Luận văn nghiên cứu hệ thống giám sát Điều khiển và tiết kiệm Điện năng trong nhà máy lọc dầu

Mặc dù các thiết bị đo lường và bảo vệ được lắp đặt ở các tủ phân phôi điện hiện nay đa phần sử dụng kỹ thuật số, việc triển khai hệ thống giảm sát và thu thập dữ liệu vẫn còn hạn chế

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DAL HQC BACH KHOA HA NOL

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG GIÁM SÁT THỀU KHIỂN

VA TIET KIEM DIEN NANG TRONG NIIA MAY LOC DAU

NGANH: TU DONG HOA

NGUYEN HOANG LINH

Người hưởng dẫn khoa hoc: TS NGUYEN HONG QUANG

HA NOI 2008

Trang 2

"Hệ thẳng giảm sát điều khiển và tiết kiệm điện năng"

Tôi xm cam đoan luận văn này do chính bản thân làm dưới sự hướng

Nguyễn Hồng Quang lồi xin chịu trách nhiệm vẻ nội dung của

Trang 3

Trước hết, tổi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thay giáo

TS.Nguyễn Iléng Quang, người đã luôn tận tỉnh, đành nhiêu tâm huyết để

hướng dẫn, bễ trợ kiến thức cho tôi, cũng như thường xuyên động viên, khich

lệ tôi hoàn thành tất bản luận văn này Tiếp theo tôi cũng xin chân thành cảm

ơn các thây cô giáo trong khoa Điện đã dành nhiễu thời gian giúp đỡ, chỉ bão

và truyền thụ những kiến thức cơ bản vô củng quý giá cho tôi trong suốt quá

trình học tập nghiên cứu và đặc biệt trong thời gian thực hiện đô án

Qua đây, tôi muến được bay td lòng biết ơn sâu năng đối với gia đình

tôi, ba mẹ vả em trai, những người luôn ở bên tôi, tạo mọi điều kiện, dông

viên khích lê và chia sẽ những khó khăn trong quá trình học tập, làm luận văn

của tôi cũng như trong cuộc sống đời thường hang ngay

Tôi cũng xin cảm ơn các anh chị trong lớp đã cùng tôi tranh luận, trao

dỗi kiến thức và hỗ trợ tôi hoàn thành tốt bản thiết kế này

Hà Nội, ngày 16 tháng 11 năm 2008

Nguyễn Hoàng Linh

Nguyễn Hoàng Linh Luận văn thạc sỹ

Trang 4

Danh mục các bằng

Các chỉ tiêu chính khi lựa chọn Scpam

Đầu vào sensor của S20

Tang 3.1 hiểu thị các khối tải cần cắt bỏ, 61

Bang 3.2 Xác định danh sách những lãi bị loại bỏ 62 Bảng 4.1 Các nút chức năng cửa số thiệt bị ¬— -~- ,BŨ Bảng 4.2 Quy trớc biên thi sự kiện - - - - 87

Bang 4.3 Quy wee bidn thị đây sự kiện Bo

Danh muc các hình vẽ

Hình 1.1 Sử đụng nông lượng hiệu quả và tiết kiệm 1

Hình 1.3 Tông quan một hệ thông EMS

Hình 1.4 Giãm sát năng lượng tại một tòa nhà

Hình 1.5 Biểu đồ điện năng trước khi lắp đặt hệ thông - 16 Hình 1.6 Biểu đỏ điện nãng sau khi có tác động,

Hình 2.1 Sơ đỗ mặt bằng các trạm điện tại nhà máy

Hình 2.3 Chúc năng điều khiên và giảm sát cúa S20

Tình 2.3 Các đần vào sentsor của T20

Hình 2.4 Các cách đân đây cơ bản của S20

Hình 3.5 Các đầu vào sensor của MáI

Hình 2.6 Các cảch đầu đây cơ băn của S2

1ỉnh 2.7 Ví đụ các đầu vào biển thế đo hường của G88 - - - 3

Trình 2.8 Các đại lượng tinh toán tử các giá tr đo lường - 38

Tinh 2.9 Chức nững xúc định thử tụ pha của S80 - 34

Hình 2.11 Do dòng khởi đông và thời gian khởi đông mây của S80 - 36 Linh 2.12 Tỉnh toán giá trị đồng vỉ sai cho đông cơ - - - 3⁄7 Tinh 2.13 Tính toán giá trị đồng vi sai cho máy biên áp - 38

Hinh: 3.14 Sơ độ bảo vệ thanh din oulgocr MBA 22/6.93kV, 22/0 42kV „39

Hình 2.15 Sơ đề bảo vệ và điều khiần MCLL 22kV eo

1linh 2.16 Sơ đề bảo vệ đồng cơ đồng bộ 6.6kV - - 42 Tlinh 3.1 So 46 co ban mạng điện enng cắp cho nhà máy - 50

Hình 4.3 Sơ đỏ mạng điện tram 851 " pee seseesie m

68 70 Tĩnh 4.5 Sơ đo tủ phân phối I-ISSW-3-I 7

Hình 4.6 Sơ đồ tú phân phốt 1-SW-4-I - 72

Trang 5

Danh mục các ký hiệu viết tắt

Trang 6

giảm sát tại chỗ rất giới hạn nên hầu như không thể xác định diện năng tiêu

thụ và phân bỗ chỉ phí liên quan cho từng phân xưởng Mặc dù các thiết bị đo lường và bảo vệ được lắp đặt ở các tủ phân phôi điện hiện nay đa phần sử

dụng kỹ thuật số, việc triển khai hệ thống giảm sát và thu thập dữ liệu vẫn còn

hạn chế Những trở ngại chính là do: nhận thức về ích lợi của viện giám sát hệ

thống cung cắp điện, thời gian triển khai dải, rủi rõ cao trong việc tích hợp hệ

thống, tính thuyết phục của hiệu quả thực tế, năng lực khai thác của đội ngũ vận hành, khả năng nâng cập mở rộng hệ thống

Bên cạnh đó là những nhược điểm cố hữu về mặt con người:

Luén cho ring hé thống cũ vẫn chay dược, ngại thay đổi dủ biết cải

tiến sẽ tắt hơn

Không nắm được các thông tin, đữ liệu về tỉnh trạng của hệ thống

điện

“Thường tan tai quan diễm thiết bị cứ dùng, khi nào héng mới sứa

Không biết được rằng phần lớn lỗi chảy nỗ trong những công trình

xuất phát từ các hệ thẳng điện không tốt

Không quan tâm dến hao phí diễn năng và những hóa dơn tiền diện

Ảnh hưởng của một hệ thống điện không tốt

Gây hỏng các động cơ, bơm quạt, hệ thống đẻn chiếu sáng bị nhấp

nhảy gây hại mất

Tén tai nhiều sáng hài và nhiễu

Thường nhây máy cắt mà không biết nguyên nhân

Gây trục trặc hệ thông biển tần và hệ điều khiển có PLC

Tăng thiệt hại do mắt điện, không an toàn cho người vận hành

Trang 7

CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN GIẢI PHÁP GIÁM

SÁT NĂNG LƯỢNG

1.1 Giới thiệu chung

Để có thể giám sát được một hệ thống, ta phải hiểu rõ được hệ thống, từ đó xởi có thể điều khiển và quản lý hệ thông một cách tối ưu

Với hệ thống năng lượng, ta cần có thông tin về các thông số điện năng

như diện ap, dong diện, hệ số công suất ., việt này được thực hiện bởi các thiết bị do năng lượng Trước kia những déng hồ do sử dụng thiết bị tương tự hay ứng dụng hiệu ứng Hall cung cấp một cách khá chính xác các thông số

tiểu thụ điện Nhưng mạch điện tương tự không để nhận biết được hệ số công

suất, độ nhiễu sóng đa hài Các thiết bị đo tiên tiển hiện nay không những cái thiên dược vấn để này mà còn dược tích hợp thêm rất nhiều ưu điểm khả

Sử phát triển mạnh của các thiết bị đo cá về phần cứng vả khả năng kết nỗi và tích hợp phần mềm dã giảm thiểu nhiều kinh phí cho việc giám sắt và điễu

khiển năng lượng

Những đột phá trong khả năng giao tiếp, kết nổi giữa thiết bị đo với bộ điều khiển lập trình và máy tính tạo điều kiện thuận lợi cho nha quan ly tính trực tiển bài loán kinh tế giữa giá thành nguyên liệu, giá thành sản phẩm và

chỉ phí điện năng

Sự ứng dụng hệ thống điều khiển qua mạng truyền thông bắt đầu trong cuộc khủng hoãng năng lượng toàn cầu vào những năm 70, khi ma giá đầu tăng cao, đòi hỏi sự nghiêm ngặt và hiệu quả hơn trong việc sử dụng và quản

lý điện năng Chính điều nảy đã thúc đây sự phát triển của hệ thống quản lý

năng lượng (Energy Mĩanagenent System - EMS), phát triển nhanh, mạnh câ

về quy mô lẫn sự phứo tạp, tỉnh tế

Trang 8

P

Hình 4.10 Sơ dễ tủ phân phối 1-§W-4-4

Hình 4.11 Thông số vận hành của hệ thông

Hình 4.12 Ví dụ cúa số thông số thiết bi

Lĩnh 4.13 Cửa sô hiê Thị đây đủ thông s¡

Hình 4.14 Cửa số biên hiện khả năng ra lệnh đóng mmỏ

Hình 4.15 Cửa số cảnh báo thiết bị

Hình 4.16 Cửa số tin nhắn thiết bị

Alinh 4.17 Đồ thị thông số của một máy biến áp - BA

Hình 4.19 Chức răng phỉ lại nhiễu của hệ thông - - - 85

Hinh 4.21 Ví đụ một cửa số cảnh báo của chương trình 88

Hin 4.22 ‘Theo d6i mao tiéu thu năng lượng biện thời của hệ thong 91 Tình 4.23 Cửa số dối nằng lương và ong suất theo ngày (tháng) ene DD Hình 4.34 Câu trúc trạng của hệ thông - - 93

Hinh 4.25 Giao tiếp giữa các thiết bị mang vot Gateway Ethernet 00 pose 5

Jlinh 4.27 Théng sé cac ta va chia nhom tai LS tai S85 - 297

Tình 4.29 Danh sách các thết bị trong nhóna L§ tại §S1 100 Hình 4.30 Thiết lập các thanh dẫn 6.6KV có thể cắt bó co 0T

Trang 9

LỜI NÓI ĐẦU

Tăng lượng 1a co sé dam bdo cho sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc

gia Nhu cầu năng lượng thế giới có thé sẽ tăng khoảng 1,8% mỗi năm trong giai đoạn 2000-2030 và các nhu cầu năng lượng trong các nước đang phát

triển sẽ tăng mạnh Sự thiếu hụt nguồn năng lượng trong một thời gian đải sẽ

là nhân tố kìm hầm sự phát triển liên tục của nền kinh tế quắc dân

Trong điều kiện của nước ta hiện nay, khả năng tiết giảm lãng phí năng

lượng cỏn rất lớn Hiệu suất sử dựng nguồn năng lượng trong các nhà máy điện đốt than, dầu của nước ta chỉ đạt được từ 28% đến 32%, thấp hơn so với

các nước phát triển khoảng 109% Hiệu suất các lò hơi công nghiệp chỉ đạt

khoảng 60% thấp hơn mức trung bình của thế giới khoảng 20% Năng lượng tiêu hao cho sẵn phẩm các ngành công nghiệp trong nước lăng gắp nhiễu lần

so với các nước phát triển Thiểu các biện pháp tiết kiệm năng lượng cộng với

trình độ lạc hậu của công nghệ trong các doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp Nhà nước đã tổn tại lâu năm làm cho việc sử dụng năng lượng kém

hiệu quả

Hệ thống điện tuy đã phủ khắp toàn quốc nhưng do nhu cầu tăng nhanh mà tiến độ thực hiện quy hoạch chậm nên vẫn tiềm ẫn khả nắng không đâm hảo

an toàn cung cấp Nhưng đù nguồn có phát triển bao nhiều mà sử đụng không

hợp lý thi vẫn sẽ dẫn đến nguy cơ thiểu hụt

Với đặc thủ của các dự án công nghiện ở Việt Nam, hệ thống cung cap điện cho các nhả máy mới thường dược tư vẫn, thiết kế, triển khai trong nước

và tách rời với thiết bị công nghệ nhập từ nước ngoài Việc thiết kế thường

đựa trên công suất lắp đặt của thiết bị mà chưa tỉnh đến chế độ vận hành Vì

vậy, khi được đưa vào hoạt động, hệ thống thường vận hành ở chế độ không

tối ưu: máy biển áp non hoặc quá ti, sụt áp, các giá trị chỉnh dịnh bảo vệ không phủ hợp với chế độ vận hành va do đó ảnh hướng lớn dến tính liên tục

cung cấp điện của hệ thông

Trang 10

được thiết bị, khu vực nào đang sử dụng điện với hiệu suất thấp, thiết bị nào

đang có sự cố hoặc bị ảnh hưởng xấu từ lưới điện Từ đó đi đến giả ¡ pháp khắc phục, và diều nảy sẽ trở thành một lời giải hoàn hảo nhất cho vẫn đề tiết

kiêm điện năng, giảm thiểu chỉ phí sử dụng điện vả bảo dưỡng thiết bị

Luan vin di sâu vào nghiên cửu giải pháp piám sát hệ thẳng vả quan ly năng lượng của Schneider Hlectric, giới thiệu về hệ thống quản lý điều khiển

điện năng tại một nha may loc dầu Với giải pháp này, việc sử dụng điện năng của từng phân xưởng trong nhà máy hay từng phân vùng của một tỏa nhà đều

được giám sái, điều khiển Cáo thông số dòng điện, điện áp được hiển thị đây

đủ từ máy tính diễu khiển trung tầm Nhờ vậy, một sự cổ về mặt thiết bị hay

sự không én định của lưới điện cung cấp được nhận biết và sẽ có những tác

động bảo vệ tự động hay được thực hiện trực tiếp bởi vận hành viên

Trang 11

Trang 12

Trang 13

hiện đại thi hệ thống cung cấp điện đa số vẫn vận hành bằng lay với khá năng

điện

Trang 14

SÁT NĂNG LƯỢNG

Trang 15

SÁT NĂNG LƯỢNG

Trang 16

điện

Trang 17

LOLCAM DOAN

LOICAM ON,

MỤC LIJC

Danh mục các ký hiệu viÊt tắt

Danh mụe các bằng

T3anh mue các hình vẽ

TỚI NỘI ĐẦU

CHUONG 1 ‘TONG QUAN GIAI PHAP GIAM |

SÁT! NẴNG LƯỢNG

11 Giới thiệu chung,

1.2 Hiệu quả một hệ EMS mang lại

13 Câu trắc một hệ EMS

1.4 Những vi đụ đơn giản ví

CIUGNG 2 HE THONG QUAN LY

NÀNG LƯỢNG TRƠNG NHÀ MÁY

2.1 Giới thiệu chung hè thông quản lý và

2.2 Hệ EMCS trong nhà mấy lọc đân

2.3 Câu trắc hệ thóng

2.4 Những chức năng chỉnh

CHƯƠNG 3 CHỨC NÀNG CẮT TÀI TỰ ĐỘNG

3.1, Nguyên tắc cất tải

32 Những trường hợp ứng dụng của L3 khi mat oe

3.3 Những trường hợp ứng dụng của 1.8 khi hoại động đưới tần số: 4

3.4 Thiết lập câu hình cất tải

3.5 Chức năng cắt tái trong trường hợp bị mật nguôn cấp (LSLS)

3.6 Cất tải trong trường hợp hoạt động dưới tân số (LSUP) .62

37 Khóa liên hợp giữa bai trường hợp cỉ

3.8 Thiết lập và lưu trữ các thông số cất tãi

CHƯƠNG 4 PHAN MEM QUẦN LY HE THONG

4.1 Của số chương trình

412 LHiển thị mạng điện tại các trạm phân phí

43 Man hinh Synoptic

4-4 Hiển thị thông số các thiết bị

4.5 Giao điện phần mềm chức năng cất tải

CHƯƠNG 5 KẾT QUÁ VÀ BẢN LUẬN ce ssee.108

Trang 18

LOLCAM DOAN

LOICAM ON,

MỤC LIJC

TỚI NỘI ĐẦU

Trang 19

LOLCAM DOAN

LOICAM ON,

MỤC LIJC

TỚI NỘI ĐẦU

Trang 20

SÁT NĂNG LƯỢNG

Trang 21

LỜI NÓI ĐẦU

hiệu quả

Trang 22

SÁT NĂNG LƯỢNG

Trang 23

LOLCAM DOAN

LOICAM ON,

MỤC LIJC

TỚI NỘI ĐẦU

Trang 24

SÁT NĂNG LƯỢNG

Trang 25

LOLCAM DOAN

LOICAM ON,

MỤC LIJC

TỚI NỘI ĐẦU

Trang 26

Trang 27

Hình 4.7 Sơ đồ tủ phân phối 1-SW-4-1

P

Trang 28

hiệu quả

Trang 29

Hình 4.7 Sơ đồ tủ phân phối 1-SW-4-1

P

Trang 30

điện

Trang 31

hiện đại thi hệ thống cung cấp điện đa số vẫn vận hành bằng lay với khá năng

điện

Trang 32

hiệu quả

Trang 33

LỜI NÓI ĐẦU

hiệu quả

Trang 34

Trang 35

LOLCAM DOAN

LOICAM ON,

MỤC LIJC

TỚI NỘI ĐẦU

Trang 36

P

Trang 37

LỜI NÓI ĐẦU

hiệu quả

Tiêu đề	Luận văn nghiên cứu hệ thống giám sát điều khiển và tiết kiệm điện năng trong nhà máy lọc dầu
Tác giả	Nguyễn Hoàng Linh
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Hồng Quang
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Tự động hóa
Thể loại	Luận văn thạc sỹ
Năm xuất bản	2008
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	220,2 KB