nghiên cứu, tính chọn công suất và số lượng tổ hợp diesel lai máy phát, tính toán ngắn mạch, thuyết minh sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh điện áp và thuyết minh sơ đồ bảng điện chính cho tàu 53000t

Hiện nay các trang thiết bị điện được trang bị trên tàu thủy ngày càng hiện đạivới mức độ tự động hóa ngày càng cao, giúp cho hiệu quả khai thác được nâng lêncũng như hỗ trợ cho con ngườ

1.2 Điều kiện và yêu cầu làm việc của trạm phát 4

1.3 Yêu cầu công tác của trạm phát điện tàu thủy 4

1.4 Yêu cầu đối với hệ thống điện năng tàu thủy 5

Chương 2 Tính chọn công suất và số lượng tổ hợp

diezel-máy phát

6

2.2 Phương pháp thống kê (hàm quan hệ) 10

Chương 3 Tính toán ngắn mạch trạm xoay chiều 12

4.2 Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu thống nhất 24

Chương 5 Thuyết minh bảng điện chính tàu 53000 tấn 30

5.1 Giới thiệu chung về tàu 53000 tấn 30

5.2 Cấu tạo chung của bảng điện chính tàu 53000 tấn 33

5.3 Sơ đồ nguyên lý của của bảng điện chính 34

Kết Luận 53

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây và tương lai, ngành kinh tế Hàng hải sẽ đóng vaitrò là ngành kinh tế mũi nhọn trong quá trình tiến lên CNXH của đất nước Cụ thể làngành vận tải bằng đường biển với các đội tàu trọng tải lớn, vận tải trên nhiều tuyến,

cả nội địa lẫn quốc tế Song song với nó là việc đóng mới các con tàu với trọng tảingày càng lớn, ngày càng hiện đại ở các nhà máy đóng tàu Cùng với việc xuất hiệncác cảng nước sâu ở Việt Nam

Hiện nay các trang thiết bị điện được trang bị trên tàu thủy ngày càng hiện đạivới mức độ tự động hóa ngày càng cao, giúp cho hiệu quả khai thác được nâng lêncũng như hỗ trợ cho con người ngày một tốt hơn khi phải làm việc trong điều kiệnthời tiết được dự báo là ngày càng khắc nghiệt trên biển

Trong đó trạm phát điện đóng một vai trò vô cùng quan trọng và không thể thiếu

được trên các con tàu Sau 2 kì học môn Trạm phát điện tàu thủy, em đã được thầy

giáo trang bị cho những kiến thức cơ bản rất hữu ích giúp cho em có được một cáinhìn khái quát chung về hệ thống trạm phát điện trên các con tàu hiện đại ngày nay,làm cơ sở để phục vụ cho công việc của em sau này

Trong thiết kế môn học này em đi sâu nghiên cứu, tính chọn công suất và sốlượng tổ hợp Diesel lai máy phát, tính toán ngắn mạch, thuyết minh sơ đồ hệ thống tựđộng điều chỉnh điện áp và thuyết minh sơ đồ bảng điện chính cho tàu 53000T

Mặc dù bản thân em đã cố gắng nhiều, đã đi sâu và tìm hiểu trong thực tế, vớimong muốn hoàn thành thiết kế môn học một cách tốt nhất Song do hạn chế về kiếnthức cũng như về tầm nhìn thực tế, nên trong quá trình thực hiện không tránh khỏinhững khiếm khuyết Em mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy giáotrong bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn!

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

Yêu cầu:

 Tính chọn công suất và số lượng tổ hợp Diezel máy phát bằng phương phápbảng tải,phương pháp thống kê và hàm quan hệ

 Tính toán ngắn mạch(xoay chiều)

 Thuyết minh hệ thống tự động điều chỉnh điện áp

 Thuyết minh bảng điện chính tàu 53000 Tấn

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG, ĐIỀU KIỆN VÀ YÊU CẦU LÀM VIỆC CỦA TRẠM PHÁT ĐIỆN

1.1.Giới thiệu chung

Trạm phát điện tàu thuỷ là nơi biến đổi các dạng năng lượng khác thành nănglượng điện Nó là trung tâm cung cấp điện năng cho toàn tàu Trạm phát điện baogồm các máy phát điện, động cơ lai máy phát, các khí cụ điện, các thiết bị bảo vệ vàthiết bị đo các thông số điện của trạm phát và phụ tải

Trạm phát điện và các thiết bị dẫn điện tạo thành lưới điện trên tàu Nó cónhiệm vụ cung cấp điện liên tục cho các phụ tải điện trên tàu hoạt động trong mọi chế

độ công tác Việc thiết kế lắp đặt các thiết bị của trạm phát điện là yếu tố quan trọng,quyết định đến tính kĩ thuật, kinh tế, mức độ tự động hoá, thuận tiện sử dụng và thẩm

mĩ của con tàu

Công suất của trạm phát lớn hay nhỏ phụ thuộc vào mức độ điện khí hoá, tựđộng hoá và trọng tải của con tàu Để đảm bảo an toàn cho con tàu trong mọi chế độlàm việc, nhất là trong chế độ sự cố thì ngoài trạm phát chính ra còn có trạm phát sự

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

cố Trạm phát điện sự cố có công suất nhỏ và chỉ cung cấp cho một số hệ thống rấtquan trọng Đó là các hệ thống như máy lái, thiết bị radio, vô tuyến điện

1.2.Điều kiện và yêu cầu làm việc của trạm phát điện tàu thuỷ

Trạm phát điện cũng như các thiết bị điện trên tàu làm việc trong điều kiện hếtsức khắc nghiệt đó là :

- Phải chịu được độ ẩm cao (98%)

- Nhiệt độ môi trường thay đổi trong phạm vi rộng

- Độ nghiêng tối đa của thiết bị là 150 Độ nghiêng chòng chành của thành tàu

so với phương thẳng đứng là 22030 Sự chấn động mạnh của thành tàu với sóng, sựdao động lớn do máy móc, chân vịt làm việc tạo nên

Do điều kiện làm việc trong môi trường nóng ẩm dẫn đến ô xy hoá nhanh cácthiết bị điện, làm giảm điện trở cách điện của thiết bị điện nên có thể gây ra những sự

cố bất thường, làm giảm sự tiếp xúc của các tiếp điểm, tăng sự ăn mòn của cổ góp vàvành trượt Các thiết bị điện bị nứt, vỡ, già hoá hoặc bong lớp sơn phủ Độ nghiêng

và chấn động của tàu làm cho các thiết bị điện hư hỏng về cơ, dẫn đến độ chính xáckém và giảm tuổi thọ

1.3 Yêu cầu công tác của trạm phát điện tàu thuỷ

- Trạm phát điện phải có kết cấu chắc chắn, có độ bền cơ học cao, chịu được sự

va đập và chấn động mạnh

- Độ cách điện của máy điện, cáp điện phải cao, chịu được độ ẩm, nhiệt độ cao

- Độ ổn định cao, nhất là bộ tự động điều chỉnh điện áp và bộ tự động điềuchỉnh tần số

- Đối với các phần tử riêng biệt phải chịu được rung lắc, làm việc lâu dài trongmôi trường có độ ẩm cao, nhiệt độ lớn Phải không thấm nước, khó cháy, không bịtác dụng bởi hơi nước mặn, hơi dầu và axit

1.4 Yêu cầu đối với hệ thống điện năng tàu thuỷ

Hệ thống điện năng tàu thuỷ là sự kết hợp nhiều phần tử riêng biệt Khi con tàu

vận hành khai thác không cho phép dán đoạn bất kì một hệ thống nào Trong trườnghợp đặc biệt, chỉ cho phép dán đoạn một số hệ thống không quan trọng trong thờigian ngắn Còn đối với các hệ thống đặc biệt quan trọng như máy lái, cứu hoả, đènhành trình, vô tuyến điện, ra đa, la bàn , máy đo sâu người ta phải cung cấp điện từhai nguồn riêng biệt Trạm phát điện sự cố phải lập tức phát điện sau 10s khi trạmphát chính mất điện

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

CHƯƠNG 2:TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT VÀ SỐ LƯỢNG TỔ HỢP

-Chế độ tàu đứng trông cảng không bốc xếp hang hóa bằng cần cẩu

-Chế độ tàu đứng trông cảng có bốc xếp hang hóa bằng cần cẩu

-Chế độ tàu hành trình trên biển

Như vậy công suất cực đại của một nhóm phụ tải nào đó được xác định như sau:

Pmax K dt.K t.P v

Trong đó : là hệ số đồng thời : hệ số đồng thời là tỉ số giữa phụ tải đangcông tác thức trong chế độ công tác đang kiểm soát trên tổng số phụ tải trong nhóm

đó ( với điều kiện công suất của các phụ tải phải bằng nhau ) ví dụ nhóm phụ tải cầncầu 5 mỗi động cơ 25kw.Giả sử thực tế làm việc của 3 động cơ =>

Nếu công suất không bằng nhau thì hệ số đồng thời bằng tỉ số giữa tổng công suấtgiữa các cái công tác trên tổng công suất toàn tàu

:hệ số tải:bằng tỉ số công suất thực tế máy đang công tác suất định mức của nó

Pv là công suât nhận từ mạng của một đông cơ nghĩa là công suất mà động cơ nhậnđược từ mạng khi nó đang công tác với tải định mức

Khi xác đinh được công suât phản kháng Q của một phu tải theo biểu thức :Q=P.tg trong đó sẽ biết được dựa vào Cos ta đã biết Sau khi xác định được

Q ta sẽ xác định đươc công suất biểu kiến = + và ta có Cos =P/S;P=S; Q=P.Sin

Khi chọn số lượng công suất của trạm phát ta dụa vào công suất tiêu thụ trong cácchế độ công tác của tàu Máy phát lựa chọn khi công tác phải có hiệu suất cao nhấtnhưng phải có khả năng chịu tải trong mọi chế độ công tác

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

Theo yêu cầu trạm phát phải có công suất dự trữ để phòng trường hợp tăng sốphụ tải nhỏ mà trước đây chưa tính đến hoặc dự trữ để khi khởi động động cơ dị bộ…nên công suất dự trữ để 2025% thường 25% và thêm 5% tổn hao trên lưới điện Theo kinh nghiệm thì sự số lượng máy phát được chọn đối với những tàu hàngthường từ 24 cái là hợp lí nhất Phải có máy phát dự trữ với công suất sao cho mộttrong các máy phát bất kì bị sự cố thì có thể thay thế để đảm bảo công tác bìnhthường của tàu Thường người ta chọn các máy phát trong trạm phát giống nhau đểtăng thêm độ ổn định khi công tác song song và tiện lợi cho việc thay thế các phụtùng dự trữ

Nếu trong chế độ tàu đứng không bốc xếp hàng hóa mà một máy phát công tácvẫn thừa công suất nhiều thì ta nên chọn một máy phát phù hợp với chế độ đó, máyphát đó người ta gọi là máy phát cản (máy phát sự cố)

Chọn máy phát xoay chiều dụa trên kết quả bảng tải thường thực hiện như sau: Nếu Cosҩtm tính được nhỏ hơn Cosҩđm của máy phát thì dựa theo công suất biểukiến S để chọn tổng công suất của máy phát Còn nếu Cosҩtb tính được lớn hơnCosҩđm của máy phát thì dựa theo công suất tác dụng của P để chọn

+ Nếu Cos <Cos thì dựa vào S để chọn

Kết luận phương pháp bảng tải không những cho phép xác định được công suấttrạm phát, số lượng máy phát mà có thể xác định được công suất cảu từng máy phát

và của trạm sự cố Nhược điểm chính của phương pháp này là sự không chính xáccủa các hệ số tải Kt, hệ số đồng thời của Kđt, chưa có cơ sở khoa học để xác định nên

dễ bị nhầm lẫn Tính toán công suất của trạm phát cần đảm bảo những yêu cầu nhưsau:

- Đủ công suất để cung cấp liên tục cho các phụ tải hoạt động trong mọi chế

độ công tác của tàu

- Đảm bảo tính kinh tế cao

- Bảo dưỡng dễ dàng và thuận tiện cho người phục vụ

Kinh nghiệm chọn các hệ số như sau: Hệ số đồng thời K dt của các nhóm phụ tảiphục vụ máy chính và buồng máy có dự trữ thì thường là 0,5.Hệ số K t đối với nhómthứ nhất thì K t=0,7+0,8 Nhóm chiếu sangK t =1.Động cơ máy lái, chế độ hànhtrình K t=0,3+0,4 Chế độ điều độngK t =0,8+1 La bàn thường K t = 0,7.Quạt gióbuồng máyK t =0,9…

2.1.2.Bảng tải

2.2.Phương pháp thống kê (hàm quan hệ)

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

2.2.1.Phương pháp thông kê

Phương pháp này dựa trên mối quan hệ giữa tổng công suất của các máy phát điện (

ΣGG

Р ) và công suất của máy chính (N) hoặc trọng tải tàu (D) đối với mỗi loại tàu.Phương pháp này đặc biệt hữu hiệu khi thiết kế mà không biết danh sách tải Mốiquan hệ này thể hiện dạng phương trình hoặc đồ thị Phương pháp này không áp dụng

để tính toán cho máy phát điện sự cố

Giá trị tổng công suất của các máy phát điện (Р ΣGG) được xác định theo các dạngsau:

1 Đối với tàu hàng rời (N : nghìn sức ngựa; D : nghìn tấn):

3 Đối với tàu khách (N, nghìn sức ngựa; D, tấn)

1,5

ΣGG

Р =208N hoặc 1,5

ΣGG

Р =200D

Mối quan hệ giữa công suất tác dụng P của các phụ tải trong từng chế độ và tổngcông suất của các máy phát điện (Р ΣGG) trình bày ở bảng dưới đây:

Loại tàu Chế độ

Đỗbến khônglàm hàng

Đỗ bến cólàm hàng Điều động Hành trình Sự cố

Р=0,5Р ΣGG=1377,5(KW)

Р=0,5Р ΣGG=1377,5(KW)

Như vậy ta thấy rằng có 3 chế độ mà công suất tiêu thụ lớn nhất là 1377,5( KW)

và công suất nhỏ nhất là 826,5 (KW) nên ta sẽ chọn 3 máy phát có công suất như sau:

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

Ngắn mạch là sự cố nối kín giữu các pha hay giữu các cực, thông qua tổng trởtrong mạch gần bằng 0 hoặc rất nhỏ Nếu là hện thông 4 dây thì cồn sự nối kín giữacác phavà dây trung tính, còn hệ thống có dây trung tính tiếp mát thì ngắn mạch còn

là sự nối kín giữa pha và mát

Nguyên nhân cơ bản gây ra ngắn mạch là do sự hư hỏng chất cách điện giữacác bộ phận dẫn điện vì sự già hoá tự nhiên, hoặc do sự quá điện áp Ngoài ra còn dobảo dưỡng các thiết bị không đúng quy trình hoặc do va đập cơ khí hoặc do thao tácnhầm lẫn

Nếu ngắn mạch làm xuất hiện dòng ngắn mạch thì dong ngắn mạch rất khácnhau Ngắn mạch gần máy phát thì dòng ngắn mạch lớn hơn là ngắn mạch xa máyphát Ngắn mạch gây ra các hậu quả như:

- Đốt nóng các bộ phận dẫn điện vượt qua nhiệt độ cho phép, có thể làm nóng chảycác tiếp điểm, khí cụ điện, lam bốc cháy các chất cách điện

- Dòng ngắn mạch làm xuất hiện các lực tương hỗ rất lớn gọi là: Lực điện từ giữa cácthanh cái, hoặc các giữa các vật cố định khác Dòng ngắn mạch càng lớn thì càngnguy hiểm

- Ngắn mạch còn gây ra hồ quang điện làm cháy các phần dẫn điện xung quanh

Vì dòng ngắn mạch rất có hại do vậy ta phải cần tính dòng ngắn mạch, tính dòngngắn mạch có ý nghĩa rất quan trọng, nhằm mục dích khẳng định các thông số chotrước bảo vệ ngắn mạch, đồng thời để nghiệm lại sức bền tác dụng của lực điện từ vàsức tác dụng của tác dụng nhiệt của tất cả các thiết bị điện

3.2.Sơ đồ:

Điểm (3) là điểm đang cụng tỏc với 2 MF

Điểm (4) là điểm đang cụng tỏc với 3 MF

3.3 Tính toán:

THIẾT KẾ MễN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

xd” : trở khỏng siờu quỏ độ của mỏy phỏt ở đơn vị tương đối

xd’ : trở khỏng quỏ độ của mỏy phỏt ở đơn vị tương đối

Td”: hằng số thời gian siờu quỏ độ

Td’: hằng số thời gian quỏ độ

TOK: hằng số thời gian thành phần khụng chu kỡ

rS : điện trở cuộn stato của mỏy phỏt khi đứng yờn

 Cỏc thụng số của động cơ tương đương nú bằng tổng cụng suất cỏc động

cơ đang cụng tỏc tại thời điểm ngắn mạch:

RS: trở thuần ở chế độ tĩnh của roto

RSS: trở thuần ở chế độ tĩnh của stato

Tdđc’: hằng số thời gian quá độ của động cơ

TOKđc: hằng số thời gian thành phần không chu kì của động cơ

3.3.1 Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm số (3) khi đang có 2 máy phát công tác song song.

a Đối với máy phát:

+Dòng siêu quá độ lúc xảy ra ngắn mạch là

I”F =

) (

82

4 12

, 0

578 ,

578 , 0

t(s)

d

"

T t F

1,4 1,00 = 1,41,4 0,54 = 0,821,4 0,29 = 0,441,4 0,15 = 0,231,4 0,08 = 0,121,4 0,04 = 0,06

3,43,43,43,43,43,4

4,84,23,83,613,53,5

5,34,64,24,03,83,8+Tại thời điểm t= 10 ( ms )

2

T

 thì IckF có giá trị là:

IckF=4,2(KA)

+Kết quả tính toán thành phần không chu kì của máy phát

Thành phần dòng không chu kỳ đợc tính theo biểu thức:

IokF= 2I”F Tok

t

e

t(s)

(KA)0

10203040

6,85,44,53,73,1

THIẾT KẾ MễN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

1020304050

6,25 0,578 = 3,6 4,00 0,578 = 2,3 2,50 0,578 = 1,41,50 0,578 = 0,91,00 0,578 = 0,62 0,5 0,578 = 0,3+ Dòng xung kích của động cơ là

1020304050

10,69,28,48,07,67,6

3,62,31,40,90,60,3

14,211,59,88,98,27,9

=>Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm (3) là:

IXK(3) = 2.IxkF + Ixkđc

= 2.11,3 + 4,6 =27,2(KA)

3.3.2.Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm số (4) khi đang có 3 máy phát công tác

song song.

a Đối với máy phát

+Trở kháng dọc trục siêu quá độ ở đơn vị tuyệt đối:

X”d = 0 , 12 42 , 39

10 453

400 12

, 0

2 2

X’d= 0 , 17 60 , 04

10 453

400 17

, 0

2 2

400 01

, 0

2 2

2 1 7

, 6 3

31 ,

1

3 9 ,

4 2 3

R S

(m)Z”=

4 , 27 09

, 17 44

, 21

24 , 1 5 , 15 1

3

4 314 3

31 , 1 7 , 6 50

1

2

S Z Z

Z ok

R R

R f

X T



3,85(ms)

THIẾT KẾ MễN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

+ Hằng số thời gian làm ảnh hởng đến dòng I”

F và nó không nhỏ dần cho đến khixuất hiện dòng xung kích Nên ta có thể tính dòng xung kích bằng công thức đơngiản sau:

IxkF =

) e

1 (

"

I

T F



) 1

S

Z U

(m)

453

155 , 0 400

S

x U

(m)

8 314

10 75 , 54

X

16 314

10 75 , 54

16 314

7 , 6 9 , 10 1

2 2 2

S

SS okdc

R R

R f

X T

Z

U T t dc th

+Dòng xung kích của động cơ là:

Ixkđc= 2 .( 2 ' 2Tok )

T dc

T T

400 2

e

+Dòng ngắn mạch tổng hợp tại điểm số (4) là:

I”F+I’®c = 8,4 + 2,1= 10,5 (KA)

IxkF+Ixk®c = 12,76 + 5,92= 18,68 (KA)

CHƯƠNG 4:HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

TÀU THỐNG NHẤT

4.1.Giới thiệu chung

Máy phát điện là nơi cung cấp năng lượng điện cho tất cả các thiết bị điện trên toàn

Vì một lý do nào đó mà các thiết bị điện phải công tác trong điều kiện điện áp lớnhơn hoặc nhỏ hơn điện áp định mức so với quy định thì đều có thể dẫn tới hiệu quả sửdụng không cao, tuổi thọ giảm Thậm chí thiết bị có thể bị cháy, hỏng hóc ngay tứckhắc

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

Vì các lý do trên, chúng ta phải ổn định điện áp cho các máy phát điện và coi đây

là một nhiệm vụ, một vấn đề rất quan trọng, không thể thiếu được, đặc biệt là vớitrạm phát điện tàu thủy

4.1.1.Các nguyên tắc xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp.

- Có 4 dạng hệ thống tự động điều chỉnh điện áp điển hình là :

- Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nhiễu

+ H.T Phức hợp dòng

+ H.T Phức hợp pha : Phức hợp pha song song và phức hợp pha nối tiếp

- Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo độ lệch

- Hệ thống điều chỉnh điện áp theo nguyên lý kết hợp

+ Kết hợp giữa phức hợp dòng với độ lệch

+ Kết hợp giữa phức hợp pha với độ lệch

- Hệ thống TĐ ĐC ĐA xây dựng theo nguyên lý tự thích nghi.( Ít gặp trong thựctế)

4.1.2.Hệ thống tự động điện áp hoạt động theo nguyên lý độ lệch

- Hệ thống điều chỉnh theo độ lệch không quan tâm đến nhiễu hoặc bất cứnguyên nhân nào gây ra sự thay đổi điện áp của máy phát Nó chỉ biết rằng

nếu có sự sai lệch điện áp thực tế của máy phát ra khác giá trị định mức ( hoặcgiá trị chuẩn ) thì lập tức hệ thống sẽ có tín hiệu điều chỉnh dòng kích từ chophù hợp để giữ cho điện áp phát ra của máy phát không đổi Hệ thống điềuchỉnh điện áp theo độ lệch chỉ có một phản hồi điện áp (Uf)

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

- CL : là chỉnh lưu ( có thể bằng điốt hoặc bằng Tiistor…)

- ΔU là dộ lệch tín hiệu điện áp là tín hiệu điều khiển.; IU là dộ lệch tín hiệu điện áp là tín hiệu điều khiển.; Ikt là dòng kích từ củamáy phát

- Từ sơ đồ khối hình B ta thấy điện áp thực của máy phát được đưa đến phần tử

đo và so sánh ,nó được so sánh với điện áp chuẩn U0 , cho ta một giá trị U Sựchênh lệch điện áp này được đưa đến bộ khuyếch đại qua bộ khuyếch đại tạo ra tínhiệu đủ lớn đưa tới phần tử thực hiện ( thông thường là THYRISTOR), để tạo radòng kích từ đủ lớn phù hợp sự chênh lệch U để kéo điện áp máy phát về điện ápđịnh mức

F

KT

CL

Hình

A

F

SSKĐ

U0

CLK

THình B

- Hệ thống( sơ đồ hình c) , các phần tử trong hệ thống được chế tạo hầu nhưhoàn toàn bằng mạch từ

- Hệ thống (sơ đồ hình d) , các phần tử trong hệ thống được chế tạo bằng cácthiết bị bán dẫn, điện tử và các IC khuyếch đại …

b Nguyên lý hoạt động :

- Khi điện áp của máy phát dao động khỏi điện áp định mức (Uf > Udm hoặc Uf <

Udm ) Lúc đó có tín hiệu điều khiển ∆U ≠ 0 được tạo ra qua bộ đo và so sánh Tínhiệu này được gửi tới bộ khuyếc đại khuyếch đại lên tín hiệu đủ lớn sau đó đưa qua

bộ chỉnh lưu để điều chỉnh Ikt đủ lớn đưa điện áp của máy phát về với điện áp địnhmức

c Ưu điểm:

- Dễ dàng trong quá trình tự kích ban đầu ( vì chỉ có một phản hồi điện áp )

- Hệ thống đơn giản, có trọng lượng và kích thước nhỏ ,

U0

KĐTG

KĐTTBA

KT

SS

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

d Nhược điểm :

- Hệ thống có tính ổn định động kém Nếu khởi động các động cơ lồng sóc có

công suất lớn gần bằng công suất của máy phát , hệ thống sẽ mất ổn định dẫn đếnmất hoàn toàn kích từ Bởi vậy đối với những động cơ có công suất tương đối lớnbắt buộc phải áp dụng các phương pháp khởi động làm giảm dòng khởi động

- Thời gian cường kích lâu hơn nguyên lý nhiễu.

- Độ tin cậy không cao

- Xác suất hỏng hóc cao hơn.

4.2 Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu Thống Nhất

a3

R1

b2 b1

62 72

z1 x1 y1

23 22 21

51 11

U

V W

b4 b5 d7

b3

E2

32 22

11 12

02

01 31

c5

R3 R4

R11

u4 u4 R6

R6

V.C.U tàu khách Thống Nhất

R5

b. Giới thiệu và chức năng phần tử:

- Tf1: Là biến áp thực hiện, cuộn dây sơ cấp được mắc nối tiếp với cuộn côngtác của khuyếch đại từ TD1 Cuộn thứ cấp thì được nối với cầu chỉnh lưu E1 thựchiện chỉnh lưu dòng điện cấp cho cuộn kích từ của máy phát

- Tf2: Là biến áp có 2 điện áp ra ở thứ cấp: 1 điện áp ra cấp cho cuộn dây thựchiện của KĐT TD2 (21, 31), điện áp còn lại (22, 23) cấp cho các phần tử tạo tín hiệuchuẩn D1, D2, D3

- D1 là cuộn cảm tuyến tính

- D2 là cuộn cảm bão hòa

- D3 là cuộn cảm thực hiện việc bù dòng theo tần số

- D4 là cuộn san phẳng của cầu chỉnh lưu E3

- Tf4: Biến áp lấy điện áp thực của MF thông qua cầu chỉnh lưu E4 cấp nguồncho cuộn điều khiển 21, 22 của TD2

- Tf3: Là biến áp phản hồi mềm phản hồi tín hiệu đưa vào cuộn kích từ của máyphát để ổn định hệ thống ở chế độ động ( Làm việc trong chế độ động vì điện áp đưavào là 1 chiều)

- TD2: Khuyếch đại từ trung gian

- TD1: Khuyếch đại từ thực hiện

- E1: Cầu chỉnh lưu dòng kích từ

- E2: Cầu chỉnh lưu có tác dụng như một khuếch đại dương dòng điện

- E4: Cầu chỉnh lưu thực hiện việc chỉnh lưu tín hiệu điện áp thực của máy phát

để đưa vào KĐT TD2 để thực hiện so sánh với tín hiệu chuẩn

- E3: Cầu chỉnh lưu tín hiệu chuẩn từ bộ tạo tín hiệu chuẩn

- A3: Rơ le dòng khống chế các tiếp điểm thường đóng C3 để đưa điện trở phụR8 vào hoạt động

- R8: Điện trở 3 pha để cải thiện quá trình tự kích ban đầu

THIẾT KẾ MÔN HỌC TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

- Biến trở R6 và R10, các đầu ra số 9 12  để nối dây cân bằng với các máy phátkhác thực hiện việc phân chia tải vô công

- Tại điểm ban đầu, rơ le A3 không có dòng điện, C3 đóng, R8 được nối songsong với 1 phần cuộn sơ cấp của Tf1 và cuộn công tác của KĐT TD1,R8 có giá trịnhỏ làm cho điện trở tương đương trong mạch sơ cấp của biến áp Tf1 nhỏ đi, dòngtrong cuộn sơ cấp tăng nhanh, cuộn thứ cấp Tf1 cảm ứng được một sđđ lớn hơn, dẫnđến dòng kích từ tăng nhanh so với thời điểm ban đầu dẫn đến điện áp ra của máyphát cũng tăng nhanh Cứ như vậy cho đến khi điện áp máy phát đạt đến khoảng

60 70%  điện áp định mức thì rơ le A3 đủ dòng, tác động mở các tiếp điểm C3, lúcnày R8 được ngắt ra khỏi mạch làm cho điện trở mạch tăng lên dòng kích từ hầu nhưkhông tăng thêm nữa, quá trình tự kích cho đến điện áp định mức tiếp tục được thựchiện từ phần điều chỉnh theo độ lệch ( Giống như trường hợp điện áp của máy phát bịgiảm xuống thì hệ thống phải điều chỉnh điện áp lên bằng định mức)