HỆ THỐNG điện của SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES

DÙNG WLAN GIÁM SÁT MCB, MCCB• Ta có thể áp dụng mô hình kết nối vô tuyến điểm điểm ở quy mô nhỏ hơn, để giám sát trạng thái các MCB, MCCB trong hệ thống điện của tòa nhà thông minh.. • T

HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES

Ông Tùng Dương – 20165926 Nguyễn Quang Huy - 20173959 Đặng Xuân Hoàng – 20146297 Đại Tuấn Hải – 20161278

Hoàng Văn Thanh – 20164956

1

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

ÔNG TÙNG DƯƠNG 20165926 TÌM HIỂU CHUNG, TỔNG QUAN SBT, CUNG CẤP ĐIỆN, SLIDE,

WORD

NGUYỄN QUANG HUY 20173959 MÁY PHÁT ĐIỆN, HỆ THỐNG ATS, GIÁM SÁT MỨC DẦU BỂ

CHỨA DẦU CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN

ĐẠI TUẤN HẢI 20161278 HỆ THỐNG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

ĐẶNG XUÂN HOÀNG 20146297 ĐÓNG CẮT HỆ THỐNG ĐIỆN

HOÀNG VĂN THANH 20164956 HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH

1 TỔNG QUAN VỀ SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES (SBT)

2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

3 ĐÓNG CẮT HỆ THỐNG ĐIỆN

4 HỆ THỐNG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

5 MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG VÀ HỆ THỐNG ATS

6 GIÁM SÁT MỨC DẦU BỂ CHỨA DẦU CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN

7 HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

3

TỔNG QUAN VỀ

SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES

SIEMENS AUTOMATION AND CONTROL

5

SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES PRODUCTS

SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES IN REALITY

7

SIEMENS BUILDING TECHNOLOGIES

BUILDING COMFORT

9

FIRE SAFETY

ELECTRONIC SECURITY

11

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐIỆN SBT

THIẾT KẾ

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

13

MÔ TẢ BÀI TOÁN

• TÒA CHUNG CƯ 15 TẦNG, MỖI TẦNG 8 CĂN HỘ

• DANH SÁCH PHỤ TẢI MỘT CĂN HỘ

• DANH SÁCH PHỤ TẢI KHÁC

• HỆ SỐ ĐỒNG THỜI: 0.8; HỆ SỐ COS𝝋 : 0.85

THANG MÁY (X2) 17 kW MÁY BƠM (X2) 14 kW

ĐIỀU HÒA 2,2 kW BÌNH NÓNG LẠNH 2,8 kW MÁY GIẶT 1,8 kW

TỦ LẠNH + ĐÈN, QUẠT, TV,… 2,5 kW

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO MỘT CĂN HỘ:

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO MỘT TẦNG

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO TẤT CẢ CÁC TẦNG

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO CẢ TÒA NHÀ

CÔNG SUẤT CỦA TÒA NHÀ

PTTT



LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP

• Ta chọn MBA Siemens GEALFOL Neo

• Công suất định mức: 100 kVA – 3,15 MVA

• Điện áp định mức: 10 kV – 40,5 kV

• Trọng lượng thấp, kích thước nhỏ

• Dùng được hầu hết mọi môi trường

• Ứng dụng trong tòa nhà thông minh

ĐÓNG CẮT HỆ THỐNG ĐIỆN

17

TỔNG QUAN VỀ MCB, MCCB, ACB

• MCCB (Moulded Case Circuit Breaker):

Aptomat kiểu khối, dạng vỏ đúc trong

một hộp Dòng điện có thể lên tới

1.000A, điện áp dưới 1.000V

• MCB (Minature Circuit Breaker):

Aptomat loại nhỏ, là các tép ghép lại.

Dòng điện không vượt quá 100A, điện

áp dưới 1.000V

• ACB (Air Circuit Breaker): Máy cắt không

khí Dòng điện có thể lên tới 6300A.

CẤU TẠO PLC S7-1200

19

CẤU TẠO PLC S7-1200

CÁC THÀNH PHẦN CỦA PLC S7-1200 GỒM

3 BỘ ĐIỀU KHIỂN AC, RELAY, DC PHẠM VI RỘNG

2 MẠCH TƯƠNG TỰ VÀ SỐ MỞ RỘNG NGÕ VÀO/RA TRỰC TIẾP TRÊN CPU

13 MODULE TÍN HIỆU SỐ VÀ TƯƠNG TỰ KHÁC NHAU

2 MODULE GIAO TIẾP RS232/RS485 ĐỂ GIAO TIẾP THÔNG QUA KẾT NỐI PTP

4 CỔNG ETHERNET

MODULE NGUỒN PS 1207, DÒNG ĐIỆN ÁP 115/230 VAC VÀ ĐIỆN ÁP 24 VDC

DÙNG PLC GIÁM SÁT MCB, MCCB

• Với các MCB, ta sử dụng kết hợp mỗi MCB với 1

relay trung gian, có tác dụng phản hồi lại trạng thái bật/tắt của aptomat đó về đầu vào PLC, để PLC nhận tín hiệu rồi xử lý và đưa về trung tâm.

• Các MCCB có tích hợp sẵn relay nhiệt lẫn tiếp điểm

phụ, ta đưa trạng thái bật tắt của aptomat về đầu vào PLC mà không cần kết hợp với relay trung gian.

21

MÔ HÌNH KẾT NỐI VÔ TUYẾN ĐIỂM ĐIỂM

MÔ HÌNH KẾT NỐI VÔ TUYẾN ĐIỂM ĐIỂM

• Mô hình kết nối vô tuyến điểm-điểm

(Point-to-Point Ethernet Bridges) là các cầu kết nối có thể kết nối hai địa điểm cách xa nhau để tạo ra kết nối vô tuyến.

• Công nghệ đường trục theo mô hình điểm – điểm

(Point-to-Point Backhaul Technology) phát triển giúp nó có khả năng cung cấp băng thông lớn hơn, truyền dẫn dữ liệu với tốc độ lên đến 1Gbps.

• Mô hình kết nối vô tuyến điểm-điểm ngày nay có

khoảng cách lên đến 10km.

23

DÙNG WLAN GIÁM SÁT MCB, MCCB

• Ta có thể áp dụng mô hình kết nối vô tuyến điểm

điểm ở quy mô nhỏ hơn, để giám sát trạng thái các MCB, MCCB trong hệ thống điện của tòa nhà thông minh.

• Ta sử dụng kết nối WLAN (WLAN to WPLAN) trên cơ

sở tốc độ Fast Ethernet, kết nối từ PLC S7-1200 từ

tủ điện chính của tòa nhà đến với máy tính giám sát của tòa nhà từ phòng điều khiển trung tâm.

LƯU ĐỒ LOGIC GIÁM SÁT MCB, MCCB

25

CHỌN ACB CHO TÒA NHÀ

• Ta chọn ACB Siemens

3VA2510-6HL32-0AA0

• Thông số kỹ thuật:

 Thương hiệu: Siemens

 Dòng điện hoạt động: 1000A-6300A

 Dòng cắt: 100kA

 Số cực: 4P

 Điện áp vào: 3 pha

 Chức năng: Đóng cắt cho tủ điện

trung tâm, có chức năng bảo vệ quá

tải và ngắn mạch nhờ relay nhiệt tích

hợp Có hỗ trợ truyền thông.

CHỌN MCCB THANG MÁY, MÁY BƠM

• Ta chọn MCCB Siemens

3VA2025-5HL32-0AA0

• Thông số kỹ thuật:

 Thương hiệu: Siemens

 Dòng điện hoạt động: 20-50A

CHỌN MCB CÁC TẦNG VÀ CÁC CĂN HỘ

• Ta chọn MCB Siemens 5SY8240-7

• Thông số kỹ thuật:

 Thương hiệu: Siemens

 Dòng điện hoạt động: 20-50A

 Dòng cắt: 85kA

 Số cực: 2P

 Điện áp vào: 1 pha

 Chức năng: Đóng cắt cho tầng và căn

hộ, có chức năng bảo vệ ngắn mạch

BẢN VẼ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TÒA NHÀ

29

BẢN VẼ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG TỪNG TẦNG

HỆ THỐNG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

31

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

CHỨC NĂNG HỆ THỐNG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

• Thống kê lượng điện năng tiêu thụ của các căn hộ

theo ngày/ tuần/ tháng / năm.

• Tính toán chi phí điện năng cần chi trả

• Tùy chỉnh để theo dõi điện tiêu thụ theo các hệ

thống tiêu thụ điện như hệ thống chiếu sáng, điều

hòa nhiệt độ,… của từng căn hộ.

• Đối chiếu, phân tích, so sánh điện năng tiêu thụ,

tránh được các chi phí năng lượng cao

• Có máy chủ web và ứng dụng giúp theo dõi trực

quan các giá trị đo được và giá trị tiêu thụ.

33

CHỌN THIẾT BỊ ĐO CÁC CĂN HỘ, CÁC TẦNG

• TA CHỌN SENTRON 7KT PAC1200 CỦA SIEMENS

CHỌN THIẾT BỊ ĐO TÒA NHÀ

• TA CHỌN SENTRON 7KM PAC3200 CỦA SIEMENS

35

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

GIAO DIỆN PHẦN MỀM ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

37

GIAO DIỆN PHẦN MỀM ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

GIAO DIỆN PHẦN MỀM ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG

39

MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG

VÀ HỆ THỐNG ATS

CẤU TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN

41

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY PHÁT ĐIỆN

• Hỗn hợp dầu diesel và không khí được trộn theo 1

tỷ lệ nhất định và được nén trong 1 áp suất cao

nhờ 1 bơm cao áp và sau đó được đưa vào trong buồng đốt dưới dạng “hạt sương”

• Hỗn hợp này lại tiếp tục bị nén lên áp suất cao hơn

nữa dưới chuyển động tịnh tiến của pitton chạy

trong xi-lanh và phát nổ tạo ra năng lượng đẩy

pitton chạy và làm quay bánh đà ăn khớp với trục quay của máy phát đồng bộ.

LƯU Ý KHI SỬ DỤNG MÁY PHÁT ĐIỆN

• Khi xảy ra mất điện lưới hoặc mất pha hoặc điện áp lưới giảm xuống dưới mức

cho phép thì phải khởi động máy phát điện dự phòng Khi điện lưới được phục hồi và ổn định trở lại phải tự động dừng máy phát điện dự phòng.

• Khi có dao động điện áp lưới hoặc điện áp lưới chập chờn (có điện rồi lại mất,

sau lại có điện) phải có thiết bị ngăn ngừa máy phát điện khởi động nhiều lần

để tránh gây hại đến máy phát điện.

• Chỉ khởi động máy phát điện khi nó đã dừng hẳn Vì các máy phát điện là

những động cơ diesel 2 kỳ nếu có lắp bánh đà, do vậy sau khi dừng máy phát điện, thường sau khoảng thời gian nhất định nó mới dừng hẳn Do đó trong thời gian máy phát điện chưa dừng hẳn mà xuất hiện tín hiệu khởi động, bộ ly hợp bánh răng khởi động sẽ lao vào làm vỡ bánh răng ở bánh đà, phá hỏng phần khởi động

43

LỰA CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN

• Ta chọn máy phát điện Siemens Sigentics M

• Công suất định mức: 1 MVA – 29 MVA

• Điện áp định mức: 380 V – 13.8 kV

• Air/Air and Air/Water Cooling: IC01, IC31, IC616, IC81W

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ATS

45

HỆ THỐNG CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS

• ATS là hệ thống chuyển đổi phụ tải từ lưới điện chính (Main Utility) sang

nguồn dự phòng dùng máy phát điện (Generator) khi mất điện trên lưới.

• ATS giám sát nguồn điện chính và cung cấp nguồn dự phòng bảo vệ máy

phát điện tránh trường hợp lưới điện chập chờn máy phát khởi động nhiều lần làm hỏng máy.

• ATS có truyền thông Modbus để gửi các dữ liệu đóng/cắt điện về thiết bị

quản lí.

HỆ THỐNG CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS

• ATS tự động gửi tín hiệu đi khởi động máy phát khi: điện lưới mất hoàn

toàn, mất pha, điện lưới có điện áp thấp hơn hoặc cao hơn giá trị cho phép, thời gian chuyển nguồn là 5-10s.

• Khi điện lưới phục hồi, bộ ATS chờ một khoảng thời gian (10-15s) để xác

minh nguồn lưới đã ổn định và sẽ chuyển phụ tải sang nguồn lưới Máy phát tự động tắt sau khi chạy làm mát 1 -2 phút.

• Việc chuyển đổi có thể hoạt động theo chế độ tự động (Auto) hoặc điều

khiển bằng tay (Handy - Manual)

47

NHIỆM VỤ CỦA ATS

KHI CÓ SỰ CỐ TRÊN NGUỒN ĐIỆN LƯỚI CHÍNH

NGƯNG CUNG CẤP NGUỒN LƯỚI CHÍNH VÀO PHỤ TẢI KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ SƠ CẤP CỦA MÁY PHÁT ĐÓNG NGUỒN ĐIỆN CUNG CẤP TỪ MÁY PHÁT VÀO PHỤ TẢI

KHI NGUỒN ĐIỆN LƯỚI CÓ LẠI TRONG TÌNH TRẠNG ỔN ĐỊNH

NGẮT NGUỒN CUNG CẤP TỪ MÁY PHÁT KHỎI PHỤ TẢI

ĐÓNG LẠI NGUỒN ĐIỆN LƯỚI VÀO TẢI DỪNG ĐỘNG CƠ SƠ CẤP CỦA MÁY PHÁT, SAU MỘT THỜI GIAN TỔ MÁY PHÁT

LỰA CHỌN ATS

• Ta chọn SENTRON ATC5300 của Siemens

49

GIAO DIỆN PHẦN MỀM SENTRON ATC

GIÁM SÁT MỨC DẦU BỂ CHỨA DẦU CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN

51

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG CẤP NHIÊN LIỆU

CÁC THÀNH PHẦN HỆ THỐNG CẤP NHIÊN LIỆU

• Bồn dầu ngày máy phát: Dự trữ lượng nhiên liệu cho máy phát điện sử dụng trong

khoảng 8h – 10h vận hành máy

• Bồn dầu ngầm máy phát: Dự phòng lượng nhiên liệu lớn để sử dụng và vận hành

máy phát điện trong thời gian dài Tùy theo nhu cầu và mục đích người sử dụng mà bồn dầu tổng có thể đặt ở các vị trí phù hợp nhưng đa số được hạ ngầm.

• Tủ điều khiển bơm dầu: Điều khiển việc bơm từ thùng dầu chính sang thùng dầu

ngày

• Bơm nhiên liệu: Nhiên liệu chuyển từ bể chứa chính (lưu trữ nhiên liệu, đặc biệt

quan trọng đối với các tổ chức thương mại) vào bể chứa trong ngày Các máy bơm nhiên liệu thông thường hoạt động bằng điện.

• Điều khiển lượng dầu ở bồn dầu ngày: Sử dụng cảm biến đo mức Khi nào mức dầu

nhỏ hơn 1 nửa thì gửi 1 tín hiệu đến tủ điều khiển bơm dầu để tủ này điều khiển máy bơm bơm dầu lên Việc này kết thúc khi có dầu tràn về qua ống dẫn dầu tràn

GIÁM SÁT BỂ CHỨA DẦU NGẦM

CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ TRONG BỂ CHỨA

• TA SỬ DỤNG CẢM BIẾN PT100

55

CẢM BIẾN ĐO MỨC DẦU BỂ CHỨA

• TA SỬ DỤNG CẢM BIẾN SITRANS LR 200 CỦA SIEMENS

• THÔNG SỐ KỸ THUẬT

 Tần số đo 6GHz

 Dải đo tối đa là 20m dùng cho các chất điện môi thấp, chất lỏng, chất rắn,

hóa dầu, hoặc yêu cầu chịu được bụi bẩn cao.

 Ngõ ra: 0-10V

 Độ chính xác: 0.15%

 Truyền thông: MODBUS

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CẢM BIẾN ĐO MỨC

• SITRANS LR 200 là loại cảm biến radar đo mức không tiếp

xúc.

• Cảm biến radar sẽ phát những tia sóng xuống đối tượng

cần đo Sau khi sóng đến các đối tượng sẽ phản xạ lại đầu thu của cảm biến Thì bộ phận điện tử sẽ phân tích và tính toán ra khoảng cách của đối tượng trong bồn Tín hiệu này được truyền về bộ điều khiển để kiểm soát hoạt động của bồn chứa.

• Đầu ra cảm biến là tín hiệu analog từ 0-10V kết nối với

thiết bị quản lí IBMS

57

CÁC PHƯƠNG ÁN TƯƠNG ỨNG VỚI MỨC DẦU

Trường hợp sử dụng điện lưới bình thường

Trung bình (<50%) Cảnh báo đến người quản lí

Trường hợp sử dụng máy phát điện dự phòng

Trung bình (<50%) Cảnh báo đến người quản lí

Thấp (<20%) Điều khiển hệ thống chiếu sáng tắt một vài thiết bị không

cần thiết, tắt hệ thống âm thanh công cộng

Rất thấp (<10%) Tắt hệ thống HVAC, hệ thống điều hòa, cảnh báo thang

máy không sử dụng được

LƯU ĐỒ LOGIC GIÁM SÁT MỨC DẦU BỂ CHỨA

59

HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI HÒA LƯỚI

61

HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ĐỘC LẬP

HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI KẾT HỢP

63

SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

LỰA CHỌN PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Pin năng lượng mặt trời cần cho hiệu suất tốt, độ bền cao.

Ta chọn pin Cananidian CS3W 445MB-AG với thông số sau:

65

LỰA CHỌN THIẾT BỊ HÒA LƯỚI INVERTER

• Inverter hòa lưới cần đảm bảo độ tin cậy cao, độ bền

tốt, chất lượng điện áp (cos𝝋≥0.9) và đạt hiệu suất cao.

• Inverter được kết nối thiết bị Data Logger bằng cáp

RS485 để giám sát tình trạng hoạt động vận hành.

• Ta lựa chọn Inverter: Sunzet 100kW (Zigor)

THÔNG SỐ THIẾT BỊ HÒA LƯỚI INVERTER

67

LỰA CHỌN BỘ GIÁM SÁT

Bộ giám sát LSW-2 sẽ thu thập dữ liệu từ bộ inverter hòa lưới (Công suất phát, dòng điện, điện áp, tình trạng hoạt động…) theo giờ, ngày, tháng… Thông qua mạng Wifi ngôi nhà để đưa dữ liệu lên Server, từ đó có thể giám sát hệ thống mọi lúc mọi nơi thông qua phần mềm Solarman.

TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT THIẾT BỊ

TỔNG PHỤ TẢI CẢ TÒA NHÀ ≈ 633 KW CÔNG SUẤT HỆ THỐNG CẦN LẮP ĐẶT ≈ 633/5 ≈120 KW TỔNG CÔNG SUẤT HÒA LƯỚI 120 kW

SỐ PIN CẦN LẮP ĐẶT ≈ 120/0.445 ≈ 270 TẤM

CÔNG SUẤT PIN

(W/ TẤM)

SỐ LƯỢNG PIN (TẤM)

TỔNG CÔNG SUẤT

(kWp)

SẢN LƯỢNG ĐIỆN DỰ KIẾN (kWp)

69

MÔ PHỎNG TRÊN PVSYST

XIN CẢM ƠN

THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE

71