GIỚI THIỆU ECODIAL TRONG THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN- 123docz.net

SỬ DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL 4.2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ECODIAL TRONG THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CUNG CẤP ĐIỆN

Ecodial Advance calculation ( gọi tắt là phần mềm Ecodial) là một trong các chương trình chuyên dụng EDA

(Electric Design Automation_Thiết kế mạng điện tự động) được xây dựng và thiết kế bởi tập đoàn Schnaider Electric cho việc thiết kế, lắp đặt

mạng điện hạ áp. Nó cung cấp cho người thiết kế đầy đủ các loại nguồn, thư viện linh kiện, các kết quả đồ thị tính toán…và một giao diện trực quan với đầy đủ các chức năng cho việc lắp đặt ở mạng hạ áp. Ecodial là chương trình được viết dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế như NFC( Tiêu chuẩn chống sét). UTE-C, IEC( là 2 tiêu chuẩn thiết bị và lắp đặt quốc tê) CENELEC R064-003( Tiêu chuẩn chiếu sáng )...

Phần mềm Ecodial là phần mềm cung cấp đầy đủ các tính năng giúp cho người thiết kế thao tác ngay trên chương trình để hoàn tất các chương trình thiết kế. Ecodial cho phép thiết lập các đặc tính mạch tải cần yêu cầu:

•Thiết lập sơ đồ đơn tuyến.

•Tính toán phụ tải

•Chọn các chế độ nguồn và bảo vệ mạch.

•Lựa chọn kích thước dây dẫn.

•Tính toán dòng ngắn mạch và độ sụt áp.

•Xác định yêu cầu chọn lọc cho các thiết bị bảo vệ.

•Kiểm các tính nhất quán của thông tin được nhập vào.

• Trong quá trình tính toán, Ecodial sẽ báo lỗi bất kỳ các trục trặc nào gặp phải và đưa ra yêu cầu cần thực hiện.

• In trực tiếp các tính toán như các file văn bản khác có kèm theo cả sơ đồ đơn tuyến

• Ecodial còn một số hạn chế: không thực hiện được tính toán chống sét, nối đất chỉ đưa ra sơ đồ để tính toán lựa chọn thiết bị, ngoài ra mỗi dự án Ecodial chỉ cho phép tối đa 75 phần tử của mạch.

1.1. KHỞI ĐỘNG PHẦN MỀM VÀ GIAO DIỆN LÀM VIỆC CỦA ECODIAL 4.2

Khởi động phần mềm Ecodial sẽ hiện ra của sổ với giao diện gồm 4 thẻ: 1. Projects: Dự án, bao gồm:

• Create a new project: khởi tạo một dự án mới.

• Open an exiting project: mở một dự án có sẵn.

2. Options:phần cài đặt cho phép tăng tốc phần cứng để phần mềm chạy mượt hơn.

3. About: Các thông tin thêm về phần mềm.

4. Exit : thoát chương trình.

Chọn Create a new project để khởi tạo một dự án mới và vào giao diện làm việc của phần mềm bao gồm 3 thẻ:

❖ Project parameters:

- Electrical network: Thông số Lưới điện, bao gồm:

+ Network frequency: Tần số lưới điện, có 2 sự lựa chọn là 50Hz và 60 Hz. + Target cos phi the electrical network: Giá trị hệ số công suất cosφ mong muốn của lưới.

+ Threshold under which the need of compensation won’t be computed: Ngưỡng mà theo đó sự cần thiết của bù không được tính toán.

- Device selection: Sự lựa chọn thiết bị, lựa chọn phân tầng cho thiết bị. + Implement cascading for the final protective devices: Lựa chọn phân tầng cho thiết bị bảo vệ cuối cùng.

- Fuse: Lựa chọn cầu chì:

+ Fuse technology: Công nghệ cầu chì.

+ Fuse size alone or with fuse carrier: Cầu chì đơn hay cầu chì có giá mắc cầu chì.

- LV cable: Cáp hạ thế, bao gồm việc lựa chọn tiết diện dây tối đa, giảm cấp dây trung tính, nhiệt độ môi trường, độ sụt áp cực đại cho phép.

- BTS: Thanh dẫn, bao gồm việc lựa chọn nhiệt độ môi trường, độ sụt áp cực đại cho phép.

- Local characteristics: Đặc tính tải, chọn độ sụt áp cho các loại tải: tải chung, động cơ, chiếu sáng, ổ cắm.

❖ Design and sizing: thiết kế dự án

+ Source: Nguồn – Chọn lựa các loại nguồn: Nguồn cấp từ lưới trung thế, máy phát, nguồn bất kỳ, tụ bù.

+ Distribution: Mạng phân phối – Chọn lựa các hình thức phân phối: Thanh cái, thanh dẫn nằm ngang, trục xuyên tầng.

+ BTS lighting: Thanh dẫn cho chiếu sáng. + Feeder circuit: Các loại mạch đầu ra. + Transformer LV/LV: Biến áp hạ/hạ. + Coupler: Chọn kiểu ghép nối.

+ Load: Lựa chọn loại tải, tải chung, tải động cơ, tải chiếu sáng, ổ cắm.

+ Report language: Lựa chọn ngôn ngữ của file xuất ra – Tiếng Anh, Tây Ban Nha, Pháp.

+ Generate: Bắt đầu xuất kết quả.

+ Export report: Xuất kết quả, gồm 1 file word và 1 file hình ảnh (sơ đồ đơn tuyến của toàn dự án).

1.2. THƯ VIỆN THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐƠN TUYẾN

❖ Source: Thư viện nguồn

• MT Source: Nguồn từ lưới điện qua máy biến áp.

• Synchronuos Generator: Nguồn lấy từ máy phát.

• BT Suorce: Nguồn lấy từ thanh cái.

• Capacitor: Nguồn tụ bù.

• Busbar: Thanh cái

• Horizontal distribution BTS: Thanh cái ngang.

• BTS riser: Thanh cái đứng.

❖ BTS lighting: BTS chiếu sáng.

• BTS socket only: Chuôi đèn đơn.

• BTS lighting only: Bóng đèn đơn.

• BTS lighting: Thanh dẫn chiếu sáng.

❖ Feeder circuit: Cơ cấu đóng cắt bảo vệ:

• CB cable switch interconnection: CB cáp công tắc kết hợp.

• CB cable Cb interconnection: Hai CB bảo vệ cáp.

• Switch interconnection: Công tắc đơn.

• CB interconnection: CB đơn.

• CB cable interconnection : Một CB và cáp.

• CB cable BTS interconnection: Một CB bảo vệ thanh dẫn và cáp.

1.3. TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN TRONG ECODIAL 4.2.

❖ Khởi động phần mềm Ecodial, khởi tạo một dự án mới.

❖ Thiết lập sơ đồ đơn tuyến dựa vào thông số phụ tải đã nắm được khách hàng cung cấp từ trước. (Lưu ý tới các hệ số đồng thời Ks của các thiết bị trong cùng một nhóm, hai hay nhiều thiết bị khác nhau có cùng hệ số đồng thời Ks sẽ chung một thanh cái).

• Công suất biểu kiến Sr ( kVA) hoặc công suất tác dụng Pr ( kw).

• Giá trị hệ số công suất (P.F.).

• Hệ số sử dụng Ku.

• Số lượng thiết bị (Nbr.of circuts).

• Loại tải: 1 pha, 2 pha hay 3 pha ( number and type of conductors).

• Số thứ tự pha nếu chọn tải 2 pha hoặc 1 pha ( connection).

❖ Nhập thông số dây dẫn cho trước. Chọn vị trí dây dẫn nhập thông số

❖ Chọn loại dây dẫn là cáp hay thanh dẫn (Change to).

❖ Chiều dài dây dẫn vị trí đã chọn tính theo đơn vị mét (Cable length).

❖ Loại vật liệu làm dây pha và PE đồng hoặc nhôm (Conductor metal of).

❖ Loại cách điện của dây dẫn, có nhiều loại để người thiết kế lựa chọn như: XLPE, PVC, Halogen free 70°C , Halogen free 90°C, Rubber 70°C, Rubber 85°C (Insulation ).

❖ Lựa chọn loại dây dẫn (Live conductors): một lõi (Single core), nhiều lõi (mutil core) hoặc Insulated.

❖ Installation method là phần lựa chọn một số thông số liên quan tới các hệ số ảnh hưởng K do kiểu lắp đặt, nhiệt độ môi trường lắp đặt và số mạch đi chung với vị trí dây dẫn đang nhập thông số. Lựa chọn và điền đầy đủ các thông số bằng cách dựa vào yêu cầu lắp đặt của khách hàng .

❖ Chọn thông số máy biến áp (nếu có ), các cấp máy biến áp được sử dụng trong Ecodial là: 160, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150 (kVA).

❖ Nhập các giá trị hệ số đồng thời ở các thanh cái.

❖ Kiểm tra lại và cho phần mềm tính toán, xuất kết quả.

❖ So sánh kết quả giữa việc tính toán thủ công và tính toán bằng Ecodial để rút ra được sự khác biệt, đồng thời đánh giá độ chính xác và sửa lỗi sai.

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL 4.2

♦ Ví dụ 1:

Cho phụ tải có điện áp U= 0,4 kV, công suất định mức Pr = 1kW, hệ số công suất p.f là 0,8. Tính Sr, Ir trong ba trường hợp 1 pha, 2 pha , 3 pha?

Tính toán bằng tay: + Tải 1 pha: P = Up.I.cosφ ⇒ I = P Up.cosφ = 0,41 √3 .0,8 = 5,41 A S = Up .I = 5,41. 0,4 √3 = 1,25 kVA + Tải 2 pha: P = Ud.I.cos φ ⇒ I = P Ud.cosφ = 0,4.0,81 = 3,125 A S = Ud . I = 3,125. 0,4 = 1,25 kVA + Tải 3 pha: P = √3.Ud .I.cos φ ⇒ I = P √3.Ud.cos φ = 1 √3.0,4.0,8 = 1,8 A S = √3.Ud.I = 1,8 .√3 .0,4 = 1,25 kVA

Kết quả trên ecodial:

+ Tải 1 pha:

+ Tải 2 pha:

Bảng 2.1: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial

Số pha Tính tay Kết quả trên Ecodial

Sr (kVA) Ir (A) Sr (kVA) Ir (A)

1 pha 1,25 5,41 1,25 5,41

2 pha 1,25 3,125 1,25 3,12

3 pha 1,25 1,8 1,25 1,8

Nhận xét: Kết quả giữa tính toán thủ công và tính toán bằng Ecodial không có sự khác biệt nào đáng kể, chỉ là thông số tính toán làm tròn chữ số sau dấu phẩy nên có sự khác biệt.

♦ Ví dụ 2:

Cho một motor có điện áp cấp vào là 0,4 V, có Pmr= 2,2 KW, Ir= 4,9 A, cosφ = 0,8. Tính Sr, Pr (3 pha) ?

Tính toán bằng tay: Công suất biểu kiến là : Sr = √3.Ud.Ir = √3.0,4 .4,9 = 3,395 KVA

Công suất tác dụng là : Pr = Sr . cosφ = 3,395.0,8 = 2,716 KW

Kết quả trên ecodial:

Bảng 2.2: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial

Tính toán bằng tay Tính toán bằng Ecodial

Sr (KVA) Pr (KW) Sr (KVA) Pr (A)

3,395 2,716 3,39 2,72

♦ Ví dụ 3:

Đối với tải chiếu sáng: Cho U = 400 V, công suất đèn 36W, công suất ballast 5W, số máng đèn là 3, số bóng đèn trên mỗi máng là 2, P.F bằng 0,9. Tính I, P, S của tất cả số đèn trong trường hợp 1 pha, 2 pha, 3 pha ?

Tính toán bằng tay: Công suất tác dụng từng đèn: Pđ = 36 + 5 = 41 W

Công suất biểu kiến tổng của đèn: Pt = 41.2.3 = 246 W = 0,246 KW St = 𝑃𝑡 cos 𝜑 = 0,246 0,9 = 0,273 KVA + Tải 1 pha: St = 𝑈𝑓. 𝐼⇒ I = 𝑆𝑡 𝑈𝑓 = 0,2730,4 √3 = 1,18 A + Tải 2 pha: St = 𝑈𝑑. 𝐼 ⇒ I = 𝑆𝑡 𝑈𝑑= 0,273 0,4 = 0,6825 A + Tải 3 pha: St = √3. 𝑈𝑑. 𝐼 ⇒ I = 𝑆𝑡 √3.𝑈𝑑 = 0,273 √3 .0,4 =0,394 A

Kết quả trên ecodial: + Tải 1 pha:

+ Tải 2 pha:

+ Tải 3 pha:

Bảng 2.3: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial

Giá trị tính toán Tính toán bằng tay Tính toán bằng Ecodial

1 p 2 p 3 p 1 p 2 p 3 p

I (A) 1,18 0,6825 0,394 1,18 0,683 0,395

S (KVA) 0,273 0,273 0,273 0,273 0,273 0,273

P(KW) 0,246 0,246 0,246 0,246 0,246 0,246

♦ Ví dụ 4:

Công suất của bộ đèn Pđ =36w, công suất Ballast P=5w, Ud=400V, Up=230V, cos φ=0.9. Số đèn trên mỗi máng là 2 đèn, số máng là 4,5,6. Tính Sr, Pr, I của nguồn 3 pha.

Tính toán bằng tay: Công suất tác dụng từng đèn: Pđ = 36 + 5 = 41 W

+ 4 máng:

Công suất biểu kiến tổng của đèn: Pt = 41.2.4 = 328W = 0,328 KW St = 𝑃𝑡 cos 𝜑 = 0,3280,9 = 0,364 KVA St = √3. 𝑈𝑑. 𝐼⇒ I = 𝑆𝑡 √3.𝑈𝑑 = 0,364 √3 .0,4 =0,526 A + 5 máng:

Công suất biểu kiến tổng của đèn: Pt = 41.2.5 = 410W = 0,41 KW St = 𝑃𝑡 cos 𝜑 = 0,410,9 = 0,456 KVA St = √3. 𝑈𝑑. 𝐼⇒ I = 𝑆𝑡 √3.𝑈𝑑 = 0,456 √3 .0,4 =0,658 + 6 máng:

Công suất biểu kiến tổng của đèn: Pt = 41.2.6 = 492W = 0,492 KW St = 𝑃𝑡 cos 𝜑 = 0,4920,9 = 0,547 KVA I = 𝑆𝑡 √3.𝑈𝑑 = 0,547 √3 .0,4 =0,789 A

Kết quả trên ecodial: + 4 máng:

+ 5 máng:

+ 6 máng:

Bảng 2.4: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial

Giá trị tính toán

Tính toán bằng tay Tính toán bằng Ecodial 4 máng 5 máng 6 máng 4 máng 5 máng 6 máng

I (A) 0,526 0,658 0,789 0,789 0,789 0,789

S (KVA) 0,364 0,456 0,547 0,547 0,547 0,547

♦ Ví dụ 5:

Công suất của bộ đèn Pđ =36w, công suất Ballast P=5w, Ud=400V, Up=230V, cos φ=0.9. Số đèn trên mỗi máng là 2 đèn, số máng là 7, 8, 9. Tính Sr, Pr, I của nguồn 3 pha.

Tính toán bằng tay: Công suất tác dụng từng đèn: Pđ = 36 + 5 = 41 W

+ 7 máng:

Công suất biểu kiến tổng của đèn: Pt = 41.2.7 = 574W = 0,574 KW St = 𝑃𝑡 cos 𝜑 = 0,5740,9 = 0,638 KVA St = √3. 𝑈𝑑. 𝐼⇒ I = 𝑆𝑡 √3.𝑈𝑑 = 0,638 √3 .0,4 =0,921 A + 8 máng:

Công suất biểu kiến tổng của đèn: Pt = 41.2.8 = 656W = 0,656 KW St = 𝑃𝑡 cos 𝜑 = 0,656 0,9 = 0,729 KVA St = √3. 𝑈𝑑. 𝐼⇒ I = 𝑆𝑡 √3.𝑈𝑑 = 0,729 √3 .0,4 =1,05 A + 9 máng:

Công suất biểu kiến tổng của đèn: Pt = 41.2.9 = 738W = 0,738 KW St = 𝑃𝑡 cos 𝜑 = 0,738 0,9 = 0,82 KVA St = √3. 𝑈𝑑. 𝐼⇒ I = 𝑆𝑡 √3.𝑈𝑑 = 0,82 √3 .0,4 =1,18 A

Kết quả trên ecodial: + 7 máng:

+ 8 máng:

Bảng 2.5: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial

Giá trị tính toán

Tính toán bằng tay Tính toán bằng Ecodial 7 máng 8 máng 9 máng 7 máng 8 máng 9 máng

I (A) 0,921 1,05 1,18 1,18 1,18 1,18

S (KVA) 0,638 0,729 0,82 0,82 0,82 0,82

P(KW) 0,574 0,656 0,738 0,574 0,656 0,738

Nhận xét: Từ ví dụ 3, 4, 5 ta nhận thấy rằng đối với số máng là 3, 6, 9 thì kết quả giữa tính toán thủ công và trên phần mềm ecodial là giống nhau. Còn với các số máng còn lại thì kết quả khác nhau. Từ kết quả trên cho thấy phần mềm mặc định chọn số máng cáp 3, 6, 9,… để tiện cho việc lắp thêm bộ đèn sau này.

♦ Ví dụ 6:

Tính toán phụ tải cho thanh cái cấp cho 3 thiết bị, có những thông số sau :

STT S (KVA) Cos φ Ku Ks N ( số mạch giống nhau)

TB1 10 0,6 1 0,9 1

TB2 20 0,7 0,9 0,9 2

TB3 30 0,8 0,8 0,9 3

Tính toán các giá trị của phụ tải S, P, Q, I, cos φ ? Tính toán bằng tay:

+ Công suất tác dụng của từng thiết bị:

Tb1: P1 = S1. cosφ .n.Ku1 = 10. 0,6. 1. 1 = 6 (KW) Tb2: P2 = S2. cosφ .n.Ku2 = 20. 0,7. 2. 0,9 = 25,2 (KW) Tb3: P3 = S3. cosφ .n.Ku3 = 30. 0,8. 3. 0,8 = 57,6 (KW) + Công suất phản kháng từng thiết bị:

Tb1: Q1 = S1. sinφ .n.Ku1 = 10. 0,8. 1. 1 = 8 (kVar)

Tb2: Q2 = S2. sinφ .n.Ku2 = 20. 0,714 . 2. 0,9 = 25,7 (kVar) Tb3: Q3 = S3. sinφ .n.Ku3 = 30. 0,6. 3. 0,8 = 43,2 (kVar) + Công suất tác dụng tổng trên thanh cái là:

Pt = Ks .(P1 + P2 + P3 ) = 0,9.(6 + 25,2 + 57,6) = 79,92 (KW) + Công suất phản kháng tổng trên thanh cái là:

Qt = Ks .(Q1 + Q2 + Q3 ) = 0,9 (8 + 25,7 + 43,2 ) = 69,21 (kVar) + Giá trị công suất biểu kiến trên thanh cái tổng là:

St = √𝑃𝑡2+ 𝑄𝑡2 = √79,922 + 69,21 = 105,7 (KVA) + Giá trị hệ số công suất trên thanh cái là :

Cosφ = 𝑃𝑡

𝑆𝑡 = 79,92106 = 0,753

+ Giá trị dòng điện tính toán trên thanh cái là: It = 𝑆𝑡

√3 .𝑈𝑑 = 106

√3 .0.4= 152,9(A)

Kết quả trên ecodial:

Bảng 2.6: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial

Giá trị Tính toán bằng tay Kết quả trên Ecodial

St (KVA) 105,7 106

Qt (kVAr) 69,21 69,2

Pt (KW) 79,92 80,3

It (A) 152,9 153,3

Cos φ 0,753 0,76

Nhận xét: Kết quả giữa tính toán thủ công và tính toán bằng Ecodial không có sự khác biệt nào đáng kể, chỉ là thông số tính toán làm tròn chữ số sau dấu phẩy nên có sự khác biệt. Nhưng gần như kết quả 2 cách tính toán là giống nhau.

♦ Ví dụ 7:

Tính toán phụ tải cho 2 thanh cái cung cấp cho 5 thiết bị, có những thông số sau :

Thanh cái

Tên thiết

bị S (KVA) Cos φ Ku Ks Ks N ( số mạch giống nhau) TC1 TB1 10 0,6 1 0,9 0,7 1 TB2 20 0,7 0,9 2 TB3 30 0,8 0,8 3 TC2 TB4 40 0,9 0,7 0,8 4 TB5 50 1 0,6 5

Tính toán các giá trị của phụ tải S , P ,Q , I , cos φ ?