếu sáng
công cộng còn nhằm mục đích trang trí, tạo sự hài hoà với kiến trúc cảnh quan
của công trình nói riêng và toàn bộ thành phố nói chung. Góp phần không nhỏ
trong quá trình xây dựng thành phố ngày càng đẹp hơn, hiện đại hơn.Tuy nhiên
để công tác vận hành hệ thống hoạt động theo đúng mục đích và yêu cầu cụ thể
của từng hệ thống chiếu sáng công cộng sẽ mất rất nhiều công sức và thời gian
của người vận hành. Để giảm thiểu nhân lực vận hành cũng như tiết kiệm năng

lượng mà vẫn đạt được mục đích sử dụng thì việc nghiên cứu thiết kế các tủ điều
khiển chiếu sáng tự động là rất cần thiết.
Hiện nay các tủ điều khiển chiếu sáng công cộng cũng đã được các công
ty thiết kế chiếu sáng thiết kế rất nhiều, và giải pháp điều khiển cũng rất phong
phú với nhiều thiết bị tư động rất hiện đại. Tuy nhiên để hệ thống hoạt động hoạt
ổn định, thiết bị sử dụng có giá thành thấp. Chúng em mạnh dạn đề xuất thiết kế
tủ tự động điều khiển hệ thống công cộng dùng Rơle thời gian.
Là những sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện, vơi những kiến thức đã
được học chúng em mong muốn được tham gia nghiên cứu và đề xuất một
phương án thiết kế lắp đặt tủ tự động điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng
nhằm khắc phục những bất cập về việc lãng phí điện cho chiếu sáng hiện tại như
đã nêu trên.

9


Vì vậy việc “Nghiên cứu, thiết kế lắp đặt tủ tự động điều khiển hệ thống
chiếu sáng công cộng” là rất cần thiết và quan trọng !
2. Lịch sử vấn đề nghiên cứu
Việc nghiên cứu giải pháp “Thiết kế lắp đặt tủ tự động điều khiển hệ
thống chiếu sáng công cộng” đã được xây dựng khá phổ biến và được đánh giá
là phương án tối ưu nhất cho hệ thống cấp điện chiếu sáng tại các khu đô thị
hiện đại cũng như trong khuôn viên các khu dân cư, các cơ quan chức năng, các
nhà máy xí nghiệp ... Hiện ở trên địa bàn thành phố Đồng Hới cũng có nhiều
khu được cấp nguồn điện chiếu sáng theo phương án lắp đặt hệ thống tủ điện
điều khiển tự động...Trong chính khuôn viên trường Đại học Quảng Bình thì hệ
thống cấp nguồn điện cho chiếu sáng trang trí cũng đang được đầu tư theo
phương án này.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu các hệ thống chiếu sáng công cộng, Dựa trên mục tiêu chiếu

sáng của từng công trình, đề xuất giải pháp thiết kế tủ tự động điều kiển chiếu
sáng sử dụng Rơle thời gian. Lắp đặt mô hình tủ điều khiển cho hệ thống chiếu
sáng khuôn viên trường Đại học Quảng Bình.
+ Phù hợp với mục tiêu chiếu sáng của hệ thống chiếu sáng công cộng
+ Đảm bảo an toàn cấp điện.
+ Đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuât, quy trình, quy phạm hiện hành.
4. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu, tìm hiểu vệ hệ thống chiếu sáng công cộng các tuyến đường
giao thông cũng như các hệ thống chiếu sáng trang trí hiện có trên địa bàn
Thành phố Đồng Hới.
- Dựa vào mục tiêu chung của các hệ thống chiếu sáng công cộng đề xuất
phương án thiết kế tủ điều khiển tự động cho hệ thống chiếu sáng trang trí khuôn
viên trường Đại học Quảng Bình.
5. Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống chiếu sáng tự động
- Phạm vi nghiên cứu: Các hệ thống chiếu sáng công cộng
- Phương pháp nghiên cứu: Thực trạng – Lý thuyết => Giải pháp.

10


6. Kế hoạch nghiên cứu
- Nghiên cứu, thu thập số liệu về hệ thống chiếu sáng công cộng cần lắp
đặt tủ điều khiển tự động: tháng 11-12/2015
- Nghiên cứu thiết kế nguyên lý tủ điều khiển chiếu sáng tự động : 1/2016
- Tính toán lựa chọn thiết bị cho tủ điện tự động chiếu sáng công cộng:
2/2016.
- Hoàn thiện tủ điều khiển chiếu sáng tự động: 3/2016
- Viết báo cáo: 3/2016
- Hoàn thiện và báo cáo đề tài trước Hội đồng nghiệm thu đề tài Sinh

viên cấp Trường tại Trường ĐHQB: 4/2016

11


PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1
NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN CHIẾU SÁNG
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG HIỆN CÓ Ở TP
ĐỒNG HỚI
1.1. Hệ thống chiếu sáng công cộng đường Hữu Nghị
1.1.1. Bố trí chiếu sáng:
Toàn tuyến sử dụng cột thép tròn côn cần kép cao10m mạ kẽm nhúng
nóng lắp trên đế gang trang trí ĐC-03, lắp đèn chiếu sáng đường phố S250
(IP66) cao độ đặt đèn 10m, cột lắp dựng trên dải phân cách. Khoảng cách cột
trung bình 33m.
Những đoạn không bố trí dải phân cách giữa để đảm bảo độ sáng. Sử
dụng cột thép tròn côn cần đơn cao10m mạ kẽm nhúng nóng lắp trên đế gang
trang trí ĐC-03, lắp đèn chiếu sáng đường phố S250 (IP66) cao độ đặt đèn 10m,
cột lắp dựng trên vĩa hè cách mép bó vĩ 1m. Bố trí 2 phía đối xứng. Khoảng
cách cột trung bình 33m.
Tại nút giao thông ngã ba giao giữa đường vào bệnh viện Cuba với tuyến
đường Hữu Nghị để tăng cường độ sáng cho nút giao thông này. Sử dụng cột
thép Bát giác cao 14m, dùng lọng bán nguyệt bắt 4 đèn pha S400W. Cột bố trí
giữa đão giao thông.

Hình 1: Hình ảnh tuyến chiếu sáng đường Hữu Nghị
12

1.1.2. Phương pháp điều khiển chiếu sáng
Đối với tuyến đường này có thể thực hiện chế độ đóng cắt như sau:
+ Chế độ buổi tối (18 h - 22 h): Bật 100 % số đèn.
+ Chế độ đêm khuya (22 h - 5h): Tắt khoảng 2/3 (hoặc 1/3) số đèn trên
tuyến.
+ Chế độ ban ngày (5 h - 18h): Tắt toàn bộ đèn.
Thời gian đóng cắt các chế độ dễ dàng điều chỉnh thích hợp theo mùa và
theo yêu cầu của địa phương bằng cách chỉnh rơle thời gian bên trong tủ.
- Tủ Điều khiển chiếu sáng phải đảm bảo các chức năng sau:
+ Ra lệnh đóng cắt hệ thống chiếu sáng.
+ Điều khiển chiếu sáng (tắt bớt một số đèn).
+ Có khả năng điều khiển bằng tay.
- Ở chế độ đóng cắt tự động, các thiết bị đóng cắt được điều khiển bằng
các rơle thời gian đặt bên trong tủ. Tủ có thể điều khiển để đóng, cắt toàn bộ
hoặc một số đèn. Cả chế độ bật và tắt đều có thể đặt ở bất kỳ thời điểm nào
trong vòng 24 giờ của ngày.
- Rơle thời gian sử dụng nguồn nuôi 220V/50Hz, có pin dự phòng đảm
bảo hoạt động bình thường khi mất điện tối đa 80h.
1.2. Hệ thống chiếu sáng công cộng đường Trần Hưng Đạo
1.2.1. Bố trí chiếu sáng:
Trên toàn tuyến bố trí cột thép tròn côn rời cần đôi trên đế gang trang trí
cao 11m, lắp 02 đèn chiếu sáng bán rộng có lắp bộ điều chỉnh tiết kiệm công
suất bóng Son250/150W để chiếu sáng. Cột đèn được bố trí giữa dãi phân cách.
Khoảng cách trung bình giữa các đèn từ 30m đến 40m.
Tại đảo giao thông của 3 nút giao với các tuyến đường Trần Hưng Đạo
nối Lê Lợi, nút giao với tuyến đường Hữu Nghị và nút giao với tuyến đường
Nguyễn Hữu Cảnh bố trí cột đèn pha BG cao 14m dùng lọng 6 cạnh lắp 6 đèn
pha chiếu rộng có lắp bộ điều chỉnh tiết kiệm công suất bóng Son400/250W để
chiếu sáng.

13


Hình 2: Hình ảnh tuyến chiếu sáng đường Trần Hưng Đạo
1.2.2. Phương pháp điều khiển chiếu sáng
- Đối với hệ thống chiếu sáng đường Trần Hưng Đạo có thể thực hiện các
chế độ đóng cắt như sau:
Do các bộ đèn đã được lắp bộ điều chỉnh công suất tiết kiệm điện nên các
đèn đã tự động điều chỉnh giảm công suất theo chế độ đặt của bộ DIM. Khi tủ
bắt đầu bật điện, điện áp được giữ ổn định ở 220V, cho phép kéo dài tuổi thọ
bóng đèn, đến 22h đêm (thời điểm này tùy thuộc vào người đặt)lưu lượng người
trên đường giảm, công suất tủ phát ra được giảm theo mức đã đặt, vídụ trên là
giảm 40%. Quá trình giảm công suất được thực hiện từ từ theo nhiều mức chứ
không giảm đột ngột,không làm ảnh hưởng đến tầm nhìn và an toàn toàn giao
thông. Giải pháp này được cáp dụng ở nhiều nước trên thế giới và đã bắt đầu
ứng dụng tại Việt Nam.
Chính vì vậy tủ không cần thiết phải đặt chế độ đống cắt bớt một số đèn
nửa mà có thể đặt như sau:
Chế độ buổi tối ( 18h - 5h ): Bật 100% số đèn.
Chế độ ban ngày ( 5h - 18h ): Tắt toàn bộ đèn.
Thời gian đóng cắt các chế độ dễ dàng điều chỉnh thích hợp theo mùa và
theo yêu cầu của địa phương bằng cách chỉnh rơle thời gian bên trong tủ.
14


1.3. Hệ thống chiếu sáng trang trí Thành Đồng Hới
1.3.1. Bố trí chiếu sáng:
- Đối với tuyến đường dạo 2( Phần phía ngoài sông bao quanh thành) Sử
dụng cột thân nhôm trang trí Banian lắp đèn Maria bóng compact 20W để chiếu
sáng. Xen kẽ với cột Banian là cột thép trang trí ĐC20-9 lắp 9 đèn cầu trong

PMMA D400 bóng Compact 20W để tạo điểm nhấn chiếu sáng. Cột được bố trí
cách mép kè đá 1,5m và khoảng cách giữa các cột khoảng 30m.
- Đối với tuyến đường dạo 1( Phần phía trong sông bao quanh thành) phía
Tây đường Quốc lộ 1. Trên thảm cỏ sát tường thành sử dụng các đèn pha chiếu
gần, bóng Maih 70W để chiếu sáng tường thành. Các đèn này được bố trí cách
mép tường thành 1,0m, góc ngẫng đèn 450 chiếu về phía tường và khoảng cách
giữa các đèn khoảng 10m.
- Đối với tuyến đường dạo 1( Phần phía trong sông bao quanh thành) phía
Đông đường Quốc lộ 1. Sử dụng cột thân nhôm trang trí Nouvo lắp chùm CH124, đèn cầu có sọc gân D400, bóng compact 20W để chiếu sáng. Cột được bố trí
cách mép kè đá 1,0m và khoảng cách giữa các cột khoảng 30m.

Hình 3: Hình ảnh tuyến chiếu sáng thành Đồng Hới
1.3.2. Phương án cấp nguồn và điều khiển chiếu sáng:
- Sử dụng nguồn hạ thế 3 pha 4 dây 380/220V, bố trí đèn phân đều trên cả 3
pha, tạo thành phụ tải 3 pha cân bằng (hoặc gần cân bằng). Ngoài ra còn có dây
tiếp đất nối liên hoàn tất cả các cột, đi chung trong rãnh cáp nhằm đảm bảo an
toàn cho lưới điện.
15


Để đảm bảo đủ công suất và tổn hao điện áp cuối tuyến cho phép, hệ thống
chiếu sáng của tuyến đường này được cấp qua 3 tủ điện điều khiển chiếu sáng
xây dựng mới:
- Tủ điều khiển chiếu sáng 1 lấy nguồn từ tủ điện hạ thế TBA Thành Cổ
250KVA – 22/0,4KV nằm dọc vĩa hè tuyến đường Nguyễn Thị Minh Khai ngay
cạnh hàng rào sở Tài nguyên – Môi trường. sẽ cấp điện cho tuyến đèn cầu chiếu
sáng từ cột P01 đến P114. Chiếm tổng cống suất tính cả tổn hao là 8,778KW.
- Tủ điều khiển chiếu sáng 2 lấy nguồn từ tủ điện hạ thế TBA nhà văn hóa
tỉnh 250KVA – 22/0,4KV ngay cạnh hàng rào trung tâm văn hóa tỉnh. sẽ cấp
điện cho tuyến đèn cầu chiếu sáng từ cột T01 đến T27. Chiếm tổng cống suất

tính cả tổn hao là 2,376KW.
- Tủ điều khiển chiếu sáng 3 lấy nguồn từ tủ điện hạ thế TBA Hồ Trạm
180KVA – 22/0,4KV nằm dọc vĩa hè tuyến đường Nguyễn Trãi ngay phía đầu
đường. sẽ cấp điện cho tuyến đèn cầu chiếu sáng từ cột Đ01 đến Đ38. Chiếm
tổng cống suất tính cả tổn hao là 2,42KW.
- Nguồn điện cấp cho tuyến chiếu sáng đấu nối vào tủ điện hạ thế sau đó
được đưa vào tủ điều khiển chiếu sáng TĐ -03, sau đó được hạ ngầm cấp nguồn
cho tuyến chiếu sáng. Tủ cấp điện và điều khiển chiếu sáng, có chức năng đóng
cắt tự động các đèn trên tuyến.
- Ở chế độ đóng cắt tự động, các thiết bị đóng cắt được điều khiển bằng các
rơle thời gian đặt bên trong tủ. Tủ có thể điều khiển để đóng, cắt toàn bộ đèn. Cả
chế độ bật và tắt đều có thể đặt ở bất kỳ thời điểm nào trong vòng 24 giờ của
ngày.
- Tuyến chiếu sáng trên được điều khiển tại chỗ thông qua rơle thời gian
đặt trong tủ điều khiển với chế độ đóng cắt như sau:
- Chế độ điều khiển của tủ điều khiển chiếu sáng:
 Chế độ buổi tối (từ 18h đến 23h): Bật toàn bộ đèn trên tuyến (K1 và K2
đóng).
 Chế độ đêm khuya (từ 23h đến 5h sáng hôm sau): Chỉ bật 1/3 số đèn (K1
bật K2 đóng)
 Chế độ ban ngày ( từ 5h đến 18h): Tắt toàn bộ đèn.
Thời gian đóng cắt các chế độ dễ dàng điều chỉnh thích hợp theo mùa và
theo yêu cầu bằng cách chỉnh rơle thời gian bên trong tủ.

16


CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU, TÌM HIỂU MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỰ
ĐỘNG CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG.

Tủ điện chiếu sáng chứa các thiết bị đóng cắt và điều khiển được dùng để
điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng đường phố, chiếu sáng vườn hoa, khu vực
công cộng, chiếu sáng văn phòng, siêu thị…

Hình 4: Tủ điện điều khiển chiếu sáng công cộng, ngoài trời
Tủ điện chiếu sáng sử dụng các bộ điều khiển đóng cắt theo thời gian thực
như Timer hoặc các bộ điều khiển có thể lập trình chế độ điều khiển phức tạp
như PLC, Vi điều khiển. Tùy theo yêu cầu hoạt động của hệ thống chiếu sáng, tủ
chiếu sáng có thể được thiết kế chức năng đơn giản hoặc phức tạp thậm chí chức
năng thông minh tự động nhận biết điều kiện chiếu sáng để bật tắt bóng đèn
cũng như điều chỉnh cường độ sáng phù hợp.
Hiện nay có rất nhiều tủ điều khiển chiếu sáng công cộng được sử dụng
như:
- Tủ điện chiếu sáng thông minh
- Tủ điện điều khiển chiếu sáng thông qua hệ thống mạng
- Tủ điện chiếu sáng dùng bộ điều khiển
- Tủ điện điều khiển chiếu sáng bằng tay
- Tủ điện điều khiển chiếu sáng dùng rơle thời gian ...

17


2.1. Tủ điện điều khiển chiếu sáng thông minh:
Sử dụng Vi điều khiển và các bộ cảm biến. Được sử dụng cho các hệ
thống chiếu sáng thông minh. Tự động điều khiển bật / tắt đèn và cường độ sáng
phù hợp bằng cách đo lường các thông số như độ sáng, trời mưa / sương mù,
phát hiện có người,... kết hợp với các thông số do người sử dụng cài đặt.

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng cảm biến ánh
sáng

Hình 6: Tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng cảm biến ánh sáng
* Ưu điểm:
- Giá thành sản xuất rẻ
18


- Cảm biến có độ nhạy cao
- Lắp đặt khá đơn giản
* Nhược điểm:
Khi hệ thống đang hoạt động có ánh sáng kích thích vào cảm biến sẽ làm
cho hệ thống dừng hoạt động. Ngược lại nếu trong điều kiện cảm biến thiếu ánh
sáng thì cảm biến truyền thông tin tới hệ thống làm hệ thống hoạt động gây nên
tình trạng bất hợp lý và không ổn định.
2.2. Tủ điều khiển chiếu sáng thông qua hệ thống mạng:
Tủ điện sẽ được điều khiển từ hệ thống máy tính chủ thông qoa hệ thống
mạng.

Hình 7: Mô hình điều khiển chiếu sáng thông qua mạng Internet
* Ưu điểm:
- Độ chính xác cao
- Tiết kiệm năng lượng tối đa
* Nhược điểm:
- Chi phí sản xuất cao
- Lắp đặt phức tạp đòi hỏi người lắp đặt có trình độ cao.
2.3. Tủ điện chiếu sáng dùng bộ điều khiển PLC:
Sử dụng PLC hoặc Vi điều khiển. Cài đặt thông số hoạt động thông qua
bàn phím chức năng và màn hình hiển thị LCD/LED.
19

Hình 8: Hình ảnh tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng PLC
* Ưu điểm: Có thể cài đặt chế độ hoạt động linh hoạt theo thời gian và điều
khiển cường độ sáng của đèn (đối với loại đèn cho phép điều chỉnh công suất)
hoặc điều khiển màu sắc của đèn (đối với đèn trang trí nhiều màu). Có thể tích
hợp chức năng giám sát và điều khiển từ xa.
* Nhược điểm: Giá thành sản xuất cao -> Chi phí đầu tư cao.
2.4. Tủ điện điều khiển chiếu sáng bằng tay:
Tủ được điều khiển đóng tắt bằng con người.

Hình 9: Sơ đồ nguyên lý tủ điều khiển chiếu sáng điều khiển bằng tay

20


Hình10: Hình ảnh tủ điều khiển chiếu sáng điều khiển bằng tay
* Ưu điểm:
- Dễ lắp đặt
- Chi phí thấp
* Nhược điểm:
- Quá trình điều khiển trực tiếp bằng con người nên tốn nhân công
điều khiển, hiệu qủa kinh tế lâu dài không cao.
2.5. Tủ điện điều khiển chiếu sáng dùng rơle thời gian
Sử dụng Timer để đặt thời gian bật / tắt bóng đèn.
Thông thường có 3 chế độ hoạt động theo 3 khoảng thời gian, thời gian có
thể thay đổi được bằng cách đặt lại hẹn giờ của Timer. Ví dụ:
- Từ 0h - 6h: bật 1/2 số bóng đèn (bật / tắt xen kẽ) hoặc sáng yếu (đối với
bóng đèn cho phép điều chỉnh công suất)
- Từ 6h - 18h: tắt tất cả các bóng
- Từ 18h - 24h: bật tất cả các bóng

21


Hình 11: Hình ảnh tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng rơle thời gian
* Ưu điểm: Giá thành sản xuất thấp -> Chi phí đầu tư thấp; thao tác vận
hành đơn giản.
* Nhược điểm: Không cho phép cài đặt chế độ điều khiển phức tạp; không
có chức năng giám sát và điều khiển từ xa.
2.6. Nhận xét:
Từ ưu, nhược điểm của một số phương pháp điều khiển hệ thống chiếu
sáng công cộng đã được nghiên cứu và sử dụng trong thực tế. Chúng em nhận
thấy, tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng Rơle thời gian có ưu điểm là đơn giản, dễ
lắp đặt, giá thành rẽ và đặc biệt là hoạt động rất ổn định, phù hợp với các hệ
thống chiếu sáng công cộng không đòi hỏi chức năng điều khiển quá phức tạp.
Hiện nay đại đa số các hệ thống chiếu sáng công cộng trên địa bàn thành
phố Đồng Hới cũng như tỉnh Quảng Bình đều sử dụng tủ điều khiển chiếu sáng
này.
Là những sinh viên chuyên nghành kỹ thuật điện- điện tử chúng em đã
không ngừng cố gắng tìm hiểu về tủ điện chiếu sáng để tận dụng ưu điểm của
các loại tủ nêu trên và hạn chế tối đa nhược điểm của chúng. Chúng em đề xuất
phương án thiết kế tủ điều khiển chiếu sáng dùng rơle thời gian cho hệ thống
điện chiếu sáng trang trí khuôn viên Trường Đại Học Quảng Bình. Với các ưu
22


điểm giá thành rẻ, hoạt động ổn định, tiết kiệm điện năng, dễ lắp đặt, bảo trì và
sửa chữa phù hợp với tình hình kinh tế xã hội nói chung của nước ta và TP Đồng
Hới nói riêng.

23


CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHO HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG TRANG TRÍ KHUÔN VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH.
3.1. Hệ thống chiếu sáng trang trí Trường ĐH Quảng Bình
3.1.1. Bố trí chiếu sáng:
a. Tuyến đường đôi có bề rộng mặt đường(1,5+3+2+3+1,5)m.
- Sử dụng 1 cột thép trang trí DC-20 lắp 9 đèn cầu đường kính D400,
bóng Compact 20W bố trí giữa dãi phân cách để chiếu sáng trang trí. Khoảng
cách trung bình giữa các cột 27m.
b. Quảng trường trước cổng chính, bề rộng 40m.
- Sử dụng cột thép đa giác cao 14m, lọng bán nguyệt, lắp 4 đèn pha Phebus,
bóng Mh400W để chiếu sáng cho quảng trường trước cổng chính, độ cao lắp
đèn 14m. Bố trí 2 cột so le giữa dãy cây hai bên quảng trường. Các cột đèn pha
này chỉ bật sáng vào các dịp nhà trường diễn ra các hoạt động như hội nghị, hội
thảo, văn hóa, văn nghệ về đêm.
- Ngoài ra, dưới mỗi gốc cây 2 bên quảng trường này bố trí 01 đèn pha âm
đất, bóng M70W để chiếu sáng tán cây, tăng vẽ đẹp của quảng trường về đêm.
c. Khu vực xung quanh khu giảng đường C.
- Sử dụng cột thân nhôm trang trí Nouvo, lắp 4 đèn cầu màu trắng trong
đường kính D400, bóng Compact20W để chiếu sáng các thảm cỏ các khu vực
trồng cây xanh bao quanh khu vực sân của giảng đường C và khu nhà làm việc,
để chiếu sáng trang trí các tiểu cảnh kết hợp chiếu sáng các tuyến đường dạo
quanh khu vực này.
d. Khu vực bồn hoa tiểu cảnh xung quanh cột cờ
- Sử dụng cột thân nhôm trang trí Nouvo, lắp 4 đèn cầu màu trắng trong
đường kính D400, bóng Compact20W để chiếu sáng trang trí khu vực này, bố trí
4 cột tại 4 vị trí góc của khu tiểu cảnh. Bên cạnh đó, sử dụng 4 cụm 3 đèn nấm

bách tán QT-02 bóng Compact 20W bố trí trên bốn thảm cỏ vòng trong gần với
chân cột cờ để chiếu sáng.
e. Khu vực xung quanh khu giảng đường B
- Sử dụng cột thân nhôm trang trí Banian lắp đèn Maria, bóng
Compact20W để bố trí trên các thảm cỏ phía trước khu giảng đường B.

24


- Đối với khu công viên, vườn hoa tiểu cảnh và đường dạo trước và sau khu
giảng đường B này. Sử dụng cột thân nhôm trang trí Nouvo, lắp 4 đèn cầu màu
trắng trong đương kính D400, bóng Compact20W để chiếu sáng trang trí.
f. Khu vực bồn hoa, thảm cỏ trước sân khu giảng đường A
- Sử dụng 1 cột thép trang trí DC-20 lắp 9 đèn cầu đường kính D400, bóng
Compact 20W bố trí ngay giữ vòng tròn trung tâm của bồn hoa. Dọc theo 4 cạnh
của bồn hoa sử dụng 4 cụm 3 đèn nấm bách tán QT-02 bóng Compact 20W để
chiếu sáng trang trí.
- Đối với tuyến đường có mặt cắt 4-4, chạy từ giảng đường C sang khu vực
nhà thí nghiệm, phía sau khu giảng đường A và nhà thi đấu. Sử dụng cột thân
nhôm trang trí Nouvo, lắp 4 đèn cầu màu trắng trong đường kính D400, bóng
Compact20W để chiếu sáng trang trí các thảm cỏ, vườn hoa tiểu cảnh và kết hợp
chiếu sáng tuyến đường dạo.
g. Khu vực sân trước văn phòng khoa và khu nhà thí nghiệm
- Sử dụng cột thân nhôm trang trí Banian lắp đèn Maria, bóng
Compact20W để bố trí chiếu sáng các thảm cỏ và sân trường phía trước khu văn
phòng khoa và tòa nhà thí nghiệm.
- Sử dụng 1 cột thép trang trí DC-20 lắp 9 đèn cầu đường kính D400, bóng
Compact 20W bố trí chiếu sáng tại bồn hoa tam giác trước khu nhà văn phòng
khoa.
i. Khu vực sân XTX sinh viên

- Khu vực sân và bồn hoa phía trước 2 dãy nhà KTX sinh viên và khu vực
dọc hàng rào phía Nam khuôn viên trường (phía sau khu nội trú sinh viên Laos).
Tận dụng số cột thép bát giác cao 9m lắp đèn chiếu sáng bán rộng loại Maccot
bóng S250W (Thu hồi từ hệ thống chiếu sáng hiện có của trường) để bố trí chiếu
sáng cho khu vực này.
- Đối với tuyến đường dẫn từ cổng phụ đường Hữu Nghị vào khu vực sân
khu nhà văn phòng khoa. Sử dụng cột thân nhôm trang trí Banian lắp đèn Maria,
bóng Compact20W để bố trí chiếu sáng trang trí và dẫn hướng cho tuyến đường
này.
3.1.2. Phương án cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng:
Sử dụng nguồn hạ thế 3 pha 4 dây 380/220V, bố trí đèn phân đều trên cả 3
pha, tạo thành phụ tải 3 pha cân bằng (hoặc gần cân bằng).
25