đồ án thiết kế cải tiến hệ thống điều kiện khởi động trạm bơm sử dụng công nghệ plc

KILOBOOKS.COM 1 CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU VỀ TRẠM BƠM ĐỊ NEO 1.1. Giới thiệu chung về trạm bơm Trạm bơm Đò Neo nằm trên địa phận huyện Tứ Kỳ – tỉnh Hải Dương. Trạm bơm có tổng cơng suất là 72 000 m 3 /h, gồm có 9 máy bơm trục đứng có hướng dòng, có cùng một cơng suất. Lưu lượng từng bơm: 8000 m 3 /h. Tổng chiều cao cột áp: 5,5 m. Tốc độ quay: 490 vòng/phut. Cơng suất của mơtơ: 170 KW. Hiệu suất bơm: 85%. Trạm bơm đã được hồn thành và chính thức bàn giao cho địa phương vào tháng 9/1999. Đây là trạm bơm dùng để tiêu úng với diện tích hơn 6.000 ha, tồn bộ thiết bị của trạm bơm đều được nhập từ nước ngồi. Đơn vị quản lý trạm bơm là cơng ty khai thác Cơng trình thuỷ lợi Hải Dương thuộc Sơ Nơng nghiệp và phát triển nơng thơn Hải Dương. Trạm bơm được xây dựng với diện tích là 280 m 2 được xây dựng 3 tầng 10 khoang, 9 khoang để đặt máy với dầm khung bằng bêtơng, phần dưới cùng đặt hệ thống ống hút. Phần tầng giữa đặt bệ máy bơm, trục trung gian, ống xả và các đường cáp điện cho các máy. Tầng trên cùng đặt bộ máy động cơ có bơm, các tủ điều khiển, tủ đầu vào và các thiết bị dùng để sửa chữa, phần cửa hút được xây tương đương với 9 khoang đặt máy có các khối bê tơng cấu tạo chống dòng xốy, có thước đo vạch nước, các cửa đều có các tấm lưới chắn. Bể xả được đổ bằng bêtơng độc lập với cơng trình của trạm bơm để hạn chế tối đa ảnh hưởng q trình hoạt động của nhà máy với cơng trình, 9 máy đều được bơm xây dựng làm 3 cửa đổ, mỗi cửa đều có cánh đóng mở bằng bê tơng. Hệ thống đóng mở có tạo giun xoắn thơng qua bộ giảm tốc và hệ truyền lực bánh răng. Ngồi các cánh cổng bằng sắt, các cánh cổng bằnh sắt dày đều có đường rèm ngồi bằng cao su để hạn chế tối đa mức rò từ ngồi vào bể xả, nó được kết hợp http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN KILOBOOKS.COM 2 vi nhng cỏnh cng bng bờtụng ủc ủúng xung khi mc nc ngoi b x ln hn mc nc trong b hỳt cho phộp. Ngoi khu vc nh mỏy bm tiờu thỡ trm bm cũn cú khu vc riờng cung cp ủin cho ton b nh mỏy bng 3 bin th loi 750 KVA v mt bin th 100 KVA cung cp cho h thng t dựng. 1.1.1.T ủu vo (Input Panel) Trm bm ũ Neo gm 9 mỏy bm, ủc chia lm 3 nhúm, mi nhúm 3 mỏy bm ủc ủiu khin t mi t riờng bit. Mi t li ủc chia ra lm 2 phn riờng bit: t ủu vo v t khi ủng bm. Ti cỏc t ủu vo ủng cỏp 3 pha t mỏy bin ỏp 35KV cụng sut 750KVA ủa ủn ủu qua mt ỏp tụ mat tng 1250A loi ACB. Phớa trc aptomat tng cú 3 ủng ni vi mt bin ỏp ủo lng (PT- 012) loi 50VA. Ti ủõy ủin ỏp ủc h t 400V xung cũn 110V,ri ủa ủn chuyn mch ủo ỏp 3 pha (VS-01). Phớa sau aptotmat tng cú ủt cỏc bin dũng CT-011, CT-012, CT-013, loi 50VA. Qua cỏc bin dũng ny dũng ủin t 1200A ủc h xung cũn 5A phự hp vi dũng lm vic ca cỏc thit b ủo lng: KW (cụng to met), KWH-01 (ủo cụng sut tỏc dng), KVAR-H-01 (ủo cụng sut phn khỏng). Ri cui cựng ủa ti cỏc Ampek: AR, AS, AT. T ủu vo l ni nhn ủin ỏp t mỏy bin ỏp 35 KV/400-230V, cụng sut 750 KVA. Trờn mt t ủu vo cú ủt cỏc thit b ủo lng v ch th sau: Thit b ủo lng: V- 01: Vụn k (t s 1). AR- 01: Ampe k (t s 1). AS - 01:Ampe k (t s 1). AT - 01: Ampe k (t s 1). KW - H- 01: Oỏt k ủo cụng sut tỏc dng (P). KVAR-H-01: Oỏt k ủo cụng sut phn khỏng (Q). http://kilobooks.com THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN KILOBOOKS.COM 3 KW-01: Công tơ met. VS-01: Chuyển mạch ño áp ba pha.  Các ñèn chỉ thị: CP-011, CP-012, CP-013, CP-014: Các ñèn chỉ thị trạng thái của 2 ñộng cơ ( dừng hay chạy). CS-01: Control Switch (công tắc ñiều khiển). PB-1L; PB-1R; PB-1S: Báo Reset, Stop và Lamp Test (thử ñèn). BZ-02: còi báo. 1.1.2. Tủ khởi ñộng bơm (Pump Starter Panel): Trên bề mặt của bảng khởi ñộng có ñặt các thiết bị sau: http://kilobooks.com THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN KILOBOOKS.COM 4 V 1 : Vôn met. A 1 : Ampe met. SL: Thiết bị chỉ thị và cảnh báo các sự cố. 52H-1: Thiết bị tính giờ máy chạy. 49W-1: Bộ ñiều khiển và chỉ thị nhiệt ñộ cuộn dây ñộng cơ. VS-1: Chuyển ñổi ño áp 3 pha. AS-1: Chuyển ñổi ño dòng. COS-1: Công tắc chọn chế ñộ: ñộc lập hay liên ñộng. CP-11; CP-12: Đèn chỉ thị trạng thái của ñộng cơ bơm nước (chạy hay dừng). CP-13; CP-14: Đèn chỉ thị trạng thái của ñộng cơ bơm mỡ (chạy hay dừng). PB-11; PB-12: Nút ấn Start/Stop ñộng cơ bơm nước. PB-13; PB-14: Nút ấn Start/Stop ñộng cơ bơm mỡ. PB-1L; PB-1S; PB-1R; Các nút ấn Alarm Lamp Test (thử ñèn); Stop (dừng); Reset (ñặt lại trạng thái). BZ-1: Còi báo. 3E-1: Chỉ thị của rơ le 3 phần tử 51G-1: Chỉ thị báo quá dòng chạm ñất. CP-A 1 : Chỉ thị nhiệt ñộ bơm nước. CP-A 1 : Chỉ thị nhiệt ñộ bơm mỡ. CP-D 1 : Thiết bị tính giờ máy chạy. SL: Bảng chỉ thị trạng thái và các cảnh báo, sự cố bao gồm: + Pump Ready: Bơm sẵn sàng chạy. + Grease Tank Oil Level Low: Mức mỡ bình chứa thấp. + Under Voltage: Thấp áp. + Over Curent Ground: Dòng chạm ñất lớn. + 3 Element Relay: Rơ le 3 phần tử. + Motor Bearing Temp: Nhiệt ñộ ñộng cơ bơm nước. + Suction Level Low: Mức nước hút thấp. http://kilobooks.com THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN KILOBOOKS.COM 5 + Grease Pump Overload: Bơm mỡ quá tải. + Pump Bearing Temp: Nhiệt ñộ của bơm nước. + Winding Temp. High: Nhiệt ñộ cuộn dây cao. + Auto TR. Temp. High: Nhiệt ñộ biến áp tự ngẫu cao. + Negative Phase: Mất pha. 1.2. Tìm hiểu ñộng cơ bơm - Động cơ bơm thường là ñộng cơ xoay chiều ba pha rôto lồng sóc, ñộng cơ này ñược sử dụng rộng rãi trong thực tế vì nó có rất nhiều ưu ñiểm như: cấu tạo ñơn giản, giá thành hạ, vận hành tin cậy, chắc chắn so với loại ñộng cơ khác. http://kilobooks.com THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN KILOBOOKS.COM 6 Ngoi ra ủng c ny dựng trc tip li ủin xoay chiu ba pha nờn khụng cn phi trang b thờm cỏc thit b bin ủi kốm theo. Nhc ủim ca ủng c khụng ủng b rụto lng súc l ủiu chnh tc ủ v khng ch cỏc quỏ trỡnh quỏ ủ khú khn. Do vy ủng c ny phự hp vi ti l mỏy bm vỡ mỏy bm thỡ khụng cn phi ủiu chnh tc ủ. - Theo nguyờn lý cm ng ủin t, khi ta ủt ủin ỏp ba pha vo dõy qun stato thỡ trong nú s sinh ra mt t trng quay vi tc ủ ủng b. = p f2 1 trong ủ ú: f 1 : l t n s ngu n c p; p : l s ủ ụi c c c a ủ ng c . T tr ng ny quột qua dõy qu n rụto v c m ng trong ủ ú m t su t ủ i n ủ ng E 2 ủ c xỏc ủ nh theo quy t c bn tay ph i. Do dõy qu n stato ủ c t o thnh m ch kớn nờn s c ủ i n ủ ng E 2 sinh ra dũng ủ i n I 2 cựng chi u nhau. Gi a dũng ủ i n I 2 v t tr ng quay t o thnh m t l c ủ i n t F ủt ủ c xỏc ủ nh theo quy t c bn tay trỏi. D i tỏc d ng c a l c ủ i n t lm cho rụto quay theo chi u c a t tr ng quay. 1.2.1. ng ủc tớnh ca ủng c bm ng c c a mỏy b m th ng l ủ ng c xoay chi u rụto l ng súc, ủ ng c ny ủ c s d ng r ng rói trong th c t do nh ng u ủ i m c a nú nh : c u t o ủ n gi n, giỏ thnh h , v n hnh tin c y, ch c ch n so v i ủ ng c ủ i n xoay chi u ba pha nờn khụng c n ph i trang b thờm cỏc thi t b bi n ủ i kốm theo. thu n ti n cho vi c s d ng ủ ng c b m khụng ủ ng b rụto l ng súc vo thi t b mỏy b m thỡ ta c n ph i hi u rừ ủ c tớnh c b n c a ho t ủ ng ny. Do v y ủ tỡm ph ng trỡnh c a ủ c tớnh c c a ủ ng c ta d a vo ủ i u ki n cõn b ng cụng su t c a ủ ng c . Cụng su t ủ i n t chuy n t statl sang tụto: P = M ủt .W 1 , M ủt l mụmen ủ i n t c a ủ ng c . N u b qua t n th t ph thỡ M ủt = M cc = M. http://kilobooks.com THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN KILOBOOKS.COM 7 P ñt : công su ấ t ñ i ệ n t ừ chia làm hai ph ầ n. P cơ : công su ấ t c ơ ñư a ra trên tr ụ c ñộ ng c ơ . ∆P 2 : công su ấ t t ổ n hao ñồ ng trong rôto. P ñt = P cơ + ∆P 2 , Hay Mω 1 = Mω + ∆P 2 . Do ñ ó ∆P 2 = M(ω 1 - ω) = Mω 1 .s (3-1) M ặ t khác ∆P 2 = 3I’ 2 2 R’ 2 , (3-2) Nên M = 1 2 2 2 s/'R'I3 ω (3-3) Thay gía tr ị I 2 ñ ã tính: Khi ω = 0 s 1 = 1 thì I 2 = I 2nm = 2 nm 2 1 1f X s 'R R U +       + (3-3) Thay giá tr ị I’ 2 ñ ã tính ñượ c ở trên vào (3-3) và bi ế n ñổ i ta có: M = sX s 'R R 'R'U3 nm 2 2 2 11 2 2 1f       +       +ω (3-4) Bi ể u th ứ c (3-4) là ph ươ ng trình ñặ c tính c ơ c ủ a ñộ ng c ơ không ñồ ng b ộ . N ế u bi ể u di ễ n ñặ c tính c ơ trên ñồ th ị s ẽ là ñườ ng cong nh ư hinh v ẽ 1.1 S thF 0 M thĐ M thF ω 1 http://kilobooks.com THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN KILOBOOKS.COM 8 S thĐ ω = 0 s = 1 Hình 1-1. Đườ ng ñặ c tính c ơ ñộ ng c ơ không ñồ ng b ộ . Có th ể xác ñị nh các ñ i ể m c ự c tr ị c ủ a ñườ ng cong này b ằ ng cách gi ả i ,0 ds dM = ta s ẽ ñượ c tr ị s ố c ủ a M và s t ạ i ñ i ể m c ự c tr ị ký hi ệ u là M th , s th (mômen và ñộ tr ượ t t ớ i h ạ n), c ụ th ể là: s th = 2 nm 1 2 2 XR 'R + (3-5) Thay vào (3-4) ñể tìm M th : M th = ( ) 2 nm 2 111 1f 2 XRR2 U3 +±ω (3-6) Ph ươ ng trình ñặ c tính c ơ c ủ a ñộ ng c ơ không ñồ ng b ộ có th ể bi ể u di ễ n thu ậ n ti ệ n h ơ n b ằ ng cách l ậ p t ỉ s ố gi ữ a (3-4) và (3-6) và bi ế n ñổ i s ẽ ñượ c ph ườ ng trình ñặ c tính c ơ : ( ) th th th thth as s s s s as1M2 M ++ + = (3-7) Đố i v ớ i các ñộ ng c ơ công su ấ t l ớ n th ườ ng R 1 r ấ t nh ỏ so v ớ i X nm , lúc này có th ể b ỏ qua R 1 , ngh ĩ a là coi R 1 = 0, as th = 0 và (3-7) có d ạ ng g ầ n ñ úng: http://kilobooks.com THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN KILOBOOKS.COM 9 s s s s M2 M th th th + = (3-8) trong ñ ó: s th = nm 2 X 'R (3-9) M th = nm1 2 1f X2 U3 ω (3-10) http://kilobooks.com THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN KILOBOOKS.COM 10  s ω 1 1 S th 2 TN(R f = 0) R f ≠ 0 M 0 M ñm M th Hình 1-2. Đặc tính cơ của ñộng cơ không ñồng bộ ω = f(M) http://kilobooks.com THÖ VIEÄN ÑIEÄN TÖÛ TRÖÏC TUYEÁN [...]... ng c a các bơm nư c khác và cho các bơm nư c đó kh i đ ng ti p Cơng t c tơ (52-1C1) có đi n đóng ngu n đi n lư i cho h th ng t bù 3> D ng bơm nư c: 18 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đ d ng bơm đ m b o an cho bơm nư c có đ b n cao thì ta ph i d ng bơm nư c trư c h n ch t i đa th i gian các tr c bơm thi u m bơi trơn, ta ph i d ng bơm nư c trư c r i m i d ng bơm m Đ d ng bơm nư c thì... (1- 4) c t 07 lo i gian (BZT-1) đ ng cơ bơm nư c ra kh i ngu n đi n Đóng ti p đi m (11-7) c t 106 c p đi n cho đèn (SL-113) sáng báo hi u m c nư c b hút th p M ti p đi m (12-8) c t 08 khơng cho đ ng cơ bơm nư c kh i đ ng m> B o v q t i đ ng cơ bơm m : Khi đ ng cơ bơm nư c ch y thì đ ng cơ bơm m cũng đ ng th i ch y đ bơm m bơi trơn cho các tr c c a máy bơm Khi bơm m b q tiristo thì rơle nhi t (49- 11)... trên m ch bơm nư c đ kh i đ ng đ ng cơ c a nó, r i sau đó ta m i kh i đ ng bơm nư c Khi đã kh i đ ng ta ki m tra dòng hơn 366 A t t c các pha, dòng đi n t t c các pha ph i n đ nh và nh Mu n d ng bơm thì ph i tn theo qui t c là d ng bơm nư c trư c (n u trong ch đ bơm nư c cũng ch y) sau đó m i d ng bơm m n u khơng bơm nư c s khơng đư c bơi trơn và b h ng cháy do phát nóng - V n hành ch đ KI L và bơm các... đóng nút COS sang v trí Sequential t kh i đ ng s đư c c p đi n và v n hành theo ch đ liên đ ng Bơm m s đư c t đ ng kh i đ ng Sau khi bơm m đã kh i đ ng ta n nút SRART trên m ch bơm nư c đ kh i đ ng đ ng cơ bơm nư c 2>M t s chú ý khi v n hành bơm nư c: 12 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN - Sau khi bơm kh i đ ng thành cơng ta ph i ki m tra k các đi u ki n làm vi c và thư ng xun ghi nh t ký... (12-8) m ch 36 c t đi n cho rơ le ch th tr ng thái bơm m ch y B> Đi u khi n bơm nư c 1> Kh i đ ng bơm ch đ liên đ ng: ch đ liên đ ng: Đ đi u khi n bơm làm vi c ch đ liên đ ng thì ph i xoay nút đi u khi n COS v v trí liên đ ng Sequential c p đi n cho rơ le (43S-1X1) KI L M ti p đi m (9-1) c t 04 đ khố khơng cho đi u khi n bơm đ c l p khi đang đi u khi n bơm ch đ ch đ liên đ ng Đóng ti p đi m (10-6) c t... đ ng bơm nư c đóng ti p đi m (12-8) c t 34 đ ch kh i đ ng bơm m Khi các đi u ki n kh i đ ng đã đư c đáp ng thì: Rơ le (IN-1X2) có đi n đóng ti p đi m (1-3) c t 10 bơm m s n sàng kh i đ ng Đóng ti p đi m (8-6) c t 84 c p đi n cho m ch ch th tr ng thái bơm nư c s n sàng kh i đ ng M ti p đi m (8-5) c t 85 c t đi n m ch th tr ng thái 19 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN c a bơm đ bơm làm... đ ng có đi n và đóng ti p đi m (10-6) m ch 17 ch đ kh i đ ng bơm nư c Đóng ti p đi m (7-11) m ch 08 ch th bơm nư c kh i đ ng Đóng ti p đi m (12-8) m ch 32 đ bơm m s n sàng kh i đ ng 1> Kh i đ ng bơm m ch đ đ c l p: Đ kh i đ ng bơm m thì ch vi c n nút START PB-14, khi đó cơng t c tơ GREASE PUMP CONTACTOR 52-11 có đi n Đóng ngu n cho đ ng cơ bơm m ch y Đóng ti p đi m (13-14) c t 33 c p đi n cho rơ le... mơtơ khi bơm nư c kh i đ ng Đóng ti p đi m (8-6) c t 15 đ duy trì c t đi n cho b s y khi bơm nư c đã ch y Khi rơ le 6-1X1có đi n đóng ti p đi m (1-3) c t 29 c p đi n cho rơ le 52-1Y2 đ đóng m ch cho m ch ch th tr ng thái bơm nư c đang ch y, m ti p đi m (1-4) m ch 28 c t đi n cho rơ le 52-1Y1 đ c t đi n cho m ch ch th tr ng thái bơm nư c d ng Khi rơ le th i gian 48PT-1 có đi n xác đ nh th i gian bơm nư... chì 15 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN C u chì F0 131-4A b o v cho m ch chi u sáng FL và b s y SH c a t kh i đ ng C u chì F0132-4A dùng b o v ng n m ch hay q t i cho m ch đi u khi n bơm OBO OKS CO M C u chì F0133-4A dùng b o v cho b s y c a m i t bơm A >Bơm làm vi c ch đ đ c l p: Đ đi u khi n bơm làm vi c ch đ đ c l p ta xoay nút đi u khi n COS v v trí Independent c p đi n cho rơ le 43I-1X1... ng, m ti p đi m (41-42) c t 24 đ khơng cho phép bơm làm vi c tr c ti p v i lư i đi n Khi bơm nư c chưa kh i đ ng xong Rơ le (6-1X1) có đi n đóng ti p đi m (1-3) c t 29 c p đi n cho rơ le ch th tr ng thái bơm nư c đang ch y (52-1Y1) và đ ng h đo th i gian bơm nư c ch y (52H-1) M ti p đi m (1-4) m ch 28 c t đi n rơ le (52-1Y1) đ ng t m ch ch th tr ng thái bơm nư c đang d ng KI L Rơ le th i gian (48PT) . HIỂU VỀ TRẠM BƠM ĐỊ NEO 1.1. Giới thiệu chung về trạm bơm Trạm bơm Đò Neo nằm trên địa phận huyện Tứ Kỳ – tỉnh Hải Dương. Trạm bơm có tổng cơng suất là 72 000 m 3 /h, gồm có 9 máy bơm trục. cho địa phương vào tháng 9/1999. Đây là trạm bơm dùng để tiêu úng với diện tích hơn 6.000 ha, tồn bộ thiết bị của trạm bơm đều được nhập từ nước ngồi. Đơn vị quản lý trạm bơm là cơng ty khai. trình của trạm bơm để hạn chế tối đa ảnh hưởng q trình hoạt động của nhà máy với cơng trình, 9 máy đều được bơm xây dựng làm 3 cửa đổ, mỗi cửa đều có cánh đóng mở bằng bê tơng. Hệ thống đóng