XVII Hệ thống phòng
1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ECODIAL
Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực Điện – Điện Tử, nhiều chương trình điện toán thiết kế với sự giúp đỡ của máy tính giúp người dạy và học giải quyết nhiều vấn đề, tiết kiệm chi phí, thời gian và công sức mà trong giáo dục thường hay gặp phải. Hiện có rất nhiều chương trình thiết kế phục vụ cho chuyên ngành Điện, Điện tử, Tự động hóa v.v: Trong số các chương trình liên quan đến chuyên ngành Điện công nghiệp, Ecodial ngày càng được sử dung rộng rãi tại các Trường, Viện, Cở sở thiết kế v.v. do chương trình dễ cài đặt và dễ sử dụng. Tài liệu này được biên soạn nhằm giúp bạn đọc nhất là học sinh, sinh viên, giáo viên giảng dạy tại các trường, có thêm tài liệu tham khảo trong việc thực hành Vẽ- Tính toán, thiết kế mạng điện động lực trên máy tính.
Chuyên đề “ Tính Toán, Thiết Kế Mạng Điện Với Ecodial” trình bày những vấn đề cơ bản, giúp bạn đọc khai thác và sử dụng có hiệu quả chương trình Ecodial trong thời gian ngắn nhất. Tài liệu được biên soạn với các hướng dẫn từng bước, cùng với hình ảnh minh họa được cắt trực tiếp từ màn hình máy tính giúp người học, nhất là những người không có điều kiện tới lớp với những kiến thức được trang bị về chuyên môn sẽ tự học nhanh dễ chương trình đầy quyền năng này.
2. ỨNG DỤNG
Ecodial 3 cũng có các phần hỗ trợ tương tự như các chương trình Matlab, EasyPower, PowerWorld … dùng trong thiết kế phân tích, tính toán các phụ tải thuộc về lĩnh vực điện. Nhưng đối với Ecodial 3 một chương trình thiết kế Điện có tính năng phổ cập, sẽ nhanh chóng giúp bạn trong việc thiết kế và tính toán các sơ đồ điện chiếu sáng sinh hoạt gia đình, các sơ đồ điện của các khu công nghiệp, các nhà máy và các xưởng có nhiều thiết bị máy móc tiêu thụ điện năng có công suất nhỏ từ vài chục cho đến hàng ngàn kilowatt…
Ecodial 3 là một chương trình chuyên dùng hỗ trợ tính toán , thiết kế, lắp đặt mạng điện phía hạ áp. Chương trình này cung cấp cho người thiết kế đầy đủ các loại nguồn, thư viện linh kiện, các kết quả đồ thị tính toán… với một cửa sổ giao diện làm việc đầy đủ các chức năng cho việc lắp đặt hạ áp. Chú ý: Ecodial là chương trình cho kết quả tương thích với tiêu chuẩn quốc tế IEC.
3. TÍNH TOÁN
Earthing arrangement: TN-S (sơ đồ nối đất phía hạ áp) Voltage: 380 V (Điện áp định mức phía hạ áp)
Max. permissible CSA: 120.0 mm² (Tiết diện cho phép tối đa của dây dẫn)
CSA N / CSA Ph: 1 (Tiết diện dây trung tính phải bằng tiết diện dây pha chọn yes/no.)
CSA tolerance: 5.0 % (Sai số cho phép) Target power factor: 0.96 ( Hệ số công suất) System frequency: 50 Hz ( Tần số hệ thống)
Circuit : BT1/BT2 ( T1-C1-Q1/T3-C3-Q3) - Calculated
Upstream :(phía trên)
Downstream : (phía dưới) BTS1 ( thanh dẫn)
Voltage : 380
Source : ( nguồn) T3
Upstream
Upstream short-circuit power: 500 MVA (công suất ngắn mạch cực đại phía cao áp) Upstream impedances: Resistance Rt: 0.0317 mOhm
Inductance Xt: 0.3168 mOhm
Transformer : (máy biến áp)
Type: immersed-type
Number of transformers: 2 ( số máy biến áp) Earthing arrangement: TN-S ( kiểu nối đất)
Total power: 1500 kVA ( công suất tổng của 2 máy biến áp) Unit power: 750 kVA ( khối nguồn)
Connection: Delta-Star (kiểu nối dây sao – tam giác)
Short-circuit voltage: 5.00 % (điện áp ngắn mạch máy biến áp tính theo phần trăm) Source impedances: Resistance Rt: 2.6321 mOhm ( trở kháng )
Inductance Xt: 10.2818 mOhm (cảm kháng) Ib: 1085.24 A ( dòng định mức tổng máy biến áp)
Cable : (cáp) C3
Length: 50.0 m (chiều dài)
Installation method: F-touching, in a ribbon cable (phươg pháp lắp đặt) Single-core cables on brackets or wire meshes Cable type: Single-core (loại cáp – cáp đơn)
Number of layers: 1 ( số lớp)
Insulation: PVC (chất cách điện –cáp cách điên bằng polyvinyl chloride) Ambient temperature: 30 °C (nhiệt độ xung quanh)
Permitted current by the cable (Iz):
Iz under normal conditions of use (A): 1199.8 A Iz x correction factors (real conditions of use): 1151.8 A
CSA (mm²) theoretical used reference metal
Per phase 3 x 101.6 3 x 120.0 Copper
Neutral 3 x 101.6 3 x 120.0 Copper
PE 1 x 95.0 1 x 95.0 Copper
Bảng tiết diện cáp Trong đó: CSA_tiết diện cắt ngang(mm2)
Per phase: dây pha Neutral: dây trung tính PE: dây nối đất
∆U (%) 0.00 1.7744 1.77 Bảng tính độ sụt áp
Calculation results: Kết quả tính toán
Isc upstr. Ik3max Ik2max Ik1max Ik2min Ik1min I fault (kA) 18.3486 15.8904 15.4265 14.0550 13.3087 8.8249
R (mΩ) 5.2346 10.4693 7.8055 11.9089 9.2451 18.4244 X (mΩ) 12.0986 24.1973 13.5986 24.1973 13.5986 16.5986 Z (mΩ) 13.1825 26.3650 15.6795 26.9691 16.4437 24.7986 Trong đó:
Isc upstr_dòng ngắn mạch phía trên Ik3max_dòng ngắn mạch 3 pha cực đại Ik2max_ dòng ngắn mạch 2 pha cực đại Ik1max_ dòng ngắn mạch 1 pha cực đại Ik2min_ dòng ngắn mạch 2 pha cực tiểu Ik1min_ dòng ngắn mạch 1 pha cực tiểu I fault_dòng sự cố giữa dây pha với dây PE.
Circuit breaker: Q3 (Thiết bị bảo vệ)
Name: NS1600bH-85.0 kA
Frame rating (In): 1600 A ( dòng định mức của CB được chọn)
Trip unit rating: 1600.00 A (dòng định mức cực đại của cơ cấu tác động đối với loại CB được chọn)
Trip unit: Micrologic 5.0 (đặc tuyến đường cong bảo vệ của CB và loại bộ tác động của CB)
Number of poles: 4P4d (số cực) Settings: (cài đặt)
Magnetic: Im(Isd) = 10.0 x Ir = 11200.00 A ((In_là giá trị ngưỡng của dòng từ) tm = 50 ms (thời gian bảo vệ)
Circuit : BTS1 ( B2) – Calculated (mạch) Upstream : BT2 (phía trên)
Downstream : CAU DAO1 (phía dưới) Voltage : 380 (điện áp)
Busbars: B2 (thanh cái)
Designation: Linergy 250 (thông số kỹ thuật của thanh dẫn)
Dimensions: 0.5 m-1// 20.0 mmx100 mm (kích thước của thanh dẫn) Type : Prisma Plus-Linergy (loại thanh dẫn)
Metal: Copper (kim loại)
Ambient temperature: 30 °C (nhiệt độ môi trường) I available: 2500 A (giá trị dòng điện)
Short-circuit temperature: 145 °C (dòng ngắn mạch cực đại ở nhiệt độ 145°C ) Isc max: 36.70 kA (dòng ngắn mạch cực đại)
Ks : 1.00 (hệ số sử dụng)
Peak Isc (kA) : 77.06 kA (dòng ngắn mạch đỉnh ) Voltage drop: 0.1572 % (sụt áp)
Circuit : CAU DAO1 ( Q14) – Calculated
Upstream : BTS1 (phía trên) Downstream : BTS2 (phía dưới) Voltage : 380 (điện áp định mức)
Circuit breaker: Q14 (thiết bi bảo vệ CB)
Trip unit rating: 1000.00 A (dòng định mức cực đại của cơ cấu tác động đối với loại CB được chọn)
Trip unit: Micrologic 2.0 (đặc tuyến đường cong bảo vệ của CB và loại bộ tác động của CB)
Number of poles: 3P3d (số cực Settings: (cài đặt)
Overload: Ir = 900.0 A (giá trị của dòng nhiệt) Magnetic: Im(Isd) = 1350 A (giá trị của dòng từ ) tm = 80 ms (thời gian bảo vệ)
Load ( Tải)
I: 872.84 A
Polarity of circuit: 3P+N (cực tính của mạch) P: 488.29 kW
Earthing arrangement: TN-S (kiểu nối đất) Power factor 0.85 (hệ số công suất)
Ku: 1.0 (hệ số nhu cầu)
Number of identical circuits: 1 (số của mạch giống nhau)
Circuit : BTS2 ( B13) – Calculated (mạch)
Upstream : CAU DAO1 (phía trên ) Downstream : QT CAT (phía dưới) Voltage : 380 (điện áp)
Busbars: B13 (thanh cái)
Designation: Linergy 1000 (thông số kỹ thuật của thanh dẫn) Dimensions: 0.0 m-1// 20.0 mmx100 mm (kích thước thanh dẫn) Type : Prisma Plus-Linergy (loại)
Ambient temperature: 30 °C (nhiệt độ môi trường) I available: 1040 A (giá trị )
Short-circuit temperature: 145 °C (dòng ngắn mạch cực đại ở nhiệt độ 145 °C) Isc max: 18.35 kA (dòng ngắn mạch cực đại)
Ks : 1.00 (hệ số sử dụng )
Peak Isc (kA) : 36.70 kA (dòng ngắn mạch đỉnh ) Voltage drop: 0.0558 % (sụt áp)
Circuit : QT Cắt ( Q6-C6-L6) – Calculated (mạch)
Upstream : BTS2 (phía trên) Voltage : 380 (điện áp)
Circuit breaker: Q6 (thiết bị bảo vệ CB)
Name: NG125N-25.0 kA (tên hãng)
Frame rating (In): 125 A (dòng của CB được chọn)
Trip unit rating: 63.00 A (dòng định mức cực đại của cơ cấu tác động đối với loại CB dược chọn)
Trip unit: C (dặt tuyến đường cong của CB và loại bộ tác dộng của CB) Number of poles: 3P3d (số cực)
Settings: (cài đặt)
Overload: Ir = 63.0 A (giá trị ngưỡng của dòng nhiệt)
Cable : C6 (cáp)
Length: 150.0 m (chiều dài)
Installation method: F-touching, in a ribbon cable (phuong pháp lắp ráp) Single-core cables on perforated horizontal shelves (phương pháp lắp ráp)
Insulation: PVC (chất cách điện –cáp cách điên bằng polyvinyl chloride) Ambient temperature: 30 °C (nhiệt độ môi trường)
Permitted current by the cable (Iz): (dòng diện cho phép của cáp)
Iz under normal conditions of use (A): 114.4 A (Iz ở điều kiện bình thường) Iz x correction factors (real conditions of use): 112.1 A (Iz ở điều kiện thực tế)
CSA (mm²) theoretical used reference metal
Per phase 1 x 9.6 1 x 25.0 Copper
Neutral 1 x 9.6 1 x 25.0 Copper
PE 1 x 10.0 1 x 16.0 Copper
Bảng tiết diện cáp CSA (mm²)_tiết diện cắt ngang
Theoretical_lý thiết Used_sử dụng
Reference_tham chiếu Metal_kim loại
Per phase_dây pha Neutral_dây trung tính PE_dây nối đất
Voltage drop upstream circuit downstream
∆U (%) 1.83 3.1290 4.96
Bảng tính sụt áp Voltage drop_sụt áp
Circuit_mạch
Downstream_sụt áp dưới
Calculation results: (kết quả tính toán)
Isc upstr. Ik3max Ik2max Ik1max Ik2min Ik1min I fault (kA) 18.3486 2.0298 1.7579 1.0350 1.3380 0.7846 0.6256
R (mΩ) 5.2870 116.3470 232.6940 230.0302 278.578 275.914 347.5896 X (mΩ) 12.2486 25.7486 51.4973 41.1986 51.4973 40.8986 39.3986 Z (mΩ) 13.3409 119.1621 238.3243 233.6904 283.298 278.929 349.8154
Load (tải)
I: 57.02 A Polarity of circuit: 3P+N (cực tính của mạch) P: 31.90 kW Earthing arrangement: TN-S (kiểu nối đất) Power factor 0.85 (hệ số công suất)
Ku: 1.0 (hệ số nhu cầu)
Number of identical circuits:1 (số mạch giống nhau)
Kết quả tính toán bằng tay
Dòng tính toán từ máy biến áp đến tủ phân phối: Iđm=1085 (A)
Kiểm tra kết quả tính toán bằng máy
Từ máy biến áp đến tủ phân phối : Dòng điện: Iđm=1085 (A)
Cáp: Icpdd=1199,8 (A)
Tiết diện dây dẫn dây pha 3x120 (mm2) R=5.24 (Ω/m), X=12 (Ω/m)
∆u=6.7 (v)
Thiết bị bảo vệ circuit-breaker (CB): NS1600bH-85kA Dòng điện: Iđm=1600 (A)
Tiết diện thanh dẫn: 20x100 (mm2) Icptd=2500 (A)
Từ tủ phân phối đến tải: P=488.29 (KW) I=872 (A) Kích thước thanh dẫn 20x100 (mm2) Icpptd=1040 (A) IN=18.35(A) ∆u=1.9 (V)
Từ tủ phân phối đến quy trình cắt:
Thiết bị bảo vệ circuit-breaker (CB):NG 125N-25KA Iđm=125(A)
Cáp dài 150 (m)
Tiết diện dây pha : 1x25 (mm2) Tiết diện dây PE: 1x25 (mm2)
Kiểm tra kết quả tính toán bằng máy
Từ máy biến áp đến tủ phân phối : Dòng điện: Iđm=1085 (A)
Cáp: Icpdd=1199,8 (A)
Tiết diện dây dẫn dây pha 3x120 (mm2) R=5.24 (Ω/m), X=12 (Ω/m)
Tiết diện dây dẫn dây trung tính :PE 1x95 (mm2)
Thiết bị bảo vệ circuit-breaker (CB): NS1600bH-85kA Dòng điện: Iđm=1600 (A)
Tiết diện thanh dẫn: 20x100 (mm2) Icptd=2500 (A)
Từ tủ phân phối đến tải: P=488.29 (KW) I=872 (A) Kích thước thanh dẫn 20x100 (mm2) Icpptd=1040 (A) IN=18.35(A) ∆u=1.9 (V)
Từ tủ phân phối đến quy trình cắt:
Thiết bị bảo vệ circuit-breaker (CB):NG 125N-25KA Iđm=125(A)
Cáp dài 150 (m)
Tiết diện dây pha : 1x25 (mm2) Tiết diện dây PE: 1x25 (mm2)
Nhận xét: kết quả tính toán bằng tay và kết quả bằng máy có sự chênh lệch nhưng không lớn lắm, chủ yếu là sai lệch tiết diện dây do ta chọn chiều dài và loại dây khác nhau. Nhưng vẫn đảm bảo đúng công suất, dòng ngắn mạch, độ sụt áp dòng điện cho phép.
Như vậy, khi tính toán bằng phần mềm để tính toán ta so sánh kết quả giữa phần mềm và tính toán bằng các công thức toán học, các đồ thị phụ tải thì sự sai lệch về kết quả tính toán là không lớn lắm. Việc sử dụng Ecodial trong việc thiết kế mạng điện hạ thế là rất cần thiết vì khi tính toán bằng các tay xong ta có thể sử dụng phần mềm để kiểm chứng lại kết quả. Ecodial sẽ tính toán mạng điện qua hai chế độ:
o Chế độ tính toán theo Pre-sizing: Ước tính rất nhanh chế độ kích thước của mạng.
o Chế độ Calculate: Tính toán theo từng bước theo các đặc tính hay những ràng buộc đă cho
Khi ta nhập vào công suất, kích thước và các thông số cần thiết thì phần mềm sự tự động tính toán cho ra kết quả dòng điện, độ sụt áp, tổn thất điện áp, lựa chọn thiết bị bảo vệ, kích thước dây dẫn, các phương pháp nối đất ..v.v. Nếu lựa chọn không đúng ta có thể vào thẳng phần mềm để nhập lại và tính toán lại để cho ra kết quả đúng nhất. Sau đó phần mềm sẽ in kết quả ra word để ta dễ dàng kiểm cho lại kết quả tính toán. Phần mềm Ecodial là một phần mềm rất hữu ích đầy tính năng, dễ sử dụng, thư viện rất là phong phú rất cần thiết cho các bạn sinh viên trong việc thiết kế mạng điện hạ thế.
CHƯƠNG 2