TÀI LIỆU HỌC TẬP VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Nguyễn Thùy Dung Đinh Thị Hằng Trần Quốc Đạt TÀI LIỆU HỌC TẬP VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - 2019 LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu học tập Vẽ thiết kế điện biên soạn theo kế hoạch đào tạo chương trình học phần Vẽ thiết kế điện - học phần kiến thức sở ngành Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử, trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật cơng nghiệp Học phần bố trí giảng dạy sau học phần Kỹ thuật vật liệu - khí cụ điện học phần Hệ thống cung cấp điện Nội dung tài liệu gồm chương chính: Chương 1: Khái niệm chung vẽ thiết kế điện, cung cấp kiến thức tiêu chuẩn vẽ điện, quy ước ký hiệu dùng vẽ điện từ sinh viên ứng dụng vẽ số sơ đồ điện chiếu sáng Chương 2: Các phần mềm sử dụng vẽ thiết kế điện, cung cấp kiến thức phần mềm AutoCAD, phần mềm CADe – SIMU phầm mềm tính tốn mơ chiếu sáng DIALux Chương 3: Ứng dụng vẽ thiết kế điện lĩnh vực dân dụng, trình bày tổng quan vẽ điện dân dụng, hướng dẫn đọc hiểu vẽ bước triển khai thiết kế điện Ứng dụng phần mềm AutoCAD để thiết kế điện cho cơng trình dân dụng Chương 4: Ứng dụng vẽ thiết kế điện lĩnh vực cơng nghiệp, trình bày tổng quan vẽ điện công nghiệp, hiểu biết cách đọc sơ đồ mạch điện công nghiệp Sử dụng phần mềm Cade_Simu mơ số mạch điện cơng nghiệp Nhóm tác giả chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật công nghiêp, Khoa Điện, Bộ môn Điện công nghiệp động viên tạo điều kiện thuận lợi để nhóm tác giả viết tài liệu học tập Trong trình biên soạn khơng tránh khỏi nhiều sai sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp bạn đồng nghiệp đọc giả để sách hoàn thiện Địa chỉ: Khoa Điện P.705 HA10 Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Cơng nghiệp, 218 Lĩnh Nam, Hồng Mai, Hà nội Website: khoadien.uneti.edu.vn Email: khoadien@uneti.edu.vn Ngày 15 tháng năm 2019 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN 1.1 Các tiêu chuẩn vẽ điện 1.1.1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 1.1.2 Tiêu chuẩn Quốc tế (IEC) 1.1.3 Giới thiệu số tiêu chuẩn thiết kế điện Việt Nam 1.2 Các quy ước chung vẽ điện 1.2.1 Quy ước vật liệu dụng cụ vẽ dùng vẽ điện 1.2.2 Quy ước loại khổ giấy định dạng khung vẽ 1.2.3 Các quy ước chữ viết vẽ điện 11 1.2.4 Các quy ước đường nét vẽ điện 12 1.3 Các ký hiệu dùng vẽ điện 14 1.3.1 Vẽ ký hiệu sơ đồ mặt xây dựng 14 1.3.2 Vẽ ký hiệu điện sơ đồ điện chiếu sáng 16 1.3.3 Vẽ kí hiệu điện sơ đồ điện công nghiệp 20 1.3.4 Vẽ kí hiệu điện sơ đồ cung cấp điện 24 1.4 Ứng dụng vẽ số sơ đồ điện chiếu sáng 27 1.4.1 Mạch đèn đơn 27 1.4.2 Mạch đèn đèn, công tắc ổ cắm 28 1.4.3 Mạch đèn hai công tắc điều khiển hai nơi 29 1.4.4 Mạch đèn điều khiển ba nơi (mạch đèn hành lang) 31 1.4.5 Mạch đèn sáng tắt luân phiên 32 CHƯƠNG CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG TRONG VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN 35 2.1 Phần mềm AutoCAD 35 2.1.1 Giới thiệu chung phần mềm Autocad 35 2.1.2 Các lệnh thiết lập vẽ 44 2.1.3 Các lệnh vẽ AutoCAD 55 2.1.4 Các lệnh hiệu chỉnh tạo hình 60 2.1.5 Các lệnh biến đổi chép hình 63 2.1.6 Quản lý đối tượng theo lớp, đường nét màu 66 2.1.7 Nhập hiệu chỉnh văn 70 2.1.8 Thực hành vẽ số ký hiệu dùng vẽ điện 73 2.2 Phần mềm cad_simu 73 2.2.1 Giới thiệu chung phần mềm CADE-SIMU 73 2.2.2 Hệ thống Menu phần mềm CADe – SIMU 75 2.2.3 Các công cụ phầm mềm CADe- SIMU 81 2.2.4 Thư viện CADe – SIMU 81 2.2.5 Ứng dụng phần mềm CADe-SIMU vẽ thiết kế số sơ đồ mạch điện công nghiệp 83 2.3 Phần mềm DIALux 90 2.3.1 Giới thiệu chung phần mềm DIALux 90 2.3.2 Hệ thống Menu phần mềm DIALux 93 2.3.3 Các công cụ phần mềm DIALux 115 2.3.4 Hướng dẫn tính tốn chiếu sáng 119 2.3.5 Ứng dụng phần mềm DIALux để thiết kế, mô chiếu sáng 124 CHƯƠNG ỨNG DỤNG VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN TRONG DÂN DỤNG 133 3.1 Tổng quan vẽ điện dân dụng 133 3.2 Hướng dẫn đọc hiểu vẽ điện dân dụng 134 3.2.2 Ký hiệu vẽ thông số kỹ thuật thiết bị điện 136 3.3 Các bước triển khai thiết kế điện 137 3.3.1 Xác định phụ tải điện dân dụng 137 3.3.2 Xác định phương án cấp điện 139 3.3.3 Nguyên tắc lắp đặt điện bố trí thiết bị mặt 141 3.4 Vẽ thiết kế điện cho hộ điển hình 148 3.5 Vẽ thiết kế điện cho tòa nhà 151 3.5.1 Xây dựng vẽ thiết kế cung cấp điện 151 3.5.2 Triển khai vẽ thiết kế điện cho tòa nhà 154 CHƯƠNG ỨNG DỤNG VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN TRONG LĨNH VỰC CÔNG NGHIỆP 157 4.1 Tổng quan vẽ điện công nghiệp 157 4.1.1 Vẽ thiết kế trạm biến áp cho nhà máy 157 4.1.2 Vẽ thiết kế hệ thống điện chiếu sáng 158 4.1.3 Vẽ thiết kế tủ điện phân phối 159 4.1.4 Vẽ thiết kế hệ thống điện động lực: 159 4.2 Vẽ thiết kế số sơ đồ mạch điện công nghiệp 159 4.2.1 Vẽ sơ đồ mạch đổi nối tam giác động không đồng ba pha 159 4.2.2 Vẽ sơ đồ mạch đảo chiều quay cho động không đồng pha 166 4.2.3 Vẽ sơ đồ mạch điều khiển động không đồng pha có hãm động 167 4.2.4 Vẽ sơ đồ mạch khởi động động không đồng pha qua cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian 169 TÀI LIỆU THAM KHẢO 172 CHƯƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG Cung cấp cho sinh viên kiến thức vẽ thiết kế điện: tiêu chuẩn vẽ điện, quy ước ký hiệu dùng vẽ điện từ sinh viên ứng dụng vẽ số sơ đồ điện chiếu sáng 1.1 Các tiêu chuẩn vẽ điện Hiện có nhiều tiêu chuẩn vẽ điện khác như: tiêu chuẩn Quốc tế, tiêu chuẩn Châu Âu, tiêu chuẩn Nhật Bản, tiêu chuẩn Liên Xơ (cũ), tiêu chuẩn Việt Nam Ngồi có tiêu chuẩn riêng hãng, nhà sản xuất, phân phối sản phẩm Nhìn chung tiêu chuẩn không khác nhiều, ký hiệu điện sử dụng gần giống nhau, khác phần lớn ký tự kèm (tiếng Anh, Pháp, Nga, Việt ) Trong nội dung tài liệu giới thiệu trọng tâm ký hiệu điện theo tiêu chuẩn Việt Nam có đối chiếu, so sánh với tiêu chuẩn Quốc tế số dạng mạch 1.1.1 Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) Các ký hiệu điện áp dụng theo TCVN 1613 – 75 đến 1639 – 75, ký hiệu mặt thể theo TCVN 185 – 74 Theo TCVN vẽ thường thể dạng sơ đồ theo hàng ngang ký tự kèm ký tự viết tắt từ thuật ngữ tiếng Việt (Hình 1.1) Hình 1.1 Sơ đồ thể theo tiêu chuẩn Việt Nam 1.1.2 Tiêu chuẩn Quốc tế (IEC) Trong IEC, ký tự kèm theo ký hiệu điện thường dùng ký tự viết tắt từ thuật ngữ tiếng Anh sơ đồ thường thể theo cột dọc (Hình 1.2) Hình 1.2 Sơ đồ thể theo tiêu chuẩn quốc tế 1.1.3 Giới thiệu số tiêu chuẩn thiết kế điện Việt Nam - TCVN 9206 - 2012 - TCVN 9207 – 2012 - TCVN 4756 – 1989 - TCVN 1615 – 75 - TCVN 1623 – 75 1.2 Các quy ước chung vẽ điện 1.2.1 Quy ước vật liệu dụng cụ vẽ dùng vẽ điện - Giấy vẽ: có loại giấy: giấy vẽ tinh, giấy bóng mờ, giấy kẻ ơli - Bút chì: có nhiều loại khác nhau, tùy theo u cầu mà chọn loại bút chì cho thích hợp o H: loại cứng: 1H, 2H, 3H, 4H, 9H o HB: loại trung bình o B: loại mềm 1B, 2B, ….9B - Thước vẽ: Trong vẽ điện, sử dụng loại thước sau đây: o Thước dẹp: Dài (30 - 50) cm, dùng để kẻ đoạn thẳng (Hình 1.3a) o Thước chữ T: Dùng để xác định điểm thẳng hàng, hay khoảng cách định theo đường chuẩn có trước (Hình 1.3b) o Thước rập tròn: Dùng vẽ nhanh đường tròn, cung tròn khơng quan tâm kích thước đường tròn, cung tròn (Hình 1.3c) o Eke: Dùng để xác định điểm vng góc, song song (Hình 1.3d) Hình 1.3 Các loại thước dùng vẽ thiết kế điện  Các cơng cụ khác: Compa, tẩy, khăn lau, băng dính… 1.2.2 Quy ước loại khổ giấy định dạng khung vẽ a) Các loại khổ giấy Ký hiệu khổ giấy 44 24 22 12 11 Kích thước cạnh khổ 1189 x 841 594 x 841 594 x 420 297 x 420 297 x 210 giấy (mm) Ký hiệu tờ giấy tương ứng A0 A1 A2 A3 A4 Quan hệ khổ giấy sau: Hình 1.4 Quan hệ khổ giấy b) Định dạng khung vẽ  Định dạng khung vẽ vị trí đặt khung tên: Hình 1.5 Vị trí khung tên vẽ  Thành phần kích thước khung tên Khung tên vẽ điện có tiêu chuẩn khác ứng với khổ giấy sau: - Đối với khổ giấy A2, A3, A4: Nội dung kích thước khung tên Hình 1.6 Hình 1.6 Nội dung kích thước khung tên dùng cho vẽ khổ giấy A2, A3, A4 - Đối với khổ giấy A1, A0: Nội dung kích thước khung tên Hình 1.7 10 Hình 4.1 Trạm biến áp nhà máy 4.1.2 Vẽ thiết kế hệ thống điện chiếu sáng Hình 4.2 Hệ thống điện chiếu sáng 158 4.1.3 Vẽ thiết kế tủ điện phân phối Hình 4.3 Tủ điện phân phối 4.1.4 Vẽ thiết kế hệ thống điện động lực: Sơ đồ mạch điện gồm phần mạch: - Mạch điều khiển: nét liền mảnh, gồm tiếp điểm đóng cắt, cuộn dây Rơ le cuộn dây Công tắc tơ - Mạch lực: nét liền đậm, gồm thiết bị bảo vệ, động truyền động… 4.2 Vẽ thiết kế số sơ đồ mạch điện công nghiệp 4.2.1 Vẽ sơ đồ mạch đổi nối tam giác động không đồng ba pha - Khởi động – tam giác biện pháp khởi động động khơng đồng có cơng suất trung bình - Chỉ áp dụng với động hoạt động với sơ đồ tam giác 159 - Khởi động tam giác thỏa mãn điện áp làm việc động phù hợp với lưới điện Hình 4.4 Sơ đồ mạch khởi động phương pháp đổi nối tam giác Các thiết bị sơ đồ: - MCB: Aptomat pha - FU: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển - D: Các nút ấn dừng, - MT, MN mở thuận mở ngựơc - T N: Công tắc tơ khống chế quay thuận quay ngược - RT: Rơle thời gian khống chế q trình khởi động - O: cơng tắc tơ nối cuộn dây stato hình 160 - Y: CTT nối cuộn dây stato hình tam giác - Đ: Động KĐB ba pha rơto lồng sóc - RN: Rơle nhiệt bảo vệ tải cho động Nguyên lý hoạt động: - Đóng MCB cấp điện cho mạch lực Muốn động quay theo chiều thuận ấn MT(1314), công tắc tơ T có điện, tiếp điểm T (13-14) đóng lại để tự trì cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ T, RT Y - Mở tiếp điểm T (11-12) ngăn không cho cuộn dây cơng tắc tơ N có điện - Các tiếp điểm T Y mạch động lực đóng lại, động khởi động theo chiều thuận với cuộn dây stato nối hình - Sau thời gian chỉnh định RT, tiếp điểm thường đóng mở chậm RT (55-56) mở ra, Y điện mở tiếp điểm Y mạch động lực - Đồng thời tiếp điểm thường mở đóng chậm RT (67-68) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ O - Cuộn dây công tắc tơ O có điện đóng tiếp điểm O (13-14) lại để tự trì - Mở tiếp điểm O (11-12) cắt điện RT Y - Đồng thời tiếp điểm O mạch động lực đóng lại, động tiếp tục khởi động làm việc với cuộn dây stato đấu hình tam giác - Muốn động quay theo chiều ngược, ấn MN, N có điện động nối vào lưới với thứ tự đảo pha - Quá trình khởi động tương tự ta cho quay theo chiều thuận - Muốn dừng động ấn D, T (hoặc N), O điện, động cắt khỏi lưới dừng tự Các bước thực hiện: - Bước 1: Khởi động phần mềm Cade_Simu 161 Hình 4.5 Phần mềm Cade_Simu - Bước 2: Vào thư viện nguồn: chọn nguồn pha dây Hình 4.6 Thư viện nguồn Vào thư viện đóng cắt: chọn máy cắt pha, đặt tên cho máy cắt 162 Hình 4.7 Thư viện máy cắt Vào thư viện tiếp điểm, lấy tiếp điểm thường mở pha, đặt tên tiếp điểm tương ứng tên cuộn dây công tắc tơ Hình 4.8 Thư viện tiếp điểm cuộn dây 163 Vào thư viện phần tử bảo vệ, lấy phần tử đốt nóng role nhiệt pha, đặt tên cho Rơle nhiệt Hình 4.9 Thư viện phần tử bảo vệ Vào thư viện động cơ, chọn động pha dây, đặt tên cho động Hình 4.10 Thư viện động điện Vào thư viện dây nối, chọn dây pha nối phần tử lại đực mạch lực 164 Hình 4.11 Thư viện dây nối - Bước 3: Làm tương tự cho mạch điều khiển Hoàn thành mạch đổi nối tam giác động khơng đồng ba pha Hình 4.12 Sơ đồ mạch khởi động phương pháp đổi nối tam giác 165 4.2.2 Vẽ sơ đồ mạch đảo chiều quay cho động khơng đồng pha Hình 4.13 Sơ đồ mạch đảo chiều quay cho động không đồng pha Các thiết bị sơ đồ: - CD: Cầu dao đóng ngắt mạch điện - FU: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch động lực mạch điều khiển - D, MT, MN: Các nút dừng, mở thuận mở ngược - T, N Các công tắc tơ khống chế chiều quay động - FN: Rơ re nhiệt bảo vệ tải cho động Nguyên lý hoạt động: - Đóng Q cấp điện cho mạch Muốn động quay theo chiều thuận ấn MT, công tắc tơ T có điện, đóng tiếp điểm T(13-14) tự trì - Mở tiếp điểm T(11-12) tránh tác động đồng thời công tắc tơ N 166 - Đồng thời tiếp điểm T mạch động lực đóng lại cấp điện cho động Đ quay theo chiều thuận - Muốn động quay theo chiều ngược ấn MN, cơng tắc tơ N có điện đóng tiếp điểm N(13-14) tự trì, mở tiếp điểm N(11-12) tránh tác động đồng thời công tắc tơ T - Đồng thời tiếp điểm N mạch động lực đóng lại cấp điện cho động Đ quay theo chiều ngược lại - Muốn dừng động cơ, ấn nút D, công tắc tơ T (hoặc N) điện, động cắt khỏi nguồn dừng tự 4.2.3 Vẽ sơ đồ mạch điều khiển động khơng đồng pha có hãm động Các thiết bị sơ đồ: - F: Aptomat pha - MT, MN: Nút ấn mở máy thuận, mở máy ngược - D: Nút ấn dừng hãm - T N: Công tắc tơ khống chế quay thuận quay ngược - H TH: Công tắc tơ rơle thời gian khống chế trình hãm - BA CL: Máy biến áp chỉnh lưu cấp nguồn chiều cho trình hãm động - Đ: Động KĐB ba pha rơto lồng sóc - FN: Rơle nhiệt bảo vệ tải cho động 167 Hình 4.14 Sơ đồ mạch điều khiển động khơng đồng pha có hãm động Nguyên lý hoạt động: - Cấp điện cho mạch, nhấn nút MT (hoặc MN), cơng tắc tơ T (hoặc N) có điện, động nối nguồn pha làm việc theo chiều thuận (hoặc ngược) - Muốn dừng, nhấn nút D, công tắc tơ T( N) điện, động cắt khỏi nguồn pha - Đồng thời cơng tắc tơ H rơle TH có điện, đóng tiếp điểm H(13-14) tự trì, tiếp điểm H mạch động lực đóng lại cấp nguồn chiều vào động cơ, động thực trình hãm động - Quá trình hãm động kết thúc tiếp điểm TH ( 55-56 ) thường đóng mở chậm mở ra, công tắc tơ H rơle TH điện, động cắt khỏi nguồn chiều 168 4.2.4 Vẽ sơ đồ mạch khởi động động không đồng pha qua cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian Hình 4.15 Sơ đồ mạch khởi động động không đồng pha qua cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian Các thiết bị sơ đồ: - AT: Áp to mát đóng cắt mạch điện bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực - RT1, RT2: Rơ le thời gian khống chế trình khởi động - KD: Công tắc tơ cấp nguồn cho mach lực - KF1: Công tắc tơ đưa loại điện trở RF1 khỏi mạch roto - KF2: Công tắc tơ đưa loại điện trở RF2 khỏi mạch roto 169 - RN:Rơ le nhiệt bảo vệ tải cho động Nguyên lý hoạt động: Cấp nguồn cho mạch động lực mạch điều khiển - Ấn M cấp nguồn cho cuộn dây cơng tắc tơ KD + Đóng tiếp điểm KD(1-2) mạch điều khiển để trì cấp nguồn cho Rơ le thời gian RT1 + Đóng tiếp điểm KD mạch lực cấp nguồn pha cho động Động Đ lúc khởi động với tốc độ chậm toàn điện trở phụ mắc vào mạch roto Tiếp điểm RT1(67-68) thường mở đóng chậm sau thời gian đặt đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây cơng tắc tơ KF1 + Đóng tiếp điểm KF1 (43-44) bên mạch điều khiển cấp nguồn cho rơ le thời gian RT2 + Đóng tiếp điểm KF1 bên mạch lực loại điện trở RF1 khỏi roto động Động tăng tốc nhanh trước Rơ le thời gian RT2 có điện, tiếp điểm RT2 (67068) thường mở đóng chậm sau thời gian đặt đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây cơng tắc tơ KF2 + Đóng tiếp điểm KF2 (53-54) bên mạch điều khiển để trì cho cuộn dây KF2 + Đóng tiếp điểm KF2 bên mạch lực loại điện trở RF2 khỏi roto động Động tăng tốc với tốc độ làm việc định mức NỘI DUNG THẢO LUẬN Nội dung phần thảo luận 1: Đọc sơ đồ điện công nghiệp Nội dung phần thảo luận 2: Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô sơ đồ mạch điện cơng nghiệp TĨM TẮT NỘI DUNG CỐT LÕI 170 Đọc đươc cấu tạo, nguyên lý hoạt động số sơ đồ mạch điện công nghiệp Hướng dẫn sử dụng phần mềm Cade_Simu thiết kế mơ số mạch điển hình CÂU HỎI, BÀI TẬP HƯỚNG DẪN ỖN TẬP, THẢO LUẬN Thiết kế mạch Khởi động động KĐB xoay chiều pha theo kiểu Y/∆ vẽ A4 có định dạng khung vẽ Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô mạch Khởi động động KĐB xoay chiều pha theo kiểu Y/∆ Thiết kế mạch Khởi động động KĐB xoay chiều pha qua cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian vẽ A4 có định dạng khung vẽ Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô mạch Khởi động động KĐB xoay chiều pha qua cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian Thiết kế mạch đảo chiều quay động KĐB xoay chiều pha vẽ A4 có định dạng khung vẽ Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô mạch đảo chiều quay động KĐB xoay chiều pha Thiết kế mạch hãm động động KĐB xoay chiều pha vẽ A4 có định dạng khung vẽ Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô mạch hãm động động KĐB xoay chiều pha 171 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Lộc, Sử dụng AutoCAD 2008, NXB Tổng hợp TP.Hồ Chí Minh, 2007 Nguyễn Cơng Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch; Hệ thống cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp, đô thị nhà cao tầng; NXB KH KT, 2005 Quyền Huy Ánh, Giáo trình CAD kỹ thuật điện; NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2011 Phan Đăng Khải, Kỹ thuật lắp đặt điện, NXB Giáo dục, năm 2003 172