Nghiên cứu phân tích hệ thống mô phỏng bảng điện chính của khoa điện điện tử đi sâu xây dựng mạch khởi động phục vụ công tác thực hành thí nghiệm

Xuất phát từ yêu cầu cần thiết phải nghiên cứu những hệ thống trên tàunhằm nâng cao chất lượng, độ chính xác, độ tin cậy của việc vận hành,khai thác, ban chủ nhiệm khoa Điện - Điện Tử đã

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của khoa Điện- Điện tử Trường Đại học Hàng Hải ViệtNam, và sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn T.S Vương Đức Phúc, em đã thựchiện đề tài: “Nghiên cứu phân tích hệ thống mô phỏng bảng điện chính củaKhoa Điện-Điện tử.Đi sâu xây dựng mạch khởi động phục vụ công tác thựchành thí nghiệm”

Để hoàn thành đề tài này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trongkhoa đã tận tình giảng dạy trong suất quá trình học tập và nghiên cứu, rèn luyệntại trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam

Xin chân thành cảm ơn thầy giáo Vương Đức Phúc đã tận tình chỉ bảo emtrong quá trình làm đồ án.Từ đó em củng cố lại kiến thức đã được giảng dạy trêngiảng đường cũng như đi sâu hơn về các hệ thống đã học Phần nào hình thànhcho em tay nghề để sau này ra trường có kinh nghiệm làm việc thực tế, kỹ nănglàm việc nhóm

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan:

1 Những nội dung trong đồ án này là do em thực hiện, dưới sự hướng dẫntrực tiếp của T.S Vương Đức Phúc

2 Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả,tên công trình, thời gian, địa điểm công bố

3 Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, em xinchịu hoàn toàn trách nhiệm

Sinh viên

Nguyễn Anh Phương

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương I: NGHIÊNCỨU PHÂN TÍCH BẢNG ĐIỆN CHÍNH MÔ PHỎNG CỦA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ 2

1.1 Bảng điện chính mô phỏng của Khoa Điện-Điện tử 2

1.1.1Mục đích.yêu cầu của hệ thống 3

1.1.2 Các thông số kỹ thuật của máy phát chính 4

1.1.3 Giới thiệu các phần tử chính 4

1.2 Hoạt động và bảo vệ của hệ thống 9

1.2.1.Các hệ thống đo 9

1.2.2.Các hệ thống điều khiển 11

1.2.3 Hòa đồng bộ và phân chia tải trên bảng điện chính 14

CHƯƠNG II : ĐI SÂU XÂY DỰNG MẠCH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ PHỤC VỤ CÔNG TÁC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM 19

1.1 Giới thiệu về mạch khởi động động cơ phục vụ công tác thực hành thí nghiệm 19

1.2 Bố chí và giới thiệu các phần tử chính trong mạch khởi động động cơ phục vụ công tác thực hành thí nghiệm 20

1.2.1 Bố chí chung 20

1.2.2 Giới thiệu các phần tử 21

1.3 Hoạt động của mạch khởi động động cơ phục vụ công tác thực hành thí nghiệm 24

1.3.1 Mạch khởi động từ đơn 24

1.3.2 Mạch khởi động từ kép 25

1.3.3 Mạch đổi nối sao tam giác 26

1.3.4 Khởi động động cơ dùng biến áp tự ngẫu 27 1.3.5 Khởi động động cơ bằngcách nối thêm điện trở phụ vào roto dây quấn 27

1.4.1 Bảo vệ quá tải 27

1.4.2 Bảo vệ ngắn mạch 28

1.4.3 Bảo vệ không 28

1.5 Triển khai đấu nối lắp đặt 28

1.5.1 Lựa chọn thiết bị 28

1.5.2 Sơ đồ đấu nối 29

KẾT LUẬN 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hoá đất nước, ngành giaothông vận tải có một vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó đemlại hiệu quả cao về kinh tế cho đất nước, đặc biệt là giao thông vận tải biển.Nước ta với lợi thế có bờ biển dài tạo điều kiện thuận lợi cho ngành giao thôngvận tải biển phát triển, là tiền đề để ngành công nghiệp đóng tàu của nước taphát triển mạnh mẽ.Trong những năm gần đây ngành công nghiệp tàu thuỷchúng ta đã đóng được những con tàu cỡ lớn,đủ các loại: tàu dầu, tàu hàng rờimang tầm cỡ quốc tế thu hút sự chú ý các bạn bè trên thế giới

Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam với đội ngũ giảng viên giỏi chuyênmôn và giàu kinh nghiệm giảng dạy, là nơi đào tạo nên những kỹ sư có tay nghềtrình độ chuyên môn cao, đảm bảo đáp ứng được các yêu cầu khai thác côngviệc trên tàu và trong các nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu biển

Xuất phát từ yêu cầu cần thiết phải nghiên cứu những hệ thống trên tàunhằm nâng cao chất lượng, độ chính xác, độ tin cậy của việc vận hành,khai thác,

ban chủ nhiệm khoa Điện - Điện Tử đã giao cho em đồ án: “Nghiên cứu phân tích bảng điện chính mô phỏng của Khoa Điện-Điện tử.Đi sâu xây dựng mạch khởi động cơ phục vụ công tác thực hành thí nghiêm”

Đồ án tốt nghiệp của em gồm 2 chương:

Chương I: Nghiên cứu phân tích bảng điện chính mô phỏng của KhoaĐiện-Điện tử

Chương II: Xây dựng mạch khởi động động cơ phục vụ công tác thựchành thí nghiệm

Bằng sự cố gắng nỗ lực của bạn thân và sự giúp đỡ tận tình, chu đáo củagiảng viên hướng dẫn T.S VƯƠNG ĐỨC PHÚC, em đã hoàn thành đồ án đúngthời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn và trình độ còn hạn chế nên không thểtránh khỏi những thiếu sót Em mong nhận được sự góp ý chân thành của thầy

cô giáo trong khoa vàcác bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Chương I: NGHIÊNCỨU PHÂN TÍCH BẢNG ĐIỆN CHÍNH MÔ PHỎNG

CỦA KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ 1.1 Bảng điện chính mô phỏng của Khoa Điện-Điện tử.

Mở đầu: Việc đào tạo thuyền viên ở Việt Nam hiện nay đang phát triển

mạnh để đáp ứng cho nhu cầu làm việc và xuất khẩu thuyền viên có chất lượng

ra nước ngoài công tác, chính vì vậy các đơn vị đào tạo như trường Đại họchàng hải Việt nam cần các giáo cụ, thiết bị dạy và học trực quan trong việc đàotạo và huấn luyện thuyền viên

Ở nước ngoài đã có một số hãng chế tạo ra các thiết bị mô phỏng bảng điệnchính trong đào tạo Với các hệ thống mô phỏng bằng đồ họa trên cơ sở máytính có thể mô phỏng được các chức năng của trạm phát điện nhưng lại thiếu sựtương tác thực và khả năng vận hành thực tế cho người học trong huấn luyện Các hệ thống mô phỏng bằng cả bằng mô hình vật lý với ưu điểm trực quan cao

và khả năng thao tác vận hành tốt nhưng vẫn còn hạn chế trong các tình huốngđặc biệt, hạn chế trong khả năng chủ động mở rộng các chức năng khác cho hệ

và một yếu điểm tương đối quan trọng của các hệ thống này là giá thành thiết bịvẫn còn rất cao

Ở trong nước thì chưa có công trình nào nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết

bị này để đáp ứng được nhu cầu đào tạo trong ngành hàng hải mà được trang bịthông qua các dự án tài trợ không hoàn lại như dự án Jica của chính phủ Nhậtbản, tuy nhiên số lượng có hạn nên chưa đáp ứng đủ cho nhu cầu của học viên.Khi thiết bị này được nghiên cứu, thiết kế sau đó có thể đưa vào chế tạo mới, sửdụng các thuật toán, các yêu cầu để lập trình điều khiển hoạt động các thiết bịtrên bảng điện chính tàu thủy thật, để đáp ứng nhu cầu của sinh viên đồng thờilàm giảm giá thành sản phẩm góp phần nội địa hóa sản phẩm và cạnh tranh vớicác sản phẩm cùng loại của nước ngoài và có thể chuyển giao công nghệ cho cácđơn vị đào tạo trong cùng ngành hàng hải Vậy hệ thống mô phỏng bảng điện

chính tàu thủy, là một bộ phận không thể tách rời của trạm năng lượng tàu thủynơi cung cấp và phân phối điện năng tới tất cả các phụ tải trên tàu.

1.1.1Mục đích.yêu cầu của hệ thống.

.Bảng điện chính là nơi tập chung năng lượng từ máy phát và từ đó phânphối đến các bảng điện phụ và phụ tải.Bảng điện chính phải đáp ứng được cácyêu cầu sau::

+ Độ tin cậy của bảng phân phối điện chính

+ Tính cơ động của hệ thống: Khi có sự cố phải đảm bảo nhanh chóngkhác phục,cho phép kiểm tra tháo lắp dễ dàng

+ Vận hành và sử dụng thuận tiện: Sơ đồ phải đơn giản,cấu tạo hoànchỉnh,có độ tin cậy cao để thời gian sửa chữa nhanh và tang cường thời gian vậnhành,áp dụng điều khiển từ xa tập chung”

+ Tính kinh tế trong vận tải và khai thác: Có thể dung nguồn điện bờ khitàu dừng tại cảng và sử dụng máy phát đồng trục khi tàu hành trình trên biển

.Thiết bị trong bảng điện chính tàu thủy được phân chia theo chứcnăng:Thiết bị chính phân phối năng lượng điện,các bảng điện chung gian,bảngđiện phụ,bảng điện sự cố.Thiết bị bảng điện được chế tạo có bảo vệ để không cókhả năng tiếp xúc với phần có điện áp.Bảng điện chính được chia ra cácpanel.Các panel cho các máy phát,các panel cho tải động lực,các panel cho ánhsang.Trong các panel cho máy phát điện được đặt các khí cụ,các thiết bị bảovệ,các thiết bị đo lường và điều khiển.Trong các panel phân phối năng lượngđược lắp đặt các thiết bị đóng ngắt,các thiết bị bảo vệ lưới điện phụ tải và cácaptomat bảo vệ quá tải.Panel điều khiển được đặt giưa panel các máy phat.panelđược đặt các thiết bị điều khiển hòa đồng bộ,thiết bị kiểm tra điện trở cáchđiện,aptomat lấy điện bờ

1.1.2 Các thông số kỹ thuật của máy phát chính

Thông số máy phát chính

Hãng sản xuất :TAIYO ELECTRIC CO.LTD

Điện áp định mức :Uđm= 450V

Dòng điện định mức:Iđm=5.41A

Công suốt : Pđm=3.4KW,Sđm=4.22 KVA

Tần số :f=60HZ

Hệ số công suốt ( cos ᵠ):0,8

Số pha :3 pha

Cấp cách điện :F

Thông số máy phát lai tua bin

Hãng sản xuât :TAIYO ELECTRIC CO.LTD

Panel máy phát số 1 (No.1 GEN PANEL)

Panel máy phát số 2 (No.2 GEN PANEL)

Panel tua bin lai máy phát ( TURBO GEN PANEL)

Panel cấp nguồn 440V(440V FEED PANEL)

Panel Diezel lai máy phát 1(No.1 GEN CONTROL PANEL)

Panel Diezel lai máy phát2(No.2 GEN CONTROL PANEL)

Panel điều khiển tua bin lai máy phát (TURBO GEN CONTROL PANEL)

Một số hình ảnh

Các phần tử chính:

 Mặt ngoài của hệ thống

A11,A21 : Ampe kế đo dòng điện xoay chiều máy phát 1,2

A31 : Ampe kế đo dòng điện xoay chiều máy phát lai tua bin

W11,W21,W31 : Wat kế đo công suốt các máy phát

V11,V21,V31 : Vôn kế đo điện áp xoay chiều các máy phát

FM11,FM21,FM31 : Đồng hồ đo tần số các máy phát

MΩ : Mê ga ôm kế đo điện trở các điện tải

F4-1 đến F4-16 : Các phụ tải chính

SL11,SL21,SL31: Đèn báo các máy phát đang chạy

SL12,SL22,SL32: Đèn báo các ACB chính của các máy phát đang dừng

SL13,SL23,SL33: Đèn báo ACB chính các máy phát đang mở

3-106,3-206 : Đèn báo máy chính1,2 đang hoạt động

3-105,3-205 : Đèn báo máy chính 1,2 đang dừng

3-306 : Đèn báo máy phát lai tua bin đang hoạt động

3-305 : Đèn báo máy phát lai tua bin đang dừng

3R-128,3R-228,3R-328 : RESET lại hệ thống

.Mặt trong của bảng điện chính

S01(No 28-1): Mạch điều khiển nguồn máy phát số 1.

G : Máy phát điện số 1

ACB1 : Áp tô mát chính máy phát số 1

CT11 : Biến dòng 40VA/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo công suất vàbảo vệ máy phát số 1

PT11 : Biến áp hạ áp 460/115V được đưa tới mạch đo và bảo vệ máyphát,hòa đồng bộ bằng tay và tự động

T14 :Biến áp hạ áp 460/115V được đưa tới mạch điều khiển đóng mởaptomat và điều khiển động cơ servo

S02(No 28-2): Mạch điều khiển nguồn máy phát số 2.

G : Máy phát số 2

ACB2 : Aptomat chính máy phát số 2

CT21 : Biến dòng 40VA 7.5/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo công suất

và bảo vệ máy phát số 2

PT21 : Biến áp hạ áp 460/115V đưa tới mạch đo và bảo vệ máy phát, hòađồng bộ máy phát số 2

T24 : Biến áp hạ áp 460/115V đưa tới mạch điều khiển đóng mở aptomat

và điều chỉnh động cơ servo

S03(No 28-3): Mạch điều khiển nguồn cho máy phát lai tua bin

G : Máy phát lai tua bin

CT31 : Biến dòng 40V 7.5/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo công suất củamáy phát lai tua bin

ACB3 : Aptomat chính bảo vệ máy phát lai tua bin

PT31 : Biến áp hạ áp 460/115V đưa tới điều khiển mạch đo và bảo vệ.hòađồng bộ

T34 : Biến áp hạ áp 460/115V đưa tín hiệu tới điều khiển đóng mởaptomat và mạch điều chỉnh động cơ servo

S05(No 28-4): BUS điều khiển công suất

PT51 : Biến áp hạ áp 460/115V đưa tín hiệu tới mạch đo và hòa đồng bộ

MΩ 51 : Đồng hồ mê ga ôm để đo điện trở cách điện

ES51 : Nút ấn thử cách điện

EL51 : Đèn thử cách điện

S09(No 28-5): Sơ đồ 1 dây

S11(No 28-6): Mạch đo và bảo vệ máy phát số 1

W11 : Đồng hồ đo công suất máy phát số 1

TD11 : Bộ chuyển đổi tín hiệu dòng va áp

A11 : Đồng hồ ampe để đo dòng

AS11 : Công tắc xoay để đo dòng điện các pha

V11 : Đồng hồ vôn kế dùng để đo điện áp máy phát 1

FM11 : Đồng hồ đo tần số của máy phát 1

VFS11 : Công tắc xoay để đo điện áp và tần số các pha

S12(No.28-7): Mạch đo và bảo vệ máy phát sô2

W21 : Đồng hồ đo công suất máy phát số2

TD21 : Bộ chuyển đổi tín hiệu dòng và áp

A21 : Đồng hồ ampe dùng đo dòng điện máy phát 2

AS21 : Công tắc xoay dùng để đo dòng điện các pha

V21 : Vôn kế đo điện áp máy phát số 2

FM21 : Đồng hồ đo tần số của máy phát 2

VF21 : Công tắc xoay để đo điện áp và tần số các pha

S13 (No.28-8): Mạch đo và bảo vệ maý phát lai tua bin

W31 : Đồng hồ đo công suất máy phát lai tua bin

TD31 : Bộ chuyển đổi tín hiệu dòng và áp

A31 : Ampe dùng để đo dòng điện

AS31 : Công tắc xoay để đo dòng điện các pha

V31 : Vôn kế dung để đo điện áp

FM31 : Đồng hồ đo tần số

VFS31 : Công tắc xoay để đo điện áp và tần số các pha

S15(No.28-9): Mạch hòa đồng bộ bằng tay

SYN1 : Bộ kiểm tra điều kiện hòa đồng bộ máy phát 1

SYD11 : Rơ le điều khiển đóng mở tiếp điểm SYD11

S45 : Nút ấn hòa máy phát 1

SYN2 : Bộ kiểm tra điều kiện hòa máy phát 2

SYD21 : Rơ le điều khiển đóng mở tiếp điểm SYD21

S46 : Nút ấn hòa máy phát 2

SYN3 : Bộ kiểm tra điều kiện hòa máy phát lai tua bin

SYD31 : Rơ le điều khiển đóng mở tiếp điểm SYD31

S47 : Nút ấn hòa máy phát lai tua bin

S17(No.28-10): Mạch điều khiển động cơ servo

SW : Công tác chọn chế độ tăng giảm tốc độ

115L : Rơ le điều chỉnh tốc độ Diezel lai máy phát 1 theo chiều giảm

115R : Rơ le điều chỉnh tốc độ Diezel lai máy phát 1 theo chiều tăng

215L : Rơ le điều chỉnh tốc độ Diezel lai máy phát 2 theo chiều giảm

215R : Rơ le điều chỉnh tốc độ Diêzel lai máy phat 2 theo chiều tăng

315L : Rơ le điều chỉnh tốc độ tua bin lai máy phát theo chiều giảm

315R : Rơ le điều chỉnh tốc độ tua bin lai máy phát theo chiều tăng

S18(No.28-11): Mạch tự động điều chỉnh điện áp

AVR11 : Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát số 1

CCT1 : Biến dòng lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ tự động điều chỉnh điện ápmáy phát 1

AVR21 : Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát số 2

CCT 2 : Biến dòng lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ tự động điều chỉnh điện

áp máy phát 2

AVR31 : Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát lai tua bin

CCT3 : Biến dòng lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ tự động điều chỉnh điện ápcho máy phát lai tua bin

S21(No.28-12): Mạch điều khiển aptomat máy phát số 1

CS11 : Công tác chọn chế độ đóng mở aptomat

152 A1,A2 : Rơ le trung gian

152CX : Rơ le trung gian để đóng aptomat

152TX : Rơ le trung gian để mở aptomat

S22(No.28-13): Mạch điều khiển aptomat máy phát số 2

BCS21 : Công tác chọn chế độ đóng mở aptomat

252A1,A2 : Rơ le trung gian

252CX : Rơ le trung gian để đóng aptomat

252TX : Rơ le trung gian để mở aptomat

S23(No.28-14): Mạch điều khiển đóng mở aptomat máy phát lai tua bin

BCS31 : Công tác chọn chế độ đóng mở aptomat

352A1,A2 : Rơ le trung gian

352CX : Rơ le trung gian để đóng mở aptomat

1.2 Hoạt động và bảo vệ của hệ thống

1.2.1.Các hệ thống đo

a Đo dòng điện

Trên các panel các máy phát có các ampe kế A11,A21,A31 dùng để đodòng các pha thông qua các công tắc chuyển AS11,AS21,AS31

Nguyên lý hoạt động: Đối với máy phát 1

Tín hiệu được lấy từ máy phát thông qua biến dòng CT11(S01), tín hiệudòng pha sẽ đi theo các đường 1CR,1CS,1CT(S01) cấp đến S11để đo công suất

và dòng điện Ở S11 tín hiệu dòng pha R sẽ vào chân 1S,pha T sẽ vào chân3Scủa khối bảo vệ TD11.Còn pha S thông qua các khối xử lý

RPR11,OCR11,OCR12 sẽ đi vào trực tiếp chân A1 của A11.Thông qua công tắcchuyển AS11 có 3 vị trí tương ứng với đo dòng điện pha R,S,T và OFF”.

Ban đầu AS11 ở vị trí OFF thì tín hiệu dòng pha R,T đều vào chân A1 củaampe A11 về mát qua đó ampe kế không chỉ

Muốn đo dòng pha R Ta chuyển công tắc AS11 sang vị tri pha R Khi đótín hiệu dòng pha R sẽ vào chân A2 của A11,còn dòng pha T sẽ vào chân A1của A11 Ampe kế A11 sẽ hiện thị dòng đo được của pha R.Tương tự với phaT

Muốn đo dòng pha S thì ta chuyển công tắc AS11 về vị trí pha S Khi đó tínhiệu dòng pha R và T sẽ đều vào chân A2 của A11 Khi đó hai tín hiệu dòng phaR,T cộng với nhau sẽ bằng tín hiệu dòng pha S (vì trên tàu thủy tải của 3 phaR,S,T là đối xứng) Vì vậy muốn đo dòng pha S ta sẽ đo tổng dòng của 2 phaR,T.Tín hiệu tổng này sẽ qua Ampe kế A11 qua chân A1 về pha S và tiếp mát.Tương tự với máy phát số 2 và máy phát lai tua bin

b.Đo điện áp và tần số

Trên các panel máy phát 1,2 và máy phát lai tua bin có các Vôn kếV11,V21,V31 để đo điện áp các pha và BUS Các tần số kế FM11,FM21,FM31

để đo tần số các pha va BUS

Nguyên lý hoạt động: Đối với máy phát 1

• Đo điện áp

Tín hiệu được lấy từ máy phát số 1 thông qua các cầu chì F10,F11 đếnbiến áp PT11 hạ áp xuống Sau đó tín hiệu áp pha R,S,T cấp theo 3 đường1VR,1VS,1VT ở S11 đến VFS11 Tín hiệu điện lưới BUS được cấp từ (51V) ởS05 theo đường R,S đến công tắc VFS11.Công tắc VFS11 có 4 vị trí công tắc làR-S,S-T,T-R và BUS

Giả sử muốn đo điện áp pha R-S ta chuyển công tắc VFS11 sang vị tríR-S Khi đó tín hiệu pha R sẽ vào chân V1 của Vôn kế V11, còn tín hiệu pha S

sẽ vào chân V2 cua V11.Khi đó giá trị điện áp pha R-S sẽ hiện thị trên Vônkế.Điện áp các pha S-T, T-R sẽ được đo tương tự

Đo điện áp lưới BUS thì ta chuyển công tắc VFS11 về vị tri BUS Khi

đó tín hiệu pha R sẽ vào chân V1 của V11, còn tín hiệu pha S sẽ vào chân V2của V11 Khi đó giá trị điện áp lưới sẽ hiển thị trên Vôn kế V11

• Đo tần số

Vì đồng hồ tần số được mắc song song với Vôn kế nên khi đo giá trịđiện áp các pha máy phát thì giá trị tần số cũng sẽ hiển thị luôn trên tần số kế

Đo điện áp và tần số máy phát 2 và máy phát lai tuabin cũng tương tự

c.Đo công suất

Trên các panel hòa đồng bộ giữa các máy phát có các watt meterW11,W21,W31 để đo và hiển thị công suất các máy phát

Nguyên lý hoạt động: (Sơ đồ S11,S12,S13)

Đo công suất máy phát 1

Tín hiệu áp được lấy từ biến áp hạ áp PT11(S01), tín hiệu 3 pha R,S,Tđược cấp vào các chân P1,P2,P3 tương ứng của khối TD11.Tín hiệu dòng đượclấy từ biến dòng CT11(S01) Tín hiệu dòng pha R(11A) vào chân 1S và rachân C của TD11.Tín hiệu pha T vào chân 3S và ra chân B của TD11.PLC(S41)cấp nguồn nuôi 1 chiều, cực (+) theo đường 1M12, cực (-) theo đường1M14 Khi công tắc AS11 ở bất cứ vị trí nào thì tín hiệu dòng 2 pha R,T qua cáccuộn dòng của W11 đều được khép kín và tiếp mát

Đo công suất máy phát 2 và máy phát lai tua bin tương tự

1.2.2.Các hệ thống điều khiển

a.Mạch điều khiển đóng mở aptomat

* Đóng ACB của máy phát số 1 (S21)

Ở chế độ bằng tay thì ta thực hiện khởi động máy phát ,kiểm tra cácđiều kiện hòa và chọn thời điểm hòa sau đó xoay công tắc BCS11 về vị trịCLOSE.Khi đó tiếp điểm BCS11 ở vị trí 3-1 cấp nguồn cho rowle trung gian152CX thông qua ICU-GP1,tiếp điểm 152CX (4B)đóng lại điều khiển đóng

ACB và hòa máy phát 1 lên lưới.Khi đó tiếp điểm ACB1 (9B) đóng lại cấp điệncho rơ le 152A1,A2.Rơ le 152A2 có điện làm cho các tiếp điểm 152A2 tạiS22,S23 mở ra ngăn không cho đóng áp tô mat máy phát 2 và máy phát lai tuabin.Rơ le 152A1 có điện làm cho các tiêp điểm 152A1 ở S31,S32 đóng lại gửitín hiệu đến ICU-GP1thực hiện đóng ACB, đồng thời mở tiếp điểm 152A1 ởS15 ra ngừng hòa đồng bộ”.

Ở chế độ tự động ta thực hiện như sau: ấn nút khởi động PLC1(S31)trên bảng điều khiển , mặt khác ta có rơ le 143RX(S33) có điện làm đóng tiếpđiêm 143RX(S31) tiếm điểm 143RX đóng tín hiệu được đưa đến khối xử lýICU-GP1 thực hiện đóng aptomat tự động Khi đó tiếp điểm ACB1 (9B) đónglại cấp điện cho rơ le 152A1,A2 Rơ le 152A2 có điện làm cho các tiếp điểm152A2 tại S22, S23 mở ra ngăn không cho đóng aptomat máy phát 2 và máyphát lai tua bin

*Mở ACB của máy phát 1(S21)

Ở chế độ bằng tay: Đưa tay gạt công tắc BCS11 về vị trí OPEN( 4-2).Thông qua ICU-GP1 cấp điện cho rơ le 152TX làm tiếp điểm 152TX đóng lạilàm mở aptomat ra ngắt điện của máy phát

b.Mạch điều khiển động cơ servo(S17)

Việc điều chỉnh động cơ servo chính là điều khiển tần số của các máyphát hay phân chia tải tác dụng khi các máy phát công tắc song song, nó có thểthực hiện bằng tay như sau

Giả sử muốn tăng tần số máy phát 1 ta thực hiện như sau: Đưa tay gạtcông tắc SW về vị trí RAISE(1-3) Tín hiệu từ SO1 qua 1-3 tới cấp điện cho rơ

le 115R để tăng nhiên liệu cho động cơ làm tăng tần số máy phát lên

Muốn giảm tần số máy phát 1 ta thực hiện như sau: Đưa tay gạt côngtắc SW về vị trí LOWER(2-4) Khi đó tín hiệu nhận từ S01 qua 2-4 tới cấpnguồn cho rơ le 115L để giảm nhiên liệu vào động cơ làm giảm tần số của máyphát xuống

*Làm tương tự với máy phát số 2 và máy phát lai tua bin

c.Các bảo vệ của hệ thống

* Bảo vệ quá tải:

Bảo vệ quá tải được thực hiện bởi khối OCR12,OCR11(OVER CURRENTRELAY) Khối này lấy tín hiệu điện áp máy phát các pha R,S và tín hiệu dòngpha S thông qua biến dòng

Giả sử máy phát số 1 bị quá tải: Thì khối OCR11(S11) sẽ đóng tiếp điểmOCR11 (S31) làm Rơ le 152AL có điện.Tiếp điểm 152AL/7A(S31) đóng lạiđưa tín hiệu tới chân 52AL của khối ICU-GP1, đồng thời tiếp điểm 152AL(S21)đóng lại sẵn sàng mở aptomat bảo vệ máy phát 1 Khối OCR12(S11) sẽ đóngtiếp điểm OCR12(S31) đưa tín hiệu tới chân 51X của ICU-GP1 Khối này sẽ xử

lý tín hiệu và đưa tới cho các cuộn ngắt (S25) ngắt các phụ tải không quan trọng.Khi đã ngắt các phụ tải không quan trọng mà máy phát vẫn bị quá tải thì sẽ gửitín hiệu tới chân 511 của ESCP1(S25), đầu ra 5112-5122 có điện cấp điện cho rơ

le 51PT có điện Tiếp điểm 51PT/3B(S25) đóng lại để duy trì Tiếp điểm51PT(S62) đóng lại, đèn RL(S62) sáng báo máy phát 1 đã được ngắt ra khỏi hệthống đồng thời dừng sự cố Diezel lai máy phát 1

*Bảo vệ ngắn mạch:

Khi xảy ra ngắn mạch, tùy từng mức độ dòng mà các ACB thực hiện bảo

vệ với thời gian khác nhau:

Khi dòng đạt 115Iđm thì thời gian thực hiện bảo vệ là 20s

Khi I=250Iđm thì thời gian thực hiện bảo vệ là 220ms

Khi I=1200Iđm thì ACB thực hiện ngắt ngay với thời gian trễ vô cùng nhỏ

*Bảo vệ công suất ngược:

Bảo vệ công suất ngược cho máy phát được thực hiện bởi khốiRPR11,RPR21,RPR31(REVER POWER RELAY) Khối này lấy tín hiệu áp(1VR,1VS,1VT) từ biến áp PT11 và lấy tín hiệu dòng (1CS) từ biến dòngCT11

Giả sử máy phát 1 xảy ra công suất ngược, cuộn dòng 1CS sẽ cảmnhận được sự thay đổi chiều của dòng điện Lúc đó khối RPR11(S11) sẽ hoạt

động và đóng tiếp điểm RPR11(S31) lại làm rơ le 167X có điện đóng tiếpđiểm167X/7A(S31) để duy trì Tiếp điểm 167/7A(S31) đóng lại đưa tín hiệu tớichân 67X của khối xử lý ICU-GP1, Tiếp điểm của rơ le 67X trong khối ICU-GP1 đóng lại cấp tín hiệu đến cuộn ngắt ACB máy phát số 1 để ngắt máy phát

1.2.3 Hòa đồng bộ và phân chia tải trên bảng điện chính.

* Khái quát chung về công tác song song giữa các máy phát điện

Hòa đồng bộ các máy phát điện là hình thức mắc song song các máy phátđiện Đây là giải pháp kỹ thuật cao và đòi hỏi tính chuyên nghiệp trong vận hànhbảo dưỡng cho nên trước khi sử dụng giải pháp bạn phải xác định rõ nhu cầu khinào phải sử dụng giải pháp máy phát điện song song hoặc máy phát điện songsong với lưới điện

* Tại sao phải công tác song song giữa các máy phát điện trên tàu thủy

- Khi công suất yêu cầu lớn hơn công suất của một máy

- Khi phụ tải của bạn thay đổi nhiều mà bạn lại muốn tiết kiệm nhiên liệu

- Khi bạn đã có một máy và bạn muốn mua thêm một hay vài cái nửa docông suất sử dụng điện tăng vì tình hình sản xuất kinh doanh

- Khi hệ thống của bạn làm việc liên tục 24 giờ trong ngày và 7 ngày trongtuần và bạn không muốn gián đoạn khi chuyển tải từ máy này sang máy khác

- Khi phụ tải của bạn lớn quan trọng và thời gian cho phép mất điện rất bé(chỉ vài giây), hoặc tuyệt đối không được mất điện (như các data center, các nhàmáy công suất lớn, việc mất điện có thể làm hư hỏng sản phẩm, thiết bị mà giátrị thiệt hại là rất lớn, các trung tâm hội nghị tầm cỡ quốc gia trong khi có hộinghị đang diễn ra,… mà không thể trang bị hệ thống nguồn UPS)

* Các điều kiện của hòa đồng bộ chính xác

Máy phát điện muốn làm việc song song phải thỏa mãn 3 điều kiện chínhnhư sau:

- Điện áp của các máy phát phải bằng nhau và bằng điện áp lưới: thường thì

độ sai lệch điện áp của các máy không được lớn hơn 5%

- Tần số các máy phát phải bằng nhau và bằng tần số lưới: nếu không bằngnhau sẽ có hiện tượng phân bố tải không điều trên các máy

- Thứ tự pha các máy phải giống nhau

Ngoài ba điều kiện trên, để hệ thống làm việc ổn định, an toàn cần đượctrang bị thêm:

- Thiết bị điều chỉnh điện áp cho và tần số để điều chỉnh tình trang phânchia tải (P, Q) cho các tổ máy;

- Thiết bị đo lường và bảo vệ cho từng máy và cho hệ thống

* Các phương pháp kiểm tra các điều kiện hòa đồng bộ chính xác

Để kiểm tra các điều kiện hòa đồng bộ chính xác nêu trên và chọn thờiđiểm đóng máy phát lên mạng ta có thể sử dụng các phương pháp sau:

- Hệ thống tắt đèn

- Hệ thống đèn quay

- Hệ thống đồng bộ kế

a.Công tác song song giữa các máy phát trong bảng điện chính mô phỏng của Khoa Điện-Điện tử

Ấn nút S45(PLC1-S15) làm rơ le SYD11 có điện đóng tất cả các tiếp điểmSYD11(S15) lại gửi tín hiệu điện áp máy phát 1 và điện áp lưới vào bộ xử lýSYN1(S15) Tại đây khối xử lý SYN1 sẽ kiểm tra xem điện áp máy phát 1 vàđiện áp lưới có bằng nhau không Nếu chưa bằng nhau thì điều chỉnh lại chobằng nhau Khi điện áp máy phát 1 bằng điện áp lưới thì đóng tiếp điểm S1-S2lại cấp điện cho rơ le SYD12 Rơ le SYD12 có điện sẽ đóng tiếp điểmSYD12(S21) lại sẵn sàng cấp điện cho rơ le 152CX(S21) làm đóng ACB1 sẵnsàng hòa máy phát 1 lên lưới Để đóng ACB1 ta đưa công tắc BCS11 về vị tríCLOSE(1-3) khi đó rơ le 152CX có điện làm tiếp điểm 152CX đóng lại ACB1đóng đưa máy phát 1 hòa vào lưới

*Hòa tự động:

Sau khi kiểm tra điện áp trên lưới có tự động điều khiển hòa đồng bộ ( đènLCD báo tự động hòa đồng bộ sáng ) sau đó kiểm tra điều kiện hòa đồng bộ nếukhông đủ điều kiện sau 60s đèn LCD báo ACB không thể đóng sáng và đènreset lỗi sáng Nếu điều kiện hòa đồng bộ đạt thì tiến hành đóng ACB, kiểm tranếu ACB không đóng, tiếp tục kiểm tra xem ACB đã đóng lần thứ 3 chưa, nếuchưa thì quay lại kiểm tra điều kiện hòa đồng bộ, nếu rồi thì đèn báo ACBkhông đóng sáng và đèn báo lỗi hệ thống cần được reset sáng dừng quá trình tựđộng hòa đồng bộ đèn LCD báo tự động hòa đồng bộ tắt