Nghiên cứu phần mềm simaris siemens kết hợp với revit thiết kế hệ thống cung cấp điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM SIMARIS SIEMENS KẾT HỢP VỚI REVIT THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN MÃ SỐ: SV2020-15 SKC 0 7 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM SIMARIS SIEMENS KẾT HỢP VỚI REVIT THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SV 2020 - 15 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Cơng Lý TP Hồ Chí Minh, 7/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM SIMARIS SIEMENS KẾT HỢP VỚI REVIT THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SV 2020 - 15 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật Điện – Điện tử SV thực hiện: Nguyễn Công Lý Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 171421C, Khoa Điện- Điện Tử Năm thứ: /Số năm đào tạo: Ngành học: Công nghệ kỹ thuật điện – điện tử Người hướng dẫn: ThS Lê Trọng Nghĩa TP Hồ Chí Minh, 7/2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .8 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM SIMARIS .10 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIMARIS DESIGN 10 1.1.1 Cơ sở tính tốn phần mềm 11 1.1.2 Các menu 26 1.2 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM SIMARIS PROJECT 35 1.2.1 Những lợi sử dụng phần mềm SIMARIS PROJECT .35 1.2.2 Lưu đồ thiết kế với phần mềm SIMARIS PROJECT 36 1.3 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM SIMARIS CURVES 46 1.3.1 Giới thiệu chung .46 1.3.2 Khả phần nềm SIMARIS CURVES 46 1.3.3 Lưu đồ trình tự làm việc phần nềm SIMARIS CURVES 46 2.2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN TRÊN PHẦN MỀM SIMARIS DESIGN 50 2.2.1 Khởi động phần mềm .50 2.2.2 Nhập thông tin dự án 51 2.2.3 Thiết lập sơ đồ đơn tuyến mạng điện hạ áp 53 2.2.4 Nhập thông số cho phần tử .54 2.2.6 Phối hợp đặc tuyến thiết bị bảo vệ 56 2.2.7 Hiển thị kết tính tốn 57 2.3 VÍ DỤ MINH HỌA 58 2.3.1 Khởi động phần mềm SIMARIS DESIGN 60 2.3.2 Nhập thông số chung 61 2.3.3 Tạo sơ đồ đơn tuyến vẽ nguyên lý 62 2.3.4 Nhập thông số cho phần tử 63 2.3.5 Tính tốn mạng điện 65 2.2.6 Phối hợp đặc tuyến thiết bị bảo vệ: 69 2.2.7 Xuất kết dự án: 70 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hệ số K S cho tủ phân phối Bảng 1.2 Các loại phương thức lắp đặt 10 Bảng 1.3 Hệ số phụ thuộc cách lắp đặt theo tiêu chuẩn IEC 12 Bảng 1.4 Hệ số K1 nhiệt độ môi trường khác 30oC 13 Bảng 1.5 Hệ số K2 theo số mạch cáp theo hàng đơn 14 Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật tủ SIVACON S8 41 Bảng 1.7 Thiết bị phân phối hạ tủ SIVACON S8 42 Bảng 1.8 Thông số kỹ thuật hệ thống 44 Bảng 2.1 Thông số phụ tải sơ đồ nguyên lý 67 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTS Busbar Trunking system CAD Computer Aided Design CB Circuit Breaker IEC International Electrotechnical Commision BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM SIMARIS SIEMENS KẾT HỢP VỚI REVIT THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Công Lý Mã số SV: 17142275 Khoa: Điện – Điện tử - Lớp: 171421C - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Lớp Khoa Nguyễn Xuân Ánh 17142209 171421C Điện – Điện tử Nguyễn Minh Cảnh 17142216 179420A Điện – Điện tử - Người hướng dẫn: ThS Lê Trọng Nghĩa Mục tiêu đề tài: - Tìm hiểu cách sử dụng ứng dụng phần mềm SIMARIS hãng SIEMENS vào thiết kế hệ thống cung cấp điện - Tìm hiểu cách liên kết file để xuất file từ SIMARIS qua Autocad Revit Tính sáng tạo: - Có thể tính tốn thiết kế hệ thống tủ điện - Có thể xuất vẽ tủ điện sang phần mềm Revit để mô 3D Kết nghiên cứu: - Biết cách sử dụng phần mềm SIMARIS để thiết kế hệ thống cung cấp điện - Xuất file vẽ số liệu tính tốn phần mềm SIMARIS sang file Autocad Revit Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Có thể lấy liệu báo cáo làm sở cho nghiên cứu giúp ích cho việc soạn thảo giáo án cho môn học Cung Cấp Điện, CAD kĩ thuật điện Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày 27 tháng năm 2020 SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài: Ngày 27 tháng năm 2020 Người hướng dẫn (kí, họ tên) MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, với phát triển công nghệ thơng tin, máy tính internet làm thay đổi sống người, cơng cụ hổ trợ đắc lực công việc ngày Và kỹ sư, kỹ thuật viên phần mềm máy tính lại phần khơng thể thiếu cơng tác thiết kế, tính tốn Các phần mềm máy tính hổ trợ cho người làm kỹ thuật gọi chung CAD (Computer Aided Design) Với CAD, người thiết kế hồn thành tốt dự án mình, đồng thời giảm thời gian thiết kế, giảm chi phí nhân lực, tài Đối với sinh viên, kỹ thuật viên nghành kỹ thuật điện cần phải trang bị tốt kỹ sử dụng máy tính, đặc biệt phần mềm CAD Nhận thấy tầm quan trọng nói trên, nhóm đề xuất nghiên cứu phần mềm thiết kế hệ thống điện hạ áp SIMARIS (bao gồm ba phần mềm: SIMARIS design, SIMARIS project, SIMARIS curves) kết hợp với Revit thiết kế hệ thống cung cấp điện Bộ phần mềm Simaris với nhiều ưu điểm nhiên chương trình học trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh cịn chưa đưa vào cho sinh viên áp dụng, học tập nghiên cứu Chính vậy, việc nghiên cứu phần mềm Simaris nhằm phục vụ cho giảng khoa phần mềm Tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài Ngoài nước: chủ yếu tài liệu hướng dẫn sử dụng, sổ tay kỹ thuật phần mềm SIMARIS SIEMENS Trong nước: phần mềm thiết kế hệ thống điện hạ áp, có nhiều cơng trình nghiên cứu, riêng phần mềm SIMARIS SIEMENS có cơng trình nghiên cứu, việc nghiên cứu phần mềm SIMARIS kết hợp với Revit chưa có cơng trình nghiên cứu Mục tiêu đề tài - Tìm hiểu cách sử dụng, chức cụ thể phần mềm SIMARIS - Xây dựng, thiết kế ví dụ mạng hạ kết hợp phần trung thế, ứng dụng phần mềm Simaris để giải yêu cầu ví dụ thực tế - Tìm hiểu cách liên kết file để xuất file từ Simaris qua Autocad Revit Lấy liệu báo cáo làm sở cho nghiên cứu giúp ích cho việc soạn thảo giáo án cho môn học Cung Cấp Điện, CAD kĩ thuật điện Phương pháp nghiên cứu Đề tài: nghiên cứu phần mềm simaris siemens kết hợp với revit thiết kế hệ thống cung cấp điện đề tài nghiên cứu kỹ thuật Để thực đề tài này, nhóm tham khảo tài liệu nước, chủ yếu tài liệu, sách hướng dẫn hãng Siemens Căn vào kiến thức sở học từ nhà trường, tham khảo sách “Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC”, nhóm nghiên cứu viết tài liệu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu xây dựng thiết kế hệ thống cung cấp điện hạ cho tịa nhà thơng qua phần mềm SIMARIS Dùng phần mềm để mơ tính toán xuất vẽ sơ đồ động lực phần mềm Autocad file vẽ tủ điện 3D phần mềm Revit Phạm vi nghiên cứu xoay quanh phần mềm SIMARIS SIEMENS phần phần mềm REVIT hãng Autodesk  Nhập thông số cho hạ  Điện áp định mức: 400 V  Tần số: 50 Hz  Điện áp cảm ứng cho phép: 50 V  Nhiệt độ môi trường làm việc thiết bị: 450C  Phần trăm điện áp tham chiếu: 100%  Sụt áp điện áp tối đa: 14%  Tiết diện dây lớn nhất: 800mm2  Tiết diện dây nhỏ nhất: 1.5mm2 2.3.3 Tạo sơ đồ đơn tuyến vẽ nguyên lý Lấy phần tử tương ứng thư viện SIMARIS DESIGN, đưa vào cửa sổ soạn thảo vào xếp theo vị trí mong muốn kết nối phần tủ theo vẽ Bản vẽ đính kèm phần phụ lục 62 2.3.4 Nhập thông số cho phần tử  Biến áp  Tên: MÁY BIẾN ÁP  Nhà sản xuất: SIEMENS  Loại sản phẩm: GEAFOL  Loại tổ nối dây: Dyn11  Quạt làm mát: Không  Các thông số khác SIMARIS tự xác định q trình tính tốn  Máy phát điện  Tên: MÁY PHÁT ĐIỆN  Nhà sản xuất: Chọn theo tiêu chuẩn  Xd’’: Điện kháng siêu q độ  Các thơng số cịn lại SIMARIS tự xác định q trình tính tốn  Tải chung  Tên: MDB-B2  Loại mạng điện: 3+N  Pha: L1-L2-L3-N  Công suất tác dụng: 24.4 kW  Cosφ: 0.8  Dòng điện định mức: 400V  Hệ số sử dụng: 0.8  Loại tải: Cảm ứng  Vị trí lắp đặt: Trong nhà 63  Tải tụ bù:  Tên: CAPACITOR_1  Dung lượng tụ bù: 50 kvar  Mô – đun tụ:  Số mô – đun hoạt động:  Phần trăm mát lượng: 0.001%  Điện áp định mức: 400V  Tần số: 50Hz  Chống sét Chọn loại thiết bị đóng cắt: Chọn cầu chì đóng ngắt  Thanh  Tên: DB2  Loại hệ thống cái: LIC  Loại gắn: Gắn theo chiều dọc  Hệ số suy giảm theo nhiệt độ hoạt động: 0.95  Phần trăm sụt áp: 4%  Chiều dài: 81 m 64  Dây dẫn  Tên: LV-C/L 1.1A.1  Loại cáp: cáp đơn  Chất liệu lõi: Đồng  Chất liệu vỏ bọc: PVC70  Chọn loại lắp đặt: C  Hệ số suy giảm phụ thuộc vào điều kiện lắp đặt: 0.65  Phần trăm độ sụt áp: 4%  Chiều dài dây: 15m  Các thơng số cịn lại phần mềm tự tính tốn 2.3.5 Tính tốn mạng điện Đầu tiên chọn chế độ vận hành mạng để tính tốn, nhấp chuột vào biểu tượng để thiết lập chế độ tính tốn 65 Mạng tính chế độ, chế độ nguồn lưới chế độ máy phát dự phòng Khi nhấp vào biểu tượng , phần mềm tính tốn tồn mạng điện Sau tính tốn xong, thơng số phần mềm tính tốn hiển thị bên phải thiết bị, nhấp vào biểu tượng sau để xem giá trị tính tốn,  Kết tính tốn tải cố định: Nhấp vào biểu tượng Khi nhấp vào , phần mềm hiển thị kết hình dưới: , kết tính tốn sau: 66 Khi nhấp vào , kết tính tốn sau: Khi nhấp vào , kết tính tốn sau:  Kết tính tốn tải tụ bù: Trong đó: Qn: Dung lượng tụ bù Un: Điện áp định mức 67 Ikmax: Dòng điện ngắn mạch lớn Ikmin: Dòng điện ngắn mạch nhỏ Ibs: Dịng tính tốn tụ ∑Δu: Tổng sụt áp đường dây  Kết tính tốn dây dẫn: Trong đó: Ib dịng làm việc tải Iz dịng phát nóng cho phép dây dẫn Ftot hệ số suy giảm lắp đặt  Kết tính tốn máy biến áp: Trong đó: Ukr điện áp ngắn mạch tính theo phần trăm, cho biết tổn thất điện áp cuộn dây máy biến áp máy biến áp mang tải In1: Dịng định mức máy biến áp phía sơ cấp In2: Dịng định mức máy biến áp phía thứ cấp 68 Ibs: Tổng dòng làm việc tải Sn: Dung lượng máy biến áp  Kết tính tốn máy phát: Trong đó: Pn: Cơng suất máy biến áp Sn: Dung lượng máy biến áp In: Dòng máy phát Ib: Dòng làm việc tải Ikmax: Tổng dòng ngắn mạch tối đa Ikmin: Tổng dòng ngắn mạch tối thiểu Ik1D: Dòng ngắn mạch pha Ik3D: Dòng ngắn mạch pha Xd”: Điện kháng siêu độ 2.2.6 Phối hợp đặc tuyến thiết bị bảo vệ: Để kiểm tra tính chọn lọc cầu chì, CB,…Cần so sánh đường cong đặc tuyến bảo vệ có phù hợp hay khơng Lần lượt xét đặc tuyến CB phía (phía nguồn) CB cần so sánh, kiểm tra Nhấp vào CB cần kiểm tra, sau nhấp vào biểu tượng cơng cụ 69 Ở đây, CB điều chỉnh dòng cắt tải Ir dòng cắt ngắn mạch Isd (có thể điều chỉnh thời gian cắt tải thời gian cắt ngắn mạch), Ii dòng cắt ngắn mạch tức thời Đường đặc tuyến màu xanh CB phía hạ nguồn, đường đặc tuyến màu đỏ CB phía thượng nguồn Đường màu xanh nằm hoàn toàn bên trái so với đường màu đỏ, yêu cầu bảo vệ chọn lọc thỏa Cứ thế, tiếp tục kiếm tra tính bảo vệ chọn lọc CB tầng bảo vệ cịn lại Nếu tính bảo vệ chọn lọc CB khơng thoả cần chỉnh định thông số tác động bảo vệ CB để loại bỏ không thoả Trong trường hợp, khả điều chỉnh thông số tác động bảo vệ CB bị hạn chế cần phải thay CB thích hợp 2.2.7 Xuất kết dự án: Để xuất kết tính tốn, vào , chọn mục cần xuất: Phần mềm xuất file tài liệu dự án, danh sách thiết bị, file cài đặt cho thiết bị, danh sách cái, danh sách cáp, danh sách dòng ngắn mạch, tài liệu chọn lọc CB, file sơ đồ dạng Autocad dạng PDF, đặc biệt file thêm vào phần mềm SIMARIS PROJECT để xuất tủ điện 70 , file để Tiếp theo thêm file có IFC mà từ phần mềm SIMARIS PROJECT xuất vào REVIT Thì thấy mơ hình 3d tủ phần mềm Revit  Tủ trung 8DJH:  Máy biến áp:  Tủ Hạ SIVACONS4: 71  Tủ hạ SIVACON S8: 72 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU  Ứng dụng: - Phần mềm áp dụng để tính tốn thiết kế thi công hệ thống điện lớn, nhỏ phù hợp với dự án mà người sử dụng yêu cầu - Tiếp cận sử dụng dễ dàng thiết bị cơng ty SIMENS cách xác - Có thể xem thơng số dự án điện thoại di động - Biết kích thước, khơng gian thành phần để từ đặt vị trị kết nối đến thiết bị khác  Hướng phát triển: - Xây dựng thiết kế dự án lớn phức tạp - Khắc phục vấn đề khơng thể xố nhánh, xố nhánh mẹ nhánh bị xóa - Hồn thiện xuất liệu từ SIMARIS PROJECT qua REVIT, khắc phục vấn đề xuất vẽ sang REVIT loại tủ chưa rõ cụ thể chi tiết bên tủ ĐÁNH GIÁ THÀNH QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC Sau “nghiên cứu phần mềm SIMARIS kết hợp REVIT thiết kế hệ thống cung cấp điện” nhóm có khả đọc phân tích vẽ điện, từ xây dựng thiết kế mạch động lực cho dự án tồ nhà với phần nềm SIMARIS DESIGN Ngồi ra, tính tốn lựa chọn thiết bị trung thế, hạ cho hệ thống theo tiêu chuẩn IEC Thơng qua thiết kế nhóm trau dồi kiến thức ngành M&E, biết nhiều trang thiết bị đến từ hãng SIEMENS tủ điện, máy biến áp,…và xác định kích thước, đặt xác thiết bị phù hợp vào vị trí hệ thống phần mềm SIMARIS PROJECT Sau biểu diễn thiết bị qua phần mềm REVIT KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu tìm hiểu đề tài “nghiên cứu phần mềm SIMARIS kết hợp REVIT thiết kế hệ thống cung cấp điện” hoàn thành báo cáo Đề tài giới thiệu cách sử dụng phần mềm SIMARIS SIEMENS thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tồ nhà Đồng thời, tự thiết kế sử dụng loại tủ trung thế, tủ 73 hạ thế, tủ điện phân phối, hệ thống dẫn… Để từ phát triển lên hệ thống lớn cho dự án khác Qua thấy rằng, việc áp dụng phần mềm để thiết kế mạng điện cần thiết thuận tiện cho việc vận hành dự án tương lai Kết có ngày hơm phát triển không ngừng hãng SIMENS lĩnh vực điện, áp dụng cho dự án cơng trình vừa nhỏ Giờ việc thiết kế hệ thống điện phần mềm chuyên dụng, đồ hoạ giúp người vận hành dễ dàng thao tác sử dụng Như việc nghiên cứu đề tài thực tế cần thiết Việc sử dụng phần mềm SIMARIS SIEMENS để tính tốn cung cấp điện, xác định trước kích thước thiết bị để từ lập kế hoạch cho hệ thống điện nhà cách hiệu nhanh chóng Tuy vậy, thời gian nghiên cứu có hạn trình độ cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi sai sót nhầm lẫn Nhóm mong nhận góp ý thầy bạn để báo cáo hồn chỉnh Trước kết thúc đề tài, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lê Trọng Nghĩa, người hướng dẫn nhóm chúng em suốt q trình làm đề tài Em xin cảm ơn đến thầy cơ, bạn giúp đỡ nhóm nhiều thời gian qua 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO “Giáo trình cung cấp điện”, PGS.TS Quyền Huy Ánh, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, 2014 “Giáo trình CAD kỹ thuật điện”, PGS.TS Quyền Huy Ánh, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TpHCM, 2011 Sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 Sách hướng dẫn phần mềm SIMARIS design SIMARIS Project hãng Siemens :https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:65355ff53f16016a9aa1a25f826e 7526737b470a/version:1587981500/simaris-technical-manual-2016-en.pdf 5.Sách hướng dẫn cách sử dụng phần mềm SIMARIS Design SIMARIS Project: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:9a3c573a0da569512341e42011b3 64e99021934d/version:1587981499/tutorial-simaris-design-9-0-en.pdf 75 ... án cho môn học Cung Cấp Điện, CAD kĩ thuật điện Phương pháp nghiên cứu Đề tài: nghiên cứu phần mềm simaris siemens kết hợp với revit thiết kế hệ thống cung cấp điện đề tài nghiên cứu kỹ thuật Để... mềm thiết kế hệ thống điện hạ áp SIMARIS (bao gồm ba phần mềm: SIMARIS design, SIMARIS project, SIMARIS curves) kết hợp với Revit thiết kế hệ thống cung cấp điện Bộ phần mềm Simaris với nhiều ưu... phần mềm SIMARIS SIEMENS Trong nước: phần mềm thiết kế hệ thống điện hạ áp, có nhiều cơng trình nghiên cứu, riêng phần mềm SIMARIS SIEMENS có cơng trình nghiên cứu, việc nghiên cứu phần mềm SIMARIS