Đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình hệ thống chuyển nguồn tự Động cho khu chung cư ecolife

Đối với sản xuất kinh doanh: Trong các nhà máy luyện thép, lò Với phụ tải loại I, nguồn cung cấp điện phải được lấy từ ít nhất hai đường dây độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng.. Nhóm ph

DAI HOC DIEN LUC

ELECTRIC POWER UNIVERSITY

DO AN TOT NGHIEP THIET KE MO HiNH HE THONG CHUYEN NGUON

TU DONG CHO KHU CHUNG CU ECOLIFE Giảng viên hướng dẫn: TS LƯU THỊ HUẾ

Sinh viên thực hiện ˆ NGUYÊN MINH HIỂU

Mã sinh viên: 19810420167 Ngành: Công nghệ kỹ thuật diện, điện tử

Chuyên ngành: Điện công nghiệp và dần dụng Lớp: D14 DCN&DD2

TRUONG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN Độc lập - Tw do — Hanh phic

Hà Nội ngày 12 tháng 10 năm 2023

1 Tên đồ án/khoá luận tốt nghiệp

Thiết kế mô hình hệ thống chuyển nguồn tự động cho khu chung cư

Ecolife

2 Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu

MỞ ĐẦU

Chương I: TONG QUAN CHUNG VE HE THONG DIEN VÀ

NGUON CAP CHO CHUNG CU ECOLIFE

1.1 Phân tích đặc điểm các loại nhóm phu tải cho chung cu Ecolife

1.2 Các tiêu chính đánh giá một hệ thống cung cấp điện

1.3 Loại chuyên nguồn cho chung cư Ecolife

2.4 Phan mém cho PLC $7 200

2.5 Kết luận

Chương 3: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH

3.1 Yêu cầu công nghệ

3.2 Giản đồ thời gian

3.3 Thiết bị tủ điện

3 4 MCB mạch đông lực

3.5 Contactor

3.6 Cảm biến điện áp(ZMPT101B)

3.7 Role trung gian

3.8 Đồng hồ hiển thị dòng điện, điện áp

3.9 Các thiết bị phụ trợ

3.10 Kết luận

Chuong 4: THIET KE DIEU KHIEN CHO MO HINH

4.1 Lưu đỗ thuật toán

4.2 Thiết kế mạch lực

4.3 Thiết kế mạch điều khiến

4.4Thiết kế, bố trí thiết bị trong và trên mat tu ATS

4.5 So dé đi day

4.6 Két quả chạy thực nghiệm cho mô hình

KET LUAN

Yêu cầu :

Mô hình hoàn thiện, hoạt động đúng theo yêu cầu Bản vẽ đi dây phần điện,

chương trình điều khiển đầy đủ

SỐ liệu đề tài tốt nghiệp được cho trong Phụ lục đỉnh kèm

4 Thời gian thực hiện

Ngày giao đểtài: ngay tháng năm 2023

Ngày nộp quyền : ngảy tháng năm 2023

PHU LUC SO LIEU DE TAI DO AN TOT NGHIEP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Hiếu Mã sinh viên: 19810420167

Thiết kế mạch lực, mạch điều khiển cho mô hình chuyên nguồn tự động

Thực nghiệm kết quả đạt được

TRƯỞNG KHOA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TS Trần Thanh Sơn TS Lưu Thị Huế

TRUONG DAI HOC DIEN LUC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN Độc lập - Tw do — Hanh phic

NHAN XET CUA HOI DONG CHAM BDO AN TOT NGHIEP

I, Ket qua thwe hién va bao cao truéc hoi dong cua sinh vién:

Ủy viên hội đồng Thư ký hội đồng Chủ tịch hội đồng

H GVHD xác nhận sau chỉnh sửa (nếu có)

Hà Nội, ngay thang nam 20

Giáo viên hướng dẫn Thư ký hội đồng Chủ tịch hội đồng

LOI CAM ON

Đề hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, trước tiên chúng em xin gửi đến các quý thầy, cô giáo Trường Đại học Điện Lực lời cảm ơn chân thành và sâu sắc Đặc biệt, chúng em xin gửi đến cô Lưu Thị Huế — Người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng

em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này một lời cảm ơn chân thành

Trong quá trình thực hiện dé an này, em đã nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình và giúp đỡ từ rất nhiều người Em xin bảy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo, bạn bè và gia đình đã động viên, hỗ trợ và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện

đồ án Em xin gửi lời cảm ơn đến cô Lưu Thị Huế đã dành thời gian giảng dạy và hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án Nhờ sự hướng dẫn của cô, em đã có được kiến thức cần thiết để hoàn thành đồ án một cách chính xác và hiệu quả

Một lần nữa chúng em xin sửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Điện Lực đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đổ án của mình một cách tốt nhất Nhờ vào sự hỗ trợ và giúp đỡ của các thầy cô trong trường, chúng em đã có thê tiếp cận được với các tài liệu, phần mềm và thiết bị cần thiết dé thực hiện đồ án của mình một cách thuận lợi nhất Điều này đã piúp chúng em hoàn thành đồ án một cách tốt nhất Cuối cùng, chúng em xin kính chúc các thầy cô giảng viên củng toàn thể Ban lãnh đạo một lời sức khỏe và thành đạt trong sự nghiệp cũng như trong cuộc sống

SINH VIÊN THỰC HIỆN

MUC LUC

LOT CAM ON eccccccccccccsesssessessessseseressetieteretsetseraretssritaresseeriissessetiteeteteeaen 1 MUC LUC oie eccccccccesseesssesesecssesssesssecsrecteserisesisctieetarerasessreesieetiserasesareaetiessesaetsen I DANH MỤC CÁC KỸ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 2c IV DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐÔ THỊ 22-2S22112212221211121122112.22.2 re Vv

MỞ ĐẦU 02 22 212221221122112122121 1212121221221 ae 1 CHƯƠNG 1: TONG QUAN CHUNG VE HE THONG DIEN VA NGUON CAP

CHO CHUNG CƯ ECOLIFE ¿5 : 5122222121 52121 1235391212151 12121121112111111 12118 re 2

1.1 Phân tích nhóm phụ tải cho khu chung cư 222222222 222cszsx+2 2 1.1.GIới thiệu chung cu Time ÏOW€F 0 0 2212111211121 1 2211111811182 e 2 1.1.2.Quy mô dự án EcolIÍe - -. - c1 2 1220111101 11111 1111111111111 11111111111 x2 2

1.1.3.Đặc điểm phụ tải 5à S 1 E2 1212112212112 ru 2

1.1.4 Nhóm phụ tải trong khu chung cư được chia làm 3 nhóm chinh 3

1.1.5 Phụ tải khu địch vụ , trung tâm thương mại, khối văn phòng cho thuê

1.2 Các tiêu chính đánh giá một hệ thông cung cấp điện 5-55: 6 1.3 Loại chuyền nguồn cho phụ tải khu dịch vụ , trung tâm thương mại, khối văn phòng cho thuÊ - c2 212212121121 1121 11111111201 1011 11111111111 1111 1011111111 19k nhưyu 7 1.3.1 Thiết bị chuyên nguồn tự động ATS L2 2n HH Hee 7 1.3.2 Phân loại tủ AT cccccccccccececcsecesesecessetvesessceesausttteeeceseeeaens 7 1.3.3 Nhiệm vụ của thiết bị chuyền nguồn tự động ATS lưới - máy phát 8 1.3.4 Chọn nguồn cung cấp điện cho hệ thống khi có sự cố -: 9 1.3.5.Ứng dụng trong thực tẾ - SE E111 1121111221212 na 10

1.4 Kết luận - 2n 1 2121 12111111111111111 1151211121111 11118118122 tra 13

CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU VẼ PLC §7-200 52-52 2222212111221 xe 14 2.1 Giới thiệu về PLC S7-200 - 2 2S 2212112112212122111127121211211 12a 14 2.1.1 Giới thiệu về PLC ¿2s 22212212212212212711221221211211221211 21222 e 14 2.1.2 Cầu tạo PLC-200 221 212212 2112211122111112112112112122122 se 15

2.1.3 Nguyên lí hoạt động của PLC - c2 222211 12111211121 12212221122 xe 15

2.2.3 Ứng dụng của PLC -s- 5c S1 22112112111 11211111011 1101 1g ớ 16 2.2 Giới thiệu về S7-200 CPU 224 XP 2 S22122122212112112112121222 212 e0 17 2.2 Giới thiệu PLC S7-200 CPU 224XP AC/DC/RL -72sc22zxczzze2 18 2.3 Mô đun mở rộng PLC S7-200 CPU 224XP AC/DC/RL - 5.552 20 2.4 Phần mềm cho PLC §7 200 - 2-22 2E22E2221221221121227111221111 2712211 xe 21 2.5 Kết luận - - 521221 2122112112111 112211111211211221211212221211 111 re 28 Chương 3: CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH 29 3.1 Yêu cầu công nghệ - ST E1 1211212111112112121212121 2121211 rreg 29 3.2 Giản đồ thời gian s5 c1 21211111211 11111112121 21 111121 n1 nr tru 29 3.3 Thiết bị Tủ A'T§ + 2S 22122122122122121121121112112112111 1212122122 30

3.4 MCB mạch động lực L2 22 222122211211 121 1122111811111 1 115815 12k rườ 31 Eh®oiv(àidadađđađađađađaaaitiiiid 32

3.6 Cảm biến điện áp (ZMPT101B) - 2s 2121111211211 2.21 221821 xe 34

3.8 Đồng hồ đo dòng , đồng hỗ đo áp - 5 5c S2 1122121112112 tra 36

3.9 Các thiết bị phụ trỢ 55-51 1 1 121121121121211111212121 112211 t re 38 3.10 Kết luận - ¿52-21 222212221 11221111121121121121211211212222212 re 41 Chương 4: THIẾT KẾ ĐIÊU KHIÊN CHO MÔ HÌNH 5- se 42

4.1 Lưu đồ thuật toán - 2 1s 1 1215111511 115111111111211121211121115 12151518 rrsey 42

A.2 Thiét ké mach We ccccccccccccccssessesesssssevecevsvessssesevsvevsvevevsssssevststvevsevsesevees 43 4.3 Thiết kế mạch điều khiển 22 SE S5 S21 2151 535551131511 155211155115511111 15556 43

4.4 Thiết kế, bố trí thiết bị trong và trên mặt tủ A'TS - 22c szczse: 44 4.5 Sơ đồ đi đây c1 1t tt tt HH ray 44

4.6 Kết quả chạy thực nghiệm cho mô hình 2 2 22212 222222z£czzsxs2 44

KẾT LUẬN 52-1 S221 252512521211 15512121151 1255 12E 1E na 45

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHU VIET TAT

ATS Hệ thông chuyển nguồn tự động

AC Dòng điện xoay chiều

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỎ THỊ

Hình 1.1 Mặt bằng hằm - 2S ST 1211212111211 2121222111 gg ng ra 4 Hình 1.2 Mặt bằng dịch vụ - - 5c 2 221121111121 1121122201221 122 1e 5

Hình 1.3 Mặt bằng khối văn phòng cho thuê 252 2212711112212 212e 6 5 Hình 1.4 Các tiêu chí đánh giá một hệ thống cung cấp điện 2s 5z 6

Hình 1.5 Hệ thống ATTS - 52 21 121211111211 12111121 122111112121 11 2g 7 Hình 1.6 Sơ đồ cầu trúc hệ thống ATT§ -2- 2 51 2 1112121121121 e6 8

Hinh 1.7 May phat điện diezel 5 c0 22 122122211211 1221 1121111152211 1 8111k ray 9

Hình 3.6 Cảm biến điện áp (ZMPT'101B) 52 22 S22E222122121221271222 xe 34 Hình 3.7 Sơ đồ IN/OUT ZMPTI01B ©5-2222221122227122212221112112221 222 ee 35 Hinh 3.8 Relay MY2N-GS 24VDC (8 chan det nhỏ) 2252 S2 S22 ca 36 Hinh 3 9 Sơ đồ chân relay MY2N-GS 24VDC (8 chân đẹt nhỏ) -5- 36

Hình 3.10 Đồng hỗ ampe - 2-51 2 11 E218112112111111111211112201 1121 1 reg 37

Hình 3.11 Đồng hỗ volt - 1 1 2 1218212111 12112111111211112121111121 211 ta 37 Hình 3.12 Đèn báo led AD16-22D§ -2- 2221 221221121122122711121221121 1e 38 Hinh 3 13 Nút nhấn - 2-22 2E 211221251221271122121121121121211211 21211122122 xe 38 Hình 3.14 Nút dừng khẩn cấp 52-52 1 1 E11 121121111112122221 20c yee 39 Hình 3.15 Switch chuyển mạch 2 vị trí - ¿55-52121111 1121112121711112 E111 ce 40 Hình 3.16 Biến dòng 50/5A 5 1T 221121211211 211211212111111 212121 ng 40 Hình 4.1: Thuật toán điều khiến 22-22 2S 2E122122127112112211127112221211 211 xe 42

Hình 4.1 Sơ đề mạch lực S2 SH 1212111115511 15 1512121151155 121 211g 43

Hinh 4.3 Sơ đồ mạch điều khiến 22 2221 19212252258 512712212122211121 21.2 e6 43 Hình 4.4 Bố trí các thiết bị trong tủ - 5á 5c S1 E212212112121111 2112111 11 y0 44

MO DAU

Năm 2023 là một năm mắt điện liên tục do thiếu điện Trong thời đại công nghiệp hóa , hiện đại hóa của nước ta thì nhụ cầu ôn định nguồn điện rất cần thiết Ngày nay nhu cầu sử dụng điện năng, các thiết bị điện ngày cảng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực cuộc sống Trong 1 số lĩnh vực công nghiệp hay dân dụng nhu cầu cung cấp điện cần phải đảm bảo liên tục trong suốt quá trình hoạt động của quá trinh Nó đảm bảo quá trình sản xuất là liên tục đem lại chất lượng của sản phẩm Đặc biệt là đem lai độ an toàn cho tính mạng con người, an toàn cua thiết bị tiêu thụ điện

Do vậy chúng em lựa chọn bộ điều khiến ATS có thể giải quyết được vẫn đề trên, nó

là 1 mắt xích quan trọng trong hệ thống cung cấp điện cho hộ phụ tai

Trong quá trình thực hiện bài toán cung cấp nguồn tự động nhóm đồ án chúng

em ding PLC §7-200 để điều khiển và giám sát dựa vào các yếu tố yêu cầu và ưu

điểm của PLC trong bài toán điều khién logic

CHUONG 1: TONG QUAN CHUNG VE HE THONG DIEN VA NGUỎN

CAP CHO CHUNG CU ECOLIFE

1.1 Phần tích nhóm phụ tải cho khu chung cư

1.1.Giới thiệu chung cư Time Tower

1.1.2.Quy mo dw an Times Towers

Chung cu Times Tower duoc thiét ké 96m 2 tang ham, 27 tầng nỗi, gồm 5 tầng

thuong mai, 2 tang PENHOUSE

Bên trên đề 05 tầng là 02 tòa tháp cách nhau 15m được thiết kế với số tầng là 25

tang

+ Từ tầng 01-05 : Khu sánh chờ và dịch vụ thương mại, tiện ích: Tài chính- Ngân Hàng,Nhà trẻ, sinh hoạt cộng đồng, siêu thị

+ Tầng 06-24: Bố trí căn hộ đề ở ( Bao gồm 228 căn hộ )

Mỗi tầng sồm 02 đơn nguyên ( 06 căn hộ/ l đơn nguyên )

Diện tích sàn xây dựng mỗi tầng khoảng 1.792,8m2, chiều cao tầng 3,3 m

Tầng 25 bố trí thông tầng ( 08 căn hộ )

Bên trên 05 tầng đề là 02 tòa tháp cách nhau 15 m

Tầng 26-27: căn hộ Penhouse bồ trí thông tầng ( 08 căn hộ, 4 căn/ tháp)

1.1.3.Đặc điểm phụ tải

Căn cứ theo nhu cầu tiêu thụ, sử dụng điện năng và phân loại phụ tải theo độ tin cây cung cấp điện được chia làm 3 loại như sau

a, Phu tải loại 1

Đây là loại phụ tải được cung cấp điện liên tục nếu mất điện sẽ gây ra những hậu quả vô củng nghiêm trọng

Đối với tính mạng con người thì loại phụ tải này là các hầm mỏ, bệnh viện, thang máy khu chung cư Đối với sản xuất kinh doanh: Trong các nhà máy luyện thép, lò

Với phụ tải loại I, nguồn cung cấp điện phải được lấy từ ít nhất hai đường dây độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng

b, Phụ tải loại 2

Là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây thiệt hại lớn về kinh tế (như hư hỏng một bộ phận của máy móc thiết bị, gây ra phế phâm, ngừng trệ sản xuất)

Vị dụ: nhà máy cơ khí, nhà máy thực pham, khách sạn lớn, trạm bơm tưởi tiéu

Hệ thống cung cấp điện cho phụ tải loại hai thường có thêm nguồn dự phòng Vấn đề ở đây là phải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế đưa lại nhờ không bị gián đoạn cung cấp điện

c, Phụ tải loại 3

Là những phụ tải tiêu thụ còn lại như khi dân cư, trường học, phân xưởng phụ, nhà kho của các nhà máy Thông thường, hộ loại 3 được cung cấp điện từ một nguồn duy nhất

1.1.4 Nhóm phụ tải trong khu chung cư được chia làm 3 nhóm chính

* Nhóm phụ tải ưu tiên khi có sự cố: (phụ tải loại 1)

Được cấp bởi 1 nguồn chính và nguồn dự phòng, sử dụng khi có sự cô mắt điện + Phụ tải hệ thống âm thanh, camra giam sát, đèn sự cố

+ Phụ tải hệ thống chữa cháy và báo cháy tự động

+ Phụ tải hệ thống tăng áp, hút khói

* Nhóm phụ tải ưu tiên thường: (phụ tải loại 2)

Được cấp bởi 2 nguồn chính và nguồn dự phòng chính là nguồn lưới và máy phát chính là phụ tải khu dịch vụ công cộng, trung tâm thương mại, khối văn phòng cho thuê

* Nhóm phụ tái không ưu tiên: (phụ tải loại 3)

Chỉ cấp 1 nguồn chính là nguồn lưới: Đó là phụ tải căn hộ hoặc 1 phần căn hộ

Với nhiệm vụ thiết kế này nhóm chúng em đề cập đến nguồn cung cấp liên tục cho phụ tải khu dịch vụ công cộng, trung tâm thương mại, khối văn phòng cho thuê Khi có sự cô điện, tật cả nguồn cung câp cho phụ tải khu dịch vụ công cộng, trung tâm thương mại, khối văn phòng cho thuê

1.1.5 Phụ tải khu dịch vụ , trung tâm thương mại, khối văn phòng cho thuê

Có thể thấy trong các toà chung cư khi sự cô xảy phải có những nguồn dự phòng

để giam thiét hai vé an ninh va con người Vì vậy, hệ thống cung cấp điện phải được nghiên cứu kỹ lưỡng đề đảm bảo việc cung cấp điện được an toản, tin cậy và linh hoạt Với giới hạn về đề tài em đã tìm hiệu dựa trên cơ sở toà nhà

Hình 1.1 Mặt bằng ham

Hình 1.3 Mặt bằng khối văn phòng cho thuê

Bảng 1.1 Công suất phụ tải

Phụ tải Công suất (KVA)

Khối văn phòng cho thuê 96,6

1.2 Các tiêu chính đánh giá một hệ thống cung cấp điện

+ Theo tiêu chuẩn IEC 60364-1:2001 tiêu chuẩn đánh giá chất lượng cung cấp điện

của 1 hệ thống gồm các tiêu chuân như hình 1.1 gồm 4 tiêu chí: Độ tn cậy, chất lượng điện, an toàn và kinh tế

_ Độ tin cậy _ Chat lượng điện

_An toàn Kinh tế

Hình 1.4 Các tiêu chí đánh giá một hệ thống cung cấp điện

Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các yếu tổ kỹ thuật nêu trên đã được đảm bảo Chỉ tiêu kinh tế được đánh giá thông qua tổng vốn đầu tư, chi phi vận hành và thời gian thu hỏi vốn đầu tư

Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh tỉ mỉ giữa các phương án Từ đó mới có thê lựa chọn được phương án tối ưu

1.3 Loại chuyển nguồn cho phụ tải khu dịch vụ , trung tâm thương mại, khối văn phòng cho thuê

1.3.1 Thiết bị chuyển nguồn tự động ATS

Hệ thống chuyển nguồn tự động Automatic Transfer Switch gọi tắt là ATS dùng

đề chuyên đổi từ lưới điện chính ( Main Utility) cung cấp vận hành phụ tải Load, sang

nguồn điện từ máy phát điện (Generator) khi mà nguồn điện chính gặp sự cố như ngắn mạch, mất điện, mất pha Và sau khi nguồn điện lưới đa hoạt động trở lại bình thường hệ thống sẽ chuyên đổi phụ tải lại với nguồn chính sau đó ngắt nguồn dự phòng từ máy phát

Tương ứng với nguồn dự phòng ta có hai loại ATS Khi nguồn dự phòng là lưới

ta có ATS lưới - lưới, nếu nguồn đự phòng là máy phát ta có ATS lưới - máy phát

a) ATS lwoi - lưới b) ATS lwoi — may phat

Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc hệ thống ATS

I,II- nguồn cung cấp ; BA- máy biến áp; AP1,AP2- áp tô mát bảo vệ mạch lực;

CM-chuyén mạch ; KĐ - khối khởi động máy phát; SSI , SS2 — Khối so sánh ;

Diezel — Máy diezel ; G — Máy phát điện

1.3.3 Nhiệm vụ của thiết bị chuyển nguồn tự động ATS lưới - máy phát Khi xảy ra sự cô mat áp, mất pha, mất nguồn, quá áp, áp thâp trên lưới chính thi

nhiệm vụ của ATS là:

e - Ngừng cung cấp lưới chính vào phụ tải

®- Khỏi động động cơ sơ cấp (máy nô Diesel)

e Dong nguồn cung cấp từ máy phát cho phụ tải sử dụng Trong quá trình máy phát đang cung cấp cho phụ tải Nếu nguồn điện lưới có lai trong tình trạng ôn định, nhiệm vụ của ATS lúc đó là:

e - Ngắt nguồn điện cung cấp từ máy phát khỏi phụ tải

© - Đóng lại nguồn điện lưới vảo tải

© _ Tạo tín hiệu dừng động cơ sơ cấp động cơ Diesel của máy phát; sau một thời gian tô máy phát vận hành tại trạng thái không tải

Và một số chức năng khác :

e - Bảo vệ quá áp, mất pha hay quá tải trên đường dây

e© C6 thé van hanh bang tay hoặc vận hành tự động

e - Điều chỉnh được thời gian chuyền giữa các mạch

© - Có đèn báo hiển thị

1.3.4 Chọn nguồn cung cấp điện cho hệ thống khi có sự cố

Theo tiêu chuẩn tin cậy của IEC 60364-1:2001 thi bd nguén đảm bảo tin cậy cho

1 hệ thống là bộ nguồn cấp điện liên tục cho hệ thống

Hinh 1.7 May phat dién diezel May phát điện sử dụng trong các thiết bị chuyển nguồn tự động ATS được sử dụng là máy phát điện diezel Máy phát diezel bao gồm một máy phát điện được nối trục với động cơ diezel Sau đây xin giới thiệu đôi nét về máy phát điện diezel

a Vận hành máy phát điện

® Kiểm tra máy phát điện trước khi đưa vào vận hành và sử dụng

®_ Cần xem xét sự hư hỏng bên ngoài máy phát điện để khắc phục kip thời

® Kiểm tra nhiên liệu và nước làm mát của máy phát điên, nhiên liệu của máy phát điện cần phải được lắng lọc và xả cặn ở phía bình chứa nhiên liệu

@® Can kiém tra mirc dâu nhờn của cacte dầu

10

® Kiếm tra sự rò rỉ của hệ thông nhiên liệu, bôi trơn, làm mát

® Cần kiểm tra đầy đủ máy, sau khi kiểm tra đầy đủ máy phát điện

® Thấy máy ở trong tính trạng hoàn hảo và sẵn sảng làm việc

b Quy định điện áp làm việc dài hạn của máy phát diện

Điện áp làm việc dài hạn của máy không vượt quá 110% điện áp định mức của máy Dòng điện các pha của máy không được chênh lệch qua 15%

Thời gian cho phép quá tải của máy phải nằm trong giới hạn quy định của nhả

sản xuất

c Khi ngưng sử dụng máy phát điện

Phải cắt tải, sau đó giam tốc độ của động cơ từ từ Đến tốc độ tối thiểu và cần

cho máy làm việc một thời gian trước khi ngừng hắn cho đến khi nhiệt độ nước làm

mát đạt 50-60 độ C

Kiểm tra định kỳ điện trở cách điện ở máy phát điện đang vận hành.Cần kiểm tra điện trở cách điện của máy, sao cho trị số của chúng không nhó hơn trị số quy định ở trạng thái nóng và nguội Nếu cách điện của máy không bảo đảm tiêu chuân cần phải sấy lại, trong khi sấy máy nhiệt độ của các thiết bị trong máy không được vượt quá 80

độ C

1.3.5.Ứng dụng trong thực tế

a Cung cấp năng lượng điện cho tải do sự cỗ

Sự cố nguồn năng lượng điện: Sự cố trong các nguồn năng lượng điện có thể xảy

ra Trong quá trình lắp đặt trang thiết bị hoặc ở đầu vào hệ thống (quá tải, nhiễu, mắt cân bằng pha, sắm sét, .) Những sự cô này có thê gây ra những hậu quả khác nhau

Về mặt lý thuyết: Hệ thông phân phối năng lượng điện tạo ra một điện áp hình sin voi biên độ và tần số thích hợp đề cung cap cho thiét bi dién (400 V-50Hz chang

han)

Trong thực tế, những sóng hình sin điện áp và dòng điện cùng tần số bị ảnh

hưởng trong phạm vi khác nhau bởi những sự cô có thê xuất hiện trong hệ thống

11 Đối với hệ thống cung cấp điện: Có thể bị sự cô hoặc gián đoạn cung cấp điện vì:

Hiện tượng nhiễm điện ở bầu khí quyên (thường không tránh khỏi) Điều này có thé

ảnh hướng đến đường dây ngoài trời hoặc cáp chôn, chắng hạn:

- Sâm sét làm điện áp tăng đột ngột trong hệ thống cung cấp điện

- Sương giá có thể làm cho đường đây bị đứt

+ Những hiện tượng ngẫu nhiên, gồm các yếu tố sau:

- Cành cây rơi gay gan mạch hoặc đứt dây

- Đứt cáp do đào đất

- Sự hư hóng trong hệ thống cung cấp

Những thiết bị dùng điện có thế ảnh hưởng đến hệ thông cung cấp

+ Lắp đặt công nghiệp, chang hạn:

- Động cơ gây ra điện áp rơi trong quá trình khởi động.- Những thiết bị gây ô nhiễm:

lò luyện kim, máy hàn, øây ra điện áp rơi

+ Những hệ thống điện tử công suất cao

+ Thang máy, đèn huỳnh quang

Những sự cổ ảnh hưởng đến việc cung cấp năng lượng điện cho thiết bị có thé phan thành các loại sau:

12

b Giải pháp dùng thiết bị chuyển nguồn tự dong ATS

Điều cần chú ý trước hết của những sự cô và hậu quả của nó về phương diện:

- An toàn cho con người

- An toản cho thiết bị, nhà xưởng

- Mục tiêu vận hành kinh tế

Từ đó phải tìm cách loại chúng ra Có nhiều giải pháp kỹ thuật khác nhau cho vấn

đề này, những giải pháp này được so sánh trên cơ sở của hai tiêu chuẩn sau để đánh gia:

- Lién tuc cung cap dién

- Chất lượng cung cấp điện

Một vải giải pháp kỹ thuật đảm bảo tính liên tục cung cấp điện:

+ Trong quá trình lắp đặt sử dụng một vài nguồn khác nhau tốt hơn là

chỉ đùng một nguồn

+ Chia nhỏ mạch tải ra mạch ưu tiên và không ưu tiên, khi cần sẽ loại bỏ những tải

không cần thiết

+ Lựa chọn điểm nối trung tính

+ Lựa chọn phương pháp kết nối

+ Lựa chọn thiết bị bảo vệ theo cấp

b Ứng dung ATS trong thuc tế

® Trạm Biến Áp và Hệ Thống Phân Phối Điện:

- ATS giúp kiểm soát và chuyên đổi nguồn điện giữa trạm biến áp và nguồn dự phòng

13

- Tự động chuyên đổi giữa nguồn điện lưới và nguồn dự phòng để đảm bảo an toàn cho bệnh nhân

- ATS giúp duy trì ôn định nguồn điện cho trung tâm dữ liệu, nơi đòi hói tính liên tục

và không gián đoạn

- Chuyên đôi tự động giữa nguồn điện chính và nguồn dự phòng đề tránh mất dữ liệu

và o1ữ cho hệ thống mạng hoạt động liên tục

® Hệ Thống Công Nghiệp Quy Mô Lớn:

- ATS được tích hợp trong hệ thống điều khiển tự động của các nhà máy để bảo đảm nguồn điện liên tục cho các quy trình sản xuất

- Đối với những ngành công nghiệp đòi hỏi tính én định và liên tục như hóa chất, chế

biến thực phâm, ATS giữ cho sản xuất diễn ra mà không gặp sự cô

® Ứng Dụng Trong Hệ Thống Energeny Storage:

- ATS có thể sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng để chuyến đổi giữa nguồn

điện từ pin và nguồn điện lưới khi cần thiết

- Tối ưu hóa sử dụng nguồn điện dự phòng và cung cấp nguồn điện ổn định

1.4 Kết luận

Tóm lại, ATS đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực để đảm bảo nguồn điện liên tục, giảm thiểu gián đoạn, và bảo vệ thiết bị quan trọng

Trong đồ án này nhóm chúng em chọn loại chuyển nguồn tự động ATS lưới -

may phát để nghiên cứu : Thiết kế mô hình hệ thống chuyên nguồn tự động cho khu

chung cư Ecolife (Các số liệu trên

các ngành công nghiệp như sản xuất, điều khiển lưu lượng, điều khiến nhiệt độ vả áp

suất, và nhiều ứng dụng khác Nó có thể được lập trình để thực hiện các chức năng khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp, và có thế được kết nối với các thiết bị khác để tạo thành các hệ thống tự động hoàn chỉnh

PLC được lập trinh để thực hiện các tác vụ cụ thể bằng cách sử dụng các ngôn net lap trinh nhu Ladder Diagram, Function Block Diagram, Structured Text, va Sequential Function Chart Cac chuong trinh PLC duoc thiết kế để thực hiện các chức năng cụ thể, như điều khiển động cơ, đo lường nhiệt độ, đo lường áp suất, và nhiều chức năng khác

PLC có nhiều ưu điểm như độ tin cây cao, khả năng chịu được môi trường khắc nghiệt và có thé duoc lap trinh lai dé thay đổi chức năng điều khiến Vì vay, PLC la một công cụ quan trọng trong ngành sản xuất công nghiệp hiện đại

2 Modul don vị xử lý trung tâm

3 Modul bộ nhớ chương trình và đữ liệu

4 Modul đầu vào

5 Modul dau ra

6 Modul phéi ghép (dé hé tro cho vấn đề truyền thông nội bộ)

7 Modul chức năng (đề hỗ trợ cho vấn dé truyền thông mạng)

2.1.3 Nguyên lí hoạt động của PUC

Nguyên lý hoạt động của PLC là sử dụng chương trình được lập trình trước để điều khiến các tín hiệu đầu vào và đầu ra PLC nhận tín hiệu đầu vào từ các cảm biến

và thiết bị đo, sau đó xử lý tín hiệu này theo các lệnh trong chương trình đề điều khiển các thiết bị đầu ra như động cơ, van, đèn, và các thiết bị khác Các lệnh trong chương trình được thực thi theo thứ tự từ trên xuống dưới và từ trái sang phải Việc lập trình chương trình này phải được thực hiện một cách cần thận và chính xác để đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thông

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC

16

Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC có 4 bộ phận chính:

° Nguồn cung cấp PLC và các ngõ In Out của PLC SIEMEN:

Các PLUC thường sử dụng nguồn điện xoay chiều (AC) hoặc nguồn điện một chiều

(DC) tùy thuộc vào mô hình và yêu cầu của hệ thống

Các ngõ In Out của PLC SEIMEN thường là 24VDC Tuy nhiên, điều này có thê thay

đôi tủy thuộc vào loại PLC va cac yêu cầu của ứng dụng cụ thể

° Ngõ vào (Input) :

PLC của SEIMEN có nhiều loại thiết bị đầu vào khác nhau, tủy thuộc vào mục đích sử dụng và ứng dụng cụ thê Là khối mà kết nối trực tiếp các thiết bị như công tắc, nút nhấn, cảm biến đề đưa các tín hiệu về bộ xử lý trung tâm

° Khối trung tâm (CPU) :

Gồm chip xử lý và các vùng nhớ và BUS Nó có nhiệm vụ điều khiến và giám sát các

hoạt động của PLC CPU của PLC SEIMEN cung cấp tính năng xử lý tốc độ cao và đáp ứng các yêu cầu của các ứng dụng điều khiển tự động

° Ngõ ra (Output) :

Ngõ ra có thê kết nối với các cơ cầu chấp hành Các đầu ra có thể là relay, Transistor, Triac, Điều khiển theo mong muốn, mục đích sử dụng của người lập trình 2.2.3 Ứng dung cua PLC

PLC la một bộ điều khiến tự động được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động

hóa công nghiệp PLC có thể được sử dụng để điều khiến các quá trình sản xuất, hệ thông đóng/mớ van, cảm biến và các thiết bị khác trong một dây chuyền sản xuất

° Hệ thông chuyên nguồn tự động (Tủ ATS)

° Điều khiển hệ thống đóng/mở cửa tự động

° Điều khiển hệ thống chiếu sáng

° Hệ thống nang, van chuyén