LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay việc ứng dụng công nghệ để thu thập dữ liệu xa, điều khiển
xa và giám sát xa cho các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân là rất
cần thiết.
Ngành chiếu sáng đô thị cũng là một trong những lĩnh vực đang rất
được quan tâm, nhằm giải quyết bài toán giám sát, chống thất thoát điện.
Đây là một vấn đề cấp thiết vì hệ thống chiếu sáng đô thị trải dài trên toàn
thành phố.
Do đó em đã chọn đề tài tốt nghiệp “ Thiết kế hệ thống giám sát và
điều khiển chiếu sáng đô thị ”. Nhằm tìm hiểu các vấn đề liên quan đến tính
toán cung cấp điện chiếu sáng, giám sát và điều khiển hệ thống.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐÔ THỊ
1. 1 Tính cấp thiết của hệ thống chiếu sáng đô thị
Để thấy được tính cấp thiết của vấn đề này ở nội dung chương 1 em sẽ
đi vào tìm hiểu vai trò và hiện trạng chiếu sáng của nước ta hiện nay.
1.1.1 Vai trò của hệ thống chiếu sáng đô thị
Tại các nước phát triển, điện năng dùng cho chiếu sáng chiếm từ 8
đến 13% tổng điện năng tiêu thụ. Hệ thống chiếu sáng đô thị bao gồm nhiều
thành phần khác nhau, trong đó có thể kể đến chiếu sáng phục vụ giao thông,
chiếu sáng các cơ quan chức năng của đô thị…
Chiếu sáng đường phố tạo ra sự sống động, hấp dẫn và tráng lệ cho
các đô thị về đêm, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân
đô thị, thúc đẩy sự phát triển thương mại và du lịch. Đặc biệt, hệ thống chiếu
sáng trang trí còn tạo ra không khí lễ hội, sự khác biệt về cảnh quan của các
đô thị trong các dịp lễ tết và các ngày kỷ niệm lớn hoặc trong thời điểm diễn
ra các hoạt động chính trị, văn hóa xã hội cũng như sự kiện quốc tế.
Trong điều kiện thiếu hụt về điện năng của nước ta, đã có những lúc,
những nơi chiếu sáng quảng cáo bị coi là phù phiếm, lãng phí và không hiểu
quả. Điều này xuất phát từ góc độ tiêu thụ năng lượng mà chưa nhận thức
tổng quát vai trò của chiếu sáng đô thị. Do đó cần có sự đánh giá chính xác
và khách quan về hiệu quả mà chiếu sáng đem lại không chỉ về mặt kinh tế,

được về mặt thời tiết từng mùa cũng như từng vùng miền mà có hệ thống
chiếu sáng đó.
Mặt khác do sự phát triển nhanh của các đô thị, đường mới được xây
dựng quá trình lắp đặt hệ thống mới đồng bộ với hệ thống cũ là rất khó khăn
và mất nhiều thời gian. Không những thế các hệ thống chiếu sáng cũ còn rất
bất cập trong quá trình thay mới và sửa chữa dẫn đến chất lượng chiếu sáng
nhiều nơi còn chưa đồng đều, nơi thì thiếu nơi thì thừa.
1.2 Yêu cầu kỹ thuật
Trong phần này giới thiệu về các yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện và
yêu cầu về kỹ thuật trong chiếu sáng đô thị.
1.2.1 Yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện
a. Độ tin cậy cung cấp điện
Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ thuộc loại
nào,trong điều kiện cho phép người ta cố gắng chọn phương án cung cấp
điện có độ tin cậy cang cao càng tốt.
b. Chất lượng điện
Chất lượng điện được đánh giá bàng hai chỉ tiêu tần số và điện áp.Chỉ
tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện điều chỉnh.Chỉ có những hộ
tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) mới phải quan tâm đến chế độ vận hành
của mình sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện.
Vì vậy, người thiết kế cung cấp điện thường chỉ quan tâm đảm bảo
đến chất lượng điện áp cho khách hàng.
Nói chung, điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép giao động quanh
giá trị
±
5% điện áp định mức.Đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất
lượng điện như nhà máy hóa chất,điện tử,cơ khí…điện áp chỉ cho phép dao
động trong khoảng
±
2,5%

thủ định luật Lamber 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.
- Độ đồng đều của độ chói: Độ đồng đều chung: U
0
=
bL
minL
+
- Độ đồng đều dọc: U
1
=
maxL
minL
- Tiêu chuẩn hạn chế chói loá mất tiện nghi:
G = ISL + 0,97 log L
TB
+ 4,41 log h
’
– 1,46 log P
Trong đó: ISL là chỉ số chói loá của bộ đèn (3 ÷ 6)
L
TB
: giá trị độ chói trung bình trên đường.
h
’

công trình kỹ thuật hạ tầng đô thị, bao gồm các trạm biến áp, tủ điều khiển,
cáp, dây dẫn, cột và đèn được thiết kế, xây dựng và tổ chức thành hệ thống
độc lập để đảm bảo cho việc vận hành và sửa chữa an toàn, hiệu quả.
- Khi tính toán thiết kế hệ thống chiếu sáng đường, đường phố, quảng
trường cần phải tính đến hệ số dự trữ và số lần lau đèn trong năm, được quy
định trong bảng 1.1
Bảng 1.1: Bảng hệ số dự trữ và số lần lau đèn
Đèn nung sáng Đèn phóng điện
Hệ số dự trữ khi sử dụng
Số lần lau đèn trong năm
1.3
4
1.5
4
-Khi xác định độ rọi tiêu chuẩn (tính bằng lux) phải theo thang độ rọi sau:
Bảng 1.2: Thang độ rọi
Bậc
thang
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV XVI
Độ
rọi
(lx)
0.2 0.3 0.5 1 2 3 5 7 10 20 30 50 75 100 150 200
Bậc
thang
XVII XVIII XIX XX XXI XXII XXIII XXIV XXV XXVI XXVII
Độ
rọi
(lx)
300 400 500 600 750 1000 1250 1500 2000 2500 3000

120
100
A
A
Đường phố chính
cấp II
Tổ chức giao thông khác cao độ.
Giao thông có điều khiển liên hệ
trong phạm vi đô thị giữa các khu nhà
ở, khu công nghiệp và trung tâm công
cộng nối với đường phố chính cấp I.
Tổ chức giao nhau khác cao độ
80 A
Cấp khu vực Đường khu vực
Đường vận tải
Liên hệ trong giớ hạn của nhà ở,nối
với đường phố chính cấp đô thị
Vận chuyển hàng hóa công nghiệp và
vật liệu xây dựng ngoài khu dân
dụng,giữa các khu công nghiệp và
khu kho tang bến bãi
80
80
B
B
Đường nội
bộ
Đường khu nhà ở
Đường khu công
nghiệp và kho tàng

Bảng 1.4: Trị số độ chói trung bình và độ rọi trung bình
Cấp Lưu lượng xe lớn nhất trong thới gian có
chiếu sáng
Độ chói trung bình
trên mặt đường
(Cd/m2)
Độ rọi trung
bình trên mặt
đường
(Lx)
A Từ 3000 trở lên
Từ 1000 đến dưới 3000
Từ 500 đến dưới 1000
Dưới 500
1.6
1.2
1.0
0.8
B Từ 2000 trở lên
Từ 1000 đến dưới 2000
Từ 500 đến dưới 1000
Từ 200 đến dưới 500
Dưới 200
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
C Trên 500
Dưới 500

Bóng đèn nung
sáng
Bóng đèn
phóng điện
1 Đèn nấm ánh sáng tán
xạ
Từ 6000 trở lên
Dưới 6000
3.0
4.0
3.0
4.0
2 Đèn có phân bố ánh
sáng bán rộng
Dưới 5000
Từ 5000 đến 10000
Trên 10000 đến 20000
Trên 20000 đến 30000
Trên 30000 đến 40000
Trên 40000
6.5
7.0
7.5
7.0
7.5
8.0
9.0
10.0
11.5
3 Đèn có phân bố ánh

5
Môi trường ít bị ô nhiễm,ít bụi và không bị ăn mòn
Môi trường có mức ô nhiễm trung bình,bụi và ăn mòn
trung bình
Môi trường bị ô nhiễm bụi và ăn mòn nặng
Đèn đặt dưới độ cao 3m
Trong hầm,thành cầu
22
44
Phần quang học:54
Phần quang học:44
44
55
- Lưới điện của hệ thống chiếu sáng
+ Sử dụng thống nhất hệ thống lưới điện 3 pha có trung tính nối đất
380/200V để cấp nguồn
+ Phương pháp lắp đặt :Theo tiêu chuẩn 11 TCN 19-84 – Quy phạm trang
bị điện
- Hệ thống đường dây dẫn điện
+ Việc tính chọn tiết diện dây dẫn điện trong hệ thống chiếu sáng phải đáp
ứng yêu cầu
• Tổn hao điện áp không lớn hơn 5% tính từ điểm đầu đường dây
cho tới điểm cuối đường dây.
• Thỏa mãn điều kiện phát nóng
• Công suất cấp cho tủ chiếu sáng theo phụ tải thực tế
f. Phương pháp tính toán và thiết kế chiếu sáng đường, đường phố và quảng
trường
* Các thuật ngữ sử dụng :
Cường độ ánh sáng I, đơn vị đo candela (cd). Cường độ ánh sáng
được đo bằng đơn vị nến, viết tắt la cd (từ chữ candela)

+ Cách bố trí đèn trên đường đôi :
- Bố trí trên dải phân cách: Áp dụng trong trường hợp bề rộng
dải phân cách
≥
1.5m và < 6m
-Bố trí 2 bên: Áp dụng trong trường hợp bề rộng dải phân
cách< 1m
-Bố trí đèn hỗn hợp: Áp dụng trong trường hợp đường có
chiều rộng lớn
+ Bố trí đèn trên các đoạn đường cong:
- Đối với các đoạn đường cong có bán kính cong > 1000m việc
bố trí cột đèn có thể áp dụng như trên đương thẳng
- Đối với đoạn đương cong có bán kính cong < 1000m cột đèn
được trồng ở bên lề đường phía ngoài với khoảng cách cột thu nhỏ < 0.7l
- Nếu l > 1.5h cần lắp them đèn phụ phía trong long đường.
- Để đảm bảo độ đồng đều dọc tuyến, tùy thuộc vào phân bố ánh sáng của
đèn và phương pháp bố trí đèn, tỷ số giữa khoảng cách cột (e) và chiều cao
đặt đèn (h) phải thỏa mãn điều kiện ghi trong bảng 1.7
Bảng 1.7: Tỷ số giữa khoảng cách cột và chiều cao đặt đèn
Hướng Imax Phương pháp bố trí đèn e/h max
0-75
o
0-65
o
Một bên hoặc hai bên đối xứng
Hai bên so le
Một bên hoặc hai bên đối xứng
Hai bên so le
3.5
3.2

k :Hệ số dự trữ quy định tại bảng 1

η
: Hệ số sử dụng của đèn,xác định theo thông báo của nhà
sản xuất và phương pháp đặt đèn
- Hệ số sử dụng của đèn có thể xác định tương đối chính xác theo bảng 1.8 :
Bảng 1.8: Hệ số sử dụng của đèn
- Tỷ số giữa độ rọi và độ chói trung bình trên mặt đường:
R=
tb
tb
L
E
R cho phép đánh giá khái quát về tính chất phản xạ của mặt đường. Các giá
trị thực nghiệm cuẩ tỷ số R được xác định theo bảng 1.9
Bảng 1.9: Tỷ số giữa độ rọi và độ chói trung bình
Giá trị tỷ số R
Imax từ 0-65
o
Imax từ 0-75
o
Bê tông Sạch
Bẩn
Bê tông nhựa màu sáng
Bê tông nhựa màu trung bình
Bê tông nhựa màu tối
Đường lát gạch
12
14
14

Tiêu chuẩn này thay thế cho tiêu chuẩn TCXD 95:1983 “Tiêu chuẩn
thiết kế chiếu sáng nhân tạo bên ngoài công trình xây dựng dân dụng”.
a. Phạm vi ứng dụng
Tiêu chuẩn này áp dụng để tính toán thiết kế,giám sát và nghiệm thu
đánh giá chất lượng các công trình xây dựng hệ thống chiếu sáng nhân tạo
bên ngoài các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị thay thế cho
tiêu chuẩn xây dựng TCXD 95:1983-Tiêu chuẩn thiết kế chiếu sáng nhân tạo
bên ngoài công trình xây dựng dân dụng.
Các công trình công cộng và kỹ thuật hạ tầng đô thị được hiểu bao
gồm các thành phân sau :
Các công trình đô thị: Điểm đỗ giao thông công cộng ngoài trời,
đường, cầu và đường hầm dành cho người đi bộ; bên ngoài các khu trườg
học, bệnh viện, trung tâm thương mại, hội chợ triển lãm và các trụ sở
- Công viên, vườn hoa.
- Các công trình kiến trúc-Tượng đài - Đài phun nước.
- Các công trình thể dục thể thao ngoài trời.
b. Tiêu chuẩn trích dẫn
- TCVN 4400:1987- Kỹ thuật chiếu sáng-Thuật ngữ và định nghĩa
- TCXDVN 259:201- Tiêu chuẩn TK chiếu sáng nhân tạo đường,đường
phố và quảng trường đô thị
- 11 TCN 18:1984 - Quy phạm trang bị điện- Phần 1: Quy định chung
- 11 TCN 19:1984 - Quy phạm trang bị điện- Phần 2: Hệ thống đương dây
dẫn điện
- TCVN 5828:1994 - Đèn chiếu sáng đường phố-Yêu cầu kỹ thuật
- TCVN 4086:1985 - Quy phạm an toàn lưới điện trong xây dựng
- TCVN 4756:1989 - Quy phạm nối đất và nối không các thiết bị điện
c. Quy định chung
Tiêu chuẩn này áp dụng để thiết kế chiếu sáng nhân tạo sử dụng các
loại bong đèn phóng điện ( huỳnh quang, thủy ngân, natri cao cấp, natri thấp
áp) và bóng đèn sợi đốt ( kể cả các loại bóng sợi đốt halogen). Đối với

công
nghiệp
nặng
Đô thị
vùa và
nhỏ, khu
công
nghiệp
nhẹ
Nông
thôn
Đô thị lớn
khu công
nghiệp
nặng
Đô thị
vùa và
nhỏ, khu
công
nghiệp
nhẹ
Nông
thôn
Đô thị
lớn khu
công
nghiệp
nặng
Đô thị
vùa và

0.92
0.91
0.90
0.88
0.91
0.90
0.88
0.83
0.92
0.91
0.89
0.87
0.93
0.92
0.91
0.90
- Các thiết bị chiếu sáng được sử dụng cần phải có hiệu quả sử dụng điện
năng cao, độ bền và khả năng duy trì các đặc tính quang học trong điều kiện
làm việc ngoài trời tốt và phải có cấp bảo vệ IP tối thiểu quy định trong
bảng 1.12
Bảng 1.12: cấp bảo vệ IP
STT Đặc điểm-phân loại môi trường làm việc Cấp bảo vệ tối thiểu
1 Đèn lắp đặt trong khu vực nông thôn IP 23
2 Đèn lắp đặt trong khu đô thị vừa và nhỏ,khu công nghiệp
nhẹ,khu nhà ở
IP 44
3 Đèn lắp đặt trong khu đô thị lớn,khu công nghiệp nặng Phần quang học:IP 54
Các phần khác: IP 44
4 Đèn đặt dưới độ cao 3m IP 44
5 Đèn lắp đặt trong hầm,trên thành cầu IP55

các phòng nghiên cứu chuyên nghiệp.
Phương pháp tỷ số R vẫn là phương pháp kinh điển, là cơ sở cho
thiết kế sơ bộ.
Các tiêu chuẩn chất lượng chiếu sáng đường bộ thực chất đòi hỏi cho phép
một tri giác nhìn nhanh chóng, chính xác và tiện nghi. Về phương diện này
ta cần lưu ý:
+ Độ chói trung bình của mặt đường do người lái xe quan sát khi nhìn mặt
đường ở tầm xa 100m khi thời tiết khô. Mức yêu cầu phụ thuộc vào loại
đường (mật độ giao thông, tốc độ, vùng đô thị hay nông thôn…) trong các
điều kiện làm việc bình thường. Mặt đường được xét đến được quan sát dưới
góc 0,50 đến 105 và trải dài từ 60 ÷170m trước người quan sát.
+ Độ đồng đều phân bố biểu kiến của độ chói lấy ở các điểm khác nhau của
bề mặt. Độ chói không giống nhau theo mọi hướng, điều quan trọng là chỉ rõ
dạng lưới của chỗ quan sát.
+ Hạn chế loá mắt không tiện nghi, nguồn cản trở và sự mệt mỏi do số lượng
và quan cảnh của các đèn xuất hiện trong thị trường, liên quan đến độ chói
trung bình của con đường. Người ta định nghĩa chỉ số tiện nghi G (Glare
index), chia theo thang từ 1 (không chịu được) đến 9 ( không cảm nhận
được) và cần phải giữ ít nhất ở mức 5 (chấp nhận được).
Kết luận:
-Những tiêu chuẩn trên là những tiêu chuẩn cơ bản để tiến hành thiết kế
chiếu sáng
-Ngoài việc tuân theo những tiêu chuẩn trên khi thiết kế chiếu sáng còn phải
tuân theo các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành có liên quan
-So sánh giữa hai tiêu chuẩn TCXDVN 259:2001 với TCXDVN 333:2005 ta
thấy điểm khác nhau rõ rệt nhất giữa hai tiêu chuẩn này đó là yêu cầu về
nguồn sáng.Yêu cầu về nguồn sáng của TXDVN 333:2005 đặt ra cao hơn so
với TCXDVN 259:2001, điều này được thể hiện khi ta nhìn vào thang độ rọi,
cấp bảo vệ IP…
CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHIẾU