trang thiết bị điện tàu kiểm ngư – đi sâu nghiên cứu trạm phát điện chính

Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trong đề tài là trung thực, chưa được đăng trên bất kỳ tài liệu nào. Hải Phòng, ngày 9 tháng 02 năm 2014 Sinh viên thực hiện Đoàn Tất Nghĩa MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU KIỂM NGƯ………………….…………… PHẦN 1: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU KIỂM NGƯ……….……….…… LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một quốc gia nằm ở ven biển, có lợi thế với bờ biển dài 3260 Km rất thuận tiện cho việc vận chuyển hàng hóa. Ngày nay vận tải biển đóng vai trò quan trọng trong giao thông vận tải. Nó chiếm ưu thế về khối lượng hàng hoá và cả khoảng cách vận chuyển, chính vì vậy mà trong công cuộc đổi mới, hội nhập và mở cửa thì vận tải đường biển đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân, là động lực thúc đẩy nền kinh tế phát triển sâu rộng theo hướng hội nhập. Để đáp ứng tốt được vai trò trên, chúng ta cần có một nền công nghiệp tàu thuỷ hiện đại để bắt kịp với trình độ phát triển của thế giới, vì vậy cần phải đào tạo đội ngũ kỹ sư, thuyền viên và các chuyên gia có trình độ kiến thức phù hợp với sự phát triển đó. Là một sinh viên học tập tại khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển của trường đại học Hàng Hải Việt Nam. Sau 4,5 năm học tập và rèn luyện, em đã được trang bị tương đối đầy đủ các kiến thức cơ bản về những hệ thống điện năng trên tàu thuỷ và còn được tiếp cận với những trang thiết bị, công nghệ điều khiển hiện đại đã và đang được áp dụng trên nhiều con tàu vận tải hiện nay trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Sau khi thực tập tại công ty đóng tàu Bạch Đằng. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp: “Trang thiết bị điện tàu Kiểm ngư- đi sâu nghiên cứu trạm phát điện chính” Trong thời gian ba tháng làm đồ án, em luôn nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình hướng dẫn của Thầy Nguyễn Việt Tiến cùng nhiều thày cô trong khoa Điện- ĐTTB, với sự cố gắng nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Tuy nhiên do còn nhiều hạn chế về kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm thực tế còn ít, nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thày cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thày giáo Thầy Nguyễn Việt Tiến cùng nhiều thày cô trong khoa Điện- ĐTTB và bạn bè đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. PHẦN I: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU KIỂM NGƯ. PHẦN 1: TỔNG QUAN CHUNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU KIỂM NGƯ Tàu kiểm ngư là tàu có trọng tải vừa được đóng tại Việt Nam. Chức năng chính của tàu là tuần tra ngoài khơi , chuyên phục vụ cho các hoạt động tìm kiếm cứu nạn trong vùng biển Việt Nam và quốc tế , giữ pháp luật và bảo vệ hàng hải vùng biển kinh tế của Việt Nam . Tìm kiếm cứu nạn trong vùng biển Việt Nam và quốc tế (SAR) ; Dịch vụ cứu hộ cho tàu lên tới 2.200 tấn, hậu cần ( thực phẩm , nhiên liệu, nước ) cung cấp cho các đơn vị hoạt động ở nước ngoài ( hải quân , bảo vệ bờ biển , cảnh sát biên giới ) cũng như các đảo khoảng cách xa. Dịch vụ dân sự khác trên biển nếu cần thiết. 1.1. Hệ thống điện năng trên tàu Kiểm Ngư 1.1.1:Giới thiệu chung về tàu Kiểm Ngư a. Kích thước chính. - Chiều dài toàn tàu (Max) : 90 m. - Chiều dài giữa 2 đường vuông góc : 83.65 m. - Chiều rộng thiết kế : 14 m. - Cao mạn đến boong chính : 7 m. -Thiết kế dự thảo : 3.75 m. - Mớn nước (tối đa) : 4.00m b. Tải trọng của tàu. Toàn bộ thông số tải trọng dưới đây được đo bằng đơn vị tấn (theo hệ mét) trong nước biển với trọng lượng riêng là 1.025 t/m 3 - Tải trọng tương ứng : 2100 tấn. c. Dung tích: Các khoang hàng (tính cả miệng khoang). - Két dầu nhiên liệu : 270 m 3 - Két nước sạch : 50 m 3 - Két dầu bôi trơn : 12 m 3 - Két dầu bẩn : 8 m 3 - Két nước thải : 20 m 3 -Két ballast : 350 m 3 d. Tốc độ và công suất của tàu. - Tốc độ khai thác bằng 5 % dung sai khai thác (Trạng thái dự phòng) - Tốc độ khai thác tại mớn nước chở hàng nhẹ bằng 10% dung sai khai thác (trạng thái dự phòng) - Công suất máy tương ứng bằng 50 % dung sai khai thác - Tốc độ tuần tra của EEZ 35% dung sai khai thác 1.1.2. Giới thiệu chung về hệ thống điện a. Bảng điện chính. Gồm 11 panel có các kích thước như sau. - Chiều dài toàn bộ bảng điện chính : 5600 mm - Chiều rộng : 765 mm - Chiều cao : 2100 mm b.Trạm phát chính. Gồm có 3 máy phát điện chính, các thông số kĩ thuật của mỗi máy phát điện chính là: - Điện áp định mức : 380V - Dòng điện định mức : 32A - Công suất định mức : 680KW - Tần số định mức : 60Hz - Số cặp cực : 10 - Hệ số công suất cos ϕ : 0.8 - Số pha : 3 pha - TYPE : NTAKL - Điện áp mạch kích từ : 100V - Trọng lượng : 4250Kg c. Trạm phát điện sự cố. Gồm 1 máy phát sự cố, các thông số kĩ thuật như sau: - Điện áp định mức : 450V - Tần số định mức : 60Hz - Công suất định mức : 320KW - Hệ số công suất cos ϕ : 0.8 - Số pha : 3 pha 1.1.3. Giới thiệu về hệ thống động lực a. Máy chính và thiết bị động lực của tàu. Các thông số kỹ thuật của máy chính như sau: - TYPE : 6S50 MCC - Công suất : 9480 KW - Tốc độ của máy chính : 127R.P.M b. Các hệ động lực khác. ● Các thông số kỹ thuật của động cơ đóng mở nắp hầm hàng - Điên áp định mức : 446 V - Dòng điện định mức : 61 A - Tần số định mức : 60Hz - Công suất định mức : 36,6 KW - Hệ số công suất cos ϕ : 0.84 ● Các thông số kỹ thuật của động cơ via máy. - Điên áp định mức Δ/Y : 230/440 V - Dòng điện định mức Δ/Y : 8,6/5 A - Tần số định mức : 60 Hz - Công suất định mức : 2,6 KW - Hệ số công suất cos ϕ : 0.78 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN MÁY PHỤ BUỒNG MÁY 2.1: Truyền động điện bơm và quạt gió. 2.1.1.: Tổng quan về hệ thống truyền động điện bơm và quạt gió tàu thủy. a. Đặc điểm của hệ thống bơm và quạt gió. Trên tàu thủy, truyền động điện thiết bị bơm quạt điện xếp vào nhóm máy phụ quan trọng. Ta đã biết, truyền động điện các máy phụ trên tàu tiêu thụ tới 90% tổng công suất toàn trạm phát, trong đó nhóm máy phụ buồng máy chiếm tới 50%. Ở những tàu chuyên dụng truyền động điện thiết bị bơm, quạt gió có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng và công suất mà chúng tiêu thụ cũng khá lớn. Truyền động điện thiết bị bơm quạt gió trên tàu thủy thực hiện các chức năng:  Phục vụ cho hành trình của con tàu: Các loại bơm dầu đốt, dầu bôi trơn cho máy chính, máy nén khí, các loại bơm nước làm mát…  Đảm bảo an toàn khi chạy tàu: Các loại bơm chuyển dầu đốt, dầu nhờn, bơm la canh, bơm ballast, bơm cứu hỏa…  Đảm bảo sinh hoạt cho thuyền viên: Các quạt thong gió ở phòng ở, các nơi sinh hoạt công cộng, các bơm nước sinh hoạt…  Phục vụ cho khai thác: Các loại bơm thủy lực của thiết bị làm hang, các quạt thong gió hầm hang… Các loại bơm có hai thong số cơ bản: lưu lượng và chiều cao cột áp.  Lưu lượng là lượng chất lỏng hoặc chất khí đi qua tiết diện của đường ống ra trong một đơn vị thời gian. Thường lấy đơn vị là m 3 /h; m 3 /s…Trên tàu thủy thường sử dụng nhóm bơm, quạt gió có lưu luongj thay đổitrong phạm vi từ vài m 3 /h đến hang nghìn m 3 /h. Lưu luongj được kí hiệu là Q.  Chiều cao cột áp: Kí hiệu là H- là năng lượng để chuyển tải một đơn vị trọng lượng chất lỏng hoặc chất khí qua bơm quạt. H thường được đo bằng độ cao cột chất lỏng hay chất khí được bơm. Năng lượng này nhằm đảm bảo tốc độ cần thiết cho chất lỏng hoặc chất khí được bơm và thắng được sức cản trên đường ống. Đơn vị đo chiều cao cột áp là met hoặc milimet cột nước tương ứng với kg/cm 2 hoặc kg/m 2 Ở 0 o C- Một mét chiều cao cột nước = 0,1 kg/cm 2 = 0,1 at. 1mm chiều cao cột nước= 1 kg/m 2 . Ở 220 o C- 10,3m chiều cao cột nước = 1 kg/cm 2 Chiều cao cột áp của các loại quạt thường nằm trong phạm vi từ ( 50÷ 300) mm chiều cao cột áp. b, Phân loại bơm quạt gió. Để phân loại bơm, quạt gió chúng ta dựa vào nhiều cơ sở:  Theo nguyên lý công tác: Có bơm quạt ly tâm, hướng tâm, bơm biến lượng, bơm piston… Trên tàu thủy hầu như sử dụng đầy đủ các loại bơm này.  Theo công dụng: Gồm các loại bơm phục vụ cho máy chính, các loại bơm quạt phục vụ cho cá mục đích khác  Theo công dụng: Gồm các loại bơm phục vụ cho máy chính, các loại bơm quạt phục vụ cho mục đích khác (đảm bảo an toàn, phục vụ cho sinh hoạt của thuyền viên…)  Theo áp lực công tác. Áp suất thấp: Nhỏ hơn 5kg/ cm 2 Áp suất trung bình: Trong khoảng (5÷50) kg/cm 2 Áp suất cao: Lớn hơn 50 kg/cm 2  Theo lưu lượng Bơm có lưu lượng thấp: Dưới 20 m 3 /h Bơm có lưu lượng trung bình: Từ (20÷40) m 3 /h Bơm có lưu lượng cao: Lớn hơn 40 m 3 /h Tàu thủy thường có nhóm bơm có lưu lượng trong khoảng (20÷60) m 3 /h. Các loại bơm có lưu lượng lớn thường được dung làm bơm lưu lượng tuần hoàn, bơm chống thủng…. Loại này có thể có lưu lượng 10.000 m 3 /h. Ở các tàu chở dầu để làm hang có lưu lượng đến (20.000÷ 25.000) m 3 /h. Quạt gió ở trên tàu thường có lưu lượng trong khoảng (100÷ 10.000) m 3 /h. Ngoài ra chúng ta còn có thể phân loại bơm, quạt gió theo loại dòng điện, theo chiều lắp đặt. 2.1.2.Truyền động điện bơm và quạt gió tàu Kiểm Ngư  Nhiệm vụ và chức năng. Dùng để hút nước dằn tầu từ ngoài vào làm đầy các két ballast, rút nước ra khỏi các két hoặc chuyển nước dằn từ két này sang két khác. Bơm ballast là loại bơm có lưu lượng lớn lên thường dùng bơm ly tâm. Thông thường thì bơm ballast và bơm cứu hoả có thể thay thế cho nhau được. Tức là bơm ballast có thể làm bơm cứu hoả được và ngược lại. Một vài tầu khi bơm của hệ thống nước biển làm mát máy chính bị trục trặc thì có thể dùng bơm ballast thay thế. a. Bơm cứu hỏa/lacanh sự cố ( Bản vẽ =10P+01 page 22, 23, 24, 25)  -Giới thiệu phần tử 10Q1: Aptomat cấp nguồn cho động cơ lai bơm 10T1: Biến dòng đo lường A: Đồng hồ đo dòng điện 10FT1: Phần tử đốt nóng của rơle nhiệt 10U1: Bộ hút chân không cho bơm 10E1: Điện trở sấy M3~: Động cơ điện 3 pha 10K4, 10K5: Các rơ le thời gian 10K9, 10K6, 10K7, 10K8: Các rơ le trung gian 10K1, 10K2, 10K3: Các công tắc tơ 10H1: Đèn báo chạy 10H2: Đèn báo quá tải SH1: Nút ấn start S1: Nút ấn dừng 10S3: Công tắc chọn chế độ: có 2 vị trí là tại chỗ và từ xa S2: Nút dừng để kiểm tra động cơ 10SH1: Công tắc cấp nguồn sấy cho động cơ  Nguyên lý hoạt động Đóng aptomat Q1 cấp nguồn 400V cho mạch động lực, mạch điều khiển được cấp nguồn 230V thông qua biến áp T1 (bản vẽ =10P+01 Pag 10). Rơ le 10K4 có điện, tiếp điểm 10K4(15 – 18) đóng lại sau 8s cấp nguồn chờ sẵn. +) Chế độ điều khiển tại chỗ Đóng công tắc 10S3/24.1 sang vị trí 1 để điều khiển tại chỗ, tiếp điểm 10S3(3 – 4)/24.5 và 10S3(9 – 10)/24.4 đóng lại cấp nguồn cho mạch điều khiển tại chỗ. Ấn nút khởi động [...]... và yêu cầu về trạm phát đi n chính: a) Khái niệm: Trạm phát đi n tàu thuỷ là nơi biến đổi các dạng năng khác thành năng lượng đi n tàu thuỷ tập trung trên bảng đi n chính và từ đó phân bố đến các phụ tải trên tàu b) Phân loại: Hiện nay ngư i ta phân loại các máy phát đi n trên tàu thủy dựa trên nhiều cơ sở khác nhau: - Phân loại dựa theo loại dòng đi n:  Máy phát đi n 1 chiều  Máy phát đi n xoay chiều... thống đi u khiển, khi đó tín hiệu đi u khiển sẽ nhỏ đi, khi con tàu trở về đúng hướng đi cho trước thì sẽ không còn tín hiệu đi u khiển gửi từ MFA đến hệ thống đi u khiển, khi đó bánh lái sẽ ngừng quay, con tàu đi theo hướng đi đặt trước Hình 3.15: Nguyên lý của mạch lái tự động PHẦN II: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU TRẠM PHÁT ĐI N CHÍNH CHƯƠNG 4: TRẠM PHÁT ĐI N TÀU THỦY 4.1 Tổng quan về trạm phát đi n chính: ... nằm trong cảng và ứng dụng máy phát đồng trục khi tàu hành trình, và phải chia phụ tải ra những nhóm khác nhau 4.1.2 Đặc đi m kĩ thuật của trạm phát đi n tàu Kiểm Ngư: - Trạm phát đi n chính tàu Kiểm Ngư 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 có thể hoạt động độc lập hoặc... từ phần hai của bảng đi n sự cố Đi n bờ được đưa vào phần ba của bảng đi n chính thông qua aptomat Q7 Sơ đồ một dây hệ thống đi n năng trên tàu Kiểm Ngư được thể hiện qua bản vẽ sau: Hình 1.1: Sơ đồ một dây hệ thống đi n năng trên tàu Kiểm Ngư 4.3 Bảng đi n chính tàu Kiểm ngư 4.3.1.Mạch đo lường (Bản vẽ =10P+02 page 17, 18) a Giới thiệu phần tử +) Bản vẽ: =10P+02, page 10 - T1 – T2: Biến dòng đo lường... đi n sự cố có ba phần, bình thường khi các máy phát chính không có sự cố hay bảng đi n chính có đi n thì bảng đi n sự cố được lấy nguồn từ bảng đi n chính thông qua aptomat Q10 Khi bảng đi n chính bị mất đi n thì máy phát sự cố sẽ được khởi động sau một thời gian trễ và cấp nguồn lên bảng đi n sự cố thông qua aptomat Q9 Đi n áp 230V của phần 3 được lấy thông qua biến áp hạ áp từ phần một và hai để cấp... vụ:  Trạm phát chung cung cấp năng lượng đi n cho toàn mạng  Trạm phát cung cấp năng lượng quay chân vịt - Phân loại theo dạng biến đổi năng lượng:  Trạm phát thuỷ đi n  Trạm phát nhiệt - đi n  Trạm phát đi n nguyên tử - Phân loại theo cơ sở truyền động:  Máy phát được truyền động bằng động cơ diezel (hình 2.1) MF SC F1 F2 F3 Hình 2.1  Máy phát được truyền động hỗn hợp: truyền động cho máy phát. .. Aptomat Q3 và máy phát ở vị trí giữa thông qua Aptomat Q2 Phần thứ tám là đi n áp 230V được lấy từ phần thứ bẩy thông qua biến áp hạ áp thứ hai và từ phần một thông qua biến áp chiếu sáng chính thứ nhất, phần này cũng được cấp nguồn 230V từ bảng đi n sự cố khi bảng đi n chính bị mất đi n để cấp nguồn cho hệ chiếu sáng (phụ tải quan trọng) trên tàu Đi n áp của máy phát trái và máy phát phải được hòa... tắc này có bốn vị trí: - Vị trí 0 - Vị trí L1 – L2: Đo đi n áp giữa hai pha L1 và L2 - Vị trí L2 – L3: Đo đi n áp giữa hai pha L2 và L3 - Vị trí L1 – L3: Đo đi n áp giữa hai pha L1 và L3 Nếu muốn đo đi n áp giữa hai pha L1 và L2, ta chuyển công tắc S6 (+02, pag 18) sang vị trí L1 – L2, khi đó giá trị đi n áp giữa hai pha sẽ được hiển thị trên đồng hồ đo đi n áp  Đo tần số Tín hiệu được lấy từ 2 pha... nguồn từ máy phát trái vào các chân GL1, GL2, GL3 Khi đó tín hiệu được đưa đến khối quản lý nguồn PMS(=10P+02, pag 19) qua chân PMS_CB_ON1 khối này sẽ kiểm tra các đi u kiện so sánh góc lệch pha giữa đi n áp của máy phát cần hòa với đi n áp lưới, kết hợp với đi u kiện đi n áp lưới bằng đi n áp máy phát cần hòa và tần số của lưới bằng tần số của máy phát cần hòa, sau đó khối PMS sẽ gửi tín hiệu đi u khiển... (+02,pag 11) cấp nguồn áp cho các thiết bị đo, tín hiệu dòng được lấy từ biến dòng T1 – T3 (+02,pag 11)  Đo dòng đi n Tín hiệu dòng được lấy từ biến dòng đưa vào các chân 2, 10, 3 của công tắc dòng đi n S7 (+02, pag 17), công tắc này có bốn vị trí: - Vị trí 0 - Vị trí L1: Đo dòng đi n pha L1 - Vị trí L2: Đo dòng đi n pha L2 - Vị trí L3: Đo dòng đi n pha L3 Nếu muốn đo dòng đi n chạy trong pha L1, chuyển . tại công ty đóng tàu Bạch Đằng. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp: Trang thiết bị đi n tàu Kiểm ngư- đi sâu nghiên cứu trạm phát đi n chính Trong. khoa Đi n- ĐTTB và bạn bè đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. PHẦN I: TRANG THIẾT BỊ ĐI N TÀU KIỂM NGƯ. PHẦN 1: TỔNG QUAN CHUNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU KIỂM NGƯ Tàu kiểm ngư. động đi n bơm và quạt gió. 2.1.1.: Tổng quan về hệ thống truyền động đi n bơm và quạt gió tàu thủy. a. Đặc đi m của hệ thống bơm và quạt gió. Trên tàu thủy, truyền động đi n thiết bị bơm quạt đi n