Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho ký túc xá 10 tầng trường đại học bách khoa thành phố hồ chí minh

=-08

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO KÝ TÚC XÁ 10
TẦNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ
CHÍ MINH

Giảng viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Thị Thu Trang
Sinh viên thực hiện:

Khánh Hòa - 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO KÝ TÚC XÁ 10
TẦNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH

Giảng viên hướng dẫn : Th.s Nguyễn Thị Thu Trang
Sinh viên thực hiện :

Khánh Hòa – Tháng 07/2021


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đề tài: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Ký túc xá 10 tầng
Trường đại học Bách khoa Thành Phố Hồ Chí Minh” là một cơng trình nghiên cứu độc
lập dưới sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Thị Thu Trang. Ngồi ra
khơng có bất cứ sự sao chép của người khác.
Ngồi ra, trong bài báo cáo có sử dụng một số nguồn tài liệu tham khảo đã được
trích dẫn nguồn và chú thích rõ ràng. Em xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước bộ
môn, khoa và nhà trường về sự cam đoan này.

4


LỜI CẢM ƠN
Báo cáo đồ án môn học chuyên ngành Điện-Điện tử với đề tài “Thiết kế hệ thống
cung cấp điện cho ký túc xá 10 tầng trường đại học bách khoa thành phố Hồ Chí
Minh” là kết quả của q trình cố gắng khơng ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ,
động viên khích lệ của cơ, bạn bè đồng nghiệp và người thân.
Tơi xin tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với cô giáo Th.s Nguyễn Thị Thu
Trang đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu thông tin khoa học
cần thiết cho đồ án này.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Nha Trang, khoa Điện-Điện tử và
Bộ môn “Đồ án tốt nghiệp” đã tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên
cứu khoa học của mình.
Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn bạn bè, Th.s Nguyễn Thị Thu Trang đã giúp
đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện Báo cáo Đồ án tốt nghiệp.

Nha Trang, ngày … tháng … năm ......
Sinh viên thực hiện

.

5


MỤC LỤC

6


DANH MỤC HÌNH VẼ

7


DANH MỤC BẢNG

8


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
IEC: International Electrotechnical Commiss.
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam.
LED: Light Emitting Diode.
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam.
PCCC: Phòng cháy chữa cháy.

MBA: Máy biến áp.
TĐ: Tủ điện.
IEC: International Electrotechnical Commission (thiết kế điện hợp chuẩn).
TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng.
TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam.
CRI: Color rendering index (chỉ số hoàn màu).
CU: Hệ số sử dụng.
LLF: Hệ số mất ánh sáng

9


Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TÒA NHÀ VÀ DỰ ÁN
1.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC:
Cơng trình “Ký túc xá trường đại học bách khoa thành phố Hồ Chí Minh”
Trung tâm Dịch vụ Ký túc xá Bách Khoa tọa lạc tại địa chỉ 497 Hòa Hảo, phường 7,
quận 10, cách trường Đại học Bách Khoa Cơ sở Lý Thường Kiệt hơn 1 km. Từ trường,
các bạn có thể dễ dàng đi các tuyến bus số 8, 66 để đến nơi này. Đây là một trong
những KTX sinh viên hiện đại, an toàn và chất lượng nhất của các trường đại học tại
TP.HCM hiện nay.

1.2 TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ĐIỆN:
Điện năng sản xuất ra thường khơng thể tích trữ được, do đó phải có sự cân bằng
giữa sản xuất điện và nguồn tiêu thu điện.
Các quá trình sự cố về điện xảy ra rất nhanh và nguy hiểm, vì vậy các thiết bị điện
phải có tính tự động, địi hỏi độ an tồn và tự động hóa cao.
Những u cầu và nội dung khi thiết kế hệ thống cung cấp điện:
-

Đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng và chất lượng điện.

Vốn đầu tư phù hợp với kinh tế, chú ý tiết kiệm ngoại tệ và vật tư hiếm.
Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện.
Chi phí vận hành hàng năm thấp.
Đảm bảo an toàn cho người dùng và thiết bị điện.
Thuận tiện cho vận hành lưới điện và sửa chữa.

Chú ý đến các điều kiện như: môi trường tác động xung quang, nhu cầu thêm các
loại phụ tải, thời gian xây dựng,…

10


Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG BẰNG PHẦN MỀM VISUAL:
2.1.1 Tổng quan về phần mềm Visual 2.6:
Chiếu sáng đóng vai trị rất quan trọng trong cuộc sống hằng ngày. Vấn đề chiếu
sáng không chỉ tạo ra ánh sáng để làm việc vào ban đêm khi không có mặt trời mà cịn
là việc sử dụng ánh sáng hợp lý nhằm đảm bảo sức khỏe cho người lao động, tạo cho
con người cảm giác thoải mái, an toàn trong cơng việc, vui chơi giải trí. Do đó việc
tính toán, phân phối, và việc lựa chọn thiết bị chiếu sáng rất là phức tạp đòi hỏi người
thiết kế mất rất nhiều thời gian tính tốn, lắp đặt, vận hành. Phần mềm Visual basic 2.6
Edition có thể giúp các kỹ sư thiết kế một cách nhanh chóng. Visual 2.6 cho phép
chỉnh sửa dễ dàng và tự động tính tốn tất cả các giá trị phù hợp với thông vừa sửa đổi.
Đặc điểm của phần mềm:
-

Bố trí đèn hồn tồn tự động trong không gian kiến trúc dựa trên các
thông số về độ rọi, số lượng đèn, khoảng cách giữa các đèn và quang
thơng của đèn.

- Có thể trình bày, tính tốn và in ấn các giá trị.
-

Các thơng số của đèn có sẵn trong Catalog hoặc trong file dữ liệu của
phần mềm chỉ cần lựa chọn cho phù hợp.

- Ta có thể chọn hệ số phản xạ tường trần sàn có sẵn hoặc nhập vào phần mềm.
- Hệ số tổn thất công suất ánh sáng và độ rọi cũng được hổ trợ trong phần mềm.
- Khơng gian bên trong hình chữ nhật bị hạn chế.
- Trong một thời điểm nhất định chỉ có một loại đèn được lựa chọn.

11


2.1.2 Giao diện phần mềm Visual 2.6:

Hình 2. 1 Giao diện khi khởi động phần mềm Visual 2.6
2.1.3 Trình tự các bước thiết kế:
Bước 1: Nhập các thơng số hình học:

Hình 2. 2 Giao diện nhập thơng số tính tốn
 Chọn đơn vị.
12


 Nhập kích thước.
 Chọn hệ số phản xạ.

Bước 2: Nhập độ cao mặt phằng làm việc:

Hình 2. 3 Giao diện nhập thơng số tính tốn

 Xác định độ cao mặt phẳng làm việc.
 Xác định độ cao treo đèn.
 Chọn trần nhà.
13


Bước 3: Chọn loại đèn và hệ số mất mát ánh sáng:

Hình 2. 4 Giao diện chọn đèn

14


Bước 4: Xác định độ rọi và bố trí đèn:

Hình 2. 5 Giao diện số đèn và thông số thiết kế
 Chọn độ rọi.

 Chọn đơn vị độ rọi.

 Chỉnh sửa Có thể chỉnh sửa tính tốn chiếu sáng theo ý muốn như nhập

lại thông số khác, thêm bớt, dịch chuyển các đèn.Phần mềm sẽ tự động
tính tốn lại các giá trị chiếu sáng cho phù hợp.

15

Chương 3. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG
3.1 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
TỒ NHÀ
- Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện cho toà nhà là đảm bảo cho các phụ tải
luôn luôn đủ điện năng với chất lượng trong phạm vi cho phép và khi thiết kế cung cấp
điện phải thỏa mãn những yêu cầu cơ bản sau:
+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất phụ tải.
+ Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp bé
nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức.
+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
+ Nguồn vốn đầu tư nhỏ, bố trí các thiết bị phù hợp với không gian hạn chế của nhà
cao tầng, dễ sử dụng, sửa chữa, bảo dưỡng.
+ Chi phí vận hành hàng năm thấp.
- Những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau khi thiết kế người thiết kế phải biết cân
nhắc và kết hợp hài hòa để đưa ra một phương án tối ưu nhất, đồng thời phải chú ý đến
những yêu cầu khác như: Có điều kiện thuận lợi phát triển phụ tải trong tương lai, rút
ngắn thời gian thi công....

3.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG
Để xác định được phụ tải chiếu sáng ta cần thực hiện các bước thiết kế chiếu sáng.
3.2.1 Các bước tiến hành thiết kế chiếu sáng
Bước 1: Nghiên cứu đối tượng được chiếu sáng
Khi nghiên cứu đối tượng chiếu sáng ta quan tâm đến các vấn đề:
+ Hình dạng, kích thước bề mặt độ tương phản, đặc điểm phân bố của đồ đạc thiết bị
trong phịng.
+ Mức độ bụi, ẩm của mơi trường.
+ Đặc tính nguồn cung cấp điện.
16

+ Chức năng của phòng, loại phòng.
+ Khả năng điều kiện bảo trì.
Bước 2: Chọn độ rọi yêu cầu
- Căn cứ vào các yếu tố:
+ Đặc điểm sử dụng không gian nội thất.
+ Tính chất hoạt động của nội thất.
+ Môi trường chung.
Bước 3: Chọn loại đèn
Đã từ lâu, công nghệ chiếu sáng Led đã được đánh giá là kiệm ước điện năng hơn
từ 30-70% so với các thiết bị chiếu sáng truyền thống như đèn sợi đốt, đèn halogen,
huỳnh quang, tuổi thọ cũng cao hơn khi đạt 30.000 – 50.000 giờ, gấp 6 lần huỳnh
quang và 60 lần đèn sợi đốt. Ngồi ra, đèn Led cịn ứng dụng được trong nhiều lĩnh
vực và thân thiện với môi trường. Xu hướng sử dụng Led trong chiếu sáng công cộng
đang tỏ ra ưu thế so với các nguồn sáng khác.

17


Hình 3. 1 Đèn LED Rạng Đơng

Các loại đèn led được sử dụng và thông số gồm:
+ Công suất (W).
+ Quang thơng (lm).
+ Nhiệt độ màu (K).
+ Kích thước (mm).
Bước 4: Chọn phương thức chiếu sáng:
Chiếu sáng chung đều: Đây là phương pháp chiếu sáng thơng dụng nhất, có thể sử
dụng tất cả các kiểu chiếu sáng trên nhằm đảm bảo độ rọi trong khu vực chiếu sáng có
độ đồng đều cao. Phương pháp này đèn chiếu sáng thường được bố trí theo mạng lưới.
Chiếu sáng cục bộ: Nhằm tập trung ánh sáng đến vị trí làm việc hoặc đối tượng

chiếu sáng cụ thể. Phương pháp này sử dụng chủ yếu kiểu chiếu sáng trực tiếp.
Chiếu sáng hỗn hợp: sử dụng kết hợp phương pháp chiếu sáng chung đều và chiếu
sáng cục bộ, đảm bảo chiếu sáng toàn diện một đối tượng. Thường thì bố trí đèn để tạo
khoảng 30%-35% độ rọi theo phương pháp chiếu sáng chung đều, phần còn lại do theo
phương pháp chiếu sáng cục bộ.
Bước 5: Tính chỉ số phịng
- Lựa chọn độ cao treo đèn:
+ Tùy theo các đặc điểm: đặc điểm công việc loại bóng đèn, sự giảm chói, bề mặt làm
việc ta có thể phấn bố đèn sát trần (h’=0) hoặc cách trần một khoảng h’. Chiều cao của
bề mặt làm việc có thể cách mặt sàn từ 0,8 m đến 0,85 m hoặc ngay trên sàn tùy theo
tính chất mỡi cơng việc làm. Khi đó độ cao của đèn so với bàn làm việc:
htt = h – h’ – 0,8
+ Trong đó:
18


•

h: Độ cao từ mặt sàn đến trần (m).

•

h’: Độ cao từ đèn treo đến trần (m).

- Tính chỉ số phòng (chọn hệ số sử dụng CU của đèn):
RCR=
+ Trong đó:
•

a,b: Lần lượt là chiều dài và chiều rộng căn phịng.

•

htt: Chiều cao tính tốn.

- Hệ số phản xạ:
Bảng 3. 1 Hệ số phản xạ
Các hệ số phản xạ
Trần

Thương nghiệp
80%

Công nghiệp nhẹ
50%

Công nghiệp nặng
0%

Tường

50%

30%

30%

Sàn

20%

10%

10%

- Xác định số đèn sử dụng:
nđ =
+ Trong đó:
•

Eyc: Là độ rội u cầu theo loại phịng được chiếu sáng (lux).

•

S: Diện tích căn phịng được chiếu sáng (m2).

•

∅đ: Là quang thơng của đèn (lm).

•

CU: Hệ số sử dụng.

•

LLF: Hệ số mất mát ánh sáng.

- Kiểm tra độ rọi trung bình (lux):
Etb=

19


- Tổng công suất chiếu sáng của đèn (W):
Pcs = N * Pđ
- Mật độ công suất (W/m2):
Pđ
3.2.2 Thiết kế thủ cơng
- Tính số lượng đèn cho phịng căn tin tại tầng 1:
- Đối tượng là phịng làm việc có mơi trường sạch ít bụi bẩn với chiều dài a= 31.2(m) ;
chiều rộng b= 18(m) ; chiều cao h= 3(m) ; chiều cao mặt phẳng làm việc hlv = 0.8(m).
- Chọn được độ rọi yêu cầu cho phòng làm việc là 400 (lux).
- Chọn Led chống ẩm M18 36 (W), có quang thơng là 3500 (lm), số đèn trên bộ là 1.
- Chọn phương thức chiếu sáng: Chiếu sáng chung đều.
- Lựa chọn độ cao treo đèn:
• Chọn độ cao treo đèn h’= 0(m) vì đèn gắn sát trần.
• Chọn chiều cao mặt phẳng làm việc hlv= 0.8(m).
 Độ cao đèn so với mặt phẳng làm việc htt= h- hlv= 3- 0.8= 2.2 (m).

- Chọn hệ số phản xạ: Trần= 80%; tường= 50%; sàn= 20%.
- Chọn hệ số mất ánh sáng của đèn LLF = 0.8.
- Dựa vào dữ liệu IES của đèn ta có hệ số sử dụng CU= 1.01
Xác định số đèn sử dụng:
nđ ==

= 80 (bộ đèn)

- Kiểm tra độ rọi trung bình (lux):
Etb= = = 403 (lux)
- Tổng công suất chiếu sáng của đèn (W):

Pcs = N * Pđ = 80 * 36 = 2880 (W)
- Mật độ cơng suất (W/m2): Phịng làm việc ≤ 10 (W/m2)
20


P0 = = = 5.13 ≤ 10 (W/m2 ) (đạt tiêu chuẩn).
3.2.3 Thiết kế phần mềm Visual:
Chiếu sáng đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống hằng ngày. Vấn đề chiếu
sáng không chỉ tạo ra ánh sáng để làm việc vào ban đêm khi khơng có mặt trời mà còn
là việc sử dụng ánh sáng hợp lý nhằm đảm bảo sức khỏe cho người lao động, tạo cho
con người cảm giác thoải mái, an tồn trong cơng việc, vui chơi giải trí. Do đó việc
tính tốn, phân phối, và việc lựa chọn thiết bị chiếu sáng rất là phức tạp đòi hỏi người
thiết kế mất rất nhiều thời gian tính tốn, lắp đặt, vận hành. Phần mềm Visual basic 2.6
Edition có thể giúp các kỹ sư thiết kế một cách nhanh chóng. Visual 2.6 cho phép
chỉnh sửa dễ dàng và tự động tính tốn tất cả các giá trị phù hợp với thông vừa sửa đổi.
Thiết kế chiếu sáng bằng tính tốn:
Kích thước căn tin:
Chiều dài: 31.2 (m)
Chiều rộng: 18 (m)
Chiều cao: 3 (m)
- Chọn hệ số phản xạ: Trần= 80%; tường= 50%; sàn= 20%.

21


hlv = 0.8 (m)

22

- Chọn Led chống ẩm M18 36 (W), có quang thông là 3500 (lm), số đèn trên bộ là 1.
- Chọn phương thức chiếu sáng: Chiếu sáng chung đều.

- Chọn được độ rọi yêu cầu cho phòng làm việc là 400 (lux).
- Chọn hệ số mất ánh sáng của đèn LLF = 0.8.
- Dựa vào dữ liệu IES của đèn ta có hệ số sử dụng CU= 1.01

23


Tính ra được:

Nđ = 80 bộ (Led chống ẩm M18)
Etb = 403 lux
Kết luận:
Kết quả tính thiết kế thủ cơng tương đương bằng nhau với thiết kế phần mềm
Visual nên chúng ta dùng tính bằng phần mềm trở nên nhanh chóng và chính xác hơn.

24


Bảng 3. 2 Yêu cầu về mật độ công suất chiếu sáng LPD

Loại cơng trình
Văn phịng
Khách sạn
Bệnh viện
Trường học
Thương mại, dịch vụ
Chung cư

Khu đỡ xe kín, trong nhà, trong hầm
Khu đỡ xe ngồi nhà hoặc đỡ xe mở (chỉ có mái)

LPD (W/m2)
10
11
13
13
16
8
3
1.6

- Tính tương tự cho các khu vực khác của tòa nhà được bảng thống kế sau:
Bảng 3. 3 Kết quả tính tốn chiếu sáng cho từng tầng
Stt

Tầng và khu
vực làm việc

Độ
rọi
u
cầu
(Eyc)

Độ
rọi
trung
bình

(Etb)

Số
lượng
đèn
(Nđ)

Chọn loại đèn
Loại đèn
Quan
g
thơng
(lm)

400
400
400

403
428
435

80
14
24

Led chống ẩm M18
Led chống ẩm M18
Led chống ẩm M18

3500
1700
1700

36
18
18

100
100
100

190
190
102

2
2
8

Led Spotlight
Led Spotlight
Led Spotlight

720
720
720

12
12

12

100

102

8

Led Spotlight

720

12

50
50
100
100

60
60
108
108

2
2
3
3

Led Spotlight

Led Spotlight
Led Spotlight
Led Spotlight

720
720
720
720

12
12
12
12

400
400

404
423

80
14

Led chống ẩm M18
Led chống ẩm M18

3500
1700

36

18

400
400
100
100
100

423
435
190
190
102

14
24
2
2
8

Led chống ẩm M18
Led chống ẩm M18
Led Spotlight
Led Spotlight
Led Spotlight

1700
1700
720
720

720

18
18
12
12
12

Cơng
suất
(W)

TẦNG 1

1
2
3

Căn tin
Phịng trực
Phịng phơc vơ
căn tin
4
Để rác 1
5
Để rác 2
6
Sảnh hành lang
1
7

Sảnh hành lang
2
8
Cầu thang 1
9
Cầu thang 2
10 WC Nam
11 WC Nữ
TẦNG 2
1
Phịng tự học
2
Phịng đăng kí
mua sách
3
Phịng Goi Đa
4
Kho sách
5
Để rác 1
6
Để rác 2
7
Sảnh hành lang
1

25