Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Nghiên cứu giải pháp điều khiển cấp điện tự động cho nhà máy từ trạm 110KV doc

Việc điều phối điện năng và xử lí các phương án cấp điện bằng thiết bị điều khiển khả trình sẽ mở ra những tiềm năng lớn cho việc tối ưu hệ thống cung cấp điện.. Toàn bộ dây chuyền sản x

Đồ án tốt nghiệp

Nghiên cứu giải pháp điều khiển cấp điện tự động cho nhà máy từ trạm 110KV

Mở đầu

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, việc ứng dụng những thành tựu công nghệ mới vào thực tiến sản xuất diễn ra mạnh mẽ và có những bước đột phá Đối với công nghệ sản xuất xi măng, là lĩnh vực đòi hỏi mức độ chính xác và an toàn cao, giải pháp tự động hoá có thể coi là tất yếu trong việc giải quyết những yêu cầu công nghệ cũng như đảm bảo sự an toàn và vận hành liên tục của nhà máy

Hiện nay ngành sản xuất xi măng ở nước ta đang phát triển rất mạnh mẽ Đây là một ngành sản xuất công nghiệp chịu sự chi phối rất lớn về công nghệ cũng như thiết bị của nước ngoài Tuy nhiên, việc phân phối điện năng trong một số nhà máy chưa được tự động hoá Việc điều phối điện năng và xử lí các phương án cấp điện bằng thiết bị điều khiển khả trình sẽ mở ra những tiềm năng lớn cho việc tối ưu hệ thống cung cấp điện

Nhà máy xi măng Bút Sơn là một trong số những nhà máy hiện đại nhất Việt nam Toàn bộ nhà máy được nối mạng theo tiêu chuẩn mạng công nghiệp Ethernet, điều khiển bằng các PLC S5 của Siemen Đức Việc cấp điện cho toàn bộ nhà máy hiện nay được điều khiển tại chỗ và liên động tự động

Đồ án này thực hiện nghiên cứu giải pháp điều khiển cấp điện tự động cho nhà máy từ trạm 110KV Đồ án gồm có 5 chương:

Chương 1: Mô tả công nghệ

Chương 2:Giới thiệu về trạm 110kv nhà máy xi măng Bút Sơn Chương 3:Tính chọn các trị số bảo vệ cho trạm 110kv

Phân tích hệ thống điều khiển Xác định tín hiệu vào ra

Chương 4: Giới thiệu về bộ điều khiểnkhả lập trình PLC S7-200 Chương 5: Thiết kế điều khiển trạm 110kv bằng PLC S7-200

Mô Tả Công Nghệ

1.1 Giới thiệu về nhà máy xi măng Bút Sơn

Công ty xi măng Bút Sơn được khởi công xây dựng từ ngày 27 - 08 -1995, có công suất 4000 tấn clinker/ ngày đêm (tương đương 1.4 triệu tấn xi măng/ngày đêm), với số vốn đầu tư là 195.832 triệu USD Đây là dây truyền sản xuất xi măng hiện đại được đầu tư hoàn toàn bằng vốn trong nước Nhà máy đặt tại xã Thanh Sơn, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà nam, gần quốc lộ 1, cách Hà nội 60 km về phía nam nên rất thuận tiện cho việc giao thông vận tải

Dây chuyền sản xuất của công ty là kiểu lò quay, phương pháp khô, bao gồm các trang thiết bị hiện đại do các nước Tây Âu chế tạo thuộc loại tiên tiến nhất hiện nay Toàn bộ dây chuyền sản xuất, từ khâu tiếp nhận nguyên, nhiên vật liệu đến khâu xuất sản phẩm cho khách đều được điều khiển hoàn toàn tự động từ phòng điều khiển trung tâm thông qua hệ thống máy tính và các tủ PLC của hãng Siemens (Cộng hoà liên bang Đức)

Việc thiết kế cung cấp thiết bị giám sát, lắp đặt và trợ giúp kĩ thuật

do hãng TC CHNIP_dc (Cộng hoà Pháp) thực hiện Ngoài ra công ty còn được trang bị các thiết bị lọc bụi, xử lí nước thải, chống ồn tốt nhất phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu (EC) góp phần bảo vệ cảnh quan môi trường sinh thái

Công ty có nguồn nguyên liệu phong phú với chất lượng cao và ổn định rất phù hợp cho việc sản xuất xi măng Kết hợp với dây chuyền thiết

1

bị hiện đại, hệ thống phân tích nhanh bằng Xquang, chương trình tối ưu hoá thành phần phối liệu và hệ thống điều khiển tự động với hàng nghìn điểm đo, đảm bảo việc giám sát và điều khiển liên tục toàn bộ quá trình sản xuất, duy trì ổn định chất lượng sản phẩm ở mức cao nhất

Các loại sản phẩm chính của công ty là xi măng porland PC 40, PC

50, xi măng hỗn hợp PCB 30 và các loại xi măng đặc biệt khác theo tiêu chuẩn Việt nam (TCVN), hoặc các tiêu chuẩn khác theo yêu cầu của khách hàng

Sản phẩm xi măng của công ty được đóng trong bao phức hợp KPK, đảm bảo chất lượng xi măng tốt nhất khi đến tay người tiêu dùng Ngoài ra công ty còn xuất xi măng rời theo yêu cầu của khách hàng một cách nhanh chóng tiện lợi

Xi măng Bút Sơn sử dụng trong các công trình thủy lợi, thủy điện Với mục tiêu nâng cao chất lượng sản phẩm và hạ giá thành sản xuất, công ty áp dụng hệ thống quản lí chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9002 đã được chứng nhận bởi QUACERT và DVN (Na Uy)

Trong tương lai công ty sẽ đẩy mạnh việc xuất khẩu sản phẩm ra nước ngoài Đồng thời sẽ đầu tư mở rộng xây dựng thêm một dây truyền sản xuất nữa phục vụ người tiêu dùng

1.2 Những nét chính của dây chuyền công nghệ công ty xi măng Bút Sơn

1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu

Các nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đất sét người ta còn sử dụng quặng sắt, bô xít và đá silíc làm các nguyên liệu điều chỉnh

Đá vôi khai thác ở mỏ hồng Sơn cách nhà máy 0.6 Km bằng phương pháp khoan nổ mìn, sẽ được bốc xúc lên ô tô có tải trọng lớn (3.2 tấn/xe) để vận chuyển tới máy đập đá vôi Máy đập đá vôi loại IM

PACTAPPR 1822 có năng suất trung bình là 600 tấn/giờ Loại máy này

có thể đập được các cục đá vôi có kích thước tới 1 m và cho ra sản phẩm

có kích thưóc 70 mm Sau khi đập nhỏ, đá vôi sẽ được cân và vận chuyển bằng tải cao su để về kho đồng nhất sơ bộ và được rải thành hai đống, mỗi đống 16 000 tấn theo phương pháp rải đống CHEURON và có mức

độ đồng nhất là 8:1

Trong kho đồng nhất sơ bộ có máy đánh đống loại BAH 17,3 - 1.0

- 600 với năng suất rải là 600 tấn/ giờ và hệ thống băng cào loại BKA 30.01.600 có năng suất từ 35 - 350 tấn/giờ

Đất sét khai thác ở mỏ Khả Phong cách nhà máy 9.5 Km, sẽ được vận chuyển bằng ô tô (20 tấn/xe) tới máy cán răng hai trục có năng suất

250 tấn/giờ Loại máy này cho phép cán được cục đất sét có kích thước đến 800 mm độ ẩm tới 15% và cho ra sản phẩm có kích thước 70 mm Sau đó đất sét được cân và vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ và rải thành 2 đống, mỗi đống 7 000 tấn, theo phương pháp rải WINDROW với mức độ đồng nhất là 8:1 Hệ thống cầu rải BEDECHI trong mỗi kho có năng suất rải 250 tấn/giờ và hệ thống cầu xúc loại BEL C150/14 có năng suất từ 15 - 150 tấn/giờ

Quắng sắt khai thác từ Thanh Hoá và Hòa Bình

Thạch cao mua từ Lào, Thái Lan hoặc Trung Quốc

1.2.2 Nghiền nguyên liệu và đồng nhất

Các cầu xúc đá vôi, đất sét, quặng sắt, bô xít và đá silíc có nhiệm

vụ cấp liệu vào các két chứa của máy nghiền Từ đó qua hệ thống cân định lượng liệu được cấp vào máy nghiền Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền con lăn trục đứng hiện đại PFEIFFER MPS 4750, có năng suất 320 tấn/giờ Bột liệu đạt yêu cầu sẽ được vận chuyển tới si lô đồng nhất bột liệu, có sức chứa 20000 tấn, bằng hệ thống máng khí động và gàu nâng Si lô đồng nhất bột liệu làm việc theo nguyên tắc đồng nhất và

tháo liên tục Việc đồng nhất bột liệu được thực hiện trong quá trình tháo bột ra khỏi si lô Mức độ đồng nhất của silô này là 10:1

1.2.3 Hệ thống lò nung và thiết bị làm lạnh Clinker

Lò nung của công ty xi măng Bút Sơn có đường kính 4.5 m, chiều dài 72 m, với hệ thống sấy sơ bộ 2 nhánh 5 tầng cùng hệ thống calciner buồng trộn Năng suất của lò là 4000tấn Clinker/ngày đêm Lò được thiết

Két chứa Định lượng

Nghiền sấy than

Dầu Hâm sấy dầu Thiết bị đồng nhất

Két chứa Két chứa Két chứa

Định lượng Định lượng Định lượng

Lò nung Clinker Thạch cao

Kho đồng nhất sơ bộ Kho đồng nhất sơ bộ

Hình 1 Quá trình công nghệ sản xuất xi măng Porland

kế sử dụng vòi đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit trong đó đốt tại Calciner là 60% phần còn lại đốt trong lò Clinker sau khi

ra khỏi lò được đổ vào thiết bị làm nguội kiểu ghi MBH- SA được làm lạnh Đập sơ bộ clinker thu được sau thiết bị làm lạnh vận chuyển tới 2 si

lô để chứa và ủ clinker Có tổng sức chứa là 220 000tấn Bột toả hoặc clinker phế phẩm được đổ vào si lô bột toả có sức chứa 2 000 tấn có thể rút ra ngoài

1.2.4 Nhiên liệu

Lò được thiết kế chạy 100% than antra xít, đầu MFO chỉ sử dụng trong quá trình sấy lò và chạy ban đầu Than được sử dụng trong lò là hỗn hợp 40% than cám 3a và 60% than cám 4a Máy nghiền than là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER năng suất 30 tấn/giờ Bột than min được chứa trong 2 két than min, một két để dùng cho lò, một két dùng cho calciner Than mịn được cấp vào lò và calciner qua hệ thống cân định lượng SCHENSK

1.2.5 Nghiền sơ bộ clinker và nghiền xi măng

Clinker, thạch cao và phụ gia (nếu có) sẽ được chuyển lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng Từ két máy nghiền, clinker

và phụ gia sẽ được đưa qua máy nghiền sơ bộ CKP 200 nhằm làm giảm kích thước và làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc của máy nghiền bi xi măng (kích thước bi lớn nhất trong máy nghiền bi là 70 mm) Sau đó clinker, phụ gia (đã qua nghiền sơ bộ) và thạch cao sẽ được cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn

Máy nghiền xi măng là loại máy nghiền bi 2 ngăn làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu SEPA Xi măng bột được vận chuyển tới bốn xi lô chứa có tổng sức chứa là 4x10000 tấn, bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng

1.2.6 Đóng bao và xuất xi măng

Từ đáy các si lô chứa, phải qua hệ thống cửa tháo xi măng sẽ được vận chuyển tới các két chứa của các máy đóng bao hoặc các hệ thống xuất xi măng rời Một hệ thống xuất xi măng rời gồm hai vòi xuất cho ô

tô, năng suất 100 tấn/giờ và một vòi xuất cho tầu hoả năng suất 150tấn /giờ

Hệ thống máy đóng bao gồm bốn chiếc máy đóng bao HAVER kiểu quay và hệ thống cân điện tử năng suất 100tấn/giờ Các bao xi măng qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển tới các máng xuất xi măng bao xuống tàu hoả và ô tô

Công ty xi măng Bút Sơn bắt đầu đi vào sản xuất thử từ 29/8/1998 đến đầu tháng 11/1998 công ty đã đưa dây chuyền sản xuất vào vận hành

ổn định Đến tháng 4/1999, sau giai đoạn chạy thử để hiệu chỉnh các thông số cơ, điện, công nghệ hoàn thành, công ty đã bước vào sản xuất chính thức Cũng kể từ đó lực lượng cán bộ kỹ thuật và công nhân của nhà máy đã tự đứng ra đảm nhận toàn bộ việc vận hành của nhà máy mà không cần có sự giúp đỡ của chuyên gia nước ngoài Sản xuất của nhà máy liên tục ổn định qua các năm, 100% sản phẩm của nhà máy xuất ra đều đạt TCVN Sản phẩm xi măng Bút Sơn ngày càng được tín nhiệm trên thị trường và được khách hàng ưa dùng Sản lượng xuất và tiêu thụ qua các năm cụ thể như sau:

Năm 1998: - Sản xuất 74.594,20 T clinker

Năm 2000: 11 tháng đầu năm 2000

- Sản lượng clinker sản xuất: 955.216,21 tấn đạt 100,02% kế hoạch cả năm

- Sản lượng xi măng xuất : 688.946,54 tấn đạt 105,99% kế hoạch cả năm

- Tiêu thụ : 496.311 tấn Clinker

646.586 tấn xi măng

Năm 2001 sản xuất 1.175.850,1 tấn Clinker

800.000 tấn xi măng

1.3 Hệ thống cân của nhà máy

1.3.1 Hệ cân cấp liệu cho máy nghiền thô

- Cấp đá vôi: ITEN 1214 Mức cân 35 – 350 T/h

- Cấp đá sét: ITEN 1206 Mức cân 10 – 100 T/h

- Cấp quặng sắt: ITEN 1211 Mức cân 1 – 10 T/h

- Cấp silicat: ITEN 1207 Mức cân 2 –20 T/h

1.3.2 Cân cấp liệu cho lò

Có một cân sử dụng để cấp liệu cho lò là ITEN 318, mức cân 35 – 350 T/h (HASLER)

1.3.3 Cân cấp liệu cho nghiền than: gồm hai cân

- 1504A: Mức cân từ 3.5 – 35 T/h (HASLER)

- 1504B

1.3.4 Cân cấp than min: gồm hai cân

- Cấp cho PRECALCINER: 1533, mức cân 10 – 100 T/h

- Cấp cho lò nung: 1523, mức cân 0 – 11 T/h

Do HASLER sản xuất

1.4 Hệ thống cung cấp điện của nhà máy xi măng Bút Sơn

Nhà máy được cấp điện qua hai lộ 110 kV trên không từ Ninh Bình, qua 2 dao cách ly 110KV - rồi qua hai máy cắt 110KV,50Hz dùng khí SF6 cấp cho hai máy biến áp MS-TR-12-1 và MS-TR-12-2 Hai máy biến áp có công suất 16MVAx2 điện áp 110 Điện áp được cấp sau 2 máy biến áp cung cấp cho hai phụ tải dùng 3 sợi cáp 1x240mm (6/10KV) tới hai máy cắt 3 pha ( 2000A,6KV) Điện áp qua hai máy cắt được cấp xuống qua hai thanh cái BusA và BusB, chúng được liên lạc với nhau bằng máy cắt 6KV- 2000A

Từ thanh cái 6KV trạm 110m, nguồn được phân phối tới 10 trạm biến áp phân xưởng từ LS1 đến LS10 bằng 10 máy cắt hợp bộ Các máy cắt này có dòng định mức 1200A, dùng khí SF6 Các máy cắt được tác động bởi hệ thống bảo vệ Sepam Tại các phân xưởng nguồn 6KV được cấp cho các động cơ cao áp(6KV) và các máy biến áp 6/0.4KV Điện áp 0.4 KV được cấp cho các tủ MCC và AUX cấp cho phụ tải

Hệ thống chiếu sáng của nhà máy được cấp từ các MBA 50KVA tại các phân xưởng và được đấu móc vòng với nhau Ngoài ra nhà máy còn dùng máy phát điện dự phòng Diezel có công suất 630KVA cung cấp cho một số tải quan trọng như lò, giàn ghi, khi mất điện lưới Hệ thống điều khiển PLC của CCR khi mất điện được dự phòng bằng nguồn UPS

Để bảo đảm cosϕ đạt 0.9, nhà máy đặt hai bộ tụ bù tại thanh cái 6kV, thuộc trạm 110kV, có công suất 810 kVar – 77 A và bốn bộ tụ bù đặt tại thanh cái tủ MVSW ở các trạm LS1, công suất 540 kVar – 48A, LS6 có công suất 1000 kVar – 96A, LS4 công suất 3150 kVar – 377A, LS7 công suất 3000 kVar – 289A Hệ thống bù cosϕ của nhà máy làm việc tự động

1.5 Một số liệu pháp nhằm ổn định chất lượng và giữ vững thị trường

Giám sát chặt chẽ và duy trì ổn định chất lượng ngay từ khâu nguyên liệu đầu vào và trên toàn bộ dây chuyền làm cơ sở cho việc duy trì ổn định và nâng cao chất lượng sản phẩm

- Củng cố và hoàn thiện hơn nữa hệ thống quản lý chất lượng trong toàn dây chuyền áp dụng có hiệu quả hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO9002 vừa được chứng nhận bởi QUACERT và DNV (Na Uy)

- Thực hiện tốt công tác bảo dưỡng sửa chữa thiết bị để đảm bảo toàn bộ các thiết bị trong dây chuyền hoạt động ổn định đồng bộ với năng suất cao và chất lượng tốt

- Không ngừng nâng cao trình độ, tay nghề cho CBCNV Đặc biệt là đội ngũ cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật và công nhân vận hành bằng cách tổ chức các khoá đào tạo tại công ty, hoặc liên kết đào tạo với các trường đại học, các trung tâm đào tạo chuyên ngành, tổ thăm quan, thực tập tại nước ngoài và tổ chức các buổi báo cáo chuyên đề

- Đẩy mạnh công tác pha phụ gia vào xi măng để tăng hiệu quả sản xuất, hạ giá thành sản phẩm Phấn đấu đến năm 2000 đặt tỉ lệ pha phụ gia từ 20 - 25%

Rà soát lại toàn bộ các định mức vật tư cho sản xuất quản lý chặt chẽ việc sử dụng vật tư sản xuất, phấn đấu giảm mức tiêu hao nguyên, nhiên vật liệu cho một đơn vị sản phẩm, góp phần hạ giá thành sản phẩm tăng tính cạnh tranh trên thương trường

lộ dây có công suất mỗi máy 16 MA Toàn bộ thiết bị của trạm do

GECLASTHOM, cộng hoà Pháp, cung cấp

Nhiệm vụ của trạm là hạ điện áp từ 110 KV xuống cấp 6 KV cung cấp cho toàn bộ các dây chuyền sản xuất của nhà máy

2.1 Sơ đồ cung cấp điện

Từ lưới điện quốc gia qua hai lộ đường dây trên không 110 kV, điện áp đưa qua các thiết bị truyền dẫn và đóng cắt tới hai máy biến áp (MBA) 110 kV Hai MBA này hoạt động đồng thời và độc lập với nhau

2

để đưa ra điện áp 6 kV ở thứ cấp MBA 110 kV của nhà máy là loại biến

áp tự động điều chỉnh điện áp dưới tải có dải điều chỉnh điện áp từ 96.8

kV ÷ 123.3 kV chia làm ±8 nấc điều chỉnh

Điện áp 6 kV từ MBA đưa qua các thiết bị truyền dẫn và đóng cắt đến thanh cái, được chia làm hai lộ, ở giữa có đặt máy cắt liên lạc để đóng mạch thanh cái khi có sự cố một trong hai MBA Từ thanh cái điện

áp 6 kV qua 10 máy cắt hợp bộ có Iđm bằng 1250 A và 2500A cung cấp điện cho các trạm LS Các máy cắt 110 kV và máy cắt 6 kV đều dùng khí

SF6 để dập hồ quang

2.2 Thuyết minh nguyên lý cấp điện

2.2.1 Nguyên lí cấp điện

Nhà máy ximăng Bút sơn được cấp điện từ Ninh Bình bởi hai lộ

175 và 176 có điện áp 110kV Hai lộ này cấp điện cho hai máy biến áp độc lập T1, T2 có công suất 16MVA x 2 Trên 2 lộ 110kV, hệ thống bảo

vệ chống sự cố gồm có các biến áp đo lường T6-1, T6-2, các biến dòng T5-1,

T5-2 và chống sét van V1, V2 Ngoài ra trên các cột còn có hệ thống chống sét thu lôi để bảo vệ cột và đường dây Các thiết bị TU, TI được sử dụng nhằm phát các sự cố chạm đất, đứt pha, đoản mạch đồng thời báo sự ổn định trên đường dây Trên mỗi lộ trước khi vào biến áp, các hệ thống dao cách li và tiếp địa được liên động cứng với nhau và sự vận hành phụ thuộc chặt chẽ vào trạng thái đóng cắt của máy cắt Q 50 Dao cách li chỉ

có thể đóng mở nếu dòng tải trên dây là rất nhỏ (hoặc = 0) và dao tiếp địa chỉ hoạt động khi dao cách li thay đổi trạng thái Nếu dao cách li mở thì lập tức dao tiếp địa liên quan đóng lại để nối đất an toàn Trên sơ đồ hệ thống có thể thấy rằng các cặp dao cách li và tiếp địa liên động với nhau là: Q28-Q38, Q25-Q35, Q24-Q34

Cặp Q28-Q38 nhằm bảo đảm an toàn khi sửa chữa bảo dưỡng thanh cái 110KV, máy cắt Q50 Trong đó Q27 là dao cách li liên hệ giữa hai thanh cái 110kv cấp cho hai máy biến áp độc lập

Trên mỗi máy biến áp đều bố trí các hệ thống bảo vệ về hơi, áp suất, nhiệt độ, chạm vỏ Đầu ra của MBA sẽ tự động diều chỉnh mức điện

áp 6 kV Bình thường khi không có sự cố , hai MBA sẽ làm việc độc lập với nhau cả về phía sơ cấp lẫn thứ cấp Có nghĩa là dao cách li Q27 mở ra

và máy cắt phân đoạn600 cũng mở.Mỗi MBA sẽ cung cấp cho một số phụ tải riêng của nhà máy

Tuy nhiên nếu sự cố xảy ra trên 1 trong 2 lộ 175, 176 thì dao cách

li Q27 sẽ được nối lại để một lộ cấp cho cả 2 MBA, tất nhiên là Q27 sẽ thực hiện khi Q50 của MBA có lộ sự cố cắt tải ra khỏi hệ thống sau đó sẽ đóng lại

Còn nếu một trong hai MBA bị hỏng thì chỉ lộ kia hoạt động bình thường nhưng máy cắt phân đoạn 600 đóng lại để cấp điện cho toàn nhà máy Một số phụ tải ít quan trọng sẽ bị cắt tạm thời để tránh quá tải cho MBA

Một trường hợp hãn hữu xảy ra nữa cũng được tính đến là đường dây lộ này bị hỏng và MBA lộ kia bị sự cố Khi đó lộ dây còn lại sẽ cấp điện cho MBA chưa hỏng, máy cắt phân đoạn đóng lại, một số phụ tải sẽ

bị cắt tạm thời

- Khi hệ thống 1 lộ bị hỏng cả dây và MBA thì chỉ lộ đó bị cắt ra khỏi hệ thống, lộ còn lại vẫn hoạt động bình thường, máy catứ phân đoạn vẫn đóng để cấp nguồn chung

- Nếu phương án lộ này cấp điện cho MBA kia thì dao cách li Q27

sẽ nối thanh cái 110kv cấp nguồn cho MBA còn lại

Khi hai lộ cùng mất điện, hệ thống tự động khởi động máy phát điện cấp điện cho một số phụ tải thiết yếu như lò, giàn ghi,hệ thống làm

lạnh, chiếu sáng Khi đó các máy cắt 631,632 sẽ tác động mở ra để cách

li mạng điện nội bộ của nhà máy với nguồn sự cố

Trong sơ đồ còn có trạm tự dùng Trạm này có máy biến áp 6/ 0.38kv và hệ thống chỉnh lưu nhằm cung cấp nguồn 110VDC cho các thiết bị điều khiển Trạm này được đóng cắt bởi máy cắt 642 có dòng định mức là 1250A

Do tính chất phụ tải của nhà máy - chủ yếu là động cơ - nên nhà máy rất chú trọng đến việc bù hệ số cosϕ Trên sơ đồ có hai trạm bù lớn 6KV, các tụ đấu Δ, và trong mỗi phân xưởng lại có một tủ tụ bù

Dung lượng bù được chia làm hai phần là bù tĩnh và bù động Lượng bù tĩnh là lượng bù theo tính toán cần phải có tối thiểu còn bù động đượcđiều khiển tự động bởi các bảng điều khiển NOVAR Bù được chia làm ba mức liên tiếp nhau, khi hệ số cosϕ nằm dưới khoảng đặt thì cấp bù thứ nhất được đóng Nếu cosϕ vẫn chưa đủ thì cấp bù thứ hai lại được đóng, và rất có thể cấp thứ ba cũng được đóng vào để đạt được trị

số cosϕ theo mong muốn Nếu cosϕ lớn hơn mức đặt thì việc ngắt bù lại được thực hiện tuần tự ngược lại cho đến khi đạt chỉ tiêu về cosϕ.Tuy nhiên , để đảm bảo an toàn cho người và hệ thống, các thiết bị chấp hành

sẽ được tác động sau 5s khi có lệnh điều khiển các cấp bù được đóng vào , cắt ra sẽ cách nhau trong khoảng thời gian ít nhất là 15s

Hệ thống chiếu sáng của nhà máy được thiết kế khá tối ưu Các điểm đấu dây của trạm được móc vòng với nhau, nếu nguồn cấp trạm này

bị hỏng thì sẽ có nguồn khác thay thế Do đó các điểm sản xuất luôn được duy trì điện chiếu sáng

Toàn bộ các hoạt động vận hành hệ thống, các chỉ thị, báo động đều được đặt tại nhà điều hành trạm 110kV của nhà máy

2.2.2 Điều kiện cấp điện đến từng lộ

Trong quá trình thao tác cấp điện để đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ thiết bị và yêu cầu chất lượng cấp điện cần phải tuân thủ các nguyên tắc sau:

a Để đóng máy cắt Q50 cần các điều kiện:

- Dao tiếp địa Q38 mở ra, dao cách ly Q28 đóng vào vị trí

- Dao tiếp địa Q35 mở ra, dao cách ly Q25 đóng vào vị trí

- Dao tiếp địa Q34 mở ra, dao cách ly Q24 đóng vào vị trí

- Các rơ le bảo vệ không tác động

Lúc đó máy cắt Q50 mới đóng cấp nguồn 110KV cho hai MBA

b Để cắt máy cắt Q50:

Do tính chất bảo vệ nên khi bất kì lúc nào có sự cố trên hai lộ máy cắt sẽ tác động Khi đó nguồn 110kV bị cắt ra khỏi hệ thống, tiếp đó hệ thống dao cách ly và tiếp địa tác động để đảm bảo an toàn cho hệ thống

3.2.3 Điều kiện ưu tiên các hoạt động liên động, bảo vệ

a Điều kiện ưu tiên các hoạt động liên động

Trong hệ thống điện ưu tiên chức năng, nhiệm vụ và vị trí của các phần tử chấp hành là rất cần thiết

- Dao cách ly: Là khí cụ điện chỉ làm nhiệm vụ cách ly chứ không

làm nhiệm vụ đóng cắt mạch điện nên khi thao tác nó chỉ đóng cắt khi máy cắt đang ở vị trí cắt

- Các hệ thống dao tiếp địa: Làm nhiệm vụ nối đất khi hệ thống bị

cắt nguồn Dao cách ly và dao tiếp địa được liên động chặt chẽ với nhau, khi cách ly mở thì tiếp địa đóng và ngược lại

- Máy cắt: Là khí cụ điện làm nhiệm vụ đóng cắt mạch điện nó chỉ

tác động khi có đầy đủ điều kiện liên động cho phép

b Điều kiện hoạt động bảo vệ

Trong hệ thống cung cấp điện cao áp để đảm bảo cấp điện chính xác chất lượng cao, an toàn và tăng tuổi thọ của thiết bị thì công việc lắp đặt các hệ thống bảo vệ là vô cùng quan trọng và nhất thiết phải có

c Mạch bảo vệ MBA

MBA là thiết bị quan trọng của trạm 110KV, nó cung cấp và điều chỉnh toàn bộ năng lượng trong nhà máy, hệ thống bảo vệ như sau:

- Mạch bảo vệ quá dòng: Dòng sơ cấp MBA qua bộ biến dòng được

đưa vào bộ F50/51 Khi có sự cố quá dòng ba pha, nếu dòng qua máy biến dòng có giá trị ≥ 0.6A ± 0.02A duy trì 2.2 giây thì rơ le

sẽ tác động đóng nguồn cấp cho máy cắt Q50 tác động, máy cắt Q50 sẽ cắt nguồn cho MBA đồng thời gửi tín hiệu báo lỗi sự cố về bảng điều khiển

- Mạch bảo vệ chạm đất: Bảo vệ chạm đất vỏ máy biến áp khi có sự

cố chạm vỏ MBA xảy ra Dòng chạm vỏ MBA với đất được đưa qua máy biến dòng và đưa vào bộ F 51 N (tank), nếu dòng qua Rơle có giá trị ≥0.16 ±0.04A trong thời gian 1.1s thì Rơle sẽ tác động Rơle tác động sẽ đóng tiếp điểm cấp nguồn cho mạch điều khiển cắt máy cắt Q50, cắt thiết bị rá khỏi lưới điện và báo lỗi sự

cố

- Mạch bảo vệ chạm đất sơ cấp MBA: Điểm trung tính sơ cấp MBA

được nối đất Khi có dòng chạm đất, dòng này được đưa qua máy biến dòng tới bộ F51N (Primary) Nếu giá trị dòng chạy qua Rơle

≥ 0.036 ± 0.002 A trong thời gian 1.1 s thì Rơle sẽ tác động đóng tiếp điểm cấp nguồn cho mạch điều khiển Q50, tác động cắt thiết

bị ra khỏi nguồn và đồng thời báo sự cố

- Mạch bảo vệ chạm đất thứ cấp MBA: Dòng chạm đất qua điện trở

hạn chế, qua máy biến dòng được đưa tới bộ F 51N (secondary), nếu dòng qua cuộn dây rơ le có giá trị ≥ 1.8 ± 0.4A trong thời gian 1.1s, rơ le sẽ tác động đóng tiếp điểm cấp nguồncho mạch

điều khiển Q50 Máy cắt Q50 sẽ cắt loại thiết bị ra khỏi lưới điện

và đèn tín hiệu báo sự cố sẽ sáng

Như vậy để MBA có thể hoạt động bình thường thì tất cảc các liên động phải đồng thời thoả mãn

- Mạch bảo vệ máy cắt: Máy cắt là thiết bị đóng cắt cao áp quan

trọng, nó phải đảm bảo tác động nhanh, chính xác để đảm bảo an toànvà chất lượng cấp điện cho hệ thống

- Mạch bảo vệ khí SF 6: SF6 là khí bảo vệ cách điện và dập tắt hồ quang khi máy cắt đóng, cắt điện Trung bình áp suất khí là 7 bar, nhưng khi áp suất khí giảm xuống ≤ 6.2 bar, rơle 480 tác động cấp nguồn cho K86-1 đóng tiếp điểm cấp nguồn cho mạch điều khiển máy cắt Q50 tác động cắt thiết bị ra khỏi lưới và thông báo sự cố

về trung tâm

- Muốn đóng máy cắt phải đảm bảo đủ điều kiện sau:

o Dao cách ly đã đóng

o Các điều kiện an toàn và bảo vệ không tác động

- Cắt máy cắt Q50: Khi có một trong các sự cố trên máy cắt sẽ cắt

2.3 Các thiết bị chính của trạm 110 kV

2.3.1 Sứ xuyên tường (Wall Bushing)

- Chức năng: Dùng cho đầu vào từ đường dây trên không vào dao cách ly và đưa điện từ dao cách ly ra MBA

- Vị trí: tại đầu vào trạm 110KV

vụ cho sửa chữa

Tất cả các máy cắt 6KV là loại máy cắt hợp bộ do hãng MERLINGRIN (Pháp) chế tạo

o Đầu nối: Cao áp 3 pha trung tính nối đất

Hạ áp 3 pha trung tính nối đất

- Điện trở trung gian: Trung tính thứ cấp MBA 110kV/ 6kV được nối đất qua điện trở trung gian để hạn chế dòng ngược

o Rđm = 144Ω

o Iđm = 50A

o Uđm = 7.2kV

- Làm mát cưỡng bức : ONAN 100%

- Tiêu chuẩn IEC 761993

- Kích thước tổng thể: Dài 4.7 m, rộng 3.6 m, cao 4.4 m

- Khối lượng: 29000kg

2.3.5 Máy biến dòng

- Chức năng: Chuyển đổi dòng sơ cấp xuống 1A

- Chức năng: Phục vụ mạch đo lường điều khiển

- Tiêu chuẩn sản xuất : IEC 185

- Thông số kĩ thuật: kiểu sản xuất CTA A45-33-130 T1

o Uđm =123KV

o f = 50 Hz

- Gồm 3 loại:

o Loại 200/ 1A : 5P – 20, công suất 30VA

o Loại 300/ 1A : 5P – 10, công suất 5VA

o Loại 50/ 1A : 5P – 10, công suất 5VA

2.3.6 Máy biến điện áp:

o Loại 1250A có 10 máy cắt do hãng MERLINGRIN chế tạo

o Loại 2500A có 3 máy cắt do hãng MERLINGRIN chế tạo

2.3.8 Dao tiếp địa

- Chức năng: Dao tiếp địa dùng để khử điện áp dư trên đường dây và dòng cảm ứng của các thiết bị

Hai lộ cấp điện của trạm 110kV giống nhau nên ta có thể chỉ cần nghiên cứu sơ đồ cấp điện của một lộ

2.4.1 Điều khiển đóng cắt máy cắt Q50

Với chức năng đóng cắt nguồn cấp cho biến áp 110/6KV máy cắt được dập hồ quang bằng khí SF6 Máy cắt được điều khiển tự động cắt nguồn khi có các sự cố sau:

- Sự cố đường dây (Khi mất nguồn)

- Bảo vệ MBA

o Bảo vệ chạm đất sơ cấp

o Bảo vệ chạm đất thứ cấp

o Bảo vệ chạm vỏ MBA

o Bảo vệ rơ le hơi

o Bảo vệ nhiệt độ dầu

Người vận hành điều khiển máy cắt ở ba vị trí

- Tại phòng điều khiển (Remote)

- Điều khiển tại chỗ (Local)

- Ngoài ra ở chế độ bảo dưỡng (Man), chế độ này chỉ thực hiện khi

đã cắt toàn bộ hệ thống ra khỏi lưới điện

* Sơ đồ nguyên lý hoạt động

a Ở vị trí Remote

- Điều khiển đóng: Do dao cách ly Q24,Q25 đã đóng nên tiếp điểm

vị trí F1 kín, rơ le K 2501, K 2401 có điện đóng tiếp điểm <11 -

14> mạch bảo vệ rơ le không tác động dẫn tới K86 - 1; K86-2 không có điện, tiếp điểm <1 - 3> kín, khoá S 10 ở vị trí đóng, tiếp điểm vị trí S1 <1 - 2> kín (vì trước đó Q50 ở trạng thái cắt) mạch chuẩn bị làm việc

Người vận hành vặn khoá s2250 về vị trí đóng, chân 2 có nguồn cấp cuộn hút Y2 có điện, hút chốt cơ khí, năng lượng lò xo được giải phóng, tác động đóng máy cắt Khi máy cắt đã đóng tiếp điểm

vị trí S1 <1 – 2> mở ra cắt điện cuộn Y1, tiếp điểm S2 <1 - 2> đóng lại chuẩn bị cho mạch cắt làm việc Đồng thời tiếp điểm S4

<9 - 10>; <11 -12> đóng lại cấp điện cho độngcơ M quay nén năng lượng dự trữ cho lò xo Khi dây cót đã căng, S4 <9 -10>;<11-12>bị tác động mở ra cắt điện động cơ M kết thúc quá trình đóng

- Điều khiển quá trình cắt: Vặn khoá S 2250 về vị trí cắt, rơ le K50

có điện đóng tiếp điểm <4-40>, chân 1, 3 có nguồn cấp (khi mạch bảo vệ tác động chân 1, 3 được cấp nguồn) Do khoá S 10 đóng, tiếp điểm S2 <3 -4 >; <1-2> kín nên cuộn Y3 có điện hút chốt cơ khí, năng lượng lò xo được giải phóng tác động cắt máy cắt Khi cắt xong tiếp điểm vị trí S2 <3-4>;<1-2> mở ra cắt điện Y3, đồng thời tiếp điểm S1<1-2> đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng làm việc

b Ở vị trí Local

Người vận hành vặn khoá S 2250về vị trí đóng hoặc cắt Hoạt động của mạch diễn ra như khi điều khiển từ xa

c Chế độ bảo dưỡng MAN

Vì là chế độ bảo dưỡng nên chỉ điều khiển đóng cắt khi dao cách ly Q25,Q24 mở (tiếp điểm thường kín NF1 của Q25, Q24 kín)

Người vận hành vặn khoá về M, tiếp điểm <1-4>kín do Q25, Q24

mở , rơ le K2511 có điện đóng tiếp điểm <11-14>, chân <12-32> có nguồn cấp Điều khiển đóng cắt bằng hai nút ấn:

- S11 là điều khiển đóng

- S12 điều khiển cắt

Chúng được đặt tại giá đỡ của máy cắt

Cuộn K1 có chức năng không cho điều khiển đóng máy cắt khi các yếu tố bảo vệ tác động(khi đó chân 1 có nguồn cấp) K1 có điện mở tiếp điểm K1<1-7>

2.4.2 Điều khiển đóng cắt dao cách li và dao tiếp địa

Các dao cáh li và dao tiếp địa đều là những khí cụ điện không dùng

để đóng cắt mạch mà chỉ làm nhiệm vụ cách li phần mang điện và không mang điện, chúng có chung mạch lực đóng cắt (thiết kế giống nhau) chỉ khác là mạch điều khiển và các tín hiệu điều khiển đóng cắt

a Điều khiển dao cách li Q25

Điều kiện để đóng mở dao cáh li Q25 là:

- Q50 đang ở vị trí cắt (mở)

- Nếu đóng Q25 thì Q35 mở và ngược lại

Q25 được điều khiển ở ba chế độ:

- Chế độ điều khiển từ xa (Remote)

- Chế độ điều khiển tại chỗ (Local)

- Chế độ bảo dưỡng (Man)

* Chế độ điều khiển từ xa (Remote)

- Điều khiển đóng Q25: Ta đưa khoá S 2225 về vị trí đóng, lúc này dao tiếp địa Q35 đã mở trước nên tiếp điểm NF1<33-34> kín, K

3511 có điện đóng tiếp điểm <11-14> Mặt khác lúc này Q50 đang

mở nên S1<11-12> kín, K 5011 có điện đóng tiếp điểm <11-14>, mạch điều khiển cấp nguồn cho chân 3 chuẩn bị cho mạch làm việc Do khoá ở vị trí REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng tiếp điểm VW ở mạch lực kín Cuộn hút EF có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ M M quay qua cơ cấu truyền động dao Q25 đóng lại Khi Q25 đóng hết tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra, EF mất điện mở tiếp điểm ở mạch lực động cơ M dừng đồng thời, lúc này tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn

bị cho mạch điều khiển mở Q25 làm việc

- Điều khiển mở Q25: Ta đưa khoá S 2225 về vị trí mở tiếp 6>, <24-23> kín, chân 1 có điện, cuộn hút của contactor EO có điện đóng tiếp điểm E0, ở mạch lực động cơ M có điện M quay qua cơ cấu truyền động làm Q25 mở ra Q25 mở hết tiếp điểm FC01 mở ra cắt điện cuộn hút đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q25

điểm<5-* Chế độ điều khiển tại chỗ (Local)

Trong chế độ này ta đưa khoá S 2225 về vị trí đóng hoặc mở, hoạt động của mạch diễn ra như ở chế độ điều khiển từ xa

* Chế độ bảo dưỡng (Man)

Chế độ này chỉ hoạt động khi đã cắt hoàn toàn điện lưới khoá S

25011 về vị trí MAN Tiếp điểm L ở mạch điều khiển và VW ở mạch lực kín

- Điều khiển đóng Q25: Ta ấn nút BPF1, contactor E0 có điện, cấp nguồn cho M Động cơ M quay, đóng Q25, khi đóng hết, tiếp điểm FCF1 mở ra EF mất điện, M dừng đồng thời FC01 đóng lại

- Điều khiển mở Q25: Ta ấn nút BP01, contactor E0 có điện, cấp nguồn cho động cơ M M quay qua cơ cấu làm mở Q25 Khi Q25

mở hết, tiếp điểm EC01 mở ra cắt điện E0, M dừng, đồng thời FCF1 đóng lại

b Điều khiển dao tiếp địa Q35

Điều kiện đóng dao tiếp địa Q35: Dao cách li Q25 mở, Q50 không đóng Điều kiện mở dao tiếp địa Q35: Dao cách li mở, Q50 mở

- Đóng dao tiếp địa Q35: Ta đưa khoá S 2235 về vị trí đóng Lúc này Q25 đang mở nên NF1 kín cuộn K 2511 có điện đóng tiếp điểm

<24-21> Do khoá đặt ở chế độ REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng, tiếp điểm VW ở mạch lực kín Cuộn hút EF của contactor có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ m M quay qua cơ cấu truyền động dao tiếp địa Q35 đóng lại Khi Q35 đóng hết tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra, EF mất điện mở tiếp điểm, mạch lực động cơ M dừng Đồng thời lúc này tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch mở Q35 làm việc

- Điều khiển mở dao Q35: Ta đưa khoá S 2235 về vị trí mở tiếp điểm <5-6>, <24-23> kín, chân 1 có điện cuộn hút contactor E0 cos điẹn đóng tiếp điểm E0 ở mạch lực động cơ có điện, M quay qua cơ câú truyền động làm Q35 mở ra Khi Q35 mở hết, tiếp điểm FC01 mở ra cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q35

c Điều khiển dao cách li Q24

* Điều kiện đóng mở:

- Q50 đang mở

- Nếu Q24 đóng thì Q34 mở và ngược lại

* Q24 được điều khiển ở ba chế độ:

- Chế độ điều khiển từ xa (Remote)

- Điều khiển tại chỗ (Local)

- Chế độ bảo dưỡng (Man)

* Điều khiển từ xa

- Điều khiển đóng Q24: Đưa khoá S 2224 về vị trí đóng lúc này dao tiếp địa Q34 đã mở trước nên tiếp điểm NF1<33-34> kín, K 3411

có điện đóng tiếp điểm<11-14> Lúc này Q50 đang mở nên 12> kín, K 5011 có điện đóng tiếp điểm <21-24> mạch điều khiển cấp nguồn cho chân 3, chuẩn bị cho mạch làm việc Do khoá ở vị trí REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng Tiếp điểm VW ở mạch lực kín, cuộn hút EF có điện đóng tiếp điểm EF

S1<11-ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ m M quay qua cơ cấu truyền động, dao Q24 đóng lại khi Q24 đóng hết, tiếp điểm vị trí FCF1

mở ra EF mất điện mở tiếp điểm ở mạch lực, động cơ M dừng Đồng thời FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch điều khiển mở Q24 làm việc

- Điều khiển mở Q24: Đưa S 2224 về vị trí mở tiếp điểm<5-6>, 23> đóng kín, chân 1 có điện cuộn hút EO có điện đóng tiếp điểm

<24-EO ở mạch lực động cơ M có điện, M quay qua cơ cấu truyền động làm Q24 mở ra Khi Q24 mở hết tiếp điểmFC01 mở ra, cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q24

* Chế độ điều khiển tại chỗ

Trong chế độ này ta đưa khoá S 2224 về vị trí đóng hoặc mở hoạt động của mạch diễn ra như ở chế độ điều khiển từ xa

* Chế độ bảo dưỡng (Man)

Chế độ này chỉ hoạt động khi đã cắt hoàn toàn điện lưới khoá về vị trí MAN Tiếp điểm L ở mạch điều khiển và VW ở mạch lực kín

- Điều khiển đóng Q24: Ta ấn nút BPF1, contactor EF có điện, cấp nguồn cho M Động cơ M quay, đóng Q24, khi đóng hết, tiếp điểm FCF1 mở ra EF mất điện, M dừng đồng thời FC01 đóng lại

- Điều khiển mở Q24: Ta ấn nút BP01, contactor EF có điện, cấp nguồn cho động cơ M M quay qua cơ cấu làm mở Q24 Khi Q24

mở hết, tiếp điểm EC01 mở ra cắt điện E0, M dừng, đồng thời FCF1 đóng lại

d Điều khiển dao tiếp địa Q34

Điều kiện đóng dao tiếp địa Q34: Dao cách li Q24 mở, Q50 không đóng Điều kiện mở dao tiếp địa Q34: Q50 mở

- Đóng dao tiếp địa Q34:Ta đưa khoá S 2234 về vị trí đóng Lúc này Q24 đang mở nên NF1 kín cuộn K 2411 có điện đóng tiếp điểm

<24-21> Do khoá đặt ở chế độ REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng, tiếp điểm VW ở mạch lực kín Cuộn hút EF của contactor có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ M M quay qua cơ cấu truyền động dao tiếp địa Q34 đóng lại Khi Q34 đóng hết tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra, EF mất điện mở tiếp điểm, mạch lực động cơ M dừng Đồng thời lúc này tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch mở Q34 làm việc

- Điều khiển mở dao Q34: Ta đưa khoá S 2234 về vị trí mở tiếp điểm <5-6>, <24-23> kín, chân 1 có điện cuộn hút contactor E0 có điện đóng tiếp điểm E0 ở mạch lực động cơ có điện, M quay qua

cơ câú truyền động làm Q34 mở ra Khi Q34 mở hết, tiếp điểm FC01 mở ra cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q34

e Điều khiển Q28

* Điều kiện đóng mở:

- Q50 đang mở

- Nếu Q27 mở, Q28 lộ 2 mở

* Q28 được điều khiển ở ba chế độ:

- Chế độ điều khiển từ xa (Remote)

- Điều khiển tại chỗ (Local)

- Chế độ bảo dưỡng (Man)

* Điều khiển từ xa

- Điều khiển đóng Q28: Đưa khoá S 2228 về vị trí đóng lúc này dao tiếp địa Q38đã mở trước nên tiếp điểm NF1 kín, K 3811 có điện đóng tiếp điểm<11-14> Lúc này Q27, Q50 lộ 1 và Q 28 lộ 2 đang

mở nên mạch điều khiển cấp nguồn cho chân 3, chuẩn bị cho mạch làm việc Do khoá ở vị trí REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng M quay qua cơ cấu truyền động, dao Q28 đóng lại khi Q28 đóng hết, tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra EF mất điện mở tiếp điểm ở mạch lực, động cơ M dừng Đồng thời FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch điều khiển mở Q28 làm việc

- Điều khiển mở Q28: Đưa S 2228 về vị trí mở tiếp điểm<5-6>, 23> đóng kín, chân 1 có điện, cuộn hút EO có điện đóng tiếp điểm

<24-EO ở mạch lực động cơ M có điện, M quay qua cơ cấu truyền động làm Q28 mở ra Khi Q28 mở hết tiếp điểmFC01 mở ra, cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q28

* Chế độ điều khiển tại chỗ

Trong chế độ này ta đưa khoá S 2228 về vị trí đóng hoặc mở hoạt động của mạch diễn ra như ở chế độ điều khiển từ xa

* Chế độ bảo dưỡng (Man)

Trong chế độ này S 2228 được đưa về MAN, sau đó mở Y11, do Q28 mở nên NF1 đóng kín, K 2811 có điện đóng tiếp điểm K 2811 Q38

đã đóng nên F1 kín K3801 có điện đóng tiếp K 3802, cuộn có điện hút chốt cài an toàn

- Điều khiển đóng Q28: Ta ấn nút BPF1, contactor có điện, cấp nguồn cho M Động cơ M quay, đóng Q28, khi đóng hết, tiếp điểm FCF1 mở ra EF mất điện, M dừng, đồng thời FC01 đóng lại

- Điều khiển mở Q28: Ta ấn nút BP01, contactor E0 có điện, cấp nguồn cho động cơ M M quay qua cơ cấu làm mở Q28 Khi Q28

mở hết, tiếp điểm EC01 mở ra cắt điện E0, M dừng, đồng thời FCF1 đóng lại

f Điều khiển dao tiếp địa Q38

- Đóng dao tiếp địa Q38:Ta đưa khoá S 2238 về vị trí đóng Lúc này Q28 đang mở nên NF1 kín cuộn K 2811 có điện đóng tiếp điểm

<24-21> Mặt khác mất áp nên tiếp điểm của F27 đóng nên chân 3

có nguồn chờ Do khoá đặt ở chế độ REMOTE nên tiếp điểm

R-L-R ở mạch điều khiển đóng, tiếp điểm VW ở mạch lực kín Cuộn hút EF của contactor có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ M M quay qua cơ cấu truyền động dao tiếp địa Q38đóng lại Khi Q38 đóng hết tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra, EF mất điện mở tiếp điểm, mạch lực động cơ M dừng Đồng thời lúc này tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch mở Q38 làm việc

- Điều khiển mở dao Q38: Ta đưa khoá S 2238 về vị trí mở tiếp điểm <5-6>, <24-21> kín, chân 1 có điện cuộn hút contactor E0 có điện đóng tiếp điểm E0 ở mạch lực động cơ có điện, M quay qua

cơ câú truyền động làm Q38 mở ra Khi Q38 mở hết, tiếp điểm FC01 mở ra cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q38

2.5 Mạch điều chỉnh tự động điện áp MBA 110KV

Nguyên tắc điều khiển của mạch là điều chỉnh từng nấc một thời gian điều chỉnh 1 nấc là 4.4 giây

Mạch Rơle điều khiển điện áp MBA 110KV

* Điều chỉnh tăng điện áp

Điều khiển ban đầu để mạch hoạt động là:

Khởi động từ Q1 đóng, công tắc an toàn S8 đóng, S6 và S7 đóng Khi có

sự giảm điện áp thứ cấp MBA 110KV Tín hiệu từ BU đưa tới Z100, Z100 tác động làm tiếp điểm AUG đóng lại chân 8 được cấp nguồn,

nguồn qua K20 (51-52) đến Cuộn K1 có năng lượng đóng các tiếp điểm K1 Mạch động cơ M đóng tiếp điểm K1<13-14>, đóng K1<43-44> Cấp năng lượng cho cuộn hút K21, K21 có điện đóng các tiếp điểm K21<5-6> đóng K21<43-44>và đóng các tiếp điểm K21<3-4>;<1-2> cấp điện cho động cơ M Động cơ M quay đến vòng thứ 4 các vấu cam tỳ lên các công tắc S13; S14; S12 nữa

- S14 mở ra cắt điện K1 động cơ M không quay nữa Cuộn K1 tác động làm K21 mất điện mở ra các tiếp điểm làm K20 mất điện <Động cơ chỉ điều chỉnh được một nấc>

- Mạch chống chính: Dùng tiếp điểm đóng chậm K29 khi động cơ M quay đến vòng 28 thì sẽ cắt mạch qua S14 Nhưng trọng trường hợp bị chính thì tiếp điểm K29 đóng chậm sẽ đóng lại

<Thời gian đóng là 4.4 giây>

Cấp nguồn cho cuộn hút của Q1 Cuộn hút có điện sẽ hút các tiếp điểm Q1 cắt mạch lực động cơ M

* Điều chỉnh giảm điện áp:

Nếu điện áp bị giảm từ BU có tín hiệu tác động vào Z100, Z100 đóng tiếp điểm DIN chân g có nguồn chờ Từ chân G nguồn cấp cho cuộn hút K2 Cuộn K2 có năng lượng đóng các tiếp điểm của K2, cuộn K21 có điện, cuộn K21 có điện đóng các tiếp điểm của K21, động cơ M quay đến vòng thứ 4 Các vấu cam tác động nên công tắc S13, S14, S12, cuộn K20

có điện đóng nguồn cho cuộn K485 qua chân 13 và 7, hút tiếp điểm K485 khống chế không cho Z100 tác động

động cơ quay đến vòng 28 tiếp điểm S13, S12 vấu cam không tì lên chúng, nên cắt ra, K20 mất điện

K2 mất điện vì K12 mở, cắt nguồn động cơ, động cơ ngừng quay, kết thúc một nấc điều chỉnh

Khống chế đảo dao được thực hiện qua S37 theo chiều tăng hoặc giảm

2.6 Một số bộ điều khiển hiện tại

2.6.1 Hệ điều khiển dùng Contactor và Rơ le

- Liên tục phải bảo dưỡng sửa chữa

2.6.2 Hệ điều khiển tương tự

- ảnh hưởng nhiều bởi nhiễu

- Thời gian lắp đặt lâu

- Thay đổi, sửa chữa khó khăn

2.6.3 Hệ điều khiển Logo

a Ưu điểm

- Độ chính xác cao, ít chịu ảnh hưởng của nhiễu

- Kích thước nhỏ gọn

- Dễ thay đổi do có khả năng lập trình

- Đảm baỏ yêu cầu công nghệ

- Hoạt động tin cậy

b Nhược điểm

- ng có kh Giá thành cao

- Khoá khăn đối với hệ điều khiển phức tạp

- Khôả năng giao tiếp với máy tính

2.6.4 Hệ điều khiển dùng PLC

a Ưu điểm:

- Độ tin cậy cao qua sử dụng những phần tử phi tiếp xúc

- Thay đổi dễ dàng nhờ công nghệ phích cắm

2.6.5 Hệ thống điều khiển bằng máy tính

Hiện nay máy tính được áp dụng hầu như trong tất cả các công đoạn sản xuất Máy tính có thểgiao tiếp rộng với các thiết bị, máy móc hiện đại

Các hệ thống hiện nay thường sử dụng máy tính để điều khiển Tuy nhiên nhược điểm của nó là khả năng điều khiển chưa mạnh nên chủ yếu nó làm chức năng giám sát trong hệ thống

So sánh đặc tính kĩ thuật giữa các hệ thống điều khiển

Chỉ tiêu so sánh Rơ le Mạch số Máy tính PLC Giá thành từng chức

kế

Mất thời gian lập trình

Lập trình và lắp đặt đơn giản

Rất khó Khó Khá đơn giản Đơn giản

Công tác bảo trì Kém, phải

thực hiện nhiều công đoạn

Kém Kém, có nhều

mạch điện tử

Tốt vì các modul được chuẩn hoá

Nhận xét:

Qua bảng so sánh ta thấy sử dụng PLC là giải pháp tối ưu vì PLC ngày càng trở nên phổ biến và chức năng điều khiển ngày càng cao do phát triển ngày càng cao của công nghệphần mềm và công nghệ bán dẫn

Khả năng tự động hoá cao, tiện dụng cho những hệ thống phức tạp Tuy nhiên PLC cũng có những nhược điểm như ngôn ngữ của PLC là ngôn ngữ đọc nên thay thế rất phức tạp

Tính chọn các trị số bảo vệ cho trạm 110 KV Phân tích hệ thống điều khiển xác định tín hiệu vào ra

*Bảo vệ máy biến áp

Máy biến áp thực hiện chức năng đổi điện áp, thực hiện liên lạc giữa các mạng điện khác với nhau Trạm biến áp có các xuất tuyến đường

3

dây, do đó tính toán chỉnh định rơ le cho trạm biến áp gắn liền với tính toán chỉnh định các đường dây

a Mạch bảo vệ quá dòng

Bảo vệ quá dòng điện là bảo vệ tác động khi dòng điện qua chỗ đặt bảo vệ trượt qua trị số định trước gọi là dòng điện chỉnh định, và sẽ tác động cắt mạch trong một thời gian định trước gọi là thời gian chỉnh định

Bảo vệ quá dòng máy biến áp 110 kV được đặt ở sơ cấp máy biến

áp

* Tính dòng chỉnh định

V

mm dm

tc CZ

K

K

* I

* K

1.3

* 84

* 1.1

* Dòng hiệu chỉnh rơ le:

nl

I K

200

120.12

* Thời gian chỉnh định:

Đặt thời gian cho rơ le tác động theo nguyên tắc giai đoạn thời gian bảo vệ phía trước (gần nguồn) có thời gian tác động bằng thời gian tác động phía sau nó cộng với một khoảng thời gian Δt

t(i + 1) = t(i) + Δt

Thời gian dịch chuyển phía trước lớn hơn thời gian dịch chuyển phía sau Theo nguyên tắc trên ta chọn thời gian cắt T = 2.2 s

b Mạch bảo vệ chạm vỏ máy biến áp:

Khi lớp dầu cách điện không đảm bảo cách điện hay có một sự cố về độ

ẩm mà vỏ MBA có dòng điện rò chạm vỏ khoảng 50%Iđm sơ cấp thì rơ le tác động Theo tỷ số máy bín dòng 300/1A Ta có dòng chỉnh định là 48A

Thời gian chỉnh định là : theo nguyên tắc bậc thang đặt thời gian cắt phải nhỏ hơn thời gian trước nó nên chọn t = 1.1s

c Bảo vệ chạm đất sơ cấp MBA

MBA 110kV công ty xi măng Bút Sơn có trung tính nối đất trực tiếp, do

đó khi có chạm đất 1 pha dòng ngắn mạch sẽ rất lớn bằng dòng 3 pha do

đó ta sẽ tính ngắn mạch tại thanh cái 6kV

115

* 3

100 U

* 3

S I

TB

cb

( ) Ω 0.06 (115)

100

* 20

* 0.4 U

S

* I

* X

TB

cb 0

( ) Ω 0.65 16

100

* 100

105.5 S

S

* S

% U X

dmB

cb cb

B

X∑N = 0.06 + 0.65 = 0.71 (Ω)

( )

( ) A 10.94 1489.9

707

* 1.3 I

' I'

* K I

A 00 7 0.71

0.502 X

I I

dmB

ct cz

330

94 10 nl

I

/

6.3

* 3

100 U

100

* 20

* 0.4 U

S

* I

( ) Ω 0.65 16

10160

* 100

10.5 S

S

* S

* 84

12900

* 1.3 I

' I'

*

K

I

A 12.9 0.71

9.16 X

90.7 nl

Trạm 110kV cung cấp năng lượng, công suất lớn cho toàn bộ thiết bị các dây chuyền sản xuất của nhà máy, chính vì vậy việc cấp điện liên tục là rất quan trọng Để trạm vận hành liên tục an toàn, ta xét bốn phương thức cấp điện sau đây

- Đường dây trên không 175 và 176 đều cấp điện cho hai lộ hoạt động độc lập

- Đường dây trên không 175 cấp điện cho hai lộ hoạt động đồng thời hoạt động

- Đường dây trên không 176 cấp điện cho hai lộ hoạt động đồng thời độc lập

- Một trong hai biến thế T1 hoặc T2 sự cố chỉ còn một máy hoạt động

3.2.1 Điều khiển đóng cắt khi 175 và 176 cấp điện cho 2 lộ hoạt động độc lập

a, Điều khiển đóng Q50 cấp điện cho hệ thống

các yêu cầu để đóng máy cắt: