1. Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống chuyển nguồn điện tự động 3200A 2. Lý do chọn đề tài (nếu có và không quá ½ trang) 3. Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu (không quá 1 trang, không quá chi tiết) Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển tự động chuyển nguồn cung cấp điện cho phụ tải khi nguồn cung cấp điện chính gặp sự cố hoặc có chất lượng điện không tốt. Hệ thống này sẽ giúp cho duy trì được tính liên tục cấp nguồn cho phụ tải quan trọng và giúp đảm bảo ổn định chất lượng điện áp cấp nguồn cho phụ tải. 4. Tài liệu tham khảo dự kiến
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Hà Nội, ngày…… tháng…….năm 2022 ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên : Mã sinh viên: Lớp: Khóa: 2018 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành: Tự động hóa điều khiển thiết bị công nghiệp Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống chuyển nguồn điện tự động 3200A Lý chọn đề tài (nếu có khơng q ½ trang) Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu (không trang, không chi tiết) Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển tự động chuyển nguồn cung cấp điện cho phụ tải nguồn cung cấp điện gặp cố có chất lượng điện không tốt Hệ thống giúp cho trì tính liên tục cấp nguồn cho phụ tải quan trọng giúp đảm bảo ổn định chất lượng điện áp cấp nguồn cho phụ tải Tài liệu tham khảo dự kiến - Tiêu chuẩn Việt Nam thiết kế phần điện hạ - Tài liệu thiết bị đóng cắt điện cơng suất lớn Ngày giao đề tài: Ngày……… tháng………năm Ngày nộp quyển: Ngày……… tháng………năm Phụ Trách Khoa Giảng viên hướng dẫn MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHỤ TẢI VÀ HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN ATS Tổng quan cung cấp điện cho phụ tải 1.1 Những khái niệm sản xuất phân phối điện 1.2 Đặc điểm phụ tải 1.2.1 Phụ tải loại 1.2.2 Phụ tải loại 1.2.3 Phụ tải loại 1.3 Các tiêu chí đánh giá hệ thống cung cấp điện 1.3.1 Độ tin cậy cấp điện hệ thống .4 1.3.2 Chất lượng điện 1.3.3 An toàn cấp điện 1.3.4 Tính kinh tế 1.4 Tầm quan trọng nguồn dự phòng hệ thống cung cấp điện.5 Hệ thống ATS 2.1 Khái niệm, nguyên lý hệ thống ATS 2.1.1 Cấu tạo .7 2.1.2 Phân loại hệ thống ATS 2.1.3 Thiết bị .8 2.1.4 Đặc tính làm việc .8 2.1.5 Đặc điểm nguồn dự phòng .9 2.1.6 Các phương án thiết kế CHƯƠNG II: THIẾT BỊ PHẦN CỨNG CHO HỆ THỐNG ATS CÔNG SUẤT LỚN 10 Tổng quan thiết bị phần cứng hệ thống ATS 10 Chi tiết thiết bị phần cứng 11 2.1 Máy cắt Schneider NW32 H2 3200A 11 2.2 Thông số cấu tạo máy cắt Schneider NW32 H2 3200A 12 2.2.1 Thông số kỹ thuật 12 1.2 Máy phát điện 15 1.3 Bộ điều khiển máy phát tự động AGC150 16 1.3.1 Các chức đặc điểm chinh điều khiển ACG150 .18 1.4 Thiết bị hòa đồng SCR02 20 1.5 Rơle bảo vệ pha RM22TR33 21 1.6 Bộ lưu điện UPS 22 1.7 Bộ điều khiển lập trình LOGO! .22 1.7.1 Tổng quan version họ LOGO! 25 1.7.2 Khả mở rộng LOGO! 25 1.7.3 Cách đấu dây cho LOGO! 230 RC 25 b Kết nối ngõ 26 1.8 Các hàm LOGO! 26 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHUYỂN NGUỒN ATS 27 Thiết kế phần cứng cho hệ thống chuyển nguồn ATS .27 1.1 Thiết kế hế thống cung cấp điện từ máy phát điện dự phòng27 1.1.1 Thiết kế hệ thống 27 1.1.2 Thiết kế tủ điện 29 1.2 Thiết kế hệ thông cung cấp điện 31 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý 31 1.2.2 Thiết kế hệ thống tủ điện .31 Thiết kế phần mềm cho hệ thống chuyển nguồn tự động ATS 33 2.1 Yêu cầu chung điều khiển hệ thống 33 2.1.1 Phương thức vận hành 33 KẾT LUẬN .49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 51 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu ATS Nghĩa tiếng Việt Hệ thống chuyển nguồn tự Nghĩa tiếng Anh Automatic Transfer Switches động ACB Máy cắt khơng khí Air Circuit Breaker GEN Máy phát điện Generator VCB Máy cắt chân không Vacuum Circuit Breaker DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Thông số kỹ thuật máy cắt NW32 H2 3200A 13 Bảng 2: Các ứng dụng điều khiển ACG150 17 Bảng 3: Các chức điều khiển AGC150 18 Bảng 4: Bảng chức đầu vào điều khiển LOGO 38 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1: Q trình sản xuất phân phối tiêu thụ điện Hình 2: Các tiêu chí đánh giá hệ thống cung cấp điện .4 Hình 3: Hệ thống có nguồn dự phòng máy phát Hình 4: Sơ đồ nguyên lý hệ thống ATS .6 Hình 5: Hình ảnh tủ điện ATS sử dụng contactor thực tế .7 Hình 6: Phân loại hệ thống ATS Hình 7: Các phương án thiết kế hệ thống ATS Hình 1: Sơ đồ sợi hệ thống chuyển nguồn tự động 10 Hình 2: Máy cắt NW32 H2 .11 Hình 3: Ký hiệu nhãn máy cắt 12 Hình 4: Cấu tạo chi tiết khung máy cắt 14 Hình 5: Cấu tạo chi tiết máy cắt 15 Hình 6: Máy phát điện Diesel 15 Hình 7: Bộ điều khiển máy phát AGC150 17 Hình 8: Rơle hịa đồng SCR2.0 21 Hình 9: Bộ lưu điện UPS 22 Hình 1: Sơ đồ sợi nguyên lý hệ thống cung cấp điện từ máy phát điện (Xem chi tiết phụ lục vẽ) 27 Hình 2: Sơ đồ đấu nối điều khiển máy phát điện (Xem thêm phụ lục vẽ) 28 Hình 3: Mặt trước cạnh tủ điện ( xem chi tiết phụ lục vẽ) 30 Hình 4: Bản vẽ bố trí thiết bị cánh tủ ( xem chi tiết phụ lục vẽ) .30 Hình 5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống ATS ( xem chi tiết phụ lục vẽ) 31 Hình 6: Mặt trước tủ điện hệ thống ATS ( xem chi tiết phụ lục vẽ) 32 Hình 7: Cánh bố trí thiết bị (Xem chi tiết phụ lục vẽ) 32 Hình 8: Lưu đồ thuật tốn hệ thống ATS 33 Hình 9: Chương trình logic điều khiển LOGO 36 Hình 10: Các đầu vào điều khiển logo (Xem chi tiết phụ lục hình vẽ) 37 Hình 11: Các đầu điều khiển LOGO (Xem chi tiết phụ lục hình vẽ) .38 Hình 12: Mô hoạt động hệ thống nguồn điện bình thường 40 Hình 13: Mơ hệ thống nguồn gián đoạn 41 Hình 14: Mơ hệ thống hai nguồn phụ gián đoạn 42 Hình 15:Trạng thái hệ thống vận hành chế độ thủ cơng .45 Hình 16: Mô điều khiển thủ công máy cắt Q1 .46 Hình 16: Mơ điều khiển thủ công máy cắt Q1 .47 MỞ ĐẦU Trong cấu trúc chung hệ thống cung cấp điện cho phụ tải quan trọng, để giảm tải tượng điện cố xảy phụ tải đặc biệt, yêu cầu cấp điện liên tục 24/24 như: bệnh viện, văn phịng phủ, hội trường quốc hội,…sẽ gây hậu nghiêm trọng Chính vậy, u cầu thiết kế hệ thống dự phòng vận hành tối ưu hệ thống ln đề tài quan tâm từ lâu Với tính chất phát triển khơng ngừng hệ thống điều khiển tự động, nhờ tiến khoa học – kỹ thuật, ngày hệ thống dự phịng vận hành hồn tồn tự động nhờ hệ thống tự động chuyển đổi nguồn (ATS) để trì cấp nguồn cho hệ thống điện cần ổn định trì điện áp liên tục cấp cho phụ tải Yêu cầu trình thiết kế với kỹ sư thiết kế ngày cao, với việc vận dụng nhiều mảng kiến thức chuyên ngành liên ngành khác Thiết kế hệ thống điều khiển chuyển nguồn tự động giúp cho sinh viên có kiết thức thực tế hệ thống điện tiêu chuẩn phương án thiết kế phải thật tối ưu theo yêu cầu thực tế đề CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHỤ TẢI VÀ HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN ATS Tổng quan cung cấp điện cho phụ tải 1.1 Những khái niệm sản xuất phân phối điện Điện dạng lượng có nhiều ưu điểm dễ dàng chuyển thành dạng lượng khác (nhiệt, cơ, hóa), dễ Hình 1: Quá trình sản xuất phân phối tiêu thụ điện truyền tải phân phối Chính vậy, điện sử dụng vô rộng rãi lĩnhg vực hoạt động người Quá trình sản xuất điện trình điện từ Đặc điểm trình xảy nhanh Vì để đảm báo trình sản xuất cung cấp điện an toàn, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng đo lương, thông tin bảo vệ tự động hóa Điện nguồn lượng ngành công nghiệp, điều kiện quan trọng để phát triển thị khu dân cư Vì lý đó, lập kế hoạch phát triển khinh tế xã hội, kế hoạch phát triển nguồn cung cấp điện phải trước bước nhằm thỏa mãn nhu cầu điện giai đoạn trước mắt mà tương lai 1.2 Đặc điểm phụ tải Đối với phụ tải khác nhau, ta thiết kế hệ thống cung cấp điện khác Hiện nay, hệ thống chuyển đổi nguồn dự phòng áp dụng rộng rãi cho phụ tải Tùy theo mức độ quan trọng, mà ta phân phụ tải tiêu thụ điện thành loại 1.2.1 Phụ tải loại Là hộ tiêu thụ mà ngừng cung cấp điện dẫn đến nguy hiểm người, gây thiệt hại lớn kinh tế ( hư hỏng máy móc, thiết bị, gây hàng loạt phế phẩm,…), ảnh hưởng đến trị - quốc phịng 1.2.2 Phụ tải loại Là hộ tiêu thụ mà ngừng cung cấp điện gây thiệt hại lớn kinh tế (như hư hỏng phận máy móc thiết bị, gây phế phNm, ngừng trệ sản xuất) Ví dụ: Nhà máy khí, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn, trạm bơm tưới tiêu Hệ thống cung cấp điện cho phụ tải loại hai thường có thêm nguồn dự phòng Vấn đề phải so sánh vốn đầu tư cho nguồn dự phòng hiệu kinh tế đưa lại nhờ không bị gián đoạn cung cấp điện 1.2.3 Phụ tải loại Là phụ tải tiêu thụ lại dân cư, trường học, phân xưởng phụ, nhà kho nhà máy Thông thường, hộ loại cung cấp điện từ nguồn ... quan thiết bị phần cứng hệ thống ATS Hình 1: Sơ đồ sợi hệ thống chuyển nguồn tự động (Xem chi tiết vẽ phụ lục vẽ) Hệ thống chuyển nguồn tự động 3200A sử dụng hai nguồn lưới riêng biệt với hệ thống. .. phát điện dự phòng27 1.1.1 Thiết kế hệ thống 27 1.1.2 Thiết kế tủ điện 29 1.2 Thiết kế hệ thông cung cấp điện 31 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý 31 1.2.2 Thiết kế hệ thống tủ điện. .. hồn toàn tự động nhờ hệ thống tự động chuyển đổi nguồn (ATS) để trì cấp nguồn cho hệ thống điện cần ổn định trì điện áp liên tục cấp cho phụ tải Yêu cầu trình thiết kế với kỹ sư thiết kế ngày