luận văn kỹ thuật điện, điện tử tìm hiểu phần mềm melshort2

Nhận xét GVHD: Phan Thò Thanh Bình SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 83 NHẬN XÉT    Phần mềm MELSHORT2 của hãng Mitsubishi electric là một phần mềm đơn giản giúp ích cho chúng ta trong việc tính toán dòng ngắn mạch và lựa chọn loại CB cho phù hợp với từng hệ thống mạng điện hạ thế. Trong phần mềm này ta có thể thực hiện phương pháp ghép tầng để đơn giản việc chọn lựa các thiết bò nhằm tiết kiệm giá thành lắp đặt thiết bò và chi phí đầu tư ban đầu. Bên cạnh đó, ta cũng có thể thực hiện việc phối hợp đường cong đặc tuyến thời gian – dòng điện giữa các CB để tối ưu hóa tính tác động chọn lọc. Tuy nhiên phần mềm MELSHORT2 này vẫn có ưu điểm và khuyết điểm của nó. 1. Ưu điểm : - Sử dụng dễ dàng. - Thiết kế sơ đồ ngắn mạch một cách dễ dàng, thao tác đơn giản trong việc nhập số liệu. - Linh hoạt trong việc lựa chọn loại CB cho phù hợp. - Thông tin về từng loại CB và các phần tử khác rất chi tiết. - Dễ dàng trong việc phối hợp đường cong đặc tuyến giữa các CB. 2. Khuyết điểm: - Phần mềm này chỉ hỗ trợ cho các loại CB của 2 hãng Mitsubishi elcetric và MEM, không hỗ trợ cho các loại CB của các hãng khác. - Khó khăn trong việc thực hiện phương pháp ghép tầng vì sự phối hợp giữa các CB rất hạn chế, ta chỉ thực hiện được với một số loại CB. - Khi phối hợp đường cong đặc tuyến giữa các CB theo bảng tra cho phép hầu như không thực hiện được. Bên cạnh đó dữ liệu về CB giới hạn dòng không nhiều nên khó khăn trong việc phối hợp đặc tuyến giữa hai CB theo dòng cắt giới hạn. LỜI CẢM ƠN Em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến q thầy cô khoa Điện – Điện tử Trường Đại học Kó Thuật Công Nghệ và trường Đại học Bách Khoa đã tận tâm truyền đạt cho em những kiến thức q báu trong suốt bốn năm học vừa qua, giúp em có một vốn kiến thức cơ bản trước khi ra trường. Đặc biệt em xin cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của cô Phan Thò Thanh Bình trong suốt quá trình em làm luận văn tốt nghiệp, đã giúp em giải quyết được những vấn đề khó khăn để hoàn thành cuốn luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn TP.Hồ Chí Minh, Ngày 06 tháng 01 năm 2006 Sinh viên thực hiện Nguyễn Mạnh Tuân Lời nói đầu GVHD: Phan Thò Thanh Bình SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 1 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kó thuật, nhu cầu sử dụng điện năng trong tất các lónh vực ngày càng tăng. Với tính cách ưu việt là dễ chuyển thành các dạng năng lượng khác như cơ năng, nhiệt năng, hoá năng. . ., điện năng đang đóng vai trò hết sức quan trọng và được sử dụng rộng rãi, không thể thiếu được trong cuộc sống, sinh hoạt và sản xuất. Vì vậy, công nghiệp điện đã và đang giữ vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển kinh tế và ổn đònh chính trò xã hội của tất cả các quốc gia trên thế giới. Bên cạnh đó, để đảm bảo cho việc cung cấp điện ngày càng tốt hơn, đòi hỏi phải xây dựng được một hệ thống điện bao gồm các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối điện năng hoạt động một cách thống nhất với nhau với các thiết bò điện hiện đại. Chính điều này đã làm cho hệ thống điện ngày càng trở nên phức tạp và xác suất xuất hiện sự cố cao hơn. Để khắc phục được tình trạng này, cùng với sự phát triển một cách nhanh chóng các phát minh kó thuật và các qui đònh chặt chẽ trong lónh vực điện năng đã tạo ra nhiều loại thiết bò ngắt ngày càng hiện đại với tính tự động hóa cao như là máy cắt, dao cách ly, rơle, các loại CB (Circuit Breaker). . . để phục vụ cho nhu cầu sử dụng nó. Tuy nhiên, với tính năng khắc phục sự cố xảy ra trên hệ thống điện nên đòi hỏi tính chính xác phải cao, cho nên việc tính toán chúng sẽ gặp nhiều khó khăn và phức tạp, con người không thể nào tính bằng tay được. Vì vậy, việc tạo ra các phần mềm tính toán rất cần thiết. Các phần mềm này sẽ giúp chúng ta giảm bớt một khối lượng công việc đáng kể trong việc tính toán và thiết kế hệ thống điện với tính chính xác cao. Hiện nay, có rất nhiều phần mềm tính toán của các hãng nổi tiếng trên thế giới như là: - Phần mềm Luxicon dùng để tính toán thiết kế chiếu sáng. - Phần mềm Ecodial dùng để thiết kế mạng điện hạ thế. - Phần mềm MELSHORT2 dùng để tính toán ngắn mạch mạng điện hạ thế. Chính vì tính quan trọng của nó nên em đã chọn phần mềm MELSHORT2 làm đề tài chính trong cuốn luận văn này . MỤC LỤC Lời nói đầu Trang 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MELSHORT2 I. Giới thiệu Trang 2 II. Chức năng của phần mềm MELSHORT2 Trang 2 III. Các tiêu chuẩn kó thuật Trang 3 CHƯƠNG 2: CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA PHẦN MỀM MELSHORT2 I. Khởi động phần mềm MELSHORT2 Trang 4 II. Màn hình làm việc chính Trang 4 III. Các bước thực hiện trong chương trình Trang 6 1. Bước 1: Thiết kế sơ đồ ngắn mạch Trang 6 2. Bước 2: Kiểm tra số liệu nhập vào của các phần tử đã phù hợp chưa Trang 12 3. Bước 3: Tính toán dòng ngắn mạch Trang 12 4. Bước 4: Tự động lựa chọn loại CB hạ thế Trang 13 5. Quan sát đường cong đặc tuyến của CB trên màn hình Trang 15 6. Bước 5: Ghép tầng (Cascade) Trang 18 7. Bước 6: So sánh đặc tuyến tác động chọn lọc Trang 21 IV. Các chức năng khác của phần mềm Trang 24 1. Report view: xem bảng thông số kết quả tính toán và chọn lựa Trang 24 2. Impedance map view: xem sơ đồ trở kháng tính theo %r Trang 24 3. In sơ đồ Trang 25 CHƯƠNG 3: THÔNG SỐ CỦA TỪNG PHẦN TỬ 1. Hướng dẫn chung Trang 26 2. Nguồn cung cấp (Source) Trang 26 3. Máy cắt (High – voltage circuit breaker) Trang 26 4. Máy biến áp (Transformer) Trang 28 5. Máy phát (Generator) Trang 29 6. Motor effect Trang 29 7. Thanh cái (Zero conductor) Trang 30 8. CB hạ thế (Low – voltage circuit breaker) Trang 30 9. Thanh dẫn (Bus – bar) Trang 31 10. Dây dẫn (Wire) Trang 32 11. Contactor Trang 33 12. Role nhiệt (Thermal relay) Trang 33 13. Động cơ (Motor) Trang 33 14. Tải (General load) Trang 34 15. Tụ (Capacitor) Trang 34 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN DÒNG NGẮN MẠCH I. Phân loại dòng ngắn mạch Trang 35 1. RMS dòng ngắn mạch đối xứng (I S ) Trang 35 2. RMS dòng ngắn mạch bất đối xứng (I aS ) Trang 35 3. Trò đỉnh của dòng ngắn mạch bất đối xứng Trang 36 II. Tính toán dòng ngắn mạch Trang 36 1. Tính dòng ngắn mạch (vò trí ngắn mạch xa máy phát) Trang 36 2. Trở kháng phần trăm %A Trang 37 3. Dòng ngắn mạch I’’k3direct, I’’k3total Trang 38 4. Tính dòng ngắn mạch (vò trí ngắn mạch gần máy phát) Trang 38 5. Công thức tính toán dòng ngắn mạch cho máy phát Trang 38 6. Công thức tính toán dòng ngắn mạch cho động cơ Motor effect Trang 39 III. Các công thức tính toán khác Trang 40 1. Điện áp rơi Trang 40 2. Lực điện từ Trang 41 IV. Tự động lựa loại chọn CB Trang 41 V. Ghép tầng Trang 41 VI. So sánh thời gian tác động chọn lọc Trang 42 CHƯƠNG 5: CÁC LOẠI CB ĐƯC SỬ DỤNG TRONG PHẦN MỀM MELSHORT2 . Trang 44 CHƯƠNG 5: VÍ DỤ HƯỚNG DẪN ÁP DỤNG I. Ví dụ hướng dẫn áp dụng là gì? Trang 49 1. Giới thiệu Trang 49 2. Số liệu của từng phần tử trong nhà máy Trang 49 II. Thiết kế dự án Trang 53 1. Thiết kế sơ đồ ngắn mạch Trang 53 2. Kiểm tra số liệu nhập vào của dây dẫn và CB đã phù hợp chưa? Trang 69 3. Xem sơ đồ tổng trở của nhà máy được tính theo %r Trang 69 4. Tính toán dòng ngắn mạch Trang 71 5. Tự động lựa chọn loại CB Trang 74 6. Ghép tầng Trang 77 7. So sánh đặc tuyến thời gian tác động giữa các CB Trang 78 8. Xem bảng thông số nhập vào và kết quả tính toán của nhà máy Trang 82 9. Đóng ứng dụng Trang 82 NHẬN XÉT Trang 83 KẾT LUẬN Trang 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 85 Chương 1: Giới thiệu phần mềm MELSHORT2 GVHD: Phan Thò Thanh Bình SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 2 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MELSHORT2    I. GIỚI THIỆU: Phần mềm MELSHORT2 của hãng điện tử Mitsubishi là một phần mềm tương đối hoàn chỉnh, nó cung cấp tất cả các chức năng và thông tin của các loại thiết bò ngắt cả hình dáng lẫn cách bố trí. Nó bao gồm tất cả các tiêu chuẩn kó thuật điện hiện đại của thế giới với tính đơn giản và độ hoạt động tin cậy. Chương trình MELSHORT2 này dùng để tính toán vò trí ngắn mạch và dòng ngắn mạch tại tất cả các điểm cần thiết của các thiết bò ngắt bao gồm máy biến áp, nguồn cung cấp và CB (Circuit Breaker), máy phát khẩn cấp, các động cơ riêng lẻ, các nhánh mạch nhóm tụ và tất cả các mạch nguồn phân bố khác. Phần mềm này có thể làm cho việc lựa chọn CB phù hợp cho từng loại công việc, thi công được thuận lợi và chi phí thấp. Đặc điểm của phần mềm này là rất dễ dàng để thiết kế một sơ đồ ngắn mạch. Bên cạnh đó sự khác biệt giữa hai loại CB được thể hiện rất rõ thông qua các đường cong đặc tuyến của chúng. Tất cả các thông tin và dữ liệu từng loại CB của hãng Mitsubishi đều được đưa vào phần mềm MELSHORT2 này. Vì vậy các đường cong đặc tuyến của từng loại CB cũng được thể hiện rất chi tiết kèm với các dữ liệu khác giúp cho việc tính toán trở nên thuận lợi hơn. II. CHỨC NĂNG CỦA PHẦN MỀM MELSHORT2: Phần mềm MELSHORT2 là một phần mềm dùng cho việc tính toán dòng ngắn mạch và lựa chọn CB hạ thế: Chức năng chính của phần mềm này bao gồm: - Thiết kế sơ đồ ngắn mạch. - Tính toán dòng ngắn mạch. - Tự động lựa chọn loại CB hạ thế theo dòng I cu hoặc I cs . - So sánh kết quả trên màn hình. - Thực hiện kó thuật ghép tầng. - Phối hợp đường cong đặc tuyến thời gian tác động – dòng điện giữa các CB nhằm tối ưu hóa tính tác động chọn lọc. - Các thiết bò chính của hãng Mitsubishi được cho phép như là MCCB, ELCB, ACB, MCB. Chương 1: Giới thiệu phần mềm MELSHORT2 GVHD: Phan Thò Thanh Bình SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 3 III. CÁC TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT: Phần mềm MELSHORT2 hoạt động dựa vào các tiêu chuẩn kó thuật được cho phép sau: - Tính toán dòng ngắn mạch; IEC60909, IEC61363 – 1. - Bảo vệ quá dòng; IEC60364 – 4 – 43. - Dây dẫn; IEC60227, IEC60228, IEC60364 – 5 – 523. - Thanh dẫn; DIN43670, DIN43671. - Máy biến áp; IEC60076. Chương 2: Chức năng chính của phần mềm GVHD: Phan Thò Thanh Bình SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 4 CHƯƠNG 2 CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA PHẦN MỀM MELSHORT2    I. KHỞI ĐỘNG PHẦN MỀM MELSHORT2: Để khởi động chương trình MELSHORT2, ta chọn lệnh Start / Programs / MELSHORT2 / MELSHORT2. II. MÀN HÌNH LÀM VIỆC CHÍNH: Màn hình làm việc chính gồm có 4 phần: Main menu, ba thanh công cụ, vùng làm việc và thanh trạng thái (Status Bar). Chương 2: Chức năng chính của phần mềm GVHD: Phan Thò Thanh Bình SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 5 1. Trong phần mềm này có 6 bước để giải quyết: Bước 1: Thiết kế sơ đồ ngắn mạch (Skeleton) và nhập dữ liệu cho từng phần tử. Bước 2: Kiểm tra số liệu nhập vào đã phù hợp chưa. Bước 3: Tính toán dòng ngắn mạch. Bước 4: Tự động lựa chọn loại CB hạ thế. Bước 5: Ghép tầng (Cascade). Bước 6: Phối hợp đường cong đặc tuyến giữa các CB hạ thế (Discrimination). 2. Trên thanh Toolbar có 4 nút biểu tượng như sau: A single – line diagram (Skeleton) view: hiển thò sơ đồ ngắn mạch. Co – ordination views: hiển thò đường cong đặc tuyến. Report views: hiển thò bảng thông số của từng phần tử có trong sơ đồ ngắn mạch. Impedance map view: hiển thò sơ đồ ngắn mạch trở kháng tính theo %r. 3. File menu trên thanh Main menu: Có nhiều lệnh trong File menu và chúng có chức năng tương tự như các lệnh trong File menu của Microsoft Word, gồm có: New: tạo một file mới (tên mặc đònh của file là Projectx.ms2, với x là số thứ tự 1,2,3…n). Open: mở một file có sẵn. Close: đóng file đang mở. Save: lưu file đang mở nhưng không đổi tên của file. Save as: lưu file đang mở và có thể thay đổi lại tên của file. Print: in các cửa sổ đang làm việc trong chương trình. Print preview: kiểm tra lại kích thước canh lề của bản vẽ trước khi in. Send: gởi Email có đính kèm một file của chương trình MELSHORT2 qua đường Internet. Project information: thông tin chi tiết về file đang mở và thông tin này sẽ được đặt lên đầu mỗi trang bản vẽ khi in. Chương 2: Chức năng chính của phần mềm GVHD: Phan Thò Thanh Bình SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 6 Cụ thể như là: III. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN TRONG CHƯƠNG TRÌNH: 1. Bước 1: Thiết kế sơ đồ ngắn mạch (Skeleton)  Để thiết kế một sơ đồ ngắn mạch ta nhấp chọn vào các nút biểu tượng trên thanh Element Bar. Trong đó: Source: nguồn cung cấp (SOURCE) High – voltage circuit breaker: máy cắt (HCB) Transformer: máy biến áp (T) Generator: máy phát (G) Motor effect Zero conductor: thanh cái (ZC) Low - voltage circuit breaker (vertical): CB hạ thế đặt nằm dọc (CB) Bus – bar (vertical): thanh dẫn đặt nằm dọc (B) Wire (vertical): dây dẫn đặt nằm dọc (W) Contactor: MC/Thermal relay: rơ le nhiệt (THR) Motor: động cơ (M) General load: tải (L) Capacitor: tụ điện (C) Low – voltage circuit breaker (horizontal): CB hạ thế đặt nằm ngang (CB) Bus – bar: thanh dẫn đặt nằm ngang (B) Wire: dây dẫn đặt nằm ngang (W) [...]... các phần tử thiết bò bằng cách nhấp đôi chuột vào các phần tử thiết bò cần thay đổi, một hộp thoại sẽ xuât hiện SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 8 Chương 2: Chức năng chính của phần mềm GVHD: Phan Thò Thanh Bình  Đối với CB hạ thế, ta bắt buột phải nhập thông số dòng điện đònh mức cho CB  Đối với nguồn, ta có thể chọn lựa các mức điện áp có sẵn trong bảng liệt kê hoặc có thể nhập vào một giá trò điện. .. Máy biến áp Tụ 6 Bước 5: Ghép tầng (Cascade)  Kó thuật ghép tầng: * Đònh nghóa: kó thuật ghép tầng sử dụng các ưu điểm của CB hạn chế dòng để lắp đặt các thiết bò đóng cắt, cáp và các phần tử của mạch nằm phía sau nó có đặc tính thấp hơn Do vậy sẽ đơn giản hóa và làm giảm chi phí lắp đặt SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 18 Chương 2: Chức năng chính của phần mềm GVHD: Phan Thò Thanh Bình - Sử dụng khả năng... tuyến tác động kiểu từ nhờ áp suất IrmB SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân IrmA Isc Trang 23 Chương 2: Chức năng chính của phần mềm GVHD: Phan Thò Thanh Bình IV CÁC CHỨC NĂNG KHÁC CỦA PHẦN MỀM: 1 Report view: xem bảng thông số kết quả tính toán Để xem bảng thông số và kết quả tính toán ngắn mạch của các phần tử có trong sơ đồ ngắn mạch ta nhấp chuột vào biểu tượng Display of report trên thanh Toolbar Trong bảng thông... Skeleton - Print out of Reports - Print out of Impedance map view SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 25 Chương 3: Thông số của từng phần tử GVHD: Phan Thò Thanh Bình CHƯƠNG 3 THÔNG SỐ CỦA TỪNG PHẦN TỬ  1 Hướng dẫn chung: - Đối với những ô trắng trong các hộp thoại của các phần tử, ta có thể lựa chọn một trong các giá trò của bảng liệt kê hoặc nhập vào một giá trò bất kỳ - Đối với những ô màu xám, ta không... cắt, cũng không cần nhập giá trò vào SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 26 Chương 3: Thông số của từng phần tử GVHD: Phan Thò Thanh Bình - CT primary current: dòng sơ cấp của máy biến dòng điện, ta có thể lựa chọn một giá trò bất kì có trong bảng liệt kê - CT secondary current: dòng thứ cấp của máy biến dòng điện, ta cũng có thể lựa chọn một giá trò bất kì sẵn có trong bảng liệt kê - OCR manufacture: tên... Sub – transient reactance: điện kháng siêu quá độ của động cơ - Rotor resistance: điện trở rotor của động cơ - Stator resistance: điện trỏ stator của động cơ SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 29 Chương 3: Thông số của từng phần tử GVHD: Phan Thò Thanh Bình - Calculation point: điểm tính toán ngắn mạch của động cơ 7 Thanh cái (Zero conductor):  Zero conductor là một thanh dẫn với điện kháng lí tưởng bằng... (Zero conductor):  Zero conductor là một thanh dẫn với điện kháng lí tưởng bằng zero Thanh dẫn này luôn luôn được sử dụng như là một thanh cái trong phần mềm MELSHORT2 này - Voltage: điện áp trên thanh cái, điện áp này được lựa chọn tự động phụ thuộc vào điện áp của máy phát hay máy biến áp - Calculation point: điểm tính toán ngắn mạch trên thanh cái 8 CB hạ thế (Low – voltage circuit breaker): - Rated... các động cơ sẽ được nối tới điểm ngắn mạch ngay lập tức, vì thế các động cơ này sẽ góp phần làm tăng dòng ngắn mạch Lúc này, các động cơ lớn sẽ được tính toán từng cái riêng biệt Các động cơ nhỏ có thể được gom thành một nhóm và được xem như là một nguồn tương đương Ở trong phần mềm MELSHORT2 này, một động cơ góp phần làm tăng dòng ngắn mạch được gọi là Motor effect Các loại động cơ lớn như là: động... các CB có đặc SVTH: Nguyễn Mạnh Tuân Trang 16 Chương 2: Chức năng chính của phần mềm GVHD: Phan Thò Thanh Bình tính thời gian cắt nhanh (Short time delay) và cắt trễ (Long time delay) chứ không cho phép chỉnh sửa các CB chỉ có đặc tính thời gian cắt tức thời (Orverload release instantaneous)  Thông thường, trong phần mềm MELSHORT2 này đường cong đặc tuyến của các CB thường được hiển thò bởi hai đường... Nguyễn Mạnh Tuân Trang 27 Chương 3: Thông số của từng phần tử GVHD: Phan Thò Thanh Bình - Instantaneous: ta có thể thay đổi dòng tức thời của CB 4 Máy biến áp (Transformer): - Primary voltage: điện áp phía sơ cấp của máy biến áp, ta có thể lựa chọn các giá trò có sẵn trong bảng liệt kê hoặc nhập vào một giá trò điện áp bất kì - Secondary voltage: điện áp phía thứ cấp của máy biến áp, ta cũng chỉ được . phần mềm MELSHORT2 làm đề tài chính trong cuốn luận văn này . MỤC LỤC Lời nói đầu Trang 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MELSHORT2 I. Giới thiệu Trang 2 II. Chức năng của phần mềm. II. CHỨC NĂNG CỦA PHẦN MỀM MELSHORT2: Phần mềm MELSHORT2 là một phần mềm dùng cho việc tính toán dòng ngắn mạch và lựa chọn CB hạ thế: Chức năng chính của phần mềm này bao gồm: - Thiết. giới như là: - Phần mềm Luxicon dùng để tính toán thiết kế chiếu sáng. - Phần mềm Ecodial dùng để thiết kế mạng điện hạ thế. - Phần mềm MELSHORT2 dùng để tính toán ngắn mạch mạng điện hạ thế.