Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu Container B170 đi sâu nghiên cứu trạm phát điện chính

Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu Container B170 đi sâu nghiên cứu trạm phát điện chính

………… o0o………… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CONTAINER B170 – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình này là của riêng tôi. Các kết quả và số liệu trong đề tài là trung thực, chưa được đăng trên bất kỳ tài liệu nào. Hải phòng, tháng 1 năm 2010 Sinh viên thực hiện Trần Văn Tuyến 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 2 PHẦN I : TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CONTAINER B170 5 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU CONTAINER B170 6 1.1. Giới thiệu về tàu container B170 6 1.2. Giới thiệu về hệ thống điện tàu container B170 7 1.3 Giới thiệu về trạm phát tàu container B170 8 1.3.1. Tổng quan về trạm phát điện chính 8 1.3.2. Cấu tạo chung của bảng điện chính tàu container B170 11 CHƯƠNG II: MỘT SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỂN HÌNH 12 2.1. Hệ thống bơm la canh 12 2.1.1. Giới thiệu phần tử của hệ thống 12 2.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 13 2.1.3. Các chế độ báo động và bảo vệ cho hệ thống 14 2.2. Hệ thống bơm tuần hoàn L.O cho ME. 15 2.2.1. Giới thiệu các phần tử của hệ thống 15 2.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 16 2.2.3. Các chế độ báo động và bảo vệ cho hệ thống 18 2.3. Hệ thống truyền động điện neo và tời quấn dây của tàu container B170 19 2.3.1. Giới thiệu chung về hệ thống neo 19 2.3.2. Các yêu cầu đối với hệ thống neo 19 2.3.3. Hệ thống tời neo tàu container B170 20 2.4. Hệ thống chân vịt mũi tàu Container B170 24 2.4.1. Giới thiệu về hệ thống chân vịt mũi 24 2.4.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống. 27 2.4.3. Các chế độ báo động và bảo vệ cho hệ thống. 29 CHƯƠNG III: MỘT SỐ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỂN HÌNH 31 3.1. Hệ thống tự động cân bằng tàu container B170 31 3.1.1. Hệ thống cân bằng tàu và tầm quan trọng. 31 3.1.2. Các thiết bị chính của hệ thống cân bằng tàu 32 3.1.3. Giới thiệu các phần tử của hệ thống 33 3.1.4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 40 3.2. Hệ thống nồi hơi tàu container B170 41 3.2.1. Tổng quan chung về hệ thống nồi hơi 41 3.2.2. Giới thiệu các phần tử của hệ thống nồi hơi tàu container B170 42 3.2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống 47 3 PHẦN II: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH 57 Chương IV : TỔNG QUAN VỀ TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY 58 4.1. Giới thiệu chung về trạm phát điện tàu thuỷ 58 4.2. Giới thiệu chung về trạm phát điện tàu container B170 61 Chương V: BẢNG PHÂN PHỐI ĐIỆN CHÍNH 62 5.1.Khái niệm chung 62 5.2.Giới thiệu bảng điện chính tàu container B170 62 5.3. Nguyên lý hoạt động của bảng điện chính tàu container B170 69 5.3.1. Mạch động lực và đo lường của máy phát số 1 69 1. Mạch động lực của máy phát số 1 69 2. Các mạch đo 70 5.3.2. Mạch điều khiển đóng áptômát chính của máy phát số 1 71 1. Giới thiệu phần tử 71 2. Nguyên lý hoạt động 71 5.3.3. Ổn định điện áp cho trạm phát điện tàu thuỷ 73 1. Khái niệm chung 73 2. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu container B170 76 5.3.4. Công tác song song của các máy phát 78 1. Khái niệm chung 78 2. Hoà đồng bộ các máy phát 78 a) Lý thuyết chung 78 b) Hệ thống hoà đồng bộ trạm phát tàu container B170 82 3. Quá trình phân chia tải. 84 a) Lý thuyết chung 84 b) Quá trình phân chia tải cho trạm phát tàu container B170 86 CHƯƠNG VI: BẢO VỆ CHO TRẠM PHÁT ĐIỆN 87 6.1.Khái niệm chung. 87 6.2.Bảo vệ cho trạm phát điện tàu container B170 89 Kết luận 92 Tài liệu tham khảo 94 4 LỜI NÓI ĐẦU Nền kinh tế của nước ta hiện nay đang trong thời kỳ hội nhập với nền kinh tế của thế giới, đất nước ta đang đẩy mạnh công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước. Vì vậy ngành giao thông vận tải có một vai trò rất quan trọng, nó đem lại hiệu quả cao về kinh tế cho đất nước. Đất nước ta có vị trí địa lý và địa hình rất thuận lợi tạo điều kiện cho ngành giao thông vận tải biển phát triển, là tiền đề để ngành công nghiệp đóng tàu của nước ta phát triển mạnh mẽ. Hiện nay công nghệ đóng tàu của Việt Nam đã có những bước tiến vượt bậc. Chúng ta đã đóng được những con tàu cỡ lớn, trang thiết bị hiện đại với chất lượng cao, được nhiều bạn hàng trên thế giới như Nhật Bản, Đức, Đan Mạch, Na Uy, Anh … tin cậy đặt hàng. Trong suốt quá trình học tập ở trường Hàng Hải Việt Nam và được sự dìu dắt, dạy bảo của các thầy cô giáo trong trường và trong khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển, em đã được trang bị tương đối đầy đủ các kiến thức cơ bản về những hệ thống điện năng trên tàu thuỷ. Sau khi thực tập tại nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, em đã tìm hiểu và thu thập được tài liệu tàu CONTAINER B170. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp: “Trang thiết bị điện tàu CONTAINER B170- Đi sâu nghiên cứu trạm phát điện chính”. Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển, đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy giáo Th.s Đỗ Văn Thỏa cùng các bạn bè đồng nghiệp và sự nỗ lực cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Đỗ Văn Thỏa, cùng các thầy cô giáo và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. 5 PHẦN I TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CONTAINER B170 6 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU CONTAINER B170 Tàu container B170 là loại tàu chuyên dụng được thiết kế để chở các loại container, do đặc thù như vậy nên loại tàu này có yêu cầu cao hơn về chất lượng cũng như kĩ thuật đóng ( như tính ổn định của tàu phải cao, thời gian làm hàng phải ngắn). Đây là con tàu hiện đại, tàu có tải trọng tại mớn nước mạn khô 23000 DWT được đo bằng đơn vị tấn (theo hệ mét) trong nước biển với trọng lượng riêng là 1,025 t/m³. 1.1. Giới thiệu về tàu container B170. 1.1.1. Kích thước chính. Chiều dài toàn tầu ( Max ) : 184,10 m Chiều dài giữa 2 đường vuông góc : 171,94 m Chiều rộng thiết kế : 25,30 m Chiều cao mạn đến boong chính : 13,50 m Chiều cao mạn khô : 9,889 m Mớn nước thiết kế : 9,85 m 1.1.2. Tải trọng. Tải trọng tại mớn nước mạn khô 23000 DWT. Tàu ước tính có thể chở: - Các loại container tiêu chuẩn từ 20 đến 40ft trong hầm hàng và trên boong. - Các loại container từ 45 đến 48 ft trên boong, trong vùng hoạt động của cần trục. - 150 container chứa đồ lạnh trên boong. Khả năng chứa hàng của tàu khoảng 29800 m³ hàng rời và 29600 m³ hàng kiện. Két chứa nhiên liệu bao gồm: Dầu nặng : 2230 m³ Dầu Diezel : 160 m³ Nước ngọt : 200 m³ Nước ballast : 7850 m³ Tàu có sức chở cotainer 1730 TEU loại container 20ft theo tiêu chuẩn IMO (kích thước mỗi container theo tiêu chuẩn là: 20’×8’×8’6’’) với 634 TEU trong hầm hàng và 1096 TEU trên boong. 1.1.3. Dung tích. Tàu có 4 hầm hàng, tổng thể tích các hầm hàng là : 29816 m³ Hầm hàng số 1 : 5153 m³ Hầm hàng số 2 : 10545 m³ Hầm hàng số 3 : 10883 m³ Hầm hàng số 4 : 3235 m³ 7 1.1.4. Tốc độ và công suất. Tốc độ thiết kế của tàu 19,7 hải lý/h trong điều kiện mớn nước 9,85 m ở trạng thái cân bằng, có tính đến 15% dung sai khác(trạng thái dự phòng). Công suất máy tương ứng tại 90% MCR-vòng tua tối đa liên tục và tốc độ chân vịt là 115 vòng/phút tương ứng với 11750 KW. 1.1.5. Tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động. Mức tiêu hao nhiên liệu: 173 g/kwh. Tầm hoạt động của tàu là 15000 hảilý/giờ với điều kiện tốc độ của tàu là 19,7 hảilý/giờ. 1.1.6. Nguyên lý thiết kế và mô phỏng chung. Con tàu như mô tả là loại tàu viễn dương, chân vịt của tàu là loại chân vịt có bước cố định được lai bởi một máy chính là loại động cơ 6RTA62U có công suất 13320 KW phù hợp với việc chở các loại container. Tàu có bốn hầm hàng, buồng máy và phòng sinh hoạt ở phía đuôi tàu, mũi bầu, một bánh lái cân bằng và chân vịt mũi. 1.2. Giới thiệu về hệ thống điện tàu container B170. 1.2.1. Trạm phát chính. Gồm có 3 máy phát chính, mỗi máy có các thông số như sau: Công suất : 1370 KVA Điện áp : 450 V Dòng điện : 1785 A Số pha : 3 Tần số : 60Hz Cos  : 0,8 1.2.2. Trạm phát sự cố. Có 1 máy phát sự cố: Công suất : 145 KVA Điệp áp : 450 V Dòng điện : 190 A Số pha : 3 Tần số : 60 Hz Cos  : 0,8 Ngoài trạm phát chính và trạm phát sự cố tàu container B170 còn có bộ nguồn sự cố là hệ thống các ácquy gồm có: - 1ácquy kiềm 24V,108 Ah dùng cho hệ thống điều khiển buồng máy. - 1ácquy kiềm 24V,50 Ah dùng cho hệ thống báo động buồng máy. 8 - 1ácquy kiềm 24V dùng cho thiết bị báo cháy. - 1ácquy chì 24V dùng cho trạm phát thanh. - 1ácquy chì 24V dùng cho bộ khởi động sự cố. Hệ thống các máy biến áp trên tàu gồm có 2 biến áp 3 pha 115 KVA, 450/231V để cấp nguồn 220V,60 Hz cho mạch chính, 1 biến áp có khả năng cung cấp nguồn 3×220V,60Hz, cho thanh cái bảng điện chính trong trường hợp máy phát sự cố đang hoạt động, cấp nguồn 3×440V tới thanh cái bảng điện sự cố thông qua biến áp 40 KVA, 450/231V. Các thiết bị điện trên tàu còn có thể lấy điện từ bờ khi tàu đang đỗ trên cảng thông qua hộp lấy điện bờ. Hộp điện bờ cấp điện 3×440V,60Hz,800A cho một số thiết bị điện trên tàu. 1.3. Giới thiệu về trạm phát điện tàu tàu container B170 1.3.1. Tổng quan về trạm phát điện chính. a) Khái niệm, phân loại và yêu cầu về trạm phát điện chính. * Khái niệm. Trạm phát điện là nơi biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện và từ đó phân phối đến các hộ tiêu thụ. * Phân loại. Hiện nay người ta phân loại các máy phát điện trên tàu thủy dựa trên nhiều cơ sở khác nhau: + Phân loại dựa theo loại dòng điện: - Máy phát điện 1 chiều. - Máy phát điện xoay chiều. + Phân loại theo cơ sở nhiệm vụ: - Trạm phát chung cung cấp năng lượng điện cho toàn mạng. - Trạm phát cung cấp năng lượng quay chân vịt. + Phân loại theo dạng biến đổi năng lượng: - Thuỷ - điện. - Trạm phát nhiệt - điện. - Trạm phát điện nguyên tử. + Phân loại theo cơ sở truyền động: - Máy phát được truyền động bằng động cơ diezel ( hình 1.1 ). 9 Hình 1.1 - Máy phát được truyền động hỗn hợp: truyền động cho máy phát không chỉ có động cơ diezel mà có thể bằng tua bin. - Trạm phát có máy phát đồng trục: là máy phát được truyền động bằng động cơ diezel quay chân vịt ( hình 1.2 ). Hình 1.2 F 1 F 2 F1 F1 MF SC F1 F2 F3 [...]... nguồn đi n bờ khi tàu nằm trong cảng và ứng dụng máy phát đồng trục khi tàu hành trình, và phải chia phụ tải ra những nhóm khác nhau b) Đặc đi m kĩ thuật của trạm phát đi n tàu container B170 Trạm phát đi n chính tàu container B170 được trang bị 3 tổ hợp Diezel-Máy phát chính Máy phát đồng bộ đều là máy phát không chổi than với kiểu kích từ tự kích, có hệ thống tự động đi u chỉnh đi n áp Các máy phát. .. của PLC cấp đi n cho K10 (trang 7) đồng thời K12 mất đi n Các tiếp đi m 1-2và 3-4 của K10 (trang1 ) sẽ duy trì cho phanh mở thông qua bộ giảm dòng VDR Khi K10 có đi n mở tiếp đi m 33-34 (trang 10.10) cắt đi n cuộn sấy *Hoạt động của động cơ thực hiện Giả sử ấn S7 hệ thống làm việc chế độ thu Tại chân Q2.0 của PLC cấp đi n cho K1 có đi n (trang 7.1), K1 có đi n đóng tiếp đi m K1 (trang 1)sẵn sàng cấp nguồn... K13 (trang 2) K13 có đi n đóng tiếp đi m (13-14) cho tín hiệu vào PLC Tín hiệu ra PLC chân (9-10) trang 10-10 cấp nguồn cho cuộn sấy làm việc Khi động cơ được cấp đi n thì K12 có đi n từ chân Q2.6 (trang 7.11) K12 có đi n đóng tiếp đi m 1-2 và 3-4 (trang1 ), cấp đi n cho cuộn phanh Cuộn phanh có đi n lập tức giải phóng trục động cơ Khi trục động cơ được giải phóng thì tín hiệu ra từ Q2.5 của PLC cấp đi n. .. chung của bảng đi n chính tàu container B170 a) Các kích thước chính của bảng đi n chính - Chiều dài toàn bộ bảng đi n chính: 9648 mm - Chiều cao: 2216mm b) Bảng đi n chính gồm có 16 panel - Panel 1: panel cấp nguồn 3~60Hz 220V cho các phụ tải (sơ đồ số L20101) - Panel 2: panel cấp nguồn 3~60Hz 440V cho các bơm số 1 (sơ đồ số L20201) - Panel 3: panel cấp nguồn 3~60Hz 440V cho các phụ tải (sơ đồ số L20301)... hiệu để thực hiện đi u khiển Rơle K11(6/8) có đi n đóng tiếp đi m K11(2.3) lại Rơle K13(6/8) có đi n đóng tiếp đi m K13(2.5) lại Rơle K15(6/8) có đi n đóng tiếp đi m K15(2.6) lại Tiếp đi m của Q2 và 28 Q3 luôn có sự khống chế lẫn nhau Khi động cơ được cấp nguồn đèn S4/H13(7/8) sáng báo chân vịt mũi đang hoạt động Đồng thời rơle K20 có đi n đóng tiếp đi m Khi rơle K20 có đi n: - Tiếp đi m K20(2.8) đóng... K3(206) có đi n, đồng thời cấp đi n cho đồng hồ đếm thời gian P2 Khi rơle trung gian K2(204) có đi n: - Tiếp đi m K2(204/9) đóng tiếp đi m duy trì lại - Tiếp đi m K2(204/10) đóng lại sẵn sàng cấp nguồn cho rơle trung gian K3(204) - Tiếp đi m K2(204/49) mở ra chờ sẵn 17 Khi rơle trung gian K3(206) có đi n sẽ đóng tiếp đi m K3(206/6) lại cấp nguồn cho công tắc tơ K1(206), đồng thời đóng tiếp đi m K3(206/14)... máy cũng như buồng đi u khiển) - Cấp A2 (không cần trực ca ở buồng máy nhưng phải trực ca ở buồng đi u khiển) Những hệ thống tự động thường gặp trên các tàu này thường là đi u khiển từ xa máy chính, tự động đi u khiển từ xa máy phát tự động phân phối vô công và hữu công tự động hoà đồng bộ, đi u chỉnh đi n áp và tần số * Yêu cầu Trạm phát chính phải có các yêu cầu sau: - Bảng đi n chính phải đáp ứng... S4(xanh): Nút ấn thử đèn * Sơ đồ L40002(1/10): - S1: Công tắc cấp nguồn cho việc đi u khiển van đi n từ két mũi - B1: Van đi n từ két mũi - H1(xanh): Đèn báo van đi n từ két mũi đang ở trạng thái mở - H101(vàng): Đèn báo van đi n từ két mũi đang ở trạng thái đóng - S2: Công tắc cấp nguồn cho việc đi u khiển van đi n từ két số 1A - B2: Van đi n từ két số 1A - H2(xanh): Đèn báo van đi n từ két số 1A đang ở... H102(vàng): Đèn báo van đi n từ két số 1A đang ở trạng thái đóng - S3: Công tắc cấp nguồn cho việc đi u khiển van đi n từ két số 1 - B0: Van đi n từ két số 1 - H3(xanh): Đèn báo van đi n từ két số 1 đang ở trạng thái mở - H103(vàng): Đèn báo van đi n từ két số 1 đang ở trạng thái đóng * Sơ đồ L40002(2/10): - S4: Công tắc cấp nguồn cho việc đi u khiển van đi n từ két số 2W mạn trái - B4: Van đi n từ két số 2W... việc đi u khiển van đi n từ két số 2ADB mạn phải - B9: Van đi n từ két số 2ADB mạn phải - H11(xanh): Đèn báo van đi n từ két số 2ADB mạn phải đang ở trạng thai mở - H111(vàng): Đèn báo van đi n từ két số 2ADB mạn phải đang ở trạng thái đóng * Sơ đồ L40002(4/10): - S12: Công tắc cấp nguồn cho việc đi u khiển van đi n từ két số 3W mạn trái - B28: Van đi n từ két số 3W mạn trái - H12(xanh): Đèn báo van đi n . II: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU TRẠM PHÁT ĐI N CHÍNH 57 Chương IV : TỔNG QUAN VỀ TRẠM PHÁT ĐI N TÀU THỦY 58 4.1. Giới thiệu chung về trạm phát đi n tàu thuỷ 58 4.2. Giới thiệu chung về trạm phát đi n tàu. tài liệu tàu CONTAINER B170. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp: Trang thiết bị đi n tàu CONTAINER B170- Đi sâu nghiên cứu trạm phát đi n chính Giới thiệu về trạm phát đi n tàu tàu container B170 1.3.1. Tổng quan về trạm phát đi n chính. a) Khái niệm, phân loại và yêu cầu về trạm phát đi n chính. * Khái niệm. Trạm phát đi n là nơi