do an chieu sang

Đồ án môn học Thiết kế chiếu sáng đường

LỜI MỞ ĐẦU

Đất nước ta trong những năm qua đã có những thay đổi to lớn về kinh tế và xã

hội. Về xã hội không chỉ đáp ứng nhu cầu của nhân dân mà còn cao về chất lượng.

Kinh tế có sự tăng trưởng cao trong nhiều năm, đặc biệt khi nước ta gia nhập tổ chức

thương mại quốc tế, Nhân dân tích cực đầu tư xây dựng….Bên cạnh đó với chính sách

mở cửa đã thu hút được rất nhiều nhà đầu tư nước ngoài đầu tư vào nước ta. Nhiều khu

công nghiệp, nhiều công trình kiến trúc cơ sở hạ tầng, xa lộ đang được xây dựng… Đất

nước ta đang là một công trường khổng lồ.

Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành kinh tế. Ngành kỹ thuật

chiếu sáng cũng không ngừng phát triển, việc chiếu sáng các công trình không chỉ là

cung cấp đủ ánh sáng mà hiện nay cần đòi hỏi nhiều về thẩm mỹ cũng như cao về chất

lượng. Việc chiếu sáng các công trình nay đã trở nên mối quan tâm hàng đầu của các

nhà thiết kế cũng như giới mỹ thuật. Với một công trình được chiếu sáng tốt sẽ mang

lại cho con người nhiều tiện ích, thoái mái trong công việc, học tập cũng như thư giãn.

Và giờ đây chiếu sáng là một bộ phận quan trọng trong sự phát triển chung của xã hội.

Chiếu sáng đường là một bộ phận của kỹ thuật chiếu sáng, ngày nay với hệ

thống giao thông phát triển hiện đại, mật độ giao thông lớn.. Yêu cầu đầu tiên đối với

hệ thống chiếu sáng đó là phải hạn chế tôi đa tai nạn giao thông ban đêm, tạo cho các

lái xe có một tầm nhìn thoải mái ….

Qua một thời gian làm ngoài sự nỗ lực của bản thân còn có sự chỉ bảo, hướng

dẫn tận tình của thầy Phạm Ngọc Dương em đã hoàn thành đồ án. Tuy nhiên do vốn

hiểu biết còn có hạn và chưa có kinh nghiệm nên đồ án của em còn nhiều sai sót và

hạn chế, kính mong các thầy cô giáo chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn và

cho em những bài học quý báu để phục vụ cho công tác sau này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Quy Nhơn, tháng 04 năm

2012

GVHD: ThS.Phạm Ngọc Dương 1 SVTH: Phạm Thành An – ĐKT – K31


Sinh

viên

Phạm Thành An

Chương I:

GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG VÀ PHƯƠNG PHÁP QUẢN LÝ

CHIẾU SÁNG

1.1 Tóm tắt kỹ thuật chiếu sáng

1.1.1 ¸nh s¸nga. Sóng điện từ

Sóng điện từ lan truyền trong không gian vừa có tính chất sóng vừa có tính chất

hạt. Cũng giống như mọi sóng khác, sóng điện từ tuân theo các định luật vật lý.

b. Ánh sáng

Ánh sáng là bức xạ điện từ, tuân theo định luật sóng và hạt mà mắt người có thể

cảm nhận được một cách trực tiếp. Nó có vận tốc truyền trong chân không là 3.108m/s.

Ủy ban quốc tế về chiếu sáng mă hóa đưa ra các giới hạn cực đại của phổ màu

- Các ánh sáng có bước sóng vào khoảng = 555nm được hiển thị tốt nhất trên võng

mạc của mắt người, tại đây có 2 loại tế bào:

+ Tế bào hình nón có khoảng 7 triệu tế bào, nằm giữa võng mạc cho ta phân biệt

màu sắc của ánh sáng.



+ Tế bào hình que có khoảng 120 triệu tế bào, chúng bao phủ phần còn lại của

võng mạc cho ta phân biệt màu sắc của ánh sáng: Đen trắng.

- Bước sóng mà mắt có thể nhận được nằm trong khoảng = 380 - 780nm.

Đối với người thiết kế chiếu sáng cần quan tâm đến đường cong hiệu quả ánh sáng

V().

V() - Thị giác ban ngày.

V’() - Thị giác ban đêm.

1.1.2 Các đại lượng đo ánh sáng

a. Góc khối - đơn vị Steradian (Sr)

Góc khối được định nghĩa là tỷ số giữa diện tích và bình phương của bán kính. Nó

là một góc trong không gian.


Thuỷ tinh thể

Võng mạcCác tếbào

Thần kinhthị giác

Hình 1.1

Hình 1.2


Ta giả thiết rằng một nguồn điểm đặt ở tâm O của một hình cầu rỗng bán kính R, và

ký hiệu S là diện tích mặt của phần mặt cầu tạo bởi góc khối .

=

Trong đó:

S - Diện tích trên mặt chắn trên mặt cầu: (m2).

R- Bán kính hình cầu: (m).

Giá trị cực đại của góc khối khi không gian chắn là toàn bộ mặt cầu.

b. Cêng ®é s¸ng I - §¬n vÞ ®o Candela (cd) Cêng ®é s¸ng lµ th«ng sè ®Æc trng cho kh¶ n¨ng ph¸t quang cña nguån s¸ng. Candela lµ cêng ®é s¸ng theo mét ph¬ng ®· cho cña nguån ph¸t mét bøc x¹ ®¬n s¾c cã tÇn sè lµ 540.1012Hz ( =

555nm), vµ cêng ®é n¨ng lîng theo ph¬ng nµy lµ W/Sr.


R0 S

R

KS

K2S

S

Hình1.3

d A

d

0

Hình 1.4


Một nguồn phát quang tại 0, phát một lượng quang thông d trong góc khối d có:

+ Cường độ sáng trung bình của nguồn:

+ Cêng ®é s¸ng t¹i ®iÓm A:

- Cường độ sáng mạnh sẽ làm cho mắt có cảm giác bị loá, khả năng phân biệt màu

sắc cũng như sự vật bị giảm đi, lúc này thần kinh căng thẳng và thị giác mất chính xác.

c. Quang thông - Đơn vị đo Lumen (lm)

Quang thông là một thông số hiển thị phần năng lượng chuyển thành ánh sáng,

được đánh giá bằng cường độ sáng cảm giác với mắt thường của người có thể hấp thụ

được lượng bức xạ:

- Quang thông của một nguồn phát ra trong góc khối :

- Quang thông khi cường độ sáng đều (I = const):

= I.

- Quang thông khi cường độ sáng I không phụ thuộc vào phương:

d. Độ rọi E - Đơn vị lux (lx)

Độ rọi là đại lượng đặc trưng cho mật độ quang thông nhận được trên bề mặt được

chiếu sáng.



hoặc

Trong đó:

- Quang thông bề mặt diện tích nhận được: (lm).

S - Diện tích bề mặt đuợc chiếu sáng: (m2).

Khi một mặt phẳng có diện tích S =1m2 nhận được cường độ sáng một lượng

quang thông = 1lm sẽ có độ rọi E = 1lx.

Khái nịêm về độ rọi ngoài nguồn ra còn liên quan đến vị trí của mặt được chiếu

sáng:

Suy ra:

Trong đó:

I : Cường độ sáng (cd).

α: Góc tạo bởi pháp tuyến n của ds với phương I.

r : Khoảng cách từ nguồn sáng điểm 0 cho đến mặt nguyên tố ds (m).

Do đó khi tính toán thiết kế chiếu sáng cần yêu cầu về độ rọi theo tiêu chuẩn nhà

nước.

e. Độ chói L - đơn vị (cd/m2 )


Hình 1.5


Độ chói là thông số để đánh giá độ tiện nghi của chiếu sáng, là tỷ số giữa cường độ

sáng và diện tích biểu kiến của nguồn sáng theo một phương cho trước.

§é chãi nhá nhÊt ®Ó m¾t nh×n thÊy lµ 10-5cd/m2, vµ b¾t ®Çu g©y nªn khã chÞu vµ lo¸ m¾t ë 5000cd/m2.

g. §Þnh luËt Lamber Khi nh×n ë çc gãc kh¸c nhau th× ®é chãi L b»ng nhau. §©y lµ ®Æc trng cho ®é ph¶n x¹ cña vËt. NÕu bÒ mÆt cã ®é räi E th× ®é chãi khi nh×n lªn bÒ mÆt ®îc

tÝnh theo ®Þnh luËt Lamber:

Khi ®é s¸ng do khuyÕch t¸n, ®Þnh luËt Lamber ®îc tæng qu¸t: Trong ®ã: : HÖ sè ph¶n x¹ cña bÒ mÆt ( <1). E : Độ rọi (lx).

M : Độ trưng (lm/m2).


Hình 1.6aHình 1.6b


L : Độ chói (cd/m2).

h. Tri giác nhìn thấy và độ tương phản

Tri giác nhìn thấy là độ nhạy của mắt với sự tương phản, với sự chênh lệch tương

đối của hai độ chói của các vật cạnh nhau mà mắt có thể phân biệt được.

Khi quan s¸t mét vËt cã ®é L0 trªn mét nÒn cã ®é chãi Lf chØ cã thÓ ph©n biÖt ®îc nÕu ®é t¬ng ph¶n:

Trong đó:

L0 : Độ chói khi nhìn vật.

Lf : Độ chói khi nhìn nền.

C : Độ tương phản.

i. Độ nhìn rõ và tính năng nhìn

Độ nhìn rõ là khả năng cảm nhận của mắt khi nhìn nguồn sáng và các bề mặt được

chiếu sáng.

+Tính năng nhìn được biểu diển theo:

C/CS : Cho phép đánh giá tính năng nhìn.

C/CS = 1: Tính năng nhìn chỉ 10% (khó nhìn).

C/CS =7.5: Tính năng nhìn được 84% (nhìn tốt).

C/CS = 12: Tính năng nhìn là 90% (khó chịu).

Trong đó:

C: Độ tương phản.

CS: Ngưỡng tương phản.

Quang thông chiếu lên bề mặt vật liệu dùng trong kỹ thuật chiếu sáng được tách

làm ba phần: Phản xạ ( ),thÊu x¹ ( )vµ hÊp thô ( ). Các hệ số này phản ánh sự liên quan giữa quang thông toàn phần rơi trên bề mặt

với quang thông phản xạ, thấu xạ và hấp thụ của bề mặt đó.



Khi chiÕu lªn bÒ mÆt vËt liÖu, ¸nh s¸ng tiªu t¸n ®Õn møc bÒ mÆt ®¹t ®îc ®é chãi ®ång ®Òu theo mäi ph¬ng th× çc tia ph¶n x¹ hoÆc thÊu x¹ cña ¸nh s¸ng nµy gäi lµ khuyÕch t¸n. + Trêng hîp ph¶n x¹, khuyÕch t¸n:

+ Thấu xạ và khuyếch tán:

Trong đó:

L : Độ chói (cd/m2)

E : Độ rọi (lx)

M : Độ trưng (lm/m2)

: Độ phản xạ

: Độ thấu xạ

k. Sự phản xạ, hấp thụ và thấu xạ

Khi ánh sáng đập vào một vật, ánh sáng có thể phản xạ, bị hấp thụ hoặc truyền qua

(thấu xạ). Đặc trưng cho các hiện tượng trên người ta đưa ra:

*Hệ số phản xạ ( ).

*Hệ số hấp thụ ( ).

*Hệ số thấu xạ (Truyền sáng).



Vì tổng các quang thông phản xạ , quang thông bị hấp thụ , quang thông

truyền qua bằng quang thông tới bề mặt, nên ta có :

1.1.3 Màu của các nguồn

a. Nhiệt độ màu

Để đặc trưng rõ hơn khái niệm về ánh sáng trắng thì người ta gán cho nó khái niệm

về “nhiệt độ màu“, tính bằng độ Kelvin. Đó là mô tả màu của một nguồn sáng bằng

cách so sánh với màu của một vật đen nói chung được nung nóng giữa 2000 và

10000K.

b. Chỉ số màu của ánh sáng I.R.C

Chỉ số màu là thông số để đánh giá chất lượng trung thực của ánh sáng do nguồn

phát ra.

+ I.R.C = 0 là ánh sáng đơn sắc phản ánh màu sắc không trung thực.

+ I.R.C = 90 100 ánh sáng trung thực.

Đối với chiếu sáng sân vận động có truyền tivi màu thì yêu cầu I.R.C > 85.

Khi tính toán thiết kế các nguồn sáng thì cần phải chú ý đến chỉ số màu.

1.2 Các thiết bị chiếu sáng

1.2.1 Đèn sợi đốt


200030004000

50006000

7000

Vùng môi trừơng sáng tiện nghi

50 100 200 300 400 500 1000 1500 2000

Độ rọi, lx

NHỆT ĐỘ MÀU, 0K

Hình 1.7


a. Cấu tạo

Đèn sợi đốt gồm 3 bộ phận chính: Sợi đốt, bóng đèn và đuôi đèn. Sợi đốt thường

làm bằng dây vonfram, bóng đèn thường làm bằng thủy tinh có thêm chì, bên trong có

chứa khí trơ hoặc thành phần halogen để tăng hiệu quả ánh sáng.

b. Các đặc điểm

*Ưu điểm:

+ Có nhiều loại. Kích thước, cấp điện áp, và công suất khác nhau.

+ Chỉ số màu gần bằng 100, màu sắc ấm áp.

+ Quang thông giảm không đáng kể, khi bóng đèn bị lão hóa cũng chỉ giảm khoảng

15%.

+ Nối trực tiếp vào lưới điện, bật sáng ngay.

+ Gọn nhẹ.

+ Giá thành rẻ.

+ Nhiệt độ màu phù hợp với chiếu sáng mức thấp và trung bình.

+ Không phụ thuộc vào điều kiện môi trường.

* Nhược điểm:

+ Hiệu suất phát sáng thấp 10 20lm/w.

+ Với đèn halogen từ 20 27lm/w.

+ Tuổi thọ trung bình thấp 1000giờ, đèn halogen 2000giờ.

+ Tốn điện và phát nóng.

+ Tính năng của đèn thay đổi lớn theo sự biến thiên điện áp nguồn.



* Ứng dụng:

+ Dùng để chiếu sáng cục bộ, chiếu sáng trang trí.

+ Thuận lợi cho việc chiếu sáng mức thấp và trung bình ở các khu vực dân cư.

+ Dùng làm đèn tín hiệu.

+ Sử dụng trong vấn đề đốt nóng và sưởi ấm.

1.2.2 Đèn phóng điện

a. Cấu tạo

Gồm hai điện cực đặt trong bóng thủy tinh có chứa khí trơ hoặc hơi kim loại. Để

có sự phóng điện phải đặt vào hai điện cực một điện áp UPd lớn hơn điện áp định mức

của đèn (Udm den), do đó phải dùng chấn lưu (balat) và tắcte để tạo ra quá trình quá độ.

- Có hai loại chấn lưu: Chấn lưu điện cảm và chấn lưu điện từ.

* Chấn lưu điện cảm:

Chấn lưu điện cảm là một cuộn dây quấn trên một lõi thép kỹ thuật điện.

- Ưu điểm:

+ Hạn chế dòng điện khi làm việc.

+ Tạo ra quá điện áp để phóng điện.

+ San bằng dòng điện.

+ Có độ bền cao.

- Nhược điểm:

+ Tiêu thụ điện năng lớn trên chấn lưu.

+ Dòng điện không còn hình sin nữa.



+ Hệ số cos thấp (0,4 0,5) do đó ta có thể mắt thêm tụ bù để nâng cao

cos.

* Chấn lưu điện từ:

Dùng bộ chỉnh lưu nghịch lưu để biến đổi tần số từ 50HZ lên khoảng 20KHZ.

- Ưu điểm:

+ Loại trừ được hiệu tượng nhấp nháy do tần số thấp.

+ Giảm được tổn hao trên chấn lưu.

+ Hệ số cos cao (cos 0,96).

+ Kích thước nhỏ.

+ Điều chỉnh quang thông của đèn thuận lợi.

+ Hiệu suất phát quang cao, tăng (10 20)%.

b. Các loại đèn phóng điện

* Đèn hơi Natri áp suất thấp:

Đèn có hình ống hoặc dạng chữ U, trong khí Neon cho phép mồi. Sau vài phút

Natri bốc hơi phát sáng có màu da cam ( = 589 589,6), gần với cự nhạy của mắt

(550nm).



- Đặc trưng của đèn:

+ Chỉ số màu bằng 0 do sự tỏa tia hầu như đơn sắc.

+ Tuổi thọ khoảng 8000giờ.

+ Thường dùng chiếu sáng xa lộ, đô thị.

* Đèn hơi Natri áp suất cao:

Đèn có kích thước nhỏ để duy trì nhiệt độ và áp suất. Được làm bằng thủy tinh

Alumin, thạch anh bị ăn mòn bởi Na. Đèn được đặt trong một bóng hình quả trứng hay

hình ống có đuôi xoáy.

Các đặc trưng của đèn:

+ Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 120lm/w.

+ Chỉ số màu thấp (Ra 20) tuy nhiên có loại Ra >80.

+ Có nhiệt độ thấp nên dễ chịu ở mức độ rọi thấp.

+ Tuổi thọ đạt tới 10000giờ.

+ Dùng để chiếu sáng đường phố, bến đổ xe và các công trình thể thao.

+ Có màu trắng ấm.

* Đèn Halogen kim loại:



Là đèn gồm hỗn hợp thủy ngân và halogen kim loại ở áp suất cao.

- Các đặc trưng của đèn:

+ Hiệu quả ánh sáng có thể đạt tới 95lm/w.

+ Nhiệt độ màu có 4000 6000K, màu rất trắng.

+ Chỉ số màu 60 90, chấp nhận được.

+ Tuổi thọ trung bình là 4000giờ.

+ Đèn dùng để chiếu sáng diện tích lớn như sân vận động, quảng trường vì có

chỉ số màu cao nên có thể truyền hình tivi màu.

+ Nhược điểm của đèn là giảm nhiệt độ màu sau một thời gian sử dụng khoảng

500 1000giờ, giá thành cao.

* Đèn huỳnh quang (đèn ống):

Được cấu tạo là một ống thủy tinh, bên trong có hai điện cực đặt ở hai đầu ống,

phía trong ống có chứa khí Acgôn và thủy ngân, phía trong ống có bôi một lớp huỳnh

quang để làm phát ra các tia bức xạ có bước sóng mắt thường nhìn thấy được. Loại đèn

này có côngtăcte và chấn lưu kèm theo.

- Đặc điểm của đèn huỳnh quang:



+ Hiệu quả ánh sáng từ 60 95lm/w.

+ Chỉ số màu từ 55 92.

+ Nhiệt độ màu giữa 2800 6500K.

+ Tuổi thọ khoảng 7000giờ.

+ Độ chói tương đối ít.

+ Nhiệt độ bên ngoài thành ống thấp khoảng 450C.

+ Dùng lâu quang thông của bóng đèn sẽ giảm.

+ Giá thành chỉ đắt hơn so với đèn sợi đốt.

+ Thời gian làm việc phụ thuộc vào số lần bật, tắt đèn.

+ Quang thông và phạm vi phát quang phụ thuộc vào nhiệt độ.

* Đèn compact hùynh quang:

Được thiết kế với kích thước thu nhỏ, được sử dụng để thay thế trực tiếp đèn sợi

đốt vì có hiệu suất phát quang cao, lắp đặt thuận tiện tuổi thọ cao loại đèn này có tắcte,

chấn lưu kèm theo .

Đặt tính kỹ thuật: Hiệu suất phát quang: 50 60lm/w.

Tuổi thọ trung bình: 10000giờ.

Độ bền cơ học cao.

Màu ánh sáng trắng ấm có chất lượng cao.

Nhạy cảm với thay đổi nhiệt độ môi trường.

* Đèn thủy ngân cao áp:



Cấu tạo: Gồm ống phóng điện, điện cực chính, và điện cực phụ. Bên trong bóng có

hơi thủy ngân ở áp suất cao.

Đặt tính kỹ thuật: Hiệu suất phát quang: 45 60lm/w.

Tuổi thọ trung bình: 2500 4000giờ.

Thời gian khởi động: 5 7phút.

Nhiệt độ màu:T = 3800 4300K.

Chỉ số thể hiện màu CRI: 40 60.

→ Hiệu suất phát quang thấp nên ngày càng ít được sử dụng.

* Đèn ánh sáng hỗn hợp:

Đây là đèn kết hợp đèn thủy ngân cao áp với đèn sợi đốt.

Đặt tính kỹ thuật:

Không cần chấn lưu, đấu trực tiếp vào lưới điện như đèn sợi đốt.

Hiệu suất phát quang: 20 65lm/w.

Thời gian khởi động: Sáng ngay.

Nhạy cảm với thay đổi điện áp.

Tuổi thọ: 6000giờ. Nhiệt độ màu 3800K.

1.2.3 Các nguồn sáng mới

a. Đèn cảm ứng không điện cực.



Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng trong đèn

Đặc tính kỹ thuật:

- Hiệu suất phát quang: 60 80 lm/w

- Tuổi thọ trung bình cao: 60.000 100.000 giờ

- Nhiệt độ màu T: 2.700 4.000 K

- Chỉ số màu CRI: 85

Loại đèn này được dùng trong chiếu sáng cửa hàng, thư viện, đường hầm, công

xưởng nơi mà chi phí bảo dưỡng hàng hóa là quan trọng.

b. Đèn LED (điốt phát sáng).

Nguyên lý làm việc dựa vào sự chuyển đổi trực tiếp dòng điện thành bức xạ ánh

sáng trong cấu trúc tinh thể của chất bán dẫn.


- Hiệu suất phát quang: 20 25lm/w

- Loại LED cực sáng có hiệu suất phát quang: 115 lm/w

- Tuổi thọ cao: 50.000 100.000 giờ

- Màu sắc: Đa dạng, đỏ, vàng, xanh, trắng

Đèn LED được sử dụng làm đèn tín hiệu và chiếu sáng trang trí với chất lượng

thẩm mỹ cao.



c. Đèn Sulfur.

Đây là đèn không điện cực, ánh sáng phát ra do bức xạ của các nguyên tử sulfur

trong môi trường khí argon, khi bị kích thích bằng vi sóng


- Hiệu suất phát quang: 100lm/w

- Thời gian khởi động rất ngắn

- Nhiệt độ màu T: 6.000K

- Chỉ số màu CRI: 80

Được dùng để chiếu sáng nội thất, ngoài trời, các công trình văn hóa thể thao.

d. Đèn Laser.

Phát ra ánh sáng đơn sắc dựa trên hiện tượng khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ

kích thích.

Đèn Laser được sử dụng trong chiếu sáng trang trí, lễ hội và quảng cáo.

1.2.4 Bộ đèn

Bộ đèn là tập hợp các thiết bị quang - điện cơ nhằm thực hiện một hoặc toàn bộ

chức năng: Cung cấp điện vào bóng đèn, bảo vệ và phân bố ánh sáng.

a. Cấu tạo của bộ đèn

Bao gồm:

* Bộ phận quang học

* Đui đèn

* Thân đèn

* Bộ phận cố định đèn vào giá đỡ



* Bộ phận điều chỉnh

* Các thiết bị phụ kiện khác

* Choá đèn có và không có kính bảo vệ.

b. Thông số của bộ đèn

* Điện áp U(V): Là điện áp làm việc của bộ đèn.

* Công suất P(W): Là tổng công suất của bộ đèn.

c. Đường cong cường độ sáng (đường cong trắc quang)

Là đặc tính quan trọng của bộ đèn, nhờ đặc tính này ta xác định cường độ sáng I

theo một hướng nào đó, từ đó ta xác định được độ rọi, độ chói, và xác định được sự

phân bố ánh sáng của bộ đèn trong không gian.

d. Hiệu suất của bộ đèn

e. Cấp bộ đèn

Là thông số cho biết sự phân bố ánh sáng của bộ đèn đáp ứng các phương pháp

chiéu sáng, được ký hiệu bằng các chữ cái A, B,…, J và T.

f. Sự chói loái - Góc nhìn

g. Cấp bảo vệ bộ đèn

* Cấp bảo vệ điện: Class 0, I, II, III.

* Cấp bảo vệ IP.

h. Phân loại bộ đèn chiếu sáng đường

* Chụp rộng.

* Chụp bán rộng.

* Chụp hẹp.

i. Đường hệ số sử dụng của bộ đèn

Hệ số sử dụng U của bộ đèn là tỷ số quang thông nhận được ở bề mặt hữu ích của

đường trên quang thông của đèn.

1.3 Phương pháp quản lý chiếu sáng

1.3.1 Quản lý hệ thống chiếu sáng công cộng

Trong các đô thi hiện đại ngày nay, hệ thống đèn đường là một phần không thể tách rời

trong cấu trúc cơ sở hạ tầng, và có qui mô ngày càng mở rộng, cùng với sự phát triển của đô



thị. Trong một thành phố lớn, số phương tiện chiếu sáng được sử dụng có thể lên tới con số

hàng trăm nghìn, và được phân bố rộng khắp trên các tuyến đường, công viên...

Do đó việc đưa vào thực tiễn các tiến bộ về khoa học kỹ thuật trong nhiều lĩnh vực,

nhất là trong lĩnh vực điện-điện tử, giúp giải quyết các vấn đề về chiếu sáng đô thị được xem

là một nhu cầu bức thiết hiện nay.

Hệ thống điều khiển chiếu sáng cho đèn đường thực hiện 2 chức năng cơ bản:

Điều chỉnh ánh sáng đèn một cách phù hợp cho toàn khu vực đô thị bằng nhiều phương

pháp khác nhau: bật/tắt đèn, điều chỉnh độ sáng. Để thực hiện được chức năng điều chỉnh độ

sáng cần nhiều thiết bị, từ đơn giản (như relay thời gian) đến phức tạp (các bộ điều áp cho

phép điều chỉnh độ sáng đèn ở nhiều mức độ khác nhau). Việc sử dụng kết hợp các thiết bị

trên cho phép ta xây dựng được hệ thống chiếu sáng tiết kiệm năng lượng và đạt được hiệu

suất cao.

Hỗ trợ việc quản lý, vận hành toàn hệ thống chiếu sáng: phát hiện hư hỏng, tăng

cường khả năng điều hành tại trung tâm, giảm nhân sự vận hành hệ thống, …

Điều khiển chiếu sáng ngày nay bước vào một kỷ nguyên mới, dựa trên các tiến

bộ trong lĩnh vực Điện-Điện tử, công nghệ thông tin, cho phép thực hiện các thao tác

vận hành phức tạp cho hệ thống chiếu sáng công cộng. Các phần tiếp theo sẽ bàn về

các phương pháp được sử dụng nhằm xây dựng hệ thống chiếu sáng công cộng hiệu

suất cao.

Các giải pháp giúp điều chỉnh độ sáng của hệ thống:

Nhu cầu thực tế của ánh sáng công cộng không giống nhau tại các thời điểm khác

nhau trong một ngày, và các ngày một năm. Điều này dẫn đến nhu cầu cắt giảm lượng

ánh sáng thừa trong toàn hệ thống theo thời gian. Ngoài ra, sự thiếu hụt năng lượng

đang là một vấn đề nóng bỏng của quốc gia và toàn thế giới, do đó việc cắt giảm lượng

ánh sáng thừa và cắt giảm năng lượng hệ thống chiếu sáng công cộng là vấn đề tất yếu.

Tại Việt Nam, yêu cầu cắt giảm năng lượng dùng cho chiếu sáng công cộng lên đến

50%.Sau đây là một số thiết bị được sử dụng hiện nay nhằm điều chỉnh độ sáng và bật

tắt đèn cho các hệ thống chiếu sáng công cộng.

- Relay thời gian

- Sử dụng các thiết bị điều chỉnh độ sáng



Việc áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào chiếu sáng cho phép mang lại

những hiệu ứng tích cực, giúp tiết kiệm hơn 40% năng lượng tiêu thụ, và giảm hơn

50% chi phí vận hành hệ thống, và góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng

hiện nay.Tuy nhiên, các thiết bị dùng trong chiếu sáng hiện nay khá đắt tiền. Nhằm

giảm chi phí xây dựng hệ thống, ta có thể tự thiết kế các thiết bị chiếu sáng, và xây

dựng các mô hình hệ thống chiếu sáng công cộng.

a. Giới thiệu về trung tâm điều khiển trong đô thị

Hệ thống chiếu sáng công cộng là một trong những hạng mục công trình hạ tầng

kỹ thuật không thể thiếu của các đô thị. Để đáp ứng được tốc độ phát triển đô thị, trong

những năm gần đây các đô thị đã không ngừng đầu tư cải tạo và xây dựng hệ thống

chiếu sáng công cộng nhằm nâng cao chất lượng ánh sáng. Trên thế giới, hầu hết các

đô thị loại vừa và lớn đều được trang bị, lắp đặt một hoặc nhiều trung tâm điều khiển

cho hệ thống chiếu sáng thành phố nhằm phát huy hiệu quả cao trong công tác vận

hành và kiểm soát lưới đèn. Ở Việt Nam, thành phố Hà Nội là đơn vị lắp đặt trung tâm

điều khiển đầu tiên trong cả nước – từ những năm 1980, tiếp theo là thành phố Hồ Chí

Minh đã xây dựng trung tâm điều khiển chiếu sáng công cộng với quy mô điều khiển

12.000 điểm sáng.

Từ khi ứng dụng trung tâm điều khiển vào việc quản lý hệ thống đèn chiếu sáng

các đơn vị quản lý chiếu sáng công cộng đều thấy được các hiệu quả góp phần nâng

cao công tác quản lý:

- Điều chỉnh linh hoạt thời gian đóng cắt Hệ thống chiếu sáng tại các khu vực từ

trung tâm theo tình hình thời tiết, giảm tiêu thụ điện năng.

- Từ trung tâm cho phép đóng cắt và giám sát tới từng tủ chiếu sáng của mỗi khu

vực.

- Quan sát tức thời các thông số điện áp, dòng điện. Báo hiệu sự cố khi có tình

trạng chạm chập, quá tải và các hiện tượng câu móc điện.

- Quản lý số liệu vận hành: Tình trạng đóng cắt, mức độ tiêu thụ điện năng.

- Tổng hợp số liệu, chiết xuất các báo cáo phục vụ công tác quản lý

- Giảm thời gian đi kiểm tra lưới đèn cho Công nhân quản lý vận hành.



- Góp phần nâng cao năng lực và ứng dụng công nghệ mới cho các cán bộ kỹ

thuật của công ty.

b Giám sát hệ thống

Phân hệ camera giám sát

* Đặc điểm

Với mỗi một tuyến đèn sẽ được lắp một camera nhằm mục đích hiển thị trạng thái

bật/tắt của tuyến đèn. Giúp cho người quản lý tại trung tâm điều khiển có thể theo dõi

trực quan hơn

* Thiết bị camera giám sát

Tùy từng nhu cầu sử dụng sẽ lắp đặt loại camera cố định hoặc camera quay quét. Với

hệ thống camera giám sát cố định ngoài trời sử dụng sóng vô tuyến để truyền dẫn tín

hiệu hình ảnh về trung tâm, giá thành hiện nay trên thị trường khoảng 500$/1camera

* Thiết bị truyền dẫn

Với nhiều năm kinh nghiệm triển khai hệ thống vô tuyến băng rộng, chúng tôi đề xuất

phương án sử dụng thiết bị truyền dẫn sử dụng công nghệ WIMAX băng tần không

kiểm soát 5.4GHz hoặc hệ thống Outdoor Wifi 5.8Ghz

Phân hệ hiển thị

* Đặc điểm :

Hệ thống hiển thị nhằm mục đích hiển thị tất cả các hình ảnh, trạng thái của tuyến đèn

giúp cho người quản lý dễ dàng ra quyết định và hiệu quả hơn. Hệ thống hiện thị có thể

qua:

- Hệ thống bảng LED

- Hệ thống màn hình tấm lớn



* Hệ thống bảng LED

Được kết nối trực tiếp với module nhận trạng thái của các tủ điều khiển ( tuyến

đèn ) để có thể hiển thị trạng thái bật/ tắt. Ưu điểm của hệ thống này là đơn giản, trực

quan tuy nhiên lại khó khăn trong vấn đề mở rộng

* Hệ thống màn hình tấm lớn

Hệ thống màn tấm lớn được thiết kế theo dạng màn chiếu hoặc tấm ghép LCD được kết

nối với hệ thống máy tính chủ. Tất cả trạng thái hoạt động của hệ thống chiếu sáng sẽ

được hiển thị theo yêu cầu của người vận hành quản lý

c Giải pháp hệ thống quản lý chiếu sáng công cộng Savelite

* Giới thiệu chung

- Hệ thống quản lý chiếu sáng đô thị Savelite là một hệ thống hoàn chỉnh ứng dụng

trong lĩnh vực chiếu sáng công công. Hệ thống được công ty Công nghệ Unique –

Israel phát triển thành công và triển khai nhiều nơi trên thế giới (Nam Phi, Thụy điển,

Israel, Chile, Ấn độ, Singapore, Cộng hòa Dominican, Thổ Nhĩ Kỳ, Dubai…)



- Sử dụng công nghệ truyền thông tin trên đường dây tải điện PLC (Power Line

Communication), hệ thống Savelite đem đến những thay đổi lớn trong việc quản lí và

sử dụng điện năng trong các hệ thống chiếu sáng giúp cho việc sử dụng năng lượng

chiếu sáng được tối ưu, tiết kiệm năng lượng dư thừa và không hiệu quả.

- Hệ thống Savelite là hệ thống truyền tải thông tin hai chiều, với sự trao đổi liên tục

giữa hệ thống quản lí và các thiết bị cơ bản trong hệ thống. Những thiết bị đầu cuối ghi

nhận toàn bộ thông tin về việc đo đếm các thông số trên đường dây tải điện trực tiếp

đến đèn và hệ thống đèn ( ví dụ như các thông số về điện áp, dòng điện, pha điện sử

dụng…) đồng thời chuyển tải toàn bộ thông tin thu nhận được về trung tâm quản lí để

thể xác định được tình hình hiện tại của hệ thống, độ ổn định của nguồn điện, sự thay

đổi điện áp trên chiều dài của lưới điện từ đó ghi nhận, theo dõi, thống kê để có thể đưa

ra các giải pháp quản lý tối ưu.

* Đặc điểm hệ thống

- Hệ thống Savelite sử dụng công nghệ PLC (Power Line Communication) tận dụng

sẵn đường truyền tải điện năng tới các vị trí chiếu sáng làm đường truyền thông tin, để

truyền toàn bộ thông số liên quan đến hệ thống chiếu sáng về trung tâm quản lí và điều

khiển. Điều này làm giảm được chi phí đầu tư ban đầu cho các công ty chiếu sáng.

- Hệ thống Savelite có tính module cao ( mỗi trạm biến áp cấp điện là một bộ điều

khiển lên tới 250 thiết bị) nên việc lắp mới, nâng cấp, mở rộng hệ thống rất đơn giản,

dễ dàng

- Công nghệ đặc biệt cho phép kéo dài khoảng cách truyền tin không giới hạn do đó

giảm được việc lắp đặt thêm tủ điều khiển trong cùng một trạm biến áp, giảm chi phí

đầu tư ban đầu.

- Hệ thống có khả năng quản lí đóng/mở Tủ điều khiển của tuyến đèn và quản lí đến

từng thiết bị chiếu sáng riêng biệt.

- Điều chỉnh mức tiêu thụ năng lượng của từng đèn với nhiều mức: 100% - 80% - 60%



- Trung tâm quản lý chiếu sáng điều khiển hoạt động bằng hệ thống phần mềm máy

tính hoặc tin nhắn SMS để gửi lệnh tới từng đèn, hoặc từng nhóm đèn. Điều khiển các

hoạt động Bật/ Tắt/ tăng giảm độ sáng tùy theo yêu cầu thực tế.

- Cảnh báo đèn hỏng: Trạng thái của đèn được cập nhật thường xuyên về trung tâm

quản lí, phần mềm quản lí sẽ phân tích các thông số hiện tại và tình trạng của đèn để

đưa ra những cảnh báo đối với người giám sát

- Thiết lập chế độ hoạt động theo thời gian, theo mùa, theo sự kiện, theo ngày đặc biệt



- Chế độ khẩn cấp cho phép đưa ra những chỉ thị lệnh đặc biệt có tác động tới nhiều

đèn, nhiều hệ thống đèn, hoặc toàn bộ hệ thống đèn mà trung tâm quản lí có khả năng

điều khiển

- Chống mất cắp đường dây cáp điện: Việc cảnh báo mất điện bằng còi báo động hoặc

qua đèn hiển thị ngay khi thiết bị mất điện sẽ giúp cho người quản lý kiểm tra hệ thống

tức thời , giúp ngăn ngừa việc ăn cắp cáp điện.

- Xác định được pha của từng đèn trong hệ thống giúp việc quản lý, cân tải hợp lý tránh

tổn hao và an toàn cho lưới điện



- Tăng cường khả năng quản lí hệ thống điện: Tích hợp bản đồ số vào việc xác định vị

trí từng thiết bị trong hệ thống

* Mô hình hệ thống

+ Mô hình hệ thống Savelite

- Trung tâm quản lí thông tin và điều hành sử dụng điện năng chiếu sáng bao gồm hệ

thống máy tính có kết nối internet và phần mềm điều khiển

- Hệ thống thu nhận, điều khiển và truyền tải thông tin trên đường dây tải điện bao gồm

thiết bị điều khiển từng đèn và bộ tập trung ( quản lý 250 thiết bị )



+ Thành phần của hệ thống

- Bộ tập trung xử lý thông tin

+ Khả năng quản lý

- Là thiết bị trung tâm 3 pha có chức năng đọc từ xa, xử lý và điều khiển đến 250 thiết

bị quản l. đèn trong một trạm biến áp ( 1 tủ hay nhiều tủ điều khiển trong một trạm biến

áp).

- Báo cáo về tình trạng tải của từng pha.

- Lưu báo cáo về 10 lần mất điện gần nhất.

- Định kỳ thực hiện việc đọc thông tin tất cả các thiết bị kết nối với nó.

- Có thể lưu giữ số liệu tổng hợp của 6 tháng trong bộ nhớ.

- Lập các báo cáo kỹ thuật về lưới điện.

Chức năng trao đổi với Trung tâm điều khiển

- Bộ tập trung được gắn 1 SIM GSM có hỗ trợ kết nối GPRS có chức năng trao đổi

thông tin với Trung tâm điều khiển

- Các báo cáo hoàn chỉnh sẽ được truyền từ Bộ tập trung về Máy tính Trung tâm theo

đường GPRS hoặc bằng thiết bị cầm tay (Microterminal)

Đặc điểm và cài đặt

- Lắp đặt tại tủ điều khiển.

- Kích thước nhỏ: 180x100x120 (mm)

- Màn hình hiển thị 2 dòng x 16 ký tự.

- Pin dự phòng Lithium cho phép hoạt động liên tục theo đồng hồ thời gian thực.

Thiết bị điều khiển đèn



Dimming

- 3 Mức dimming của đèn: 100%, 80% và 60% mà không làm giảm tuổi thọ của thiết

bị khác như chấn lưu, tu điện và đèn.

- Tại mỗi mức hệ số công suất được giữ đồng nhất với hệ số công suất gốc.

PLC

- Phương thức liên lạc song công hoàn toàn tại tần số băng A

- Tính năng phát lại để khuếch đại tín hiệu truyền tới từ các thiết bị lân cận và chuyển

tiếp tới bộ tập trung. Loại bỏ giới hạn về khoảng cách trên đường truyền

- Mỗi đèn có một ID riêng, được giám sát và điều khiển một cách riêng biệt.

Giám sát

- Thiết bị sẽ đo cường độ dòng diện hiện thời tới đèn gửi báo cáo tới thiết bị điều khiển

( Bộ tập trung )

Điều khiển từ xa

- Thiết bị điều khiển trung tâm có thể gửi thông tin về chế độ sáng cho từng đèn hoặc

cho một nhóm đèn

- Bộ điều khiển trung tâm có thể lập trình sẵn để tiện cho việc làm giảm sáng định kỳ

như là ngày nghỉ hoặc việc giảm sáng khác nhau hàng tuần và ngày cuối tuần, để gửi

lệnh tự động tới đèn.

Cài đặt

- Cài đặt nối tiếp tại đầu vào nguồn điện của các đèn, có thể đặt vào bất kì vị trí nào

thuận tiện cho việc lắp đặt

- Kích thước đủ nhỏ đề cài đặt tại bất kỳ vị trí nào bên trong cột đèn

- Không yêu cầu lập trình tại chân các cột đèn

- Bộ điều khiển trung tâm cài đặt tại tủ điều khiển

Phần mềm điều khiển Controllectric



- Phần mềm điều khiển của hệ thống Savelite – CollectricTM giúp người quản lý có thể

giám sát, điều khiển toàn bộ các hệ thống chiếu sáng với các giá trị gia tăng có khả

năng ứng dụng vượt trội.

- Chức năng ứng dụng của phần mềm CollectricTM

Giám sát theo sơ đồ tuyến chiếu sáng: Bản đồ số cập nhật vị trí của các tuyến chiếu

sáng, vị trí các bóng đèn trên tuyến chiếu sáng qua đó người quản l. có thể giám sát hệ

thống chiếu sáng một cách trực quan, hệ thống có đang làm việc hay không, trong hệ

thống đèn nào đang bật, đèn nào đang tắt, công suất làm việccủa từng bóng đèn (các

chế độ - công suất - làm việc của bóng đèn như đang làm việc ở chế độ tắt, 60%, 80%,

100% công suất)

Các thông số lưới điện trên tuyến đèn chiếu sáng, đèn nào đang được đang được cấp

điện từ pha nào trong hệ thống điện 3 pha, đèn nào đang làm việc với công suất chiếu

sáng thế nào, dòng điện làm việc là bao nhiêu được hiển thị chi tiết trong bản báo cáo

của phần mềm, qua đó ta có thể phát hiện ra bóng đèn nào hỏng, đèn nào đang làm

việc, làm việc với chế độ nào, đèn nào có hiện tượng chạm chập dò điện…

Từ những thông tin về điện áp, dòng điện phần mềm Controllectric tự động hóa việc

tạo thành các báo cáo về đường đặc tuyến phụ tải của hệ thống chiếu sáng, vẽ thành

những biểu đồ để theo dõi và tổng hợp thông tin tiêu thụ điện trên từng pha từ đóphân

bố lại phụ tải trên từng pha giúp cân bằng tải và tăng hiệu suất sử dụng năng lượng

điện tới mức tối đa.



Các thông số, tình trạng làm việc của đèn được thể hiện trên báo cáo

Từ phần mềm điều khiển người quản l. có thể dễ dàng cập nhật các thông tin liên

quan đến các thiết bị như thiết bị được lắp ở cột nào, thuộc tuyến chiếu sáng nào, đèn

được lắp đặt từ bao giờ, đã sửa chữa bao nhiêu lần…

Phần mềm CollectricTM giúp người quản l. có thể trực tiếp điều khiển chế độ làm

việc của một bóng đèn bất kỳ trong hệ thống chiếu sáng. Trong trường hợp làm việc

bình thường, người quản l. có thể dễ dàng lập lịch làm việc cho các tuyến đèn chiếu

sáng, thiết lập các thông số làm việc như ngày giờ bật giờ tắt, giờ nào làm việc với

công suất chiếu sáng nào, ngày nghỉ, lễ tết làm việc như thế nào, đồng thời đưa ra 4 lựa

chọn ứng với 4 mùa để người quản l. có thể dễ dàng thiết lập giờ bật tắt đèn sao cho

phù hợp với các quy luật ngày đêm của các mùa.

Điều khiển chế độ làm việc của đèn bất kỳ.



Bảng thời gian biểu lên lịch làm việc cho hệ thống chiếu sáng.

* Phân tích hiệu quả đầu tư

+ Hiệu quả kỹ thuật

- Giải pháp quản lý chiếu sáng công cộng Savelite dựa trên mạng lưới chiếu sáng hạ

thế với tần số sóng mang khác. Như vậy sẽ tiết kiệm khi không phải đi cáp thông tin,

không phải đào đường lắp đặt mạng cáp thông tin này Quá trình làm việc của hệ thống

có thể tóm tắt như sau :

Trung tâm ghi nhận, xử l. những thông tin ( như qua photocell, giờ thực, dự báo thời

tiết khu vực, những sự kiện, lễ hội diễn ra tại các khu vực ).

Sau đó Trung tâm ra lệnh điều khiển hệ thống ( tới từng đèn, từng tủ điều khiển khu

vực ) như chế độ tắt mở, chế độ tiết giảm.

Đồng thời Trung tâm cũng luôn thu thập số liệu kỹ thuật để kiểm tra tình trạng hoạt

động của hệ thống và đưa ra những báo động nếu xuất hiện sự cố.

Ví dụ : Hiện nay nếu như một tuyến đường bị sự cố sáng ngày hay tắt ban đêm phải

mất một thời gian đến lúc có thông tin về Cty Chiếu sáng công cộng từ đội tuần tra

giám sát, từ các đội duy tu, từ dân cư thì việc sửa chữa mới bắt đầu được (chưa kể độ

chính xác của thông tin, chất lượng của thông tin…). Với kỹ thuật mới thì Trung tâm

sẽ được báo động qua còi báo động hoặc phần mềm và việc ngắt nguồn chiếu sáng tại

tủ điều khiển sẽ tiến hành ngay trong vòng vài phút. Sau đó việc sửa chữa sẽ được tiến

hành ngay, ngoài ra chúng ta còn chủ động sửa chữa những nhóm thiết bị đã gần hỏng

trên cơ sở tập hợp được từ việc thống kê lý lịch thiết bị..



+ Hiệu quả quản lý

- Không chỉ về mặt kỹ thuật mà về mặt quản lý cũng tốt hơn do số liệu quản lý luôn

được cập nhật tự động :

- Quản lý theo từng đối tượng riêng lẻ.

Quản l. chính xác lượng điện năng tiêu thụ để so sánh với hóa đơn tiền điện của Điện

lực.

Quản l. chính xác số lượng đèn trên từng phase giúp cho việc quy hoạch thiết bị trên

mỗi phase hợp l. tránh tổn thất điện năng và an toàn lưới điện.

Ra những báo cáo đột xuất hay thường kỳ cho những sửa chữa đột xuất, nhữngkế hoạch duy tu bảo dưỡng, số liệu quản l. được cập nhật hay quản l. vật tưtồn kho.+ Hiệu quả kinh tế:

- Dự án sau khi được triển khai áp dụng sẽ mang lại những hiệu quả kinh tế- tài chính

thể hiện trong các khoản tiết kiệm. Các khoản tiết kiệm đó là tiết kiệm trong đầu tư, tiết

kiệm điện năng tiêu thụ và tiết kiệm trong công tác bảo trì hệ thống.

Giảm chi phí đầu tư ban đầu

- Không phải kéo thêm dây dẫn thông tin từ cột này sang cột khác và về trung tâm như

các hệ thống khác.

- Quy trình lắp đặt, bảo dưỡng đơn giản do đó giảm chi phí nhân công lắp đặt và bảo

dưỡng sau này

- Hệ thống đơn giản do đó chi phí đầu tư thiết bị ban đầu thấp

- Môi trường truyền tin qua GPRS với giá thành truyền dữ liệu ngày càng rẻ

khoảng 5đ/1kb

Giảm chi phí đầu tư hệ thống nguồn cấp

- Mỗi thiết bị Savelite có tính năng cân bằng điện áp ( Transformer) do đó tại cuối

đường dây điện áp cho đèn vẫn đáp ứng trong khoảng 220 V

- Trong một trạm biến áp bộ tập trung có khả năng quản lý lên tới 250 đèn chiếu sáng

Với 2 tính năng trên sẽ giảm đáng kể việc đầu tư tủ cấp điện cho hệ thống chiếu

sáng so với các hệ thống trước đây

Giảm chi phí tiêu thụ điện năng



- Giám sát được các trạng thái của bóng đèn, có thể điều khiển on/off các bóng đèn

không cần thiết hoặc theo một quy trình nhất định.

- Giảm được độ sáng của bóng đèn vào các thời điểm phù hợp, tiết kiệm tối đa lượng

điện năng tiêu thụ của mỗi bóng đèn.

- Giám sát được lượng điện tiêu thụ của từng bóng đèn.

- Có khả năng tính toán tổn hao, tổn thất do một số nguyên nhân ngoài tác động như

đường dây, dò điện... từ đó đưa ra các giải pháp thay thế và kiểm tra.

Giảm chi phí quản lý, vận hành

- Hệ thống chạy trên một mô hình lập trình có sẵn vì vậy khi đưa ra bài toán cụ thể

chúng ta không phải mất thời gian quản lý hệ thống, mà chỉ phải giám sát các sự cố xảy

ra trong qúa trình vận hành hệ thống

- Hệ thống có chức năng đưa ra các cảnh báo cho người sử dụng về khả năng tiêu thụ

của từng bóng đèn dựa trên sô liệu đó đánh giá chất lượng bóng đèn theo một tiêu

chuẩn cho trước, giúp cho việc thay định kỳ có kế hoạch hơn.

- Giảm thiểu tối đa nhân lực thủ công cho những hoạt động thường niên như

kiểm tra định kì các đèn

+ Tác động môi trường

- Do kiểm soát độ rọi linh hoạt theo nhu cầu nên giảm thiểu nhiều sự ô nhiễm sáng vào

môi trường thiên nhiên.

- Ngoài ra, nhờ vào việc kiểm soát được độ sáng của đèn, công suất tiêu thụ làm giảm

phần năng lượng tỏa ra môi trường xung quanh gây nên hiệu ứng nhà kính.

1.3.2 Các giải pháp công nghệ điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng đang được

áp dụng tại Việt Nam

Việc xây dựng các trung tâm điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng là việc

ứng dụng các công nghệ truyền thông phù hợp. Các thông tin điều khiển được truyền

từ trung tâm đến các tủ điều khiển chiếu sáng và có thể đến từng điểm sáng tùy theo

cấp độ của từng công nghệ: điều khiển đóng cắt pha, điều khiển chế độ tiết kiệm năng

lượng tại tủ điều khiển chiếu sáng, điều khiển tiết giảm công suất tại các điểm sáng và



nhận các thông tin phản hồi từ các điểm sáng, lưới điện chiếu sáng, các tủ điều khiển

chiếu sáng về phòng điều khiển trung tâm.

Hiện nay các công nghệ truyền thông được sử dụng cho trung tâm điều khiển

gồm có 3 loại như sau:

- Mô hình 1: Tín hiệu điều khiển từ trung tâm điều khiển đến các tủ điều khiển khu

vực được kết nối qua đường dây điện thoại dial-up (truyền thông qua đường điện thoại

công cộng). Từ các tủ điều khiển khu vực này thông tin được truyền đến các tủ điều

khiển chiếu sáng thông qua đường cáp cấp điện chiếu sáng (công nghệ truyền thông

qua đường tải điện hạ thế: Power Line Communication (PLC)). Với công nghệ PLC:

tín hiệu truyền dữ liệu được điều chế với dòng điện 220V/50Hz để truyền đi mà không

cần một đường dây truyền dữ liệu thứ.

Sử dụng giải pháp đường truyền thông dial-up có nhiều hạn chế cho việc quản lý vận

hành, điều khiển & giám sát không được tức thời vì muốn điều khiển hoặc giám sát đến

một tủ khu vực máy tính tại phòng điều khiển trung tâm phải quay số trực tiếp đến các

tủ điều khiển khu vực (mỗi một lần quay số chỉ lấy được kết quả từ một tủ điều khiển

khu vực, muốn lấy két quả từ tủ điều khiển khu vực khác lại hải quay số lần nữa) nên

thời gian điều khiển và nhận thông tin phản hồi chậm, giám sát không tức thời cho tất

cả các khu vực chiếu sáng.

Việc thiết kế các mạch truyền thông qua cáp điện chiếu sáng tại các tủ điều

khiển chiếu sáng trong một khu vực là rất phức tạp khi lắp đặt đường cáp ngầm. Độ ổn

định của hệ thống cũng không được cao vì đường truyền PLC giữa các tủ điều khiển

chiếu sáng là tương đối xa nên chất lượng truyền thông cũng không được tốt, khoảng

cách tối đã giữa các tủ trong mỗi khu vực là < 2km.

- Mô hình 2: Tín hiệu điều khiển từ trung tâm điều khiển đến các tủ điều khiển khu

vực được kết nối qua đường truyền ADSL. Từ các tủ điều khiển khu vực này thông tin

được truyền đến các tủ điều khiển chiếu sáng và đến các điểm sáng thông qua đường

truyền PLC (công nghệ truyền thông qua đường tải điện hạ thế: Power Line

Communication) tận dụng đường cáp cấp điện chiếu sáng để truyền thông tin điều

khiển giám sát.



Với giải pháp này việc thiết kế lắp đặt phải được lắp đặt đồng bộ cả thiết bị điều

khiển và thiết bị tiết kiệm năng lượng cho từng điểm sáng vì vậy giá thành đầu tư rất

lớn. Giải pháp này đã được áp dụng tại Trung tâm điều khiển chiếu sáng công cộng

Thành phố Hồ Chí Minh. Tuy nhiên dây là giải pháp truyền thông có dây nên giá thành

lắp đặt cao và vận hành hệ thống cũng mất nhiều nhân công.

- Mô hình 3: Sử dụng mạng không dây GSM/GPRS để điều khiển hệ thống chiếu

sáng công cộng. Tín hiệu điều khiển từ trung tâm điều khiển đến các tủ điều khiển

chiếu sáng và ngược lại được truyền qua mạng không dây, truyền thông từ tủ điều

khiển đến các điểm sáng qua cáp điện chiếu sáng (PLC).

Ứng dụng giải pháp này sẽ giảm bớt được cấp điều khiển khu vực, chỉ còn 2 cấp

điều khiển là tủ điều khiển trung tâm và tủ điều khiển chiếu sáng. Đường truyền tín

hiệu từ trung tâm điều khiển đến các tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng đường truyền

không dây (sử dụng mạng GSM/GPRS). Từ tủ điều khiển chiếu sáng thông tin được

truyền đến các điểm sáng thông qua đường truyền PLC, sử dụng cáp điện chiếu sáng

hiện có cấp nguồn cho lưới đèn để truyền thông tin giám sát điều khiển đến từng điểm

sáng.



Mô hình này là mô hình ứng dụng hiện đại nhất hiện nay, là giải pháp đã được

quốc tế thừa nhận trong lĩnh vực điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng công cộng. Là

đường truyền không dây nên có thể lắp đặt tại bất cứ vị trí nào, có vùng phủ sóng

không hạn chế, dễ dàng mở rộng hệ thống. Không làm ảnh hưởng đến các cơ sở hạ

tầng đã xây dựng.

Giá thành đầu tư theo mô hình này là phù hợp với các thành phố nước ta. Các

thành phố có thể đầu tư theo từng bước tuỳ theo các cấp độ vận hành theo yêu cầu thực

tế của từng địa phương:

+ Điều khiển, giám sát đến tủ điều khiển chiếu sáng: Lắp đặt thiết bị điều khiển tại tủ,

thiết bị tiết giảm công suất tại tủ.

+ Điều khiển, giám sát đến từng đèn nhằm tiết kiệm điện năng. Có thể điều khiển và

kết nối với nhiều loại balast và bộ tiết giảm công suất khác nhau của nhiều hãng sản

xuất.

Đề xuất lựa chọn công nghệ.

Chiếu sáng cộng cộng là một nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống đô thị. Hiện nay

việc xây dựng trung tâm điều khiển hệ thống chiếu sáng tại các đô thị là rất cần thiết

nhằm phục vụ cho việc quản lý vận hành, đáp ứng được nhu cầu ánh sáng về đêm cho

người dân, tiết kiệm năng lượng.

Sau khi nghiên cứu các giải pháp công nghệ chúng ta thấy mô hình thứ ba đó là:

Ứng dụng công nghệ mạng không dây GSM/GPRS cho việc quản lý vận hành Hệ

thống chiếu sáng công cộng là công nghệ hiện đại, tiên tiến, tối ưu nhất hiện nay.

Với mô hình này có thể tùy theo nhu cầu điều kiện thực tế tại từng địa phương

mà có thể đầu tư từng bước, thực hiện các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho phù hợp:

tiết kiệm năng lượng tại tủ điều khiển chiếu sáng, tiết kiệm năng lượng tại từng điểm

sáng.

1.4 Đặc điểm chiếu sáng đường

1.4.1. Đặc điểm và các tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường

a. Mục đích



Nhằm tạo ra một môi trường chiếu sáng tiện nghi đảm bảo cho người tham gia giao

thông xử lý quan sát chính xác tình huống giao thông xảy ra trên đường.

b. Đặc điểm

- Chiếu sáng cho người quan sát đang chuyển động.

- Khác với chiếu sáng nội thất lấy độ rọi làm tiêu chuẩn đầu tiên thì thiết kế chiếu

sáng được chọn độ chói khi quan sát đường làm tiêu chuẩn đầu tiên.

- Khác với độ chói trong thiết kế nội thất, độ chói trên đường không tuân thủ định

luật Lambert mà phụ thuộc vào kết cấu lớp phủ mặt đường.

- Khi thiết kế chiếu sáng trên mặt đường cần đảm bảo độ đồng đều chiếu sáng để

tránh hiện tượng “bậc thang”.

- Các đèn chiếu sáng ở đường cần có công suất lớn và chú ý đến chỉ tiêu tiết kiệm điện

năng.

- Đường phố là bộ mặt của đô thị nên cần phải quan tâm đến yếu tố thẩm mỹ.

c. Các tiêu chuẩn

Độ chói: Là tiêu chuẩn đầu tiên và quan trọng nhất.

Độ đồng đều của độ chói: Độ đồng đều chung: U0 =

Độ đồng đều dọc: U1 =

Tiêu chuẩn hạn chế chói loá mất tiện nghi:

G = ISL + 0,97 log LTB + 4,41 log h’ - 1,46 log P

Trong đó: ISL là chỉ số chói loái của bộ đèn (3 6).

LTB: Giá trị độ chói trung bình trên đường.

h’ = h -1,5 m.

P: Là số bộ đèn bố trí trên 1km đường theo TCVN: 5 G 6.

1.4.2 Phân loại cấp của bộ đèn

a. Kiểu chụp sâu

Kiểu này ánh sáng phát ra trong phạm vi hẹp. Ưu điểm là tránh loá mắt cho người

lái xe. Nhược điểm là nếu thiết kế không cân nhắc sẽ gây hiệu ứng bậc thang.



b. Kiểu chụp vừa

Phạm vi ánh sáng phát ra rộng hơn, được ứng dụng rộng rãi nhất trong chiếu sáng

đường.

c. Kiểu chụp rộng

Ánh sáng bức xạ theo mọi hướng. Có nhược điểm là thường gây loá mắt nên chỉ

được ứng dụng ở nhiều đường có tốc độ thấp, vườn hoa .

1.4.3 Các phương án bố trí đèn

a. Bố trí một bên

Ứng dụng cho những đoạn đường hẹp, một bên có hàng cây che khuất. Điều

kiện đảm bảo cho đồng đều là h l.

b. Bố trí 2 phía so le

Ứng dụng cho những đường 2 chiều. Điều kiện đảm bảo đồng đều h 2/3 l.

c. Bố trí 2 bên đối diện

Ứng dụng cho những đường có nhiều làn xe. Sự đồng đều cần thiết là h 1/2 l.

d. Bố trí ở giữa dải phân cách

Ứng dụng cho đường đôi bên có giải phân cách ở giữa. Cần đảm bảo điều kiện h l.

1.4.4. Phương pháp tỉ số R

a. Các thông số hình học bố trí chiếu sáng



Là các thông số mang tính quyết định ảnh hưởng đến chất lượng và tiện nghi chiếu

sáng của đường.

l (m): Bề rộng lòng đường.

h (m): Chiều cao đèn so với đường.

s (m): Tầm nhô ra của đèn (cần đèn).

a (m): Khoảng cách từ mép vỉa hè đến hình chiếu của đèn.

b. Hệ thống sử dụng của bộ đèn:

U: Đây là hệ số quan trọng cho tính quang thông của bộ đèn.

Ta có U = Nhận được trên lòng đường

bộ đèn


S

l

h

a

e

U

U Av

U A

r

a

H×nh 1.8

H×nh 1.9


Với a 0 U = UAV + UAR

Ngoài ra: Với a 0 U = UAV - UAR

Trong đó: UAV - Hệ số sử dụng phía trước của bộ đèn.

UAR - Hệ số sử dụng phía sau của bộ đèn.

c. Kho¶ng çch gi÷a 2 ®Ìn liªn tiÕp- eNã phô thuéc vµo kiÓu bé ®Ìn (chôp võa, chôp s©u) vµ chiÒu

cao h. §Ó ®¶m b¶o tÝnh ®ång ®Òu trong chiÕu s¸ng cÇn tu©n thñ çc kÝch thíc ®a ra trong b¶ng sau:

Kiểu đèn

Bố trí đènChụp sâu Chụp vừa

1 phía

2 phía đối diện3h 3,5 h

2 phía so le 2,7 h 3,2 h

d. Tính quang thông tt của bộ đèn

tt = . Trong đó: v - Là hệ số già hoá (v = v1 . v2 ).

R - Phụ thuộc vào cấu tạo mặt đường.



Chương II:

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VÀ KIỂM TRA THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG

2.1 Đặc điểm chung và tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng đường cấp B

2.1.1 Giới thiệu chung

- Nội dung thiết kế: Thiết kế chiếu sáng đường đôi, cấp B, đường có hai làn xe rộng

12 (m).

- Đường được yêu cầu thiết kế là đường có dải phân cách ở giữa, có lớp bê tông

nhựa màu trung bình.

- Khi thiết kế phải đảm bảo những yêu cầu sau( Bảng 4.1 trang 89 – Tài liệu 1) :

+ Độ chói trung bình Ltb= 1-2 cd/m2.

+ Độ đồng đều theo chiều dọc U1 = 0,7

+ Độ đồng đều nói chung U0 = 0,4

+ Chỉ số tiện nghi G = 5 - 6

- Đây là phương án quan trọng nên khi thiết kế người thiết kế phải thiết kế sao cho

đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và thẩm mỹ đạt yêu cầu tốt nhất.

* Đường cấp B:

Đường cấp B yêu cầu thiết kế chiếu sáng có các thông số như sau:

+ Toàn tuyến có tổng chiều dài là 2km.

+ Chiều rộng dải phân cách là 2m.

+ Chiều rộng một bên đường của dải phân cách là 12m.

+ Bề rộng vỉa hè là 7m.

2.1.2 Các yêu cầu chung về chiếu sáng và cung cấp điện cho tuyến đường

* Chất lượng chiếu sáng: Độ chói trung bình và độ đồng đều cao, khả năng hạn

chế sự loá mắt, màu sắc ánh sáng phải thích hợp, khi thiết kế trên trục đường vận

chuyển tốc độ lớn như đường cấp B, tại điểm kết thúc phải tạo ra các vùng đệm có độ


7 m 7m2m12m 12m


chói giảm với chiều dài từ 100 - 150m bằng cách giảm công suất bóng đèn hay giảm đi

một pha.

* Khi thiết kế phải đảm bảo chức năng dẫn hướng định vị cho các phương tiện

giao thông.

* Thể hiện tính thẩm mĩ, hài hoà với cảnh quang môi trường đô thị, hiệu quả kinh

tế, mức tiêu thụ điện năng thấp, nguồn sáng có hiệu suất phát quang cao, tuổi thọ của

thiết bị và toàn bộ hệ thống cao, giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng, đáp ứng các yêu

cầu về an toàn, thuận tiện trong vận hành và bảo dưỡng.

* Sử dụng MBA 22(15)/0,4kV chuyên dùng cho hệ thống chiếu sáng, sụt áp cuối

đường dây trong phạm vi cho phép không quá 5%.

* Điều khiển hệ thống chiếu sáng bao gồm hệ thống điều khiển đơn (role thời

gian, tế bào quang điện), và hệ thống điều khiển từ trung tâm phát tín hiệu phải đảm

bảo các chức năng sau:

Ra lệnh đóng cắt hệ thống chiếu sáng.

Điều khiển chiếu sáng ( tắt bớt một số bóng đèn).

Khả năng điều khiển bằng tay.

* Lưới điện chiếu sáng (đường dây cột xà sứ, các chi tiết cấu kiện khác) phải tuân

theo các qui định về an toàn lưới điện trong xây dựng TCVN 4086-1985.

2.1.3 Các tiêu chuẩn thiết kế

a. Cột đèn

Căn cứ vào khảo sát thực địa và áp dụng các phương pháp chiếu sáng hiện nay

đang sử dụng chủ yếu các loại cột đèn bê tông ly tâm, cốt thép hoặc trụ sắt rỗng với các

chiều cao: 7m, 8m, 10m, 12m, 14 m, 16m... Nhưng hiện nay ta hay dùng nhất là loại:

10m, 12m.

b. Cần đèn:

Tuỳ theo giải pháp thiết kế chiếu sáng mà ta chọn cần đèn một nhánh, hai nhánh, ba

nhánh có các độ vươn khác nhau: 0,5m; 1m; 1,5m; 2m; 2,5m.

c. Chụp đèn:

Đối với kiểu chụp đèn hiện nay: Thì có 3 kiểu.



- Kiểu rộng: Thường gây loá mắt.

- Kiểu sâu: Tránh được hiện tượng loá mắt nhưng gây ra hiệu ứng bật thang. Vì vậy

khi chiếu sáng đường cấp B em nhận thấy kiểu chụp vừa là phù hợp nhất, và hiện nay

trên thị trường có kiểu bộ đèn bán rộng Phillips.

2.2 Chọn và tính toán các phương án thiết kế

2.2.1 Çc ph¬ng ¸na. Ph¬ng ¸n 1: Bè trÝ mét hµng ®Ìn ë gi÷a d¶i ph©n çch.

* Ưu điểm : Tính dẫn hướng tốt. Hệ số sử dụng quang thông cao.

Số cột đèn ít nên giảm được vốn đầu tư để mua cột đèn.

* Nhược điểm: Nếu dải phân cách nhỏ thì ta không nên bố trí đèn như trên.

b. Phương án 2: Bố trí một hàng đèn ở hai bên vỉa hè.

* Ưu điểm : Đảm bảo lòng đường luôn được chiếu sáng ở mức tốt nhất. Ngoài ra, vỉa

hè cũng được chiếu sáng tốt hơn.

* Nhược điểm: Số cột đèn nhiều. Không có điều kiện mở rộng lòng đường.


H×nh 2.2

H×nh 2.1


c. Phương án 3: Bố trí một hàng đèn ở giữa dải phân cách và hai hàng đèn ở hai bên

vỉa hè.

* Ưu điểm: Mức độ chiếu sáng cũng như độ tin cậy cung cấp điện luôn đảm bảo.

* Nhược điểm: Phương án này chỉ được dùng để thiết kế chiếu sáng cho những đường

có bề rộng lòng đường rất lớn. Số cột đèn nhiều nên không có lợi về kinh tế.

d. Nhận xét:

Trong 3 phương án trên ta nhận thấy phương án 1 và phương án 2 là hai phương

án đáp ứng đầy đủ các nhu cầu về kinh tế và kỹ thuật nên ta chọn hai phương án này để

tính toán. Ta nên loại phương án 3, vì phương án này không phù hợp với yêu cầu

đường được thiết kế.

* Các thông số khi thiết kế:

- Cần đèn: S = 1m; 1,5m; 2m; 2,5m

- Thông thường thì khoảng cách từ cột đèn đến mép đường: 0,5m

- Tỉ số R =14 ( Bảng 4.8 trang 101 – Tài liệu 1)

- Khoảng cách hai cột đèn liên tiếp: (e/h)max = 3,5 ( Bảng 4.5 trang 100 – Tài liệu 1)

- Để đảm bảo độ đồng đều theo chiều dọc của độ chói thì: e ≤ emax = 3.5h

2.2.2 Tính toán phương án 1

Phương án này có bề rộng lòng đường trung bình nên ta bố trí đèn như sau:

Bước 1: Chọn độ chói trung bình yêu cầu ( Bảng 4.1 trang 89 – Tài liệu 1)

Tiêu chuẩn chiếu sáng đường theo CIE: Đường được yêu cầu thiết kế là đường đôi,

cấp B có dải phân cách ở giữa, có lớp bê tông nhựa màu trung bình ta chọn độ chói

trung bình: Ltb= 2 cd/m2.


H×nh 2.3


Bước 2: Chọn phương án bố trí đơn, bố trí một hàng đèn ở giữa dải phân cách.

- Chiều cao: h = 7m, 8m, 10m, 12m, 14m, 16m... Để đảm bảo độ đồng đều, độ chói,

yêu cầu chiều cao đèn h ≥ l.

Vậy ta chọn h = 12m là kinh tế hơn cả.

- Với phương án trên thì ta có thể sử dụng đèn có cần đèn S = 0,5m; 1m; 1,5m; 2m.

Bước 3: Chọn loại đèn và bộ đèn

- Chọn bộ đèn chụp vừa Phillips, độ nghiêng 100

- Chọn đèn Natri cao áp

- Để tính toán ta chọn ra loại đèn có cần đèn S =1m; 1,5m để tính toán

Bước 4: Xác định hệ số sử dụng U

Tính hệ số sử dụng

Hình 2.4 Đường cong hệ số sử dụng của bộ đèn bán rộng Phillips

a. Xét cần đèn có S = 1m


Hình 2.5

p q

7m 12m 2m

12m

α1

α2

α3

α4


Chọn chiều cao h =12m, a = 1-1=0m

S =1m, R =14 , Ltb = 2cd/m2, ISL = 3,9

* Tính cho đèn bên trái p:

tg1 = =

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng Hình 2.4 ta có U1 = 0,26

tg2 = =

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng Hình 2.4 ta có U2 = 0

Hệ số sử dụng cho đèn p:

Up = U1+U2 = 0,26+0 = 0,26

* Tính cho đèn bên phải q:

tg3 = =

Tra b¶ng ®êng cong hÖ sè sö dông Hình 2.4 ta có U3= 0,24

tg4 = =

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng Hình 2.4 ta có U4= 0,05

Hệ số sử dụng cho đèn q: Uq = U3 - U4= 0,24 – 0,05 = 0,19

Hệ số sử dụng cho cả hệ thống: U = Up+ Uq= 0,26+ 0,19 = 0,45

b. Xét cần đèn có chiều dài S = 1,5m


Hình 2.6

p q

7m 12m 2m

12m

α1

α2

α3

α4


Chọn chiều cao h =12m, a = 1,5-1=0,5m

S =1,5m, R =14 , Ltb = 2cd/m2, ISL = 3,9

* Tính cho đèn bên trái p:

tg1 = =

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng Hình 2.4 ta có U1 = 0,25

tg2 = =

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng Hình 2.4 ta có U2 = 0 ,02

Hệ số sử dụng cho đèn p:

Up = U1+U2 = 0,25+0,02 = 0,27

* Tính cho đèn bên phải q:

tg3 = =

Tra b¶ng ®êng cong hÖ sè sö dông Hình 2.4 ta có U3= 0,25

tg4 = =

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng Hình 2.4 ta có U4= 0,06

Hệ số sử dụng cho đèn q: Uq = U3 - U4= 0,25 – 0,06 = 0,19

Hệ số sử dụng cho cả hệ thống: U = Up+ Uq= 0,27+ 0,19 = 0,46

c. Nhận xét

Qua 2 phương án chọn đèn có độ dài cần đèn S =1m; 1,5m. Ta thấy loại đèn có độ

dài cần đèn S =1,5m có hệ số sử dụng lớn nhất Umax = 0,46. Vậy ta chọn loại đèn S

=1,5m để tính toán.

Bước 5: Xác định khoảng cách e giữa hai đèn liên tiếp(Bảng 4.5 trang 100 – Tài liệu1)

Để đảm bảo độ đồng đều dọc tuyến: emax= 3,5h suy ra emax = 3,5.12 = 42m

Vậy chọn e = 42m



Bước 6: Xác định tỉ số R (Bảng 4.8 trang 101 – Tài liệu 1)

Với đèn chụp vừa, đường bê tông phủ nhựa trung bình(Bảng 4.8 trang 101 – Tài liệu1)

chọn R = 14

Bước 7: Xác định hệ số suy giảm quang thông V (Bảng 4.6 và bảng 4.7 trang 100 –

Tài liệu 1)

- Hệ số suy giảm: V = V1.V2 = 0,9 .0,9 = 0,81

- V1: Sự suy giảm quang thông của đèn theo thời gian hoạt động một năm, chọn

V1= 0,9

- V2: Sự bám bẩn của đèn là nguyên nhân làm giảm quang thông hàng năm, chọn

V2= 0,9

Bước 8: Xác định quang thông tính toán của bộ đèn

- Quang thông của mỗi bóng đèn theo tính toán:

tt =

Tra bảng 2.3 theo Tài liệu 1 trang 27: Ta chọn đèn có các thông số như sau:

Chọn bóng đèn Natri cao áp P = 350W, =34000lm, PCL = 25W

Khoảng cách giữa hai đèn liên tiếp là:

e = m

Vậy ta chọn khoảng cách giữa hai cột đèn là e = 42m vì để đảm bảo độ đồng đều dọc

tuyến emax = 42m đã tính ở trên.

+ Tính độ chói trung bình của lòng đường:

Ltb = cd/m2

+ Tính độ rọi trung bình của lòng đường:

Etb =



d. Tính độ rọi trung bình cho vỉa hè

2m8m3,5m

qp

f4f3

f2

f1

* Tính cho đèn p:

tg1 =

Tra bảng đường cong hệ số sử dụng theo [1 ], trang 106:

Ta có U1 = 0,47

tg2 =



H×nh 2.7

7m 2mm


Ta có U2 = 0,42

Up = U1- U2 =0,47- 0,42 = 0,05

* Tính cho đèn q:

tg3 =


Ta có U3 = 0,19

tg4 =


Ta có U4 = 0,18

Hệ số sử dụng cho đèn B:

Uq = U3- U4= 0,19 - 0,18 = 0,01

Hệ số sử dụng cho cả hệ thống:

U = Up+ Uq= 0,05 +0,01 = 0,06

* Tính độ rọi trung bình của vỉa hè:

Etb =

Bước 9: kiểm tra chỉ số tiện nghi:

G = ISL + 0,97 log Ltb + 4,41 log h’-1,46logP

Trong đó:

h’ = h - 1,5 = 12 - 1,5 = 10,5m

ISL: Chỉ số riêng của từng bộ đèn do hãng quy định từ 3 6 được tính từ chỉ số

khuyếch tán, ta chọn ISL = 3,3.

p: Số đèn trên từng km tuyến đường.

p = ( ).2 = 50 bé

Vậy chỉ số tiện nghi là:

G = 3,3 + 0,97log2,05 + 4,41log10,5 - 1,46log25= 6



Ta thấy G = 6 (Thỏa mãn yêu cầu)

2.2.3. Phương án II

- Phương án này có bề rộng lòng đường trung bình nên ta bố trí đèn như sau:

Bước 1: Chọn độ chúi trung bình theo bảng 4.1

- Chọn độ chói trung bình: Ltb= 2 cd/m2.

Bước 2: Chọn phương án bố trí đèn

Bố trí một hàng đèn ở hai bên vỉa hè.

Chọn chiều cao h > =6m

Ta chọn chiều cao cột đèn h=7m

Bước 3: chọn bộ đèn và loại đèn

- Chọn bộ đèn chụp vừa MAC – 250 HAPULICO, độ nghiêng 150

chọn đèn Natri cao áp

- Với phương án trên thì ta có thể sử dụng đèn có cần đèn S = 0,5m; 1m; 1,5m; 2m;

2,5m.

- Để tính toán ta chọn ra loại đèn có cần đèn S =1m; 1,5m để tính toán.

- Phương án này có bề rộng lòng đường trung bình nên ta bố trí đèn như sau:

12m10m

2m3,5m 8m


H×nh 2.8

7m

7m12m 2m

Hỡnh 2.4


a. Xét cần đèn có S = 1m

Bước 4: xác định hệ số sử dụng U

* Tính cho đèn A:

tg1 =

- Tra bảng đường cong hệ số sử dụng theo [1], trang 106: Ta có U1 = 0,47

tg2 =


- Hệ số sử dụng cho đèn A:

UA = U1+U2 = 0,47 + 0,05 = 0,52


H×nh 2.9

7m 12m2m


* Tính cho đèn B:

tg3 =

- Tra bảng đường cong hệ số sử dụng theo [1], trang 106: Ta có U3=0,5



UB = U3- U4 = 0,5 - 0,47 = 0,03


U = UA+ UB = 0,52 + 0,03 = 0,55

tg4 =




UB = U3- U4 = 0,5 - 0,47 = 0,03


U = UA+ UB = 0,52 + 0,03 = 0,55

S = 1m, R = 14, Ltb = 2cd/m2, ISL = 3,3, V = 0,81

Bước 5: xác định khoảng cách e giữa hai đốn liờn tiếp theo bảng 4.5 trang100

Để đảm bảo độ đồng đều theo chiều dọc của độ chói:

emax= 3 h suy ra emax =3.12 = 36m

b. Xét cần đèn có chiều dài S = 1,5m

Bước 4: xác định hệ số sử dụng U

* TÝnh cho ®Ìn A:

tg1 =




tg2 =

- Tra bảng đường cong hệ số sử dụng theo [1], trang 106: Ta có U2= 0,05

Hệ số sử dụng cho đèn A:

UA = U1+U2 = 0,47+ 0,05 = 0,52


tg3 =


tg4 =



UB = U3 - U4= 0,5 - 0,46 = 0,04

Hệ số sử dụng cho cả hệ thống: Uu = UA+ UB = 0,52 +0,04 = 0,56



Bước 5: xỏc định khoảng cỏch e giữa hai đốn liờn tiếp theo bảng 4.5 trang100

Để đảm bảo độ đồng đều theo chiều dọc của độ chói:

emax= 3 h suy ra emax =3.12 = 36m

c. nhận xột

Qua 2 phương án chọn đèn có độ dài cần đèn S =1m; 1,5m, ta thấy loại đèn có độ

dài cần đèn S =1,5m có hệ số sử dụng lớn nhất Umax = 0,56. Vậy ta chọn loại đèn S

=1,5m để tính toán.

Bước 6: Xác định tỉ số R theo bảng 4.8

Với đèn chụp vừa, đường bê tông phủ nhựa trung bình, tra bảng 4.8 trang 101 saựch ‘

thieỏt bũ vaứ heọ thoỏng chieỏu sang’ choùn R = 14

Bước 7: Xác định hệ số suy giảm quang thông V theo bảng 4.6 và 4.7

- Hệ số suy giảm: V = V1.V2 = 0,9 .0,9 = 0,81.


H×nh 2.107m7m 12m


- V1: Sự suy giảm quang thông của đèn theo thời gian hoạt động một năm, chọn

V1= 0,9.

- V2: Sự bám bẩn của đèn là nguyên nhân làm giảm quang thông hàng năm, chọn

V2= 0,9.

Bước 8: Xác định quang thông tính toán của bộ đèn

- Quang thông của đèn:

tt =

- Tra bảng 2.3 theo [1], trang 27. Ta chọn đèn có các thông số như sau:

Chọn bóng đèn Natri cao áp P= 250W, , W

+ Chọn lại khoảng cách e:

e = . = . 36 = 36,5m

Chän e = 36m + TÝnh ®é chãi trung b×nh cña lßng ®êng:

Ltb = . Ltb ®· chän

+ Tính độ rọi trung bình của lòng đường:

Etb =

d. Tính độ rọi trung bình cho vỉa hè



* Tính cho đèn A:

tg1 =

- Tra b¶ng ®êng cong hÖ sè sö dông theo [1], trang 106: Ta cã U1 = 0,18

tg2 =


UA= U1- U2 = 0,18- 0,1 = 0,08


tg3 =

- Tra b¶ng ®êng cong hÖ sè sö dông theo [1], trang 106: Ta cã U3 = 0,5

tg4 =

- Tra b¶ng ®êng cong hÖ sè sö dông theo [1], trang 106: Ta cã U4 = 0,49 HÖ sè sö dông cho ®Ìn B: UB = U3-U4 = 0,5-0,49 = 0,01


H×nh 2.11

7m 12m 2m


HÖ sè sö dông cho c¶ hÖ thèng: U = UA + UB = 0,08 + 0,01 = 0,09* Độ rọi trung bình của vỉa hè:

Etb =

bước 9: kiểm tra chỉ số tiện nghi:

Chỉ số tiện nghi:

G = ISL + 0,97logLtb + 4,41 log h’-1,46logP

Trong đó:

h’ = h - 1,5 = 7- 1,5 = 5,5m

ISL: Chỉ số riêng của từng bộ đèn do hãng quy định từ 3 6 được tính từ chỉ số

khuyếch tán ta chọn ISL = 3,3.

p: Số đèn trên từng km tuyến đường.

p = ( ).2 = 55,6 bé

ta lấy p=56 bộ

Vậy chỉ số tiện nghi là:

G = 3,3 + 0,97log2 + 4,41 log 5,5 - 1,46log56 = 4,98

Ta thấy G = 4,98 (Thỏa mãn yêu cầu)

2.2.4. Tính công suất tiêu thụ của hai phương án

a. Phương án I

- Số bộ đèn trên 2000m tuyến đường:

p= bé

- Sè cét ®Ìn:

n = cét

- Tổng công suất:



số bộ đèn = (350+25).97 = 36375W

b. Phương án II

- Số bộ đèn trên 3200m tuyến đường:

p = bé

- Số cột đèn:

n = cét

- Tæng c«ng suÊt: sè bé ®Ìn = (250+25).113 =31075W2.2.5. So s¸nh çc ph¬ng ¸n - Sau khi tiÕn hµnh tÝnh to¸n, ta cã b¶ng so s¸nh hai ph¬ng ¸n : (b¶ng 2.1).



Phương án 1

h =12m, R =14, Ltb = 2cd/m2

s =1,5m, ISL = 3,3, V = 0,81

+Hệ số sử dụng của hệ thống:

U = 0,53

+Quang thông của đèn:

=34000lm; P =350W; Pcl =25W

+Khoảng cách e = 42m

+Độ chói trung bình của lòng đường:

Ltb = 2,05cd/m2

+ Độ rọi trung bình của lòng đường:

Etb = 28,9lux

+ Độ rọi trung bình của vỉa hè:

Etb = 5,62lux

+Chỉ số tiện nghi:

G = 6

+ Số bộ đèn trên 2000m tuyến đường:

p =97 bộ đèn; n = 47cột

+ Tổng công suất: Pw= 36375W

phương án 2

h =7m, R =14, Ltb = 2cd/m2

s =1,5m, ISL = 3,3, V=0,81

-Hệ số sử dụng của hệ thống:

U = 0,56

+Quang thông của đèn:

=27000lm; P =250W; Pcl =25W

+Khoảng cách e = 36m

+Độ chói trung bình lòng đường

Ltb = 2cd/m2

+ Độ rọi trung bình lòng đường:

Etb = 28,35lux

+ Độ rọi trung bình của vỉa hè:

Etb = 7,8lux

+ Chỉ số tiện nghi:

G = 4,98

+Số bộ đèn trên 2000m tuyến đường:

p =113 bộ đèn; n = 113cột

+ Tổng công suất: Pw = 31075W

- Qua bảng so sánh kết quả của hai phương án tính toán trên ta thấy phương án một

là phương án có nhiều ưu điểm như sau:


B¶ng 2.1


+ Số cột đèn ít, số bộ đèn ít nên có lợi về kinh tế.

+ Có điều kiện mở rộng lòng đường sau này.

- Từ những ưu điểm trên ta quyết định chọn phương án một là phương án tối ưu để

tính toán.

2.3. Kiểm TRA Độ rọi Và Độ chói của đường bằng phương pháp điểm

2.3.1. Giới thiệu chung

Đoạn đường ta chọn là một hình chữ nhật có bề rộng là l, nằm giữa hai cột đèn liên

tiếp, cột đầu cách người quan sát 60m. Người quan sát đứng bên phải hoặc bên trái ở

1/4 chiều rộng.

Lưới điểm được chọn như sau:

- Hai điểm trên một làn đường theo trục ngang.

- 3, 6 hoặc 9 điểm theo trục dọc nếu e nhỏ hoặc bằng 18, 36 hoặc 54m.

Lòng đường em thiết kế có 2 làn, và khoảng cách e giữa hai đèn liên tiếp là 33m.

Như vậy theo tiêu chuẩn thì lòng đường sẽ có 24 điểm cần kiểm tra độ rội và độ chói.

2.3.2. Kiểm tra độ chói bằng phương pháp điểm

Lưới điểm cần kiểm tra gồm 24 điểm như hình vẽ: (Hình 2.12).



CB

A

ß B

ßC

P

?B

?C

Ngöôøi quan saùt

a

a. Độ rọi và độ chói tại điểm 1

* Đèn A:

Ta có:

vµ

+ X¸c ®Þnh cêng ®é s¸ng cña ®Ìn: Tra b¶ng 4.14 theo [1], trang 121. Ta ®îc:

I CA = 5 CA = 10

= 72,5 215 342

= 75 117 238

GVHD: ThS.Phạm Ngọc Dương 64 SVTH: Phạm Thành An – ĐKT – K31 Hình 2.12


* Với CB = 5 : Nội suy IA theo

cd

* Với CB = 10 : Nội suy IA theo

cd

* Ngoại suy theo CA = 0,87 0

Vậy cường độ sáng của đèn Natri cao áp có quang thông = 34000lm là:

cd

+ X¸c ®Þnh trÞ sè R: V× mÆt ®êng lµ bª t«ng nhùa mµu trung b×nh nªn ta tra trÞ sè R theo [1], trang 115 víi lo¹i líp phñ mÆt ®êng R2.

RB = 165 = 180

= 3 26.10-4 27.10-4

=3,5 18.10-4 21.10-4

* Với = 165 : Nội suy R theo

.10-4


* Nội suy theo = 174,370



Độ rọi và độ chói tại điểm 1 do đèn A tác dụng:

lx

cd/m2

* Đèn B:

Ta có:

vµ

+ Xác định cường độ sáng của đèn:

Tra bảng 4.14 theo [1], trang 121. Ta có:

I CB = 60 CB = 75

= 0 161 161

= 10 226 231

* Với CB = 60 : Nội suy IB theo

cd

* Với CB = 75 : Nội suy IB theo

cd

* Ngoại suy theo Cb = 90 0




cd

+ Xác định trị số R:

Ta tra trị số R theo [1], trang 115 với loại lớp phủ mặt đường R2.

Rb = 75 = 90

= 0 390.10-4 390.10-4

= 0,25 357.10-4 370.10-4




Độ rọi và độ chói tại điểm 1 do đèn B tác dụng:

lx

cd/m2

* Đèn C:

Ta có:



vµ

Ta tiến hành nội suy và ngoại suy với các giá trị C và giống như đèn A,ta có: cd


cd

+ Xác định trị số R:

Vì mặt đường là bê tông nhựa màu trung bình nên ta tra trị số R theo [1], trang 115

với loại lớp phủ mặt đường R2.

RC = 2 = 5

= 3 155.10-4 115.10-4

= 3,5 131.10-4 87.10-4

* Với = 2: Nội suy R theo

* Với = 5: Nội suy R theo


§é räi vµ ®é chãi t¹i ®iÓm 1 do ®Ìn C t¸c dông:

lx



cd/m2

Độ rọi tại điểm 1 do cả 3 đèn A, B , C gây ra là:

0,4 + 34,76 + 0,4 = 35,56lx

Độ chói tại điểm 1 do cả 3 đèn A, B , C gây ra là:

0,03 + 0,98 + 0,1876 = 1,1976cd/m2

b. Độ rọi và độ chói các điểm còn lại: Cách tính tương tự như điểm 1 với tác dụng

của 3 đèn A, B và C đến các điểm 7,13,19 và tác dụng của 2 đèn B, C đến các điểm

còn lại. Kết quả cho trong các bảng số liệu sau:

* Độ rọi tại các điểm trên lưới kiểm tra của đường thiết kế :

Điểm 1 2 3 4 5 6

E 35,56 22,38 14,49 14,24 14,49 22,38

Điểm 7 8 9 10 11 12

E 38,77 28,58 18,67 15,43 18,67 28,58

Điểm 13 14 15 16 17 18

E 42,53 30,11 19,39 19,14 19,39 30,11

Điểm 19 20 21 22 23 24

E 33,88 26,44 17,92 16,94 17,92 26,44

§é räi trung b×nh: lx

* §é chãi t¹i çc ®iÓm trªn líi kiÓm tra cña ®êng thiÕt kÕ :

Điểm 1 2 3 4 5 6

L 1,1976 1,271 1,413 1,703 1,424 1,379

Điểm 7 8 9 10 11 12

L 1,882 1,769 1,968 1,892 1,724 1,732

Điểm 13 14 15 16 17 18


B¶ng 2.2


L 1,931 1,681 1,521 2,171 1,591 1,628

Điểm 19 20 21 22 23 24

L 1,551 1,371 1,284 1,319 1,159 1,318

Độ chói trung bình: cd/m2

Độ đồng đều nói chung của độ chói:

> 0,4 (thoả mãn yêu cầu)

Độ đồng đều theo chiều dọc của độ chói

> 0,7 (tho¶ m·n yªu cÇu)

c. Nhận xét

Từ kết quả trên ta thấy rằng việc thiết kế chiếu sáng cho tuyến đường đã thoả mãn

các yêu cầu về chiếu sáng, độ đồng đều đảm bảo.

2.4 Thiết kế hệ thống chiếu sáng nút giao thông

2.4.1 Giới thiệu chung

Vấn đề chiếu sáng nút giao thông phụ thuộc vào cách bố trí đèn của các tuyến

đường tới nút giao thông và diện tích nút giao thông.

Hiện nay việc dùng đèn pha để chiếu sáng tại nút giao thông đã trở nên phổ biến

vì cách chiếu sáng này mang lại hiệu quả thẩm mỹ cao, ánh sáng phân bố đều và hạn

chế tai nạn cho người tham gia giao thông.

Nút giao thông của con đường em thiết kế là nơi giao nhau của hai tuyến đường:

Một tuyến đường rộng 18m (kể cả dải phân cách rộng 2m) và một tuyến đường rộng

16m.

2.4.2 Các phương án bố trí đèn


B¶ng 2.3


a. Phương án 1: Bố trí đèn ở 4 vị trí như hình vẽ.

* Ưu điểm: Nút giao thông luôn được chiếu sáng ở mức tốt nhất.

* Nhược điểm:

Số lượng cột đèn nhiều nên không có lợi về mặt kinh tế.

Dễ gây cảm giác khó chịu hay gây loá mắt khi lái xe đi từ những phía đối

diện tới.

b. Phương án 2: Bố trí đèn ở dải phân cách của các tuyến đường.

* Ưu điểm: Mức độ chiếu sáng luôn được đảm bảo ở mức tốt nhất .

* Nhược điểm: Số cột đèn nhiều nên không có lợi về kinh tế .


Hình 3.1

Hình 3.2


c. Phương án 3: Bố trí đèn ở tâm nút giao thông (tâm vòng xuyến).

* ¦u ®iÓm: Møc ®é chiÕu s¸ng lu«n ®îc ®¶m b¶o vµ sè cét ®Ìn Ýt nªn cã lîi vÒ kinh tÕ. * Nhîc ®iÓm: §Ó chiÕu s¸ng tèt th× cét ®Ìn ph¶i cao.d. Nhận xét: Trong 3 phương án trên ta thấy phương án cột đèn bố trí ở tâm của nút

giao thông là phương án có nhiều ưu điểm nhất như: Có lợi về kinh tế, độ đồng đều

chiếu sáng cao. Do đó ta chọn phương án này là phương án để tính toán.

2.4.3 Tính toán thiết kế chiếu sáng nút giao thông

Ta bố trí các đèn trên một hình tròn và đặt tại tâm nút giao thông, bán kính của

hình tròn này được xác định sau khi ta biết được tổng số đèn cần đặt.

* Diện tích chiếu sáng

Bằng phương pháp hình học ta xác định bán kính nút giao thông như sau:

Ta có: m

Vậy diện tích của hình tròn được chiếu sáng là:

m2


Hình 3.3


* Số đèn trên trụ:

Quang thông tổng cần đạt được trên diện tích chiếu sáng:

Trong đó:

Eyc : Độ rọi theo yêu cầu, chọn E = 28,5lx

U : Hệ số sử dụng, chọn U = 0,36

V : Hệ số suy giảm quang thông, chọn V = 0,81

Như vậy quang thông tổng là:

lm

Ta chọn đèn có các thông số sau: (Bảng 2.3 trang 26 – Tài liệu1)

Chọn đèn Hallogen kim loại 250W - 17000lm có PCL = 15W

Vậy số bóng đèn trên cột là:

bóng

Như vậy ta chọn số bóng đèn là 11 bóng.

Chọn bán kính của vòng tròn chứa 11 đèn pha là 0,5m, ta xác định được chu vi của

vòng tròn này là:

Vậy khoảng cách giữa các tâm đèn gần nhau là: m

Với công suất đèn 250W là vừa nên kích thước của đèn cũng vừa, chiều dài của

đèn khoảng 0,2m. Vì vậy bán kính vòng tròn được chọn là phù hợp.

* Kiểm tra độ rọi tại điểm 1

Ta chọn chiều cao trụ: h = Z = 24m và điểm rơi trục quang xuống mặt đường cách

trụ 6m.

Vì các đèn được bố trí có tính chất đối xứng nên để kiểm tra độ rọi trên nút giao

thông ta chia hình tròn ra làm 3 phần, có bán kính lần lượt là , , R và ta kiểm tra

độ rọi tại 1 điểm đặc trưng trên từng vòng tròn đã chọn.



Góc quay trục quang của đèn:

R = 360 /11 = 32,720

Góc nhìn: V = arctg

a. Xét đèn 1

Điểm 1 có toạ độ trong không gian là: ( 0; 4; 0 )

Đèn 1 có toạ độ là: (0; 0,5; 0 )

Chuyển tọa độ OXY sang tọa độ O1X’Y’ , ta xác định được:

X’11 = X1 - Xd1 = 0 - 0 = 0m

Y’11 = Y1 - Yd1 = 4 - 0,5 = 3,5m

Ta đi xác định các góc sau đây:


Hình 3.5

Hình 3.6


Độ kinh với điểm 1:

Góc dư vỹ:

0

Với B11 = -5,70 vµ = 00 Ta có cường độ sáng I (đèn pha T4 /EXT) như sau: (Bảng 5.4 trang 134 – Tài liệu1)

I11 B11 = -100 B11 = - 50

00 493 534

cd

Cường độ sáng thực của đèn:

cd

Độ rọi tại điểm 1 do đèn 1 gây ra:

lx

b. Xét đèn 2

Góc quay trục quang: R12 = 360/11= 32,720



Đèn 2 có toạ độ là:

Chuyển toạ độ 0XY sang toạ độ O1X’Y’, ta xác định được .

X’12 = X1 - Xd2 = 0 - 0,27 = - 0,27m



Y’12 = Y1 - Yd2 = 4 - 0,42 = 3,57m

Chuyển toạ độ O1X’Y’ sang toạ độ O1X0Y0 ta có:

X012 = X’12.CosR12 - Y’

12.SinR12 = -0,27.Cos32,70 - 3,57.Sin32,70 = -2,15m

Y012 = X’12.SinR12 + Y’

12.CosR12 = -0,27.Sin32,70 + 3,57.Cos32,70 = 2,85m

Ta đi xác định các góc cơ bản sau:


Góc dư vỹ:

Với B12 = -11,030 và = 10,020 Ta được cường độ sáng I (đèn pha T4 /EXT) như sau (Bảng 5.4 trang 134 – Tài liệu1)

I12 100 200

B12 = -150 436 407

B12 = -100 481 424

* Với 100 , nội suy I12 theo B12

cd

* Với 200 , nội suy I12 theo B12

cd

* Nội suy theo 10,240



cd


cd


lx

c. Xét đèn 3

Góc quay trục quang: R13 = 2.(360/11) = 65,450



Đèn 3 có toạ độ là:

Chuyển toạ độ 0XY sang toạ độ O1X’Y’, ta xác định được .

X’13 = X1- Xd3 = 0 - 0,454 = - 0,454m

Y’13 = Y1 - Yd3 = 4 - 0,2 = 3,8m

Chuyển toạ độ O1X’Y’ sang toạ độ O1X0Y0 ta có:

X013 = X’13.CosR13 - Y’

13.SinR13 = -0,454.Cos65,450 - 3,8.Sin65,450 = -3,64m

Y013 = X’13.SinR13 + Y’

13.CosR13 = -0,454.Sin65,450 + 3,8.Cos65,450 = 1,16m

Ta đi xác định các góc cơ bản sau:


Góc dư vỹ:



Với B13 = -11,230 và =12,30 Ta có cường độ sáng I (đèn pha T4 /EXT) như sau (Bảng 5.4 trang 134 – Tài liệu1)

I13 100 200

B13 = -150 436 407

B13 = -100 481 427

* Với 100, nội suy I13 theo B13

cd

* Với 200, nội suy I13 theo B13

cd

* Nội suy theo 15,710

cd


cd


lx

Tác dụng của các đèn còn lại đối với điểm 1 là không đáng kể vì góc quay trục

quang lớn, do đó ta tính độ rọi tại điểm 1 như sau:

Độ rọi tại điểm 1 do cả 5 đèn gây ra:

E1 = E11+2.E12+2.E13 = 12,2+2 10,91+2 6,05 = 46,12 lx



Tiến hành tính toán tương tự tại các điển còn lại ta được kết quả tổng hợp độ

rọi tại các điểm cho trong bảng sau: (Bảng 3.1)

Tæng hîp ®é räi t¹i çc ®iÓm trªn nót giao th«ng:

Điểm 1 2 3

E (lx) 46,12 38,57 38,57

Điểm 4 5 6

E (lx) 32,38 32,38 32,38

Điểm 7 8 9

E (lx) 14,45 14,45 14,45

Độ rọi trung bình của lòng đường:

lx

Độ đồng đều độ rọi:

Hệ số sử dụng quang thông:

Như vậy việc thiết kế chiếu sáng bằng đèn pha tại nút giao thông đã thỏa mãn

yêu cầu về chiếu sáng và không gây chói lúa cho người tham gia giao thông.

Chương III:

GIỚI THIỆU CÁC PHẦN MỀM CHIẾU SÁNG VÀ MÔ PHỎNG BẰNG

DIALUX

3.1 Giới thiều về các phần mềm thiết kế chiếu sáng


B¶ng 3.1


3.1.1 Phần mềm thiết kế chiếu sáng Ulysse Quick Light

ULYSSE (Turbo Light) là phần mềm thiết kế chiếu sáng của tập đoàn Schréder.

Được xây dựng từ sự hợp tác giữa tập đoàn với công ty Urbis Lighting – Anh Quốc-

một thành viên của tập đoàn Schréder.

Phần mềm thiết kế chiếu sáng Ulysse có thể tính toán chiếu sáng giao thông

theo tiêu chuẩn quốc tế CIE 140, tiêu chuẩn châu Âu CEN hoặc tiêu chuẩn Anh BS.

Ulysse bao gồm 3 phần riêng biệt:

- Phần Solution Finder: Đây là phần tìm giải pháp chiếu sáng tối ưu cho một con

đường. Với những thông số được nhập vào, các giới hạn theo tiêu chuẩn, các yêu cầu

cần đạt… chương trình sẽ cho những giải pháp để chọn lựa.

- Phần Quick Light: Đây là phần dùng đặc biệt cho tính toán chiếu sáng giao thông.

Với những thông số về kích thước con đường, về phương án láp đặt. Chương trình sẽ

nhanh chóng cho kết quả. Việc điều chỉnh dễ dàng nhanh chóng.

Quick Light là phần chính yếu sẽ được đề cập đến trong hướng dẫn sử dụng Ulysse để

phục vụ cho yêu cầu chiếu sáng giao thông công cộng.

- Phần Super Light: Đây là phần dùng để thiết kế chiếu sáng cho một công trình bất kỳ:

sân bãi, nhà xưởng, nút giao thông, sân vận động, sân thể thao…

Super Light sẽ được giới thiệu sơ lược để có thể sử dụng cho tính toán các hạng mục

liên quan đến giao thông như vòng xoay, lề đường…

Ulysse dễ sử dụng và có thể thực hiện nhiều tác vụ:

- Tính toán và cung cấp nhiều phương án chiếu sáng cho một hệ thống để người thiết

kế chọn ra phương án tối ưu.

- Ulysse dùng dữ liệu phân bố ánh sáng của các bộ đèn do tập đoàn Schréder sản xuất

là chính, tập tin dữ liệu có phần mở rộng là DAT. Ulysse cũng có thể tính toán với tập

tin dữ liệu của nhiều nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng khác có phần mở rộng là IES,

CEN, CIB, PHL...

- Giao diện trình bày hệ thống menu đơn giản, đặc biệt là trong chiếu sáng giao thông,

thao tác rất dễ dàng và nhanh chóng.


http://www.gtcc-utc.edu.vn/forum/viewtopic.php?f=47&t=75#p93


- Ulysse cho phép chèn tập tin AutoCAD vào thiết kế cũng như xuất kết quả sau khi

tính toán thành tập tin AutoCAD.

- Phần trình bày kết quả của Ulysse rõ ràng, cụ thể, đầy đủ.

- Kết quả có thể chuyển thành tập tin pdf thuận tiện cho việc chuyển gửi qua thư điện

tử

3.1.2 Phần mềm thiết kế chiếu sáng Luxicon



Luxicon là một phần mềm chuyên nghiệp tính toán chiếu sáng của hãng Cooper

Lighting (Mỹ) cho phép tính toán thiết kế trong nhà và ngoài trời

Luxicon đưa ra những thông số kỹ thuật ánh sáng, thực hiện nhanh chóng các

quá trình tính toán hoặc cho phép sữa đổi các thông số đó.

Cho phép nhập và xuất các file bản vẽ .dxf hoặc .dwg . Tính toán chiếu sáng

trong những không gian đặc biệt (trần nghiêng, tường nghiêng…) trong điều kiện có và

không có ánh sáng tự nhiên.

Tính năng của phần mềm

Luxicon đưa ra một chương trình Wizard để tính toán cho các đối tượng như:

chiếu sáng sự cố, chiếu sáng mặt tiền, bảng hiệu, chiếu sáng đường phố, chiếu sáng

trong nhà…

Luxicon cho phép lập các bảng báo cáo, tổng kết các kết quả dưới dạng số, đồ

thị, hình vẽ…và có thể chuyển kết quả sang các phần mềm khác.



3.1.3 Phần mềm Relux

Relux từ lâu đã được xem là phần mềm thiết kế chiếu sáng chuyên nghiệp, dẫn

đầu thị trường ở nhiều nước, hàng ngàn nhà quy hoạch chiếu sáng sử dụng phần mềm

này. Người dùng đánh giá cao về giao diện trực quan, sản phẩm truy cập dữ liệu hiệu

quả và các tính toán đạt độ chính xác tuyệt đối.

Relux Informatik AG, đặt tại Thụy Sĩ, là tham gia vào sản xuất, phát triển và

phân bố của các phần mềm lập kế hoạch và danh mục sản phẩm chiếu sáng. Công ty

hoạt động trên toàn cầu và tác chặt chẽ với đại diện của mình.

Nhờ những đóng góp của các thành viên Relux, các nguồn lực lập kế hoạch chất

lượng cao có thể được cung cấp cho người dùng miễn phí.

3.1.4 Phần mềm AGI32Phần mềm thiết kế chiếu sáng được xem xét đầu tiên là phần

mềm AGI32 của hãng Lighing Analysists Inc. (10394 West Chatfield Ave. Suite 100 Littleton, Colorado U.S.A). AGI32 là thừa kế của AGI-DOS và là một công cụ được cải tiến mạnh tăng thêm phần duyên dáng cho công nghiệp thiết kế chiếu sáng dùng máy tính cá nhân. AGI32 không chỉ là một chương trình thông minh dùng phương pháp điểm - điểm mà còn là một chương trình có tốc độ tính cực nhanh, đúng về quang trắc, có bộ công cụ để hoàn màu tốt. Ảnh kết quả tính cho các điểm cùng một lúc được thể hiện đầy đủ với các gam màu. AGI32 đã đạt giải thưởng sáng tạo thế giới đồ họa trên máy tính năm 2000.



AGI32 dự đoán các hoạt động của hệ thống chiếu sáng cho mọi ứng dụng từ một bộ đèn trong một ô nhà tù đến hàng trăm bộ đèn tại các bãi tập thể thao nhà nghề. Dù là trong nhà hay ngoài trời, AGI32 đều có thể thiết kế các môi trường chiếu sáng nhân tạo dùng điện mà không bị hạn chế về số lượng các bộ đèn, các điểm tính và các bề mặt phản xạ hoặc truyền qua.Những đặc điểm chính của AGI32:

Phân tích số chính xác. AGI32 sử dụng phần mềm tính công suất lớn mới hoàn

toàn dựa trên kỹ thuật hiện đại mang lại những cách thức đầy ấn tượng trong việc tính

toán và hợp màu. Trong thực tế đối với những dự án thiết kế phức tạp AGI32 đã phát

huy khả năng của mình để thực hiện các tính toán với độ trả màu cao trong thời gian

chỉ vài giây hay vài phút thay vì vài giờ hay vài ngày.

Đánh giá trực giác màu. Đối với những người làm công tác chiếu sáng kiến trúc

một bức tranh có giá trị bằng ngàn lời nói. AGI32 cung cấp các đồ họa máy tính có các

đặc trưng quang trắc đúng đắn cho mọi ứng dụng. Nếu con số phải gắn chặt với các

định nghĩa thì một hình vẽ sẽ tăng sự thuyết phục của dự án. Những bức đồ họa có màu

giống như trong thực tế sẽ tạo ra môi trường đầy ấn tượng cho nhà thiết kế cho phép họ

có được những ý tưởng mới ngay trong giai đoạn ban đầu xây dựng khái niệm cho dự

án. Có một điểm quan trọng cần phải để ý, đó là khả năng của AGI32 tạo ra tệp tin tiêu

chuẩn VRML 97 để cho đồ họa màu 3 chiều. Hơn thế nữa người sử dụng có thể xem và

tác động trực tuyến với đồ họa ngay cả khi các tính toán đang thực hiện.

Dễ dàng mô hình hóa. Việc tạo ra các mô hình 3 chiều được thực hiện dễ dàng

với AGI32 – những hình phức tạp, những đường cong, những trần nhà không theo

đúng quy luật đều có thể miêu tả rất dễ dàng không cần đến kỹ thuật CAD tạo các bản

vẽ 3 chiều. AGI32 cung cấp công cụ vẽ, một giao diện số hóa và một phần nhập xuất

tệp đồ họa có đuôi mở rộng .dxf.

Công cụ phân tích mềm dẻo. AGI32 cung cấp khả năng phối hợp hầu như không

có giới hạn số các điểm tính trong mặt phẳng, số các bộ đèn và các loại bộ đèn, bốn

góc định hướng bộ đèn, các vật phản xạ hoặc truyền qua, tính mật độ công suất chiếu



sáng, các tiêu chí về độ lóa của CIE, các tiêu chuẩn về độ chói của đèn chiếu sáng quốc

lộ RP-8 của IESNA, hình học phản xạ 3 chiều và những tham số khác nũa.

3.2 Mô phỏng chiếu sáng đường bằng Dialux

3.2.1 Giới thiệu giao diện Dialux v.4.10

Cửa sổ khởi động của DIALux 4.10

Sau khi kích chuột khởi động, cửa sổ Welcome của DIALux sẽ xuất hiện để bạn chọn

tiếp (Hình 1)

Hình 1

Tại cửa sổ Welcome bạn phải chọn 1 trong 6 chức năng:

- New Interior Project: Lập một dự án chiếu sáng nội thất mới.

- New Exterior Project: Lập một dự án chiếu sáng ngoại thất mới.

- New Street Project: Lập một dự án chiếu sáng giao thông mới.



- DIALux Wizards: Phần trợ giúp thiết lập nhanh dự án.

- Open Last Project: Mở dự án mới làm việc lần sau cùng.

- Open Project: Mở một dự án đã lưu trữ.

Nếu bạn chọn phần trợ giúp thiết lập nhanh thì cửa sổ Wizard selection sẽ xuất hiện

(Hình 2) để bạn chọn tiếp cho một thiết kế chiếu sáng nội thất (DIALux Light); Thiết kế

nhanh một dự án (Quick Planing); Thiết kế chuyên nghiệp nhanh một dự án (Professional

Quick Planing); hoặc Thiết kế nhanh một dự án chiếu sáng giao thông (Quick Street

Planing).

Hình 2

3.2.2 Thiết kế chiếu sáng đường An Dương Vương bằng phần mềm Dialux v.4.10

a. Dữ liệu thiết kế: Thiết kế chiếu sáng cho đoạn đường theo bình đồ trên với các thông số

cụ thể như sau:

- Đường đôi, mỗi đường có 2 làn xe, mỗi làn rộng 12m.



- Mặt đường theo Rtable: R3007, hệ số phản chiếu Q0: 0.070

- Đèn công suất 250W/cao áp Sodium

- Đèn lắp ở độ cao: 12m

- Độ ngẩng đèn (inclination): 100

- Trụ lắp đặt giữa dải phân cách

- Khoảng cách treo đèn (overhang): 0,5m

- Khoảng cách trụ: 42m

- Khởi động DIALux từ biểu tượng trên màn hình Desktop hoặc từ Start -

All Programs - DIALuxDIALux4.10

Lúc này cửa sổ Welcome của DIALux sẽ xuất hiện. Để thiết kế chiếu sáng giao thông, bạn

chọn biểu tượng New Street Project. (Hình 3)



1. Chèn đường và các thành phần liên quan.

Sau khi chọn New Street Project, toàn bộ cửa sổ màn hình DIALux sẽ xuất hiện.

Màn hình CAD bên phải của DIALux sẽ có một con đường chính. Bên trái màn hình

CAD là ô Project Manager.

- Chèn thêm đường và các thành phần liên quan:

Dùng mũi tên qua lại ở ô Project Manager để tìm thẻ. Bạn chọn thẻ Arrangement để

chèn thêm đường và các thành phần khác của đường theo yêu cầu: (Hình 16). Hoặc vào

Menu Paste, chọn Street Elements để chèn.

. Roadway: Thêm một đường giao thông mới. Khi có thêm một đường thì ở giữa

sẽ xuất hiện dải phân cách (Median)

. Lay-by: Thêm một chỗ lõm để đậu xe bên đường

. Sidewalk : Thêm vỉa hè cho người đi bộ.

. Grass Strip : Thêm các mảng cỏ xanh.

. Bicycle Lane: Thêm làn đường cho xe đạp.

. Emergency Lane: Thêm làn đường khẩn cấp.



(Hình 16)

Các thành phần mới chèn vào đều nằm phía trên con đường chính, để di chuyển vị trí, bạn

chọn thành phần đó ở ô Project Manager, sau đó kích vào mũi tên lên xuống để di

chuyển. Kích vào để xoá.

- Hiệu chỉnh thông số của các thành phần:

Để hiệu chỉnh thông số của từng thành phần, bạn chọn thành phần muốn hiệu chỉnh,

chọn thẻ General ở ô Project Manager. (Hình 17)



(Hình 17) Bạn có thể nhập tên cho từng thành phần (Name), Bề rộng của thành phần

(Width), Số làn đường (Number of Lane) Độ cao của thành phần (Height) .

- Hiệu chỉnh bề mặt của các thành phần:

Để hiệu chỉnh bề mặt của từng thành phần, bạn chọn thành phần muốn hiệu chỉnh, chọn

thẻ Surface ở ô Project Manager. (Hình 18)

(Hình 18)



. Thẻ nhỏ Material: Bạn chọn loại vật liệu cấu thành của thành phần ở ô

Material hoặc tự chọn màu sắc (Color), hệ số phản chiếu (Reflection factor) của

bề mặt.

. Thẻ nhỏ Texture: Nhập các thông số về mẫu bề mặt.

. Thẻ nhỏ Raytracer: Nhập các thông số cho việc mô phỏng chiếu sáng.

- Hiệu chỉnh các yếu tố của đường:

Riêng về đường thì có nhiều yếu tố cần hiệu chỉnh hơn. Bạn chọn Roadway,

ô Project manger sẽ xuất hiện 4 thẻ. (Hình 19)



(Hình 19) Thẻ General: Bạn nhập bề rộng đường và số làn đường.

. Thẻ Street Coating: Chọn loại mặt đường và hệ số phản chiếu ở ô Tamac.

Chọn các thông số khi mặt đường ướt ở ô Umiformity Coating on Wet

Roadways

. Thẻ Observer: Xác định tuổi trung bình của người quan sát ở ô Average age

of observer, Xác định vị trí X, Y, Z của người quan sát.

. Thẻ Surface: Gồm các thẻ nhỏ Material, Texture, Raytracer như đã giới thiệu.

2. Chọn đèn và phân bố đèn.

- Chọn đèn:

Để có thể chọn đèn từ một nhà sản xuất nào đó, bạn phải cài đặt dữ liệu đèn của

nhà sản xuất đó. Việc cài đặt có thể thực hiện từ đĩa CD, hoặc trực tiếp tải về từ

Internet.

Để thực hiện việc chọn đèn, vào Menu Luminaire Selection, hoặc chọn thẻ

Luminaire Selection bên dưới ô Project manager. (Hình 20)



(Hình 20)

Bạn chọn vào tên nhà sản xuất muốn sử dụng. Nếu dữ liệu nhà sản xuất đã được

cài đặt thì bạn chỉ việc chọn đèn, loại bóng và công suất theo yêu cầu. Nếu dữ liệu

chưa được cài đặt thì từng bước, chương trình sẽ hướng dẫn cho bạn cài đặt.

Sau khi chọn đèn, cửa sổ Project manager sẽ xuất hiện hình ảnh, tính năng năng kỹ

thuật của bộ đèn vừa chọn.

- Phân bố đèn:

Vào Menu Paste, chọn Luminaire Arrangement, chọn Street Arrangement. Ô Project

manager sẽ xuất hiện cửa sổ Optimization: Chọn phương án bố trí đèn tối ưu (Hình 21)



(Hình 21)

. Ở ô Arrangement Type, bạn chọn kiểu phân bố đèn : 1 bên phía dưới (Single

row, bottom). 1 bên phía trên (Single row, top). 2 bên đối xứng (Double row,

opposing). 2 bên đối xứng cách lề (Double row with offset). Phân bố trên dải

phân cách (On Median).

. Ở ô Valuation Field: Bạn nhập giá trị các đại lượng chiếu sáng cần phải đạt

của con đường.



. Ở ô Optimise: Bạn nhập giá trị tối thiểu, tối đa và các bước trung gian của

chiều cao, khoảng cách trụ, …

Chọn vào nút Start Optimization. Chương trình sẽ chọn cho bạn phương án bố trí tối

ưu.

Nếu bạn không sử dụng công cụ tìm phương án tối ưu này thì sau khi chọn phương án

bố trí, chọn nút Paste để vào các thẻ điều chỉnh thông số.

Thẻ nhỏ Arrangement:

Nếu sau khi chọn đèn, bạn chọn Paste hoặc bạn không sử dụng chức năng

Optimization thì cửa sổ thẻ Optimization sẽ biến mất và lúc này bạn vào thẻ nhỏ

Arrangement để nhập các thông số phân bố đèn theo ý muốn. Sau khi chọn thẻ

Arrangement, cửa sổ thẻ Arrangement xuất hiện (Hình 22)

(Hình 22)



Tại đây bạn chọn kiểu phân bố đèn :

. Single row, bottom : 1 bên phía dưới.

. Single row, top: 1 bên phía trên.

. Double row, opposing: 2 bên đối xứng.

. Double row with offset: 2 bên đối xứng cách lề.

. On Median: Phân bố trên dải phân cách.

Thẻ nhỏ Pole Arrangement:

Ở thẻ nhỏ Pole Arrangement bạn nhập các thông số chính xác về phân bố trụ

trên đường (Hình 23)

(Hình 23)



. Luminaire Mounting Height: Độ cao lắp đèn

. Height above Workplane: Độ cao của đèn so với mặt phẳng làm việc

(mặt phẳng tính toán chiếu sáng)

. Number of Luminaire per Pole: số đèn trên mỗi trụ

. Distance between Two Poles: Khoảng cách giữa 2 trụ

. Longitudinal Displacement: Khoảng cách dịch chuyển so với vùng

tính toán. Trong tính toán chiếu sáng giao thông thì khoảng này phải bằng 0.

Thẻ nhỏ Boom:

Ở thẻ nhỏ Boom, bạn nhập các thông số chính xác về lắp đặt của bộ đèn (hình 24)



(Hình 24)

. Boom Length: Chiều dài của cần.

. Boom Inclination: Độ ngẩng của cần tính bằng độ. . Overhang: Khoảng cách

treo đèn tính từ lề

. Distance Pole to: Khoảng cách dựng trụ tính từ lề . Angle of Rotation: Góc

xoay của cần.

3. Lưu tập tin dự án.

Sau khi bạn đã thiết lập được cấu trúc con đường và phân bố đèn một cách cơ

bản, lúc này bạn có thể lưu tập tin dự án với tên và vào nơi bạn muốn.

Vào Menu File, chọn Save As… để lưu tập tin dự án.

4. Tính toán chiếu sáng.

Để thực hiện việc tính toán chiếu sáng, bạn vào Menu Output, Chọn Configure

Output để xác định những đại lượng cần tính toán bằng cách chọn vào ô

bên trái của đại lượng.



Sau khi đã chọn các đại lượng, vào Menu Output, chọn Start Calculation hoặc biểu

tượngtrên thanh công cụ để chương trình thực hiện tính toán.

Vào Menu File, chọn Print Preview hoặc biểu tượng trên thanh

côngcụ để xem kết quả và điểu chỉnh nếu cần thiết.

Vào Menu File, chọn Print hoặc biểu tượng trên thanh công cụ để

in báo cáo kết quả nếu muốn.

Vào Menu File chọn Save hoặc biểu tượng

trên thanh công cụ để lưu lại dự án trước khi đóng chương trình hoặc qua một dự án mới.

C. PHẦN THỰC HÀNH THIẾT KẾ

Các bài thực hành chỉ có mục đích làm quen với việc sử dụng phần mềm, bạn cần tự

điều chỉnh cho kết quả đạt với các tiêu chuẩn chiếu sáng.

Bài thực hành:

1/

§êng cÊp B: - §êng cÊp B yªu cÇu thiÕt kÕ chiÕu s¸ng cã çc th«ng sè nh sau: + Toµn tuyÕn cã tæng chiÒu dµi lµ 2km. + ChiÒu réng d¶i ph©n çch lµ 2m.

+ ChiÒu réng mét bªn ®êng cña d¶i ph©n çch lµ 12m.+ BÒ réng vØa hÌ lµ 7m.



2/ Các bước thiết kế:

Bước 1 : Khởi động DIALux từ Start - All Programs-DIALux-DIALux 4.2

Hoặc từ biểu tượng

trên màn hình Desktop

Bước 2: Tại cửa sổ Welcome của DIALux, chọn New Street Project

Bước 3: Ở ô Project manager, chọn Project. Đặt tên cho dự án, và mô tả về dự án.

Các thông tin liên hệ về công ty và cá nhân….

Chọn Street 1, Chọn thẻ nhỏ Arrangement.



Chọn Roadway để thêm 1 con đường mới. Dải phân cách (Median) sẽ tự

động xuất hiện giữa 2 đường.

Ta chọn vỉa hè cho người đi bộ là: Sidewalk : Thêm vỉa hè cho người đi bộ.

Bước 4: Hiệu chỉnh thông số về đường.

Chọn vào Roadway 1. Vào thẻ General, nhập tên cho đường tuỳ ý, Ô Width:

nhập 12.

Ô Number of Lanes: nhập 2.

Thao tác tương tự cho Roadway 2.

Chọn Median 1: Đặt tên tuỳ ý, Ô Width nhập 12, Height: nhập 0.3 Các thẻ

nhỏ khác không cần hiệu chỉnh.



Bước 5: Chọn đèn.

Vào Menu Luminaire Selection chọn DIALux Catalogs. Chọn nhà sản xuất

mà bạn đã cài đặt dữ liệu. Chọn dòng đèn Outdoor hoặc Road lighting. Chọn đèn và công

suất phù hợp. Trong bài thực hành này, chọn công suất 250W, bóng High Pressure Sodium.

Kích mắt phải chuột vào tên đèn đã chọn, chọn Use product hoặc Use product and close để

trở về màn hình CAD của DIALux.



Bước 6: Phân bố đèn và hiệu chỉnh đèn

Ở ô Project manager, bạn kích chọn vào tên đèn. Vào Menu Paste, chọn

Luminaire Arrangement - Street Arrangement. Hoặc biểu tượng trên thanh

công cụ. Chọn Paste.

Ở thẻ Arrangement chọn phân bố ở giải phân cách ( on median)



Thẻ nhỏ Boom:

Ở thẻ nhỏ Boom, bạn nhập các thông số chính xác về lắp đặt của bộ đèn

. Boom Length: Chiều dài của cần.

. Boom Inclination: Độ ngẩng của cần tính bằng độ.

. Overhang: Khoảng cách treo đèn tính từ lề

. Distance Pole to: Khoảng cách dựng trụ tính từ lề

. Angle of Rotation: Góc xoay của cần



Thẻ nhỏ Pole Arrangement:

Ở thẻ nhỏ Pole Arrangement bạn nhập các thông số chính xác về phân

bố trụ trên đường

. Luminaire Mounting Height: Độ cao lắp đèn

. Height above Workplane: Độ cao của đèn so với mặt phẳng làm việc

(mặt phẳng tính toán chiếu sáng)

. Number of Luminaire per Pole: số đèn trên mỗi trụ

. Distance between Two Poles: Khoảng cách giữa 2 trụ

. Longitudinal Displacement: Khoảng cách dịch chuyển so với vùng

tính toán. Trong tính toán chiếu sáng giao thông thì khoảng này phải

bằng 0.



Ô Distance Between Two Poles: nhập 42

Ở thẻ nhỏ Boom: Ô Boom Inclination: nhập 10.

Ô Overhang: = 1. Boom Length: không nhập mà chương trình tự tính.

Bước 7: Lưu tập tin

Vào Menu File, chọn Save As… đặt tên cho tập tin dự án, chọn nơi lưu

trữ, chọn OK để lưu trữ. Cancel để huỷ bỏ.

Bước 8: Tính toán chiếu sáng

Vào Menu Output, Chọn Configure Output để xác định những đại lượng

cần tính toán. Sau đó chọn Start Calculation để chương trình tính toán.



Bước 9: In báo cáo.

Chọn

trên thanh công cụ để xem kết quả và điểu chỉnh nếu cần thiết

.

Chọn

trên thanh công cụ để trở lại Project Manager cho việc

chỉnh sửa.

Sau khi đã điều chỉnh đạt yêu cầu về chiếu sáng, vào Menu File, chọn Print

để in báo cáo kết quả chiếu sáng.

Vào Menu File chọn Save hoặc biểu tượng trên thanh công cụ để lưu

lại dự án trước khi đóng chương trình hoặc qua một dự án mới.



*BẢNG ĐỘ RỌI VÀ ĐƯỜNG CONG TRẮC QUANG



CÁCH BỐ TRÍ ĐÈN



Chương IV:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN VÀ GIẢI PHÁP TIẾT

KIỆM ĐIỆN NĂNG

4.1 Giới thiệu chung

Tuyến đường yêu cầu thiết kế cấp điện có chiều dài 2000m bao gồm đèn chiếu

sáng chính và đèn pha nút giao thông.

Hệ thống cung cấp điện có nhiệm vụ cung cấp cho hệ thống chiếu sáng điện áp

ổn định và tổn thất điện áp nằm trong phạm vi cho phép. Ngoài ra hệ thống cung cấp

điện phải đảm bảo sao cho quá trình vận hành và sửa chữa được đơn giản nhất. Như

vậy việc tính toán và thiết kế cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng là một phần quan

trọng trong việc thiết kế chiếu sáng đường.

4.2 Các phương án cung cấp điện cho hệ thống

4.2.1 Phương án 1

Nèi trùc tiÕp vµo líi ®iÖn h¹ thÕ cña çc hé tiªu thô.

GVHD: ThS.Phạm Ngọc Dương 110 SVTH: Phạm Thành An – ĐKT – K31 H×nh

4.1


* Ưu điểm: Phương án này hệ thống chiếu sáng dùng chung mạng điện hạ thế với các

hộ tiêu thụ nên giảm đáng kể vốn đầu tư mua máy biến áp do đó tính kinh tế cao.

* Nhược điểm: Khi gặp sự cố cần sửa chữa bộ phận nào đó trong mạng điện ta có thể

phải cắt điện toàn hệ thống, do đó độ tin cậy chiếu sáng không đảm bảo.


Thiết kế 1 trạm biến áp riêng cho hệ thống chiếu sáng

* Ưu điểm:

Độ tin cậy cung cấp điện luôn được đảm bảo.

Dễ dàng theo dõi, vận hành và sửa chữa.

* Nhược điểm:


H×nh 4.2


Phương án này chỉ áp dụng cho những đoạn đường ngắn công suất tiêu thụ của

hệ thống nhỏ.


Thiết kế 2 trạm biến áp cho hệ thống chiếu sáng

Ta phân tuyến đường cần chiếu sáng thành 2 đoạn. Mỗi trạm biến áp cung cấp cho một

đoạn.

* Ưu điểm:

Độ tin cậy cung cấp điện luôn được đảm bảo.

Giảm tổn thất điện áp và tổn thất điện năng.

* Nhược điểm:

Vốn đầu tư mua máy biến áp lớn.

4.2.4 Chọn phương án cung cấp điện


Hình 4.3


Dựa vào ưu nhược điểm của 3 phương án cung cấp điện nói trên ta thấy phương

án 3 là phương án hợp lý nhất cho đoạn đường mà em thiết kế chiếu sáng. Phương án

này đảm bảo cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng, hệ thống điện chiếu sáng không

liên quan đến mạng điện sinh hoạt do đó quá trình vận hành và sửa chữa đơn giản hơn,

tổn thất điện áp và tổn thất điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Như vậy phương án

3 là phương án cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng.

THIEÁT KEÁ CAÁP ÑIEÄN CHO ÑÖÔØNG VAØ NUÙT GIAO THOÂNG

Ñöôøng caáp B

TRAÏM BIEÁN AÙP 50-22\0,4KV

Loä I Loä IILoä II Loä I


ÐU? NG DÂY TRUNG ÁP 22KV

Ñöôøng caáp B

?NG

?N T

?T T

HÀNH

?M HÙNG

?N HU?

chia ®êng tuyÕn ®êng 2000m thµnh 2 ®o¹n, Mçi ®o¹n dµi 1000m gåm 50 ®Ìn ( 25cét ) vµ mét nót giao th«ng cã 11 ®Ìn pha. V× 2 ®o¹n lµ nh nhau nªn ta lÊy mét trong 2 ®o¹n ®Ó tÝnh vµ chän çc ph¬ng ¸n cho hîp lý.

THIEÁT KEÁ CAÁP ÑIEÄN CHO ÑÖÔØNG VAØ NUÙT GIAO THOÂNG

Ñöôøng caáp B


Loä I Loä IILoä II Loä I


ÐU? NG DÂY TRUNG ÁP 22KV

Ñöôøng caáp B

?NG

?N T

?T T

HÀNH

?M HÙNG

?N HU?


H×nh 4.4

H×nh 4.5


§ 4.3. TÝNH TO¸N CHäN M¸Y BIÕN ¸PTÝnh to¸n chän m¸y biÕn ¸p lµ nhiÖm vô quan träng, khi chän

m¸y biÕn ¸p ph¶i tho¶ m·n çc ®iÒu kiÖn sau:- An toµn vµ ®¶m b¶o cÊp ®iÖn liªn tôc.- TiÕt kiÖm vèn ®Çu t vµ chi phÝ vËn hµnh.Th«ng thêng ngêi ta chän m¸y biÕn ¸p theo ®iÒu kiÖn sau:

Trong ®ã: SMBA : Dung lîng m¸y biÕn ¸p (KV.A).SHTCS : Dung lîng cña hÖ thèng chiÕu s¸ng (KV.A).

4.3.1. TÝnh c«ng suÊt cña hÖ thèng vµ tr¹m biÕn ¸pTæng c«ng suÊt cña çc ®Ìn:

Trong ®ã: : Tæng c«ng suÊt cña çc ®Ìn chÝnh (W).

: Tæng c«ng suÊt cña çc ®Ìn pha (W).Tæng c«ng suÊt cña ®Ìn chÝnh lµ:

WTæng c«ng suÊt cña ®Ìn pha lµ:

W Trong ®ã:

Pdc : C«ng suÊt cña 1 ®Ìn chÝnh (W).Pdp : C«ng suÊt cña 1 ®Ìn pha (W).Pcl1 : C«ng suÊt cña chÊn lu ®Ìn chÝnh (W).Pcl2 : C«ng suÊt cña chÊn lu ®Ìn pha (W).N1 : Sè ®Ìn chÝnh trªn tuyÕn ®êng.N2 : Sè ®Ìn pha t¹i nót giao th«ng.Nh vËy: W



4.3.2. Dung lîng m¸y biÕn ¸p tÝnh to¸n vµ chän m¸y biÕn ¸pC«ng suÊt biÓu kiÕn tÝnh to¸n cho m¸y biÕn ¸p:

KVA

Dung lîng m¸y biÕn ¸p cÇn chän lµ:SMBA = 1,25.SHTCS hay SMBA = 1,25 25,48 = 31,86KVA

Tra b¶ng phô lôc II.2 theo [2], trang 258. Ta chän m¸y biÕn ¸p ba pha hai cuén d©y do ABB chÕ t¹o víi çc th«ng sè nh sau:

C«ng suÊt

( KVA)

§iÖn ¸p

(KV)

(W) (W UN(%) KÝch thíc

(mm)

Träng lîng

(kg)

50 22/0,4 200 1250 4 960-705

1325

510

§ 4.4. TÝNH TO¸N CHäN ÇC PHÇN Tö B¶O VÖ CAO ¸P4.4.1. Chän dao çch ly

Chän dao çch ly theo çc yªu cÇu sau:- §iÖn ¸p ®Þnh møc: Udm CL = UdmT = 22KV

- Dßng ®iÖn ®Þnh møc: Idm CL = I1dm =

Trong ®ã:Udm CL , Idm CL : §iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn ®Þnh møc cña dao çch ly.UdmT : §iÖn ¸p ®Þnh møc ®êng d©y trung ¸p.I1dm : Dßng ®iÖn ®Þnh møc phÝa cao ¸p m¸y biÕn ¸p.Tra b¶ng phô lôc III.10 theo [2], trang 268. Ta chän dao çch ly

do SIEMENS chÕ t¹o cã çc th«ng sè nh sau:

Lo¹i DCL Udm Idm INt IN max


B¶ng 4.1


(KV) (A) (KA) (KA)

3 DC 24 630 16 40

4.4.2. Chän cÇu ch× Cao ¸p

Chän cÇu ch× theo çc yªu cÇu sau:

- §iÖn ¸p ®Þnh møc: Udm CC = Udm T = 22KV

- Dßng ®iÖn ®Þnh møc: Idm CC = I1dm = 1,312A

Tra b¶ng phô lôc III.12 theo [2], trang 269. Ta chän cÇu ch× cao ¸p lo¹i 3GD1

401-4B do SIEMENS chÕ t¹o víi çc th«ng sè nh sau:

Udm

(Kv)

Idm

(A)

Dµi(mm)

§êng kÝnh(mm)

Ic¾t N

(KA)

Ic¾t

Nmin

(KA)

P(W)

Khèi l-îng(kg)

24 6 442 69 40 25 35 3,8

4.4.3. Chän chèng sÐt vanMôc ®Ých chÝnh cña viÖc ®Æt chèng sÐt van lµ ®Ó khö sãng

qu¸ ®iÖn ¸p cña sÐt khi sÐt ®¸nh vµo hÖ thèng ®iÖn chiÕu s¸ng.Tra b¶ng phô lôc III.13 theo [2], trang 270. Ta chän chèng sÐt

van do h·ng Cooper (Mü) chÕ t¹o cã çc th«ng sè nh sau:

Udm

(KV)Gi¸ ®ì ngang Gi¸ ®ì khung

Gi¸ ®ì MBA

vµ ®êng d©y

Gi¸ ®ì c«ng

x«n kiÓu

dµn khung

Gi¸ ®ì h×nh

khèi

24 AZLP501B2

4

AZLP519B2

4

AZLP531A2

4

AZLP531B2

4

AZLP519C2

4


B¶ng 4.2

B¶ng 4.3

B¶ng 4.4


§ 4.5. TÝNH TO¸N CHäN D©Y DÉN CAO ¸PCã nhiÒu çch chän tiÕt diÖn d©y dÉn nh lµ chän theo ®iÒu

kiÖn tæn thÊt ®iÖn ¸p cho phÐp, chän theo mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ, chän theo ®iÒu kiÖn phÝ tæn kim lo¹i mµu nhá nhÊt, trong ®å ¸n nµy em chän d©y dÉn theo mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ.

TiÕt diÖn d©y dÉn ®îc x¸c ®Þnh:

Trong ®ã:Ftt : TiÕt diÖn tÝnh to¸n cña d©y dÉn.Imax : Dßng ®iÖn lµm viÖc lín nhÊt cña hÖ thèng ®iÖn chiÕu

s¸ng.Jkt : MËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ. Dßng ®iÖn lµm viÖc lín nhÊt cña hÖ thèng ®îc x¸c ®Þnh:

Imax = I1dm . K = 1,312 . 2 = 2,624 A (K : HÖ sè chän)Tra b¶ng phô lôc 44 theo [3,tr.295], ta chän Jkt = 1,1 A/mm2 (víi

Tmax = 3000-5000h). TiÕt diÖn d©y dÉn tÝnh to¸n:

mm2

Tra b¶ng phôc lôc 2 trang 258 theo [3], trang 258. Ta chän d©y nh«m lâi thÐp cã çc

th«ng sè nh sau:

Ký hiÖu d©y dÉn

Khèi lîng d©y(kg/km)

§êng kÝnh ngoµi(mm)

Icp

(A)

§iÖn trë r0 ë 200c( /km)

AC-10 36 4,4 80 3,12


B¶ng 4.5


§êng d©y nµy nèi tõ líi trung ¸p ®Õn m¸y biÕn ¸p cña hÖ thèng chiÕu s¸ng, chiÒu dµi ®êng d©y ng¾n do ®ã kh«ng cÇn kiÓm tra tæn thÊt ®iÖn ¸p.

§ 4.6. CHäN ÇC THIÕT BÞ PHÝA H¹ ¸P4.6.1. Chän aptomat tæng

TÝnh chän aptomat tæng víi dßng c¾t ®Þnh møc: Ic = K.Idm h

Trong ®ã:Ic : Dßng c¾t ®Þnh møc cña aptomat.Idm h : Dßng ®iÖn ®Þnh møc phÝa h¹ ¸p cña hÖ thèng chiÕu

s¸ng.Chän K = 2 (Khi khëi ®éng çc ®Ìn th× dßng ®iÖn t¨ng gÊp

®«i).Dßng ®iÖn ®Þnh møc phÝa h¹ ¸p cña hÖ thèng chiÕu s¸ng ®îc

x¸c ®Þnh:

A

Nh vËy: Ic = K.Idm h = 2.45,54 = 91,08ATra b¶ng phô lôc IV.5 theo [2], trang 284. Ta chän aptomat lo¹i

EA203 -G do NhËt chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau:

Sè cùc Idm (A) Udm (V) IN (KA)3 100 380 14

4.6.2. Chän aptomat ®o¹n ABTÝnh chän aptomat ®o¹n AB víi dßng c¾t ®Þnh møc: Ic AB =

K.IAB


B¶ng 4.6


Chän K = 2 (khi khëi ®éng th× dßng ®iÖn t¨ng lªn gÊp ®«i).C«ng suÊt ®o¹n AB:

PAB = ( 350 + 25 ) 25 = 9375WDßng ®iÖn ch¹y trªn ®o¹n AB:

A

Nh vËy ta cã: Ic AB = K.IAB = 2 16,75 = 33,51ATra b¶ng phô lôc IV.5 theo [2], trang 284. Ta chän aptomat lo¹i

EA53 -G do NhËt chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau:


4.6.3. Chän aptomat ®o¹n BCTÝnh chän aptomat ®o¹n BC víi dßng c¾t ®Þnh møc: Ic BC =

K.IBC

Chän K = 2 (khi khëi ®éng th× dßng ®iÖn t¨ng lªn gÊp ®«i).C«ng suÊt ®o¹n BC:

PBC = ( 350 + 25 ) 25 + 2915 = 12290WDßng ®iÖn ch¹y trªn ®o¹n BC:

A

Nh vËy ta cã: Ic BC = K.IBC = 2 21,96 = 43,93ATra b¶ng phô lôc IV.5 theo [2], trang 284. Ta chän aptomat lo¹i EA103 -G do NhËt

chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau:



B¶ng 4.7

B¶ng 4.8


4.6.4. Chän C«ngt¾ct¬ Trong s¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho chiÕu s¸ng ®êng ta ph¶i thiÕt

kÕ mét hÖ thèng ®Ó tù ®éng ®ãng c¾t hÖ thèng chiÕu s¸ng. HÖ thèng sÏ ®îc ®iÒu khiÓn bëi 2 c«ngt¾ct¬ 3 pha lµ K1 vµ K2. Trong ®ã K1 dïng ®Ó c¾t bít 2/3 sè ®Ìn khi vÒ khuya nh»m môc ®Ých tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng, c«ngt¾ct¬ K2 cã nhiÖm vô ®ãng c¾t 1/3 sè ®Ìn cßn l¹i. Tuy nhiªn ta ph¶i bè trÝ çc ®Ìn theo mét quy luËt nµo ®ã ®Ó viÖc ®ãng c¾t nµy vÉn ®¶m b¶o hÖ thèng ®iÖn lµm viÖc b×nh thêng, kh«ng bÞ lÖch pha, ngoµi ra th× hÖ thèng ph¶i ®¶m b¶o ®é ®ång ®Òu chiÕu s¸ng.a. Chän c«ngt¾ct¬ ®o¹n AB* Chän c«ngt¾ct¬ K1:

C«ng suÊt ®o¹n AB:PAB = ( 350 + 25 ) 25 = 9375W

C«ng suÊt nh¸nh 1 (K1) thùc hiÖn ®ãng c¾t 2/3 sè ®Ìn:P1 = 2/3 PAB = 2/3 9375 = 6250W

Dßng ®iÖn cña nh¸nh 1:

A

Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña K1 cã gi¸ trÞ: IC1 = 2 I1 = 2 11,17 = 22,34A Ta chän c«ngt¾ct¬ cã çc th«ng sè sau: Udm = 380 V, Idm = 40A* Chän c«ngt¾ct¬ K2:

C«ng suÊt nh¸nh 2 (K2) thùc hiÖn ®ãng c¾t 1/3 sè ®Ìn:P2 = 1/3 PAB = 1/3 9375 = 3125W




A

Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña K2 cã gi¸ trÞ: IC2 = 2 I2 = 2 5,58 = 11,17A

Ta chän c«ngt¾ct¬ cã çc th«ng sè sau: Udm = 380 (V) , Idm = 20Ab. Chän c«ng t¾c t¬ ®o¹n BC* Chän c«ngt¾ct¬ K1 :

C«ng suÊt ®o¹n BC:PBC = ( 350 + 25 ) 25 + 2915 = 12290W

C«ng suÊt nh¸nh 1 (K1) thùc hiÖn ®ãng c¾t 2/3 sè ®Ìn:P1 = 2/3 PBC = 2/3 12290 = 8193,3W


A

Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña K1 cã gi¸ trÞ: IC1 = 2 I1 = 2 14,06 = 29,29A

Ta chän c«ngt¾ct¬ cã çc th«ng sè sau: Udm = 380 (V) , Idm = 40A* Chän c«ngt¾ct¬ K2 :

C«ng suÊt nh¸nh 2 (K2) thùc hiÖn ®ãng c¾t 1/3 sè ®Ìn:P2 = 1/3 PBC = 1/3 12290 = 4096,6W


A

Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña K2 cã gi¸ trÞ: IC2 = 2 I2 = 2 7 = 14A Ta chän c«ngt¾ct¬ cã çc th«ng sè sau: Udm = 380 V , Idm = 20A



4.6.5. Chän m¸y biÕn dßng ®iÖnMôc ®Ých viÖc chän m¸y biÕn dßng ®iÖn lµ ®Ó ®o lêng.Chän m¸y biÕn dßng theo ®iÒu kiÖn: I®m BI = I®m h = 48,91ATra b¶ng phô lôc III.17 theo [2], trang 273. Ta chän m¸y biÕn

dßng ®iÖn cã çc th«ng sè sau:

Lo¹i U®m

(KV)I1dm (A)

CÊp chÝnh x¸c

Sè cuén thø cÊp

TKM -0,5 0,5 5÷800 0,5 1

§ 4.7. CHäN ÇP H¹ ¸P4.7.1. Yªu cÇu

Ph¶i ®¶m b¶o ®é sôt ¸p cùc ®¹i = 3% Udmh (3% 220 = 6,6V) ë çc ®Çu vµo cña ®Ìn, nÕu kh«ng th× quang th«ng ®Ìn sÏ gi¶m ®i vµ do ®ã sÏ kh«ng ®¶m b¶o yªu cÇu chiÕu s¸ng. Ngoµi ra th× çp cßn ph¶i ®¶m b¶o lµm viÖc b×nh thêng vµ cã ®é bÒn c¬ häc.4.7.2. S¬ ®å cÊp ®iÖn: (H×nh 4.6).


B¶ng 4.9


M¸y biÕn ¸p cã dung lîng vµ kÝch thíc nhá, tr¹m biÕn ¸p ®îc x©y dùng theo kiÓu hép kÝn chuyªn dïng cho chiÕu s¸ng c«ng céng.

Tõ tr¹m biÕn ¸p, ®iÖn ¸p h¹ ¸p ®îc dÉn ®Õn tñ ph©n phèi ®Ó ®iÒu khiÓn, b¶o vÖ vµ cung cÊp ®iÖn cho hÖ thèng chiÕu s¸ng.

- ThiÕt bÞ b¶o vÖ: Aptomat vµ cÇu ch×.- ThiÕt bÞ ®ãng c¾t: C«ngt¾ct¬.- ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn: Bé chuyÓn m¹ch, bé phËn ®iÒu khiÓn

tù ®éng. M¹ng ®iÖn cung cÊp cho çc ®Ìn ph¶i ®îc bè trÝ sao cho tæn

thÊt ®iÖn n¨ng vµ sôt ¸p trªn ®êng d©y lµ nhá nhÊt.

4.7.3. TÝnh tiÕt diÖn d©y dÉn


H×nh 4.6


a. Chän çp ph©n phèi tõ tñ ph©n phèi ®Õn ®iÓm B * Lé I:

Gi¶ thiÕt r»ng tñ ph©n phèi ®Æt phÝa trong vØa hÌ. Nh vËy kho¶ng çch tõ tñ ph©n phèi ®Õn ®iÓm B lµ 21m.

Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®o¹n çp lµ:

A

Dßng ®iÖn khëi ®éng:I1kd = 2. I1 = 2 16,75 = 33,51A

Tra b¶ng phô lôc V.13 theo [2], trang 302. Ta chän çp ®ång h¹ ¸p 4 lâi çch ®iÖn PVC do LENS chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau:

F(mm2

)

d(mm) M(kg/km)

r0

( /km)

ICP

(A)Lâi Vá

4G25 6 20,5 1294 0,727 127

§é sôt ¸p trªn ®o¹n çp ®· chän:

V

VËy tho¶ ®iÒu kiÖn: .KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt cña çp theo ®iÒu kiÖn: 2.I1 =33,5

K1.K2.ICP (A). Trong ®ã:

K1 : HÖ sè xÐt ®Õn m«i trêng ®Æt çp (K1 = 0,9).K2 : HÖ sè ®iÒu chØnh theo sè lîng çp ®Æt trong cèng r·nh (K2

= 1).GVHD: ThS.Phạm Ngọc Dương 124 SVTH: Phạm Thành An – ĐKT – K31

B¶ng 4.10


Ta cã: K1.K2.ICP = 0,9.1.127 = 114,3 A> I1kd =33,51ANh vËy çp ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt.

*Lé II:Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®o¹n çp lµ:

A

Dßng ®iÖn khëi ®éng:I2kd = 2. I2 = 2 21,96 = 43,93 A


F(mm2

)

d(mm) M(kg/km)

r0

( /km)

ICP

(A)Lâi Vá

4G25 6 20,5 1294 0,727 127


V




= 1).Ta cã: K1.K2.ICP = 0,9.1.127 = 114,3 A > I2kd = 42,93A


B¶ng 4.11


Nh vËy çp ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt.b. TiÕt diÖn çp trªn ®o¹n AB* XÐt nh¸nh 1:

C«ng suÊt nh¸nh 1:P1 = 2/3 PAB = 2/3 9375 = 6250W


A

Tæn thÊt ®iÖn ¸p tõ ®Ìn ®Çu ®Õn ®Ìn cuèi trªn nh¸nh 1 cña ®o¹n AB:

V

Trong ®ã: : §iÖn trë suÊt cña ®ång ( = 22 /km/mm2).

l1 : ChiÒu dµi cña ®o¹n AB.

TiÕt diÖn S1 chän theo ®iÒu kiÖn: mm2


F(mm2

)

d(mm) M(kg/km)

r0

( /km)

ICP

(A)Lâi Vá

4G25 6 20,5 1294 0,727 127



B¶ng 4.12


V




= 0,9).Ta cã: K1.K2.ICP = 0,9 0,9 127 = 102,87 A > I1kd = 22,34ANh vËy çp ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt.

* XÐt nh¸nh 2:C«ng suÊt nh¸nh 2:

P2 = 1/3 PAB = 1/3 9375 = 3125WDßng ®iÖn cña nh¸nh 2:

A

Tæn thÊt ®iÖn ¸p tõ ®Ìn ®Çu ®Õn ®Ìn cuèi trªn nh¸nh 2 cña ®o¹n AB:

V

TiÕt diÖn S2 chän theo ®iÒu kiÖn: (mm2).

Tra b¶ng phô lôc V.13 theo [2], trang 302. Ta chän çp ®ång h¹ ¸p 4 lâi çch ®iÖn

PVC do LENS chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau:

F(mm2

)

d(mm) M(kg/km)

r0

( /km)

ICP

(A)Lâi Vá

4G16 4,8 17 851 1,15 100




V

VËy tho¶ ®iÒu kiÖn: .KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt cña çp theo ®iÒu kiÖn: : 2.I2 =11,16



= 0,9).Ta cã: K1.K2.ICP = 0,9 0,9 100 = 81 A > I2kd = 11,16ANh vËy çp ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt.

c.TiÕt diÖn çp trªn ®o¹n BC*XÐt nh¸nh 1:

C«ng suÊt nh¸nh 1:P1 = 2/3 PBC = 2/3 12290 =8193,3W


A

Tæn thÊt ®iÖn ¸p tõ ®Ìn ®Çu ®Õn ®Ìn cuèi trªn nh¸nh 1 cña ®o¹n BC:

V

Trong ®ã: : §iÖn trë suÊt cña ®ång ( = 22 /km/mm2).

l1 : ChiÒu dµi cña ®o¹n BC.



B¶ng 4.13



F(mm2

)

d(mm) M(kg/km)

r0

( /km)

ICP

(A)Lâi Vá

4G25 6 20,5 1294 0,727 127


V

VËy tho¶ ®iÒu kiÖn: . KiÓm tra æn ®Þnh nhiÖt cña çp theo ®iÒu kiÖn: 2.I1 =28,02K1.K2.ICP (A).

Ta cã: K1.K2.ICP = 0,9 0,9 127 = 102,87 A > I1kd = 280,2ANh vËy çp ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt.

*XÐt nh¸nh 2:C«ng suÊt nh¸nh 2:

P2 = 1/3 PBC = 1/3 12290 = 4096,6WDßng ®iÖn cña nh¸nh 2:

A

Tæn thÊt ®iÖn ¸p tõ ®Ìn ®Çu ®Õn ®Ìn cuèi trªn nh¸nh 2 cña ®o¹n BC:

V



B¶ng 4.14



F(mm2

)

d(mm) M(kg/km)

r0

( /km)

ICP

(A)Lâi Vá

4G16 4,8 17 851 1,15 100


V


K1.K2.ICP (A).Ta cã: K1.K2.ICP = 0,9 0,9 127 = 102,87 A > I2kd = 14,64ANh vËy çp ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh nhiÖt.

d.Chän d©y dÉn tõ çp ®Õn çc ®Ìn* §Ìn chÝnh:

Chän d©y dÉn theo ®iÒu kiÖn:

A

Trong ®ã:Idddc : Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña d©y dÉn ®Õn ®Ìn chÝnh.Chän K = 2 (dßng ®iÖn khëi ®éng t¨ng gÊp ®«i).Tra b¶ng phô lôc V.12 theo [2], trang 301. Ta chän çp ®ång h¹

¸p 2 lâi çch ®iÖn PVC do LENS chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau:

F d(mm) M r0ICPLâi Vá


B¶ng 4.15


(mm2

)(kg/km)

( /km)

(A)2 1,5 1,4 8,8 127 12,1 26

Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn ®o¹n çp ®Õn ®Ìn chÝnh:

V

Trong ®ã:Mçi ®Ìn ®îc cung cÊp bëi d©y pha vµ trung tÝnh nªn ®iÖn trë

tÝnh hai lÇn.ldc : Kho¶ng çch tõ ®Çu çp ®Õn ®Ìn (chän ldc = 21m), v×

chiÒu cao cét ®Ìn vµ tÇm v¬n ®Ìn lµ 1,5m do ®ã ta chän ldc = 21m.* §Ìn pha:

Chän d©y dÉn theo ®iÒu kiÖn:

A

Trong ®ã:Idddp : Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña d©y dÉn cung cÊp ®iÖn cho

®Ìn pha.K = 2 : Béi sè dßng ®iÖn khëi ®éng.

: Dßng ®iÖn ch¹y qua mçi ®Ìn pha .Tra b¶ng phô lôc V.12 theo [2], trang 301. Ta chän çp ®ång

h¹ ¸p 2 lâi çch ®iÖn PVC do LENS chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau:

F(mm2

)

d(mm) M(kg/km)

r0

( /km)

ICP

(A) Lâi Vá

2 1,5 1,4 8,8 127 12,1 26


B¶ng 4.16

B¶ng 4.17


Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn ®o¹n çp ®Õn nhãm ®Ìn pha:

V

Trong ®ã:Mçi ®Ìn ®îc cÊp ®iÖn bëi d©y pha vµ trung tÝnh nªn ®iÖn trë

tÝnh 2 lÇn .ldp : Kho¶ng çch tõ ®Çu çp ®Õn ®Ìn ( ldp = 14,5m), v× chiÒu

cao cét ®Ìn pha vµ tÝnh ®Õn ®o¹n d©y tõ t©m trô ®Õn ®Ìn pha lµ 0,5m. Do ®ã ta chän ldc = 15m .e. Chän çp tõ tr¹m biÕn ¸p ®Õn tñ ph©n phèi

Dßng ®iÖn ch¹y trªn ®o¹n çp:

A

Dßng ®iÖn khëi ®éng:IC k® = 2.IC = 2.68,57 = 137,14A

Tra b¶ng phô lôc V.12 trang theo [2], trang 301. Ta chän çp ®ång h¹ ¸p 2 lâi çch ®iÖn PVC do LENS chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau:

F(mm2

)

d(mm) M(kg/km)

r0

( /km)

ICP

(A)Lâi Vá

2 25 6 17,5 830 0,727 149

V× ®o¹n çp nµy ng¾n nªn ta kh«ng cÇn kiÓm tra tæn thÊt ®iÖn ¸p.


B¶ng 4.18


§ 4.8. KIÓM TRA TæN THÊT §IÖN ¸P4.8.1. Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn ®o¹n çp lé Ia. Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 1

Tæn thÊt ®iÖn ¸p tõ tñ ph©n phèi ®Õn ®iÓm B:V

Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 1 cña ®o¹n AB:V

Tæn thÊt ®iÖn ¸p tõ çp ®Õn ®Ìn chÝnh:V

Tæng tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 1 cña lé 1:U1 = U11B + U1AB + Udc = 0,3 + 5,4 + 0,75 = 6,45V

Tæn thÊt nµy tho¶ ®iÒu kiÖn: = 6,6Vb. Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 2


Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 2 cña ®o¹n AB:V


Tæng tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 2 cña lé 1:U2 = U12B + U2AB + Udc = 0,4 + 4,6 + 0,75 = 5,75V

Tæn thÊt nµy tho¶ ®iÒu kiÖn: = 6,6V4.8.2. Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn ®o¹n çp lé IIa. Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 1


Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 1 cña ®o¹n BC:



VTæn thÊt ®iÖn ¸p tõ çp ®Õn ®Ìn chÝnh:

VTæn thÊt ®iÖn ¸p tõ çp ®Õn ®Ìn pha:

VTæng tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 1 cña lé 2:

U1 = U11B+ U1AB + Udc + UdP = 0,4 + 5 + 0,75 + 0,3 = 6,45V

Tæn thÊt nµy tho¶ ®iÒu kiÖn: = 6,6Vb. Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 2


Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 2 cña ®o¹n BC:V


Tæn thÊt ®iÖn ¸p tõ çp ®Õn ®Ìn pha:V

Tæng tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn nh¸nh 2 cña lé 2:U2 = U22B+ U2BC + Udc + UdP = 0,4 + 5 + 0,75 + 0,3 =

6,45VTæn thÊt nµy tho¶ ®iÒu kiÖn: = 6,6V

* NhËn xÐt: TÊt c¶ çc lo¹i çp ta chän ®Òu tho¶ m·n çc yªu cÇu kinh tÕ vµ kü thuËt. Tæn thÊt ®iÖn ¸p trªn ®êng d©y cña çc lé cña tuyÕn ®êng ®Òu n»m trong giíi h¹n cho phÐp. § 4.9. HÖ THèNG §IÒU KHIÓN



HÖ thèng chiÕu s¸ng ®êng ®îc ®iÒu khiÓn b»ng r¬le thêi gian ®Æt trong tñ ph©n phèi, qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn ®îc thùc hiÖn nh sau:

- Buæi tèi bËt 100% sè ®Ìn.- VÒ khuya t¾t 2/3 sè ®Ìn.- S¸ng t¾t 1/3 sè ®Ìn cßn l¹i.Qu¸ tr×nh bËt t¾t çc ®Ìn ®îc thùc hiÖn bëi çc c«ngt¾ct¬.

4.10. Tính toán và bố trí dây dẫn

Tổng chiều dài tuyến đường là 2km, hệ thống chiếu sáng được cấp nguồn bằng

2 máy biến áp có công suất 50KVA, trạm cung cấp điện cho 47 cột đèn chính (tương

ứng là 97 đèn chính) và một cột đèn pha đặt ở tâm nút giao thông 2 đầu tuyến đường

(tương ứng là 11 đèn pha).

Để tổn hao nhỏ nhất ta bố trí trạm biến áp ở giữa trung tâm hình học của tuyến

đường. Trạm này nhận điện từ lưới trung áp 22KV.

Chia đường tuyến đường 2000m thành 2 tuyến độc lập. Mỗi tuyến dài 1000m

được cấp nguồn bằng 1 máy biến áp có công suất 50KVA gồm 50 đèn (25 cột) và một

nút giao thông có 11 đèn pha. Vì 2 đoạn là như nhau nên ta lấy một trong 2 tuyến để

tính và chọn các phương án cho hợp lý.

4.11 Bố trí tiếp điện

Toàn tuyến đường được bố trí tiếp địa lặp lại, các vị trí tiếp địa lặp lại cách

nhau từ 150 - 200m, ưu tiên đặt tại vị trí cuối tuyến, yêu cầu điện trở tiếp địa phải nhỏ

hơn hoặc bằng 10 .

Cọc tiếp địa loại L63 x 63 x 6 được đóng sâu dưới mặt đất 0,7m và cách tâm cột

0,5m.

Tủ điều khiển được bố trí bảo vệ nối đất, yêu cầu điện trở tiếp địa = 10 , có tất

cả 6 cọc tiếp địa .



Đối với trạm biến áp thì hệ thống nối đất an toàn và nối đất làm việc dùng thép

dẹt loại 40 x 4, kết hợp với cọc thép L63 x 63 x 6 dài 2,5m và chôn sâu 0,7m.

Các kết cấu kim loại của trạm (giá đỡ, vỏ máy biến áp…) được nối đất an toàn

bằng một nhánh riêng dùng thép dẹt 25 x 4.

Trung tính máy biến áp được nối đất bằng dây đồng.

CÁC BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG

Điện năng cho chiếu sáng thường chiếm khoảng 20% điện năng tiêu thụ, mặt khác

đèn được sử dụng vào giờ cao điểm, buộc hệ thống điện phải huy động toàn bộ công

suất của tất cả các nhà máy điện, do đó vấn đề chiếu sáng hiệu quả và tiết kiệm điện

năng phải là mối quan tâm của toàn xã hội.

Vấn đề chiếu sáng hiệu quả và tiết kiệm điện năng bao gồm một loạt giải pháp kỹ

thuật và quản lý ở các cấp quản lý cho đến người tiêu dùng.

Ở Việt Nam chương trình chiếu sáng hiệu quả và tiết kiệm điện năng được UNDP

ủng hộ đã khởi xướng từ 10 năm nay là một trong các giải pháp quản lý nhu cầu phụ tải

DSM của Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam.

Các công ty chiếu sáng như Công ty bóng đèn Rạng Đông với chương trình chiếu

sáng học đường và chương trình chiếu sáng doanh nghiệp; Công ty Chiếu sáng và thiết

bị đô thị Hà Nội HAPOLICO với những thiết bị và giải pháp chiếu sáng cho các công

trình đô thị và đường giao thông; Công ty chiếu sáng công cộng Thành phố Hồ Chí

Minh với xây dựng thành công hệ thống quản lý chất lượng. Các thiết kế chiếu sáng và

các sản phẩm đèn chấn lưu và bộ đèn và việc quản lý chất lượng của các công ty trên

đã thực sự hiệu quả và tiết kiệm điện năng, mang lại giá trị lớn về kinh tế.

Các giải pháp chiếu sáng hiệu quả và tiết kiệm điện năng cụ thể:

Tận dụng ánh sáng tụ nhiên: Giải pháp ánh sáng tự nhiên vừa đem lại hiệu quả

kinh tế vừa mang tính thẩm mỹ trong các công trình công nghiệp, trung tâm thương

mại…



Ngày nay, bằng nhiều cách mà người ta có thể tận dụng ánh sáng tự nhiên một

cách tối đa đạt hiệu quả cao. Tùy theo không gian và mục đính sử dụng mà có nhiều

cách xử lý ánh sáng để giảm độ chói và hơi nóng như:

- Sử dụng các dải kính chạy suốt bề ngang của mái nhà theo các khoảng đều có thể

cung cấp chiếu sáng tốt, đồng nhất trong các xưởng công nghiệp và các nhà kho.

- Kết hợp các cửa sổ ở trần nhà làm bằng chất liệu FRP cùng với trần giả trong suốt và

trong mờ để làm giảm độ chói và hơi nóng từ ánh sáng tự nhiên.

- Sử dụng cửa với mái vòm FRP để chiếu sáng cầu thang, hàng lang trong các tòa nhà

- Tận dụng ánh sáng tự nhiên từ các cửa sổ.

Thay thế các bộ đèn kiểu cũ bằng các loại đèn tiết kiệm điện

Ưu điểm của các bóng đèn tiết kiệm điện

- Công suất tiêu thụ mỗi bóng đèn nhỏ hơn nhiều so với bóng đèn cũ.

- Nâng cao cường độ chiếu sáng

- Sửa chữa, bảo dưỡng dễ dàng

- Tăng tuổi thọ của thiết bị

- Thân thiện với môi trường làm việc.

- Giảm nhấp nháy, nâng cao chất lượng chiếu sáng

Sử dụng các đèn có hiệu suất phát quang cao: Ví dụ dùng loại đèn ống huỳnh

quang 1,2m T8 đường kính 26mm 36W thuộc thế hệ mới thay thế đèn T10-40W; Dùng

đèn compact huỳnh quang thay thế đèn sợi đốt cho thiết kế nội thất. Dùng đèn Sodium

cao áp thế hệ mới thay thế đèn thuỷ ngân cao áp trong thiết kế đèn giao thông.



Sử dụng bộ đèn hiệu suất cao: Các bộ đèn này có máng phản xạ tốt, nhờ đó tăng

hệ số sử dụng quang thông.

Sử dụng chấn lưu sắt từ tổn hao thấp: Nên dùng tụ điện bù hệ số công suất.

Sử dụng chấn lưu điện tử tổn thất công suất công suất nhỏ: Tăng hệ số phát

quang đèn và có hệ số công suất cao.

Bố trí đèn thích hợp: Có thể thiết kế nhiều mức chiếu sáng, phối hợp chiếu sáng

chung và chiếu sáng cục bộ, đảm bảo độ rọi bề mặt làm việc.

Sử dụng các công nghệ hiện đại: Điều khiển tắt hoặc giảm quang thông đèn khi

yêu cầu mức chiếu sáng giảm.

Thiết kế hệ thống chiếu sỏng phự hợp với tớnh chất cụng việc sử dụng: Hệ thống

chiếu sáng ảnh hưởng rất nhiều đến năng suất làm việc cũng như sức khỏe con người

như nếu cường độ sáng quá lớn sẽ gây chói mắt gây căng thẳng trong lúc làm việc hay

cường độ sáng thấp làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm đũ hỏi độ tinh sảo trong

từng sản phẩm.

Do vậy phải thiết kế hệ thống chiếu sáng phù hợp với từng cụng việc cụ thể:

- Sơ đồ bố trí đèn hợp lý đảm bảo độ sáng

- Lắp đặt cácthiết bị điều khiển theo nhóm hoặc đơn lẻ khi chiếu sỏng để sử dụng năng

lượng hiệu quả như Thiết bị điều khiển quang điện, Thiết bị điều khiển vận hàng từ xa

hoặc hẹn giờ, Sử dụng công tắc điều khiển theo nhúm

Vấn đề kinh tế và kỹ thuật luôn cần phải được giải quyết một cách hài hoà, hệ thống

được thiết kế sao cho tổn thất công suất và tổn thất điện năng là nhỏ nhất.

Nâng cấp, cải tiến, bảo dưỡng thường xuyên và định kỳ hệ thống chiếu sáng.

Quản lý vận hành hệ thống chiếu sáng tốt: Quản lý tốt hệ thống chiếu sáng thì

ngoài việc có thể tránh được sự cố mà còn có thể tiết kiệm điện năng.



KẾT LUẬN

Sau một thời gian tiến hành nghiên cứu và tính toán thiết kế chiếu sáng đường cấp

B với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Phạm Ngọc Dương cùng với sự đóng góp ý

kiến của các bạn sinh viên trong lớp, đến nay em đã hoàn thành đồ án này.

Do hiểu biết của bản thân còn có nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những

thiếu sót. Vì vậy em rất mong được quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến bổ sung,

sửa chữa để đồ án này được hoàn chỉnh hơn.



Điều cuối cùng mà em nhận được sau khi hoàn thành đồ án này đó là những kiến

thức cần thiết mà các thầy cô giáo đã tận tình truyền đạt trong suốt thời gian ngồi trên

giảng đường đại học để làm hành trang sau này em bắt tay vào công việc thực tiễn.

Qua đây em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy Phạm Ngọc Dương cùng các

bạn trong lớp, những người đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này một cách

hoàn thiện và sớm nhất.

Sinh viên thực hiện

Phạm Thành An

Tµi liÖu tham kh¶o

[1]. §Æng V¨n §µo - Lª V¨n Doanh - NguyÔn Ngäc Mü , “ ThiÕt bÞ vµ hÖ thèng chiÕu s¸ng”, Nxb Gi¸o dôc, Hµ Néi, 2008. [2]. Ng« Hång Quang - Vò V¨n TÈm, “ThiÕt kÕ cÊp ®iÖn”, Nxb Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi, 2008. [3]. NguyÔn V¨n §¹m, “ThiÕt kÕ çc m¹ng vµ hÖ thèng ®iÖn”, Nxb Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi, 2008.

[4]. NguyÔn Xu©n Phó - NguyÔn C«ng HiÒn - NguyÔn Béi Khuª, “

Cung cÊp ®iÖn”, Nxb Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi, 2008[5]. Website: www.luxicon.com

..........................



PHô LôC

THOÂNG SOÁ BOÙNG ÑEØN PHOÙNG ÑIEÄN

* Thoâng soá ñeøn cao aùp thuyû ngaân (boùng huyønh quang cao aùp):

Công suất đèn

P (W)

Công suất chấn lưu

PCL(W)

Quang thông

(lm)

50

80

125

250

400

700

1000

2000

10

10

11

15

20

28

30

40

2000

3800 - 3850

6300 - 6500

13500 - 14000

23000 - 24000

42000

60000

125000

* Thoâng soá ñeøn Halogen kim loaïi (Metal Halide):

Công suất đèn

P (W)


PCL(W)

Quang thông

(lm)

35 10 2400



70

150

250

400

1000

2000

10

15

15

30

30

50

5000

11200

17000

32500

93000

185000

* Thoâng soá ñeøn Natri cao aùp:

đèn Công suất

P (W)


PCL(W)

Quang thông

(lm)

50

70

100

150

210

250

350

400

1000

13

13

13

20

20

25

25

40

60

3300 – 4000

5800 – 6500

10000

14000 – 15500

18000

25000 – 27000

34000

47000 – 48000

12000 – 125000

* Thoâng soá ñeøn Natri thaáp aùp:

Công suất đèn Công suất chấn lưu Quang thông



P (W) PCL(W) (lm)

18

35

55

90

135

180

10

20

20

20

30

30

1800

4800

8000

13500

22500

33000

* Thoâng soá ñeøn aùnh saùng hỗn hợp:

Công suất đèn

P (W)

Quang thông

(lm)

160

250

500

3150

5700

14800

* Thoâng soá ñeøn compact huyønh quang:

P (W) (lm) T (K) CRI57911152023

250400600900100014001800

2700 - 40002700 - 40002700 - 40002700 - 40002700 - 40002700 - 40002700 - 4000

85858585858585



THOÂNG SOÁ ÑEØN SÔÏI ÑOÁT

* Ñeøn sôïi ñoát thoâng thöôøng:

Công suất đèn

P (W)

Quang thông

(lm)

15

25

40

60

75

100

150

200

300

500

1000

1500

120

220

430

740

970

1390

2200

3000

5000

8700

18700

27700

* Ñeøn Halogen sôïi ñoát:

Công suất đèn

P (W)

Quang thông

(lm)

100 2100



300

500

1000

1500

200

6300

10500

22000 - 26000

33000

44000 - 54000

YEÂU CAÀU CHIEÁU SAÙNG (Theo TCVN: TCXDVN 259: 2001)

Cấp chiếu

sáng

Độ chói trung bình

trên mặt đường

(cd/m2)

Độ đồng đều dọc trục

U1

Độ đồng đều

chung U0

A1

A2

A3

A4

B1

B2

B3

B4

B5

C1

C2

1,6

1,2

1,0

0,8

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,6

0,4

≥ 0,7 ≥ 0,4

HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN

Heä thoáng ñieàu khieån baèng rôle thôøi gian ñaët trong tuû duøng cho chieáu saùng ñöôøng.GVHD: ThS.Phạm Ngọc Dương 145 SVTH: Phạm Thành An – ĐKT – K31



do an chieu sang

Documents

power line

nxb khoa hc

mn hc thit

chntrn thanh

vo menu file

chiu sng ngf

chiu sng nga

chiu sng ng4