Bài 1: CÁC BƯỚC TRIỂN KHAI KHI THIẾT KẾ 1 DỰ ÁN ĐIỆN

CÁC BƯỚC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO MỘT DỰ ÁN

Thiết kế hệ thống điện không đơn giản là tính công suất, chọn dây dẫn, CB rồi triển khai bản vẽ. Một thiết kế điện tốt phải bắt đầu từ việc hiểu rõ dự án, xác định đúng yêu cầu của chủ đầu tư, đưa ra phương án cấp điện phù hợp và cuối cùng mới triển khai tính toán, bản vẽ và hồ sơ kỹ thuật.

Một quy trình thiết kế điện có thể được triển khai theo các bước chính sau:

1. TIẾP NHẬN VÀ TÌM HIỂU THÔNG TIN DỰ ÁN

Đây là bước đầu tiên nhưng có ảnh hưởng rất lớn đến toàn bộ quá trình thiết kê.

Trước khi bắt đầu vẽ hoặc tính toán, kỹ sư điện cần hiểu dự án là gì, quy mô như thế nào và công trình sẽ được sử dụng như thế nào.

Một số thông tin cần thu nhập:

• Loại công trình: văn phòng, khách sạch, nhà máy, bệnh viện, trung tâm thương mại, chung cư…
• Quy mô công trình: diện tích, số tầng, chiều cao công trình.
• Công năng của từng khu vực
• Vị trí dự án
• Điều kiện khí hậu và môi trường
• Mật độ người sử dụng
• Thời gian và chế độ vận hành.
• Yêu cầu đặt biệt của chủ đầu tư.
• Tổng mức đầu tư hoặc ngân sách dự kiến cho hệ thống MEP.
• Yêu cầu về mức độ dự phòng và độ tin cậy của hệ thống điện.

Ví dụ: Một tòa nhà văn phòng 20 tầng sẽ có yêu cầu hoàn toàn khác một nhà máy sản xuất. Nhà máy có thể có nhiều phụ tải động lực lớn như motor, máy sản xuất, HVAC, bơm… Trong khi đó, tòa nhà văn phòng có tỷ trọng lớn hơn ở hệ thống chiếu sáng, ổ cắm, HVAC, than máy và các hệ thống ELV.

Nếu hiểu sai công năng ngay từ đầu, toàn bộ hệ thống điện phía sau có thể bị thiết kế sai.

2. THU NHẬP CÁC TÀI LIÊU ĐẦU VÀO

Sau khi hiểu tổng quan dự án, cần xác định những tài liệu cần thiết để bắt đầu thiết kế.

Các tài liệu quan trọng thường bao gồm:

• Bản vẽ kiến trúc
• Bản vẽ kết cấu
• Mặt bằng công năng
• Mặt bằng nội thất nếu có
• Hồ sơ hệ thống HVAC
• Hồ sơ hệ thống Plumbing
• Hồ sơ hệ thống Fire Protection
• Hồ sơ ELV
• Yêu cầu kỹ thuật của Chủ đầu tư.
• Tiêu chuẩn thiết kế áp dụng cho dự án
• Thông tin nguồn điện từ điện lực hoặc đơn vị cấp điện
• Các yêu cầu đặt biệt về thiết bị.

Đặt biệt, kỹ sư điện không nên chỉ nhìn vào bản vẽ kiến trúc, cần phối hợp với các bộ môn khác để biết:

Kiến trúc cần gì -> HVAC tạo ra phụ tải gì -> Plumbing cần những thiết bị gì -> Fire Protection cần những bơm nào -> ELV cần nguồn điện ở đâu -> từ đó hệ thống điện mới có thể xác định tương đối đầy đủ.

3. LẬP DANH SÁCH CÂU HỎI VỚI CHỦ ĐẦU TƯ VÀ CÁC BÊN LIÊN QUAN

Một kỹ sư thiết kế giỏi không chỉ biết trả lời câu hỏi mà còn phải biết đặt đúng câu hỏi. Trước khi thiết kế, nên lập một danh sách các vấn đề cần xác nhận với chủ đầu tư, Project Manager, Architect và các bộ môn liên quan.

ví dụ:

Về nguồn điện

• Công trình được cấp điện từ nguồn nào?
• Điện áp cấp vào công trình là bao nhiêu?
• Có yêu cầu nguồn điện dự phòng không?
• Có máy phát điện không?
• Có yêu cầu UPS không?
• Có yêu cầu ATS không?
• Có yêu cầu hai nguồn điện độc lập không?

Về thiết bị

• Chủ đầu tư ưu tiên thương hiệu thiết bị nào?
• Có danh sách Approved Manufacturer không?
• Yêu cầu về cấp bảo vệ IP như thế nào?
• Thiết bị có yêu cầu gì đặt biệt về chất lượng hoặc xuất xứ không?

Về vận hành

• Công trình hoạt động 24/7 hay chỉ hoạt động trong giờ hành chính?
• Phụ tải nào phải hoạt động liên tục?
• Phụ tải nào được phép mất điện?
• Phụ tải nào thuộc nhóm quan trọng?

Về chi phí

• Ngân sách dành cho hệ thống điện là bao nhiêu?
• Chủ đầu tư ưu tiên CAPEX thấp hay ưu tiên chi phí vận hành thấp?
• Có yêu cầu tiết kiệm năng lượng không?

Những câu hỏi này giúp kỹ sư tránh tình trạng thiết kế xong mới phát hiện yêu cầu của chủ đầu tư khác với giả định ban đầu.

4. XÁC ĐỊNH CÁC PHỤ TẢI ĐIỆN

Sau khi có đầy đủ thông tin đầu vào, bắt đầu xác định các phụ tải điện của công trình.

Có thể phân nhóm thành:

• Lighting - chiếu sáng
• Socket - ổ cắm
• HVAC
• Pump
• Fan
• Elevator
• Fire Protection
• Kitchen equipment
• ELV systems
• Các phụ tải đặt biệt khác

Mỗi thiết bị cần xác định:

• Công suất
• Điện áp
• Số pha
• Hệ số công suất
• Chế độ vận hành
• Hệ số sử dụng
• Yêu cầu nguồn điện bình thường hoặc khẩn cấp

5. ĐỊNH HÌNH PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

Đây là một trong những bước quan trọng nhất của quá trình thiết kế. Không nên bắt đầu bằn việc vẽ tủ điện, trước tiên cần xác định:

Điện sẽ đi từ đâu -> qua thiết bị nào -> đến đâu -> phụ tải nào được cấp bởi nguồn nào.

Ví dự đối với một công trình lớn có thể cần xác định:

Utility -> MV Swithgear -> Tranformer -> Main LV Switchboard -> Distribution Boards -> Final Loads.

Nếu có nguồn dự phòng:

Generator -> ATS -> Emergency Swithboard -> Emergency Loads

Nếu có UPS:

Normal Source -> UPS -> Critical Loads

ở bước này cần xác định vị trí:

• Tủ trung thế
• Máy biến áp
• Máy phát điện
• Tủ điện chính MSB
• Tủ điện tầng
• Tủ điện khu vực
• UPS
• ATS
• Electrical Room
• Generator Room
• Tranformer Room

Đồng thời cần xem xét tuyến cáp, riser và không gian dành cho hệ thống điện.

6. XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG

Sau khi có phương án cấp điện tổng thể, tiến hành xây dựng sơ đồ nguyên lý.

Một số bản vẽ quan trọng:

• Single Line Diagram - SLD
• Riser Diagram
• Electrical Distribution Diagram
• Emergency Power Diagram
• Generator System Diagram
• UPS System Diagram

SLD là một bản vẽ quan trọng nhất vì nó thể hiện logic của toàn bộ hệ thống điện.

CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐIỆN SẼ ĐƯỢC TRÌNH BÀY CHI TIẾT Ở CÁC BÀI VIẾT SAU