2.2.1. Khởi động phần mềm
Sau khi cài phần mềm SIMARIS từ trang chủ của hãng SIEMENS tiến hành mở
phần mềm bằng cách nhấp chọn biểu tưởng trên màn hình desktop.
Nếu không có biểu tượng của SIMARIS DESIGN 9 trên màn hình desktop, vào Menu Start/ SIMARIS design 9/ SIMARIS design 9 và khởi động chương trình tại đó.
Sau khi khỏi động phần mềm SINMARIS DESIGN 9 thì xuất hiện hộp thoại để lựa chọn các mục tiêu như hình vẽ:
Create a new project: Tạo một dự án mới.
Open an existing project: Mở một dự án đã làm trên máy tính.
Open the demo project: Mở dự án mẫu mà hãng siemens đã tạo sẵn trong phần mềm.
Tutorial: Là file hướng dẫn sử dụng phần mềm mà hãng cung cấp.
2.2.2. Nhập thông tin của dự án
Trước khi tạo một bản vẽ đơn tuyến, nhập thông tin cơ bản của dự án như: Tên của dự án, mô tả dự án, vị trí tọa lạc của dự án thiết kế, tên khách hàng, văn phòng thiết kế và tên của người thiết kế.
Tiếp theo là đến phần nhập các thông số cơ bản về mạng điện trung thế. Các thông số được thể hiện trong hộp thoại Create new project.
Điện áp định mức
Công suất ngắn mạch lớn nhất Công suất ngắn mạch nhỏ nhất Tiết diện dây dẫn lớn nhất Tiết diện dây dẫn nhỏ nhất
Sau khi hoàn tất việc nhập thông số đầu vào trung thế thì nhấn “NEXT” để nhập thông tin phần hạ thế.
Điện áp định mức Tần số của mạng điện Điện áp cảm ứng cho phép
Nhiệt độ môi trường hoạt động của thiết bị
Số lượng cực Chọn nối đất
Điểm tham chiếu cho tính toán sụt áp
Phần trăm điện áp tương đối tại điểm tham chiếu
Sụt áp tối đa trong mạng Tiết diện dây lớn nhất Tiết diện dây nhỏ nhất
Sau khi nhập xong các thông số cơ bản của mạng điện thì thông tin đó sẽ được thể hiện đầy đủ trong hộp thoại Project definition.
2.2.3. Thiết lập sơ đồ đơn tuyến của mạng điện hạ áp
Thư viện Nhấp chuột trái
theo phần mềm sẽ yêu cầu nhập những thông tin cơ bản về phần tử đó như: Cấu hình hệ thống, chiều dài của dây dẫn, chiều dài busbar, loại kết nối, loại chuyển mạch. Tiếp tục cho những thành phần tử khác và kết nối cho những phần tử này để hoàn thành mạng điện.
2.2.4. Nhập thông số cho các phần tử
Muốn nhập thông số cho các phần tử của mạng điện, khi lấy phần tử nào từ thư viện ra thì một hộp thoại các thông số sẽ hiện ra. ví dụ: hộp thoại để nhập thông số của tải cố định:
Chọn loại mạng điện Loại chuyển mạch
Loại kết nối (cáp/ thanh cái) Chiều dài Số cực của tải Dòng điện định mức Công suất định mức Số lượng Vị trí lắp đặt 54
Khi cần hiệu chỉnh sẽ kích đúp vào phần tử cần thay đổi thông số, thì xuất hiện ra hộp thoại cho phép chỉnh sửa.
Tên của tải Loại mạng điện
Cực tính của mạng điện Dòng điện định mức Công suất của tải Hệ số công suất Điện áp định mức Hệ số sử dụng Loại tải
Vị trí lắp đặt
Sau khi vẽ xong và chỉnh sửa các thông số của các phần tử thì tiến hành nhập hệ số đồng thời cho các thanh cái. Đây là thông số quan trọng của mạng điện nó quyết định đến việc lựa chọn các thiết bị của mạng điện. Cách nhập hệ số đồng thời như sau:
Khi kích chuột trái tại thanh cái thì ngay bên góc trái bên dưới sẽ xuất hiện hộp thoại
Properties
Kích chuột trái tại thanh cái
Sau đó nhập hệ số đồng thời vào ô simultaneity factor
Tên của thanh cái Loại mạng điện Mục tiêu tính toán Để mặc định Hệ số đồng thời Bảo vệ chống sét Áp dụng các thông số trên 2.2.6. Phối hợp các đặc tuyến của các thiết bị bảo vệ Để kiểm tra tính chọn lọc tác động giữa các
thiết bị bảo vệ, cần so sánh các đường cong đặc tuyến bảo vệ của chúng để biết được thời gian tác động có phù hợp hay không.
Điều này giúp cho việc lựa chọn thiết bị bảo vệ hay điều chỉnh các thông số cài đặt của thiết bị dễ dàng hơn, đáp ứng yêu cầu bảo vệ chọn lọc trong mạng điện.
Thao tác: nhấp chuột vào thiết bị bảo vệ cần xem đặc tuyến, nhấp tiếp vào biểu tượng , lúc này một hộp thoại sẽ hiện ra.
Đặc tuyến CB đang xét
Đặc tuyến CB
phía trên
Ở đây, có thể chỉnh định được dòng cắt quá tải, dòng cắt ngắn mạch và thời gian cắt. Để đảm bảo tính chọn lọc thì đặc tuyến bảo vệ của CB phía trên phải nằm hoàn toàn bên phải của đặc tuyến bảo vệ của CB đang xem xét.
2.2.7. Hiển thị kết quả tính toán
Các kết quả tính toán sẽ được hiển thị khi kích vào các biểu tượng trên thanh công cụ.
Biểu tượng , khi nhấp vào sẽ hiển thị được kết quả của: Dòng định mức thiết bị.
Điện áp định mức thiết bị.
Biểu tượng kế tiếp , sẽ hiển thị được kết quả của: Công suất thiết bị.
Hệ số công suất.
Độ sụt áp theo phần trăm. Dòng làm việc Ib.
Dòng hoạt động cho phép của dây dẫn Iz. Hệ số đồng thời Ks (ftot).
Biểu tượng thứ ba , sẽ hiển thị được kết quả của: Dòng ngắn mạch cực đại và dòn ngắn mạch cực tiểu. Biểu tượng cuối cùng , sẽ hiển thị được kết quả của:
Công suất phản kháng. Công suất tác dụng. Công suất biểu kiến.
2.3. VÍ DỤ MINH HỌA
Thiết kế cung cấp điện cho một tòa nhà có sơ đồ nguyên lý như hình vẽ và có bản vẽ ở phần phụ lục
Bảng 2.1:Thông số phụ tải Nhóm MDB-B2 DB-WP DB-LD MDB-B1 MDB-STP MDB-ELV EAF-B2-02 EAF-B1-02 MDB-FP DB-SPF DB-LIFT DỰ PHÒNG 1 DỰ PHÒNG 2 DỰ PHÒNG 3 DỰ PHÒNG 4 MDB-GF MDB-MF MDB-2F MDB-3F MDB-4F MDB-5F MDB-6F MDB-7F MDB-8F MDB-9F MDB-10F MDB-11F MDB-12F MDB-13F MDB-14F MDB-PF BUSDUCT 1 BUSDUCT 2
2.3.2. Nhập các thông số chung
Đầu tiên là nhập thông tin cơ bản về dự án
Nhập thông số cho trung thế trong hộp thoại sau:
Điện áp định mức: 22kV
Công suất ngắn mạch lớn nhất: 1000 MVA
Công suất ngắn mạch nhỏ nhất: 10 MVA
Tiết diện dây lớn nhất: 500 mm2 Tiết diện dây nhỏ nhất: 25 mm2
Nhập thông số cho hạ thế
Điện áp định mức: 400 V Tần số: 50 Hz
Điện áp cảm ứng cho phép: 50 V Nhiệt độ môi trường làm việc của 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 như bản vẽ nguyên lý
Lấy các phần tử tương ứng trong thư viện của SIMARIS DESIGN, đưa vào cửa sổ soạn thảo vào sắp xếp theo đúng vị trí mong muốn và kết nối các phần tủ như theo trong bản vẽ. Bản vẽ được đính kèm ở phần phụ lục.
2.3.4. Nhập các thông số cho các 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 sẽ do SIMARIS tự xác định trong quá trình tính toán.
Máy phát điện
Tên: MÁY PHÁT ĐIỆN
Nhà sản xuất: Chọn theo tiêu chuẩn Xd’’: Điện kháng siêu quá độ
Các thông số còn lại sẽ do SIMARIS tự xác định trong quá trình tính toán. 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 của tụ bù: 50 kvar Mô – đun tụ: 1
Số mô – đun hoạt động: 1 Phần trăm mất mát năng 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 cái Tên: DB2
Loại hệ thống thanh cái: LIC Loại gắn: Gắn theo chiều dọc
Hệ số suy giảm theo nhiệt độ hoạt động: 0.95
Dây dẫn
Tên: LV-C/L 1.1A.1 Loại cáp: cáp đơn Chất liệu của 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 thông số còn lại sẽ do phần mềm tự tính toán.
2.3.5. Tính toán mạng điện
Đầu tiên chọn chế độ vận hành của mạng để tính toán, nhấp chuột vào biểu tượng để thiết lập chế độ tính toán.
Mạng sẽ được tính trong cả 2 chế độ, chế độ nguồn lưới và chế độ máy phát dự phòng.
Khi nhấp vào biểu tượng , phần mềm sẽ tính toán toàn bộ mạng điện.
Sau khi tính toán xong, các thông số được phần mềm tính toán sẽ hiển thị ngay bên phải thiết bị, có thể nhấp vào một trong các biểu tượng sau để xem giá trị tính toán,
.
Kết quả tính toán đối với tải cố định:
Nhấp vào biểu tượng , phần mềm sẽ hiển thị kết quả như hình dưới:
Khi nhấp vào , kết quả tính toán sẽ như sau:
Khi nhấp vào , kết quả tính toán sẽ như sau:
Kết quả tính toán đối với tải tụ bù:
Trong đó:
Qn: Dung lượng của tụ bù Un: Điện áp định mức
Ikmax: Dòng điện ngắn mạch lớn nhất Ikmin: Dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất Ibs: Dòng tính toán của tụ
∑Δu: Tổng sụt áp trên đường dây Kết quả tính toán đối với dây dẫn:
Trong đó:
Ib là dòng làm việc của tải.
Iz là dòng phát nóng cho phép của dây dẫn. Ftot là hệ số suy giảm trong lắp đặt.
Ibs: Tổng dòng làm việc của tải. Sn: Dung lượng máy biến áp. Kết quả tính toán đối với máy phát:
Trong đó:
Pn: Công suất máy biến áp. Sn: Dung lượng máy biến áp. In: Dòng máy phát.
Ib: Dòng làm việc của tải.
Ikmax: Tổng dòng ngắn mạch tối đa. Ikmin: Tổng dòng ngắn mạch tối thiểu. Ik1D: Dòng ngắn mạch 1 pha.
Ik3D: Dòng ngắn mạch 3 pha. Xd”: Điện kháng siêu quá độ.
2.2.6. Phối hợp đặc tuyến của các thiết bị bảo vệ:
Để kiểm tra tính chọn lọc của các cầu chì, CB,…Cần so sánh các đường cong đặc tuyến bảo vệ có phù hợp hay không. Lần lượt xét các đặc tuyến giữa CB phía trên (phía nguồn) và CB cần so sánh, kiểm tra. Nhấp vào CB cần kiểm tra, sau đó nhấp vào biểu tượng
trên thanh công cụ.
Ở đây, CB này có thể điều chỉnh được dòng cắt quá tải Ir và dòng cắt ngắn mạch Isd (có thể điều chỉnh thời gian cắt quá tải và thời gian cắt ngắn mạch), Ii là dòng cắt ngắn mạch tức thời. Đường đặc tuyến màu xanh là của CB phía hạ nguồn, đường đặc tuyến màu đỏ là của CB phía thượng nguồn. Đường màu xanh nằm hoàn toàn bên trái so với đường màu đỏ, như vậy yêu cầu bảo vệ chọn lọc đã được thỏa. Cứ như thế, tiếp tục kiếm tra tính bảo vệ chọn lọc của các CB giữa các tầng bảo vệ còn lại. Nếu tính bảo vệ chọn lọc giữa các CB này không được thoả thì cần chỉnh định các thông số tác động bảo vệ của các CB để loại bỏ sự không thoả này. Trong trường hợp, khả năng điều chỉnh các thông số tác động bảo vệ của các CB bị hạn chế thì cần phải thay thế CB mới thích hợp hơn.
2.2.7. Xuất kết quả dự án:
Tiếp theo sẽ thêm file có đuôi .IFC mà từ phần mềm SIMARIS PROJECT xuất ra vào REVIT. Thì sẽ thấy mô hình 3d của các tủ trong phần mềm Revit.
Tủ trung thế 8DJH:
Máy biến áp:
Tủ Hạ thế SIVACONS4:
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT LUẬN
1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Ứng dụng:
- Phần mềm có thể áp dụng để tính toán thiết kế thi công các hệ thống điện lớn, nhỏ phù hợp với từng dự án mà người sử dụng yêu cầu.
- Tiếp cận và sử dụng dễ dàng các thiết bị của công ty SIMENS một cách chính xác. - Có thể xem các thông số chính dự án ngay trên điện thoại di động.
- Biết được kích thước, không gian của các thành phần để từ đó đặt đúng vị trị kết nối đến các thiết bị khác.
Hướng phát triển:
- Xây dựng và thiết kế được các dự án lớn và phức tạp hơn.
-Khắc phục vấn đề không thể xoá từng nhánh, nếu xoá nhánh mẹ thì nhánh con cũng sẽ bị xóa.
- Hoàn thiện hơn khi xuất dữ liệu từ SIMARIS PROJECT qua REVIT, khắc phục vấn đề xuất bản vẽ sang REVIT thì các loại tủ vẫn chưa hiện rõ cụ thể các chi tiết
bên trong tủ.
2. ĐÁNH GIÁ THÀNH QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC.
Sau khi “nghiên cứu phần mềm SIMARIS kết hợp REVIT thiết kế hệ thống cung cấp
điện” nhóm có khả năng đọc và phân tích bản vẽ điện, từ đó xây dựng và thiết kế mạch
động lực cho dự án của toà nhà với phần nềm SIMARIS DESIGN. Ngoài ra, có thể tính toán lựa chọn các thiết bị trung thế, hạ thế cho hệ thống theo các tiêu chuẩn IEC. Thông qua bản thiết kế nhóm có thể trau dồi kiến thức về ngành M&E, biết được nhiều trang thiết bị đến từ hãng SIEMENS như tủ điện, máy biến áp,…và có thể xác định được kích thước, đặt chính xác những thiết bị đó phù hợp vào từng vị trí trong hệ thống bằng phần mềm SIMARIS PROJECT. Sau đó có thể biểu diễn các thiết bị đó qua phần mềm REVIT.
3. KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu và tìm hiểu đề tài “nghiên cứu phần mềm SIMARIS kết
hợp REVIT thiết kế hệ thống cung cấp điện” về cơ bản đã hoàn thành bài báo cáo trên. Đề
tài trên đã giới thiệu cách sử dụng phần mềm SIMARIS SIEMENS thiết kế hệ thống cung cấp điện cho toà nhà. Đồng thời, tự mình thiết kế và sử dụng được các loại tủ trung thế, tủ
hạ thế, tủ điện phân phối, hệ thống thanh dẫn…. Để từ đó phát triển lên những hệ thống lớn hơn cho các dự án khác. Qua đây thấy rằng, việc áp dụng phần mềm để thiết kế mạng điện rất cần thiết và thuận tiện cho việc vận hành các dự án hiện tại và trong tương lai.
Kết quả có được như ngày hôm nay là sự phát triển không ngừng của hãng SIMENS trong lĩnh vực điện, áp dụng cho các dự án công trình vừa và nhỏ. Giờ đây việc thiết kế các hệ thống điện bằng phần mềm chuyên dụng, đồ hoạ giúp người vận hành dễ dàng thao tác và sử dụng.
Như vậy việc nghiên cứu đề tài này là thực tế và cần thiết. Việc sử dụng phần mềm SIMARIS SIEMENS để tính toán cung cấp điện, xác định được trước kích thước của các thiết bị để từ đó lập kế hoạch cho hệ thống điện trong toà nhà một cách hiệu quả và nhanh chóng.
Tuy vậy, do thời gian nghiên cứu có hạn và trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn. Nhóm mong nhận được những góp ý của thầy cô và các bạn để bài báo cáo hoàn chỉnh hơn.
Trước khi kết thúc đề tài, nhóm xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lê Trọng Nghĩa, người đã hướng dẫn nhóm chúng em trong suốt quá trình làm đề tài. Em cũng xin cảm ơn đến các thầy cô, các bạn đã giúp đỡ nhóm rất nhiều trong thời gian qua.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. “Giáo trình cung cấp điện”, PGS.TS Quyền Huy Ánh, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, 2014.
2. “Giáo trình CAD trong kỹ thuật điện”, PGS.TS Quyền Huy Ánh, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TpHCM, 2011.
3. Sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2006.