BÀI TẬP GIỮA KÌ MÔN KHAI THÁC HỆ THỐNG TÀU THỦY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG TÀU THỦY VIỆN HÀNG HẢI ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH BÀI TẬP 1 PHÂN TÍCH VÀ THỬ CÁC BẢO VỆ TRONG SƠ ĐỒ NỒI HƠI BÀI TẬP 2.
BÀI TẬP GIỮA KÌ MƠN KHAI THÁC HỆ THỐNG TÀU THỦY NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG TÀU THỦY VIỆN HÀNG HẢI ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH BÀI TẬP 1: PHÂN TÍCH VÀ THỬ CÁC BẢO VỆ TRONG SƠ ĐỒ NỒI HƠI BÀI TẬP 2: KHI MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA BỊ ĐẤU SAI PHA (NGƯỢC ĐẦU ĐẦU THÀNH ĐẦU CUỐI) HỎI TỪ TRƯỜNG TRONG MÁY ĐIỆN CĨ HÌNH DẠNG NHƯ THẾ NÀO? LỜI GIẢI: Sơ đồ Nồi Z BOILER Hãng Mura – Nhật Phân tích sơ đồ nồi Z Hãng Mura – Nhật 1.1 Giới thiệu phần tử - NFB: CB pha cấp nguồn AC440V cho mạch động lực - A1, A2, A3: đồng hồ đo dòng điện - WP1, WP2: bơm cấp nước cho nồi - OH: sấy dầu nặng FO - BP: bơm dầu FO - BF: quạt gió - CP: bơm tuần hoàn - Mạch điều khiển cấp nguồn thông qua biến áp Tp bảo vệ ngắn mạch cầu chì 2.F1, F2 - IGT: biến áp đánh lửa - 4T, 5T: timer - BURNER CONTROL RELAY: điều khiển rơ le đốt nồi - cd5 (ở vị trí 51 vẽ): điện trở quang - 43BA (ở vị trí 78 vẽ) : cơng tắc chọn chế độ đốt lị - 22Q : cảm biến nhiệt điều khiển sấy dầu tự động - 43WA (ở vị trí 29 vẽ): cơng tắc chọn chế độ bơm nước - Các đèn báo, còi - 33W1, 33W2: mạch cảm biến mức nước (ở vị trí 27 – 37 vẽ) - U1, U2: rơ le phao điện cực (nằm bên mạch giám sát mức nước WATER LEVER DETECTOR) đó: + U1: nước nồi thấp, cắt đốt dừng lò báo động + U2: nước nồi thấp, cấp nước tự động vào nồi - 20VR: cuộn hút van điện từ - 63SX (56): rơ le áp suất 1.2 Nguyên lí hoạt động 1.2.1 Mạch sấy dầu FO (ở vị trí 88 vẽ) - Ta bật cơng tắt 43H vị trí BC-oil, 88H có điện, đóng tiếp điểm 88H mạch động lực làm cho điện trở sấy OH có điện bắt đầu sấy dầu - Cảm biến nhiệt 23Q điều khiển việc sấy dầu tự động, nhiệt độ thường (khoảng 80 ℃ ) dầu FO đặc quánh, 23Q tác động đóng lại, 88H có điện chuẩn bị cho việc sấy dầu, nhiệt độ tăng lên 90 ℃ dầu lỏng lại 23Q tác động mở tiếp điểm, 88H điện không cho sấy dầu - Muốn tắt sấy dầu ta gạt cơng tắt 43H sang vị trí A-oil, 88H điện không sấy dầu 1.2.2 Mạch bơm cấp nước cho nồi Mạch bơm cấp nước chế độ tay (ở vị trí 28, 29, 30 vẽ) - Ta gạt công tắt 43WA sang manu, ta bật công tắt 43W chọn bơm số số 2, ví dụ ta chọn số 1, ta bật cơng tắt sang NO.1 88W1 có điện, tiếp điểm phụ 88W1 (ở vị trí 42 bảng vẽ) đóng lại làm đèn báo GL1 sáng lên, tiếp điểm 88W1 mạch động lực đóng lại bơm chạy Ta theo dõi mức nước ống thủy, đủ lượng nước ta gạt công tắt 43W sang OFF - 49W1 49W2 rơ le nhiệt bảo vệ tải cho động bơm cấp nước Mạch bơm cấp nước chế độ tự động (ở vị trí 24 – 27 vẽ) - Ta gạt công tắt 43WA sang Auto, bật 43W sang NO.1 (chọn bơm số 1), 88W1 có điện, bơm NO.1 chạy - Ta nhấn nút 3-4B (ở vị trí 24 vẽ), rơ le 4X có điện, tiếp điểm 4X đóng lại vừa trì vừa cấp nguồn cho mạch cảm biến mức nước - Nếu mực nước nằm vị trí A – A ' , U2 có điện chuyển đổi tiếp điểm sang bên phải phần mạch cảm biến mức nước, làm cho 88W1 88W2 điện, bơm không chạy - Nếu mực nước thấp B - B ' , U2 điện chuyển tiếp điểm sang bên trái, lúc 88W1 có điện (do ta 43W1 sang NO.1, chọn bơm NO.1), tiếp điểm 88W1 mạch động lực, bơm chạy cấp nước cho nồi 1.2.3 Mạch đốt tay cho nồi Mạch đốt tay cho nồi (ở vị trí 78 – 113 vẽ) - Ta gạt cơng tắt 43BA sang vị trí Manu, rơ le 43BAX1 43BAX2 điện, chuyển mạch sang mạch đốt tay - Q trình đốt lị thực sau: + B1: Chạy quạt gió, mở hết cửa gió Ta bật 3-88F, 88F có điện, tiếp điểm 88F đóng lại, quạt gió chạy (ở vị trí 86 vẽ) Lúc ta chưa bật 3-20V nên 20D khơng có điện, mở hết cửa gió (ở vị trí 91 vẽ) + B2: Chạy bơm dầu đốt (dầu DO), mở nhẹ cửa gió Ta bật 3-88Q (84), 88Q (82) có điện, tiếp điểm 88Q mạch động lực đóng lại, bơm dầu đốt hoạt động Do ban đầu phải bơm dầu DO nên khơng cần phải sấy dầu Ta bật 3-20V(101), 20DTX có điện, tiếp điểm 20DTX(101) đóng lại, 20D(102) có điện, đóng bớt cửa gió lại + B3: Đánh lửa Ta bật công tắt 3IGT(93), cấp nguồn cho biến áp đánh lửa IGT, tạo tia lửa điện + B4: Phun dầu DO vào buồng đốt, dầu gặp tia lửa biến áp đánh lửa tạo bốc cháy (tức đốt thành công), lúc phải ngắt biến áp đánh lửa Do B2 ta bật 3-20V(91), nên 20VR (92) có điện, đường dầu van điện từ thông nhau, dầu vận chuyển thông qua đường dầu phun vào buồng đốt dạng sương thơng qua vịi phun Dầu gặp tia lửa điện bốc cháy, ta quan sát thấy lửa thông qua lỗ tiếp cận, lúc ta phải tắt 3IGT (93) để ngắt biến áp đánh lửa Đồng thời, ta bật 3-20V(91), timer 20DTX2 có điện, sau thời gian (0,8 – 5s), tiếp điểm 20DTX2 (101) mở ra, 20DTX(101) điện, 20D(102) điện, cửa gió mở lại Nếu đốt khơng thành công, phải tắt 3IGT để ngắt biến áp đánh lửa tắt 320V, 20VR điện, khóa van dầu lại + B5: Phun dầu nặng FO, cắt dầu nhẹ DO, dừng cam chương trình Việc phun dầu nhẹ cắt dầu nặng thông qua việc điều khiển van ngã, ta chuyển van ngã sang dầu nặng, dầu nặng phun vào buồng đốt, dầu nhẹ cắt Lưu ý phun dầu nặng phải khởi động mạch sấy dầu Để dừng chương trình đốt ta tắt 3-43B (81) Mạch đốt tự động cho nồi (ở vị trí 43 – 70 vẽ) - Ta gạt công tắt 43BA (78) sang chế độ Auto, rơ le 43BAX1 43BAX2 có điện, chuyển tất mạch sang chế độ tự động - Quá trình đốt lò tự động thực sau: + B1: Chạy quạt gió, mở hết cửa gió Ta bật cơng tắt 3-43B (43), đủ nước 33WL đóng, lúc đầu dùng dầu nhẹ nên 43H đóng, 4Y có điện, tiếp điểm 4Y (49) đóng lại, 88F (86) có điện (vì timer 5T khơng có điện, nên 5T (85) đóng), quạt gió bắt đầu chạy Khi 4Y có điện, timer 20DT1 (45) có điện (vì 86X 63X đóng), sau thời gian khoảng 20s để thơng gió, tiếp điểm 20DT1 (101) đóng lại, 20DTX có điện, tiếp điểm 20DTX đóng lại, 20D có điện, đóng bớt cửa gió lại Trong thời gian 20s thời gian cửa gió mở hết thơng gió lò + B2: Chạy bơm dầu đốt (dầu DO), mở nhẹ cửa gió Do B1 ta đóng cơng tắt 43H (gạt phía BC-oil), 88Q (82) có điện, tiếp điểm 88Q (82) mạch động lực đóng lại bơm dầu DO bắt đầu chạy Việc mở nhẹ cửa gió thực bước + B3: Đánh lửa Nếu mực nước đủ áp suất thấp 33WL 63SX đóng lại, timer 4T (54) có điện, sau thời gian khoảng 35s 4T (93) đóng lại (chuyển tiếp điểm sang bên phải), dòng điện qua từ 4T đến IGR cấp nguồn cho biến áp đánh lửa tạo tia lửa điện + B4: Phun dầu DO vào buồng đốt, dầu gặp tia lửa biến áp đánh lửa tạo bốc cháy (tức đốt thành công), lúc phải ngắt biến áp đánh lửa Khi 4T (92) đóng lại, 20VR (92) có điện (do 88F (86) có điện nên tiếp điểm 88F (92) đóng lại), đường dầu thông dầu phun vào buồng đốt Dầu gặp tia lửa bốc cháy Timer IGR (61) có điện, sau thời gian khoảng 10s mở tiếp điểm IGR ngắt điện vào biến áp đánh lửa + B5: Phun dầu nặng FO, cắt dầu nhẹ DO, dừng cam chương trình Cũng giống đốt tay, ta cắt dầu nhẹ phun dầu nặng thông qua việc điều khiển van ngã Lưu ý phun dầu nặng phải khởi động mạch sấy dầu Muốn dừng chương trình phải tắt nút 3-43B (43) 1.2.4 Mạch báo động bảo vệ Mức nước nồi cao, thấp - Khi mức nước nồi thấp, rơ le U2 điện chuyển tiếp điểm sang bên trái, lúc 88W1 có điện (do ta 43W1 sang NO.1, chọn bơm NO.1), tiếp điểm 88W1 mạch động lực, bơm chạy cấp nước cho nồi - Khi mức nước nồi cao, U2 có điện chuyển đổi tiếp điểm sang bên phải phần mạch cảm biến mức nước, làm cho 88W1 88W2 điện, bơm không chạy Áp lực nồi cao - Khi áp lực nồi cao giá trị đặt trước rơ le áp suất 63S, tiếp điểm 63S (66) đóng lại, 63SX có điện, tiếp điểm 63SX (55) mở làm timer 4T điện, làm tiếp điểm 4T (92) mở ra, ngắt điện vào cuộn hút van điện từ 20VR, đường dầu khóa lại Nồi dừng, rơ le FR có điện gửi tín hiệu báo động tới trung tâm - Timer 5T có điện, sau thời gian để thơng lị tiếp điểm 5T (85) mở ngắt điện vào 88F, quạt gió dừng Áp lực nồi thấp - Khi áp lực nồi giảm xuống giá trị đặt trước rơ le áp suất 63S, tiếp điểm 63S (66) mở ra, 63SX điện, tiếp điểm 63SX (55) đóng lại làm cho timer 4T có điện, sau thời gian tiếp điểm 4T (92) đóng lại cấp điện vào cuộn hút van điện từ 20VR, dầu phun vào buồng đốt - Timer 5T điện cấp điện vào 88F, quạt gió chạy, tiếp tục chu trình đốt lị Nhiệt độ dầu đốt thấp - Khi nhiệt độ dầu đốt thấp, cảm biến nhiệt 22Q (43) tác động mở không cho hoạt động mạch đốt, 23Q (81) đóng lại để chuẩn bị khởi động mạch sấy dầu dầu sấy, nhiệt độ vừa đủ 23Q (81) mở khơng cho mạch sấy hoạt động dầu không sấy Sự cố bơm quạt - Khi bơm quạt bị tải rơ le nhiệt bảo vệ tải (49W1, 49W2, 49Q, 49F) tác động làm mở tiếp điểm thường đóng bên mạch điều khiển, cuộn hút contactor điện động dừng - Khi có cố ngắn mạch NFB nhảy ngắt hết hệ thống điện Mất lửa - Ở chế độ đốt tay, q trình đốt lị mà bị lửa, điện trở quang Cds cảm nhận, giá trị điện trở Cds tăng lên đưa tín hiệu vào mạch burner, 86F hoạt động, chuyển tiếp điểm 86F (57) sang bên trái, đóng mạch làm đèn RL sáng chuông kêu, báo cho người vận hành biết phải khóa van dầu lại (bằng cách tắt 3-20V) - Ở chế độ tự động, trình đốt lò mà bị lửa, mạch thực báo động chế độ đốt tay Đồng thời, timer 5T có điện, sau thời gian khoảng 35s để thổi khí cịn cháy nồi, tiếp điểm 5T (85) mở ngắt mạch, quạt gió dừng, ngồi 5T có điện, 4T điện, tiếp điểm 4T (92) chuyển đổi gạt sang bên trái, ngắt điện đưa vào cuộn hút van điện từ 20VR, làm khóa đường dầu lại Đốt không thành công - Ở chế độ tay, người vận hành quan sát không thấy lửa, phải tắt 3IGT để tắt biến áp đánh lửa tắt 3-20V để khóa van dầu lại - Ở chế độ tự động, sau thời gian khơng có lửa, giá trị điện trở điện trở quang Cds tăng lên, đưa tín hiệu vào mạch burner, 86F hoạt động, chuyển tiếp điểm 86F (57) sang bên trái, đóng mạch làm đèn RL2 sáng chng kêu - Timer 5T có điện, sau thời gian khoảng 35s, tiếp điểm 5T (85) mở ngắt quạt gió, khơng cho đốt Trong khoảng thời gian 35s để thổi khí cháy ngồi, đồng thời 4T điện, tiếp điểm 4T (92) chuyển đổi gạt sang bên trái, ngắt điện đưa vào cuộn hút van điện từ 20VR, làm khóa đường dầu lại - Muốn đốt lại lần phải ấn nút RESET để hồn ngun hệ thống, lúc 86R có điện, mở tiếp điểm làm cho 86F điện, đèn chuông tắt, sẳn sàng cho đốt lại Test thử bảo vệ hệ thống nồi 2.1 Test thử lửa - Muốn test thử lửa, ta cho nồi hoạt động bình thường, sau lấy điện trở quang Cds dùng tay che lại, nồi phải dừng (quạt gió sau thời gian dừng, van dầu khóa lại dầu không phun vào buồng đốt nồi tắt), đồng thời, phải có tín hiệu báo động (đèn RL sáng chuông kêu 2.2 Test thử đốt không thành công - Muốn test thử đốt khơng thành cơng, ta phải thực q trình đốt lò, tới bước đánh lửa, ta cấp nguồn vào biến áp đánh lửa, sau ta lấy điện trở quang Cds dùng tay che lại, quạt gió sau thời gian dừng, van dầu khóa lại nồi dừng, đồng thời hệ thống phải báo động (đèn RL sáng chuông kêu) 2.3 Test thử tải, ngắn mạch cho bơm quạt - Trong hệ thống bơm quạt, muốn test tải cho động lai bơm quạt ta cho bơm quạt hoạt động bình thường, sau ta chỉnh núm chỉnh dịng tác động rơ le nhiệt cho nhỏ dịng định mức động cơ, rơ le nhảy động dừng, đồng thời có báo động tải - Trong hệ thống bơm quạt, muốn test ngắn mạch ta phải tắt hết hệ thống, tháo khí cụ điện bảo vệ ngắn mạch test (bao gồm cầu chì, CB), dùng tạo dòng (hoặc máy biến áp ngắn mạch) để test ngắn mạch khí cụ điện Hình: Cách test ngắn mạch CB dùng biến áp ngắn mạch 2.4 Test thử mức nước thấp - Muốn test thử mức nước thấp, ta phải khóa van thơng bình song song với nồi (bình song song với nồi hơi, có gắn ống thủy theo dõi mực nước, việc theo dõi mực nước theo nguyên tắt bình thơng nhau, có cảm biến mực nước gắn ống thủy đó), từ ta cần xả nước bình song song bớt, tới mức nước đó, hệ thống báo động bơm chạy cấp nước cho nồi (nếu để chế độ Auto) 2.5 Test thử mức nước cao - Muốn test thử mức nước cao, ta cần khóa van thơng bình song song với nồi hơi, sau ta bơm nước vào bình đó, tới mực nước đó, hệ thống phải báo động bơm cấp nước cho nồi dừng (nếu chọn chế độ Auto) 2.6 Test thử nhiệt độ dầu đốt thấp - Muốn test thử nhiệt độ dầu thấp, ta cho nồi hoạt động bình thường sau rút cảm biến nhiệt 22Q mơi trường ngồi, nồi phải dừng đốt, nhiệt độ môi trường thấp nhiệt độ đặt để sấy dầu - Ngoài ta dùng cách là: cho nồi hoạt động bình thường, sau ta chỉnh giá trị đặt cảm biến cao giá trị ban đầu, sau nồi dừng đốt Lưu ý, ta phải để chế độ đốt lò tự động 2.7 Test thử áp lực cao - Muốn test thử áp lực nồi cao, ta cho nồi hoạt động bình thường, sau ta chỉnh giá trị đặt rơ le áp suất 63S thấp giá trị ban đầu, nồi phải dừng đốt, quạt gió tắt dầu khơng cịn phun vào buồng đốt, đồng thời hệ thống phải báo động Lưu ý, ta phải để chế độ đốt lò tự động 2.8 Test thử áp lực thấp - Muốn test thử áp lực nồi thấp, ta tắt nồi đi, dừng chương trình đốt lị, sau ta chỉnh giá trị đặt rơ le áp suất 63S cao giá trị ban đầu (phải để rơ le cịn hoạt động), nồi phải hoạt động lại, quạt gió phải tự động chạy lại, dầu phải phun vào buồng đốt nồi phải tiếp tục chu trình đốt lị Lưu ý: ta phải để chế độ đốt lò tự động 2.9 Test thử nhiệt độ khí xả cao - Muốn test thử nhiệt độ khí xả cao, ta cho nồi hoạt động đốt lị bình thường, ta để hở đầu tiếp điểm cảm biến nhiệt TS, sau nồi phải dừng đốt BÀI 2: - Dòng điện xoay chiều pha ta đấu sai pha (X-Y-C đấu với nhau, A-B-Z cấp vào điện xoay chiều pha) sau: Hình 1: Dòng điện xoay chiều pha đấu sai pha BA , ⃗ BB , ⃗ B C Chiều - Ba dòng điện iA, iB, iC sinh ba từ trường đập mạch ⃗ từ trường xác định theo quy tắc vặn nắp chai Quy định chiều vào (dấu nhân), (dấu chấm) từ trường sau: thời điểm, pha cực đại dương vào, pha lại ra, đầu cuộn vào cuối cuộn Hình 2: Từ trường thời điểm wt = 90 ° , wt = 90 ° + 120 ° , wt = 90 ° + 240 ° - Ta có biễu diễn vector từ trường thành phần từ trường tổng: Hình 2: Biểu diễn vector từ trường thời điểm wt = 90 ° , wt = 90 ° + 120 ° , wt = 90 ° + 240 ° B A + Ta có thời điểm wt = 90 ° , dịng điện pha A cực đại dương nên ⃗ B ∑ có hướng cực đại có chiều hướng theo chiều dương trục pha A Tử trường tổng hợp ⃗ theo từ trường cực đại thời điểm đó, có hướng theo từ trường 3⃗ B ∑ ⃗ BA BA = ⃗ + Ta có thời điểm wt = 90 ° + 120 ° , dòng điện pha B cực đại dương nên cực đại có chiều hướng theo chiều dương trục B ⃗ BB ⃗ BB = 3⃗ B ∑ Từ B B Từ cảm quay thêm 120 ° trường tổng hợp lúc theo hướng ⃗ BB + Ta có thời điểm wt = 90 ° + 240 ° , dòng điện pha C cực đại âm nên ⃗ cực đại có chiều hướng theo chiều âm trục C ⃗ BC = 3⃗ B ∑ Do từ trường B C Do pha C bị lộn đầu đầu đầu cuối nên chiều từ trường bị tổng hợp theo hướng ⃗ ngược lại Từ ta thấy: thời điểm wt = 90 ° + 240 ° từ trường tổng bị quay ngược lại so với chiều kim đồng hồ, lực F thời điểm bị cản lại làm cho tốc độ động bị giảm xuống Do máy điện xoay chiều pha bị đấu sai pha (ngược đầu đầu thành đầu cuối), đầu X-Y-C đấu với nhau, đầu A-B-Z cấp điện xoay chiều pha tốc độ động bị giảm lại (vì có lực ngược lại với lực quay roto), điều khiến cho động chạy phát tiếng ồn sau máy điện chạy thời gian bị nóng bị cháy ... Trong hệ thống bơm quạt, muốn test tải cho động lai bơm quạt ta cho bơm quạt hoạt động bình thường, sau ta chỉnh núm chỉnh dòng tác động rơ le nhiệt cho nhỏ dòng định mức động cơ, rơ le nhảy động. .. điện vào cuộn hút van điện từ 20VR, đường dầu khóa lại Nồi dừng, rơ le FR có điện gửi tín hiệu báo động tới trung tâm - Timer 5T có điện, sau thời gian để thơng lị tiếp điểm 5T (85) mở ngắt điện. .. 63SX điện, tiếp điểm 63SX (55) đóng lại làm cho timer 4T có điện, sau thời gian tiếp điểm 4T (92) đóng lại cấp điện vào cuộn hút van điện từ 20VR, dầu phun vào buồng đốt - Timer 5T điện cấp điện