Tìm Hiểu LogoSiemens Và Thiết Kế Bộ Chuyển Nguồn Tự Động ATS

Ngày nay trong công nghiệp cũng như trong sinh hoạt hằng ngày có các loạiphụ tải hộ tiêu thụ không được phép mất điện hay có sự cố dù chỉ trong mộtthời gian ngắn, vì điều đó có thể gây t

ĐỀ TÀI:

TÌM HIỂU PLC LOGO - SIEMENS

VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ BỘ CHYỂN NGUỒN

Lời giới thiệu

Cùng với sự đi lên mạnh mẽ của nền kinh tế nước nhà thì nhu cầu sử dụngnăng lượng ngày càng cao đặc biệt là năng lượng điện Nhu cầu điện năng trongcác lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng khôngngừng Mạng lưới điên nước ta ngày càng được mở rộng để đáp ứng nhu cầucủa đất nước Một lực lượng đông đảo các cán bộ kĩ thuật trong và ngoài ngànhđiện lực đang tham gia thiết kế lắp đặt các công trình cấp điện Công việc thiết

kế cấp điện là một công việc khó khăn đòi hỏi những người thực hiện cần phải

có trình độ cao, hiểu biết rộng về nhiều lĩnh vực ngay cả các vấn đề xã hội Mộtnền kinh tế phát triển gắn liền với một nền công nghiệp phát triển cao, côngnghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện năng lớn nhất Điện năng có ảnh hưởngquyết định đến sự tồn tại , phát triển của các xí nghiệp công nghiệp bởi vì điệnnăng đóng góp một phần không nhỏ đến việc định giá thành , chất lượng sảnphẩm làm ra Nếu việc cung cấp điện không đảm bảo sẽ gây ra hàng loạt hỏnghóc dẫn đến thiệt hại lớn về mặt kinh tế của doanh nghiệp Khi chất lượng điệnkhông tốt có thể tạo ra hàng loạt các phế phẩm làm ảnh hưởng đến thương hiệusản phẩm Hiện nay với nền kinh tế thị trường cạnh tranh mạnh mẽ chất lượng

và giá thành là hai vấn đề hàng đầu quyết định trực tiếp đến việc hoạt động củadoanh nghiệp

Xã hội phát triển làm cho đời sống của nhân dân cải thiện và nâng cao,ngành thương mại và dịch vụ ngày càng quan trọng và không ngừng mở rộnghơn Các phụ tải trong lĩnh vực này chiếm một tỉ trọng ngày càng tăng lên và đãtrở thành khách hàng khá quan trọng của ngành điện Việc thi hành chính sách

mở cửa thu hút khách du lịch kéo theo hàng loạt các công trình hoạt động tronglĩnh vực này như khách sạn , các siêu thị hàng hoá cùng với các trang thiết bịhiện đại Hệ thống cấp điện cho các khách sạn siêu thị cần đảm bảo mức độ antoàn rất cao tránh gây thiệt hại lớn về người và của

Đất nước ta là một nước nông nghiệp 80% dân số sống bằng nghề nông Cùng với công cuộc công nghiệp hoá , hiện đại hóa nông nghiệp đang làm thayđổi phần nào diện mạo khu vựng nông thôn nước ta Nhu cầu sử dụng điện năngcủa vùng nông thôn là một phụ tải khổng lồ và không ngừng gia tăng khi đưacác máy móc vào sản xuất nông nghiệp Điện năng tiêu thụ ở nông thôn hiện naykhông chỉ hiểu đơn thuần là thắp sáng và tưới tiêu mà điện năng còn được sửdụng nhiều để chế biến bảo quản nông sản , xay sát , sửa chữa nông cụ … và xuhướng mở rộng phụ tải này ngày càng tăng lên.

Khu vực đô thi ngoài các phụ tải phục vụ cho ngành công nghiệp ,trongcuộc sống sinh hoạt lượng điện năng tiêu thụ ngày càng nhiều hơn Hàng loạtcác nhà cao tầng với các thiết bị hiện đại như máy giặt , điều hoà nhiệt độ, Yêucầu cấp điện cho các khu nhà này là khá cao tương đương với việc cấp điện chocác khách sạn

Bất cứ một hệ thống cung cấp điện nào cần phải đảm bảo được các yêu cầu cơbản như : Mức độ tin cậy cao khi làm việc, chất lượng điện tốt, đảm bảo an toàn,tiết kiệm về mặt kinh tế Ngoài ra còn phải dễ dàng vận hành và sửa chữa

Tuy nhiên không phải lúc nào lưới điện cũng hoạt động bình thường mà

có lúc cũng xảy ra sự cố, có thể do nguyên nhân chủ quan hay khách quan Đểtránh thiệt hại khi có sự cố trong mạng lưới điên cần phải có các thiết bị tự độngbảo vệ ngắt mạng điện khỏi khu vực có sự cố Các thiết bị bảo vệ ngày cànghoàn thiện và đa dạng hơn Thông thường các thiết bị bảo vệ là các loại khí cụđiện đóng cắt một cách tự động như máy cắt, cầu chì, công tắc tơ, rơle Hiện naycác băng chuyền tự động đang được sử dụng rộng rãi dần dần thay thế sức laođộng của con người Trong vận hành lưới điện cũng vậy việc tự động hoá là rấtcần thiết

Đối với các sinh viên khoa điện những người làm chủ lưới điện trongtương lai cần phải biết thiết kế, chế tạo, vận hành các thiết bị trong lưới điện.Đặc biệt với các sinh viên năm cuối, đề tài thiết kế tốt nghiệp là một cơ hội để

tìm hiểu sâu hơn về lĩnh vực hoạt động của mình trong tương lai đồng thời làbước đệm để làm việc sau khi ra trường.

Bản thân em được cô giáo bộ môn giao nhiệm vụ thiết kế bộ tự độngchuyển nguồn ATS lưới - máy phát Với đề tài thiết kế này cần phải tuân thủtheo các yêu cầu đã ở phía trên Dựa trên nỗ lực của bản thân và hợp tác nhiệttình của các bạn trong nhóm đồ án cũng như sự tận tình chỉ bảo của các thầy cô

trong bộ môn đặc biệt là cô Phạm Thị Ngọc Diễm Qua đó giúp chúng em hoàn

thành đề tài thiết kế Đồ Án của mình Trong bản Đồ Án của em gồm 2 phần cơbản :

- Phần A: TÌM HIỂU PLC – LOGO

- Phần B: ỨNG DỤNG LOGO THIẾT KẾ TỦ CHUYỂN NGUỒN ATS

 Chương I : Khái quát chung về thiết bị tự động chuyển nguồn

ATS.

 Chương II : Tính toán chọn mạch động lực.

 Chương III : Thiết kế mạch điều khiển.

Em xin chân thành cảm ơn cô đã tận tình hướng dẫn chúng em hoànthành đồ án này

Sinh viên

PHẠM HIẾU NGHĨA

NGUYỄN MINH LONGMENGLUNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

PHẦN A

TÌM HIỂU PLC – LOGO

I Giới thiệu bộ điều khiển Relay thông minh Logo

1 Giới thiệu chung :

Ngày nay yêu cầu về tự động hóa ngày càng cao Vì thế cần có nhữngthiết bị điện mới để đáp ứng yêu cầu trên, đồng thời giảm thời gian lắp đặt cũngnhư hạn chế diện tích đặt máy móc và nâng cao tính linh hoạt của hệ thống

Bộ điều khiển relay thông minh Logo là loại thiết bị cho phép thực hiện linhhoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay choviệc phải thể hiện thuật toán đó bằng các mạch số Như vậy với chương trìnhđiều khiển trong mình, Logo trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thayđổi thuật toán và đặc biệt dễ dàng trao đổi thông tin với môi trường xung quanh(Với các module khác hoặc với máy tính)

2 Tính năng ưu việt của bộ điều khiển Logo

 Lập trình dễ dàng , ngôn ngữ lập trình dễ học

 Có thể lập trình trực tiếp trên màn hình hoặc thực hiện trên máy tínhrồi đổ chương trình sang bộ Logo hoặc ngược lại

 Có thể đổ chương trình qua lại giữa các bộ Logo với nhau

 Tính tương thích cao với các thiết bị khác

 Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính , nốimạng

 Khả năng mở rộng cao

Lập trình phức tạp

Lập trình và lắp đặt đơn giản

Khả năng điều khiển

Thay đổi, nâng cấp Rất khó Khó Khá đơn giản Rất đơn giản

3.Cấu trúc phần cứng:

4 Các khối chức năng chính

II Lập trình trực tiếp trên bộ Logo

Bước 1: Cấp nguồn cho bộ Logo

Bước 2: Nhấn nút để hiển thị màn hình chính

Bước 3: Dùng phím mũi tên để lựa chọn Programming

Bước 4: Để bắt đầu viết chương trình nhấn phím và phím

mũi tên để lựa chọn khối chức năng ngõ vào phù hợp

Bước 5: Dùng phím di chuyển dấu nháy sang bên phải màn hình tiếp tụcnhấn đồng thời và lựa chọn khối chức năng ngõ ra

Bước 6: Nhấn để chọn ngõ ra tiếp theo Và cứ tiếp tục cho đến khi hoànthành

Bước 7: Sau khi hoàn thành trở lại màn hình chính bằng rồi dùng các phím

di chuyển chọn Start Program để chạy chương trình

III Lập trình trên chương trình ứng dụng LOGO! Soft Comfort của hãng Siemens

Tạo một chương trình mới với ngôn ngữ ladder

Logo2

Khối đồng hồ Khối ngõ vào

Khối Cổng Cáp giao tiếp

Khối Timer Khối ngõ ra

Khối relay phụ trợ 3

Mở chương trình LOGO! Soft Comfort

Nhấp vào mũi tên ở button New và chon new ladder diagram(LAD) hoặc new function block diagram(FBD)

Cách lấy các hàm và ngõ vào, ngõ ra cũng trực quan tương tự như trong FBD Nhấp và kéo thả các khối chức năng trên màn hình lập trình

I/ Giới thiệu chung:

Một số kí hiệu dùng để nhận biết các đặc tính của sản phẩm:

• 12: nguồn cung cấp là 12 VDC

• 24: nguồn cung cấp là 24 VDC

• 230: nguồn cung cấp trong khoảng 115…240 VAC/DC

• R: ngõ ra là relay Nếu dòng thông tin không chứa kí tự này nghĩa là ngõ ra của

sản phẩm là transistor

• C: sản phẩm có tích hợp các hàm thời gian thực

• o: sản phẩm không có màn hình hiển thị

• DM: Modul digital

• AM: modul analog

• CM: modul truyền thông

2/ Tổng quan về các version của họ LOGO:

Version có màn hình hiển thị, 8 ngõ vào số và 4 ngõ ra sốVersion không có màn hình hiển thị, 8 ngõ vào số và 4 ngõ ra sốModul số, 4 ngõ vào và 4 ngõ ra

Modul số, 8 ngõ vào và 8 ngõ raModul analog, 2 ngõ vào analog và 2 ngõ ra analogModul truyền thông

3/ Khả năng mở rộng của LOGO:

3.1/ Đối với version LOGO! 12/24 RC/RCo và LOGO! 24/24o:

Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 3 modul analog:

3.2/ Đối với version LOGO! 24 RC/RCo và LOGO! 230 RC/Rco:

Khả năng mở rộng: 4 modul digital và 4 modul analog:

4/ Cách đấu dây cho các sản phẩm họ LOGO!:

4.1/ LOGO! 230…

Việc đi dây cho các đầu vào được chia thành hai nhóm, mỗi nhóm 4 ngõ vào.Các đầu vào trong cùng một nhóm chỉ có thể cấp cùng một pha điện áp Các đầuvào trong hai nhóm có thể cấp cùng pha hoặc khác pha điện áp

4.2/ LOGO! AM 2:

Dòng đo lường 0…20mA Ap đo lường 0…10V

Kết nối cảm biến 2 dây với modul LOGO! AM 2:

Ta làm theo các bước sau:

• Kết nối ngõ ra của sensor vào cổng U (0…10V) hoặc ngõ I (0…20mA) của modul AM2

• Kết nối đầu dương của sensor vào 24 V (L+)

• Kết nối dây ground của sensor (M) vào đầu M1 hoặc M2 của modul AM2

Khi dùng kỹ thuật này thì ta sẽ tiết kiệm được 1 dây nối nhưng sai số do điện trởcủa dây gây ra sẽ không được bù trừ Trung bình điện trở 1Ω dây dẫn sẽ tươngứng với sai số 2.50C

Với kỹ thuật đấu 3 dây, ta cần thêm 1 dây nối từ cảm biến PT100 về ngõ IC1 của modul AM 2 PT 100 với cách đấu nối này thì sai số do điện trở dây dẫngây ra sẽ bị triệt tiêu

Chú ý:

Để tránh tình trạng giá trị đọc về bị dao động, ta nên thực hiện theo các qui tắc sau:

• Chỉ sử dụng dây dẫn có bọc giáp

• Chiều dài dây không vượt quá 10m

• Kẹp giữ dây trên một mặt phẳng

• Nối vỏ bọc giáp của dây dẫn vào ngõ PE của modul

• Trong trường hợp modul không được nối đất bảovệ, ta có thể nối vỏ bọc giáp vào đầu âm của nguồn cung cấp

4.4/ Kết nối ngõ ra:

* Đối với ngõ ra dạng relay:

Ta có thể kết nối nhiều dạng tải khác nhau vào ngõ ra Ví dụ: đèn, motor,

contactor, relay…

Tải thuần trở: tối đa 10A

Tải cảm: tối đa 3A

Sơ đồ kết nối như sau:

* Đối với ngõ ra dạng transistor:

Tải kết nối vào ngõ ra của LOGO phải thoả điều kiện sau: dòng điện không vượtquá 0.3 A

Sơ đồ kết nối như sau:

4.5/ Kết nối vớimodul analog output LOGO! AM 2 AQ:

II/ Lập trình với LOGO:

1/ Các hàm trong LOGO:

Các hàm lập trình trong LOGO được chia thành 4 danh sách sau đây:

Co: danh sách các điểm liên kết (bit M, các ngõ input, output…), các hằng số GF: danh sách các hàm cơ bản như AND, OR…

SF: danh sách các hàm cơ bản

BN: danh sách các block đã được sử dụng trong sơ đồ mạch

Trong LOGO, bit M8 tự động được set lên 1 trong chu kỳ quét đầu tiên Vì vậy,

ta có thể sử dụng bit này như 1 cờ Start up Sau chu kỳ quét đầu tiên, bit M8 sẽ được reset về 0 Ngoài ra, bit M8 cũng có thể được sử dụng như một bit nhớ thông thường trong chương trình

* Thanh ghi dịch bit:

LOGO! cung cấp 8 thanh ghi dịch bit từ S1 đến S8 Đây là các thanh ghi chỉ đọc Nội dung của thanh ghi dịch bit chỉ có thể được định nghĩa lại bằng hàm đặc biệt (SF) “shift register”

2/ Các hàm cơ bản (BF):

Các hàm cơ bản cũng như các hàm đặc biệt SF đã được giới thiệu trong tài liệucủa nhà cung cấp Siemens LOGO! E các bạn có thể tìm đọc mọi lúc bằng công

cụ google.com Hoặc các bạn có thể tìm hiểu thông qua chương trình phần mềm

LOGO! Comfort Soft của hãng.

Buổi tối : ON 20:00 OFF 20:03

Đối với loại 3: ta cũng dùng I3 để cảm nhận buổi tối (dùng cảm biến ánh sáng) Các biến dùng trong LOGO như sau:

I1: cảm biến mức cao của mực nước ( công tắc thường đóng)

I2: cảm biến mức thấp của mực nước ( công tắc thường hở)

I3: cảm biến ánh sáng (công tắc thường hở)

I4: switch chọn chế độ tự động

Q1: điều khiển van selenoid cho mực nước cho loại 1

Q2: điều khiển van selenoid cho việc tưới nước loại 2

Q3: điều khiển van selenoid cho việc tưới nước loại 3

Hệ thống liên kết với băng tải có thể cung cấp hàng chậm hơn 30s Hệ thống băng tải sẽ tự động chạy hoặc dừng phụ thuộc vào trên đó có hàng hay không Giải pháp:

Hệ thống hoạt động thông qua nút ON (I2) và dừng thông qua nút OFF (I2) Ba băng tải được điều khiển thông qua Q1, Q2, Q3 Ba proximity được dùng đểkiểm tra hàng trên ba băng tải (I4, I5, I6) Một proximity thứ tư được đặt ở đầubăng tải thứ nhất để kiểm tra hàng vào Khi nút ON được nhấn và có hàng trênbăng tải thì băng tải hoạt động Hàng sẽ di chuyển tuần tự từ băng tải 1 sangbăng tải 2 rồi đến băng tải 3 Nếu sau hơn 1 phút mà đầu vào băng tải 1 không

có hàng thì các băng tải sẽ dừng theo thứ tự 123 Nếu sau 100 giây mà đầuvào vẫn không có hàng thì một thời gian chờ 15 phút được khởi động Saukhoảng thời gian này thì một đèn cảnh báo (được điều khiển bởi Q4) sẽ đượcbật.

Chương trình:

Các biến dùng trong chương trình LOGO!:

I1: nút OFF (thường hở)

I2: nút ON (thường hở)

I3: cảm biến hàng đầu vào băng tải 1 (thường hở)

I4: cảm biến hàng trên băng tải 1 (thường hở)

I5: cảm biến hàng trên băng tải 2 (thường hở)

I6: cảm biến hàng trên băng tải 3 (thường hở)

Q1: điều khiển băng tải 1

Q2: điều khiển băng tải 2

Q3: điều khiển băng tải 3

Q4: điều khiển đèn báo

Trong quá trình vận hành và sử dụng lưới điện không thể tránh khỏi các

sự cố mức độ thiệt hại do sự cố gây ra có thể là rất lớn, thậm chí còn nguy hiểm đến tính mạng con người Do vậy cần phải hạn chế mức thấp nhất thiệt hại của

sự cố gây ra Khái niệm sự cố ở đây có thể được hiểu bao gồm : Mất điện, mất pha, lệch pha, cao áp , thấp áp quá trị số cho phép

Ngày nay trong công nghiệp cũng như trong sinh hoạt hằng ngày có các loạiphụ tải (hộ tiêu thụ) không được phép mất điện hay có sự cố dù chỉ trong mộtthời gian ngắn, vì điều đó có thể gây thiệt hại nghiêm trọng về người và của chochúng ta Ví dụ như nguồn điện cấp cho các thiết bị cấp cứu trong các bệnh việnnếu mất điện trong một thời gian rất ngắn cũng có thể lấy đi mạng sống của rấtnhiều bệnh nhân Hay nguồn điện cấp cho các trung tâm điện toán , hoặc một hệthống SCADA- hệ thống kiểm tra điều khiển và thu thập dữ liệu khi mất điện thìtoàn bộ số liệu theo dõi và quá trình điều khiển đều không hoạt động được, cáccông trình quan trọng cấp quốc gia như Hội trường quốc hội, Nhà khách chínhphủ, Ngân hàng nhà nước, Đại sứ quán các nước, khu quân sự, sân bay, hảicảng… Một số công trình trong lĩnh vực thương mại dịch vụ ,du lịch như cáckhách sạn cấp cao, khu trung tâm thương mại, các siêu thị hàng hóa… Đốivới tất cả các hộ tiêu thụ đặc biệt này cần phải được cấp điện một cách liên tục

để tránh gây ra các thiệt hại Lúc đó ngoài nguồn chính là lưới điện ra các hộtiêu thụ loại này cần xây dựng một nguồn dự phòng để đề phòng khi có sự cốvới nguồn điện chính Tương ứng với nó cần phải có một thiết bị thực hiện việccấp nguồn liên tục cho phụ tải đặc biệt này

Hiện nay có 2 loại thiết bị đảm bảo được yêu cầu này đó là :

-Thiết bị cấp nguồn liên tục UPS (Uninterrupting Power Supply )

- Thiết bị tự động chuyển nguồn ATS (Automatic Transfer Switch )

1 Thiết bị cấp nguồn liên tục UPS

Là một thiết bị lập tức cấp điên cho phụ tải khi lưới điện chính có chất lượngkhông đạt yêu cầu Thiết bị cấp nguồn liên tục chỉ dùng cho các phụ tải đặc biệtquan trọng cần nguồn liên tục như thiết bị cấp cứu ngành y tế, máy tính cá nhântrung tâm điện toán… UPS được chế tạo với dãy công suất từ vài trăm W đếnvài trăm KW, đáp ứng cho các loại phụ tải khác nhau Công suất của UPS phụthuộc vào nguồn dự phòng (thường là accqui ) và công suất của các bộ biến đổi Dung lượng của nguồn accqui thường không được lớn nên thời gian cấp nguồncủa UPS thường là không được dài khi phụ tải mất điện lâu dài thì sau một thờigian làm việc nào đó để giải quyết nhiệm vụ cấp thiết , sau đó UPS dừng làmviệc Hiện nay thường có 2 loại UPS là loại có chuyển mạch và loại khôngchuyển mạch Sơ đồ khối của 2 loại UPS này như hình vẽ dưới :

Loại UPS có chuyển mạch (hình I_1 a) Khối AQ được nạp qua chỉnh lưu

và ở trạng thái chờ vì lúc này chuyển mạch đang nối với lưới Khi mất lưới (sựcố) chuyển mạch tự động chuyển tải về phía AQ Điện một chiều từ AQ qua bộnghịch lưu biến đổi thành điện xoay chiều với điện áp và tần số phù hợp với tải.Với công suất thấp , khối chuyển mạch là rơle điện cơ còn ở công suất caochuyển mạch thường dùng van bán dẫn, làm việc ở chế độ đóng ngắt Đặc điểmchính của UPS kiểu này là cấu tạo đơn giản, điện áp ra chưa thật chuẩn vì thiếu

bộ lọc, thời gian tác động chậm vì phải qua bộ chuyển mạch vì vậy nó thườngđược chế tạo với cấp công suất đến cỡ kW Loại UPS không có chuyển mạch(Hình I_1 b) điện lưới xoay chiều được bộ chỉnh lưu chuyển thành điện mộtchiều , vừa nạp cho AQ , vừa đưa đến bộ nghịch lưu và bộ lọc cấp cho phụ tải Loại UPS này có cấu tạo phức tạp hơn nhưng có nhiều ưu điểm hơn loại trên.Với sự tiến bộ của kỹ thuật điện tử và điều khiển , loại UPS này được dùng rộngrãi trong các hệ cấp nguồn đòi hỏi chất lượng cao Cả hai loại UPS này đều cóchung nhược điểm đó là thời gian hoạt động không dài và phụ thuộc rất nhiềuvào dung lượng của bộ AQ Cần lưu ý rằng khối AQ đóng một vai trò đặc biệtquan trọng và nó là bộ phận dễ hỏng hóc do vậy công tác bảo vệ chăm sóc AQ

là vô cùng quan trọng , phải được thực hiện thường xuyên theo một chế độ nhấtđịnh Chính vì nhược điểm lớn này mà UPS không được sử dụng rộng rãi bằngthiết bị tự động chuyển nguồn ATS trong các hộ tiêu thụ đặc biệt nói trên

2 Thiết bị tự động chuyển nguồn ATS

Là thiết bị dùng để tự động chuyển tải sang nguồn dự phòng khi nguồn chính

bị sự cố Khái niệm sự cố thông qua các biểu hiện sau :

- Mất nguồn

- Mất pha

- Ngược thứ tự pha

- Không đối xứng 3 pha

- Điện áp cao hoặc thấp hơn trị số cho phép

Nguồn dự phòng ở đây có thể là một đường dây khác song song hoặcnguồn dự phòng là một máy phát DIEZEL Tuỳ theo tính toán kinh tế kĩ thuậtcủa các hộ tiêu thụ mà sử dung nguồn dự phòng cho hợp lý Tương ứng vớinguồn dự phòng ta có hai loại ATS Khi nguồn dự phòng là lưới ta có ATSlưới- lưới, nếu nguồn dự phòng là máy phát ta có ATS lưới - máy phát

Nhìn chung hai loại ATS này cơ bản là giống nhau , tuy nhiên trong thiết

kế cũng như chế tạo , hoạt động thì ATS lưới - máy phát có phức tạp hơn do cóthêm bộ phận khởi động máy DIEZEL Mặt khác cũng có thể xảy ra sự cố vớimáy phát điện và các sự cố này thường xuyên xảy ra Do đó yêu cầu đối vớiloại ATS này cao hơn Cấu trúc khối của hai loại ATS được thể hiện ở ( hìnhI_2)

Với nguồn dự phòng là một lưới điện khác lúc đó nguồn dự phòng có thểhoạt động lâu dài giống như lưới chính Còn đối với nguồn dự phòng là máyphát DIEZEL việc vận hành máy phát trong thời gian dài là không kinh tế, dovậy trong trường hợp lưới điện mất lâu dài chỉ cho máy phát hoạt động trongmột thời gian nhất định nào đó, khi đã giải quyết xong một nhiệm vụ quan trọngthì dừng máy Khi nguồn chính có điện trở lại ổn định thì tác động trả tải lại chonguồn chính Nên khi thiết kế ATS lưới- máy phát cần phải đảm bảo thực hiệnđược các yêu cầu sau:

- Khi lưới có sự cố với bất kì lý do gì phải phát lệnh khởi động máyDIEZEL Và chuyển tải cho nguồn dự phòng khi chất lượng điện ở đầu racủa máy phát đạt yêu cầu

- Khi có điện lưới trở lại , kiểm tra mức độ ổn định của lưới và chuyển tảitrở về lưới khi nguồn đã đủ thời gian ổn định Sau khi chuyển tải máyphát chạy không tải trong một thời gian và tự động dừng lại khi điều kiệnlàm mát máy bảo đảm

- Khi mất điện lưới lâu dài xét thấy vận hành máy phát không có lợi và nhucầu sản xuất không cấp bách ,lúc đó cho máy vận hành trong thời gian đủgiải quyết vấn đề quan trọng thì cho máy dừng lại

2.1 Sơ đồ cấu trúc của hai loại ATS

MBA : Máy biến áp nguồn

ra tín hiệu cho khối điều khiển

+ ĐK :Khối điều khiển nhận tín hiệu từ đầu ra của bộ so sánh và tác động đếnkhối chuyển mạch

+ CM : Khối chuyển mạch thực hiện việc đóng ngắt tải từ nguồn này sangnguồn khác theo tác động của bộ điều khiển.

+ KĐ : khối này khởi động máy DIEZEL khi nhận được tín hiệu của bộ điềukhiển

+ CB1, CB2 : hai áp tô mát (CB - Circuit Breaker) bảo vệ nguồn khi có sự cốquá tải hay ngắn mạch

2.2 Nguyên lý hoạt động của ATS

* ATS lưới - lưới :

Cấu trúc của loại ATS này được thể hiện trên hình vẽ I2 a ATS lưới lưới hoạt động rất đơn giản, khi chất lượng nguồn chính không đạt lúc đó bộ sosánh thu tín hiệu sự cố so sánh các thông số đó với các giá trị ngưỡng đặt trướcngưỡng nếu sai khác giá trị định mức tín hiệu sẽ được cấp cho khối điều khiểntác động đến khối chuyển mạch chuyển tải sang nguồn còn lại Khi lưới điệnchính phục hồi trở lại ATS tiến hành kiểm tra chất lượng nguồn điện chính nếu

-đủ tiêu chuẩn cấp tín hiệu chuyển tải trở lại nguồn chính

Sơ đồ thời gian hoạt động của nó như sau :

* Giải thích hoạt động của sơ đồ :

Ban đầu tải được cấp điện bằng nguồn chính thông qua MBA1 khi lướichính bị sự cố như mất nguồn, mất pha…lúc đó khối điều khiển của ATS nhận

Mất lưới

Hình I-3

tín hiệu sự cố và xử lý và đồng thời ATS cũng kiểm tra chất lượng điện nguồncòn lại Nếu chất lượng nguồn dự phòng tốt thì ATS sẽ tạo khoảng thời gian trễ(0-5s) để khẳng định lưới chính gặp sự cố thực sự không phải là sự cố thoángqua Sau đó gửi tín hiệu cho cơ cấu chấp hành tác động chuyển tải sang nguồn

dự phòng

Khi tải đang làm việc với nguồn dự phòng mà lưới chính phục hồi trở lại ATS

xử lý tín hiệu này đồng thời tạo khoảng thời gian trễ (3 – 30’) để đảm bảo rằngnguồn chính đã ổn định có thể đưa vào vận hành Sau đó ATS tác động đến cơcấu chuyển mạch đưa tải trở lại lưới chính Và ATS tiếp tục theo dõi hoạt độngcủa các nguồn điện bình thường

* ATS lưới - máy phát

Một trong những nhược diểm lớn nhất của ATS lưới-lưới là khi xảy ra sự

cố của hệ thống , sự cố trạm biến áp trung gian, hoặc mất điện áp nguồn lúc đónguồn dự phòng cũng vô dụng Do vậy để bảo đảm việc chủ động cấp điện chocác phụ tải quan trọng cấp quốc gia như hội trường quốc hội, ngân hàng nhànước, trung tâm điện toán, khu quân sự nếu mất điện có thể nguy hiểm đến anninh quốc gia Ta thường xây dựng nguồn dự phòng là máy phát ĐIEZEL.Tương ứng với nó ta có loại ATS lưới - máy phát Cấu trúc của loại này đượcbiểu diễn trên (Hình I-2 b) Đối với ATS lưới - máy phát việc hoạt động phứctạp hơn loại trên Khi nguồn chính có chất lượng không đạt yêu cầu nghĩa là có

sự cố Sự cố ở đây bao gồm : Mất điện, mất pha, lệch pha quá lớn, quá điện áp,thấp áp, ngược thứ tự pha Mất lưới, mất pha, sụt áp quá 85% Uđm làm cho máyđiện không đồng bộ không khởi động được hoặc sẽ gây quá tải với các thiết bịquay kéo tải lớn, hệ thống chiếu sáng không đủ sáng Lúc này ATS phải phát tínhiệu khởi động máy ĐIEZEL sau 5s (để tránh dao động của lưới) Khi điện áp 3pha mất đối xứng quá mức cho phép, quá điện áp, không đúng thứ tự pha ATScũng phát tín hiệu khởi động máy, trong trường hợp này lưới vẫn còn nhưngchất lượng điện không tốt ảnh hưởng đến các quá trình làm việc Khi quá điện

áp sẽ gây hư hỏng cách điện các thiết bị dùng điện trong mạng Khi ngược thứ

tự pha tạo từ trường nghịch làm các động cơ 3 pha quay ngược gây thiệt hại

Khi đó khối SS1 sẽ thu tín hiệu sự cố so sánh với ngưỡng và cấp tín hiệucho khối ĐK , bộ ĐK sẽ tác động tới bộ khởi động máy DIEZEL Khi khởi độngmáy DIEZEL thành công điện áp ra của máy phát được thành lập Nếu chấtlượng điện áp đảm bảo và đạt đến khoảng 0.8 Uđm , thời gian trong khối ĐK sẽtính thời gian khoảng 1- 25s rồi cấp tín hiệu cho bộ chuyển mạch để chuyển tảicho nguồn dự phòng là máy phát

Khi điện lưới có điện trở lại để đảm bảo chắc chắn rằng lưới đã phục hồi

ổn định bộ thời gian trong SS1 sẽ tính thời gian khoảng 5- 30 p Sau đó cấp tínhiệu cho khối ĐK tác động chuyển tải trở lại lưới

Sau khi chuyển tải cho lưới máy phát chạy không tải một khoảng thờigian làm mát tuỳ theo công suất , thời gian đã làm việc của máy phát và nhiệt độcủa nó mà khoảng này có thể dài hay ngắn sau đó tự động dừng lại

Quá trình hoạt động được cho trên giản đồ thời gian sau :

Hình I-4

Lưới phục hồi Chuyển Tải