Trang thiết bị điện tàu đại dương đi sâu nghiên cứu hệ thống

  • 57 trang
  • file .docx
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
LÊ HỒNG PHÚ
ĐỒ ÁNTỐT NGHIỆP
Trang thiết bị điện tàu Đại Dương - Đi sâu nghiên cứu hệ thống
tự động điều khiển từ xa máy chính hãng
NABCO-JAPAN
NGÀNH : ĐIỆN TỰ ĐỘNG TÀU THỦY. MÃ SỐ: D103
KHOA : ĐIỆN - ĐIỆN TỬ.
GVHD : ThS. Nguyễn Tất Dũng.
HẢI PHÒNG - 2015
1
LỜI CẢM ƠN
Với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử, đặc
biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo Th.S Nguyễn Tất Dũng và các bạn trong nhóm,
Em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Tuy nhiên, do còn hạn chế về trình độ
nên đồ án tốt nghiệp của em còn nhiều thiếu sót. Em rất mong các thầy, cô trong
khoa góp ý, chỉ bảo thêm để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Tất Dũng cùng các thầy, cô
và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Hải Phòng, tháng 12 năm 2015
Sinh viên
Lê Hồng Phú
2
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan rằng đồ án này là bài làm của em. Những số liệu, kết quả
có trong đồ án là trung thực và chưa được công bố trong các công trình nào
khác.
Hải Phòng, tháng 12 năm 2015
Tác giả đồ án
Sinh viên
Lê Hồng Phú
3
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................5
CHƯƠNG I: TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU ĐẠI DƯƠNG.........................6
1.1. Giới thiệu về trạm phát điện chính tàu Đại Dương........................................6
1.1.1. Giới thiệu các phần tử của bảng điện chính................................................7
1.1.2. Các thuật toán điều khiển hoạt động của trạm phát...................................12
1.2. Các chế độ công tác của trạm phát...............................................................15
1.2.1. Mạch đo của máy phát số 1(Page B31, B41, C2, C3)...............................15
1.2.2. Hoạt dộng của mạch điều khiển aptomat chính.........................................16
1.2.3. Hòa đồng bộ giữa các máy phát tàu Đại Dương.......................................18
1.2.4. Phân chia tải tác dụng giữa các máy phát công tác song song (B21)........20
1.2.5. Phân chia tải vô công giữa các máy phát khi công tác song song (G1)....21
1.2.6. Các bảo vệ trong trạm phát........................................................................22
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN LÒ ĐỐT RÁC VÀ DẦU
BẨN.....................................................................................................................24
2.1. Giới thiệu chung về hệ thống.......................................................................24
2.1.1. Các thông số của hệ thống.........................................................................25
2.1.2. Các phần tử chính......................................................................................26
2.2. Nguyên lý hoạt động....................................................................................28
2.2.1. Chọn chế độ đốt kết hợp với dầu mồi + dầu bẩn.......................................29
2.2.2. Chọn chế độ đốt dầu bẩn (W.O.only)........................................................30
2.2.3. Chọn chế độ đốt giẻ và dầu bẩn (solid-W.O)............................................32
2.2.4. Dừng đốt lò................................................................................................34
2.3. Báo động và bảo vệ......................................................................................34
4
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA MÁY CHÍNH
TÀU ĐẠI DƯƠNG.............................................................................................36
3.1. Giới thiệu chung về hệ thống tự động ĐKTX máy chính............................37
3.1.1. Giới thiệu chung........................................................................................37
3.1.2. Chuyển đổi vị trí điều khiển......................................................................38
3.1.3. Hệ thống điều khiển...................................................................................38
3.1.4. Hệ thống bảo vệ.........................................................................................42
3.2. Giới thiệu phần tử sơ đồ điều khiển mạch khí.............................................43
3.3. Nguyên lý hoạt động....................................................................................47
3.3.1. Chuẩn bị khởi động Diesel........................................................................47
3.3.2. Điều khiển tại chỗ E/S...............................................................................48
3.3.3. Tự động điều khiển từ xa trên buông lái...................................................49
3.3.4. Tự động điều khiển từ xa trên buồng lái...................................................51
3.3.5. Hệ thống bảo vệ.........................................................................................53
NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN...........................55
ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN.................................................56
5
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, nước ta đang trong thời kì phát triển. Góp phần không nhỏ vào
sự phát triển của đất nước là ngành giao thông vận tải. Nó mang lại hiệu quả
kinh tế cao cho đất nước. Đặc biệt với những thuận lợi về điều kiện tự nhiên, cơ
sở vật chất và con người nên ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta phát triển
và đã có những bước tiến vượt bậc. Chúng ta đã cho ra được những con tàu lớn
chất lượng cao với những trang thiết bị hiện đại. Vì thế được nhiều nước trên thế
giới như : Nhật Bản, Đức, Đan Mạch, Na Uy, Anh, Singapo… tin cậy đặt hàng.
Đang là một sinh viên học ngành Điện tự động tàu thủy thuộc khoa Điện -
Điện Tử của trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam. Sau hơn 4 năm học em đã
được các thầy cô trong khoa dạy những kiến thức cơ bản về các hệ thống trên
tàu thuỷ. Cũng rất may mắn là được các thầy cô dạy về những hệ thống hiện đại
đã và đang được sử dụng thực tế. Được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa, em
được giao đề tài tốt nghiệp:
“ Trang thiết bị điện tàu Đại Dương - Đi sâu nghiên cứu hệ thống tự
động điều khiển từ xa máy chính hãng NABCO-JAPAN”.
Sau thời gian 3 tháng, em đã hoàn thành đồ án. Nội dung đồ án bao gồm 3
chương:
Chương 1: Trạm phát điện tàu Đại Dương
Chương 2: Hệ thống tự động điều khiển lò đốt rác và dầu bẩn
Chương 3: Hệ thống tự động điều khiển từ xa máy chính tàu Đại Dương
Do hiểu biết của bản thân còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai
sót, nên em rất mong sự chỉ bảo của các thầy cô trong khoa và các bạn để đồ án
của em được hoàn thiện hơn.
Sinh viên
LÊ HỒNG PHÚ
6
CHƯƠNG I: TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU ĐẠI DƯƠNG
1.1. Giới thiệu về trạm phát điện chính tàu Đại Dương
Tàu được trang bị ba tổ hợp diesel lai máy phát chính.Trạm phát chính có
thể thực hiện khởi động diesel lai máy phát và hòa các máy phát khi công tác
song song với nhau bằng tay hoặc tự động và có thể điều khiển ở trạm tại chỗ
hoặc từ xa.
*) Các thông số của máy phát chính:
- Số lượng :3
- Công suất : 300KVA
- Tần số : 60Hz
- Số pha : 3 pha
- Điện áp định mức : 450 V
- Dòng điện định mức là : 385A
- Hệ số công suất cosφđm : 0.8
1.1.1. Giới thiệu các phần tử của bảng điện chính
Bảng điện chính tàu Đại Dương có 6 panel chính:
- Panel 1: Panel máy phát số 1 (N01 GENERATOR PANEL).
- Panel 2: Panel máy phát số 2 (N02 GENERATOR PANEL).
- Panel 3: Panel máy phát số 3 (N03 GENERATOR PANEL).
- Panel 4: Panel các thiết bị đo và hòa đồng bộ các máy phát
- Panel 5: Panel phụ tải mang điện 440V (440V FEEDER PANEL).
- Panel 6: Panel phụ tải mang điện 110V (110V FEEDER PANEL).
Trạm phát điện tàu Đại Dương bao gồm 3 máy phát chính: D-G1, D-G2 và
D-G3 có công suất. Mỗi máy có công suất: 240KW, điện áp: 450V, tần số:
60Hz.
Do trạm phát điện tàu Đại Dương có 3 máy phát giống nhau, vì vậy ở đây
chỉ nghiên cứu sơ đồ nguyên lý của máy phát số 1, máy phát số 2 và máy phát
số 3 hoàn toàn tương tự.
7
*) Panel 1: Panel máy phát số 1 (N01 GENERATOR PANEL)
- OL : Đèn báo sấy.
- RL : Đèn báo ACB mở.
- WL : Đèn báo máy phát chạy.
- GL : Đèn báo ACB đóng.
-A : Đồng hồ ampe.
-V : Đồng hồ vôn.
- RPRY1 : Rơ le công suất ngược.
- SW3 : Công tắc sấy.
- PL21 : Công tắc reset khi máy phát không bình thường.
- AS1 : Công tắc chọn để đo dòng.
- VS1 : Công tắc chọn để đo điện áp.
*) Panel 2: Panel máy phát số 2 (N02 GENERATOR PANEL)
- OL : Đèn báo sấy.
- RL : Đèn báo ACB mở.
- WL : Đèn báo máy phát chạy.
- GL : Đèn báo ACB đóng.
-A : Đồng hồ ampe.
-V : Đồng hồ vôn.
- RPRY2 : Rơ le công suất ngược.
- SW3 : Công tắc sấy.
- PL21 : Công tắc reset khi máy phát không bình thường.
- AS2 : Công tắc chọn để đo dòng.
- VS2 : Công tắc chọn để đo điện áp.
*) Panel 3: Panel máy phát số 3 (N03 GENERATOR PANEL)
- OL : Đèn báo sấy.
- RL : Đèn báo ACB mở.
- WL : Đèn báo máy phát chạy.
- GL : Đèn báo ACB đóng.
8
-A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện.
-V : Đồng hồ vôn kế dùng để đo điện áp.
- RPRY1 : Rơ le công suất ngược.
- SW3 : Công tắc sấy.
- PL21 : Công tắc reset khi máy phát không bình thường.
- AS3 : Công tắc chọn để đo dòng.
- VS3 : Công tắc chọn để đo điện áp.
*) Panel 4: Panel các thiết bị đo và hòa đồng bộ các máy phát.
- IL3 : Đèn báo really to start.
- IL5 : Đèn báo ST-by số 2.
- IL21 : Đèn báo ACB mở.
- IL99 : Đèn dự trữ.
- IL4 : Đèn báo ST-By số 1
- IL22 : Đèn báo ACB đóng.
- IL1 : Đèn báo nguồn 24VDC.
- IL2 : Đèn báo hệ thống máy tính bình thường.
- IL18 : Đèn báo nguồn điện bờ bật.
- IL19 : Đèn báo cắt nguồn sự cố, ưu tiên.
- 51, 52, 53 : Hệ thống đèn quay.
- COSP : Công tắc hòa đồng bộ và phân chia tải.
- KW : Đồng hồ đo công suất tác dụng.
- FM : Đồng hồ đo tần số.
- GCS 3 : Công tắc điều chỉnh tần số máy phát số 3.
- GCS 2 : Công tắc điềù chỉnh tần số máy phát số 2.
- GCS 1 : Công tắc điều chỉnh tần số máy phát số 1.
- BCS 3 : Công tắc điều khiển ACB máy phát số 3.
- BCS 2 : Công tắc điều khiển ACB máy phát số 2.
- BCS 1 : Công tắc điều khiển ACB máy phát số 1.
- CSE 3 : Công tắc điều khiển diesel lai máy phát số 3.
9
- CSE 2 : Công tắc điều khiển diesel lai máy phát số 2.
- CSE 1 : Công tắc điều khiển diesel lai máy phát số 1.
- FMS2 : Công tắc chọn để đo tần số máy phát số 1, máy phát số 2,
máy phát số 3 và điện bờ.
- FMS1 : Công tắc chọn để đo tần số máy phát làm việc trên lưới.
- SYS : Công tắc chọn máy phát cần hòa đồng bộ.
- SY : Đồng bộ kế.
- COS A3 : Chọn chế độ tự động, bằng tay máy phát số 3.
- COS A2 : Chọn chế độ tự động, bằng tay máy phát số 2.
- COS A1 : Chọn chế độ tự động, bằng tay máy phát số 1.
*) Panel 5: Panel phụ tải mang điện 440V (440V FEEDER PANEL)
- TL 21 : Đèn báo chạm mát mạng 440Vpha R.
- TL 22 : Đèn báo chạm mát mạng 440Vpha S.
- TL 23 : Đèn báo chạm mát mạng 440Vpha T.
- MP 3A : Biến áp hạ áp (450/115V).
- MP 3B : Biến áp hạ áp (450/115V).
- MP 3C : Biến áp hạ áp (450/115V).
- MP 18 : Nồi hơi phụ.
- MP17 : Xuồng cứu sinh.
- MP11 : Bơm la canh và dầu bẩn.
- MP10 : Aptomat cấp nguồn cho bơm nước ngọt.
- MP9 : Aptomat cấp nguồn cho hệ thống điều hòa khí.
- MP8 : Aptomat cấp nguồn cho máy lọc dầu.
- MP32 : Aptomat cấp nguồn cho Bơm FO.
- MP7 : Aptomat cấp nguồn cho Bơm FO.
- MP1 : Bảng điện sự cố.
- MP20 : Aptomat cấp nguồn cho máy lái số 2.
- MP28 : Aptomat cấp nguồn cho bơm thủy lực số 4.
- MP 27 : Aptomat cấp nguồn cho bơm thủy lực số 3.
10
- MP26 : Aptomat cấp nguồn cho bơm thủy lực số 2.
- MP25 : Aptomat cấp nguồn cho bơm thủy lực số 1.
- MP22 : Aptomat cấp nguồn cho quạt gió phụ số 2.
- MP21 : Aptomat cấp nguồn cho quạt gió phụ số 1.
- MP19 : Aptomat cấp nguồn cho máy lái số 1.
- MP31 : Aptomat cấp nguồn cho dụ trữ.
- MP30 : Aptomat cấp nguồn cho rada số 2.
- MP29 : Aptomat cấp nguồn cho rada số 1.
- MP16 : Aptomat cấp nguồn cho quạt thông gió hầm hàng.
- MP14 : Aptomat cấp nguồn cho quạt thông gió kho thủy thủ
trưởng và hầm hàng.
- MP12 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị trên cabin.
- MP6 : Aptomat cấp nguồn cho bơm cứu hỏa, bơm ballas.
- MP5 : Aptomat cấp nguồn cho GSP-1.
- MP4 : Aptomat cấp nguồn cho GSP-1
- MP15 : Aptomat cấp nguồn cho các thiết bị phụ buồng máy.
- MP13 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị bếp
- MP24 : Aptomat cấp nguồn cho cẩu số 2.
- MP23 : Aptomat cấp nguồn cho cẩu số 1.
- MP36 : Aptomat dự trữ.
- MP2 : Aptomat điện bờ.
*) Panel 6: Panel phụ tải 110V (100V FEEDER PANEL)
- TL1 : Đèn báo chạm mát pha R.
- TL2 : Đèn báo chạm mát pha S.
- TL3 : Đèn báo chạm mát pha T.
-A : Đồng hồ đo dòng điện.
-V : Đồng hồ đo điện áp.
- MP3A-1 : Aptomat thứ cấp biến áp (R-S).
- MP3B-1 : Aptomat thứ cấp biến áp (S-T).
11
- MP3C-1 : Aptomat thứ cấp biến áp (T-R).
- ML1 : Aptomat cấp nguồn cho đèn hành trình.
- ML2 : Aptomat cấp nguồn cho boong lái.
- ML3 : Aptomat cấp nguồn cho boong A và boong B.
- ML4 : Aptomat cấp nguồn cho boong chính.
- ML5 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị điện cabin nhóm SP-1.
- ML6 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị điện cabin nhóm SP-2.
- ML7 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị buồng máy.
- ML8 : Aptomat cấp nguồn cho chiếu sáng buồng máy.
- ML9 : Aptomat dự trữ.
- ML10 : Aptomat cấp nguồn cho bàn điều khiển buồng máy.
- ML11 : Aptomat cấp nguồn cho nghi khí hàng hải và thông tin liên
lạc.
- ML12 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị buồng máy.
- ML13 : Aptomat cấp nguồn cho la bàn điện.
- ML14 : Aptomat cấp nguồn cho vô tuyến điện MF/HF.
- ML15 : Aptomat dự trữ.
- ML16 : Aptomat dự trữ.
1.1.2. Các thuật toán điều khiển hoạt động của trạm phát
a) Thuật toán khởi động máy phát và cho máy phát công tác song song (Page
FC11)
- Diesel lai máy phát đang dừng, chọn chế độ điều khiển diesel lai máy phát
từ xa trên bảng điện chính (MSB), đèn WL báo Diesel sẵn sàng khởi động sáng.
- Xoay công tắc “CSE” sang vị trí “Start”, có tín hiệu khởi động Diesel.
Trong khoảng thời gian 25s nếu:
+ Diesel khởi động không thành công, đèn WL tắt, đèn RL sáng báo khởi
động không thành công. Muốn khởi động lại cần ấn nút Reset.
+ Diesel khởi động thành công, đèn WL tắt, máy phát phát ra điện: điện áp và
tần số đủ.
12
- Nếu trên lưới không có điện, xoay công tắc BCS sang vị trí “Close”, có tín
hiệu đóng aptomat, aptomat đóng và máy phát có điện lên lưới.
- Nếu trên lưới đang có điện, bật công tắc COSP sang vị trí “MANU”, bật
công tắc SYS sang vị trí máy phát cần hòa, quan sát đồng bộ kế, điều chỉnh tần
số máy phát cần hòa bằng công tắc GCS. Khi các điều kiện hòa đảm bảo, đến
thời điểm hòa, xoay công tắc BCS sang vị trí “Close”, có tín hiệu đóng aptomat,
aptomat đóng và sau khi phân chia tải máy phát sẽ công tác song song với các
máy phát khác.
b) Thuật toán san tải bằng tay và ngắt aptomat máy phát (Page FC15)
Máy phát đang công tác song song với các máy phát khác, muốn ngắt máy
phát ra khỏi lưới thực hiện các bước sau:
- Xoay công tắc GCS của máy phát cần ngắt về vị trí “LOWER”, đồng thời
xoay công tắc GCS của máy phát kia về vị trí “RAISE” cho đến khi đồng hồ
KW của máy phát cần ngắt chỉ công suất < 5% Pđm.
- Xoay công tắc BCS của máy phát cần ngắt về vị trí “OPEN”, có tín hiệu
ngắt aptomat, aptomat mở.
- Xoay công tắc CSE sang vị trí “STOP”, có tín hiệu dừng Diesel, Diesel
dừng.
c) Thuật toán hòa đồng bộ tự động (Page FC21)
- Trên lưới đang có điện, Diesel lai máy phát có tín hiệu khởi động và chạy,
điện áp và tần số máy phát đạt giá trị định mức.
- Bật công tắc COSP sang vị trí “AUTO”, ấn nút PBS của máy phát cần hòa,
đèn PL1 sáng.
- Mạch tự động hòa đồng bộ hoạt động, trong vòng 60s nếu:
+ Aptomat máy phát không đóng được, đèn PL1 tắt, đèn RL sáng báo không
hòa tự động được.
+ Aptomat máy phát đóng, đèn PL1 tắt, mạch tự động phân chia tải làm việc
và máy phát công tác song song.
d) Thuật toán tự động san tải và ngắt aptomat máy phát (Page FC25)
13
- Máy phát đang công tác song song với máy phát khác, nhu cầu của tải cần
ngắt một máy phát.
- Bật công tắc COSP sang vị trí “AUTO”.
- Ấn nút ấn PBS của máy phát cần ngắt, hệ thống tự động kiểm tra, nếu ngắt
đi một máy:
+ Công suất của các máy phát còn lại không đủ cung cấp cho tải, hệ thống
không cho phép ngắt máy phát, các máy phát công tác như cũ.
+ Công suất của các máy phát còn lại đủ cung cấp cho tải, hệ thống tự động
san tải của máy phát cần ngắt sang máy phát còn lại, đèn PL2 sáng. Nếu trong
quá trình tự động san tải công suất các máy phát còn lại nhận lớn hơn 90% công
suất định mức, hệ thống sẽ thực hiện phân chia tải trở lại và các máy phát công
tác song song như cũ, đèn PL2 tắt. Nếu trong quá trình san tải công suất các máy
phát còn lại nhận luôn nhỏ hơn 90% công suất định mức, quá trình tự động san
tải tiếp tục cho đến khi công suất máy phát cần ngắt nhỏ hơn 5% công suất định
mức, hệ thống có tín hiệu ngắt aptomat, aptomat mở và các máy phát còn lại tiếp
tục công tác song song, diesel lai máy phát vừa ngắt chạy không tải, đèn PL2 tắt.
e) Thuật toán bảo vệ (Page FC51)
*) Aptomat máy phát ngắt sự cố có thể do:
+ Ấn nút dừng sự cố máy hoặc ấn nút dừng máy
+ Bảo vệ ngắn mạch
+ Bảo vệ quá tải
+ Điện áp thấp
+ Lỗi phần cơ của aptomat
+ Công suất ngược
- Đèn RL trên bảng điện chính sáng
- Nếu trên lưới mất điện, có tín hiệu báo động aptomat ngắt sự cố và mất điện
toàn tàu.
- Nếu trên lưới có điện, có tín hiệu báo động aptomat ngắt sự cố và có tín hiệu
ngắt ưu tiên cấp 2 đèn RL sáng.
14
*) Nếu máy phát quá tải It = (115%x88%) Iđm, trễ sau 10s có tín hiệu báo động
quá tải và thực hiện ngắt ưu tiên cấp 1, đèn RL sáng.
*) Các thống số của trạm phát không bình thường bao gồm:
- Điện áp cao quá 106%, trễ sau 5s báo động điện áp cao
- Điện áp thấp quá 90%, trễ sau 5s báo động điện áp thấp
- Tần số cao quá 105%, trễ sau 5s báo động tần số cao
- Tần số thấp quá 95%, trễ sau 5s báo động tần số thấp
1.2. Các chế độ công tác của trạm phát
1.2.1. Mạch đo của máy phát số 1(Page B31, B41, C2, C3)
a. Giới thiệu các phần tử
- A1 : Đồng hồ đo dòng điện máy phát số 1 có dải đo từ (0÷600A).
- KW1 : Đòng hồ đo công suất máy phát số 1 có dải đo từ (-40÷400) KW.
- AS1 : Công tắc chuyển mạch đo dòng điện các pha.
- WD : Bộ chuyển đổi công suất.
- WD1 : Bộ chuyển đổi công suất máy phát số 1.
- WD2 : Bộ chuyển đổi công suất máy phát số 2.
- WD3 : Bộ chuyển đổi công suất máy phát số 3.
- VS : Công tắc chuyển mạch đo điện áp các pha.
- FM : Đồng hồ đo tần số.
-V : Vôn kế để đo điện áp giữa các pha của máy phát. Điện áp định
mức của máy phát là 450V, dải đo của vôn kế là 0÷600V.
b. Hoạt động của các mạch đo
*) Dòng điện máy phát số 1(B31):
- Tín hiệu dòng của máy phát số 1 được lấy sau aptomat chính thông qua các
biến dòng CT11, 12 (B1) qua bộ chuyển đổi công suất được đưa tới công tắc
chuyển mạch AS1. Muốn đo dòng điện pha nào thì xoay công tắc sang vị trí pha
đó, ampe kế sẽ chỉ thị đòng điện cần đo. Khi không đo dòng điện pha nào ta đưa
công tắc về vị trí “Off”. Giả xử muốn đo dòng điện pha R thì xoay công tắc AS1
15
sang phía pha R. Khi đó dòng từ pha R vào đầu 44 sang đầu 43 trong công tắc
AS1 rồi qua đồng hồ A1 qua đầu 21 về đầu 22 qua pha S về mát.
*) Đo điện áp của máy phát số 1:
-Tín hiệu điện áp của máy phát được lấy sau aptomat chính thông qua biến áp
PT11, 12 (C2) tới công tắc chuyển mạch VS1. Muốn đo điện áp giữa các pha
nào thì xoay công tắc VS1 sang vị trí các pha đó. Ví dụ đo điện áp dây R-S thì
xoay công tắc VS1 sang phía R-S. Khi đó tín hiệu áp dây pha R sẽ vào đầu 52
qua đầu 51 đến V12 vào đồng hồ, tín hiệu pha S sẽ từ đầu 24 sang đầu 23 vào
V11 qua đồng hồ. Thông qua số chỉ của vôn kế ta biết được điện áp dây của hai
pha R, S của máy phát số 1.
*) Đo công suất:
- Tín hiệu dòng của máy phát số 1 được lấy từ hai pha R, T thông qua biến
dòng CT11, 12 (B1) qua bộ chuyển đổi WD1 đưa tới đầu 1, 5 trong oát kế, tín
hiệu áp được lấy từ ba pha R, S, T thông qua biến áp PT11, 12 (B1) đưa tới đầu
7, 8, 9 vào trong oát kế. Với dải đo từ (-40÷400) KW thông qua oát kế ta có thể
biết được công suất của máy phát.
1.2.2. Hoạt dộng của mạch điều khiển aptomat chính
a) Chế độ điều khiển bằng tay
- Chuyển công tắc COSA1 sang vị trí manu
- Ngay sau khi máy phát phát ra điện áp thì nguồn được đưa đến động cơ M
(do lúc này tiếp điểm hành trình đang đóng), động cơ M có điện lên dây cót nén
lò xo lại cho đến khi lò xo nén đến cuối hành trình, nó sẽ bị khóa lại bởi một lẫy
cơ khí, đồng thời nó cũng làm cho tiếp điểm của công tắc hành trình mở ra ngắt
nguồn vào động cơ M.
- Khi các điều kiện hòa đã đủ: tần số máy phát cần hòa bằng tần số lưới, điện
áp máy phát cần hòa bằng điện áp lưới, góc lệch pha giữa véc tơ điện áp cần hòa
và điện áp lưới bằng nhau, thứ tự các pha máy phát cần hòa và lưới trùng nhau
thì đóng công tắc BCS1(F1) sang vị trí “Close” làm cho hai điểm 13,14 nối với
16
nhau cấp nguồn cho rơ le F1A(B1) làm tiếp điểm F1A(B1) đóng cấp nguồn cho
cuộn close coil.Cuộn này nhả lẫy cơ khí ra làm lò xo bung ra đóng aptomat lại.
- Khi aptomat được đóng lên lưới thì các tiếp điểm chính và tiếp điểm phụ của
nó thay đổi trạng thái:
+ Tiếp điểm A1+, A1- (F1) đóng lại cấp nguồn cho rơ le F1X, tiếp điểm F1X
(F1) đóng lại làm đèn GL sáng báo ACB đóng.
+ Tiếp điểm A2+, A2- (F1) đóng lại chờ sẵn cho việc mở ACB.
+ Tiếp điểm A3+, A3-(J11) đóng cấp tín hiệu vào đầu 24 trong bộ quản lý
nguồn báo ACB đóng.
+ Tiếp điểm B6+, B6- (F1) mở cắt nguồn cho động cơ lên dây cót.
+ Tiếp điểm B7+, B7-(B11) mở, cắt nguồn vào bộ sấy.
+ Tiếp điểm B8+, B8- (E41) mở, khóa liên động không cho đóng điện bờ.
+ Tiếp điểm B9+, B9- (G1) mở để phục vụ cho phân chia tải vô công giữa các
máy phát.
- Máy phát số 1 đang công tác trên lưới muốn ngắt ra khỏi lưới thì thực hiện
quá trình san tải bằng tay khi tải máy phát số 1 còn lại 5% thì bật công tắc BCS1
về vị trí “Open”. Khi đó tiếp điểm 11,12 (F1) nối thông với nhau, nguồn được
đưa từ chân US+ sang US- để mở aptomat,tiếp điểm 21,22 (J11) đóng báo ACB
mở trong bộ quản lý nguồn. Khi aptomat mở thì các tiếp điểm sẽ thay đổi trạng
thái:
+ Tiếp điểm A1+, A1-(F1) mở cắt nguồn cho F1X làm tiếp điểm F1X(F1) thay
đổi trang thái làm đèn RL sáng báo ACB mở.
+ Tiếp điểm A2+, A2-(F1) mở.
+ Tiếp điểm A3+, A3-(J11) mở cắt tín hiệu vào đầu 24 bộ quản lý nguồn.
+ Tiếp điểm B6+, B6-(F1) đóng cấp nguồn cho động cơ lên dây cót.
+ Tiếp điểm B7+, B7- (B11) đóng cấp nguồn vào bộ sấy.
+ Tiếp điểm B8+, B8- (E41) đóng, khóa liên động cho đóng điện bờ
+ Tiếp điểm B9+, B9-(G1) đóng.
b) Chế độ tự động
17
- Bật công tắc COSP sang vị trí “Auto”, bật công tắc COS A1 sang vị trí
“Auto” khi đó tiếp điểm 13,14 (J11) đóng cấp tín hiệu vào chân 21 bộ quản lý
nguồn báo chọn ST-BY. Động cơ M có điện trước và lên dây cót sẵn sàng đóng
aptomat vào lưới. Ấn nút PL1 sang vị trí "On" trên bảng điện chính sau khi đã
chuyển các công tắc sang vị trí "Auto" và máy phát đã phát ra điện.Tín hiệu điện
áp máy phát số 1 đưa vào đầu 16, 6 trong bộ quản lý nguồn (J1). Khi các điều
kiện hòa thỏa mãn: tần số máy phát cần hòa bằng tần số lưới, điện áp máy phát
cần hòa bằng điện áp lưới, góc lệch pha giữa véc tơ điện áp cần hòa và điện áp
lưới bằng nhau, thứ tự các pha máy phát cần hòa và lưới trùng nhau,trong khối
quản lý nguồn sẽ gửi tín hiệu ra chân số 2 đóng tiếp điểm 2 +, 2- và làm cho tiếp
điểm 01-2 (F1) đóng cấp nguồn cho cuộn đóng aptomat.
- Khi máy phát số 1 đang hoạt động mà muốn cắt ra khỏi lưới thì ấn nút PL2
(MSB) sang vị trí “On”, tín hiệu được đưa đến chân 26 trong bộ quản lý nguồn
(J11) để thực hiện quá trình san tải. Khi tải của máy phát số 1 chỉ còn lại 5% bộ
quản lý nguồn sẽ gửi tín hiệu ra chân số 3 (J12) để đóng tiếp điểm, lúc này tiếp
điểm 01-3 (F1) sẽ đóng để cấp nguồn cho cuộn cắt aptomat làm aptomat mở.
1.2.3. Hòa đồng bộ giữa các máy phát tàu Đại Dương
Trên tàu Đại Dương người ta thực hiện hòa song song các máy phát bằng
phương pháp hòa đồng bộ chính xác sử dụng đồng bộ kế và hệ thống đèn quay
để kiểm tra các điều kiện hòa, việc thực hiện hòa đồng bộ các máy phát trên tàu
có thể bằng tay hoặc tự động.
- Giả sử trên lưới máy phát số 2 đang công tác nhưng vì lý do nào đó mà năng
lượng điện của máy phát này không đủ cho nhu cầu của phụ tải, lúc này sẽ cần
máy phát khác hoạt động và hòa vào lưới để đáp ứng đủ năng lượng điện. Quá
trình này có thể diễn ra tự động hoặc do điều khiển của con người.
-Giả sử cần đưa máy phát số 1 vào công tác song song với máy phát số 2.
a) Quá trình hòa đồng bộ bằng tay
- Bật công tắc hòa đồng bộ COSP (J2) sang vị trí “Manu”, bật công tắc SYS
(C1) về vị trí “NO1”, hệ thống đèn quay và đồng bộ kế được đưa vào hoạt động.
18
+ Tín hiệu áp của máy phát số 1 được lấy thông qua 1V sau biến áp PT11, 12.
+ Tín hiệu áp của lưới được lấy thông qua 2V sau biến áp PT3, 4.
- Khi thực hiện hòa đồng bộ thì điều kiện sau được thỏa mãn:
+ Tần số máy phát cần hòa và tần số lưới bằng nhau: tần số máy phát cần hòa
được kiểm tra thông qua FMS2 (C3), tần số lưới được kiểm tra thông qua FMS1
(C3).
+ Điện áp máy phát cần hòa và điện áp lưới bằng nhau: điện áp lưới được
kiểm tra thông qua VS1 (C2), điện áp cần hòa được kiểm tra thông qua VS1
(C2).
+ Góc lệch pha giữa vectơ điện áp cần hòa và điện áp lưới bằng nhau và được
kiểm tra thông qua đồng bộ kế SY (C1).
Quan sát đồng bộ kế và hệ thống đèn quay, nếu kim đồng bộ kế quay theo
chiều “Fast” (F1>F2) và hệ thống đèn quay quay theo chiều kim đồng hồ thì ta
xoay công tắc GCS1 (B21) theo chiều giảm “Lower” khi đó rơ le B21B (B21)
có điện cấp điện vào động cơ secvo motor GM quay theo chiều giảm nhiên liệu
vào động cơ diesel lai máy phát số 1. Ngược lại nếu kim đồng bộ kế quay theo
chiều “Slow” và hệ thống đèn quay quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ
thì ta quay công tắc GCS1 sang vị trí “Raise” khi đó rơ le B21A có điện cấp cho
động cơ secvo motor đưa nhiên liệu vào diesel lai máy phát số 1 theo chiều tăng.
- Thời điểm đóng aptomat máy phát số 1 lên lưới là thời điểm kim đồng bộ kế
quay theo chiều “Fast” chậm và khi đèn xanh trên đồng bộ kế sáng còn hệ thống
đèn quay thì đèn S tắt, hai đèn R, T sáng như nhau.
- Khi các điều kiện hòa đã thỏa mãn ta bật công tắc BCS1 sang vị trí “Close”
để đóng máy phát số 1 lên lưới.
b) Quá trình hòa đồng bộ tự động
- Chuyển công tắc COSP trên bảng điện chính sang vị trí “Auto”, ấn nút PL1
sang vị trí “On” (J11) khi đó tín hiệu sẽ được gửi tới bộ quản lý nguồn để thực
hiện quá trình hòa đồng bộ tự động, đèn PL1 sáng (N1) sáng báo chế độ hòa
đồng bộ tự động sẵn sàng hoạt động.
19
+ Tín hiệu điện áp lưới thông qua biến áp PT3, 4 đưa vào khối quản lý nguồn
(J1) thông qua chân 5, 15.
+ Tín hiệu điện áp máy phát số 1 thông qua biến áp PT11, 12 đưa vào khối
quản lý nguồn (J1) thông qua chân 6, 16.
- Khối quản lý nguồn có chức năng so sánh điện áp và tần số của máy phát số
1 và của lưới.
- Khi các điều kiện hòa chưa thỏa mãn về tần số, khối quản lý nguồn sẽ xử lý
tín hiệu cảm biến được và đưa ra tín hiệu để điều khiển động cơ secvo.
+ Giả sử tần số máy phát số 1 thấp hơn tần số lưới, tín hiệu từ khối quản lý
nguồn (J12) đưa tín hiệu qua chân số 4, lúc này tiếp điểm của nó đóng lại cấp tín
hiệu đến 01-4 (B21) cấp nguồn cho công tắc tơ B21A để điều khiển động cơ
secvo motor theo chiều tăng.
+ Giả sử tần số máy phát số 1 cao hơn tần số lưới thì tín hiệu từ khối quản lý
nguồn (J12) đưa đến chân số 5, lúc này tiếm điểm của nó đóng lại cấp tín hiệu
đến chân 01-5 (B21) cấp nguồn cho công tắc tơ B21B để điều khiển động cơ
secvo motor theo chiều giảm.
- Khi các điều kiện thỏa mãn thì khối quản lý nguồn (J12) sẽ gửi tín hiệu ra
chân số 2 đóng tiếp điểm 01-2 (F1) cấp nguồn cho rơ le F1A để điều khiển đóng
aptomat máy phát số 1 và máy phát số 1 được đóng lên lưới kết thúc quá trình
hòa.
1.2.4. Phân chia tải tác dụng giữa các máy phát công tác song song (B21)
a) Các phần tử chính của mạch
- GCS : Công tắc điều khiển có 3 vị trí là LOWER-OFF-RAISE.
- B21A : Công tắc tơ điều khiển quá trình tăng nhiên liệu.
- B21B : Công tắc tơ điều khiển quá trình giảm nhiên liệu.
- GM : Động cơ secvo.
b) Phân chia tải tác dụng
*) Phân chia tải tác dụng bằng tay
20