thuyết minh sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh điện áp và thuyết minh sơ đồ bảng điện chính cho tàu 22500t

Trong thiết kế môn học này em đã tìm hiểu được tổng quan chung về tàu, tínhchọn công suất và số lượng tổ hợp Diesel lai máy phát, tính toán ngắn mạch, thuyếtminh sơ đồ hệ thống tự động đ

Lời mở đầu 2

PHẦN I: TỔNG QUAN VÀ TRANG THIẾT BỊ TÀU 22500T 3

§1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 22500T 3

1.1 Kích thước chính 3

1.2 Tải trọng và mớn nước 3

1.3 Dung tích các khoang hàng ( tính cả miệng khoang ) 4

1.4 Tốc độ và công suất 4

1.5 Tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động 4

PHẦN II NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU 22.500 TẤN 6

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT 6

1.1 Các phương pháp tính toán công suất và chọn số lượng máy phát 6

1.2 Tính toán công suất tàu 22.500T theo phương pháp bảng tải 14

1.2.2 Bảng tải 14

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NGẮN MẠNH TRẠM PHÁT TÀU 22500T 15

2.1 Cơ sở lý thuyết tính toán ngắn mạch cho trạm phát 15

2.2 Tính toán dòng ngắn mạch cho trạm phát xoay chiều 16

CHƯƠNG 3:ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT ĐIỆN TÀU 22500T 24

3.1 Cơ sở lý thuyết 24

3.2 Nguyên lý xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp 25

3.3 Đọc và phân tích sơ đồ điều chỉnh điện áp tàu 22.500T 35

CHƯƠNG 4: ĐỌC VÀ PHÂN TÍCH BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU 22500T 40

4.1 Hoạt động của bảng điện chính 40

4.1.2 Mạch điều khiển đóng ngắt aptomat 42

4.1.3 Mạch điều khiển động cơ secvo……… …….51

4.1.4 Công tác song song các máy phát ……… ……….……52

4.1.5 Mạch điện bờ ………57

4.1.6 Báo động và bảo vệ hệ thống điện năng tàu 22.500T………58

LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây và tương lai, ngành kinh tế Hàng hải sẽ đóngvai trò là ngành kinh tế mũi nhọn trong quá trình tiến lên CNXH của đất nước Cụthể là ngành vận tải bằng đường biển với các đội tàu trọng tải lớn, vận tải trênnhiều tuyến, cả nội địa lẫn quốc tế Song song với nó là việc đóng mới các con tàuvới trọng tải ngày càng lớn, ngày càng hiện đại ở các nhà máy đóng tàu Cùng vớiviệc xuất hiện các cảng nước sâu ở Việt Nam.

Hiện nay các trang thiết bị điện được trang bị trên tàu thủy ngày càng hiệnđại với mức độ tự động hóa ngày càng cao, giúp cho hiệu quả khai thác được nânglên cũng như hỗ trợ cho con người ngày một tốt hơn khi phải làm việc trong điềukiện thời 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 cóđược một cái nhìn khái quát chung về hệ thống trạm phát điện trên các con tàu hiệnđại ngày nay, làm cơ sở để phục vụ cho công việc của em sau này

Trong thiết kế môn học này em đã tìm hiểu được tổng quan chung về tàu, tínhchọn công suất và số lượng tổ hợp Diesel lai máy phát, tính toán ngắn mạch, thuyếtminh sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh điện áp và thuyết minh sơ đồ bảng điệnchính cho tàu 22500T

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 vềkiến thức cũng như về tầm nhìn thực tế, nên trong quá trình thực hiện không tránhkhỏi những khiếm khuyết Em mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầygiáo trong bộ môn

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN I: TỔNG QUAN VÀ TRANG THIẾT BỊ TÀU 22500T

§1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 22500T Tàu 22500T là tàu có trọng tải lớn được đóng tại nhà máy đóng tàu Bạch Đằng.

Tàu được thiết kế với các hệ thống và trang thiết bị hiện đại thuận tiện dễ dàng đốivới người vận hành

1.1 Kích thước chính

- Chiều dài toàn tầu ( Max ): 190 (m)

- Chiều dài giữa 2 đường vuông góc: 183.25 (m)

- Chiều rộng thiết kế: 32.26 (m)

- Cao mạn đến boong chính: 10.90 (m)

- Mớn nước mô hình: 12.6 (m)

- Chiều cao boong chính ( tại đường tâm ):

 Từ boong chính – boong dâng lái 1: 3.00 (m)

 Từ boong dâng lái chính – boong dâng lái 5, mỗi boong: 2.80 (m)

 Từ boong dâng lái 5 - đỉnh ca bin ( buồng lái ): 3.00 (m)

1.3 Dung tích các khoang hàng ( tính cả miệng khoang )

Số khoang hàng Hàng rời (m3) Hàng kiện (m3)

- Tốc độ khai thác tại mớn nước chở hàng nhẹ 10.9 m ở trạng thái ky bằng

có tính đến 15% dung sai khai thác ( trạng thái dự phòng ) 14.2 hảilý/giờ

- Công suất máy tương ứng tại 82 % MCR- vòng tua tối đa liên tục và tốc

độ chân vịt 118 vòng / phút tương ứng với P = 7780KW

- Lượng dầu nặng F.O tiêu hao hàng ngày trên máy chính tại 82% vòngquay tối đa liên tục, công suất máy 7780 KW và chân vịt đạt 118vòng/phút tương đương với 31.2 tấn

- Lượng tiêu hao dầu nặng FO được tính dựa trên các điều kiện ISO

- Tiêu hao nhiên liệu hàng ngày của máy móc phụ tương đương với 2.4 tấnTổng lượng HFO tiêu hao hàng ngày tương đương với 33.6 tấn

- Lượng tiêu hao được tính dựa trên điều kiện chạy dầu HFO, độ nhớt 380CST tại 500C và giá trị hâm 42.700 kj/ kg, mớn nước mẫu thử và 15%dung sai khai thác

- Thông số trên được xác nhận sau khi thử két mô hình

PHẦN II NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH TRẠM PHÁT ĐIỆN

TÀU 22.500 TẤN

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT

1.1.1 Tính toán bằng phương pháp bảng tải.

- Các phụ tải trên tàu ứng với mỗi chế độ công tác khác nhau thì số lượng hoạt động cũng khác nhau và công suất định mức cũng khác nhau.

- Mức độ chịu tải cũng khác nhau

- Ví dụ: Một động cơ công suất 9 kw khi công tác thì đó là công suất sinh ra trên trục động cơ còn công suất nhận vào phải lớn hơn công suất định mức do đó:

Công suất cực đại mà nhóm phụ tải nhận vào: P max = K đt K t P v

- Lưu ý: khi lập bảng tải ta phải chia các phụ tải ra các nhóm sau:

1 Điện máy phục vị máy chính.

2 Điện máy phục vụ buồng máy

3 Nhóm phụ tải phục vụ sinh hoạt.

4 Nhóm phụ tải điều hòa nhiệt độ và quạt gió.

5 Nhóm phụ tải trên boong.

6 Nhóm phụ tải chiếu sang.

7 Nhóm phụ tải vô tuyến điện.

- Sau khi tính toàn bộ các phụ tải trên tàu ta tiến hành tính tổng công suất của tất

cả các phụ tải trong từng chế độ công tác của tầu :

- Mỗi chế độ chỉ cần tính tổng P(KW) và Q(KVA) phản tác dụng Sau đó xác định

hệ số đồng thời năng lượng của nhóm đó rồi nhân tổng đó với hệ số đồng thời năng lượng được kết quả ghi vào hàng bên dưới.

o Hệ số đồng thời năng lượng: K đtnl : Được chọn theo kinh nghiệm Thường K đtnl của tất cả các nhóm là 0,8.

Kdtnl = 0,8

- Tương tự ta lại tính toán với các nhóm phụ tải khác cho đến hết nhóm 6.

- Sau đó cộng tổng P của tất cả các nhóm lại và ghi xuống dưới

o Cách tính cos TB : Sau khi đã tính P  ; Q  của các chế độ (P  ; Q  ) đã tính đến tổn hao 5% lưới).

Chú ý:

- Khi chọn máy phát: Chọn số lượng và công suất trạm phát ta dựa vào tổng công suất của tải trong chế độ lớn nhất nhưng phải dựa vào tổng công suất của các chế

độ khác để chọn công suất của mỗi máy phát cho phù hợp đảm bảo khai thác kinh

tế Dựa vào công suất của chế độ tàu đỗ bến không bốc xếp hàng hoá để chọn công suất cho máy phát.

- Ngoài các máy phát đã chọn đúng với công suất của tải chế độ lớn nhất cần phải lấy thêm một máy phát dự trữ sao cho nếu một máy phát bất kỳ bị sự cố thì nó có thể thay thế đảm bảo công tác bình thường của tàu.

- Nên chọn các máy phát có công suất như nhau để tăng thêm độ ổn định khi công tác song song Nhưng nếu chế độ tàu đứng không bốc xếp hàng hoá, một máy phát làm việc mà không đủ công suất hoặc quá thừa công suất thì cho phép chọn một máy phát có công suất phù hợp với chế độ đó.

- Nếu là trạm phát xoay chiều cos TB của bảng tải nên < cos đm của máy phát thì khi chọn máy phát phải dựa vào công suất toàn phần (S) Nếu cos TB > Cos đm của máy phát định chọn thì ta dựa vào P Vì: Nếu dựa vào P thì máy phát sẽ bị quá tải:

- Qua việc tính toán bảng tải để muốn khai thác kinh tế máy phát thì chúng ta phải

sử dụng các tổ hợp diesel lai máy phát công tác đạt hiệu suất từ 60% trở lên đến 90% Pđm của nó , vì vậy để chọn máy phát ta dựa vào các đường đặc tính sau

- Từ đặc tính trên ta thấy nếu máy phát làm việc với công suất từ 70 - 90% định mức thì lượng tiêu hao dầu /kwh là thấp nhất và lúc đó sẽ kinh tế nhất.

d Cách chọn hệ số.

- Hệ số đồng thời k đt : Của các nhóm phụ tải phụ vụ buồng máy và máy chính dự trữ thì thường là 0,5 Trong từng chế độ công tác của tàu ta phải chọn kđt khác nhau

để phù hợp.

- Ví dụ: Đối với nhóm máy phụ buồng máy như máy nén khí ; bơm vận chuyển dầu

bôi trơn; máy lọc dầu li tâm và các bơm nước khi tàu hành trình thường Kđt = 0,5 Còn các chế độ khác như: Đứng trong cảng không bốc hàng hoá, có bốc hàng hoá: Điều động sự cố thì Kđt = 0,3.

- Khi chọn Kt đối với nhóm phụ tải vụ máy chính thường từ (0,7 ÷ 0,8) , Chiếu sáng Kt = 1 Các nhóm còn lại:

- Khi kt = 1 thì lấy cos  = cos  đm.

- Nếu lấy kt < 1 thì chọn cos  < cos  dm.

e Kết luận:

- Phương pháp bảng tải không những cho phép xác định công suất của tải mà còn cho biết công suất của trạm phát sự số; công suất của các máy biến áp của các bảng điện phụ và các bộ biến đổi điện nếu cần.

- Nhược điểm chính của phương pháp này là sự không chính xác của các hệ số tải

K t và Kđt vì chưa có cơ sở khoa học để xác định cho chính xác nên dễ bị nhầm lẫn.

- Tính toán công suất của trạm không phải đơn giản mà phải đảm bảo các điều kiện,

O Cos dm ®m

 Phải thuận tiện cho việc khai thác , bảo dưỡng và sửa chữa

1.1.2 Tính toán công suất trạm phát điện bằng phương pháp phân tích.

Phương pháp này dựa trên cơ sở tổng hợp tài liệu vận hành trạm phát điện tàu thuỷ Tiến hành tính toán lựa chọn dựa trên 5 chế độ công tác của tàu thủy:

a Chế độ hành trình

Đồ thị tải của một ngày đêm thuộc vào loại tàu; mục đích của tàu, nhìn chung rất ổn định vì sự tiêu tốn năng lượng tiêu hao trong chế độ này là do các phụ tải lớn làm việc trong chế độ hành trình của tàu Đó là các phụ tải phục vụ cho máy chính:

Ví dụ: Các máy bơm làm mát, bơm dầu, máy nén khí,

Người ta thấy sự sai lệch trung bình của tải trong chế độ này của một ngày đêm không vượt quá 5%.Vì Vậy quyết định cung cấp năng lượng cho tải lúc này là công suất phục

vụ máy chính Do kết quả, nghiên cứu người ta đưa ra công thức xác định công suất trung bình của phụ tải trong chế độ này là:

N: Là công suất của máy chính tính bằng kw.

Lưu ý: Khi tính đến công suất của các phụ tải làm việc ngắn hạn và bất thường như:

bơm cứu hoả; bơm dằn tàu Trong trường hợp này ta phải thêm vào P TB vào một lượng công suất lớn nhất của một phụ tải trong nhóm.

P ng h : Là công suất lớn nhất của một phụ tải mà đột biến có thể làm việc.

- Công suất này nếu không phải sử dụng cho các động cơ đột biến thì nó có thể sử dụng cho một số phụ tải lắp thêm: Như quạt gío sinh hoạt máy điều hoà nhiệt độ, bếp điện …

- Nếu P ng.h <  P f của những phụ tải phụ thì người ta sẽ cộng thêm vào là P f (thay cho P ng.h ) P = 6 + 0,0242N + P f Khi thiết kế công suất của trạm phát, sau đó ta lắp các phụ tải vào.

-b Chế độ tàu đứng không bốc xếp hàng hoá:

Cũng giống như chế độ hành trình Đồ thị tải rất ổn định và lúc này tổng công suất của tải chỉ phục vụ cho một số thiết bị điện sinh hoạt và phục vụ vào độ choán nước của tàu.

P Tb = 11 + 0,002D (kw).

Trong đó: D là trọng lượng nước choán của tàu tính bằng tấn.

- Để đảm bảo đủ công suất cho các loại tải hoạt động ngắn hạn thì ta có:

P tb = 11 + 0,002D + P ng.h

P ng.h : Là công suất của một phụ tải làm việc ngắn hạn lớn nhất.

c Tàu đứng trong cảng có bốc xếp hàng hoá

Đồ thị tải mang tính chất đột biến dao động trong giới hạn công suất của tàu đứng không bốc xếp hàng hoá đến một giá trị cực đại nào đó phụ thuộc vào số lượng cần cẩu trên tàu làm việc Sự đột biến này còn phụ thuộc vào loại hàng hoá và cường độ trong quá trình xếp dỡ.

=> Trong chế độ này dựa vào lý thuyết xác xuất ta có thể tính toán công suất cho các tời hàng làm việc như sau :

n: Là số lượng tời hàng làm việc.

G đm : Là trọng tải định mức của tời hàng.

dự trữ phải làm việc (Vì sự an toàn của tàu).

Vì vậy:

P đ.đ = P h.t + 0,8(P tm + P n )

P t.m : Là công suất của tời mũi; tời sau lái, neo.

P n : Là công suất của máy nén khí.

P đ.đ : Là công suất của chế độ điều động.

e Chế độ sự cố:

Ở đây không đưa ra công thức cụ thể.

- Trong chế độ sự cố trạm phát phải bảo đảm chế độ hành trình của tàu và tăng cường độ công tác của các phụ tải giải quyết sự cố bơm nước ra ngoài; bơm nước chữa cháy (cứu hoả).

- Các nhu cầu cung cấp điện năng phụ có thể được đảm bảo nhờ có sự dự trữ của máy phát, hoặc là ngắt những phụ tải không quan trọng trong thời gian ngắn.

1.1.3 Tính toán công suất trạm phát điện bằng phương pháp thống kê.

- Nguyên lý của phương pháp này dựa trên kết quả kiểm soát tiêu hao năng lượng ở các chế độ khác nhau của một loại tàu hay loại tương tự.

- Để tính toán công suất của trạm có cùng mức độ điện khí hoá Muốn vậy phải lập bảng với những thông số sau: Trọng tải tàu, số máy phát trên tàu; tổng công suất của số máy phát đó  P phụ tải; đơn vị năng lượng/ tấn trọng tải và loại tàu.

Tổng công

Loại tàu trở hàng tạp hoá Loại tàu dầu

- Thường chọn số lượng máy phát trên tàu từ 3 - 5 máy.

1.2 Tính toán công suất tàu 22.500T theo phương pháp bảng tải.

1.2.1 Khái quát chung.

Phương pháp bảng tải không những cho phép xác định công suất và số lượng máy phát

sự cố mà còn cho phép tính toán công suất của trạm phát sự cố, công suất của các biến áp của các trạm điện phụ và các bộ biến đổi.

Tuy nhiên phương pháp này này cũng gặp phải những khó khăn nhất định bởi sự không chính xác của các hệ số như Kt, Kdt Vì ta chưa có chính xác cơ sở khoa học xác định nó nên có thể bị nhầm lẫn.

Mặc dù vậy phương pháp bảng tải cũng được em lựa chọn để tính toán công suất trạm phát điện tàu thủy tàu 22.500 tấn vì những ưu điểm nêu trên.

1.2.2 Bảng tải

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NGẮN MẠNH TRẠM PHÁT TÀU 22500T

2.1.1 Khái niệm

Hiện tượng ngắn mạch là hiện tượng nối tắt giữa các pha hay các cực thông qua tổng trở trong mạch gần như bằng không hoặc rất nhỏ Trong hệ thống bốn dây thì đó là sự nối tắt giữa các pha hoặc giữa pha với dây trung tính Trong hệ thống có dây trung tính được nối mát thì đó là sự nối tắt giữa pha hoặc của các pha với mát.

2.1.2 Nguyên nhân gây ra hiện tượng ngắn mạch.

- Hư hỏng chất cách điện trong các bộ phận dẫn điện của các thiết bị dẫn điện.

- Sự già hóa tự nhiên, do sự quá điện áp, sự bảo dưỡng các thiết bị không tuân thủ đúng quy trình, hoặc do hư hỏng cơ khí.

- Do sự nhầm lẫn trong vận hành khai thác, vi phạm quy trình khai thác kĩ thuật.

2.1.3 Hậu quả của hiện tượng ngắn mạch

Do dòng ngắn mạch là dòng sự cố cho lên giá trị lớn hơn dòng định mức rất nhiều lần dẫn đến:

- Đốt nóng các bộ phận dẫn điện, làm nhiệt độ tăng quá cao so với quy định khiến các tiếp điểm của khí cụ điện bị cháy nếu chúng không được tính toán chịu dòng ngắn mạch.

- Xuất hiện lực điện từ lớn tương hỗ rất lớn giữa chúng và làm hư hỏng cơ học các vật liệu cách điện làm trụ đỡ khí cụ, thanh cái hoặc các vật cố định khác.

- Gây sụt áp đột ngột làm xấu đi tính năng công tác của phụ tải, đặc biệt với động cơ gây nguy hiểm cho chế độ công tác của tàu.

- Xuất hiện hồ quang điện có thể dẫn tới cháy các thiết bị gần nó và xung quanh.

- Ngoài ra khi ngắn mạch kéo dài, gần máy phát khiến máy phát công tác song song mất đồng bộ.

2.1.4 Ý nghĩa

- Việc tính toán ngắn mạch trong hệ thống điện năng tàu thủy mang tầm ý nghĩa hết sức quan trọng cả trong đóng mới lẫn khai thác vận hành thiết bị điện.

- Qua việc tín toán ngắn mạch cho trạm phát giúp chúng ta xác định thông số cho trước các thiết bị bảo vệ ngắn mạch cho trạm phát.

- Kiểm nghiệm lại sức bền chịu tác dụng của lực điện động.

- Nghiệm lại sức chịu đựng các tác dụng nhiệt của thiết bị có dòng ngắn mạch chạy qua.

(+)

Dòng xung kích xuất hiện sau 1/2 chu kỳ dao động dòng ngắn mạch Đối với nguồn

có tần sô 50 Hz thì T /2 = 0,01 giây Vậy sau 0,01giây thì xuất hiện dòng xung kích i ck =

i ck +i ock tại T = 0,01s Kể từ lúc bắt đầu ngắn mạch.

=> Nhiệm vụ chớnh của tớnh toỏn ngắn mạch là xỏc định giỏ trị dũng xung kớch mà dũng xung kớch xuất hiện kể từ khi xảy ra ngắn mạch đến lỳc 0,01 giõy Nờn tại thời điểm 0,01 giõy kể từ khi ngắn mạch xảy ra ta phải xỏc định giỏ trị của thành phần chu kỳ và giỏ trị của thành phần khụng chu kỳ.Tổng hợp 2 thành phần đú lại ta sẽ cú giỏ trị dũng xung kớch

 Giỏ trị hiệu dụng của dũng ngắn mạch được mụ tả bằng đường đặc tớnh :

T’’ d : Thời gian siờu quỏ độ của dũng tức thời.

T’ d : Là thũi gian quỏ độ của dũng tức thời.

X’’ d : Là trở khỏng dọc trục trong thời kỳ siờu quỏ độ

x’’ d : Giỏ trị tương đối của trở khỏng dọc trục thời kỳ siờu quỏ độ.

X’ d : Là trở khỏng dọc trục trong thời kỳ quỏ độ.

x’ d : Là trở khỏng dọc trục trong thời kỳ quỏ độ ở giỏ trị tương đối.

T'đ

TF ngắn mạch ổn địnhI

t

T"đ

- Giỏ trị hiệu dụng thành phần chu kỳ được biểu diễn bằng đường đặc tớnh.

- Luụn ổn định cú thời gian quỏ độ bộ (giỏ trị hiệu dụng là TB bỡnh phương)

- T '

d >> T ''

d : T '' d là thời gian xiờu qỳa độ của dũng tức thời.

Phương pháp IEC: Tính dòng ngắn mạch trực tiếp theo nguồn riêng cho từng máy và cho từng động cơ lớn (có P> 200KW) là động cơ thay thế tương đương sau đó tổng hợp lại.

Khi xảy ra ngắn mạch trên trụ đấu dây máy phát thì độ lớn hiệu dụng chu kì dòng ngắn mạch trên trụ đấu dây máy phát hầu như không đổi trong một vài chu kì đầu và không phụ thuộc vào tính chất ổn định máy phát.

2.3. Tính toán ngắn mạch với các thông số máy phát tàu 22.500t

Bài toán : Tính toán dòng ngắn mạch tại các điểm :

A ( gần máy phát )

B ( xa máy phát )

Khi tàu có 2 máy phát đang công tác song song

- Các máy phát F1, F2, có các thông số cho trước sau :

rs = 0,0184 – điện trở thuần 1 pha cuộn dây Stator của máy phát

- Động cơ tương đương :

- Giá trị thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch trên trụ đấu dây của máy phát

ở 1 vài chu kỳ đầu được tính như sau:

''

t T

- Kết quả tính toán thành phần không chu kỳ trên trụ máy phát được tính nhưsau : Iock.

t T F

I' đ/c (t = 8,35) = 4 1.121 = 4.484 (KA)

I' đ/c (t = 20) = 2,5 1.121 = 2.802 (KA)

I' đ/c (t = 40) = 1 1.121 = 1.121 (KA)

- Ta có kết quả tính toán với các thời gian khác nhau thành phần chu kỳdòng ngắn mạch tại điểm A theo bảng sau:

2.3.2 Tính toán dòng ngắn mạch tại điểm B ( xa máy phát )

- Tại thời điểm ngắn mạch mà có 2 máy phát đang công tác song song, thìđược tính như sau:

* Dòng ngắn mạch máy phát tại điểm B :

- Tính đổi từ các giá trị tương đối cho trước ra giá trị tuyệt đối

0,282

z d d

z d

x x

s okz

z s

x T

dm b dm

r

X T

2 b

okdc

s

X T

15.5 1 1

f R R R

CHƯƠNG 3:ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT ĐIỆN TÀU 22500T

3.1.1 Cần phải ổn định điện áp cho máy phát.

Tất cả các máy phát khi sản suất đều cho điện áp định mức khi hoạt động với điện áp định mức như vậy sẽ đem lại hiệu quả:

- Tăng tuổi thọ cho máy phát

- Hiệu suất sử dụng cao.

- Hiệu quả kinh tế lớn

Các thiết bị hoạt động với điện áp nhỏ hơn điện áp định mức:

- Động cơ dễ bị quá tải.

- Các khí cụ điện hoạt động không tin cậy dẫn đến hệ thống hoạt động cũng không tin cậy.

- Đối với các hệ thống chiếu sáng thì cường độ sáng sẽ bị suy giảm.

Các thiết bị hoạt động với điện áp lớn hơn điện áp định mức:

- Các động cơ, cuộn dây dễ bị đánh thủng cách điện dẫn tới giảm tuổi thọ của thiết

bị điện.

- Các thiết bị chiếu sáng hoạt động với điện áp cao thì tuổi thọ sẽ giảm rất nhanh.

3.1.2 Các nguyên nhân gây dao động điện áp.

- Do độ lớn của tải thay đổi

- Do tính chất tải thay đổi(cosφ)

- Khi tốc độ thay đổi:

 Cosφ = const, I f = const, n = var khi đó Ea sinh ra trong cuộn dây thay đổi dẫn đến điện áp ra của máy phát cũng thay đổi.

 Khi nhiệt độ môi trường thay đổi thì làm điện trở cuộn dây phần ứng thay đổi khiến điện áp máy phát cũng thay đổi.

3.2 Nguyên lý xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp.

3.2.1 Xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên lý độ lệch.

a Sơ đồ nguyên lý

- Khối đo và so sánh: đo điện áp máy phát và so sánh điện áp chuẩn U 0 Tạo ra

∆ U #0 để có tín hiệu điều khiển dòng kích từ của máy phát.

- U f lấy qua biến áp,mạch điện trở nối tiếp hoặc song song.

- U 0 điện áp chuẩn đặc trưng cho điện áp định mức được tạo ra thông qua điốt zenner, cuộn kháng bão hòa, qua điện chuẩn và khuếch đại thuật toán.

- Khuếch đại: điện từ, máy điện, bán dẫn, thuật toán.

CL

KT

Hình B

Khi điện áp của máy phát dao động điện áp định mức (U f > U dm hoặc U f < U dm ) Lúc

đó có tín hiệu điều khiển ∆U ≠ 0 được tạo ra qua bộ đo và so sánh.Tín hiệu này được gửi tới bộ khuếch đại nó được khuếch đại lên tín hiệu đủ lớn sau đó đưa qua bộ chỉnh lưu để điều chỉnh I kt đủ lớn đưa điện áp của máy phát về với điện áp định mức.

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 ( Khi làm bằng các phần tử bán dẫn)

- Thời gian cường kích lâu hơn nguyên lý nhiễu.

- Độ tin cậy không cao

- Xác suất hỏng hóc cao hơn.

3.2.2 Nguyên lý xây dựng hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nhiễu.

1/ Hệ thống phức hợp dòng ( Hay còn gọi là bù dòng)

- Định nghĩa : Hệ thống TĐ ĐC ĐA theo nguyên lý phức hợp dòng là hệ thống có

hai tín hiệu : tín hiệu dòng và tín hiệu áp hai tín hiệu này được cộng lại với nhau

ở phía một chiều ( sau chỉnh lưu )

- Với cấu trúc như vậy hệ thống chỉ có thể cảm biến được với sự thay đổi của độ lớn dòng tải Hệ thống phức hợp dòng chỉ có khả năng giữ được điện áp của máy phát

do một nguyên nhân là khi cường độ dòng tải thay đổi Chính vì vậy mà nó ít được ứng dụng trong thực tế trên tàu thuỷ cũng như trên bờ.

 Hoạt động:

- Khi máy phát không tải thì tín hiệu áp đủ cung cấp dòng kích từ để điện áp máy

phát đạt điện áp định mức (U F = U đm ).

- Khi máy phát có tải thì tín hiệu dòng bù thêm với tín hiệu áp để cho điện áp máy

phát giữ ổn định ở điện áp định mức (U F = Uđm).

- Hệ thống chỉ ổn định được điện áp cho các máy phát khi độ lớn dòng tải thay đổi 2/ Hệ thống phức hợp pha.

Khái niệm:

- Hệ thống phức hợp pha là hệ thống T.Đ điều chỉnh điện áp có thể ổn định được

U F với hai nhiễu chính đó là dòng tải (I t ) và tính chất của tải (cosφ) Hệ thống phức hợp pha gồm có 2 tín hiệu chính là tín hiệu áp U f và tín hiệu dòng (I t) , hai tín hiệu này được cộng với nhau ở phía xoay chiều ( trước chỉnh lưu ).Tức là cộng với nhau về pha Hệ thống phức hợp pha có thể chia làm 2 loại.

F

CL

KT BD