Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu Ap Sveti Vlaho đi sâu giới thiệu tính toán trạm phát điện

Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu Ap Sveti Vlaho đi sâu giới thiệu tính toán trạm phát điện

………… o0o…………

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU

TÍNH TOÁN TRẠM PHÁT ĐIỆN

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

Phần 1 Giới thiệu chung về trang thiết bị diện tàu AP SVETI VLAHO 3

Chuơng1: Các hệ thống điều khiển trên tầu AP SVETI VLAHO 3

1 Giới thiệu chung về tàu AP SVETI VLAHO 4

1.Định nghĩa và chức năng của nồi hơi 7

2.Giới thiệu phần tử và nguyên lí hoạt động của hệ thống tự động điều khiển nồi hơi tàu AP SVETI VELAHO 7

1.3 Hệ thống điều khiển bơm ballass tàu AP SVETI VLAHO 1 Chức năng và yêu cầu của hệ thống 15

2 Giới thiệu phần tử và nguyên lí hoạt động của hệ thống điều khiển bơm ballass trên tàu AP SVETI VLAHO(sơ đồ Page 293,294) 16

1.4 Hệ thống lái tầu AP SVETI VLAHO 18

1.Chức năng và yêu cầu của hệ thống 18

3.2.Giới thiệu phần tử và nguyên lí hoạt động của hệ thống máy lái điện-thủy lực trên tàu AP SVETI VLAHO 19

Phần 2 : Đi sâu nghiên cứu hệ thống cung cấp năng lượng điện và tính cáp hệ thống 31

Chương 2 : Trạm phát điện trên tàu AP SETI VELAHO 31

2.1 Khái niệm chung , yêu cầu đối trạm phát điện tầu thủy và phân loại trạm phát điện tầu thủy 31

1.Khái niệm chung 31

2 Về phân loại trạm phát điện tàu thủy như sau 31

3.Chọn các thông số cho trạm phát điện 32

2.2 Các nguyên tắc và phương pháp tính chọn công suất trạm phát 34

1 Các nguyên tắc tính chọn 34

2 Các phương pháp tính toán công suất trạm phát điện tàu thuỷ 35

2.3 Tính toán công suất và chọn số lượng máy phát cho tàu AP SVETI VLAHO 39

Chương 3 Ổn định điện áp cho máy phát điện tàu AP SVETI VLAHO 42

3.1.Khái niệm chung 42

3.2.Các hệ thống tự động điều chỉnh điện áp thường dùng 43

1.Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nhiễu loạn 44

2.Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo độ lệch 47

3.Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc kết hợp 48

3.3.Giới thiệu phân tích nguyên tắc hoạt động hệ thống tự động điều chỉnh

điện áp tàu AP SVETI VLAHO :(Sơ đồ N-618310E1B-1) 49

1.Giới thiệu phần tử trong sơ đồ 49

2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống : 50

Chương 4 : Bảng điện chính và các mạch điều khiển trên tầu AP SVETI VLAHO 51

4.1 Khái niệm chung về bảng điện chính 51

4.2 Bảng điện chính tầu AP SVETI VLAHO 52

1.Cấu tạo chung bảng điện chính của tàu AP SVETI VLAHO 52

2.Giới thiệu thanh cái và aptomat chính của tàu AP SVETI VLAHO 53

3.Giới thiệu về bảng điện chính tàu AP SVETI VLAHO 56

§4.3.Mạch điều khiển aptomat chính của máy phát 56

1.Giới thiệu các phần tử của mạch (page 084) 56

2 Nguyên lí hoạt động của mạch điều khiển aptomat chính như sau: 56

§4.4.Công tác song song và phân chia tải của các máy phát điện đồng bộ 58 1 Công tác song song của các máy phát điện đồng bộ 58

2.Phân bố tải cho các máy phát đồng bộ công tác song song 64

§4.4 Bảng điện sự cố tầu AP SVETI VLAHO 74

1.Khái niệm chung 74

2.Bảng điện sự cố tàu AP SVETI VLAHO (EMERGENCY SWITCHBOARD) 74

Chương 5: Bảo vệ cho hệ thống cung cấp năng lượng 81

§5.1.Khái niệm chung 81

§5.2.Bảo vệ cho máy phát điện 82

1.Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát 82

2.Bảo vệ quá tải cho máy phát điện 85

3.Bảo vệ công suất ngược cho máy phát điện 86

4.Bảo vệ công su ấ t ngược 87

6.Ngoài ra còn có các mạch bảo vệ khác như : 88

7.Nhận xét và đánh giá hệ thống 89

Chương 6 : Tính toán chọn cáp cho một sộ phụ tải trên tầu AP SVETI VLAHO89 §6.1.Khái niệm chung 89

§6.2.Cơ sở tính toán 90

§6.3.Tính chọn cáp điện cho một số phụ tải tàu AP SVETI VLAHO 91

§6.4.Nhận xét 91

KẾT LUẬN: 92

Tài Liệu Tham Khảo 93

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam là một đất nước nằm ven biển và có đường bờ biển khoảng 3260 km Từ xưa con người đã biết sử dụng đường biển để vận chuyển hàng hoá,ngày nay ngành Hàng Hải đang phát triển một cách mạnh mẽ và vận tải đường biển đã và đang đóng một vai trò quan trọng trong việc vận chuyển hàng hoá trong nước cũng như hàng hoá ra nước ngoài

Là một sinh viên hàng hải,sau gần năm năm học tập và rèn luyện tại trường đại học Hàng Hải Việt Nam,dưới sự quan tâm dạy dỗ và sự nhiệt tình truyền đạt kiến thức chuyên ngành điện tàu thuỷ của các thầy cô giáo trong khoa điện,em cũng đã phần nào nắm được những kiến thức cơ bản của nghề điện nói chung và nghề điện tàu thuỷ nói riêng.Sau thời gian hơn hai tháng thực tập tốt nghiệp,em đã tìm hiểu những kiến thức thực tế để bổ sung cho bản thân và cũng đã thu thập được một số tài liệu để phục vụ cho việc làm đồ án tốt nghiệp.Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa,em đã được giao đề tài làm đồ án tốt nghiệp :

Trang thiết bị điện tàu AP SVETI VLAHO

Đi sâu giới thiệu tính toán trạm phát điện

Với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy giáo trong khoa, đặc biệt

là thầy giáo K.s :Bùi Thanh Sơn nên sau thời gian ba tháng em đã hoàn thành xong nội dung đề tài tốt nghiệp được giao.Tuy nhiên,do trình độ còn hạn chế,kiến thức của bản thân còn hạn chế nên chắc chắn đồ án của em không thể tránh khỏi còn nhiều thiếu sót.Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của thầy hướng dẫn cùng các thầy cô giáo trong khoa để đồ án của em được hoàn thiện hơn.Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là thầy giáo K.s :Bùi Thanh Sơn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn !

Phần 1 :

Giới thiệu chung về trang thiết bị diện tàu

AP SVETI VLAHO

Chuơng1: Các hệ thống điều khiển trên tầu AP SVETI VLAHO

1 : Giới thiệu chung về tàu AP SVETI VLAHO

1.Giới thiệu về tàu AP SVETI VLAHO

Tàu 53000T là một trong những tàu có trọng tải lớn nhất từ trước đến giờ mà chúng ta đã

từng đóng.Theo đơn đặt hàng của Anh với tổng công ty đóng tàu Việt Nam,cụ thể là do hai

nhà máy đóng tàu Hạ Long và Nam Triệu trực tiếp thi công

1.1.Kích thước chính

Chiều dài toàn tàu (Max) 190 m

Chiều dài giữa 2 đường vuông góc 183,25 m

Bề rộng thiết kế 32,26 m

Cao mạn đến boong chính 10,90 m

Mớn nước mô hình 12,6 m

Chiều cao boong chính (tại đường tâm)

Từ boong chính-boong dâng lái 1 3,00 m

-Từ boong dâng lái chính-boong dâng lái 5,mỗi boong 2,80 m

-Từ boong dâng lái 5-đỉnh ca bin (buồng lái) 3,00 m

-Các boong ở 2,60 m

1.2.Tải trọng và mớn nước

Toàn bộ thông số tải trọng dưới đây được đo bằng đơn vị tấn (theo hệ mét) trong nước biển với trọng lượng riêng : 1,025 t/m3

Mớn nước mẫu thử,lý thuyết 12,6 m

Tải trọng tương ứng : 53000 tấn

Mớn nước hàng nhẹ : 10,9 m

Tải trọng tương ứng : 44000 tấn

1.3.Dung tích :Các khoang hàng (tính cả miệng khoang)

Hầm hàng số 1 12 m3

Hầm hàng số 2 13 m3

Hầm hàng số 3 13 m3

Hầm hàng số 4 13 m3

Hầm hàng số 5 13 m3

Tổng dung tích sơ bộ được giao cho chủ tàu tại giai đoạn thiết kế ban đầu

1.4.Tốc độ và công suất :

Tốc độ khai thác theo mớn nước mẫu thử 12,6 m ở trạng thái ky bằng,có tính đến 15% dung sai khai thác (Trạng thái dự phòng) 14,0 hải lý

Tốc độ khai thác tại mớn nước chở hàng nhẹ 10,9 m ở trạng thái ky bằng có tính đến 15% dung sai khai thác (trạng thái dự phòng) 14,2 hải lý Công suất máy tương ứng tại 82% MCR-vòng tua tối đa liên tục và tốc độ chân vịt 118 vòng /phút 7780KW

Công suất máy tương ứng tại 82% MCR-vòng tua tối đa liên tục và tốc độ chân vịt 118 vòng /phút 7780KW

5.Tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động

-Lượng dầu nặng FO tiêu hao hàng ngày trên máy chính tại 82% vòng quay tối đa liên tục,công suất máy chính 7780 KW và chân vịt đạt 118 vòng /phút  31,2 tấn

-Lượng tiêu hao dầu nặng FO được tính dựa trên các điều kiện ISO

-Tiêu hao nhiên liệu hàng ngày của máy móc phụ 2,4 tấn

-Tổng lượng HFO tiêu hao hàng ngày 33,6 tấn

Lượng tiêu hao được tính dựa trên điều kiện chạy dầu HFO,độ nhớt 380 CST tại 500C và giá trị hâm 42700 kJ/kg,mớn nước mẫu thử và 15% dung sai khai thác

Thông số trên được xác nhận sau khi thử két mô hình

Tầm hoạt động 18.000 N dặm

Dựa trên điều kiện 82% MCR (vòng tua tối đa liên tục) 199% dung tích các két HFO .Mớn nước mẫu thử,tốc độ 14 hải lý và 2 ngày dự trữ T ương đương 55 ngày chạy HFO,mỗi ngày 336 dặm (hải lý)

6.Nguyên lý thiết kế và mô phỏng chung Con tàu như mô tả là loại tàu viễn dương,1chân vịt lai bằng máy Diezen phù hợp chuyên chở các loại hàng rời.Thông thường như than,quặng,ngũ cốc,xi măng,nhôm ô xít,cát khoáng,thép cuộn và gỗ đóng kiện

Tầu được đóng và trang bị cho việc chuyên chở các loại hàng nguy hiểm trong phạm vi quy định IMDG,cấp 4.1,4.2,4.3,và 5.1 cũng như hàng BC code MHB.Tầu có mũi quả lê,1 boong dâng mũi và 1 boong sống đuôi.Phần vỏ dưới boong chính được phân cách bằng các vành kín nước như sau :

+Két mũi

+5 hầm hàng khô

+Buồng máy

+Két lái

7.Bố trí thuyền viên :

Cấp Boong Máy Khác Tổng

số Sĩ quan Cấp thuyền trưởng Thuyền trưởng 1-Máy trưởng 2 1-Đại phó 1-Máy I 2 1-MáyII 1-Máy III 1-Điện trưởng 1-Hoa tiêu 6 Tổng số 2 5 1 10 1-Thuỷ thủ trưởng 1- 1-Đầu bếp 3 3-Thuỷ thủ 3- 3-NV tra dầu 1-NV vệ sinh 2-Phụ bếp Tổng số 7 5 3 15 Tổng số thuyền viên 25 8.Giới thiệu về trạm phát tàu AP SVETI VLAHO

a.Trạm phát chính

Gồm có 3 máy phát

-Công suất tác dụng mỗi máy : 680 (KW)

-Điện áp : 450 (V)

-Số pha : 3

-Tần số : 60 (Hz )

-Cos  : 0,8

-n : 720 (r/min) -I : 1091(A)

-Ukt : 95 (VDC) -Ikt : 7,5(A)

b.Trạm phát sự cố

Gồm có 1 máy phát -Công suất tác dụng : 125 KW

-Điệp áp : 450 V

-Số pha : 3

-Tần số : 60Hz

-Cos  : 0,8

1.2 Hệ thống tự động điều khiển nồi hơi tàu AP SVETI VLAHO

1.Định nghĩa và chức năng của nồi hơi

-Nồi hơi tàu thuỷ là thiết bị sử dụng năng lượng của chất đốt biến nước thành hơi có áp

suất và nhiệt độ cao,cung cấp hơi nước cho thiết bị động lực hơi nước chính ,cho các máy

phụ thiết bị phục vụ nhu cầu sinh hoạt của thuyền viên trên tàu

-Có nồi hơi ống nước và nồi hơi ống lửa,tuỳ từng tàu mà sử dụng loại nào cho phù

hợp.Hiện nay hay sử dụng nồi hơi ống lửa do có tính gọn nhẹ và an toàn khi sử dụng

-Nồi hơi phải đáp ứng yêu cầu,kích thước phải nhỏ gọn dễ bố trí trên tàu,áp suất hơi phải

đảm bảo,đặc biệt phải đảm bảo an toàn cho nguời sử dụng khi xảy ra sự cố

-Để đáp ứng các yêu cầu trên nên hiện nay nồi hơi được thiết kế rất hiện đại và mức độ

an toàn là khá cao

2.Giới thiệu phần tử và nguyên lí hoạt động của hệ thống tự động điều khiển nồi hơi

tàu AP SVETI VELAHO

a)Giới thiệu phần tử

-1Q2:Là aptomat chính cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống (page 1)

-2Q3:Là aptomat cấp nguồn cho bơm cấp nước số 1(page 2)

-2K7:Là contắctơ điều khiển bơm cấp nước số 1(page 2)

-2T3:Là biến dòng (page 2)

-2Q4:Là aptomat cấp nguồn cho mạch điều khiển bơm cấp nước số 1(page 2)

-2T5:Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển bơm cấp nước số 1 (page 2)

-2S6:Công tắc lựa chọn chế độ điều khiển bơm cấp nước số 1(page 2)

-2S7:Nút ấn dừng bơm cấp nước số 1 (page 2)

-2S8:Nút ấn khởi động bơm cấp nước số 1 (page 2)

-2H5:Đèn báo bơm cấp nước số 1 bị quá tải (page 2)

-2H6:Đèn báo bơm cấp nước số 1 đang hoạt động (page 2)

-3Q3:Là aptomat cấp nguồn cho bơm cấp nước số 2 (page 3)

-3K7:Contắctơ điều khiển bơm cấp nước số 2 (page 3)

-3T3:Biến dòng (page 3)

-3Q4:Aptomat cấp nguồn cho mạch điều khiển bơm cấp nước số 2 (page 3) -3T5:Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển bơm cấp nước số 2 (page 3) -3S6:Công tắc lựa chọn chế độ điều khiển bơm cấp nước số 2 (page 3) -3S7:Nút ấn dừng bơm cấp nước số 2 (page 3)

-3S8:Nút ấn khởi động bơm cấp nước số 2 (page 3)

-3H5:Đèn báo bơm cấp nước số 2 bị quá tải (page 3)

-3H6:Đèn báo bơm cấp nước số 2 hoạt động (page 3)

-4Q3:Aptomat chính cấp nguồn cho quạt gió (page 4)

-22K2:Contắctơ chính điều khiển quạt gió (page 4)

-4T3:Biến dòng cấp cho ampeke tín hiệu dòng của quạt gió (page 4)

-5Q3:Aptomat chính cấp nguồn cho bơm phun dầu (page 5)

-23K2:Contắctơ điều khiển bơm phun dầu (page 5)

-6Q3:Aptomat chính cấp nguồn cho bơm dầu số 1(page 6)

-6Q6:Aptomat chính cấp nguồn cho bơm dầu số 2 (page 6)

-76K3,77K3:Contắctơ điều khiển bơm dầu số 1 và số 2 (page 6)

-6T3,6T6:Là các biến dòng đến ampeke từ bơm dầu số 1 và số 2 (page 6) -9Q3:Aptomat chính cấp nguồn cho bơm dầu mồi (page 9)

-23K4:Contắctơ điều khiển bơm dầu mồi (page 9)

-10Q3:Aptomat chính cấp nguồn cho điện trở sấy (page 10)

-67K6:Contắctơ điều khiển điện trở sấy (page 10)

-E1:Điện trở sấy (page 10)

-11Q2:Aptomat chính cấp nguồn cho mạch điều khiển (page 11)

-11T3:Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển (page 11)

-11A5:Bộ kiểm soát cách điện của mạch điều khiển (page 11)

-11K6:Contắctơ điều khiển cách điện thấp (page 11)

-12F2-12F7:Là các cầu chì bảo vệ ngắn mạch (page 12)

-13G2:Bộ biến đổi điện áp (page 13)

-14B2:Cảm biến nhiệt độ (page 14)

-14A2:Quạt gió làm mát (page 14)

-14A5,14A6:Là logo PLC điều khiển (page 14)

-15S3:Nút dừng sự cố (page 15)

-15S4:Nút ấn điều khiển dừng (page 15)

-15S5:Nút ấn khởi động (page 15)

-15K4-15K6:Là các rơle điều khiển (page 15)

-16K2-16K4:Là các rơle điều khiển (page 16)

-27S5:Công tắc lựa chọn chế độ đốt (page 27)

-2T1:Biến áp đánh lửa (page 29)

-2Y1:Van cấp dầu mồi số 1(page 29)

-2Y2:Van cấp dầu mồi số 2 (page 29)

-2Y3:Van giảm dầu mồi (page 29)

-3Y1:Van cấp dầu chính số 1 (page 30)

-3Y2:Van cấp dầu chính số 2 (page 30)

-3Y5:Van giảm dầu chính (page 30)

-34P6:Đồng hồ đo thời gian hoạt động của nồi (page 34) -36G2:Bộ biến đổi cung cấp nguồn 1 chiều (page 36) -36A4:Bộ điều khiển (page 36)

-17F1:Cảm biến áp lực khí phun vào (page 40)

-17F2:Cảm biến áp lực khí xả ra (page 41)

-19S1:Công tắc giới hạn nhiên liệu (page 42)

-6y1-s4:Công tắc giới hạn vị trí thoát khí (page 43) -6Y1-s3:Công tắc giới hạn vị trí đánh lửa (page 43) -18F3:Cảm biến nhiệt độ trong nồi hơi (page 44)

-45F3:Cảm biến áp lực dầu đốt (page 45)

-B1:Cảm biến nhiệt độ dầu đốt (page 46)

-B2:Cảm biến nhiệt độ dầu HFO (page 46)

-47F3:Cảm biến áp suất hơi trong nồi (page 47)

-M(s51):Động cơ secvo điều chỉnh sự pha trộn (page 51)

-M(s56):Động cơ lai cửa gió van hơi (page 56)

-R1:Điện trở sấy cho động cơ (page 51,56)

-18B1:Cảm biến nhiệt độ trong nồi hơi (page 65)

-5E1:Bộ sấy cho bộ phận phân phối dầu (page 65)

-E1,E2:Điện trở sấy ở van 1 và van 2 (page 65)

-5E3:Điện trở sấy cho van điều khiển dầu (page 65)

-5E4:Điện trở sấy trong ống (page 65)

-F1:Cảm biến bảo vệ an toàn ở nhiệt độ cao (page 67)

-71S2:Công tắc giới hạn trước van cấp HFO (page 71)

-71S4:Công tắc giới hạn áp lực HFO (page 71)

-72S2:Công tắc giới hạn trước van cấp MDO (page 72)

-72S4:Công tắc giới hạn áp lực MDO (page 72)

-73B2:Cảm biến áp lực dầu của bơm (page 73)

-74A3,74A5:Là PLC điều khiển (page 74)

-75H3,75H4:Các đèn báo hoạt động từ xa của bơm dầu số 1 và số 2 (page 75) -75H5,75H7:Đèn báo bơm dầu số 1,số 2 hoạt động (page 75)

-75H6,75H8:Là các đèn báo bơm hỏng (page 75)

-S1(76),S1(77):Công tắc lựa chọn chế độ điều khiển bơm số 1,số 2 (page 76,77) -79A3:Công tắc báo mức nước trong nồi hơi (page 79)

-85P3:Đồng hồ chỉ báo mức nước trong nồi hơi (page 85)

-87P5:Đồng hồ chỉ báo mức nước trong nồi hơi (page 87)

-89A2:Là công tắc giới hạn mức nước trong nồi hơi (page 89)

-90P4:Là đồng hồ đo lượng muối đọng (page 90)

-92F3:Là cảm biến nhiệt độ khí xả của nồi hơi (page 92)

-95B3:Cảm biến áp lực của bơm cấp nước (page 95)

-96A3, 96A5:Là các modul điều khiển của PLC (page 96)

-98P2:Là đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm cấp nước số1 (page 98)

-99P2:Là đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm cấp nước số2 (page 99)

-100M5:Là bơm lưu lượng hoá chất (page 100)

b)Nguyên lí hoạt động

*Chức năng cấp nước nồi (Trang 2,3,97,98,99,100,125)

-Ta đóng aptomat chính 1Q2 vào cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống,nồi hơi sẵn sàng hoạt động

+ Chế độ điều khiển bằng tay :

-Để chọn bơm cấp nước số 1 cấp nước cho nồi hơi ở chế độ điều khiển bằng tay thì ta bật aptomat 2Q3 sẵn sàng cấp điện cho động cơ lai bơm số 1 và bật aptomat 2Q4 cấp nguồn cho mạch điều khiển bơm cấp nước số 1

-Để công tắc lựa chọn chế độ điều khiển 2S6 ở vị trí LOCAL làm cho tiếp điểm của nó ở 13-14 (2.6) đóng vào và tiếp điểm của nó ở 21-22 (2.7) mở ra

-Tiếp điểm của 2Q3 ở 21-22 (2.5) mở ra làm cho đèn 2H5 mất điện

-Tiếp điểm 2Q3 ở 33-34 (2.7) đóng vào chờ sẵn

-Tiếp điểm của 2Q3 ở 13-14 (2.6) đóng vào cấp điện cho rơle 98K7 (98.6) có điện Tiếp điểm của 98K7 ở 11-12 (97.2) mở ra ngắt tín hiệu báo quá tải vào PLC.Tiếp điểm của 98K7 ở 21-24 (125.3) đóng vào đưa tín hiệu sẵn sàng báo động động cơ cấp nước bị quá tải

-Rơle 98K4 mất điện làm cho tiếp điểm của 98K4 11-12 (97.4) mở ra làm cho đèn báo điều khiển từ xa bơm cấp nước số 1 97H3 (97.4) tắt

-Khi ta ấn nút khởi động 2S8 (2.6) sẽ làm cho contắctơ 2K7 (2.7) có điện đóng tiếp điểm

tự nuôi của nó lại 2K7 33-34 (2.7).Đèn báo bơm cấp nước số 1 2H6 (2.6) có điện sáng -Tiếp điểm của 2K7 ở mạch động lực đóng vào cấp nguồn cho bơm cấp nước số1 hoạt động

-Tiếp điểm của 2K7 ở 13-14 (2.7) đóng vào làm cho rơle 98K5 và 98K6 có điện

-Tiếp điểm của 98K5 ở 11-14 (97.6) đóng vào cấp điện cho đèn 97H5 sáng báo bơm cấp nước số 1 hoạt động

-Tiếp điểm của 98K5 ở 21-24 (100.2) đóng vào sẵn sàng cấp cho bơm lưu lượng hoá chất -Tiếp điểm của 98K6 ở 11-14 (98.2) đóng vào cấp nguồn cho bộ đếm thời gian hoạt động

-Tiếp điểm của 98K6 ở 21-24 (125.2) đóng vào báo bơm số 1 đang hoạt động

-Khi bơm số 1 đang hoạt động ta ấn nút 2S7 thì làm cho rơle 2K7 mất điện và đèn 2H6 mất điện

-Các tiếp điểm của 2K7 ở mạch động lực mở ra làm cho động cơ lai bơm cấp nước số 1 mất điện

-Tiếp điểm của 2K7 ở 33-34 (2.7) mở ra

-Tiếp điểm của 2K7 ở 13-14 (2.7) mở ra làm cho rơle 98K5,98K6 (98.5) mất điện làm đồng hồ đếm thời gian và đèn báo bơm hoạt động tắt

-Tiếp điểm của 98K6 21-24 (125.2) mở ra cắt tín hiệu báo bơm số 1 hoạt động

+ Chế độ điều khiển từ xa :

-Đưa công tắc lựa chọn 2S6 sang vị trí Remote làm tiếp điểm của nó ở 13-14 (2.6) mở ra

và 21-22 (2.7) đóng lại làm rơle 98K4 có điện

-Rơle 98K4 có điện đưa tín hiệu ra đèn báo 97H3 (97.4) ở chế độ điều khiển từ xa

-Ta đưa cả bơm số 1 và bơm số 2 sang vị trí Remote,ta lựa chọn bơm điều khiển bằng công tắc 98S2 giả sử ta đưa sang vị trí 1,bơm 1 hoạt động

-Nếu mức nước trong nồi thấp,nồng độ muối thấp,độ đục của dầu thấp thì các tiếp điểm của các rơle 79K6,91K4,90K6,82K4 (98.3,4) đóng vào làm rơle 98K3 có điện đóng tiếp điểm của nó ở 11-14 (98.7) vào cấp điện cho 2K7 (2.7) hoạt động cấp điện cho động cơ như ở bằng tay

-Tiếp điểm của 98S2 ở 5-6 (99.6) đóng vào đưa tín hiệu đến PLC

+ Chế độ điều khiển tự động :

-Chuyển công tắc 98S3 sang vị trí Auto lúc này việc điều khiển cấp nước sẽ được thực hiện bằng logo PLC 96A3 và 96A5 đảm nhiệm

c Chức năng tự động hâm dầu (Trang 10,46,65,67)

-Khi nhiệt độ dầu đốt thấp thì cảm biến 46A2-B1 mở và 46A2-B2 đóng làm cho rơle

46K4 có điện,46K5 không có điện.Khi đó tiếp điểm của 46K4 ở 21-22 (46.7) mở ra không có tín hiệu đưa vào chân DI-I3 của logo PLC 101A3 không có tín hiệu ở đầu ra của 101A3 ở chân Q3:2 nên đèn 46H7 không sáng còn tiếp điểm 46K5 ở 21-22 (46.8) đưa vào chân DI-I10 của logo PLC 102A4 đóng lại có tín hiệu ở đầu ra của 102A5 Q10-Q2:2 đèn 46H8 sáng báo nhiệt độ dầu thấp.Rơle 46K4 có điện làm đóng tiếp điểm 46K4

ở 33-34 (65.2) đưa tín hiệu tới đầu BX65/67 thì contắctơ 67K6 có điện đóng tiếp điểm ở mạch động lực của nó lại.Sau đó aptomat 10Q3 đóng đưa điện trở sấy vào.Contắctơ 67K6

có điện làm đóng tiếp điểm 67K6 ở 13-14 (67.8) đèn 67H8 sáng báo đang sấy dầu HFO.Aptomat 10Q3 đóng làm tiếp điểm 10Q3 ở 33-34 (67.6) đóng

-Khi nhiệt độ dầu đốt cao thì 46A2-B1 đóng lại,46A1-B2 mở ra làm 46K4 mất điện,46K5

có điện,46K4 ở 21-22 (46.7) đóng lại đưa tới chân DI-I3 của logo PLC 101A3 dẫn đến đưa tín hiệu ở đầu ra 101A3-Q3:2 làm đèn 46H7 sáng báo nhiệt độ dầu cao đồng thời

45K5 ở 21-22 (46.8) mở ra đèn 46H8 không sáng.Khi đó 46K4 ở 33-34 (65.2) mở ra làm ngắt điện trở sấy

-Ngoài việc sấy dầu hệ thống còn cho phép sấy các van dầu,sấy đường ống dây

d Chức năng đốt lò (Trang 4,9,22,23,26,27,29,31,32,71,76)

+Quá trình chuẩn bị đốt :

-Mức nước trong nồi phải đảm bảo

-Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo

-Áp suất dầu phải đảm bảo

-Quạt gió không bị sự cố

-Vòi phun không bị tắc bẩn

-Toàn bộ hệ thống không có sự cố

+ Chế độ bằng tay (chế độ sự cố) :

Ta chuyển công tắc 27S5 (27.5) sang vị trí 1 nguồn cấp đưa tới đầu 26-7.Quy trình đốt : -Khởi động quạt gió mở cửa gió,bật aptomat 4Q3 cấp nguồn ở chế độ đốt.Ta chuyển 22S2 (22.2) sang vị trí Hand,trước đó 4Q3 ở 13-14 (22.2) đóng lại làm contắctơ 22K2 có điện đóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực,quạt gió được hoạt động đồng thời tiếp điểm 22K2 ở 33-34 (22.7) đóng lại đèn 22H7 sáng báo quạt gió đang hoạt động.Quạt gió chạy thổi sạch khí lò và cấp khí cháy

-Khởi động bơm dầu đốt (Oil pum) ở đây có 2 bơm dầu đốt.Giả sử ta chọn bơm số 1 thì chuyển công tắc 76S2 sang vị trí 1 công tắc chọn chế độ bật sang Hand.Nếu áp suất dầu đảm bảo thì công tắc (Limit switch) 71S4 đóng lại.Áp suất đường ống đảm bảo thì công tắc 71S2 đóng lại vì nếu đường ống bị tắc mà bơm hoạt động thì áp lực dầu tăng cao làm

mở 71S2 dẫn đến 71K5 mất điện.Ta có thể khởi động bơm này tại chỗ hay từ xa bằng công tắc chuyển S1

-Ở chế độ (Local) thì tiếp điểm S1 ở 13-14 (76.6) đóng lại,S1 ở 21-22 (76.7) mở ra khi đó

ta ấn nút (Start) S3 làm contắctơ 76K3 có điện đóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực động cơ bơm dầu đốt hoạt động

-Sau khi khởi động quạt gió và khởi động bơm dầu đốt ta bật biến áp đánh lửa bằng cách

ấn nút S1 (26.3) nguồn được cấp tới biến áp đánh lửa 2T1 và khởi động bơm dầu mồi -Để khởi động bơm dầu mồi ta đóng aptomat cấp nguồn 9Q3 tiếp điểm 9Q3 ở 13-14 (23.4) đóng lại làm contắctơ 23K4 có điện đóng tiếp điển của nó ở mạch động lực làm bơm dầu mồi hoạt động.Sau khi bơm dầu mồi hoạt động ta bật máy phun dầu kiểu xoay,bằng cách đóng aptomat 5Q3 cấp nguồn tiếp điểm 5Q3 ở 13-14 (23.2) đóng lại làm contắctơ 23K2 có điện,trước đó tiếp điểm 24K6 ở 21-24 (23.2) đã đóng lại khởi động

(flame-nó lại đưa nguồn tới đầu 29.2 (26.3) cấp nguồn tới bộ chỉnh lưu 3A1 (page 30) cấp nguồn cho 2 van dầu chính để đốt dầu HFO,ta có thể cho dầu mồi đốt cùng một thời gian sau khi cháy tin cậy ta ngắt ra

-Nếu không có lửa thì phải dừng đốt lò.Đầu tiên ta phải cắt van dầu ngừng cấp dầu vào trong buồng đốt.Khi không có lửa thì rơle 31K3 không có điện các tiếp điểm ở 13-14 (26.4) và 23-24 (26.4) không đóng,cắt nguồn tới van dầu và biến áp đánh lửa,lúc này quạt gió vẫn tiếp tục chạy thêm một thời gian nữa để thổi sạch khí lưu trữ trong lò để chuẩn bị cho lần đốt sau

áp suất hơi xuống,đồng thời khi áp suất hơi quá cao rơle 47K4 mất điện làm 47K4 13-14 (21.7) mở ra làm ngừng đốt lò,do logo PLC 36A4 điều khiển

Tương tự nếu áp suất hơi trong nồi thấp đạt từ (3-4) Kg/cm2 thì rơle được điều khiển cấp nguồn 52K3,56K2 và 52K4 có điện.Tiếp điểm 52K3 ở 21-24 (52.5) đóng và tiếp điểm 52K4 ở 21-24 (52.5) đóng làm cho rơle 52K6 có điện.Tiếp điểm 52K6 ở 11-14 (52.7) đóng đưa tín hiệu tới đầu vào DI-I4 của logo PLC 103A3 đưa tới đầu ra Q4-Q42 của logo PLC 101A3 làm đèn 52H7 sáng báo áp suất hơi trong nồi thấp đồng thời khi đó tiếp điểm 56K2 ở 24-21 (56.4) đóng cho điều chỉnh van hơi mở van làm tăng áp suất hơi lên,đồng thời khi áp suất hơi quá thấp thì cũng ngừng đốt lò

* Tự động báo động và bảo vệ (Trang 21,24,31,45,46,79,81)

-Nếu quạt gió bị quá tải thì rơle nhiệt trên 4Q3 sẽ mở ra làm contắctơ 22K2 mất điện dừng quạt gió.Tiếp điểm 22K2 ở 13-14 (24.4) mở ra cắt nguồn tớí máy phun dầu đốt làm ngừng đốt

-Nếu mức nước trong nồi quá thấp qua công tắc 79A3 làm rơle 81K5 mất điện tiếp điểm 81K5 ở 57-58 (81.6) mở ra rơle 81K6 mất điện mở tiếp điểm 81K6 ở 33-34 (24.2) cắt nguồn tới khóa an toàn và ngừng đốt

-Nhiệt độ dầu đốt quá cao hay quá thấp rơle 46K4,46K5 mất điện và ngừng đốt

-Nếu áp suất phun dầu quá thấp thì rơle 45K4 mất điện tiếp điểm của nó 45K4 13-14 (21.4) mở ra điều khiển ngừng đốt

-Nếu bị mất lửa thì rơle 31K3 mất điện tiếp điểm 31K3 ở 13-14 (26.4) và 23-24 (26.4) cắt nguồn để mở van dầu (đường BBW1) làm dừng đốt

-Các thông số báo động :

Nước trong nồi thấp hay quá cao

Nhiệt độ khí xả quá cao

Nhiệt độ dầu đốt thấp hay cao

Áp hơi quá cao

1.3 Hệ thống điều khiển bơm ballass tàu AP SVETI VLAHO

1 Chức năng và yêu cầu của hệ thống

Bơm là loại máy thủy lực biến đổi cơ năng của động cơ sơ cấp thành áp suất và lưu lượng để vận chuyển chất lỏng hay tạo nên áp suất cần thiết trong hệ thống truyền dẫn thủy lực.Đặc tính của nó khác với các loại neo,tời là nó luôn làm việc ở chế độ động cơ với tốc độ cố định.Do vậy hệ thống điều khiển của nó khá đơn giản thuận tiện cho việc sử dụng,nhóm hệ thống này gồm các cơ cấu máy móc phục vụ cho :

-Sự vận động của con tàu như các loại bơm dầu,bơm nước làm mát máy chính, bơm nhiên liệu …

-Sự an toàn của con tàu khi công tác như các bơm chuyển két,bơm ballass,bơm cứu hoả

-Phục vụ cho sinh hoạt của tàu như bơm nước ngọt,bơm vệ sinh

Bơm ballass là hệ thống truyền động điện thuộc nhóm máy phụ buồng máy.Chức năng của hệ thống bơm ballass là đảm bảo an toàn cho tàu trong quá trình khai thác

Yêu cầu của hệ thống điều khiển bơm ballass phải đơn giản,thuận tiện cho việc sử

dụng,đầy đủ tính năng kĩ thuật,có thể điều chỉnh bằng tay,tự động phù hợp với yêu cầu

2 Giới thiệu phần tử và nguyên lí hoạt động của hệ thống điều khiển bơm ballass trên tàu AP SVETI VLAHO(sơ đồ Page 293,294)

-TA1:Biến dòng một pha S cấp cho mạch điều khiển

-FT:Phần tử nhiệt của rơle nhiệt bảo vệ quá tải

-TC:Biến áp thay đổi điện áp từ 440V-220V cấp cho mạch điều khiển

-FU1,FU2,FU3,FU4,FU5:Các cầu chì bảo vệ cho mạch điều khiển với trị số dòng bảo vệ khác nhau

-S25:Công tắc chọn vị trí điều khiển

-S21:Nút ấn khởi động bơm

-S22:Nút ấn dừng bơm

-KM1:Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ

-KM2:Công tắc tơ điều khiển động cơ hoạt động chế độ 

-KM3:Công tắc tơ điều khiển động cơ hoạt động chế độ Y

-K1,K2,K3:Rơle thực hiện khởi động

-K4:Rơle thực hiện dừng bơm

-K5:Rơle thực hiện có điện khi PS đóng

-1-2:Nút ấn khởi động tại bơm

-9-10:Nút ấn khởi động từ trạm cứu hoả

-h21:Đèn xanh báo bơm chạy

-h24:Đèn đỏ báo bơm quá tải

-h26:Đèn báo nguồn đã sẵn sàng hoạt động

-HR:Đồng hồ đo thời gian hoạt động

-S11:Công tắc bật điện trở sấy

-R:Điện trở sấy

b)Nguyên lý hoạt động của hệ thống :

+Chuẩn bị hoạt động :Đóng aptomat QF=>Biến thế TC có điện =>đèn h22 sáng báo có

nguồn.Bật công tắc S11 cấp điện cho điện trở sấy để sấy động cơ để cuộn dây của đông

cơ không bị ẩm đảm bảo cách điện cho động cơ

+Hoạt động :

-Trước hết ta chọn vị trí điều khiển,giả sử ta bật công tắc S25 sang vị trí Local.Khi đó ta

ấn nút khởi động S21 (Ta có thể khởi động tại bơm hoặc từ trạm cứu hoả) =>K3 có điện,đóng K3 (13,14) (Page 294) đưa đến bộ PMS.Khi đã có tín hiệu được khởi động từ PMS mà công suất trên lưới dư thừa thì tiếp điểm (27,28) đóng lại =>K2 có điện,đóng tiếp điểm thường mở K2 (03,04) (Page 294) =>đèn h26 sáng báo sẵn sàng hoạt động,và đóng K2 (03,04) (Page 293) lúc này ta ấn tiếp S21 thì K3 (03-04) đóng =>K1 có điện,đóng các tiếp điểm thường mở =>KM3 có điện,đóng KM3 ở mạch động lực sẵn sàng cho động cơ khởi động chế độ Y,đóng KM3 =>KM1 có điện,đóng tiếp điểm duy trì KM1 (13,14) (Page 293) và tiếp điểm chính mạch động lực cấp điện cho bơm và bơm được gia tốc chế độ Y , đồng thời mở tiếp điểm thường đóng (21, 22) ( 294) cắt nguồn đến điện trở sấy R Đồng thời qua tiếp điểm đóng chậm của KM1 sau thời gian vài giây thì KM1 (67,68) (Page 293) đóng đồng thời KM1 (55,56) (Page 293) mở,cắt điện vào công tắc tơ KM3,mở tiếp điểm mạch động lực,và mạch điều khiển nhưng KM1 vẫn có điện =>KM2 có điện,đóng tiếp điểm chính mạch động lực động cơ hoạt động từ chế độ Y chuyển sang chế độ tam giác=>động cơ được gia tốc và hoạt động ổn định chế độ tam giác KM2 (53,54) (Page 294) đóng =>đèn h21 sáng và KM2 (73,74) (Page 294) đóng

=>đồng hồ HR có điện đếm thời gian hoạt động và mở KM2

Khi muốn dừng bơm ta ấn nút S22 =>K4 có điện,mở tiếp điểm thường đóng K4 (21,22) (Page 293) =>K1=0 =>KM1=0 =>KM2=0 =>KM3=0 =>Động cơ dừng hoạt động

-Điều khiển từ xa :

Để đưa bơm ballass vào hoạt động,có thể khởi động từ xa bằng cách ấn nút khởi động

1-2 (điều khiển tại bơm) hoặc ấn nút điều khiển 9-10 (điều khiển tại trạm cứu hoả).Khi đó tín hiệu khởi động bơm ballass ở chế độ từ xa sẽ được đến khối giám sát quản lý bơm,quạt để điều khiển quá trình khởi động.Lúc này K3 có điện,đóng tiếp điểm thường

mở K3 (13,14) (page294) đưa đến khối PMS lúc này quá trình khởi động cũng diễn ra như quá trình điều khiển tại chỗ.Khi đã có tín hiệu được khởi động từ PMS thì tiếp điểm (27,28) đóng lại =>K2 có điện,đóng tiếp điểm thường mở K2 (03,04) (Page 294) =>đèn h26 sáng báo sẵn sàng hoạt động,và đóng K2 (03,04) (Page 293) =>K1 có điện,đóng các tiếp điểm thường mở =>KM3 có điện,đóng KM3 ở mạch động lực sẵn sàng cho động cơ khởi động chế độ Y,đóng KM3 (13,14) =>KM1 có điện,đóng tiếp điểm duy trì KM1 (13,14) (Page 293) và tiếp điểm chính mạch động lực cấp điện cho bơm và bơm được gia tốc chế độ Y, đồng thời qua tiếp điểm đóng chậm của KM1 sau thời gian vài giây thì KM1 (67,68) (Page 293) đóng đồng thời KM1 (55,56) (Page 293) mở,cắt điện vào công

tắc tơ KM3,mở tiếp điểm mạch động lực,và mạch điều khiển nhưng KM1 vẫn có điện

=>KM2 có điện,đóng tiếp điểm chính mạch động lực động cơ hoạt động từ chế độ Y chuyển sang chế độ tam giác =>động cơ được gia tốc và hoạt động ổn định ở chế độ tam giác KM2 (53,54) (Page 294) đóng =>đèn h21 sáng và KM2 (73,74) (Page 294) đóng đồng hồ HR có điện đếm thời gian hoạt động và mở KM2 cắt nguồn vào điện trở sấy R

Để dừng bơm ở chế độ Remote,ấn nút 3-4 (Nút ấn dừng tại bơm) hoặc ấn nút 11-12 (Nút ấn dừng bơm từ trạm cứu hoả)

c Bảo vệ của hệ thống điều khiển bơm ballass trên tàu AP SVETI VLAHO:

-Bảo vệ quá tải cho hệ thống thông qua phần tử FT của rơle nhiệt.Nếu động cơ bị quá tải

có dòng I >Iđm thông qua phần tử nhiệt FT sẽ nóng lên làm nhả tiếp điểm FT (95, 96) (Page 293) cắt nguồn cấp cho rơle khởi động của động cơ và động cơ dừng hoạt động -Bảo vệ ngắn mạch cho hệ thống bằng Aptomat QF chính và bảo vệ cho mạch điều khiển bằng cầu chì FU1-FU5

-Bảo vệ áp lực nước thấp bằng cảm biến PS,khi áp lực nước thấp PS đóng lại => K5 có điện,mở tiếp điểm thường đóng không cho phép động cơ hoạt động

d Kết luận

Trên tàu AP SVETI VLAHO được trang bị hai bơm ballass vì vậy rất an toàn cho tàu trong quá trình khai thác.Hệ thống điều khiển bơm ballass trên tàu AP SVETI VLAHO được bố trí thuận tiện cho việc vận hành,khai thác và sửa chữa.Hệ thống có đầy đủ các báo động và bảo vệ

1.4 Hệ thống lái tầu AP SVETI VLAHO

1.Chức năng và yêu cầu của hệ thống

Hệ thống lái được xếp vào nhóm phụ tải đặc biệt quan trọng trên tàu thuỷ với chức

năng giữ cho tàu đi theo một hướng cho trước hoặc kết hợp với một số hệ thống khác

giúp cho tàu quay trở khi điều động trong luồng lạch,trong cảng

Ngày nay,do tính ưu việt của nó so với các loại hệ thống lái khác.Hệ thống lái điện thủy lực đã và đang được sử dụng rộng rãi trên tàu thuỷ

-Cấu trúc của các phần tử đơn giản,thuận tiện và an toàn cho việc sửa chữa và bảo quản.Các khí cụ có khả năng làm việc tin cậy,thời gian ít nhất trong mười năm

3.2.Giới thiệu phần tử và nguyên lí hoạt động của hệ thống máy lái điện-thủy lực trên tàu AP SVETI VLAHO

a)Hệ thống điều khiển thủy lực :

* Giới thiệu phần tử của hệ thống điều khiển thủy lực :

-Hệ thống điều khiển thuỷ lực bao gồm có hai mạch điều khiển thuỷ lực giống hệt nhau.Một hệ thống chính và một hệ thống để dự trữ bao gồm có các phần tử như sau : -D:Là động cơ thuỷ lực

-Pđ:Là đồng hồ đo áp suất dầu thuỷ lực trong động cơ thuỷ lực

-M:Là động cơ điện lai bơm thuỷ lực

-B:Là bơm thuỷ lực

-P:Là đồng hồ đo áp suất dầu thuỷ lực sau bơm

-F:Là phin lọc

-PS:Là công tắc điều khiển áp lực

-VA,VB:Là các van điều khiển

-VC,VD,VE:Là các van bảo vệ

-LS:Là cảm biến báo mức dầu thuỷ lực trong két

* Nguyên lí hoạt động của hệ thống điều khiển thủy lực :

Bơm dầu thuỷ lực hút dầu thuỷ lực từ két chứa đưa vào các đường ống dẫn tới các van

VA và VB.Dầu thuỷ lực được cấp tới cửa 1 của van VB và van VD nhưng do van VB đang khoá do vậy áp lực của dầu thuỷ lực làm cho van VD đảo trang thái,dầu thuỷ lực đi qua van VD qua đường dầu hồi tới phin lọc F và trở về két

Một phần dầu thuỷ lực sẽ đi tới cửa số 2 của van VA.Lúc này do cửa 1-2-3-4 của van

VA thông nhau làm cho đường dầu điều khiển được đưa tới cả hai đầu B1 và B2 của van VB,van VB sẽ không đảo trạng thái

Khi ta ấn nút điền khiển A1 của van VA thì làm cho van VA đảo trạng thái,cửa 1 thông với cửa 2 và cửa 3 thông với cửa 4.Đường dầu thuỷ lực sẽ đi qua van VA cấp tới đầu B1 của van VB,đầu B2 của van VB qua cửa 4 của van VA,qua van VA sẽ được nối với đường dầu hồi về két.Do áp lực ở đầu B1 lớn hơn nên làm cho van VB đảo trạng thái.Cửa

1 của van VB thông với cửa 2,cửa 3 thông với cửa 4,dầu thuỷ lực được cấp cho động cơ thuỷ lực quay.Dầu thuỷ lực sau khi qua động cơ thuỷ lực sẽ tới cửa 3 của van VB qua van

VB và theo đường dầu hồi trở về két chứa

Tương tự như vậy khi ta ấn nút A2,van VA đảo trạng thái làm cho cửa 1 được thông với cửa 3 và cửa 2 được thông với cửa 4,dầu thuỷ lực từ cửa 2 qua van VA ra cửa 4 cấp cho đầu B2 của van VB,đầu B1 của van VB được nối với cửa 1 của van VA qua cửa 3 và

* Các chế độ bảo vệ của mạch điều khiển thuỷ lực :

Khi áp lực dầu thuỷ lực điều khiển lớn thì áp lực dầu thuỷ lực sẽ làm cho van VE đảo trạng thái,van VE thông,dầu thuỷ lực sẽ đi qua van VE theo đường dầu hồi qua phin lọc F

và trở về két chứa

Khi áp lực dầu thuỷ lực đi vào động cơ thuỷ lực quá lớn thì sẽ làm cho khối van VC hoạt động đảo trạng thái.Dầu thuỷ lực sẽ từ cửa vào đi qua khối van VC ra cửa ra và theo đường dầu hồi trở về két chứa

Mạch điều khiển thuỷ lực số 2 hoạt động tương tự như mạch điều khiển thuỷ lực số 1.Hai mạch điều khiển cùng điều khiển cấp dầu thủy lực cho một động cơ thuỷ lực lai bánh lái

b)Mạch khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực :

Hệ thống máy lái trên tàu AP SVETI VLAHO bao gồm có hai động cơ lai hai bơm thuỷ lực, bơm số 1 sử dụng phương pháp khởi động trực tiếp,còn bơm số 2 sử dụng phương pháp khởi động đổi nối sao-tam giác

+ Mạch khởi động động cơ lai bơm số 1 :

*Giới thiệu các phần tử của mạch :

-A:Là đồng hồ ampe kế để đo dòng điện chạy qua bơm

-T2:Là biến dòng

-F1:Là bộ kiểm soát mất pha

-K1:Là contắctơ chính

-F2:Là rơle nhiệt bảo vệ quá tải

-M:Là động cơ điện lai bơm thuỷ lực

-F10-F61:Là các cầu chì bảo vệ ngắn mạch

-T1:Là biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển

-T3:Là biến áp cấp nguồn cho điện trở sấy

-H2:Là đèn báo điện trở sấy đang hoạt động

-H1:Là đèn báo động cơ lai bơm đang hoạt động

-H3:Là đèn báo nguồn

-K10-K12:Là các rơle trung gian

-S1,S2:Là các công tắc điều khiển

-U2:Là bộ khử nhiễu

-V1:Là bộ biến đổi điện áp

-U3:Là bộ đếm thời gian hoạt động của động cơ

-U1:Là bộ điều khiển van điện từ

* Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển :

Ta đóng công tắc cấp nguồn S1 sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ hoạt động và cấp nguồn cho mạch điều khiển làm cho đèn H3 sáng báo nguồn đã được cấp

Nguồn được cấp làm cho rơle trung gian K10 có điện.K10 có điện làm cho tiếp điểm của nó ở 13-14 (page 2.6) mở ra cắt tín hiệu báo động mất nguồn

- Chế độ điều khiển tại chỗ :

Ta bật công tắc lựa chọn S2 sang vị trí LOCAL thì S2 (2-3) đóng làm cho rơle trung gian K11 có điện.K11 có điện làm cho :

Tiếp điểm của K11 ở 53-54,83-84 (1.6) đóng vào đưa tín hiệu báo động cơ đang chạy tới panel điều khiển và hệ thống điều khiển

Tiếp điểm của K11 ở 61-62,71-72 (1.7) mở ra khống chế không cho phép điện trở sấy hoạt động

Tiếp điểm của K11 ở 43-44 (1.6) đóng vào cấp nguồn cho mạch điều khiển van phía sau

Tiếp điểm của K11 ở 33-34 (1.6) đóng vào cấp nguồn cho đèn H1 sáng báo động cơ lai bơm đang hoạt động và cấp nguồn cho bộ đếm thời gian H hoạt động,đếm thời gian hoạt động của động cơ lai bơm

Tiếp điểm của K11 ở 13-14 (1.3) đóng vào làm cho contắctơ K1 có điện,K1 có điện đóng các tiếp điểm của nó ở mạch động lực vào cấp điện cho động cơ lai bơm số 1 hoạt động

Khối U1 có điện làm đóng tiếp điểm của nó ở 5-6 (2.6) vào đưa mạch kiểm tra nguồn điều khiển vào hoạt động

Nếu từ PANEL điều khiển ta lựa chọn góc bẻ lái thấp thì làm cho rơle trung gian K12

có điện

Tiếp điểm của K12 ở 11-14,21-24 (2.2,2.3) đóng vào sẵn sàng báo góc bẻ lái bên phải hoặc bên trái thấp

- Chế độ điều khiển từ xa :

Ta bật công tắc lựa chọn S2 sang vị trí REMOTE thì S2 (1-2) đóng,mạch được điều khiển từ bộ điều khiển từ xa và hoạt động giống như chế độ điều khiển tại chỗ

* Hoạt động của mạch sấy :

Khi động cơ ngừng hoạt động thì lúc này các tiếp điểm của K11 ở 61-62,71-72 (1.7) đóng vào do K11 mất điện,nguồn qua biến áp T3 được cấp cho thiết bị sấy hoạt động,đèn H2 cũng được cấp điện sáng báo thiết bị sấy đang hoạt động

* Các chế độ bảo vệ và báo động cho động cơ lai bơm :

Để bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển người ta dùng các cầu chì bảo vệ

Báo động mất pha :Khi động cơ lai bơm thuỷ lực bị mất pha thì làm cho khối F1 hoạt động làm đóng tiếp điểm của F1 ở 15-18 (2.5) vào đưa tín hiệu báo động động cơ lai bơm

+ Mạch khởi động động cơ lai bơm số 2 :

* Giới thiệu các phần tử của mạch :

-A:Là đồng hồ ampe kế để đo dòng điện chạy qua bơm

-T2:Là biến dòng

-F1:Là bộ kiểm soát mất pha

-K1:Là contắctơ chính có tiếp điểm thời gian

-F2:Là rơle nhiệt bảo vệ quá tải

-M:Động cơ điện lai bơm thủy lực

-F10-F61:Là các cầu chì bảo vệ ngắn mạch

-T1:Là biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển

-H2:Là đèn báo điện trở sấy đang hoạt động

-H1:Là đèn báo động cơ lai bơm đang hoạt động

-H3:Là đèn báo nguồn

-K2-K3:Là các contắctơ điều khiển động cơ hoạt động ở chế độ tam giác và sao

-K10-K12:Là các rơle trung gian

-S1,S2:Là các công tắc điều khiển

-T3:Là biến áp cấp nguồn cho điện trở sấy

-U2:Là bộ khử nhiễu

-V1:Là bộ biến đổi điện áp

-U3:Là bộ đếm thời gian hoạt động của động cơ

-U1:Là bộ điều khiển van điện từ

* Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển :

Ta đóng công tắc cấp nguồn S1 sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ hoạt động và cấp nguồn cho mạch điều khiển làm cho đèn H3 sáng báo nguồn đã được cấp

Nguồn được cấp làm cho rơle trung gian K10 có điện.K10 có điện làm cho tiếp điểm của nó ở 13-14 (page 2.6) mở ra cắt tín hiệu báo động mất nguồn

- Chế độ điều khiển tại chỗ :

Ta bật công tắc lựa chọn S2 sang vị trí LOCAL thì S2 (2-3) đóng làm cho rơle trung gian K11 có điện.K11 có điện làm cho :

Tiếp điểm của K11 ở 13-14 (1.7) đóng vào làm cho contắctơ K3 có điện,K3 có điện đóng các tiếp điểm của nó ở mạch động lực vào.Tiếp điểm của K3 ở 61-62 (1.8) mở ra khống chế K2 không thể có điện.Tiếp điểm K3 ở 53-54 (1.7) đóng vào làm cho contắctơ K1 có điện.K1 đóng tiếp điểm tự nuôi của nó lại,các tiếp điểm của K1 ở mạch động lực đóng vào cấp điện cho động cơ lai bơm số 2 hoạt động ở chế độ sao

Sau thời gian trễ của K1 thì tiếp điểm của K1 ở 55-56 (1.8) mở ra làm cho K3 mất điện.Tiếp điểm của K3 ở 61-62 (1.8) đóng vào sẵn sàng cấp nguồn cho contắctơ K2.Tiếp điểm của K3 ở mạch động lực mở ra

Tiếp điểm của K1 ở 67-68 (1.8) đóng vào làm cho contắctơ K2 có điện.Tiếp điểm của K2 ở 61-62 (1.8) mở ra khống chế contắctơ K3 không thể có điện được.Tiếp điểm của K2

ở mạch động lực đóng vào cấp nguồn cho động cơ thực hiện chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giác

Khối U1 có điện làm đóng tiếp điểm của nó ở 5-6 (2.6) vào đưa mạch kiểm tra nguồn điều khiển vào hoạt động

Nếu từ PANEL điều khiển ta lựa chọn góc bẻ lái thấp thì làm cho rơle trung gian K12

- Chế độ điều khiển từ xa :

Ta bật công tắc lựa chọn S2 sang vị trí REMOTE thì S2 (1-2) đóng,mạch được điều khiển từ bộ điều khiển từ xa và hoạt động giống như chế độ điều khiển tại chỗ

*Hoạt động của mạch sấy :

Khi động cơ ngừng hoạt động thì lúc này các tiếp điểm của K11 ở 61-62,71-72 (1.7) đóng vào do K11 mất điện,nguồn qua biến áp T3 được cấp cho thiết bị sấy hoạt động,đèn H2 cũng được cấp điện sáng báo thiết bị sấy đang hoạt động

* Các chế độ bảo vệ và báo động cho động cơ lai bơm :

Để bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển người ta dùng các cầu chì bảo vệ Báo động mất pha :Khi động cơ lai bơm thuỷ lực bị mất pha thì làm cho khối F1 hoạt động làm đóng tiếp điểm của F1 ở 15-18 (2.5) vào đưa tín hiệu báo động động cơ lai bơm bị mất pha.Báo động quá tải :Khi động cơ bị quá tải thì rơle nhiệt F2 sẽ hoạt động.Tiếp điểm của F2 ở 95-96 (2.5) đóng vào đưa tín hiệu báo động động cơ thực hiện bị quá tải.Báo động mất nguồn điều khiển :Khi mất nguồn điều khiển thì làm cho rơle trung gian K10 mất điện.Tiếp điểm của K10 ở 13-14 (2.6) đóng vào đưa tín hiệu báo động mất nguồn điều khiển

c Giới thiệu hệ thống lái PT70

Hệ thống lái PT70 là hệ thống lái kĩ thuật số rất hiện đại do hãng YOKOGAWA- Nhật Bản thiết kế chế tạo, nó phát triển trên cơ sở của hệ thống lái PT500 Hệ thống lái PT70 được lắp đặt trên các tàu trọng tải AP SVETI VLAHO tấn đóng mới tại Việt Nam Qua khai thác hệ thống lái PT70 được đánh giá rất cao

Hệ thống lái tự động PT70 là hệ thống lái có các chức năng lái riêng biệt với các khối riêng cho phép lắp đặt đơn giản các bàn điều khiển, buồng lái và các loại khác Nhiều loại

cơ cấu truyền động đều đảm bảo kết hợp có hiệu lực với tất cả các loại máy lái

*Cấu tạo hệ thống

Khối lái tự động AUTO STEERING UNIT (MPB351): bao gồm các chức năng cần thiết cho lái tự động, cấu thành chính là bộ xử lý trung tâm CPU để tính toán điều khiển

- NFU: Lựa chọn chế độ lái đơn giản

+ Cần điều khiển lái đơn giản: Khi tác động vào cần lái đơn giản thì sẽ tác động trực tiếp vào cơ cấu lái làm bánh lái quay, nếu ngừng tác động vào cần lái thì bánh lái sẽ dừng lại tại vị trí hiện tại Chế độ lái đơn giản chỉ có thể vận hành được khi công tắc System Switch được đặt ở vị trí NFU

TERMINAL BOARD: Trạm chứa các phần tử thực hiện trung gian.(Sơ đồ 8.8/9 Interface Circuit C/D): Chứa các phẩn tử chính là các rơle trung gian khống chế hoạt động của các phần tử thực hiện

INTERFACE BOARD: Thiết bị ghép tương thích (giao diện)

(Sơ đồ 8.6 Interface Circuit B):

- RL1: Rơle trung gian chế độ sẵn sàng STBY

- RL2: Rơle trung gian chế độ lái đơn giản NFU

- RL3: Rơle trung gian chế độ lái hành trình NAVI

- RL4: Rơle trung gian chế độ lái tự động AUTO

- RL5: Rơle trung gian chế độ lái bằng tay HAND

- RL6: Rơle trung gian chế độ lái từ xa RC

Sơ đồ 8.8 Interface Circuit E:

- Chứa các phần tử khuếch đại thuật toán, so sánh tín hiệu góc lái và tín hiệu phản hồi góc bẻ lái

-SSR BOARD: Bảng chứa phần tử thực hiện (Sơ đồ 8.9 Interface Circuit D):

- SSR: Rơle điện tử công suất khống chế van điện từ

 TRANSMITTER (MPT133): Bộ phản hồi góc bẻ lái.(Sơ đồ 8.8/10 Interface Circuit C/E):

- POT: chiết áp lấy tín hiệu phản hồi góc bẻ lái

- NC: ngắt cuối giới hạn góc quay bánh lái

AC ADAPTER: Khối nguồn cấp điện áp AC 100/115/230/380/440V, tần số 50-60Hz 1 pha

STEERING GEAR PUMP STARTER: Hộp khởi động động cơ lai bơm máy lái

- U1: Khối điều khiển van điện từ

* Nguyên lý hoạt động

Chuẩn bị hệ thống

Trước khi khởi động hệ thống, làm các công việc sau:

- Kiểm tra xem máy lái đã sẵn sàng làm việc chưa

- Kiểm tra khối nguồn cấp, đặt công tắc Test Mode ở vị trí NORMAL

- Các đèn chỉ báo hệ thống số 1 và 2 ở khối chỉ báo đã sáng

- Đảm bảo hướng chỉ của la bàn là chính xác

- Đặt công tắc chọn chế độ Mode Switch ở vị trí lái lặp HAND

- Đặt tay lái ở vị trí chính giữa

- Lựa chọn hệ thống số 1 hoặc 2 bằng cách đặt công tắc System Switch (MPH732) ở vị trí FU-1 hoặc FU-2

Khi lựa chọn xong thì màn hình hiển thị trên khối lái tự động sẽ bật và còi kêu, khi đó người vận hành phải ấn nút dừng còi trên khối chỉ báo, sau đó ấn phím ENTER trên khối lái tự động để hoàn tất việc chuẩn bị

Khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực, và kiểm tra xem hệ thống thuỷ lực có hoạt động tốt hay không Sau khi động cơ lai bơm thuỷ lực hoạt động sẽ đóng tiếp điểm Running signal lại, lúc này role RL3 và RL9 được cấp điện, các tiếp điểm của RL3 và RL9 được đóng lại sẵn sàng cho việc điều khiển hệ thống

a Chế độ lái lặp HAND

Trước tiên ta bật công tắc Mode Switch (MPH731) sang vị trí HAND, khi đó rơle RL5 (Interface Board) được cấp nguồn đóng các tiếp điểm RL5 của nó lại sẵn sàng cho chế độ lái lặp

Bật công tắc System Selector Switch (MPH732) sang vị trí 1FU nếu hệ thống thuỷ lực số

1 đang hoạt động hoặc 2FU nêu hệ thống thuỷ lực số 2 đang hoạt động Giả sử hệ thống thuỷ lực số 1 đang hoạt động, ta bật công tác sang vị trí 1FU

Giả sử muốn quay bánh lái sang phải 5o, người điều khiển quay tay lái Steering Handle làm phát một tín hiệu ở đầu ra 1SH của khối MPB354 (Interface Circuit C) đưa đến chân 18-CN1 của khối Interface Board

Tín hiệu 1SH được xử lý thông qua các bộ khuếch đại thuật toán, bộ tạo tín hiệu tỷ lệ,

vi phân góc lái, qua bộ so sánh với tín hiệu phản hồi góc bẻ lái tạo thành tín hiệu điều khiển 1SB+ tới chân 7-CN2 khối Terminal Board, tín hiệu 1SB+ qua tiếp điểm của rơle RL5 tới chân 11- CN1 khối SSR Board, tin hiệu này qua chân 12-CN1 thành tín hiệu 1SB- qua tiếp điểm RL5, qua tranzitor và xuống mát

Do có tín hiệu điện áp dương đặt vào chân 12-CN1, nên toân bộ điện áp +16V được đặt nên rơle RL, rơle này đủ điện áp hoạt động sẽ đóng tiếp điểm của nó lại Khi đó sẽ xuất hiện tín hiệu từ chân 6 của khối AC ADAPTER qua rơle RL3 qua cầu chỉnh lưu, tới chân 57A, 57B, qua van điên từ, qua chân 51A, 51B, qua rơle RL3 và về âm nguồn

Van điện từ có điện hoạt động mở đường dầu thuỷ lực tác động đến động cơ thuỷ lực làm quay bánh lái Khi bánh lái quay sẽ xuất hiện tín hiệu phản hồi góc bẻ lái 1FB qua khối  TRANSMITTER (MPT132) Tín hiệu này qua các khối khuếch đại, vi phân phản hồi góc bẻ lái so sánh với tín hiệu góc bẻ lái, nếu tín hiệu bẻ lái và tín hiệu phản hồi góc

bẻ lái bằng nhau thì tín hiệu điều khiển bị triệt tiêu, van điện từ bị mất điện đóng đường dầu thuỷ lực lại làm bánh lái dừng lại ở 50 phải

Quá trình bẻ bánh lái sang trái cũng tương tự như khi điều khiển bánh lái quay phải

*Chế độ lái tự động AUTO

Để thực hiện chế độ lái tự động, người điều khiển phải chuyển công tắc Mode Switch (MPH731) về vị trí Auto, khi đó rơle RL4 (Interface Circuit B) có điện đóng các tiếp điểm của nó lại sẵn sàng cho chế độ lái tự động

Ở chế độ này, hệ thống lái hoạt động chủ yếu dựa vào các tín hiệu được đưa vào bộ

xử lý trung tâm CPU của máy tính như tín hiệu la bàn con quay Gyro Compass Input, tín hiệu của la bàn điện từ Aux Compass Input và tín hiệu tốc độ tàu từ máy đo tốc độ tàu Log Input (tín hiệu xung pulse/n mile), tín hiệu hệ thống định vị toàn cầu ECDIS/GPS Input (Sơ đồ Interface Circuit A)

Ban đầu khối xử lý trung tâm CPU so sánh hướng đi đặt trước với các tín hiệu của la bàn, tín hiệu GPS,… sau đó đưa ra tín hiệu điều khiển 1SA (Interface Circuit B) đưa tới chân 33-CN3 (Interface Board) Tín hiệu điều khiển này đã được đưa qua các tầng khuếch đại tín hiệu và tạo tín hiệu tỷ lệ góc lái sau đó tiếp tục được khuếch đại trong khối Interface Board và cuối cùng cũng giống như trong chế độ lái lặp nó sẽ tạo ra tín hiệu điều khiển 1SB+ hoặc 1PB+ đưa tới tác động mở thông mạch rơle điện tử SSR1, khi SSR1 thông mạch sẽ có tín hiệu điện áp cấp nguồn cho cuộn hút của van điện từ phải S.SOL hoặc trái P.SOL mở đường dầu thủy lực tác động vào động cơ thuỷ lực quay bánh lái sang phải hoặc trái

Trong quá trình bánh lái quay thì thông qua bộ phát tín hiệu  Transmitter (MPT132), tín hiệu phản hồi góc bẻ lái FB được đưa tới khối Interface Board để tạo tín hiệu tỷ lệ và

vi phân góc phản hồi 1FBO đưa đến chân 36-CN3 (Interface Board) sau đó được đưa trở lại bộ xử lý trung tâm CPU (Interface Circuit B) Tại đây bộ xử lý trung tâm CPU sẽ tính toán so sánh hai tín hiệu góc lệnh bẻ lái và tín hiệu phản hồi góc bẻ lái, khi hai tín hiệu này bằng nhau thì tín hiệu điều khiển ở đầu ra của CPU là 1SA sẽ mất đi và khi đó van điện từ mất điện sẽ đóng đường dầu thủy lực cấp cho động cơ thuỷ lực làm bánh lái dừng lại

* Chế độ lái đơn giản NON FOLLOW-UP

Để thực hiện chế độ lái đơn giản, chuyển công tắc Mode Switch (MPH731) về vị trí HAND, khi đó rơle RL5 có điện đóng các tiếp điểm của nó lại sẵn sang cho chế độ lái tay

Bật công tắc System Switch (MPH732) sang vị trí NFU, role RL2 có điện sẵn sang cho chế độ lái đơn giản

Giả sử cần bẻ lái sang trái, người điều khiển tác động vào cần điều khiển NF (MPH732) sang vị trí P, khi đó xuất hiện tín hiệu điện áp từ chân SP của khối AC ADAPTER, qua chân 3-TB1, qua tiếp điểm RL3 tới chân qua chân 2-TB9 (TERMINAL

BD ASSY), qua khối Switch Unit(MPH732) tới chân 58B (MPT132), qua ngắt cuối NC, cấp nguồn cho cuộn hút của van điện từ trái P.SOL chân 51A – 51B (MPT132), qua rơle RL3, qua chân 4-TB1 về âm nguồn

Khi cuộn hút của van điện từ trái P.SOL có điện dẫn đến van điện từ trái tác động, làm mở đường dầu thuỷ lực tác động vào động cơ thuỷ lực làm quay bánh lái sang trái Khi đó người điều khiển phải quan sát đồng hồ chỉ báo góc lái để biết vị trí bánh lái Bánh lái chỉ dừng lại khi ngắt điện khỏi van điện từ bằng cách ngừng tác động cần điều khiển NFU

Muốn bẻ lái sang bên phải, người điều khiển gạt cần điều khiển NF (MPH732) sang

vị trí S làm van điện từ phải S.SOL được cấp nguồn sẽ mở đường cấp dầu thủy lực ra, và dầu thuỷ lực sẽ được đưa vào xylanh theo chiều thực hiện bẻ bánh lái sang phải

Ở chế độ này khi bánh lái đã di chuyển sang trái hoặc phải được 35o thì ngắt cuối NC tác động làm van điện từ mất điện, bánh lái sẽ ngừng di chuyển mặc dù cần điều khiển

NF vẫn đóng

*Chế độ lái NFU OVERRIDE

Ngoài các chế độ lái cơ bản đã trình bày ở trên, hệ thống còn một chế độ lái khác là

NFU OVERRIDE chế độ lái này chỉ sử dụng trong điều kiện thật cần thiết, khi tàu đang

làm việc trong chế độ tự động mà cần thay đổi hướng đi khẩn cấp không kịp để cài đặt lại

hệ thống Ta chỉ cần tác động vào cần điều khiển NFU OVERRIDE, lúc này sẽ xuất hiện

tín hiệu điều khiển đưa trực tiếp tới van điện từ mở đường dầu thuỷ lực tác động vào

động cơ thuỷ lực làm quay bánh lái, giống như trong chế độ lái đơn giản (NFU)

Phần 2 :

Đi sâu nghiên cứu hệ thống cung cấp năng lượng điện

và tính cáp hệ thống Chương 2 : Trạm phát điện trên tàu AP SETI VELAHO

2.1 Khái niệm chung , yêu cầu đối trạm phát điện tầu thủy và phân loại trạm phát điện tầu thủy

1.Khái niệm chung

Trạm phát điện tàu thủy là nơi biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng

điện tập trung trên bảng điện chính và từ đó phân bố đến các phụ tải trên tàu Trạm phát công tác trong môi trường có độ ẩm, hơi muối cao , dung lắc mạnh …

Vì vậy các yêu cầu cơ bản đối với trạm phát điện tàu thủy phải kể đến :

-Phải đảm bảo đủ công suất cấp cho các phụ tải trong chế độ nặng nhất của tàu

( trong chế độ sử dụng công suất lớn nhất của tàu )

-Phải có khả năng công tác tốt trong các điều kiện khắc nghiệt như :độ rung lớn, chấn động cao,tàu nghiêng và lắc trong điều kiện tác động của hơi muối và hơi dầu,trong điều kiện thay đổi nhiệt độ lớn…

-Phải đảm bảo độ tin cậy cao,cung cấp năng lượng điện liên tục (không được gián đoạn) trong quá trình công tác của tàu

-Có khả năng ổn định tốt được trong các điều kiện công tác ở chế độ động (thường xuyên khởi động các động cơ có công suất lớn)

Xu thế phát triển của trạm phát điện tàu thủy :

-Ngày càng có mức độ tự động hóa cao và dẫn đến tự động hóa toàn phần

-Công suất của trạm phát điện tàu thủy ngày càng tăng do mức độ điện khí hóa ở trên tàu thủy ngày càng cao

2 Về phân loại trạm phát điện tàu thủy như sau :

Để phân loại trạm phát điện tầu thủy hiện nay quốc gia có những quan điêm khác nhau nhung vẫn dựa trên các cơ sơ sau

+Phân loại dựa trên cơ sở nghiệp vụ :

-Trạm phát chung cung cấp năng lượng cho toàn mạng

-Trạm phát cung cấp năng lượng cho quay chân vịt

-Trạm phát sự cố

+Phân loại dựa theo loại dòng điện :

-Trạm phát điện xoay chiều

-Trạm phát điện một chiều

+Phân loại trạm phát theo mức độ tự động :

-Cấp A1 :không cần trực ca ở buồng máy cũng như buồng điều khiển

-Cấp A2 :không cần trực ca ở buồng máy nhưng phải trực ca ở buồng điều khiển.Những

hệ thống tự động thường gặp trên các tàu này là điều khiển từ xa máy chính,tự động điều khiển từ xa máy phát,tự động phân bố tải vô công hữu công,tự động hòa đồng bộ điều chỉnh điện áp và tần số

-Cấp A3 :các loại tàu thường xuyên ở buồng máy,việc điều khiển,vận hành,kiểm tra phần lớn bằng tay

+Phân loại trạm phát dựa trên cơ sở truyền động :

-Trạm phát được truyền động bằng các động cơ đốt trong

F4 F3

F2 F1

-Trạm phát được truyền động hỗn hợp

F4 F3

F2 F1

-Trạm phát đồng trục

F2 F1

3.Chọn các thông số cho trạm phát điện

Những thông số cơ bản của hệ thống điện năng tàu thủy bao gồm dòng điện các cấp điện ápvaf tần số , nhưng thông số này cần phải dược lựa chọn sao cho thỏa mãn ở mức độ cao nhất với những yêu cầu về độ chắc chắn tin cậy về tính kinh tế , an toàn về vấn đè vận hành khai thác

a)Loại dòng điện

Ngày nay do khi sử dụng dòng xoay chiều có rất nhiều ưu điểm hơn so với Yếu tố quyết định để chọn loại dòng điện cho một hệ thống điện năng tầu thủy là yêu cầu của các phụ tải điện năng trên tàu đó

Như vậy trên tàu hầu hết các phụ tải điện năng tiêu thụ sử dụng dòng xoay chiều thì dòng điện cỏ bản phai là dòng xoay chiều, còn số it phụ tải dùng dòng một chiều thì ta có thể dùng bộ chỉnh lưu hoặc các phụ tải dùng dòng một chiều ta phải chọn là dòng xoay chiều còn số it ta phải dùng bộ nghịch lưu

Hiện nay người ta đã quyết định dùng dòng xoay chiều là chính xuất phát từ quan điểm chắc chắn đơn giản , trong lương nhỏ , giá thành thấp của các loại máy điện khí cụ điện của các thiết bị phân phối lưới điện xoay chiều

Nếu so sánh giũa thiết biij điện xoay chiều và một chiều người ta rut ra các kết luận sau : + Độ vững bền của các thiết bị điện : Thiêt bị điện xoay chiều chắc chắn hơn thiết bị một chiều đặc biệt là các động cơ roto lồng sóc và các khí cụ khởi động đơn giản hơn Khi sử dụng dòng xoay chiều ta có thể phân chia được mạng động lực và mạng chiếu sáng nhờ máy biến áp

+ Kicks thước trọng lượng của các thiết bị điện: Trọng lượng của máy phát xoay chiều và một chiều gần bằng nhau, nhưng trọng lượng của các đông cơ xoay chiều thì nhỏ hơn động cơ một chiều

+ Lưới điện o cung cấp điện áp thì cáp dẫn cuae xoay chiều và một chiều như nhau , nhưng khi tăng điên áp của lưới điện xoay chiều thì trọng lượng kicks thước giảm đi rất nhiều

+ Điều chỉnh tốc độ của đông cơ một chiều có ưu điểm lớn hơn so với động co xoay chiều ( láng và gới hạn rộng ) tuy nhiên ưu điểm này trên tầu thủy không có tác dụng nhiều và trên tầu thủy có thể đảm được bằng các động cơ lồng sóc 2, 3 , 4 tốc độ Các động cơ này có cấu tạo đơn giản và hoạt động chắc chắn hơn so với đông cỏ một chiều Mặt khác việc điều chỉnh tốc độ bằng các biến tần và các bộ biến đổi Tyristor đã đáp ứng được giống như động cơ một chiều

b)Chọn điện áp

Hiện nay nếu sử dụng dòng một chiều thì thường có các cấp điện áp sau :

220V,110V,24V,12V

=>Nguồn một chiều :230V,115V,28V,14V

Nếu sử dụng dòng xoay chiều thì :440V,60Hz ;380V,50Hz ;220V,127V,24V,12V

=>Nguồn xoay chiều :450V,400V,230V,133V,28V,14V

Trị số của điện áp định mức trong hệ thống được chọn nó phụ thuộc vào công suất của

nó và khoảng cách truyền năng lượng từ nguồn tới nơi tiêu thụ

Chọn điện áp là tiêu chuẩn cơ bản để xác định trọng lượng của cáp dẫn :

-Với dòng một chiều : I=P/U

-Với dòng xoay chiều : I=P/ 3.U.Cos

Hiện nay trên tàu thủy :

Mạch động lực xoay chiều : 440V,60Hz hoặc 380V,50Hz

Mạch chiếu sáng :220V với tàu chở hàng ;127V với tàu chở dầu

Mạch điều khiển :24V hoặc 12V

Xu thế hiện nay để rút nhỏ trọng lượng và kích thước của thiết bị điện (và giữ nguyên công suất) người ta tăng điện áp công tác của các thiết bị đó Tuy nhiên vấn đề này lại mâu thuẫn với vấn đề an toàn cho con người và thiết bị.Do vậy người ta cần phải quan tâm đến hai vấn đề đó sao cho phù hợp nhất

c)Chọn tần số

Ngày nay mạng điên công nghiệp trên thế giới nếu sử dụng điện áp 400V thì sử dụng

tần số 50 Hz,còn nếu sử dụng điện áp 450V thì sử dụng tần số 60Hz và trên tàu thủy cũng

như vậy

Do mức độ điện khí hóa và tự động hóa ngày càng cao thì vấn đề về trọng lượng và kích thước của thiết bị điện gây khó khăn nghiêm trọng cho việc bố trí lắp đặt trên tàu thủy vì vậy việc giảm kích thước,trọng lượng của thiết bị không những chỉ tính đến việc tăng điện áp mà còn phải tính đến việc tăng tần số của nguồn điện Khi tăng tần số ta có thể giảm được trọng lượng và kích thước của máy điện

2.2 Các nguyên tắc và phương pháp tính chọn công suất trạm phát

1 Các nguyên tắc tính chọn

Sự gia tăng của các thiết bị điện trên tầu dẫn dến sự gia tăng công suất yêu cầu cấp cho các phụ tải điện Điêu đó liên quan đen sự gia tăng công suất trạm suất điện tầu thủy Quá trình tính chọn công suất và số lượng máy phát cho các trạm phát điện theo các nguyên tắc về kinh tế và kĩ thuật sau đây :

- Công suất và số lượng các máy phát cần thoả mãn giá thành bình quân hàng năm của

điện năng do trạm phát điện phát ra là tối thiểu

- Khi tính chọn công suất của các máy phát tùy từng trường hợp mà ta chọn công suất P

hay là công suất S

-Khi tính chọn số lượng máy phát cần phải có một nhóm máy dự trữ.Công suất của nhóm máy này cho phép ta có thể thay thế khi một trong bất kì nhóm máy nào của trạm

hư hỏng.Tổng công suất nguồn cần phải đủ để có thể khởi động được các động cơ điện có công suất lớn nhất với dòng khởi động lớn nhất

-Khi tính chọn công suất và số lượng của các máy phát thì đối với các nhóm máy cần phải giống nhau về công suất và có cùng một kết cấu để cho việc khai thác được dễ dàng hơn.Cho phép tổn hao của mỗi nhóm máy phát bằng nhau,đồng nhất hoá yêu cầu của các

bộ phận dự trữ và làm tăng tính ổn định khi các máy phát công tác song song

2 Các phương pháp tính toán công suất trạm phát điện tàu thuỷ

Công suất tiêu thụ trên tàu thủy phụ thuộc vào các chế độ công tác khác nhau của tàu

nên để tính toán công suất của trạm phát người ta thường chia ra các chế độ công tác sau : -Chế độ tàu đứng trong cảng không bốc xếp hàng hóa bằng cần cẩu của tàu

-Chế độ tàu đứng trong cảng có bốc xếp hàng hóa bằng cần cẩu của tàu

Chế độ tàu hành trình trên biển

Như vậy công suất cực đại của một nhóm phụ tải nào đó được xác định như sau :

Pmax=Kđt.Kt.∑Pv

Trong đó :Kđt là hệ số đồng thời :hệ số đồng thời là tỉ số giữa số phụ tải đang công tác thực trong chế độ công tác đang kiểm soát trên tổng số phụ tải trong nhóm đó (với điều kiện công suất của các phụ tải bằng nhau)

Ví dụ :nhóm phụ tải cần cẩu 5 được mồi động cơ 25KW Giả sử thực tế làm việc 3 động

Pv :công suất nhận từ mạng của một động cơ nghĩa là công suất mà động cơ nhận được

từ mạng khi nó đang công tác với tải định mức

∑Pv= ∑Pđm/η với η là hiệu suất của phụ tải đó

Đối với các phần tử chiếu sáng hay phần tử đốt nóng khác thì ∑Pv= ∑Pđm

Ví dụ :Nếu kiểm soát động cơ lái thủy lực thường có hai động cơ một công tác,một dự trữ.Chế độ hành trình Kđt=1/2=0,5.Hệ số tải Kt phải tính sao cho động cơ lái có mô men định mức gần bằng mô men cản cực đại trên bánh lái khi nó chuyển dịch hoàn toàn với tốc độ cực đại của nó.Như vậy trong chế độ hành trình bình thường Kt=0,20,4 ;trong chế độ điều động có thể Kt=1.Như vậy khi chúng ta xác định được Kđt ,Kt ,Pv cho toàn bộ các phụ tải trên tàu,cho từng chế độ công tác chúng ta sẽ có được tổng công suất cần thiết

Theo phương pháp bảng tải tất cả các phụ tải điện trên tàu được chia ra các nhóm cùng loại ghi rõ số lượng phụ tải trong mỗi nhóm,công suất đơn vị cần thiết của phụ tải,hiệu suất Cosφ…

Khi xác định công suất phản kháng Q của một phụ tải theo biểu thức :Q=P.tgφ

Trong đó φ sẽ biết được dựa vào Cosφ ta đã biết.Sau khi xác định được Q ta sẽ xác định được công suất biểu kiến S2=P2+Q2 và ta có Cosφtb=P/S ;P=S.Cosφ ;Q=P.Sinφ

Khi chọn số lượng công suất của trạm phát ta dựa vào công suất tiêu thụ trong các chế

độ công tác của tàu.Máy phát lựa chọn khi công tác phải có hiệu suất cao nhất nhưng phải

có khả năng chịu tải trong mọi chế độ công tác

Theo yêu cầu trạm phát phải có công suất dự trữ để phòng trường hợp tăng số phụ tải nhỏ mà trước đây chưa tính đến hoặc dự trữ để khi khởi động động cơ dị bộ…nên công suất dự trữ để 2025% thường 25% và thêm 5% tổn hao trên lưới điện

Theo kinh nghiệm thì số lượng máy phát được chọn đối với những tàu hàng thường từ

24 cái là hợp lí nhất.Phải có máy phát dự trữ với công suất sao cho một trong các máy phát bất kì bị sự cố thì nó có thể thay thế để đảm bảo công tác bình thường của tàu Thường người ta chọn các máy phát trong trạm phát giống nhau để tăng thêm độ ổn định khi công tác song song và tiện lợi cho việc thay thế các phụ tùng dự trữ

Nếu trong chế độ tàu đứng không bốc xếp hàng hóa mà một máy phát công tác vẫn thừa công suất nhiều thì ta nên chọn một máy phát có công suất nhỏ hơn phù hợp với chế độ đó,máy phát đó người ta gọi là máy phát cản (máy phát sự cố)

Chọn máy phát xoay chiều dựa trên kết quả bảng tải thường thực hiện như sau :

Nếu Cosφtb tính được nhỏ hơn Cosφđm của máy phát thì dựa theo công suất biểu kiến S để chọn tổng công suất của máy phát.Còn nếu Cosφtb tính được lớn hơn Cosφđm của máy phát thì dựa theo công suất tác dụng P để chọn

+Nếu Cosφtb<CosφđmMF thì dựa vào S để chọn

Stt=Ptt/ Cosφtb SđmMF=PđmMF/CosφđmMF

Chọn Ptt= PđmMF

Stt > SđmMF =>quá tải,quá dòng =>phát nhiệt

Kết luận : phương pháp bảng tải không những cho phép xác định được công suất trạm

phát,số lượng máy phát mà có thể xác định được công suất của từng máy phát và của

trạm phát sự cố.Nhược điểm chính của phương pháp này là sự không chính xác của các

hệ số tải Kt,hệ số đồng thời Kđt,chưa có cơ sở khoa học để xác định nên dễ bị nhầm

lẫn.Tính toán công suất trạm phát phải đảm bảo được các yêu cầu sau :

-Đủ công suất để cung cấp liên tục cho các phụ tải hoạt động trong mọi chế độ công tác

của tàu

-Phải đảm bảo tính kinh tế cao

-Bảo dưỡng dễ dàng và thuận tiện cho người phục vụ

Kinh nghiệm chọn các hệ số như sau :Hệ số đồng thời Kđt của các nhóm phụ tải phục vụ

máy chính và buồng máy có máy dự trữ thì thường là 0,5.Hệ số Kt đối với nhóm thứ nhất

thì Kt=0,70,8.Nhóm chiếu sáng Kt=1.Động cơ máy lái,chế độ hành trình

Kt=0,30,5.Chế độ điều động Kt=0,81.La bàn thường Kt=0,7.Quạt gió buồng máy

Kt=0,9…

*Phương pháp phân tích :

+Ưu điểm: Đơn giản và phần lớn dựa trên cơ sở tổng hợp tài liệu vận hành các trạm phát

điện tàu thủy trên những kết luận sau đây :đồ thị tải của trạm phát một ngày đêm không

phụ thuộc vào loại tàu,mục đích của tàu và rất ổn định,sự tiêu tốn năng lượng trong các

chế độ công tác của tàu gần như không đổi và được quyết định bằng các nhóm phụ tải

quan trọng như nhóm buồng máy,nhóm phục vụ máy chính,nhóm trên boong.Phương

pháp này chủ yếu dựa vào các chế độ công tác của tàu

+Chế độ tàu hành trình:

Qua thống kê phụ tải của trạm phát được xác định như sau :Ptb=6+0,024.N (1) trong đó

N là công suất của máy chính tính bằng KW

Nếu tính công suất của phụ tải công tác ngắn hạn bất thường như bơm cứu hỏa,bơm

chống đắm làm tăng thêm một lượng công suất tiêu thụ thì ta phải cộng thêm vào một

lượng Ptb trên một lượng phụ tải lớn nhất có thể có :

Pht=6+0,024.N+Pngh (2)

Pngh là công suất của phụ tải hoạt động ngắn hạn lớn nhất.Nó sẽ đáp ứng cho nhu cầu sinh

hoạt của thuyền viên (bếp điện ,thông gió,điều hoà ).Nếu tổng công suất cho yêu cầu

sinh hoạt lớn hơn công suất tải ở chế độ ngắn hạn thì biểu thức tính sẽ là :

Pht=6+0,024.N+∑Psh (3)

Công suất tiêu thụ của trạm phát trong chế độ hành trình chủ yếu là phục vụ cho máy

chính nên công suất máy chính càng lớn thì phụ tải phục vụ cho máy chính càng lớn

Nếu trong trường hợp các phụ tải phụ đang hoạt động công suất của trạm phát không

sinh thừa hoặc có thể bị quá tải ở mức độ nào đó thì hệ thống bảo vệ quá tải của trạm phát

sẽ tự động cắt bớt các phụ tải không quan trọng (điều hòa,bếp,quạt gió sinh hoạt)

+Chế độ tàu đứng không bốc xếp hàng hóa :đồ thị tải cũng rất ổn định,công suất yêu cầu

trong chế độ này tỉ lệ với trọng tải của tàu :Ptb=11+0,002.D (4) trong đó D là trọng lượng

nước choáng của tàu tính bằng tấn

Để đảm bảo đủ công suất khi tải ngắn hạn làm việc (bơm cứu hỏa,bơm dầm tàu…) :

Pđo=11+0,002.D+Pngh (5)

+Chế độ tàu đứng có bốc xếp hàng hóa có đồ thị tải trạm phát mang tính nhảy vọt đột

biến dao động trong giới hạn từ mức công suất trong chế độ tàu đứng không bốc xếp

hàng hóa đến một giá trị ngắn hạn cực đại nào đó.Sự thay đổi này phụ thuộc vào loại

hàng bốc xếp,cường độ bốc xếp và số lượng tời hàng công tác

Pt.hàng=Kc.

n

1

) vðm Gðm 147 , 0 ( =(0,53+1,05/n).

n

1

) vðm Gðm 147 , 0

Kc :là hệ số nhu cầu

n :số lượng tời hàng công tác

Gđm :trọng tải định mức của tời hàng (Kg)

vđm :tốc độ nâng định mức (m/p)

Để đủ công suất cho chế độ tàu đứng có bốc xếp hàng hóa ta phải có :Pđx=Pđo+Pth

Trong đó Pđo :côngsuất yêu cầu của tàu đứng không bốc xếp

Pth :công suất của tời hàng

Pđx=11+0,002.D+Pngh+(0,53+1,05/n).

n

1

)vðm.Gðm.147,0

+Chế độ điều động :đồ thị tải của trạm phát không ổn định (mối quan hệ giữa P với thời

gian trong 24h) nó thuộc vào đặc điểm của điều động.Công suất cần thiết trong chế độ

điều động phải đảm bảo cho tất cả các máy phát hoạt động kể cả máy dự trữ để đảm bảo

an toàn : Pđđ=Pht+0,8.(Ptn+Pn) (8)

Trong đó:Pht :công suất hành trình

Ptn :công suất tời mũi neo

Pn :công suất máy nén khí

+Chế độ sự cố :chế độ này trạm phát phải đảm bảo công suất giống như chế độ hành

trình,ngoài ra tăng cường công suất cho công tác,các phương tiện rút nước và chữa cháy

* Phương pháp thống kê :

Hiện nay nhiều nước trên thế giới áp dụng phương pháp thống kê.Phương pháp này dựa

trên kết quả khảo sát sự tiêu thụ năng lượng điện trong những chế độ công tác khác nhau

của một loại tàu hoặc loại tương tự

3x100 1x100

3x61 1x13

3x100 1x15

2x400 1x76

2x150 2x100 1x18

2x600 1x34

Loại tàu Hàng tạp hóa Tàu dầu

Dựa vào kết quả thống kê trên ta có thể tính toán tổng công suất của các tàu cùng loại bằng cách nhân trong tải của tàu với đơn vị W/T ta sẽ được công suất của trạm phát

2.3 Tính toán công suất và chọn số lượng máy phát cho tàu

AP SVETI VLAHO

Trên cơ sở nguyên tắc các phương pháp tính toán công suất của trạm phát nêu trên.Em chọn phương pháp phân tích để tính toán công suất cho tàu

AP SVE TI VLAHO

Để tính toán chính xác công suất cho trạm phát ta cần biết các thông số sau :

Các thông số cần biết Giá trị Đơn vị

Công suất của phụ tải hoạt động ngắn hạn lớn nhất (bơm

Ballass) (Pngh)

Tổng công suất thiết bị điều hòa (Pđh) 126 KW

Tổng công suất thiết bị quạt gió sinh hoạt (Pq) 30 KW

Công suất định mức của máy nén khí (Pn) 43 KW

Công suất định mức của tời neo (Ptn) 71 KW

Tổng công suất thiết bị hàng hải (Phh) 14 KW

Tổng công suất tải ngắn hạn lặp lại (Pngl) 95 KW

Tổng công suất thiết bị máy phụ phục vụ máy chính (Pmp) 180 KW

Tổng công suất động cơ thiết bị làm hàng (Plh) 1184 KW

Tổng công suất thiết bị chiếu sáng (Pcs) 42 KW

Các số liệu trên được lấy theo tài liệu kỹ thuật E-05 và Bảng tải của tàu

AP SVE TI VLAHO

*Công suất trạm phát trong chế độ hành trình

Áp dụng công thức (1) ta có Ptb=6+0,024.N=6+0,024.7780=192,7(KW)

Tổng công suất thiết bị phục vụ sinh hoạt trên tàu là: ∑Psh =Pb+Pq+Pđh

Với:-Pb là công suất thiết bị phục vụ bếp