Tài liệu học tập Vẽ thiết kế điện - Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp

• Tác giả: Nguyễn Thùy Dung
• Trường học: Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Đề tài: Vẽ thiết kế điện
• Loại tài liệu: Tài liệu học tập
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về tài liệu học tập vẽ thiết kế điện

Tài liệu học tập vẽ thiết kế điện là giáo trình chuyên ngành do Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp biên soạn năm 2019. Tài liệu phục vụ học phần kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử. Nội dung bám sát chương trình đào tạo, được bố trí sau hai học phần Kỹ thuật vật liệu - khí cụ điện và Hệ thống cung cấp điện. Tài liệu gồm bốn chương chính, bao quát toàn bộ kiến thức từ lý thuyết đến thực hành. Chương đầu giới thiệu khái niệm chung, tiêu chuẩn và quy ước bản vẽ. Các chương tiếp theo trình bày phần mềm hỗ trợ, ứng dụng trong lĩnh vực dân dụng và công nghiệp. Cách biên soạn đi từ cơ bản đến nâng cao giúp sinh viên nắm vững nền tảng trước khi áp dụng thực tế. Tài liệu tích hợp hướng dẫn sử dụng nhiều phần mềm phổ biến như AutoCAD, CADe-SIMU và DIALux. Mỗi chương đều có ví dụ minh họa cụ thể, giúp người học hiểu rõ cách vận dụng kiến thức vào công việc thực tế.

1.1. Mục tiêu đào tạo và đối tượng sử dụng

Tài liệu hướng đến đối tượng chính là sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử. Mục tiêu trang bị kiến thức nền tảng về vẽ thiết kế điện, từ đọc hiểu bản vẽ đến triển khai thiết kế hoàn chỉnh. Người học cần hoàn thành trước hai học phần liên quan đến vật liệu, khí cụ điện và hệ thống cung cấp điện. Kiến thức tiền đề giúp sinh viên tiếp thu nội dung vẽ thiết kế một cách có hệ thống. Tài liệu cũng phù hợp cho kỹ sư mới vào nghề cần tham khảo quy chuẩn và phương pháp vẽ chuyên nghiệp.

1.2. Cấu trúc bốn chương của tài liệu

Tài liệu được chia thành bốn chương rõ ràng. Chương một trình bày khái niệm chung, tiêu chuẩn TCVN, IEC và các quy ước ký hiệu bản vẽ. Chương hai giới thiệu ba phần mềm chính: AutoCAD, CADe-SIMU và DIALux. Chương ba tập trung ứng dụng vẽ thiết kế điện dân dụng, hướng dẫn đọc bản vẽ và triển khai bằng AutoCAD. Chương bốn trình bày thiết kế điện công nghiệp, cách đọc sơ đồ mạch điện và mô phỏng bằng CADe-SIMU. Cấu trúc logic giúp người học tiến bộ dần từ lý thuyết sang thực hành.

II. Phân tích tiêu chuẩn và quy ước trong bản vẽ thiết kế điện

Tiêu chuẩn và quy ước là nền tảng cốt lõi của mọi bản vẽ thiết kế điện. Tại Việt Nam, hai hệ tiêu chuẩn chính được áp dụng là TCVN (Tiêu chuẩn Việt Nam) và IEC (Tiêu chuẩn Quốc tế). Các tiêu chuẩn này quy định cụ thể về ký hiệu, đường nét, khổ giấy và cách trình bày bản vẽ. Việc tuân thủ tiêu chuẩn đảm bảo bản vẽ được đọc hiểu thống nhất giữa các kỹ sư, nhà thầu và chủ đầu tư. Quy ước về vật liệu dụng cụ vẽ quy định rõ loại bút, độ dày nét và khổ giấy sử dụng. Các loại khổ giấy phổ biến bao gồm A0, A1, A2, A3, A4 với định dạng khung bản vẽ chuẩn. Quy ước chữ viết yêu cầu sử dụng font chữ kỹ thuật, kích thước chữ phù hợp với tỷ lệ bản vẽ. Hệ thống ký hiệu điện được phân loại theo nhóm: ký hiệu chiếu sáng, ký hiệu thiết bị đóng cắt, ký hiệu máy điện và ký hiệu đo lường. Mỗi nhóm ký hiệu đều có tiêu chuẩn riêng, đảm bảo tính chính xác và chuyên nghiệp trong thiết kế.

2.1. Hệ thống tiêu chuẩn TCVN và IEC áp dụng tại Việt Nam

TCVN và IEC là hai hệ thống tiêu chuẩn song song được sử dụng trong thiết kế điện Việt Nam. TCVN quy định các ký hiệu phù hợp với điều kiện thực tế trong nước. IEC là tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo tính tương thích khi làm việc với đối tác nước ngoài. Các tiêu chuẩn cụ thể như TCVN 1615-75, TCVN 1623-75 quy định ký hiệu thiết bị đóng cắt bảo vệ. TCVN 1614-75 và TCVN 1619-75 quy định ký hiệu máy điện và biến áp. Kỹ sư cần nắm vững cả hai hệ thống để áp dụng linh hoạt trong dự án.

2.2. Quy ước về đường nét ký hiệu và khổ giấy bản vẽ

Bản vẽ điện sử dụng nhiều loại đường nét khác nhau để biểu đạt thông tin. Đường nét liền dùng cho các thành phần nhìn thấy, nét đứt cho phần bị che khuất. Mỗi loại đường có độ dày tiêu chuẩn riêng, đảm bảo bản vẽ rõ ràng khi in ấn. Ký hiệu điện được quy ước theo từng nhóm thiết bị: đèn, công tắc, ổ cắm, cầu dao, thiết bị đo lường. Khổ giấy tiêu chuẩn từ A0 đến A4, mỗi khổ có khung bản vẽ và vùng vẽ quy định cụ thể. Việc tuân thủ quy ước giúp bản vẽ chuyên nghiệp và dễ đọc.

III. Phương pháp và công cụ vẽ thiết kế điện hiện đại

Phần mềm hỗ trợ đóng vai trò quan trọng trong vẽ thiết kế điện hiện đại. Ba công cụ chính được giới thiệu trong tài liệu là AutoCAD, CADe-SIMU và DIALux. AutoCAD là phần mềm vẽ kỹ thuật phổ biến nhất, cung cấp đầy đủ công cụ để vẽ sơ đồ mặt bằng, sơ đồ nguyên lý và chi tiết kỹ thuật. Phần mềm cho phép tạo kiểu kích thước, quản lý layer và xuất bản vẽ theo nhiều định dạng. CADe-SIMU chuyên dụng cho mô phỏng mạch điện công nghiệp, giúp kiểm tra hoạt động mạch trước khi thi công thực tế. DIALux là công cụ tính toán mô phỏng chiếu sáng, hỗ trợ thiết kế hệ thống đèn hiệu quả về năng lượng. Kỹ thuật thiết kế kích thước trong AutoCAD đòi hỏi hiểu biết về các thành phần: đường kích thước, đường dóng, chữ số và mũi tên. Các lệnh cơ bản như Dimlinear, Dimradius, Dimangular đáp ứng nhu cầu đo đạc phổ biến. Việc thành thạo kết hợp nhiều phần mềm giúp kỹ sư triển khai thiết kế nhanh chóng và chính xác.

3.1. Sử dụng AutoCAD trong vẽ bản vẽ thiết kế điện

AutoCAD cung cấp giao diện thân thiện với thanh công cụ Draw, Modify và Dimension. Các lệnh vẽ cơ bản gồm Line, Circle, Rectangle và Arc. Lệnh Hatch giúp tạo vùng vật liệu trên bản vẽ. Quản lý layer giúp phân loại các thành phần: layer đường điện, layer thiết bị, layer chú thích. Kiểu kích thước được tùy chỉnh qua hộp thoại Dimension Style Manager, cho phép thiết lập chiều cao chữ, kiểu mũi tên và tỷ lệ. Bản vẽ hoàn chỉnh có thể xuất sang PDF hoặc in trực tiếp.

3.2. Phần mềm CADe SIMU và DIALux trong thiết kế điện

CADe-SIMU cho phép mô phỏng mạch điện công nghiệp trực quan. Người dùng kéo thả các thành phần như contactor, relay nhiệt, MCB để xây dựng sơ đồ mạch. Phần mềm kiểm tra hoạt động mạch, phát hiện lỗi kết nối trước khi triển khai. DIALux tính toán cường độ ánh sáng, phân bố lux trên mặt phẳng làm việc. Công cụ này hỗ trợ chọn loại đèn, số lượng và vị trí lắp đặt tối ưu. Kết quả mô phỏng giúp tiết kiệm thời gian và chi phí thi công thực tế.

IV. Ứng dụng thực tế vẽ thiết kế điện dân dụng và công nghiệp

Vẽ thiết kế điện có hai lĩnh vực ứng dụng chính: dân dụng và công nghiệp. Điện dân dụng tập trung vào nhà ở, tòa nhà văn phòng và công trình công cộng. Bản vẽ điện dân dụng bao gồm sơ đồ mặt bằng chiếu sáng, sơ đồ hệ thống ổ cắm và sơ đồ tủ phân phối. Các mạch cơ bản như mạch một đèn một công tắc, mạch hai công tắc điều khiển hai nơi, mạch đèn hành lang là nền tảng cần nắm vững. Điện công nghiệp phức tạp hơn, yêu cầu hiểu biết về mạch khởi động motor, mạch đảo chiều và mạch bảo vệ. Bản vẽ công nghiệp sử dụng nhiều ký hiệu thiết bị đóng cắt, bảo vệ và đo lường. Quy trình triển khai thiết kế điện bao gồm: đọc hiểu bản vẽ kiến trúc, bố trí thiết bị trên mặt bằng, vẽ sơ đồ nguyên lý và lập bảng vật tư. Việc áp dụng phần mềm vào từng giai đoạn giúp tăng năng suất và giảm sai sót. Kỹ năng đọc bản vẽ và triển khai thiết kế là hai năng lực cốt lõi sinh viên cần rèn luyện.

4.1. Thiết kế điện dân dụng và các mạch chiếu sáng cơ bản

Bản vẽ điện dân dụng bắt đầu từ sơ đồ mặt bằng xây dựng, thể hiện vị trí đèn, công tắc và ổ cắm. Mạch một đèn một công tắc là đơn giản nhất, chỉ gồm nguồn, đèn và công tắc nối tiếp. Mạch hai công tắc hai nơi sử dụng công tắc đảo chiều, thường dùng cho cầu thang. Mạch ba công tắc điều khiển ba nơi áp dụng cho hành lang dài. Các mạch này đều cần tuân thủ quy tắc đi dây an toàn và tiết kiệm vật liệu.

4.2. Thiết kế điện công nghiệp và mô phỏng mạch điện

Thiết kế điện công nghiệp đòi hỏi kiến thức về mạch khởi động motor ba pha. Mạch khởi động trực tiếp dùng contactor và relay nhiệt bảo vệ quá tải. Mạch đảo chiều yêu cầu hai contactor với cơ chế khóa liên động cơ và điện. Bản vẽ công nghiệp sử dụng sơ đồ nguyên lý và sơ đồ lắp ráp song song. CADe-SIMU giúp mô phỏng toàn bộ mạch trước khi lắp đặt thực tế. Kỹ năng đọc sơ đồ mạch điện công nghiệp là yêu cầu bắt buộc với kỹ sư điện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Nguyễn Thùy Dung Đinh Thị Hằng Trần Quốc Đạt TÀI LIỆU HỌC TẬP VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - 2019 LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu học tập Vẽ thiết kế điện được biên soạn theo kế hoạch đào tạo và chương trình học phần Vẽ thiết kế điện - là học phần kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử, trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật công nghiệp. Học phần được bố trí giảng dạy sau các học phần Kỹ thuật vật liệu - khí cụ điện và học phần Hệ thống cung cấp điện. Nội dung tài liệu gồm 4 chương chính: Chương 1: Khái niệm chung về vẽ thiết kế điện, cung cấp những kiến thức cơ bản về các tiêu chuẩn của bản vẽ điện, các quy ước và ký hiệu dùng trong bản vẽ điện từ đó sinh viên ứng dụng vẽ một số sơ đồ điện chiếu sáng cơ bản. Chương 2: Các phần mềm sử dụng trong vẽ thiết kế điện, cung cấp những kiến thức cơ bản về phần mềm AutoCAD, phần mềm CADe – SIMU và phầm mềm tính toán mô phỏng chiếu sáng DIALux. Chương 3: Ứng dụng vẽ thiết kế điện trong lĩnh vực dân dụng, trình bày tổng quan về bản vẽ điện dân dụng, hướng dẫn đọc hiểu bản vẽ và các bước triển khai thiết kế điện. Ứng dụng phần mềm AutoCAD để thiết kế điện cho công trình dân dụng Chương 4: Ứng dụng vẽ thiết kế điện trong lĩnh vực công nghiệp, trình bày tổng quan về bản vẽ điện trong công nghiệp, hiểu và biết cách đọc các sơ đồ mạch điện công nghiệp. Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô phỏng một số mạch điện trong công nghiệp. Nhóm tác giả chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật công nghiêp, Khoa Điện, Bộ môn Điện công nghiệp đã động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để nhóm tác giả viết tài liệu học tập. Trong quá trình biên soạn không tránh khỏi còn nhiều sai sót, tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp và đọc giả để cuốn sách được hoàn thiện hơn. Địa chỉ: Khoa Điện P.705 HA10 Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp, 218 Lĩnh Nam, Hoàng Mai, Hà nội. Email: khoadien@uneti. Ngày 15 tháng 4 năm 2019 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU . KHÁI NIỆM CHUNG VỀ VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN . Các tiêu chuẩn của bản vẽ điện . Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) . Tiêu chuẩn Quốc tế (IEC) . Giới thiệu một số tiêu chuẩn thiết kế điện Việt Nam . Các quy ước chung về bản vẽ điện . Quy ước về vật liệu dụng cụ vẽ dùng trong bản vẽ điện . Quy ước về các loại khổ giấy và định dạng khung bản vẽ . Các quy ước về chữ viết trong bản vẽ điện. Các quy ước về đường nét trong bản vẽ điện . Các ký hiệu dùng trong bản vẽ điện. Vẽ các ký hiệu sơ đồ mặt bằng xây dựng . Vẽ các ký hiệu điện trong sơ đồ điện chiếu sáng . Vẽ các kí hiệu điện trong sơ đồ điện công nghiệp . Vẽ các kí hiệu điện trong sơ đồ cung cấp điện . Ứng dụng vẽ một số sơ đồ điện chiếu sáng cơ bản. Mạch đèn một đèn, một công tắc và một ổ cắm . Mạch một đèn hai công tắc điều khiển hai nơi . Mạch một đèn điều khiển ba nơi (mạch đèn hành lang) . Mạch đèn sáng tắt luân phiên . CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG TRONG VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN . Phần mềm AutoCAD . Giới thiệu chung về phần mềm Autocad . Các lệnh thiết lập bản vẽ . Các lệnh vẽ cơ bản trong AutoCAD . Các lệnh hiệu chỉnh tạo hình. Các lệnh biến đổi và sao chép hình. Quản lý đối tượng theo lớp, đường nét và màu . Nhập và hiệu chỉnh văn bản . Thực hành vẽ một số ký hiệu dùng trong bản vẽ điện. Phần mềm cad_simu . Giới thiệu chung về phần mềm CADE-SIMU . Hệ thống Menu trong phần mềm CADe – SIMU . Các thanh công cụ trên phầm mềm CADe- SIMU . Thư viện của CADe – SIMU . Ứng dụng phần mềm CADe-SIMU vẽ thiết kế một số sơ đồ mạch điện trong công nghiệp 83 2. Phần mềm DIALux . Giới thiệu chung về phần mềm DIALux . Hệ thống Menu trong phần mềm DIALux . Các thanh công cụ trên phần mềm DIALux . Hướng dẫn tính toán chiếu sáng . Ứng dụng phần mềm DIALux để thiết kế, mô phỏng chiếu sáng. ỨNG DỤNG VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN TRONG DÂN DỤNG . Tổng quan về bản vẽ điện dân dụng. Hướng dẫn đọc hiểu bản vẽ điện dân dụng . Ký hiệu trên bản vẽ và các thông số kỹ thuật của các thiết bị điện. Các bước triển khai thiết kế điện . Xác định phụ tải điện trong dân dụng . Xác định phương án cấp điện . Nguyên tắc lắp đặt điện và bố trí thiết bị trên mặt bằng . Vẽ thiết kế điện cho một căn hộ điển hình . Vẽ thiết kế điện cho một tòa nhà . Xây dựng bản vẽ thiết kế cung cấp điện . Triển khai bản vẽ thiết kế điện cho tòa nhà . ỨNG DỤNG VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN TRONG LĨNH VỰC CÔNG NGHIỆP 157 4. Tổng quan về bản vẽ điện trong công nghiệp . Vẽ thiết kế trạm biến áp cho nhà máy . Vẽ thiết kế hệ thống điện chiếu sáng. Vẽ thiết kế tủ điện phân phối . Vẽ thiết kế hệ thống điện động lực: . Vẽ thiết kế một số sơ đồ mạch điện cơ bản trong công nghiệp . Vẽ sơ đồ mạch đổi nối sao tam giác động cơ không đồng bộ ba pha . Vẽ sơ đồ mạch đảo chiều quay cho động cơ không đồng bộ 3 pha. Vẽ sơ đồ mạch điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha có hãm động năng. Vẽ sơ đồ mạch khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha qua các cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian . 169 TÀI LIỆU THAM KHẢO . KHÁI NIỆM CHUNG VỀ VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG Cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ bản về vẽ thiết kế điện: các tiêu chuẩn của bản vẽ điện, các quy ước và ký hiệu dùng trong bản vẽ điện từ đó sinh viên ứng dụng vẽ một số sơ đồ điện chiếu sáng cơ bản. Các tiêu chuẩn của bản vẽ điện Hiện nay có rất nhiều tiêu chuẩn vẽ điện khác nhau như: tiêu chuẩn Quốc tế, tiêu chuẩn Châu Âu, tiêu chuẩn Nhật Bản, tiêu chuẩn Liên Xô (cũ), tiêu chuẩn Việt Nam. Ngoài ra còn có các tiêu chuẩn riêng của từng hãng, từng nhà sản xuất, phân phối sản phẩm. Nhìn chung các tiêu chuẩn này không khác nhau nhiều, các ký hiệu điện được sử dụng gần giống nhau, chỉ khác nhau phần lớn ở ký tự đi kèm (tiếng Anh, Pháp, Nga, Việt. Trong nội dung tài liệu này sẽ giới thiệu trọng tâm là ký hiệu điện theo tiêu chuẩn Việt Nam và có đối chiếu, so sánh với tiêu chuẩn Quốc tế ở một số dạng mạch. Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) Các ký hiệu điện được áp dụng theo TCVN 1613 – 75 đến 1639 – 75, các ký hiệu mặt bằng thể hiện theo TCVN 185 – 74. Theo TCVN bản vẽ thường được thể hiện ở dạng sơ đồ theo hàng ngang và các ký tự đi kèm luôn là các ký tự viết tắt từ thuật ngữ tiếng Việt (Hình 1.1 Sơ đồ thể hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam 6 1. Tiêu chuẩn Quốc tế (IEC) Trong IEC, ký tự đi kèm theo ký hiệu điện thường dùng là ký tự viết tắt từ thuật ngữ tiếng Anh và sơ đồ thường được thể hiện theo cột dọc (Hình 1.2 Sơ đồ thể hiện theo tiêu chuẩn quốc tế 1. Giới thiệu một số tiêu chuẩn thiết kế điện Việt Nam - TCVN 9206 - 2012 - TCVN 9207 – 2012 - TCVN 4756 – 1989 - TCVN 1615 – 75 - TCVN 1623 – 75 1. Các quy ước chung về bản vẽ điện 1. Quy ước về vật liệu dụng cụ vẽ dùng trong bản vẽ điện - Giấy vẽ: có 3 loại giấy: giấy vẽ tinh, giấy bóng mờ, giấy kẻ ôli. - Bút chì: có nhiều loại khác nhau, tùy theo yêu cầu mà chọn loại bút chì cho thích hợp.9H o HB: loại trung bình o B: loại mềm 1B, 2B, ….9B 7 - Thước vẽ: Trong vẽ điện, sử dụng các loại thước sau đây: o Thước dẹp: Dài (30 - 50) cm, dùng để kẻ những đoạn thẳng (Hình 1. o Thước chữ T: Dùng để xác định các điểm thẳng hàng, hay khoảng cách nhất định nào đó theo đường chuẩn có trước (Hình 1. o Thước rập tròn: Dùng vẽ nhanh các đường tròn, cung tròn khi không quan tâm lắm về kích thước của đường tròn, cung tròn đó (Hình 1. o Eke: Dùng để xác định các điểm vuông góc, song song (Hình 1.3 Các loại thước dùng trong vẽ thiết kế điện 8  Các công cụ khác: Compa, tẩy, khăn lau, băng dính… 1. Quy ước về các loại khổ giấy và định dạng khung bản vẽ a) Các loại khổ giấy Ký hiệu khổ 44 24 22 12 11 giấy Kích thước các cạnh của khổ 1189 x 841 594 x 841 594 x 420 297 x 420 297 x 210 giấy (mm) Ký hiệu của tờ A0 A1 A2 A3 A4 giấy tương ứng Quan hệ giữa các khổ giấy như sau: Hình 1.4 Quan hệ các khổ giấy b) Định dạng khung bản vẽ  Định dạng khung bản vẽ và vị trí đặt khung tên: 9 Hình 1.5 Vị trí khung tên trong bản vẽ  Thành phần và kích thước khung tên Khung tên trong bản vẽ điện có 2 tiêu chuẩn khác nhau ứng với các khổ giấy như sau: - Đối với khổ giấy A2, A3, A4: Nội dung và kích thước khung tên như Hình 1.6 Nội dung và kích thước khung tên dùng cho bản vẽ khổ giấy A2, A3, A4 - Đối với khổ giấy A1, A0: Nội dung và kích thước khung tên như Hình 1.7 Nội dung và kích thước khung tên dùng cho bản vẽ khổ giấy A1,A0  Chữ viết trong khung tên Chữ viết trong khung tên được qui ước như sau: - Tên trường: Chữ IN HOA h = 5 mm (h là chiều cao của chữ). - Tên khoa: Chữ IN HOA h = 2,5 mm. - Tên bản vẽ: Chữ IN HOA h = (7 – 10) mm. - Các mục còn lại: có thể sử dụng chữ hoa hoặc chữ thường h = 2,5 mm. Các quy ước về chữ viết trong bản vẽ điện - Có thể viết đứng hoặc viết nghiêng 750 - Chiều cao khổ chữ: h = 14, 10, 7, 3.