BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
ISO 9001:2008
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƢỜNG
LÊ HỒNG PHONG – HẢI PHÕNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
HẢI PHÒNG – 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
ISO 9001:2008
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƢỜNG
LÊ HỒNG PHONG – HẢI PHÕNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP
Sinh viên: Phạm Công Thành
Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Đỗ Thị Hồng Lý
HẢI PHÒNG – 2017
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc
—————-o0o—————–
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên : Phạm Công Thành – MSV : 1312102006
Lớp : ĐC1701- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp
Tên ề tài : Thiết kế chiếu s ng ƣờng Lê Hồng Phong –
Hải Phòng
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và c c yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ ề tài tốt nghiệp
(về lý luận, thực tiễn, c c số liệu cần tính to n và c c bản vẽ).
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. C c số liệu cần thiết ể thiết kế, tính to n
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
3. Địa iểm thực tập tốt nghiệp………………………………………………………………..:
CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất:
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công t c :
Nội dung hƣớng dẫn :
Đỗ Thị Hồng Lý
Thạc sĩ
Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng
Toàn bộ ề tài
Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai:
Họ và tên :
Học hàm, học vị :
Cơ quan công t c :
Nội dung hƣớng dẫn :
Đề tài tốt nghiệp ƣợc giao ngày……th ng…….năm 2017.
Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày……th ng…….năm 2017
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N
Sinh viên
Phạm Công Thành
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N
C n bộ hƣớng dẫn Đ.T.T.N
Th.S Đỗ Thị Hồng Lý
Hải Phòng, ngày……..th ng……..năm 2017
HIỆU TRƢỞNG
GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1.Tinh thần th i ộ của sinh viên trong qu trình làm ề tài tốt nghiệp.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Đ nh gi chất lƣợng của Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu ã ề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên c c mặt lý luận thực tiễn, tính to n gi trị sử dụng, chất
lƣợng c c bản vẽ..)
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
3. Cho iểm của c n bộ hƣớng dẫn
( Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày……th ng…….năm 2017
C n bộ hƣớng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)
NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
1. Đ nh gi chất lƣợng ề tài tốt nghiệp về c c mặt thu thập và phân tích số liệu
ban ầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng n tối ƣu, c ch tính to n chất lƣợng thuyết
minh và bản vẽ, gi trị lý luận và thực tiễn ề tài.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho iểm của c n bộ chấm phản biện
( Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày……th ng…….năm 2017
Ngƣời chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………………
1
CHƢƠNG 1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ
..
2
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG
…………………………………………………………………… 2
1.1.1. Tầm quan trọng của chiếu s ng ối với xã hội hiện nay
………………… 2
1.1.2. Một số thành tựu về chiếu sáng ở Hải Phòng và Việt Nam
……………. 2
1.2. CÁC NGUYÊN LÝ VỀ CHIẾU SÁNG NGOÀI TRỜI
……………………… 3
1.3. CÁC ĐẠI LƢỢNG ĐO ÁNH SÁNG ………………………………………………. 4
1.3.1. Góc khối : (góc nhìn) …………………………………………………………….. 4
1.3.2. Cƣờng ộ ánh sáng I (Intensity)-cd (candela)
………………………………. 5
1.3.3. Quang thông (lumen, lm) ………………………………………………………….. 5
1.3.3. Độ rọi – E, lux(lx) ……………………………………………………………………. 6
1.3.4. Độ chói L (cd/m2)
…………………………………………………………………….. 6
1.3.5. Định luật Lambert ……………………………………………………………………. 6
1.4. CÁC CẤP CHIẾU SÁNG ………………………………………………………………. 7
1.5. NGUỒN CUNG CẤP CHO CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG ……………….. 8
1.5.1. Tính toán tiết diện dây
………………………………………………………………. 8
1.5.2. C c phƣơng ph p cung cấp iện
………………………………………………….
10
CHƢƠNG 2.THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƢỜNG LÊ HỒNG
PHONG – HẢI PHÕNG
……………………………………………………………
14
2.1. KHÁI QUÁT CHUNG ……………………………………………………………………
14
2.2. CÁC TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM THIẾT KẾ
…………………………………
14
2.2.1. Các tiêu chuẩn thiết kế
……………………………………………………………….
14
2.2.2. Các tiêu chí thiết kế …………………………………………………………………..
15
2.2.3. Các tiêu chuẩn kỹ thuật
………………………………………………………………
16
2.2.4. Thiết kế chiếu s ng ƣờng Lê Hồng Phong hiện nay
……………………..
21
CHƢƠNG 3.ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN SỬ DỤNG ĐÈN LED
……
23
3.1. GIỚI THIỆU ĐÈN LED ………………………………………………………………….
23
3.1.1. Đèn LED màu và èn LED trắng ………………………………………………..
23
3.1.2. Chiếu sáng những thị trƣờng tiềm năng ……………………………………….
24
3.1.3. Việt Nam với vũ iệu sắc màu của LED ………………………………………
25
3.2. ƢU ĐIỂM KHI SỬ DỤNG ĐÈN LED ……………………………………………..
27
3.2.1. Tiết kiệm iện năng …………………………………………………………………..
27
3.2.2. Tiện dụng …………………………………………………………………………………
27
3.2.3. Thân thiện với môi trƣờng ………………………………………………………….
28
3.2.4. Tuổi thọ
……………………………………………………………………………………
28
3.2.5. Kết luận
……………………………………………………………………………………
28
CHƢƠNG 4.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƢỜNG
LÊ HỒNG PHONG SỬ DỤNG ĐÈN LED
………………………………..
29
4.1. PHƢƠNG ÁN THAY THẾ TOÀN BỘ ĐÈN HIỆN NAY BẰNG ĐÈN
LED 75W …………………………………………………………………………………………….
29
4.2. PHƢƠNG ÁN THAY THẾ TOÀN BỘ ĐÈN HIỆN NAY BẰNG ĐÈN
LED 100W …………………………………………………………………………………………..
35
4.3. PHƢƠNG ÁN THAY THẾ TOÀN BỘ ĐÈN HIỆN NAY BẰNG LED
150W …………………………………………………………………………………………………..
40
4.4. TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN DÂY ……………………………………………………….
47
KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………..
78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………..
79
1
LỜI MỞ ĐẦU
Để theo kịp thời ại luôn không ngừng phát triển nhƣ hiện nay. Song song
với thời gian thì mọi ngành nghề, lĩnh vực trong ời sống xã hội cũng luôn ƣợc
thúc ẩy mạnh mẽ. Trong ó, kỹ thuật chiếu sáng là một lĩnh vực rất quan trọng
luôn ƣợc sự quan tâm hàng ầu của xã hội. Đặc biệt ối với một xã hội hiện ại
thì ánh sáng không chỉ cần trong ời sống sinh hoạt mà nó còn rất cần thiết trong
các công trình công cộng, các xa lộ…Chính vì vậy hiện nay kỹ thuật chiếu sáng
còn òi hỏi rất cao về chất lƣợng và thẩm mỹ.
Chiếu s ng ƣờng là một phần trong kỹ thuật chiếu sáng, ngày nay với hệ
thống giao thông phức tạp, mật ộ giao thông lớn…thì chiếu s ng ƣờng còn
giúp phần hạn chế tai nạn giao thông một cánh tối thiểu nhất ngoài ra còn làm
tăng vẻ ẹp của cảnh quan ô thị.
Với ề tài “thiết kế chiếu sáng đƣờng Lê Hồng Phong – Hải Phòng” do
Thạc sĩ Đỗ Thị Hồng Lý hƣớng dẫn, ề tài gồm những nội dung sau:
– Chƣơng 1. Giới thiệu chung về chiếu s ng ô thị
– Chƣơng 2. Thiết kế chiếu s ng ƣờng Lê Hồng Phong – Hải Phòng
– Chƣơng 3. Đề xuất phƣơng n sử dụng èn LED
– Chƣơng 4. Tính toán thiết kế ƣờng Lê Hồng Phong sử dụng èn LED
Với nội dung nhƣ trên em rất mong có ƣợc sự góp ý, chỉ bảo của các thầy
cô.
2
CHƢƠNG 1.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG
1.1.1. Tầm quan trọng của chiếu sáng đối với xã hội hiện nay
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện ại ho ngành iện giữ một vai trò
rất lớn không thể thiếu trong ời sống xã hội. Nó không chỉ chiếu s ng ơn thuần
mà nó còn góp phần vào thúc ẩy sự phát triển của một xã hội hiện ại. Đối với
chiếu sáng trong nhà, ngoài chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên còn phải sử dụng
iện ể chiếu sáng. Bởi vì ánh sáng tự nhiên không thể cung cấp ủ ộ sáng cho
căn nhà ngoài ra chiếu s ng iện còn có nhiều ƣu iểm: thiết bị ơn giản, sử
dụng thuận tiện. Hơn nữa hầu hết mọi công việc, hoạt ộng của con ngƣời ều
không thể tiến hành ƣợc nếu thiếu ánh sáng hoặc ánh sáng không gần giống với
ánh sáng tự nhiên. Cũng nhƣ trong giao thông việc chiếu sáng ngoài trời cho các
xa lộ ƣợc ảm bảo một cách tối a thì sẽ giảm ƣợc rất nhiều tai nạn giao
thông, giúp giao thông thuận tiện hơn. Ngoài ra chiếu s ng ô thị nếu ƣợc bố trí
một cách hợp lý thuận tiện thì sẽ làm tăng ƣợc vẻ ẹp, cảnh quan của ô thị
cũng nhƣ c c công trình văn ho kh c.
Vì vậy vấn ề chiếu sáng là một vấn ề quan trọng mà các nhà nghiên cứu
chú ý nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực chuyên sâu nhƣ nguồn sáng, chiếu sáng
công nghiệp, nhà ở, c c công trình văn ho nghệ thuật, các xa lộ…
1.1.2. Một số thành tựu về chiếu sáng ở Hải Phòng và Việt Nam
Nhận biết ƣợc tầm quan trọng của chiếu sáng các nhà chiếu sáng Việt
Nam cũng ã p dụng những thành tựu của khoa học chiếu sáng trên thế giới vào
lĩnh vực chiếu s ng nƣớc nhà. Hiện nay, hầu hết các thành phố lớn, c c ô thị
cũng nhƣ c c tuyến ƣờng giao thông ã ƣợc chiếu sáng với các mức ộ khác
3
nhau nhƣng cũng ph t huy ƣợc tối a hiệu quả của chiếu s ng nhƣ giảm ƣợc
tai nạn giao thông, tăng vẻ ẹp của c c ô thị,… Trong chƣơng trình ƣa iện về
nông thôn thì iện chiếu s ng cũng ã xuất hiện nhằm phục vụ sản xuất…
Thành phố Hải Phòng cũng là một trong số những thành phố rất ƣợc
quan tâm ến lĩnh vực chiếu sáng. Hiện nay thành phố cũng ang tiến hành nâng
cấp hệ thống chiếu s ng ồng thời xây dựng các hệ thống chiếu sáng mới với
công nghệ hiện ại, thay cho việc óng cắt bằng tay ở ây ã sử dụng hệ thống
óng cắt tự ộng. Tất cả c c công viên, vƣờn hoa, các tuyến ƣờng, nhà máy, xí
nghiệp, trƣờng học, bệnh viện…trong thành phố cũng nhƣ ngoại thành ều ã
ƣợc chiếu sáng.
1.2. CÁC NGUYÊN LÝ VỀ CHIẾU SÁNG NGOÀI TRỜI
Các tiêu chuẩn chất lƣợng chiếu s ng ƣờng bộ thực chất òi hỏi cho phép
thị giác nhìn nhanh chóng, chính xác và tiện nghi. Về phƣơng diện này ta chú ý
ến:
Độ chói trung bình của mặt ƣờng do ngƣời lái xe quan sát khi nhìn mặt
ƣờng ở tầm xa 100 mét khi thời tiết khô. Mức yêu cầu phụ thuộc vào loại
ƣờng ( mật ộ giao thông, tốc ộ, vùng ô thị hay nông thôn…) trong c c iều
kiện làm việc bình thƣờng.
Độ ồng ều phân bố biểu diễn của ộ chói lấy từ c c iểm khác nhau của
bề mặt, do ộ chói không giống nhau theo mọi hƣớng (sự phản xạ không phải là
vuông góc mà là hỗn hợp ) nên trên ƣờng giao thông ngƣời ta phải kiểm tra ộ
ồng ều của nh s ng trên hai iểm ó theo chiều ngang và một tập hợp iểm
cách nhau gần 5m giữa các cột èn theo chiều dọc.
Phải hạn chế loá mắt và sự mệt mỏi do số lƣợng và quang cảnh của các
èn xuất hiện trên thị trƣờng, khi phải ảm bảo ộ chói trung bình của mặt
ƣờng. Do ó ngƣời ta ịnh nghĩa một chỉ số loá mắt G( glareindex) chia theo
4
thang từ mức 1 (mức không chịu ƣợc ) ến mức 9 ( không cảm nhận ƣợc ) và
cần phải giữ ở mức 5 (mức chấp nhận ƣợc).
Hiệu quả hƣớng nhìn khi lái xe phụ thuộc vào các vị trí sáng trên các
ƣờng cong, loại nguồn sáng trên một tuyến ƣờng và tín hiệu báo trƣớc những
nơi cần chú ý ( ƣờng cong, chỗ thu thuế, ngã tƣ …) cũng nhƣ c c nối vào của
con ƣờng.
1.3. CÁC ĐẠI LƢỢNG ĐO ÁNH SÁNG
1.3.1. Góc khối : (góc nhìn)
Góc khối ƣợc ịnh nghĩa là tỷ số giữa diện tích và bình phƣơng của bán
kính. Nó là một góc trong không gian.
Đơn vị : Sr (steradian)
Steradian là góc khối mà dƣới góc ó ngƣời quan s t ứng ở tâm O của
một quả cầu R thì nhìn thấy diện tích S trên mặt cầu.
Giả thiết rằng một nguồn iểm ặt ở tâm O của một hình cầu rỗng bán
kính R.
=
Trong ó : S là iện tích trên mặt cầu (m2)
R là bán kính hình cầu (m)
Giá trị cực ại của góc khối khi không gian chắn là toàn bộ mặt cầu:
.
4
π
Ω
R
R
R
2
2
2
.
4.
S
Nếu bán kính mặt chắn là mét thì mặt chắn là K2.m2
5
1.3.2. Cƣờng độ ánh sáng I (Intensity)-cd (candela)
Cƣờng ộ sáng là thông số ặc trƣng cho khả năng ph t quang của nguồn
sáng.
Candela là cƣờng ộ sáng theo một phƣơng ã cho của nguồn phát một
bức xạ ơn sắc có tần số 540.1012 Hz ( = 555 nm) và cƣờng ộ năng lƣợng
theo phƣơng này là 683
1
oát trên steradian.
Một nguồn phát quang tại O phát một lƣợng quang thông d trong góc
khối d có:
Cƣờng ộ sáng trung bình của nguồn:
d
d
I A
0
Cƣờng ộ sáng tại iểm A:
d
d
I
lim
d
A
0
0
Cƣờng ộ sáng mạnh sẽ làm cho mắt có cảm giác bị lóa, khả năng phân
biệt màu sắc cũng nhƣ sự vật bị giảm i, thần kinh căng thẳng sẽ làm ảnh hƣởng
tới thị giác không chính xác.
1.3.3. Quang thông (lumen, lm)
Quang thông là một thông số hiển thị phần năng lƣợng chuyển thành ánh
s ng, ƣợc nh gi bằng cƣờng ộ sáng, cảm giác với mắt thƣờng của ngƣời có
thể hấp thụ ƣợc lƣợng bức xạ:
Quang thông là nguồn phát ra trong một góc khối :
Ф
Ω
Ω
I.d
0
Quang thông khi cƣờng ộ s ng ều (I = const)
Ф = I.
Quang thông khi cƣờng ộ sáng I không phụ thuộc vào phƣơng:
6
4
.
0
I d
Ф
Ф
Ф = 4Π.I
1.3.3. Độ rọi – E, lux(lx)
Mật ộ quang thông rơi trên bề mặt là ộ rọi có ơn vị là lux
(
)
lx
2
(
)
Lm
Ф
E
S m
Trong ó:
Ф(Lm) là quang thông trên bề mặt nhận ƣợc.
S(m2) là diện tích mặt chiếu sáng.
1.3.4. Độ chói L (cd/m2)
Độ chói là thông số ể nh gi ộ tiện nghi của chiếu s ng, ộ chói khi
nhìn nguồn sáng là tỷ số giữa cƣờng ộ ánh sáng và diện tích biểu kiến của ánh
sáng.
2
2
(
/
)
(
)
.cos (
)
cd m
di cd
L
ds
m
Độ chói óng vai trò cơ bản trong kỹ thuật chiếu s ng, nó là cơ sở của các
khái niệm về chi giác và tiện nghi thị giác.
1.3.5. Định luật Lambert
Khi nhìn ở c c góc kh c nhau thì ộ chói L bằng nhau. Định luật lambert
chỉ áp dụng cho các bề mặt có phản xạ khuếch tán hoàn toàn.
Nếu bề mặt có ộ rọi E thì ộ chói khi nhìn lên bề mặt:
E
p
L
.
( theo ịnh luật lambert)
Khi ộ sáng do khuếch t n thì ịnh luật lambert ƣợc tổng quát:
.
L
M
Trong ó: p là hệ số phản xạ của bề mặt (p<1) 7 E là ộ rọi lx M là ộ trƣng (lm/m2) L là ộ chói (cd/m2) 1.4. CÁC CẤP CHIẾU SÁNG Đối với các tuyến ƣờng quan trọng, CIE x c ịnh 5 cấp chiếu sáng khi ƣa ra c c gi trị tối thiểu trong bảng 1.1 cần phải thoả mãn chất lƣợng. Tuy nhiên do sự già hoá của các thiết bị, các kỹ sƣ thiết kế phải tăng cƣờng ộ chói trung bình khi vận hành cũng nhƣ chiếu sáng trong nhà. Bảng 1.1: Các cấp chiếu sáng Cấp Loại đƣờng Mốc Độ chói trung bình Độ đồng đều nói chung U0= Độ đồng đều chiếu dọc U1= Chỉ số tiện nghi G A Xa lộ, xa lộ cao tốc 2 0.4 0.7 6 B Đƣờng c i, ƣờng hình tia Sáng Tối 2 1 ến 2 0.4 0.7 5 6 C Thành phố hoặc ƣờng có ít ngƣời i bộ Sáng Tối 2 1 0.4 0.7 5 6 D Các phố chính, các phố buôn bán Sáng 2 0.4 0.7 4 E Đƣờng vắng Sáng Tối 1 0.5 0.4 0.5 4 5 8 1.5. NGUỒN CUNG CẤP CHO CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG C c lƣới cung cấp cho chiếu sáng khác với lƣới phân phối ở chỗ tải là các èn cùng một công suất và cùng một hệ số công suất, c ch ều nhau và làm việc ồng thời. C c lƣới iện cung cấp chiếu s ng có iện áp thấp 220/380 V làm việc cùng bộ hoặc chung với các bộ dùng iện p rơi trên c c èn nhỏ hơn 1% so với c c iện p ịnh mức, hoặc bằng trung áp 3200/5500 V khi khoảng cách và công suất tiêu thụ lớn. 1.5.1. Tính toán tiết diện dây 1.5.1.1. Biểu thức điện áp rơi Đối với ƣờng dây có iện trở R và cảm kháng Lw ƣợc cung cấp cho tải có hệ số công suất cosφ , có dòng iện I chạy qua, iện p rơi sẽ là: ΔU =RI cosφ + LwIsinφ Thực tế trong thiết bị chiếu s ng ã bù cosφ gần bằng 0,85 ta tính gần úng iện p rơi trên ƣờng dây: ΔU = RI Điện trở suất của dây ồng hoặc dây nhôm cần tính khi nhiệt ộ kim loại ở ruột cáp bằng 650,cũng nhƣ tính ến iện trở tiếp xúc. Do ó ta lấy φđồng = 22 Ω/km/mm2 φ nhôm = 23 Ω/km/mm2 Trong mọi trƣờng hợp, giá trị iện áp cuối ƣờng dây không ƣợc quá 3% tức là 6,6 V ở c c ầu cực của èn, nếu không quang thông sẽ giảm i và trong trƣờng hợp một bộ phận của lƣới bị hƣ hỏng có nguy cơ làm èn không bật sáng ƣợc. 9 1.5.1.2. Điện áp rơi trên đƣờng trục Với ƣờng dây một pha gồm n èn giống nhau, khoảng cách giữa c c èn l, mỗi èn tiêu thụ cùng dòng iện có trị số hiệu dụng I, c c dòng iện ấu cùng pha, dòng iện ầu ƣờng dây là It = nI Sơ ồ một pha trong ó Ue là iện áp vào, Us là iện áp ra. It=n1 I(n-1) 2I I 1 2 n-2 n-1 n ΔU1 ΔUn-2 ΔUn-1 Ue Us Hình 1.2: Sơ ồ một pha Điện p rơi trên từng oạn là : ΔUn-1 = 2 , ΔUn-2 = 2 ,…., ΔU1 = 2 Do ó iện p rơi trên ƣờng dây : Ue – US = ∑ = 2 . n . Với chiều dài ƣờng dây L = (n – 1)l, iện p rơi ƣợc x c ịnh : ΔU = 2 Điều này ƣợc coi nhƣ tổng tải ƣợc ặt ở một nửa chiều dài ƣờng dây. Ta sẽ thấy lợi ích của việc bù cosφ của từng èn mà không ặt một trạm bù cos khi không bù từ 0,4 ến 0,5 làm tăng dòng iện ƣờng dây lên gấp ôi. Trƣờng hợp nguồn cung cấp là ba pha nối sao trung tính Yn, c c èn ƣợc nối vào dây pha và dây trung tính, iện p rơi từng pha phải chia cho 2 vì không có dòng iện trong dây trung tính và iện p rơi là : 10 ΔU =√ Kết quả này cũng úng với mạch hình tam giác và từ ây cho ta thấy lợi ích của mạch ba pha. 1.5.2. Các phƣơng pháp cung cấp điện Đối với các thiết bị chiếu sáng nhỏ, việc nối trực tiếp vào lƣới cung cấp cho các bộ là kinh tế, nhất là khi ta có thể sử dụng các cột iện của EDF ể lắp ặt bộ èn, tuy vậy không ảm bảo iều kiện ộ chói ều. Khi công suất chiếu s ng ạt tới 30kW nên sử dụng lƣới iện trung áp 3200/5500 V có máy biến p cho c c nhóm èn. Ƣu iểm chính của trung áp là : - Giảm tiết diện dây dẫn. - Điện áp ổn ịnh hơn làm tuổi thọ của èn tăng. - Hệ thống có iều khiển từ xa thống nhất. 1.5.2.1. Phân phối điện Có thể tiến hành theo 3 cách: một pha 220V, ba pha Yn ( sao trung tính 220/380V ) hay nối tam giác ( D ) 220V. Bảng dƣới ây cho thấy lợi ích của phân phối ba pha ối với một hệ thống chiếu s ng ã cho khi cùng một sụt áp. Bảng 1.2: Lợi ích của phân phối 3 pha ối với một hệ thống chiếu sáng. Các thông số Một pha 220v Yn 220/380V D 220V Số lƣợng dây dẫn 2 3+1 3 Dòng iện trên dây dẫn I I/3 I/√ Tiết diện dây dẫn tỷ lệ với 2 =Sm = √ = Trọng lƣợng dây dẫn tỷ lệ với 2Sm 0.66Sm 1.5Sm 11 1.5.2.2. Bố trí đƣờng dây Khi bố trí mạch nh nh ta lƣu ý rằng máy biến p ƣợc ặt ở tâm hình học ể giảm sụt p ến cuối oạn dây hoặc ể giảm tiết diện dây dẫn. Nếu có thể bố trí nguồn cấp theo mạch vòng, cho phép giống nhƣ cho mạch hở tƣơng ƣơng với một nửa vòng. Việc phân ôi c c ƣờng dây cho phép cắt một trong hai nguồn sáng (giải pháp tốn kém và ít an toàn ) ít dùng cho sự phát triển của kĩ thuật tiết kiệm iện năng. 1.5.2.3. Trạm biến áp Việc lựa chọn công suất máy biến áp phụ thuộc vào: - Công suất tiêu thụ của các bộ èn. - Dòng iện tiêu thụ khi mỗi èn bằng 1,5 ến 2 lần dòng iện ịnh mức trong phút ầu tiên ( do ó cần phải khởi ộng từng bộ phận). - Khả năng mở rộng lƣới. Mặt khác cần phải ảm bảo an toàn và bảo vệ khi làm việc ở lƣới trung áp. Các tủ iều khiển gồm có các thiết bị bảo vệ khác nhau, dây nối ất và công tơ, hệ thống bật tắt từ xa. Các kiểu thƣờng dùng là : - Máy cắt theo giờ có cơ cấu ồng hồ iện. - Tế bào quang iện chỉnh ịnh thời gian ể tránh làm việc không úng lúc (tế bào thƣờng ặt trên cột gần trạm nhất ). - Ph t dòng iện 175Hz lên dây dẫn của mạng ể thao tác các công tơ. 1.5.2.4. Tính toán một trạm biến áp điển hình * Sơ ồ nguyên lý một sợi TBA * X c ịnh dung lƣợng trạm biến áp. - Nguồn cung cấp cho trạm 22kV. 12 - Công suất tiêu thụ TBA (xét trên 1km chiều dài có 20 cột èn chiếu sáng, mỗi cột có 2 èn, mỗi èn công suất 250W và 20 cột èn trang trí, mỗi cột 2 èn, mỗi èn công suất 150W). P∑ = 20.( 2.250+ 2.150) = 16(kW) Q∑ = P∑.tgφ = 16.0,49 = 7,84 (kVAR) S∑ =√ ∑ ∑ = 17,8 (kVA) Chọn SdmBA ≥ S∑ = 17,8 (kVA). Vậy ta chọn MBA 50-22/0,4 - Tính tiết diện dây dẫn trên không tải 22kV về trạm biến áp. Tổn thất iện áp phía cao áp ΔUcp = = = 660 (V) ΔUcp : tổn thất iện áp cho phép tính theo %. Ud : iện p danh ịnh của mạng. Itt = I mBA = √ = 1,3 A Do dòng iện tính to n tƣơng ối nhỏ nên ta chọn tiết diện dây tối thiểu là 35mm2, chọn dây AC-35. - Chọn van chống sét: chọn van chống sét loại FCO 22kV-5A. - Chọn cầu chì tự rơi: chọn cầu chì tự rơi dựa vào thông số I mBA=1,3A, U m = 22kV, nên ta chọn cầu chì tự rơi loại C710-213 PB do CHANGE chế tạo với U m = 22kV, I m = 100A. -Chọn aptomat tổng: chọn aptomat tổng loại NS400N do MERLINGERIN chế tạo với I m = 400A. -Chọn aptomat nhánh: chọn loại C100E do MERLINGERIN chế tạo với I m= 100A. * Trạm biến áp 50kVA – 22/0,4kV 13 - Trạm xây dựng theo kiểu trạm treo. - Toàn bộ thiết bị trạm ƣợc treo trên 01 cột bê tông ly tâm cao 12m. Các xà trạm, ghế thao t c và thang trèo ều ƣợc sơn chống gỉ và sơn ghi. Máy biến áp 3 pha : - Công suất danh ịnh: 50kVA - Cấp iện áp: 22/0,4kV - Máy loại 2 cuộn dây ấu Y/Y0-12 - M y ƣợc làm mát bằng dầu tuần hoàn tự nhiên và treo ở ộ cao 3 – 4m so với mặt ất. Đóng cắt, bảo vệ ngắn mạch và quá tải phía cao thế bằng cầu dao, cầu chì tự rơi FCO 22kV – 5A. Bảo vệ phía hạ thế bằng aptomat tổng 100A. Bảo vệ chống sét bằng chống sét van 22kV… *Hệ thống tiếp ịa trạm biến áp: Hệ thống tiếp ịa trạm biến áp bao gồm: Tiếp ịa làm việc, tiếp ịa an toàn và tiếp ịa bảo vệ. Các hệ thống tiếp ịa này ều có dây xuống hệ thống tiếp ịa chung. Hệ thống cọc tiếp ịa gồm có 6 cọc bằng thép L75x75x7mm dài 2,5m. Khoảng cách giữa các cọc tối thiểu là 2,5m. Mỗi cọc tiếp ịa ều có dây bắt bằng thép Φ12 hàn tai bắt tiếp ịa. Đầu nối các cọc tiếp ịa bằng sắt dẹt 40x4mm. Dây trung tính từ máy biến áp xuống hệ thống tiếp ịa trạm bằng dây c p ồng nhiều sợi bọc PVC. Dây nối vỏ máy biến p, ầu p, gi ỡ cáp hạ thế… với hệ thống tiếp ịa ều là sắt tròn Φ12. Điện trở tiếp ất của trạm biến áp phải ảm bảo ≤4Ω. Nếu không ạt sẽ thiết kế bổ xung. * Đo ếm iện năng: Hệ thống o ếm iện năng ặt trong tủ chống tổn thất do công ty Điện lực Hải Phòng cung cấp. 14 CHƢƠNG 2. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ĐƢỜNG LÊ HỒNG PHONG - HẢI PHÒNG 2.1. KHÁI QUÁT CHUNG * Mục ích: Nhằm tạo ra một môi trƣờng chiếu sáng tiện nghi ảm bảo cho ngƣời tham gia giao thông xử lý quan sát chính xác tình huống giao thông xẩy ra trên ƣờng. * Đặc iểm: - Chiếu s ng cho ngƣời quan s t ang di chuyển. - Khác với chiếu sáng nội thất lấy ộ rọi làm tiêu chuẩn ầu thì chiếu sáng ngoài trời chọn ộ chói khi quan sát làm tiêu chuẩn ầu tiên. - Khác với ộ chói trong thiết kế nội thất, ộ chói trên ƣờng không tuân thủ ịnh luật Lambert mà phụ thuộc vào kết cấu lớp phủ mặt ƣờng. - Khi thiết kế chiếu s ng trên ƣờng cần ảm bảo ộ ồng ều chiếu sáng ể tránh hiện tƣợng bậc thang. - C c èn chiếu s ng ƣờng cần có công suất lớn và chú ý ến chỉ tiêu tiết kiệm iện năng. - Đƣờng phố là bộ mặt của ô thị nên yếu tố thẩm mỹ luôn ƣợc quan tâm. 2.2. CÁC TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM THIẾT KẾ 2.2.1. Các tiêu chuẩn thiết kế Các tiêu chuẩn thiết kế cơ bản ƣợc sử dụng trong việc xây dựng hệ thống cấp iện cho dự án. Các tiêu chuẩn thiết kế ƣợc áp dụng : - Quy phạm trang bị iện số 11-TCN 19-84. - Tiêu chuẩn TCVN 5828.1994 èn iện chiếu sáng thành phố. 15 - Tiêu chuẩn 20TCN 95-83 hiện hành. - Nghị ịnh 54 của thủ tƣớng chính phủ về hành lang an toàn iện. C c iều kiện khí hậu sau ã ƣợc xem xét: - Nhiệt ộ ất tối a 250C. - Nhiệt ộ không khí tối a 410C. - Nhiệt ộ không khí tối thiểu 50C. - Độ ẩm tƣơng ối 100% khi T = 400C. - Độ cao trên mực nƣớc biển dƣới 1000 m. - Trở suất nhiệt của ất TB = 1,2 tối a = 3,0. - Lƣợng mƣa 800mm/năm. - Bảo vệ chống hơi nƣớc mặn của biển. 2.2.2. Các tiêu chí thiết kế Việc thiết kế, chế tạo, lắp ặt, kiểm tra và nghiệm thu các vật tƣ thiết bị và các công việc ều phù hợp với tiêu chuẩn IEC và tham khảo các tiêu chuẩn ã ƣợc áp dụng, ã ƣợc công nhận nếu nhƣ tiêu chuẩn IEC không có. Tất cả các thiết bị thiết kế ều phù hợp với khí hậu nhiệt ới ven biển. Cấp iện p danh ịnh và phạm vi thay ổi iện áp cho phép tối a trong iều kiện vận hành bình thƣờng là : - Hạ thế: 380/220 + 5%. - Tần số hệ thống là 50Hz. - Cấp c ch iện của hệ thống sẽ là: 0,4 kV. - Điện p ịnh mức của thiết bị là 1/0,6 kV. - Điện áp danh ịnh là 0,4/0,23 kV. - Công suất ngắn mạch ịnh mức 34,6 mVA. - Kết cấu lƣới và ộ tin cậy. 16 Do không bố trí các trạm biến áp phục vụ cho chiếu sáng riêng dọc theo tuyến ƣờng nên nguồn iện cấp cho èn ƣờng xuất phát từ thanh cái các trạm gần nhất ể cấp cho các tủ iện chiếu sáng. Mỗi tủ iện sẽ cấp cho 2 tia với bán kính khoảng 1000 m. Mặt khác hiện tại ƣờng cáp 22 kV và hệ thống các trạm iện chƣa ồng thời ƣa vào hoạt ộng, trong lúc thành phố yêu cầu khẩn trƣơng có iện ể chiếu s ng cho ƣờng trục nhằm ảm bảo an toàn giao thông, ơn vị tƣ vấn cùng chủ ầu tƣ ã làm việc với iện lực Hải Phòng bàn biện pháp cấp iện tạm thời cho từng oạn trong iều kiện lƣới iện hạ thế trong khu vực ã bị quá tải, do ó phƣơng n cấp iện tạm thời ƣa ra có thể còn thay ổi nữa. Do vậy việc kết nối giữa c c oạn với nhau cho phép chuyển ổi nguồn cấp theo nhiều phƣơng n dẫn ến việc tính chọn cáp sẽ chƣa p ứng ƣợc yêu cầu tối ƣu về kinh tế do chọn c p ồng ều theo những oạn cáp dài và nhiều phụ tải nhất. Lựa chọn èn chiếu sáng là loại èn cao p gi n tiếp, bộ iện có chấn lƣu, tụ, mới cho phép làm việc bình thƣờng với iện áp thấp dƣới 10 % iện p ịnh mức. 2.2.3. Các tiêu chuẩn kỹ thuật 2.2.3.1. Hệ thống chiếu sáng đƣờng trục Đƣờng ngã 5 c t bi ến sân bay cát bi dài 5290 m, với 4 làn ƣờng và 3 dải phân c ch, ể chiếu sáng suốt chiều dài tuyến ƣờng dùng èn cao p lắp ặt dọc theo 2 dải phân c ch 2 bên ƣờng, tại c c iểm nút giao thông lớn lắp ặt các cụm èn pha ể tăng cƣờng ộ s ng cho ngƣời và phƣơng tiện lƣu thông an toàn.
