Bài giảng điện tàu đại cương Khoa điện, điện tử ĐHGTVTP.HCM

Các bộ điều chỉnh điện áp phải có thiết bị đảm bảo sự phân chia tải phản tác dụng giữa các máy khi làm việc song song không chênh lệch quá  10% c- Mỗi tổ máy phát điện đều phải trang bị

Trang 1

ĐIỆN TÀU ĐẠI CƯƠNG 1

Phần 1 : TRẠM PHÁT ĐIỆN

Chương 1: TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THUỶ

§1 KHÁI NIỆM CHUNG

1.1 Khái niệm:

Trạm phát điện tầu thuỷ làm nhiệm vụ cung cấp, truyền và phân bố năng

lượng điện cho các thiết bị dùng điện

Tất cả các thiết bị để vận hành một con tàu phần lớn đều sử dụng nguồn năng lượng điện, vì vậy năng lượng điện đóng vai trò rất quan trọng quyết định cho sự sống còn của con tàu Từ các máy móc điện hàng hải như: Vô tuyến, VHF, Rada, Máy đo sâu… đến các thiết bị buồng máy như: Các loại bơm, máy lọc, máy Phân ly, động cơ Diezel … và cả các thiết bị phục vụ cho con người như: Chiếu sáng, đốt nóng, Máy lạnh… đều sử dụng chung một nguồn năng lượng, đó là nguồn năng lượng điện Sở dĩ có điều này là do nguồn năng lượng điện có nhiều ưu thế hơn các nguồn năng lượng khác ở chỗ:

- Dễ tạo ra từ các nguồn năng lượng khác cũng như có thể biến đổi từ năng lượng điện sang các dạng năng lượng một cách đơn giản và thuận tiện

- Năng lượng điện có thể dễ dàng tập trung, truyền tải cũng như phân bổ trong toàn bộ hệ thống

- Các thiết bị điện hoạt động tin cậy, tuổi thọ cao, không gây tiếng ồn, dễ dàng trong vận hành, khai thác, bảo dưỡng hệ thống

- Các thiết bị vô tuyến, thông tin liên lạc phải sử dụng đến năng lượng điện

- Năng lượng điện là nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm môi trường Ngày nay một số dạng năng lượng khác cũng đã được đưa vào sử dụng như năng lượng mặt trời, năng lượng nguyên tử nhưng không phổ biến do còn nhiều hạn chế

1.2 Các yêu cầu cơ bản:

Do điều kiện làm việc trên tàu thủy rất khác nghiệt do phải luôn chịu tác động của môi trường như rung lắc, sự chênh lệch nhiệt độ khi tàu đi qua các vùng biển khác nhau, độ ẩm, nước muối….và nhiều điều kiện khác nên phải trạm phát điện trên tàu thủy phải đảm bảo đầy đủ các yêu cầu cơ bản của một trạm phát điện bình thường thì còn phải thỏa mãn một số yêu cầu sau :

- Phải có kết cấu đơn giản, chắc chắn, gọn nhẹ và ít chiếm diện tích lắp đặt

Trang 2

- Hoạt động tin cậy, an toàn trong mọi điều kiện làm việc của tàu theo quy định đăng kiểm

- Dễ dàng trong việc vận hành, khai thác và bảo dưỡng

- Đảm bảo tính cơ động

- Hiệu suất sử dụng cao

- Tránh gây tiếng ồn và ít gây nhiễu cho các thiết bị radio…

1.3 Cấu trúc trạm phát điện tàu thủy :

Hiện nay trên các tàu thủy thường sử dụng trạm phát điện diesel xoay chiều gồm động cơ diesel trung tốc hoặc cao tốc lai máy phát xoay chiều đồng bộ 3 pha điện áp 380V tần số 50Hz hoặc điện áp 440V tần số 60 Hz Trong giới hạn tài liệu này, chúng ta nghiên cứu trạm phát điện diesel xoay chiều Tùy thuộc vào loại tàu mà trạm phát điện có thể bao gồm 2 đến 6 máy phát chính và 1 máy phát sự cố Tàu hàng khô, tàu container thường có 2 đến

3 máy phát, tàu khách thường có 4 đến 6 máy phát, … Các máy phát này có thể công tác độc lập hoặc song song nhau

Hình 1.1 vẽ sơ đồ một dây trạm phát điện có 3 máy phát chính trong đó 2 máy phát cùng công suất, 1 máy phát có công suất nhỏ hơn và 1 máy phát sự cố Đây là một trạm phát điển hình thường thấy ở các tàu hàng, tàu container Trong cấu trúc này sử dụng thêm một máy phát công suất nhỏ để tăng tính linh hoạt và tính kinh tế trong khai thác trạm phát điện Khi tàu đỗ bến không làm hàng thì tải tiêu thụ nhỏ, lúc này máy phát công suất nhỏ này được sử dụng

Trang 3

CB phụ tải phụ tải rất quan trọng

D.EHình 1.1 Trạm phát điện điển hình ở tàu hàng

02 máy phát công suất lớn 400KVA-380V-50Hz (G1, G2)

01 máy phát công suất nhỏ 180KVA-380V-50Hz (G3)

01 máy phát sự cố 50KVA-380V-50Hz (G4)

Hình 1.2 vẽ sơ đồ một dây trạm phát điện có 2 máy phát chính cùng công

suất, 1 máy phát sự cố và 2 máy phát đồng trục Đây là một trạm phát điển hình

ở các tàu dịch vụ, tàu cứu hộ, … Hai máy phát đồng trục chủ yếu cấp điện cho

các phụ tải công suất lớn như chân vịt mũi, chân vịt mạn, bơm cứu hỏa, …

Cấu trúc này có ưu điểm là nâng cao hiệu suất sử dụng máy chính, giảm

chi phí khai thác bảo dưỡng trạm phát (các diesel lai máy phát)

EDE

Hình 1.2 Trạm phát điện điển hình ở tàu dịch vụ

Trang 4

§2 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI TRẠM PHÁT ĐIỆN

2.1 Định nghĩa :

Định nghĩa : trạm phát điện là hệ thống năng lượng điện làm nhiệm vụ cung cấp, truyền tải, phân phối năng lượng từ lưới đến các phụ tải Một trạm phát tối thiểu phải bao gồm các phần sau :

- Nơi tạo ra nguồn điện : Các máy phát xoay chiều, các máy phát một chiều hoặc các acquy( nguồn điện sự cố )

- Nơi phân phối điện năng : hệ thống bảng điện chính, hệ thống dây dẫn, các thiết bị đo và kiểm tra

- Các phụ tải : chủ yếu là các motor điện và các thiết bị sử dụng năng lượng điện

2.2 Phân loại trạm phát:

a.Phân loại theo động cơ lai

- Trạm phát diesel: có động cơ lai là diesel

- Trạm phát turbin: có động cơ lai là turbin

- Trạm phát hỗn hợp: có động cơ lai là diesel và turbin

Trên một số tàu sử dụng thêm một số máy phát đồng trục được lai bởi động

cơ diesel lai chân vịt

CB1

D.E1

a) Diesel lai máy phát

Trang 5

b.Phân loại theo dòng điện

- Trạm phát một chiều: các máy phát là máy phát một chiều

- Trạm phát xoay chiều: các máy phát là máy phát điện xoay chiều đồng bộ 3 pha

Hình 10.2 Sơ đồ trạm phát điện tàu thủy:

a) Máy phát điện một chiều; b) Máy phát điện xoay chiều

Trang 6

c.Phân loại theo chức năng

- Trạm phát điện chính: trạm phát hoạt động thường xuyên, đảm bảo cung cấp đủ nguồn điện năng cho mọi chế độ hoạt động của tàu

- Trạm phát điện sự cố: trạm phát hoạt động ở chế độ sự cố khi vì một nguyên nhân nào đó mà trạm phát chính không hoạt động được Trạm phát điện sự cố chỉ có 1 máy phát có công suất nhỏ đủ cung cấp điện cho các thiết bị quan trọng trong trường hợp sự cố như các thiết bị vô tuyến điện, hệ thống chiếu sáng sự

cố, hệ thống phát tín hiệu, … Máy phát sự cố thường đặt cao hơn mặt boong

chính đề phòng trường hợp sự cố nước ngập buồng máy Công suất máy phát sự cố thường từ 20kVA đến 200KVA

§3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY

3.1 Loại dòng điện:

Cơ sở để chọn là các tải của nó( tải chủ yếu là động cơ), xu hướng hiện nay

là dùng trạm xoay chiều Những thiết bị dùng điện một chiều thì qua bộ biến đổi Sở dĩ hay dùng điện xoay chiều vì những lý do sau đây:

- Độ tin cậy cao, chế tạo dễ, ít hỏng hóc

- Chi phí bảo dưỡng rẻ hơn rất nhiều so với một chiều

- Mức độ phức tạp khi quấn dây xoay chiều dễ hơn một chiều

- Trọng lượng và kích thước bé( riêng máy fát xoay chiều lớn hơn một chiều)

- Thay đổi tốc độ đối với động cơ xoay chiều khó hơn một chiều( ngày nay đã có những bộ biến đổi tần số để điều chỉnh láng động cơ xoay chiều)

n ~ = 60f/p = ntt(1-s) chỉ thay đổi tốc độ từng cấp

- Cáp dẫn điện : Động cơ xoay chiều và một chiều tương đương Nhưng bên xoay chiều có khả năng tăng áp dễ hơn nên có thể giảm dòng

- Về thiết bị khởi động: Bên xoay chiều nhỏ hơn một chiều

- Công tắc tơ, rele : Công tắc tơ một chiều tin cậy hơn xoay chiều, nhưng kích thước xoay chiều nhỏ hơn một chiều vì thiết bị dập hồ quang bé hơn

Trang 7

3.2 Cấp điện áp:

Theo quy định của Đăng kiểm Việt nam có các cấp điện áp sau:

- Áp xoay chiều : 12v, 24v, 36v, 127v, 220v, 380v, 440v, 600v

- Áp một chiều : 12v, 24v, 36v, 110v, 220v

- 12v : dùng cho nơi ẩm ướt

- 24v : dùng cho nơi có độ ẩm cao

- 110v, 220v : dùng cho mạch ánh sáng, động lực

- 380v, 440v : dùng cho mạch động lực

- 600v : Dùng cho thiết bị chuyên dùng ( chân vịt điện)

3.3 Tần số của trạm phát :

Thường chọn theo tiêu chuẩn nhà nước chế tạo ra trạm fát đó: Xu hướng là

tăng tần số Khi f tăng  n tăng  M giảm( P = const )  d ( đường kính rotor) giảm  giảm được kích thước trọng lượng máy điện nhưng kéo theo đó là một

số vấn đề vềbạc đỡ và ổ bi Tàu Nhật, tàu Châu Âu: 60hz, Tàu các nước XHCN : 50hz

3.4 Công suất trạm phát :

Thông thường thì công suất của một trạm phát cụ thể dưới tàu thủy thì phụ thuộc vào tổng công suất của thiết bị được trang bị trên tàu Việc bố trí cũng như số lượng và công suất của mỗi máy phát phải đảm bảo các yêu cầu sau :

- Trạm phát phải cung cấp đủ công suất cho các phụ tải hoạt động trong mọi chế độ hoạt động của tàu

- Bắt buộc phải có trạm phát điện sự cố và được đặt trên mớn nước của tàu trên boong hở và đảm bảo cấp nguồn cho một số tải quan trọng trên tàu theo quy định của đăng kiểm

Trang 8

§4 MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG

Là loiõ thép kỹ thuật điện

có độ dày từ 0,3-0,5 mm dập hình

vành khăn xẻ rãnh trong, các lá thép

kỹ thuật điện ghép các điện để giảm

dòng Fuco

2- Vỏ máy: thường bằng thép đúc

hoặc gang, các máy phát điện công

suất nhỏ hai phía có nắp máy, các

máy phát điện công suất lớn các nắp

thường không chịu lực ổ đỡ, mà một

phía gắn cứng với động cơ sơ cấp,

phía bên kia đặt trên ổ đỡ gắn với vỏ

satxi

3-Các cuộn dây cuộn dây ba pha (hoặc 1 pha) lấy điện ra gọi là cuộn dây phần ứng Chế tạo từ dây đồng hoặc hợp kim có độ dẫn điện cao, chịu được nhiệt độ, bên trên tráng một lớp emay, men cách điện, tơ sợi tổng hợp, hoặc sợi thuỷ tinh, mục đích làm cách điện giữa các dây trong cuộn dây, dây được quấn trong các rãnh theo quy luật nhất định, số đầu dây ra của cuộn 3 pha có thể là 3, 6 9… tùy theo hãng chế tạo Các đầu dây được đặt trong hộp kín nước, có trụ nối để nối với mạch ngòai Giữa lõi cực từ và cuộn dây điện từ lót một lớp các điện bằng giấy cách điện, mica cách điện, đặc điểm của lớp bià hay mica là dai, dẻo, chịu được độ ẩm và điều kiện môi trường, có tuổi thọ cao thông thường thì phần cách điện này phải chịu được nhiệt độ làm việc từ 135-1800C Phần này lấy điện ra được gọi là phần ứng, gồm có 3 cuộn dây, các cuộn dây điện từ này đặt lệch nhau 120 độ điện, người ta

Trang 9

quấn các cuộn dây thành 3 pha đối xứng và có số cặp cực tùy thuộc vào tốc

độ của động cơ lai để có tần số phù hợp, Toàn bộ phần ứng được đặt trong vỏ

máy theo thiết kế có khe hở thóang thoáng để có thể giải nhiệt dễ dàng

Hình 4.1 Cấu tạo stator của máy phát đồng bộ

b Rotor: Là phần kích từ có cấu tạo gồm mạch từ và cuộn dây kích từ:

1 Mạch từ làm bằng thép đúc Có 2 dạng kết cấu kiểu cực lồi và kiểu cực ẩn,

phần mỏm cực tiếp giáp với khe khí Stato thường chế tạo từ các lá thép kỹ thuật

điện ghép lại để giảm dòng Fuco khi làm việc Số cực từ là số chẵn, với một tốc

độ quay cố định rotor, số cực càng nhiều thì tần số nguồn điện càng cao, hay

ngước lại với một tần số nguồn điện cần tạo cố định (50,60Hz) số cực càng ít thì

tốc độ động cơ sơ cấp càng phải cao

2 Cuộn dây: Cuộn dây điện từ được chế tạo bằng kim lọai đồng hoặc hợp kim

có độ dẫn điện cao được cấp dòng điện một chiều gọi là dòng kích từ, các cuộn

dây kích từ được nối theo quy luật để hình thành các cực nam châm xen kẽ

nhau, có thể nối song song hoặc nối tiếp các cuộn dây cực từ

Trên phần mỏm cực của rotor có thể có các thanh dẫn kim loại luồn theo

dọc các cực từ và được hàn hai phía theo kiểu lồng sóc đó là lồng ổn định

(chống dao động máy khi tải thay đổi)

Trang 10

Hình 4.2 Cấu tạo rotor của máy phát đồng bộ

c Các chi tiết của máy phát đồng bộ:

- Vành trượt - hai đầu dây quấn kích từ đi luồn trong trục và nối với hai vành trượt ở đầu trục, thông qua hai chổi điện để nối với nguồn kích từ bên

ngòai,(cần lưu ý rằng các máy phát điện không chổi thankhông có chi tiết xem máy phát điện không chổi than)

này Máy phát điện tàu thủy thường được làm mát bằng không khí nhờ hệ thống quạt làm mát gắn hai đầu trục máy và kết cấu thông gió trong thân máy Quạt gió được bố trí phía không có vành trượt – chổi than

- Khe khí giữa rotor, stator thường từ 5 –15mm tuỳ theo công suất

4.1.2 Nguyên lý hoạt động :

Khi cuộn dây kích từ được cấp dòng điện một chiều DC thì rotor trở thành một nam châm điện và hình thành các cực từ N-S xen kẽ þ,

Độ lớn þ tỷ lệ với giá trị của dòng điện kích thích (þ =K.Ikt ) [1-1] Nếu rotor được quay bởi động cơ sơ cấp thì từ trường naỳ sẽ là từ trường quay so với Stator và có tốc độ là n=60f/P Từ trường này sẽ quét qua mặt

phẳng các cuộn dây 3 pha là suất hiện trong cuộn dây 3 pha một sức điện động có giá trị tức thời được tính theo công thức:

[1-2]

k- là hệ số cấu tạo có liên quan tới kích thước dây quấn

kq – là hệ số quấn dây máy phát

Trang 11

w- Là số vòng dây của cuộn dây máy phát

- Là tốc độ góc của rotor: 2** f [1-3]

f- Là tần số của s.đ.đ được hình thành : [1-4]

Nếu viết dưới dạng hiệu dụng thì : E = 4,44*K*f* þ*w

Vì trục các cuộn dây 3 pha đặt lệch nhau 1200 trong không gian, nên hệ thống sức điện động 3 pha được viết lại như sau:

eA(t) = E max sinωt (V)

eB(t) = E max sin(ωt -1200) (V)

eC(t) = E max sin(ωt - 2400) (V) Các sức điện động này có thể ghép nối Y (hình 4.3c) hoặc ∆ (hình 4.3d), Thông thường thực tế máy phát điện tàu thủy chỉ nối Y

z

b x

c

+ -

+

-x

n N

S c

(b) a

(a)

a

n a

Hình 4.3 a) Máy phát đồng bộ ba pha hai cực đơn giản;

b) Biểu diễn đơn giản máy phát đồng bộ; c) đấu Y; d) đấu 

Trang 12

4.2 Các đặc tính của máy phát đồng bộ :

Khi nghiên cứu máy điện xoay chiều có các đặc tính sau:

1 Đặc tính không tải : Uo = E = f (Ikt) Khi It = 0, f = const

2 Đặc tính ngắn mạch: Ing = f (Ikt) Khi U = 0, f = const

3 Đặc tính ngoài: U = f (It ) Khi Ikt = const, f = const cos = const

4 Đặc tính tải : U = f (Ikt) Khi It = const, f= const cos = const

5 Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f (It ) Khi U = const, f= const cos = const

Phần ứng cuộn dây được nối tắt ngay đầu máy

Trang 13

Trang 14

§5 ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ

5.1 Khái niệm chung:

Tất cả các thiết bị điện đều được chế tạo để công tác với một điện áp định mức nhất định Do đó để phát huy hết tác dụng, độ tin cậy, tuổi thọ của thiết bị thì phải đảm bảo thiết bị đó phải được làm việc với điện áp định mức của nó Mọi nguyên nhân gây ra sai lệch về điện áp quá giới hạn cho phép đều gây

ra những thiệt hại, hư hỏng, làm giảm tuổi thọ của thiết bị và có thể gây thiệt hại lớn cho cả hệ thống và gây nguy hiểm cho con người Có rất nhiều nguyên nhân gây ra sự dao động điện áp như tốc độ động cơ lai, tính chất tải thay đổi, mức tải thay đổi, nhiệt độ… Vậy để hạn chế thiệt hại do sự dao động điện áp thì cần phải trang bị hệ thống tự động ổn định điện áp cho các máy phát đồng bộ ba pha

5.2 Những quy của đăng kiểm về ổn định điện áp cho máy phát:

Các cơ quan đăng kiểm đều có các yêu cầu đối với các thiết bị tự

động ổn định điện áp và tần số máy phát điện

a- Mỗi tổ máy phát điện đều phải trang bị một bộ tự động điều chỉnh điện áp riêng để:Khi thay đổi tải tĩnh tư 0-Iđm, với giá trị cosđm và tốc độ quay nằm trong giới hạn sai số 5%, điện áp máy phát không được thay đổi quá  2,5% và khi cos = 0,6 –0,9 thì độ sút áp không quá  2,5%

b- Các bộ tự động điều chỉnh điện áp phải có khả năng cường kích kích từ để : Khi thay đổi tải đột ngột đóng 50% tải, ngắt đột ngột 100% tải với giá trị cos = 0,6 –0,9 thì điện áp máy phát không dao động quá +15% và giảm quá –20%, trong thời gián 1,5 giây điện áp máy phát phải về ổn định với độ chính xác

 2,5% , với cos = 0,3 –0,4, độ chính xác là  2,5% Các bộ điều chỉnh điện áp phải có thiết bị đảm bảo sự phân chia tải phản tác dụng giữa các máy khi làm việc song song không chênh lệch quá  10%

c- Mỗi tổ máy phát điện đều phải trang bị một bộ tự động điều chỉnh tần số riêng

d- Khi thay đổi tải tĩnh từ 0-Pđm, giá trị tốc độ quay thay đổi nằm trong giới hạn sai số 5%,

Trang 15

- Khi chịu tải đột ngốt 50% và ngắt tải đột ngột 100%, tốc độ động cơ không được giảm quá 15% và sau 5 giây phải về ổn định trong phạm vi cho phép sai số

so với  5%

- Các bộ điều chỉnh tần số và động cơ sơ cấp phải đảm bảo sự phân chia tải tác dụng giữa các máy phát khi làm việc song song với độ chênh lệch không chênh lệch quá  10%

Do vậy trên tầu cần thiết phải có bộ tự động điều chỉnh điện áp

Với bộ tự động điều chỉnh điện áp có quy định:

- Dòng ngắn mạch ổn định chỉ bằng 3Iđm ( )

- Có thể chịu quá tải I= 1.5.Iđm trong vòng 2 phút

- Khi công tác song song phân phối tải vô công và hữu công không quá 10  giữa máy có công suất lớn nhất và máy có công suất bé nhất trong trạm

Thay đổi tải đột ngột U

5.3 Các nguyên nhân gây dao động điện áp máy phát ;

* Do dòng tải thay đổi ( khi thay đổi tải)

* Do tính chất tải thay đổi( đối máy phát điện xoay chiều)

Khi dòng tải thay đổi, điện áp cũng thay đổi theo, do đó phải thay đổi dòng kích từ để giữ điện áp không đổi Đối máy phát xoay chiều, với cùng dòng tải, tính chất tải thay đổi cũng làm điện áp thay đổi( đối tải thuần dung khi tăng tải đến lúc nào đó thì điện áp cũng giảm)

Trang 16

* Do nhiệt độ trong cuộn dây máy phát thay đổi: Khi nhiệt độ của cuộn dây thay đổi làm cho điện trở của cuộn dây thay đổi, dẫn tới sụt áp trên cuộn dây cũng thay đổi( cuộn dây phần ứng và cuộn dây kích từ) , dẫn tới điện áp máy phát cũng thay đổi

* Do tốc độ động cơ lai thay đổi: khi tốc độ động cơ lai thay dổi làm suất điện động của phần ứng thay đổi, do đó điện áp ra cũng bị thay đổi

* Do phân phối tải giữa các máy phát làm việc song song không đều

Khi các máy phát điện làm việc song song trên cùng một mạng, nếu xảy ra trường hợp tải phân bố không đều giữa các máy phát sẽ dẫn tới dòng cân bằng giữa hai máy, dòng điện này có tính chất cảm kháng , nên mang tính khử từ và làm giảm từ trường chính của các máy phát điện làm điện áp mạng giảm xuống

*Do các bộ tự động điều chỉnh làm việc không ổn định

Khi bộ điều chỉnh điện áp hoặc bộ điều chỉnh tần số làm việc không ổn định sẽ

xảy ra hiện tượng điện áp dao động

*Do ngắn mạch ở các vị trí khác nhau trong mạng điện

Dòng điện ngắn mạch sẽ gây sụt áp trên mạng, giá trị độ giảm điện áp phụ thuộc vị trí của điểm ngắn mạch

Ngoài các yếu tố cơ bản trên đây, cũng còn một số nguyên nhân phụ khác gây nên sự thay đổi điện áp: Tính chất mạch từ thay đổi, điện trở tiếp xúc tăng lên, hư hỏng trong máy phát hoặc bộ điều chỉnh…

§6 KÍCH TỪ CHO MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ

6.1 Thế nào là kích từ máy phát

Hai thành phần cơ bản tạo ra sức điện động trong một máy phát là tốc độ quay và từ trường Các cuộn dây kích từ trên rotor tạo nên các cực từ mạnh khi dòng điện một chiều đi qua chúng

Khi rotor của máy phát quay, từ dư trong lõi thép rotor quét lên các thanh dẫn stator, trong các cuộn dây stator xuất hiện các sức điện động cảm ứng Nếu sức điện động này được chỉnh lưu đưa trở lại cuộn kích từ (rotor) máy phát thì từ trường trong rotor sẽ tăng lên, và sức điện động stator cũng vì đó mà tăng lên, …

Trang 17

quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi điện áp trên các cuộn dây stator đạt giá trị định mức Quá trình này được gọi là quá trình tự kích Quá trình tự kích là quá trình kích từ xảy ra chủ yếu trên các máy phát tàu thủy

Có các phương pháp khác nhau để cung cấp trực tiếp dòng kích từ một chiều cần thiết để tạo ra điện áp yêu cầu của máy phát Kích từ phải được điều khiển liên tục để duy trì điện áp ra máy phát khi tải thay đổi

6.2 Các phương pháp kích từ

a/ Máy phát kích từ gián tiếp (thông qua máy phát kích từ)

Phương pháp sử dụng máy phát kích từ một chiều Phương pháp này sử dụng

một máy phát kích từ một chiều nối đồng trục với máy phát chính

Máy phát không chổi than: phương pháp này tăng độ tin cậy và giảm đáng kể

công tác bảo dưỡng máy phát Việc chỉnh lưu điện áp kích từ xoay chiều được thực hiện nhờ các diod gắn cố định trên trục máy Phần tử varistor Vr nối song song với cuộn dây kích từ của máy phát chính có chức năng bảo vệ các diod quá điện áp ngược khi có sự thay đổi đột ngột của dòng kích từ Khi xuất hiện điện áp ngược lớn, Vr bị đánh thủng bảo vệ cho các diod không bị quá áp

Trang 18

Stator

Vr

Hình 6.2 Máy phát không chổi than

b/ Máy phát kích từ trực tiếp

Đáp ứng điện áp của máy phát có thể được cải thiện bằng cách sử dụng phương pháp kích từ không có máy phát kích từ Trong phương pháp này, kích từ máy phát được lấy từ dòng điện của máy phát qua một biến áp và bộ chỉnh lưu Thiết bị kích từ này có thể đặt trong vỏ bảo vệ máy phát hoặc đặt trong bảng điện chính Loại máy phát này có 2 vành trượt và chổi than để nối thiết bị kích từ đến cuộn dây kích từ Thời gian đáp ứng giảm còn 0.1 giây để hiệu chỉnh 15% điện áp

Trên các tàu hàng thì đáp ứng điện áp nhanh rất cần thiết do có các phụ tải công suất lớn và khởi động thường xuyên như cần cẩu, tời hàng

Sơ đồ cơ bản của máy phát này được vẽ trên hình 6.3 (vẽ đơn giản cho một pha)

Trang 19

Sơ cấp 2

Sơ cấp 1

Thứ cấp

Thanh cái U

Biến áp kích từ

Hình 6.3 Máy phát kích từ trực tiếp

Bộ tự động điều chỉnh điện áp được vẽ ở hình 6.3 được gọi là loại phức hợp,

vì dòng kích từ được cấp từ 2 nguồn dòng và áp

Khi không tải, kích từ máy phát được cấp qua cuộn áp sơ cấp 1 của biếp áp kích từ Khi có tải, dòng máy phát cấp qua cuộn dòng sơ cấp 2 của biếp áp để duy trì điện áp không đổi Nếu các phần tử của bộ kích từ này được thiết kế cẩn thận thì điện áp của máy phát phức hợp có thể được duy trì tốt khi đầy tải mà không cần sử dụng bộ tự động điều chỉnh điện áp AVR hoặc chỉnh tay Tuy nhiên các nhà sản xuất máy phát luôn chế tạo kèm theo bộ AVR và một chiết áp chỉnh tay Điều này cho phép việc điều chỉnh điện áp máy phát tốt hơn trên toàn bộ sự thay đổi của tải và đặc biệt trong các tình huống có thao tác vận hành khác (ví dụ khi hòa các máy phát)

Một sơ đồ kích từ thực tế có thêm các phần tử như các cuộn cảm và các tụ điện được minh họa ở hình 6.4 Mạch này không có AVR và chiết áp chỉnh tay Một sự thay đổi của dòng tải sẽ tự động thay đổi dòng kích từ để điện áp máy phát được duy trì ở giá trị định mức

Trang 20

Sơ cấp 1

Cầu chỉnh lưu

Hình 6.4 Mạch kích từ máy phát được sử dụng trong thực tế

Trang 21

§7 CÁC HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP CHO MÁY

PHÁT ĐỒNG BỘ

Dựa vào các nguyên nhân gây ra dao động điện áp của máy phát người ta xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp theo những nguyên tắc cơ bản sau :

1 Nguyên tắc điều chỉnh theo nhiễu loạn

2 Nguyên tắc điều chỉnh theo độ lệch

3 Nguyên tắc điều chỉnh theo nguyên lí kết hợp

7.1 Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc nhiễu loạn :

Các nhiễu thường làm thay đổi điện áp máy phát là dòng sự thay đổi dòng tải hay tính chất tải của máy phát Và theo nguyên tắc này thì có những hệ thống tự động điều chỉnh điện áp sau :

a Hệ thống phức hợp dòng :

Dòng điện kích từ cho máy phát điện được hình thành từ hai thành phần : thành phần tỷ lệ với dòng điện tải và thành phần tỷ lệ với điện áp trên cực máy phát điện đã được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều trước khi cộng với nhau (tổng đại số)

Nhược điểm như vậy nên hệ thống phức hợp dòng ít được xử dụng riêng rẽ cho các máy phát, mà muốn sử dụng người ta phải thực hiện kết hợp với nguyên tắc điều chỉnh theo độ lệch

Trang 22

U- điện áp của máy phát

BA- Biến áp 440V/…V

Bd – Biến dòng I/…A

Ii – Thành phần xoay chiều dòng

Iu – Thành phần điện áp xoay chiều

Ikt – Dòng điện kích từ một chiều

CL1 Chỉnh lưu thành phần dòng điện

Cl2 Chỉnh lưu thành phần điện áp

Hình 7.1 Sơ đồ nguyên lí hệ thống phức hợp dòng

b.Hệ thống phức hợp pha :

Hệ thống phức hợp pha là hệ thống mà tín hiệu phản hồi dòng điện và tín hiệu điện áp phản hồi được cộng lại ở phía xoay chiều và sau đó đưa đến chỉnh lưu và đưa đến kích từ Có hai loại là phức hợp pha song song và phức hợp pha nối tiếp

- Phức hợp pha nối tiếp có thành phần dòng điện và điện áp được cộng nối tiếp với nhau trước khi đưa qua chỉnh lưu để cung cấp dòng kích từ cho máy phát

- Phức hợp pha song song có thành phần dòng điện và điện áp được cộng song song với nhau trước khi đưa qua chỉnh lưu để cung cấp dòng kích từ cho máy phát

Trang 23

a Phức hợp pha song song b Phức hợp pha nối tiếp

Hình 7.2 Sơ đồ nguyên lí hệ thống phức hợp pha

a Khi dòng tải thay đổi b Khi tính chất tải thay đổi

Hình 7.3 Giản đồ vector của hệ thống phức hợp pha

Ưu điểm : hệ thống có cấu trúc đơn giản, tuổi thọ cao, độ bền và độ tin cậy cao Có khả năng cường kích lớn và tính ổn định tốt hơn nên nó phù hợp cho tàu thủy

Nhược điểm : độ chính xác thấp, hệ thống thường có cấu tạo cồng kềnh và khả năng tự kích ban đầu chưa cao

Trang 24

7.2 Hệ thống tự động ổn định điện áp theo độ lệch :

Hình 7.4 Sơ đồ nguyên lí của tự động điều chỉnh điện áp theo độ lệch

Nguyên lí làm việc :

Đại lượng điện áp U của máy phát điện được gọi là đại lượng được điều chỉnh , đại lượng này bị thay đổi khi có những tác động bên ngoài N vào máy phát điện, ví dụ thay đổi tải, thay đổi điện trở, phân phối không đều vv…

Giá trị của Uo – đại lượng cho trước là giá trị mong muốn của điện áp cần đạt được thường là các chiết áp trên đó có thang chia và kim chỉ thị khi ta muốn đặc giá trị điện áp ban dầu cho máy phát

Điện áp máy phát qua bộ đo điện áp (là phản hồi chính của điều khiển) chuyển thành giá trị Uf = k.U được đưa về so sánh với giá trị Uo

∆U = U -U0

Ưu điểm : hệ thống có cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ, độ chính xác cao, dễ dàng cho việc tự kích ban đầu

Nhược điểm : hệ thống rất kém ổn định

7.3 Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên lí kết hợp :

Để khắc phục khuyết điểm và tận dụng nhưng ưu điểm của các nguyên lý điều chỉnh trên ta xây dựng hệ thống nguyên lý kết hợp vừa theo độ lệch vừa theo nhiễu

Ơû hệ thống điều khiển theo nguyên lý kết hợp thì phần phức hợp đóng vai trò chính ( Điều khiển theo nhiễu ) còn độ lệch đóng vai trò nâng cao độ chính xác

F

SS

F

KĐ

Trang 25

Hệ thống kết hợp phức hợp

pha song song và độ lệch

Hệ thống kết hợp phức hợp pha nối tiếp và độ lệch

Trang 26

7.4 Một số hệ thống tự động ổn định điện áp trong thực tế :

a Hệ thống phức hợp pha song song của hãng still ( Đức )

Thanh cái.

Sơ cấp 1

Cầu chỉnh lưu

Trang 27

b Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên lý phức hợp pha nối tiếp của hãng rade koncar

c Sơ đồ theo nguyên lý kết hợp ( kèm bãn vẽ sau avan kick )

Giới thiệu chức năng phần tử

G : Máy phát không chổi than

TP : Biến dòng

L : Cuộn cảm lấy tín hiệu áp

TN1 : Biến áp ba pha lấy tín hiệu độ lệch

Trang 28

Tn : Biến áp hai pha cấp nguồn cho bộ AVR

P4, P3, P2 : Các bộ cầu chỉnh lưu

PP : biến dòng để lấy tín hiệu điều chỉnh phân bố tải vô công

R11, C3 : Phản hồi âm mềm vi phân điện áp

Và một số phần tử khác sẽ trình bày trong phần nguyên lý hoạt động

I1, K1 : Cuộn kích từ

Nguyên lý hoạt động

Tín hiệu phản hồi dòng và áp lấy qua biến dòng TP và cuộn cảm L đưa tới cầu chỉnh lưu P2

Điện áp 3 pha lấy qua biến áp TN1 tới cầu chỉnh lưu P3 đưa điện áp ra so sánh với điện áp chuẩn đặt trên điod Zener DZ để đưa tới tầng khuếch đại trung gian (T3, T4, T5).Tín hiệu ra đưa đi điều khiển Transistor T2(Tín hiệu độ lệch )

Nếu vì một nguyên nhân nào đó điện áp của máy phát thay đổi thì tín hiệu điều khiển khoá hoặc mở bớt T2 để thay đổi dòng kích từ qua I1K1 qua đó thay đổi điện áp của máy phát làm ổn định dần điện áp của máy phát Đến khi điện áp của máy phát đạt giá trị định mức thì quá trình đó dừng lại

Quá trình tự kích ban đầu hoàn toàn phụ thuộc vào từ dư, nhờ phản hồi điện áp trong mạch mà từ dư được tăng dần lên đến khi đạt giá trị định mức một cách nhanh chóng và dễ dàng

Hệ thống có độ ổn định cao, hệ thống máy phát không chổi than hạn chế được rất nhiều hư hỏng ( do chổi than thường gây ra )

Hệ thống gọn nhẹ, kết cấu vững chắc, có độ điều chỉnh rộng và được lắp đặt rất nhiều trên các tàu do Balan sản xuất

Trang 29

§8 CÔNG TÁC SONG SONG CỦA CÁC MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ

8.1 Ý nghĩa, nguyên nhân các máy phát làm việc song song :

Trên tầu thuỷ công suất tiêu thụ điện lớn so với công suất trạm phát, tải toàn tầu không ổn định (phụ thuộc từng chế độ làm việc của tầu ) Mặt khác để nâng cao độ tin cậy của trạm phát thường bố trí ít nhất hai máy phát điện để tăng tính kinh tế khi khai thác năng lượng điện Do vậy trên tầu thuỷ thường thường các máy phát phải làm việc song song

Khi các máy fát điện làm việc song song :

- Sẽ đảm bảo cung cấp năng lượng điện cho mọi chế độ hoạt động của tầu, có thể ngắt một hay một số máy khi ít tải

- Có khả năng khởi động được các động cơ dị bộ có công suất lớn so với công suất của máy phát

- Có khả năng phục hồi điện áp nhanh

- Khi chuyển từ máy này sang máy kia không sẩy ra hiện tượng ngắt điện ( Nguồn trên thanh cái lúc nào cũng có điện)

- Giảm được trọng lượng của các thiết bị phân phối

Yêu cầu của các máy phát khi làm việc song song :

- Cung cấp đầy đủ năng lượng điện cho mọi chế độ hoạt động của tầu

- Các máy phát phải làm việc ổn định với phạm vi thay đổi tải lớn

- Quá trình phân phối tải giữa các máy phát phải đều nhau

- Giá trị dòng cân bằng phải bé nhất (lý tưởng bằng không)

Icanbang = e 2/ X d ( đối máy phát xoay chiều , coi rdây= 0 )

Trang 30

8.2 Các phương pháp kiểm tra điều kiện hòa đồng bộ chính xác :

a) Điều kiện hòa đồng bộ các máy phát

-Điều kiện thứ nhất là: điện áp tức thời của máy phát bằng điện áp tức thời của

lưới Giả sử điện áp tức thời của thanh cái là:

)240t

sin(

Uu

)120t

sin(

Uu

)tsin(

Uu

0 1

1 1 1 C

0 1

1 1 1 B

1 1 1 1 A

sin(

Uu

)120t

sin(

Uu

)tsin(

Uu

0 2

2 2 2 C

0 2

2 2 2 B

2 2 2 2 A

Điều kiện hòa yêu cầu uA1uA2, uB1uB2, uC1 uC2

-Điều kiện thứ 2 là: tần số của máy phát can hòa phải bằng tần số của lưới -Điều kiện thứ 3 là: thứ tự pha của máy phát và của lưới phải trùng nhau

-Điều kiện thứ 4 là: góc pha phải trùng nhau

Thông thường các máy phát được lắp đặt và thử nghiệm ở nhà máy nên điều kiện thứ tự pha luôn thỏa mãn, nếu các bộ tự động điều chỉnh điện áp hoạt động bình thường thì điện áp cực đại hay điện áp hiệu dụng các máy cũng bằng nhau

Do đó chúng ta chỉ quan tâm 2 thông số là tần số và góc pha đầu Điều chỉnh

tần số có thể được thực hiện dễ dàng thông qua việc điều khiển động cơ servo gắn trên bộ điều tốc Điều kiện về góc pha đầu được phát hiện nhờ các phương pháp hòa đồng bộ chính xác

b) Các phương pháp hòa đồng bộ máy phát

Có 2 phương pháp hòa đồng bộ:

- Hòa đồng bộ thô: đóng máy phát vào lưới khi các điều kiện về điện áp và tần số thỏa mãn,bỏ qua điều kiện góc pha đầu Để hạn chế dòng điện tăng khi đóng máy phát vào lưới, người ta sử dụng cuộn kháng bão hòa

- Hòa đồng bộ chính xác: có các phương pháp đèn tắt, đèn quay, đồng bộ

kế, bộ hòa tự động

Trang 31

Phương pháp đèn tắt:

Sơ đồ hệ thống đèn tắt Sơ đồ vectơ hệ thống đèn tắt

Hình 8.1 Sơ đồ đấu đèn và giản đồ vector của phương pháp đèn tắt

Quan sát cường độ sáng và tốc độ sáng tối của đèn ta nhận thấy rằng hai đèn cùng sáng tối và tần số chênh lệnh càng nhiều thì tốc độ sáng – tối của các đèn càng cao Góc pha đầu chênh lệch càng nhiều thì đèn càng sáng Thời điểm đóng máy phát vào lưới khi tốc độ sáng tối của các đèn chậm và các đèn gần tắt hẳn

Phương pháp đèn quay:

Phương pháp đèn quay có ưu điểm hơn phương pháp đèn tắt là giúp ta xác định được tần số của máy phát lớn hơn hay nhỏ hơn tần số lưới dựa vào chiều quay của đèn Khi đèn quay thuận chiều kim đồng hồ thì tần số máy phát lớn hơn tần số lưới và ngược lại Thời điểm đóng máy phát vào lưới khi đèn quay thuận chiều kim đồng hồ và hai đèn bên sáng cực đại còn đèn giữa tắt

Trang 32

Hình 8.2 Sơ đồ hòa đồng bộ chính xác với phương pháp đèn quay

Phương pháp đồng bộ kế:

Đồng bộ kế thực chất là một máy điện đặc biệt có sơ đồ nguyên lý như hình vẽ Stator có cuộn dây 2 pha được nối với lưới, rotor có 2 cuộn dây 2 pha nối với máy phát Trục rotor được gắn một kim chỉ thị Tần số giữa điện áp máy phát và điện áp lưới chênh lệch càng lớn thì kim đồng bộ kế quay càng nhanh

Khi tần số của điện áp máy phát lớn hơn tần số của điện áp lưới, f1 > f2 , thì kim đồng bộ kế quay thuận chiều kim đồng hồ và ngược lại Khi kim đồng bộ kế qua điểm 0 chỉ thị thì góc pha đầu của điện áp máy phát và điện áp lưới bằng nhau Do đó thời điểm đóng máy phát vào lưới khi kim đồng bộ kế quay chậm theo chiều kim đồng hồ và sắp qua điểm 0 chỉ thị

Trang 33

Hình 8.3 Sơ đồ hòa đồng bộ chính xác với phương pháp đồng bộ kế

Phương pháp hòa đồng bộ tự động:

Quá trình hòa xảy ra hoàn toàn tự động Người vận hành chỉ cần chuyển công tắc chọn máy phát cần hòa (Generator Selector), chuyển công tắc chọn chế độ hòa (Mode Selector) từ ‚tay‛ (Man) sang ‚tự động‛ (Auto)

Bộ tự động hoà đồng bộ

Các tín hiệu vào

f1, f2,

u1,u2,

Hình 8.4 Sơ đồ hòa đồng bộ chính xác với phương pháp hòa tự động

Trang 34

Thiết bị hòa tự động sẽ tự động thực hiện các chức năng:

- Kiểm tra điện áp các máy phát, điều chỉnh cân bằng các điện áp nếu cần thiết

- Kiểm tra tần số, điều chỉnh cân bằng tần số nếu cần thiết

- Chọn thời điểm hòa và đóng máy phát vào lưới

Vì các thiết bị hòa được thiết kế làm việc ở chế độ ngắn hạn, cho nên khi

máy phát cần hòa được hòa thành công thì thiết bị hòa phải được ngắt ra Tổng

phụ tải trên thanh cái bây giờ được chia đều cho các máy phát khi các máy công tác song song hoặc chuyển tất cả sang máy phát mới nếu đổi máy phát Khi hoạt động song song, bộ điều tốc sẽ điều khiển trực tiếp công suất tác dụng (kW) còn bộ AVR sẽ điều khiển công suất phản tác dụng (kVAr) hoặc cos

§9 PHÂN CHIA TẢI GIỮA CÁC MÁY PHÁT KHI LÀM VIỆC SONG

SONG

Phân phối tải đều đặn giữa các máy phát điện làm việc song song với nhau là một việc quan trọng bởi vì nếu chênh lệch sẽ dẫn tới khả năng làm việc không đồng đều máy này non tài, máy kia quá tải, tính kinh tế không đảm bảo Để khai thác thiết bị không ở vùng tối ưu, có hai lọai tải phải phân chia tải tác dụng P (tải kW); nếu phân phối bằng tay thực hiện bằng cách tăng thanh răng nhiên liệu ở điều tốc của máy mới hòa và giảm ở máy đã chạy trước đó thông qua việc điều khiển động cơ servo gắn ở bộ điều tốc Việc chia đều công suất tác dụng phụ thuộc vào độ cứng của các bộ điều tốc

Việc phân chia tải phản tác dụng Q (tải kVAr) phụ thuộc vào độ cứng của đặc tính ngoài các máy phát (độ cứng của AVR)

Trong hệ thống điện năng tầu thủy để việc chia tải kW và kVAr đều giữa các máy thì đặc tính công suất f = g1(P) và đặc tính ngoài U = g2(I) tương ứng của các máy phải có độ dốc giống nhau và bằng 2-4% Đối với các hệ thống điện năng hiện đại ngày nay còn áp dụng nhiều biện pháp khác để phân chia tải giữa các máy phát

Trang 35

kW = kW1+ kW2

Máy phát 2 Máy phát 1

9.1 Phân chia tải phản tác dụng :

Phân chia tải Q bằng cách tự động phân chia :

Khi tải không đều, nhờ có dây cân bằng mà áp trái dấu đặt lên hai bộ AVR

làm thay đổi điện áp lên hướng ngược lại Phương pháp này dùng cho máy tự

kích, phức hợp và tự điều chỉnh điện áp Cuộn cảm kháng làm giảm ảnh hưởng

của sóng nhấp nhô

Trang 36

Phân chia tải Q bằng cách nối dây cân bằng :

- Nối về phía một chiều( cùng áp kích từ)

Đấu dây cân bằng về phía một chiều dùng cho các máy phát cùng kiểu loại,

cùng giá trị điện áp kích từ, cùng công suất và đặc tính ngoài trùng nhau

- Nối về phía xoay chiều( khác áp kích từ)

Trang 37

Khi cầu dao của 2 MF đóng thì tiếp điểm CB tác động

Từ sơ đồ trên ta thấy nếu hai máy đang nhận tải P bằng nhau, nhưng tải Q khác nhau Máy nào nhận tải Q nhiều hơn dòng tải của nó lớn hơn, điều đó làm cảm ứng trong cuộn sức điện động của hai máy khác nhau và gây nên dòng cân bằng chạy trong dây cân bằng ba pha Dòng này có xu hướng làm giảm dòng kích từ của máy nhận tải vô công cao hơn và làm tăng dòng kích từ của máy nhận tải vô công thấp hơn

Phân phối theo đặc tính tĩnh

Các tổ máy phátđiện làm việc song song được trang bị các bộ tự động ổn định điện áp theo nguyên tắc độ lệch có thể áp dụng phương pháp thay đổi độ dốc đặc tính ngòai để phân phối tải phản tác dụng

Giả sử ù 3 máy phát có công suất bằng nhau với đặc tính ngòai 1 [ứng với máy 1 ], đặc tính 2 [ máy 2 ] đặc tính 3 [máy 3] làm việc song song Ứng với điện áp định mức máy 1 nhận tải I1, máy 2 nhận tải I2, máy 3 nhận tải I3 Dòng tải phản tác dụng của các máy phát không bằng nhau vì các đặc tính tốc độ không trùng nhau

Muốn các máy phát điện nhận tải phản tác dụng bằng nhau để phân tải kinh tế nhất ta phải dịch chuyển tịnh tiến các đặc tính tốc độ bằng cách thay đổi tham số cho trước tốc độ n0 hoặc thay đổi tín hiệu điều chỉnh theo tải của từng máy bàng tay hay tự động làm sao các đường đặc tính cắt nhau tại một điểm có toạ độ: Udm ; I1,2,3=

3

3 2

I   như ở hình vẽ

Qua phân tích ta thấy để phân chia tải tác dụng giữa các tổ máy phát có công suất bằng nhau theo đặc tính tĩnh tốt nhất là các đặc tính đó phải trùng nhau

Đối với các tổ máy phát điện có công suất khác nhau đặc tính ngòai tương đối u= [ ]

máy phát 2, I3 đối với máy phát 3

Trang 38

Phân chia tải theo độ dốc đặc tính ngoài

9.2 Phân bố tải tác dụng : do các điều tốc đảm nhiệm Máy nào có độ cứng đặc tính càng lớn thì nhận tải tác dụng càng nhiều Sự chênh lệch công suất giữa máy lớn nhất và nhỏ nhất không quá 10% công suất

- Phân bố tải phản tác dụng theo phương pháp máy phát làm chủ

- Phân bố tải phản tác dụng theo phương pháp tự động phân chia tải

Trang 39

CHƯƠNG 2 : BẢNG ĐIỆN CHÍNH VÀ CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ TRONG

BẢNG ĐIỆN CHÍNH

§1 Bảng điện chính và hệ thống phân chia điện năng

1.1 Bảng phân phối điện chính :

Bảng phân phối điện trên tầu thuỷ là một tủ sắt, trong đó người ta đặt các thiết bị đóng ngắt, thiết bị điều khiển đo lường, tín hiệu và các thiết bị bảo vệ Bảng phân phối điện chính dùng để điều khiển, kiểm tra công tác của máy chính, máy phát điện và phân phối điện năng cho các thiết bị tiêu thụ trong một vùng nhất định Ngoài bảng phân điện chính còn có các bảng phân điện riêng dùng để điều khiển các bộ tiêu thụ điện riêng, bảng phân điện đặc biệt dùng cho các thiết bị có yêu cầu ngặt nghèo ( ví dụ như bảng nạp ắc quy, bảng điện bờ )

Theo cấu trúc bảng phân điện chính chia thành :

- Cấu trúc kín : nhằm che các thiết bị để tránh con người động vào các

phần tử có điện, nhưng không có khả năng chống tia nước lọt vào

- Cấu trúc chống tia nước rơi vào dưới góc 45 o hay từ trên rơi xuống

- Cấu trúc kín nước : hoàn toàn có thể làm việc bình thường dưới độ

sâu10 m

Mặt bảng điện chính thường đặt các thiết bị kiểm tra công tác của máy phát để đưa chúng vào làm việc song song, đo điện trờ cách điện, các thiết bị ngắt máy phát khỏi thanh cái khi chúng làm việc riêng rẽ ( các thiết bị đóng ngắt đặt

ở phía trong cửa, tay điều khiển đưa ra ngoài), có các nguồn sáng trên mặt bảng điện chính để chiếu sáng thiết bị đo

Cấu trúc bảng điện chính phải thoả mãn các yêu cầu sau :

- Thuận tiện sử dụng và có khả năng tiếp cận các thiết bị đặt bên trong

- Dễ dàng vận chuyển, lắp ráp trên tầu

- Sự phân bố các thiết bị ở mặt phải đẹp, gọn gàng sáng sủa

- Đảm bảo an toàn cho người vận hành Mặt trước, mặt sau phải có tay vịn để cho người bám khi tầu lắc, và phải có thảm cách điện Trong bảng điện

Trang 40

chính, ngoài cầu dao chính còn có cầu dao phân đoạn nhằm đảm bảo cắt các nguồn tiêu thụ không quan trọng khi trạm phát có sự cố

Trong bảng điện chính phải được bố trí các thiết bị sau :

- Ampe metter đễ kiểm tra dòng tải các máy phát, các pha, các thiết bị tiêu thụ

- Vôn mét để kiểm tra điện áp các máy phát, các pha

- Các thiết bị bảo vệ máy phát : bảo vệ quá tải, ngắn mạch, công suất ngược

- Bộ tự động điều chỉnh điện áp

- Bộ điều chỉnh dòng kích từ bằng tay

- Thiết bị đo điện trở cách điện của trạm phát

- Cầu chì bảo vệ mạch động lực, mạch điều khiển, tín hiệu

- Bảng điện dòng xoay chiều

- Bộ điều chỉnh từ xa động cơ séc vô để đưa lương dầu vào động cơ diezen

- Hec mét để kiểm tra tần số

- Wát mét để kiểm tra công suất

- Cốt phi mét để kiểm tra hệ số công suất

- Thiết bị hoà đồng bộ : đèn và đồng bộ kế

- Cầu dao tự động cho máy fát và các thiết bị động lực khác

1.2 Các phương pháp phân phối điện năng

Định dạng
Số trang	196
Dung lượng	2,98 MB