Luận văn thiết kế và thi công tủ điện chuyển nguồntự động sử dụng oplc

SAIGON TECHNOLOGY UNIVERSITY BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ SÀI GỊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG OPLC GVHD: ThS ĐỖ QUANG ĐẠO SVTH: NGUYỄN NHỰT TÙNG ĐỖ CƠNG THẮNG (DH31401327) (DH31401212) Tp Hồ Chí Minh Tháng 07/2018 SAIGON TECHNOLOGY UNIVERSITY LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG OPLC GVHD: ThS ĐỖ QUANG ĐẠO SVTH: NGUYỄN NHỰT TÙNG ĐỖ CÔNG THẮNG LỚP: D14 – DDT01 (DH31401327) (DH31401212) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ SÀI GỊN -o0o - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự –Hạnh phúc -o0o - KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ BÀI THI TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN NHỰT TÙNG ĐỖ CÔNG THẮNG NGÀNH: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MSSV: DH31401327 MSSV: DH31401212 LỚP: D14_DDT01 TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG OPLC NHIỆM VỤ YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG VÀ SỐ LIỆU BAN ĐẦU: - Giới thiệu chung hệ thống ATS Sử dụng Contactor – dùng chốt khí để chuyển nguồn tự động Dùng PLC có hình để điều khiển hệ thống Thiết kế thi công tủ điện: + Tủ điện ATS + Phần bù tự động + Mạch điều khiển + Mạch động lực + Mạch bảo vệ + Giám sát điều khiển ATS qua điện thoại + Lập trình PLC CÁC HỒ SƠ VÀ TÀI LIỆU CUNG CẤP BAN ĐẦU: - Đỗ Quang Đạo, Thiết Bị Hệ Thống Cơng Nghiệp; Trường ĐH Cơng Nghệ Sài Gịn, 2010 Đỗ Quang Đạo, Giáo trình Cung Cấp Điện; Trường ĐH Cơng Nghệ Sài Gịn, 2010 Đỗ Quang Đạo, Giáo trình Đo Lường Điện Thiết Bị Đo; Trường ĐH Công Nghệ Sài Gịn, 2012 Quyền Huy Ánh, Giáo trình An Tồn Điện, NXB Đại Học Quốc Gia Tp.HCM, 2007 Phan Thị Thanh Bình tác giả khác, Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2010 - Low voltage controls and distribution, Siemens - Web tham khảo:  http://www.hgelectric.vn/home/  http://mikro.dien-vietnam.com/  https://unitronicsplc.com/jazz-series-jazz/ - Các tiêu chuẩn để thiết kế:  TCVN 7447-1: 2004 – “Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà: nguyên tắc bản, đánh giá đặc tính chung, định nghĩa”;  TCVN 7447-4-43: 2004 – “Hệ thống lắp đặt điện tịa nhà: bảo vệ an tồn chống q dịng”;  TCVN 7447:2010 – “Hệ thống lắp đặt điện hạ áp”  TCVN 9206: 2012 – “Đặt thiết bị điện nhà cơng trình cơng cộng”;  TCVN 9207:2012 – “Đặt đường dây điện nhà cơng trình cơng cộng”;  TCVN 9208:2012 – “Lắp đặt cáp cơng trình cơng nghiệp”; NGÀY GIAO NHIỆM VỤ BÀI THI: 26/04/2018 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 24/07/2018 HỌ TÊN GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: ThS Đỗ Quang Đạo PHẦN HƢỚNG DẪN: Toàn Nội dung yêu cầu Bài luận văn Tốt nghiệp đƣợc thơng qua Khoa: Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… Năm 2018 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… Năm 2018 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Tp Hồ Chí Minh, ngày… tháng… Năm 2018 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN LỜI CẢM ƠN Lời cho chúng em gửi đến Ban lãnh đạo Trường Đại học Cơng Nghệ Sài Gịn, quý thầy cô Khoa Điện – Điện tử, đặc biệt Thầy – Ths Đỗ Quang Đạo lời cảm ơn chân thành nhất! Nhờ hướng dẫn, bảo tận tình Thầy – Ths Đỗ Quang Đạo chúng em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Qua hai tháng làm luận văn giúp cho chúng em thêm nhiều kiến thức chuyên ngành, học hỏi nhiều điều hay bổ ích Tuy thời gian làm luận văn không dài với giúp đỡ tận tình Thầy tạo điều kiện giúp chúng em nhiều việc nắm vững kiến thức, liên hệ thực tế, hệ thống lại kiến thức học trường, có thêm nhiều kinh nghiệm thực tiễn điện Cuối với biết ơn sâu sắc, lần chúng em xin chân thành cảm ơn đến: - Trường Đại học Công Nghệ Sài Gòn Khoa Điện – Điện tử Thầy – Ths Đỗ Quang Đạo Chúng em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức chuyên ngành để phục vụ tốt cho cơng việc sau TĨM TẮT ĐỀ TÀI Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG OPLC Đề tài gồm nội dung sau:             Giới thiệu hệ thống chuyển nguồn tự động (ATS) Tính tốn cơng suất phụ tải Tính tốn cơng suất bù phản kháng Tính toán chọn thiết bị Thiết kế mạch điều khiển Thiết kế mạch động lực Thiết kế mạch bảo vệ Thi công tủ điện ATS Thi công phần bù tự động Lập trình OPLC Lập trình hệ thống giám sát qua điện thoại Cài đặt thông số cho thiết bị MỤC LỤC CHƢƠNG GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 1.3 PHẠM VI CỦA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG TỔNG QUAN KIẾN THỨC 2.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG (ATS: AUTOMATIC TRANSFER SWITCH) 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 2.3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN OPLC 2.4 HỆ THỐNG GIÁM SÁT QUA ĐIỆN THOẠI 2.5 MẠCH BẢO VỆ VÀ GIÁM SÁT NGUỒN 11 2.6 CONTACTOR 15 2.7 RELAY TRUNG GIAN 18 2.8 MCB 19 2.9 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 20 CHƢƠNG 21 PHƢƠNG PHÁP, CÁCH TIẾN HÀNH, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ 21 3.1 SƠ ĐỒ THỰC HIỆN 21 3.2 PHƢƠNG PHÁP, CÁCH TIẾN HÀNH 22 3.2.1 Tính tốn cơng suất phụ tải 22 3.2.2 Tính toán chọn thiết bị 22 3.2.3 Thiết kế thi công tủ điện 23 3.2.4 Lập trình hệ thống sử dụng OPLC 24 3.2.5 Lập trình hệ thống giám sát qua điện thoại 26 3.2.6 Cài đặt thông số cho thiết bị 27 CHƢƠNG 29 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 29 4.1 KẾT QUẢ MẠCH GIÁM SÁT QUA ĐIỆN THOẠI 29 4.2 KẾT QUẢ BỘ ĐIỀU KHIỂN OPLC 38 4.3 ƢU ĐIỂM 38 4.4 HÌNH ẢNH TỦ ĐIỆN ATS 39 CHƢƠNG 41 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41 5.1 KẾT LUẬN 41 5.2 KIẾN NGHỊ 43 PHỤ LỤC 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Hình 16: Mặt tủ ATS Hình 17: Mặt tủ ATS 40 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN a/ Kết đạt được: sau hai tháng làm luận văn, qua trình nghiên cứu, thiết kế thi công đạt số kết sau: - Giới thiệu hệ thống chuyển nguồn tự động: + Nguyên lý hoạt động + Cấu tạo ATS + Phân loại dạng ATS khác - Giới thiệu phần bù tự động: + Định nghĩa bù tự động + Các loại bù + Thiết bị bù tự động - Hiểu vận hành điều khiển OPLC: + Viết chương trình OPLC + Chạy mơ OPLC - Biết cách vận hành nguyên lý hoạt động số thiết bị điện như: + MCB + Contactor + Overcurrent relay + Multimetter PAC 3100 + Board Arduino + Relay trung gian + Relay điện tử - Biết cách tính tốn chọn lựa số thiết bị điện: + Tính dịng làm việc + Tính chọn Contactor + Tính chọn dung lượng bù + Tính chọn MCB - Thiết kế vẽ hoàn chỉnh cho tủ điện ATS: + Sơ đồ nguyên lý + Vỏ tủ điện + Sơ đồ điều khiển 41 - - - + Sơ đồ động lực + Sơ đồ bảo vệ Lập trình mạch giám sát từ xa thông qua Module Sim 900a: + Điều khiển chuyển nguồn tự động qua điện thoại + Báo lỗi điện thoại Học kỹ đấu lắp tủ điện: + Kỹ dây, lựa chọn dây dẫn cho phù hợp tiêu chuẩn kỹ thuật + Kỹ bấm đầu cót cho dây dẫn + Biết sử dụng máy in đầu số cho dây dẫn + Lắp vị trí thiết bị điện theo vẽ + Tự kiểm tra lỗi tủ điện thông qua đồng hồ đo ohm Nắm rõ nguyên lý làm việc tủ điện ATS Mức độ tự động hóa cao không cần người vận hành giám sát thường xuyên b/ Kết chưa đạt được: bên cạnh số kết đạt luận văn tốt nghiệp số hạn chế sau: - Kinh nghiệm thiết kế, thi cơng chưa nhiều, cịn sai sót trình làm luận văn tốt nghiệp - Khả lập trình mạch điều khiển giám sát qua điện thoại hạn hẹp, chưa hiểu rõ nhiều chức mạch Module Sim 900a mẻ nhóm em, chưa thành thạo việc sử dụng - Chương trình điều khiển OPLC cịn thiếu sót số chức năng: số lần chuyển nguồn từ nguồn điện lưới sang máy phát điện ngược lại, số lần đóng cắt Contactor, ghi nhớ cố áp, thấp áp, pha, đảo pha, dòng điện c/ Kết luận chung Sau hai tháng làm luận văn tốt nghiệp với đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ĐIỆN CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG OPLC ’’ giúp nhóm em nắm vững nhiều kiến thức học lớp, học hỏi thêm nhiều kiến thức mới, nâng cao kỹ đấu lắp tủ điện, lắp đặt thiết bị hợp lý Giải vấn đề cung cấp điện liên tục cho nhà máy, xí nghiệp, tịa nhà mà mục tiêu luận văn tốt nghiệp đưa trước Trong q trình làm luận văn tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu xót, với kiến thức học, giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn khắc phục thiếu sót Từ khó khăn mà giúp nhóm em thêm kinh nghiệm thực tiễn nhiều hơn, biết cách khắc phục sửa lỗi tủ điện Dể hoàn thành luận văn tốt nghiệp lần nhờ giúp đỡ nhiều người, đặc biệt giáo viên hướng dẫn, với bạn bè hệ trước truyền đạt nhiều kiến thức kinh nghiệm thực tế Nhóm em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, dạy người để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp 42 5.2 KIẾN NGHỊ - Phát triển phần mềm quản lý hệ thống điện qua Internet, mục đích việc phát triển phần mềm để tiện giám sát nguồn, biết thời gian chuyển nguồn điện lưới máy phát, giám sát lỗi hệ thống điện thiết bị điện, điều khiển đóng cắt Contactor từ xa Ưu việc phát triển phần mềm qua Internet kết hợp với phần mềm chung nhà máy, xí nghiệp kết nối với thành mạng điều khiển trung tâm - Phát triển nâng cao tải cho tủ điện ATS - Sử dụng nhiều loại khí cụ đóng cắt với dòng định mức lớn hơn: MCB, ACB,… - Tăng khả mức độ tự động hóa cao - Thiết kế giao diện chức dễ sử dụng, phù hợp với nhu cầu người dùng 43 PHỤ LỤC 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Đỗ Quang Đạo, Thiết Bị Hệ Thống Công Nghiệp; Trường ĐH Công Nghệ Sài Gịn, 2010 Đỗ Quang Đạo, Giáo trình Cung Cấp Điện; Trường ĐH Cơng Nghệ Sài Gịn, 2010 Đỗ Quang Đạo, Giáo trình Đo Lường Điện Thiết Bị Đo; Trường ĐH Cơng Nghệ Sài Gịn, 2012 Quyền Huy Ánh, Giáo trình An Tồn Điện, NXB Đại Học Quốc Gia Tp.HCM, 2007 Phan Thị Thanh Bình tác giả khác, Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2010 Low voltage controls and distribution, Siemens Web tham khảo:  http://www.hgelectric.vn/home/  http://mikro.dien-vietnam.com/  https://unitronicsplc.com/jazz-series-jazz/ - Các tiêu chuẩn để thiết kế:  TCVN 7447-1: 2004 – “Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà: nguyên tắc bản, đánh giá đặc tính chung, định nghĩa”;  TCVN 7447-4-43: 2004 – “Hệ thống lắp đặt điện tịa nhà: bảo vệ an tồn chống q dịng”;  TCVN 7447:2010 – “Hệ thống lắp đặt điện hạ áp”  TCVN 9206: 2012 – “Đặt thiết bị điện nhà cơng trình cơng cộng”;  TCVN 9207:2012 – “Đặt đường dây điện nhà cơng trình cơng cộng”;  TCVN 9208:2012 – “Lắp đặt cáp cơng trình cơng nghiệp”; 54