Giáo trình cad trong điện công nghiệp dành cho bậc cao đẳng ngành cnkt điện, điện tử; điện công nghiệ

ỦY BAN NHÂN DÂN TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH HỌC PHẦN: CAD TRONG ĐIỆN CƠNG NGHIỆP NGÀNH: CNKT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ; ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày tháng….năm của……………………………… TP Hồ Chí Minh, năm 2021 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay, với trợ giúp máy tính (Computer aided design – CAD) dùng rộng rãi thiết bị tảng máy tính hỗ trợ cho kỹ sư, kiến trúc sư chuyên viên thiết kế khác Do đó, mơn học CAD điện cơng nghiệp nhằm cung cấp đến bạn sinh viên kiến thức phần mềm Điện công nghiệp Ecodial, DIALUX, GEM, BENJI, PowerWorld… nhằm ứng dụng thiết kế, mơ ngành Điện Có nhiều phiên khác nhau, giáo trình lựa chọn phiên phù hợp với thời điểm Tuy nhiên, việc sử dụng thành thạo phiên có dễ dàng việc sử dụng phiên nâng cấp sau Trong q trình biên soạn khơng thể tránh sai sót, mong bạn đọc góp ý thơng cảm Mọi góp ý Văn phịng 109 Lầu 1, Khu B, Khoa Điện - Điện tử, Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức Trân trọng cảm ơn TP.HCM, ngày 25 tháng năm 2021 Tham gia biên soạn TÔN NGỌC TRIỀU NGUYỄN PHÁT LỢI Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Thư viện nguồn 15 Hình 2 Thư viện 16 Hình Thư viện lộ 17 Hình Thư viện tải 18 Hình Thư viện máy biến áp 19 Hình Thư viện phần tử khác 19 Hình Khởi động Ecodial 21 Hình Sơ đồ khối hướng dẫn cách tính tốn Ecodial 21 Hình Các thơng số đặc tính chung Ecodial 22 Hình 10 Tab Parameters/ General characteristics/Network 22 Hình 11 Hộp thoại Global characteristics 23 Hình 12 Các công cụ phần mềm thiết kế 24 Hình 13 Sơ đồ mạch điện cần vẽ tính tốn 24 Hình 14 Thư viện Ecodial 25 Hình 15 Thanh 25 Hình 16 Trạm biến áp 26 Hình 17 Xưởng A 26 Hình 18 Xưởng B 27 Hình 19 Nhánh văn phịng 27 Hình 20 Thanh 28 Hình 21 Đèn 28 Hình 22 Ổ cắm 29 Hình 23 Tính tốn cơng suất nguồn 30 Hình 24 Tính tốn cơng suất nguồn 31 Hình 25 Thơng báo tính tự động công suất nguồn 31 Hình 26 Các thơng số tính tốn lựa chọn cơng suất nguồn 32 Hình 27 Chọn thơng số Power sum 33 Hình 28 Tính tốn bước/ hay tính tồn 34 Hình 29 Q trình tính tốn 34 Hình 30 Thanh cơng cụ kiểm tra đặc tính CB 35 Hình 31 Kiểm tra đặc tính thiết bị đóng/ cắt (màu đỏ) 36 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Hình 32 Đường đặc tuyến tải ngắn mạch 36 Hình 33 Hiển thị đường đặc tuyến 37 Hình 34 Bổ sung đường đặc tuyến 37 Hình 35 Chọn in kết 38 Hình 36 Kết 38 Hình Giao diện cài đặt Dialux 44 Hình Lựa chọn vị trí cài đặt 44 Hình 3 Quá trình cài đặt 44 Hình Các lựa chọn trình cài đặt 45 Hình Các lựa chọn trình cài đặt 45 Hình Kết thúc trình cài đặt 45 Hình Cửa sổ khởi động DIALux 4.6 46 Hình Cửa sổ Wizard selection 47 Hình Thanh menu DIALux 4.6 47 Hình 10 Kích hoạt cửa sổ menu 48 Hình 11 Thiết lập thông số phần Settings 48 Hình 12 Menu Edit 49 Hình 13 Menu View 50 Hình 14 Menu CAD 50 Hình 15 Menu Paste 51 Hình 16 Menu luminaire Silection 51 Hình 17 Menu Output 51 Hình 18 Menu Window 52 Hình 19 Menu Online 52 Hình 20 Độ chói 53 Hình 21 Đường cong cường độ sáng tọa độ cực 55 Hình 22 Góc nguồn sáng 57 Hình 23 Sơ đồ bố trí đèn 61 Hình 24 Cửa sổ lựa chọn DIALux Light 63 Hình 25 Cửa sổ sau chọn DIALux Light 63 Hình 26 Cửa sổ nhập thông số 64 Hình 27 Nhập thông số 65 Hình 28 Kết tính tốn 66 Trường Cao đẳng Cơng nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Hình 29 Xuất file kết 66 Hình 30 Chọn độ rọi 67 Hình 31 Chọn chiều cao 67 Hình 32 Kiểu đèn 68 Hình 33 Lập kích thước quản lý dự án 68 Hình 34 khởi tạo chiếu sáng nội thất 69 Hình 35 Nhập tên người thiết kế mô tả 69 Hình 36 Chọn thông số phản xạ 70 Hình 37 Thiết lập cửa ra/vào 70 Hình 38 Phịng sau thiết lập 71 Hình 39 Chọn đèn 71 Hình 40 Truy nhập vào liệu đèn có sẵn 72 Hình 41 Bố trí đèn 72 Hình 42 Kết điển hình 73 Hình 43 Chiếu sáng phịng 73 Hình 44 Hình chiếu phịng 73 Hình 45 Cách thức chạy kết 74 Hình 46 Lựa chọn chạy kết 74 Hình 47 Q trình chạy kết tính tốn 74 Hình 48 Kết mô 75 Hình 49 Chọn độ cao đèn 76 Hình 50 Nhập liệu dự án 77 Hình 51 Lựa chọn thêm tuyến đường 77 Hình 52 Chon catolog đèn 78 Hình 53 Menu paste 78 Hình 54 Các thông số 79 Hình 55 Hình 3D tuyến đường 79 Hình 56 Thực mô 80 Hình 57 Chạy mơ kiểm tra kết 80 Hình Màn hình chương trình sau khởi động 85 Hình Các lựa chọn chương trình 85 Hình Phần tính tốn GEM 86 Hình 4 Chọn cọc (không GEM) 87 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Hình Nối đất đơn, khơng GEM 87 Hình Nối đất đơn, không GEM 88 Hình Nhiều cột, có GEM 89 Hình Dây nối đất trần đường dây 89 Hình Dây nối đất trần đường dây sau nhập thơng số, khơng GEM 90 Hình 10 Dây nối đất trần đường dây 90 Hình 11 Dây nối đất trần đường dây sau nhập thơng số, có GEM 91 Hình 12 Dây nối đất trần vịng kín 91 Hình 13 Dây nối đất trần vịng kín 92 Hình 14 Dây nối đất trần vòng (với GEM) 92 Hình 15 Dây nối đất trần vòng (với GEM) 93 Hình Màn hình khởi động Benji 97 Hình Đặt tên file 97 Hình Vùng làm việc 97 Hình Màn hình thao tác thiết kế 98 Hình 5 Thể tích hấp thu kim có vùng không bảo vệ 99 Hình Thể tích hấp thu kim bảo vệ 99 Hình Quan sát phía trước mặt chiếu 100 Hình Quan sát - Hình chiếu cạnh 100 Hình Quan sát - Hình chiếu cạnh 105 Hình Thanh Edit Mode, chọn Bus 114 Hình Hộp thoại Bus 114 Hình Hộp thoại máy phát 115 Hình Hộp thoại máy phát 117 Hình Tải 119 Hình 6 Máy bù 120 Hình Một lưới điện đơn giản 120 Hình Chế độ Run Mode 121 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử DANH MỤC BIỂU BẢNG SỐ LIỆU Bảng Một số độ rọi điển hình 53 Bảng Bảng tra đèn nung sáng 58 Bảng Bảng tra đèn huỳnh quang 59 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử MỤC LỤC GIÁO TRÌNH TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC BIỂU BẢNG SỐ LIỆU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH HỌC PHẦN 11 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CAD 1.1 Khái niệm chung 1.2 Giới thiệu số phần mềm CAD thông dụng 1.2.1 Phần mềm AutoCAD 1.2.2 Phần mềm AutoCAD Electrical 1.2.3 Phần mềm RevitMEP 1.2.5 Phần mềm PROTEUS 1.2.6 Phần mềm DOC & CAT 1.2.7 Phần mềm FESTO FLUIDSIM 1.2.8 Phần mềm ECODIAL 1.2.9 Phần mềm DIALux 1.2.10 Phần mềm GEM 1.2.12 Phần mềm BENJI Câu hỏi chương CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP – ECODIAL 2.1 Giới thiệu phần mềm ECODIAL 2.2 Các thông số đầu vào thường gặp làm việc với ECODIAL 10 2.3 Các thư viện phần tử ECODIAL 15 2.4 Trình tự thao tác tính toán với ECODIAL 20 2.5 Bài tập áp dụng 20 Câu hỏi chương 41 CHƯƠNG 3: PHẦN MỀM THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG – DIALUX 42 3.1 Giới thiệu phần mềm DIALux 42 3.1.1 Giới thiệu 42 3.1.2 Hướng dẫn cài đặt phần mềm Dialux 43 3.1.3 Khởi động chương trình 46 3.1.4 Hệ thống Menu 47 3.2 Các khái niệm chiếu sáng 52 3.2.1 Các đại lượng đo ánh sáng 52 3.2.2 Tương quan đại lượng 54 3.2.3 Nguồn sáng kỹ thuật chiếu sáng 57 3.2.4 Kỹ thuật chiếu sáng 59 3.2.5 Chọn đèn chiếu sáng 60 3.2.6 Thiết kế chiếu sáng 61 3.3 Các thư viện phần tử DIALux 62 3.4 Trình tự thao tác tính toán chiếu sáng với DIALux Light 63 3.5 Ứng dụng phần mềm DIALux chiếu sáng nội thất 66 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử 3.6 Ứng dụng phần mềm DIALux chiếu sáng công cộng 75 Câu hỏi chương 83 CHƯƠNG 4: PHẦN MỀM TÍNH TỐN ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT – GEM 84 4.1 Giới thiệu phần mềm GEM 84 4.2 Trình tự thao tác tính tốn điện trở nối đất phần mềm GEM 84 Câu hỏi chương 93 CHƯƠNG 5: PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CHỐNG SÉT – BENJI 94 5.1 Giới thiệu BENJI 94 5.2 Trình tự thao tác tính tốn BENJITM PROCALC 97 5.3 Chương trình thiết kế bảo vệ chống sét BENJITM DESIGN 101 5.4 Thông tin hệ thống 3000 103 Câu hỏi chương 113 CHƯƠNG 6: PHẦN MỀM MÔ PHỎNG LƯỚI ĐIỆN - POWER WORLD 114 6.1 Các bước thành lập phần tử mạng điện 114 6.1.1 Thành lập (bus) 114 6.1.2 Thành lập máy phát (Generator) 115 6.1.3 Máy biến áp 116 6.1.4 Đường dây 117 6.1.5 Tải 118 6.1.6 Máy bù 119 6.2 Các vấn đề vận hành 121 6.2.1 Chạy hệ thống (case) 121 6.2.2 Thay đổi tải: 121 6.2.3 Thay đổi công suất phát máy phát: 122 6.2.4 Thay đổi điện áp đầu cực máy phát 122 6.3 Các bước tính tốn ngắn mạch 123 Câu hỏi chương 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 PHỤ LỤC 125 PHẦN MỀM THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VISUAL 125 10 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử - Vùng Display cho phép đặt ngang (horizontal bar), đặt dọc (vertical bar), đặt hình vịng (oval), hay hình chữ nhật (rectangle) - Các số pixel thickness display size độ dày kích thước hiển thị - Area and zone điền số thứ tự tên vùng hku vực mạng điện lớn Nominal voltage điện áp định mức cái, voltage angle điện áp (V) góc pha điện áp (độ) đặt - System slack bus chọn ta muốn bus slack bus hệ thống Mỗi hệ thống phải có slack bus, bus chọn phải bus nối với máy phát - Hoàn tất bấm OK 6.1.2 Thành lập máy phát (Generator) Trên Edit Toolbar chọn vào biểu tượng máy phát, sau click chuột trái vào vùng làm việc (phải gần bus có sẵn) ta hộp thoại: Hình Hộp thoại máy phát 115 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Trong đó: Điền tên số thứ tự bus mà máy phát nối vào, ta click vào vùng làm việc mà gần bus sẵn có chương trình tự động gắn máy phát vào bus Trạng thái máy phát Open hở mạch, Closed đóng mạch vào hệ thống Ở đây, chỉnh kích thước hiển thị máy phát Display Information, thay đổi hướng hiển thị máy phát bên trái (left), phải (right), lên (up) hay xuống (down) o Mw and voltage control: MW control: điền giá trị P phát (MW output), giá trị nhỏ (Min MW output) lớn (Max MW output) P phát Các lựa chọn Available for AGC Enforce MW limit tự động điều chỉnh giới hạn công suất thực phát o Voltage control: điền giá trị Q máy phát (Mvar output), giá trị nhỏ (Min Mvar ) giá trị lớn (Max Mvar) Q máy phát Available for AVR tự động điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát, setpoint voltage điện áp đặt đầu cực máy phát o Input/Output Curve: Chọn cubic cost model để xác định đường cong chi phí máy phát dạng: C(Pgi) = (dPgi^3 + cPgi^2 + bPgi + a)x(fuel cost), chọn piecewise linear để xác định đường cong chi phí dạng tuyến tính hố o Fule cots giá nhiên liệu, Number of break points số điểm mà ta muốn gần đường cong thành đoạn thẳng o Generator MVA Base công suất (S) máy phát Positive Sequence Internal Impedace: tổng trở thứ tự thuận o Negative Sequence Internal Impedace: tổng trở thứ tự nghịch Zero Sequence Internal Impedace: tổng trở thứ tự không o Neutral-to-Ground Impedance: tổng trở nối đất o Generator Step Transfomer: tổng trở máy biến áp mô hình (mặc định khơng) o Thiết lập thơng số xong click OK 6.1.3 Máy biến áp Tương tự chọn Edit Toolbar chọn biểu tượng máy biến áp Sau sử dụng chuột click vào hai mà máy phát nối vào (giống vẽ đoạn thẳng), ta hộp thoại sau: 116 Trường Cao đẳng Cơng nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Hình Hộp thoại máy phát Sau điền tên số thứ tự bus mà máy biến áp nối vào (thường chương trình tự động làm việc này), ta điền giá trị tổng trở R, L , C (hay B) vào ô tương ứng: Resistance, Reactance, Charging Limit A, Limit B, Limit C giới hạn công suất máy biến áp, chương trình cho phép sử dụng giá trị giới hạn khác Click vào Fault Parameters hộp thoại trên, điền giá trị tổng trở thứ tự không vào ô R, X, C (thông thường chương trình tự điền giá trị ta diền tổng trở thứ tự thuận Conffiguration để chọn kiểu đấu cuộn dây biến áp Sau thiết lập thông số xong click OK kết hình sau: 6.1.4 Đường dây Trên Edit Toolbar chọn vào biểu tượng đường dây 117 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Sau chọn xong tương tự máy biến áp, ta vẽ đường dây hai giống vẽ đường thẳng Paint Sau vẽ xong ta hộp thoại sau: Hoàn toàn tương tự máy biến áp, ta điền thông số điện áp định mức (thường mặc định theo bus), tổng trở, giá trị công suất truyền tối đa… 6.1.5 Tải Trên Edit Toolbar chọn biểu tượng tải, hình Tương tự thành phần khác, sau thiết lập thuộc tính hiển thị (kích thước, hướng quay ), ta cần điền vào giá trị công suất tiêu thụ ( MW Value: công suất thực Mvar Value: công suất phản kháng tiêu thụ) Sau nhấn OK Kết hình sau: 118 Trường Cao đẳng Cơng nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Hình Tải 6.1.6 Máy bù Trên Edit Toolbar, chọn biểu tượng máy bù, hình Tương tự tải ta click vào cần bù, ta hộp thoại sau: 119 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Hình 6 Máy bù Tương tự thiết bị khác ta đặt thông số hiển thị (display) Sau đặt giá trị bù định mức (Nominal Mvar) Chọn chế độ điều khiển Fixed: tự động, Discrete Continous chế độ thiết lập giá trị điện áp cao thấp cho phép so với giá trị mong muốn chia nhiều bước nhỏ bù Sau thiết lập xong ta kết sau: Hình Một lưới điện đơn giản 120 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử 6.2 Các vấn đề vận hành 6.2.1 Chạy hệ thống (case) Sau thiết lập hết thông số ta bấm Run Mode Toolbar, sau bấm nút Play.Ví dụ ta thiết lập case sau: Hình Chế độ Run Mode 6.2.2 Thay đổi tải: Ví dụ ta lấy hệ thống có sơ đồ Bây muốn thay đổi tải ba ta làm cách sau: - Cách 1: Nhấp phải vào phần tử đó, sau hộp thoại ra, ta thay đổi giá trị MW Value hay Mvar Value tương ứng với cơng suất tác dụng phản kháng, ví dụ thay đổi 200MW 100 Mvar, sau OK - Cách 2: Nhấp phải vào hai giá trị P Q tải, ta nhận hộp thoại 121 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Thay đổi giá trị Delta per Mouse Click (mặc định không), giá trị thể việc tăng hay giảm môt lượng ứng với lần click chuột vào nút tăng giảm tải, chẳng hạn chọn giá trị 50, ứng với lần thay đổi động tác click chuột ta tăng hay giảm công suất tác dụng hay phản kháng lượng 50 MW (hay 50 Mvar) Sau nhấn OK 6.2.3 Thay đổi công suất phát máy phát: Tương tự tải ta có hai cách thay đổi công suất phát máy phát 6.2.4 Thay đổi điện áp đầu cực máy phát Để thay đổi điện áp đầu cực máy phát ta click phải vào máy phát cần thay đổi, sau chọn Information Dialog… hộp thoại ta thay đổi giá trị Desired Reg Bus Voltage thành giá trị mà ta mong muốn, sau bấm OK Quay lại ví dụ trước, máy phát có điện áp đầu cực 1.05pu, ta giảm 1pu tất máy phát Khi hộp thoại ra, sau thay đổi máy phát 122 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử 6.3 Các bước tính tốn ngắn mạch Cách 1: bấm vào nút Fault Toolbar Cách 2: Click chuột phải vào cần tính ngắn mạch, chọn Fault, sau ta hộp thoại sau (lấy ví dụ trước): Có hai cách để thực ngắn mạch Ta chọn khác, sau chọn loại ngắn mạch bấm nút Câu hỏi chương Câu 1: Trình bày thiết lập mơ hình cho lưới điện theo chương trình POWER WORLD Câu 2: Nêu cách thức thay đổi thông số phụ tải, máy phát, dây dẫn thiết bị đo lượng chương trình POWER WORLD Câu 3: Giải thích ký hiệu thơng số hình bên 123 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Quyền Huy Ánh, Giáo trình CAD kỹ thuật điện, NXB Đại học Quốc gia Tp HCM, năm 2011 [2] Schneider Electric, Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC (tái lần 5), NXB Khoa học Kỹ thuật, 2020 [3] Schneider Electric, Ecodial Advance Calculation, 2018 [4] A Collection of all wiki articles, DIALux Evo Manual, 2018 124 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử PHỤ LỤC PHẦN MỀM THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VISUAL Sau đặt xong phần mềm Visul 2.0 , ta mở file Visul lên hình Sau mở file Đây giao diện sau ta mở file 125 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử 1: Chiều dài phòng 2: Chiều rộng phòng 3: Chiều cao phòng 4: Hệ số phản xạ : Trần , sàn , tường + Lưu ý chọn đơn vị Metric (Meters) Height (Z) : Chiều dài đèn từ trần xuống 126 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Mounting Height(Z) : Chiều cao mặt làm việc Điền thơng số hình sau 127 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Lưu ý chọn đơn vị Lux Đây kết xuất 128 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử Vào File -> new -> Project: Đặt tên phòng, Ghi Chu, Số vẽ, Tên Công Ty, Tên người vẽ File => Pint : Chọn dạng file cần lưu, chọn khổ giấy cần lưu 129 ... THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG VISUAL 125 10 Trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức Khoa Điện – Điện tử GIÁO TRÌNH HỌC PHẦN Tên học phần: CAD TRONG ĐIỆN CƠNG NGHIỆP Mã học phần: Vị trí, tính chất, ý nghĩa... lực cho phân xưởng, sử dụng phần mềm nào? Câu 2: Để thiết kế chiếu sáng nhà, đường phố phần mềm ứng dụng để thiết kế Câu 3: Liệt kê số phần mềm ứng dụng cho ngành điện công nghiệp điện tử công nghiệp. .. trọng chương trình đào tạo, giữ vai trị giới thiệu nghiên cứu CAD điện công nghiệp Mục tiêu học phần: Kiến thức: - Liệt kê đầy đủ phương pháp tính tốn thiết kế hệ thống điện, điện tử - Trình bày