Nguồn và tải đặc biệt

F Nguồn tải đặc biệt  Máy phát điện hạ  Bộ cấp nguồn liên tục (UPS)  Biến áp hạ/hạ  Động không đồng LOGO LOGO F Nguồn tải đặc biệt Máy phát điện  Trong mạng điện công nghiệp thương mại thường có tải quan trọng đòi hỏi yêu cầu cấp điện liên tục như:  Hệ thống an ninh, báo cháy, chiếu sáng cố, báo động …  Các tải ưu tiên mà việc dừng hoạt động gây thiệt hại kinh tế, an toàn …  Một biện pháp trì cấp điện cho tải ưu tiên sử dụng máy phát dự phòng Sơ đồ khối máy phát Pn - Công suất động sơ cấp Un, In - Áp dòng định mức MF LOGO F Nguồn tải đặc biệt 1.1 Bảo vệ tải MF  Nếu xảy tải  Động sơ cấp giảm tốc dừng  Đặc tuyến tải  Cài đặt thông số thiết bị bảo vệ tải: Đặc tuyến tải • I/In = 1,1  t > 1h (quá tải 10 % giờ) • I/In = 1,5  t = 30s LOGO F Nguồn tải đặc biệt 1.2 Bảo vệ ngắn mạch:  Dòng NM tổng của: • Dòng siêu độ • Dòng tắt dần dạng sin  Gồm giai đoạn: • Giai đoạn siêu độ: chu kỳ (020) ms, dòng NM có giá trị khoảng (6-12)In • Giai đoạn độ: Dòng NM khoảng (1,5-2)In • Giai đoạn xác lập: Với máy kích từ nối tiếp dòng NM khoảng 0,5In; với máy kích từ hỗn hợp, dòng NM khoảng (2-3)In Sự biến thiên dòng NM qua giai đoạn Dòng NM giai đoạn độ Isc3  I n X d Với X d ( ) điện kháng độ F Nguồn tải đặc biệt LOGO 1.3 Bảo vệ phía tải mạng hạ áp  Bảo vệ mạch ưu tiên:  Chỉnh định thời gian trễ: • Mạch phân phối thứ cấp: Trị dòng định mức TB bảo vệ mạch phân phối thứ cấp mạch phân phối cuối nhỏ In MF MBA • Mạch phân phối chính: – Với chính: Trị định mức TB bảo vệ tương đương với TB bảo vệ MF – Tính chọn lọc TB bảo vệ mạch ưu tiên phải đảm bảo Cần chỉnh định thời gian trễ thiết bị bảo vệ mạch phân phối với thiết bị bảo vệ mạch phân phối phía tải  An toàn cho người:  Trong hệ thống nối đất IT TN, việc bảo vệ chống chạm điện gián tiếp thực chức bảo vệ cắt dòng có trễ CB F Nguồn tải đặc biệt LOGO 1.4 Giám sát thông số MF  Do tính đặc thù MF điều áp (AVR – Automatic Voltage Regulator), thông số vận hành MF cần phải giám sát cấp cho tải đặc biệt  Ptác dụng cung cấp từ MF đạt tối ưu cosφ = 0,8  Với cosφ < 0,8, cách cường kích, MF cung cấp phần Q  Bộ tụ điện (tụ bù) nối với MF:  MF không tải nối với tụ điện xảy tượng tự kích, gây điện áp   Phải ngắt tụ điện cách gửi tín hiệu cắt đến điều khiển đóng cắt tụ F Nguồn tải đặc biệt LOGO  Khởi động động KĐB cấp điện MF:  MF cung cấp tối đa, thời gian độ, dòng điện khoảng (3-5)In  Động KĐB khởi động Ikđ lên tới 6In  Nếu tổng công suất động nối với MF lớn, việc khởi động đồng thời cần dòng khởi động tổng cao Sụt áp MF lớn điện kháng độ cận độ MF có giá trị cao Khi gây ra: • Động khởi động • Thời gian khởi động kéo dài sụt áp lớn  nhiệt độ tăng cao • Các thiết bị bảo vệ nhiệt tác động cắt mạch F Nguồn tải đặc biệt Ví dụ: Máy phát Pn = 130 kVA, điện áp 380V, cosφ = 0,8; In = 150A Điện kháng độ phần trăm máy phát: x’d = 20% Tổng công suất động ΣP = 45 kW, khởi động trực tiếp Ki = 5.65 Dòng Isc = (150/20).100 = 750 A Dòng định mức động khởi động đồng thời: Inđc = 45000/( 380 0,8) = 85 A Dòng khởi động: Id = Ki.Inđc = 480 A Sụt áp tất động khởi động đồng thời là: U  I d  I n  480  150  100 = 100 = 55  %   Không thể khởi động  U 750  150  I sc  I n  LOGO F Nguồn tải đặc biệt LOGO  Một số lưu ý tái khởi động động cơ:  Nếu động lớn có P > Pn/3 cần lắp khởi động mềm cho động  Nếu ΣPđộng > Pn/3, động cần khởi động nhờ dùng PLC (Programmable Logic Controller)  Nếu ΣPđộng < Pn/3  tái khởi động trực tiếp động F Nguồn tải đặc biệt LOGO  Tải MF tải phi tuyến: • Mạch từ bão hòa • Đèn phóng điện, đèn huỳnh quang • Bộ biến đổi điện từ • Thiết bị tin học: PC, máy tính …  Tải phi tuyến phát sinh sóng hài dòng, sóng hài gây mức độ méo dạng điện áp MF thường có công suất NM thấp F Nguồn tải đặc biệt LOGO b, UPS off-line công nghệ Line-interactive (tương tác với lưới) Normal mode: Đấu song song ngõ vào AC với nghịch lưu Ắc quy nạp qua nghịch lưu Battery backup mode: Khi nguồn lưới mất, ắc quy nghịch lưu cấp điện cho tải Chuyển mạch bán dẫn cắt lưới khỏi tải, ngăn không cho công suất từ UPS chảy ngược lưới Khi nguồn lưới hồi phục, tải chuyển lưới (normal mode) b, UPS off-line công nghệ Line-interactive (tương tác với lưới) Bypass mode: Nếu UPS có cố, tải chuyển sang nguồn Bypass AC (nguồn dự phòng) thông qua đường Bypass Ứng dụng: Dùng cho tải công suất nhỏ F Nguồn tải đặc biệt LOGO c, UPS on-line (double conversion) Normal mode: Thực biến đổi kép ACDC-AC, từ lưới qua CL, NL cấp điện cho tải (on-line) c, UPS on-line (double conversion) Battery backup mode: Khi nguồn lưới, ắcquy NL cấp điện cho tải UPS làm việc hết thời gian lưu điện ắc quy nguồn lưới hồi phục Bypass mode: Tải cấp điện nguồn Bypass (nguồn dự phòng) Chế độ vận hành khi: -UPS hư hỏng -Dòng tải tăng vọt (khi khởi động cố) -Tải đạt công suất đỉnh  nhiễu nguồn Bypass ảnh hưởng trực tiếp đến tải Nhánh Manual maintenance bypass thường đóng cắt tay, sử dụng bảo dưỡng F Nguồn tải đặc biệt LOGO Ứng dụng: Do sử dụng chuyển mạch bán dẫn  thời gian chuyển mạch không đáng kể Điện áp tần số đầu không phụ thuộc đầu vào  UPS hoạt động với tần số khác Thường dùng cho tải có công suất trung bình cao (từ 10 kVA trở lên)  Ắc quy: Gồm loại chính: - Ắc quy Nickel-cadmium - Ắc quy chì-acid Ắc quy chì-acid loại kín chiếm khoảng 95% dễ bảo trì không cần vị trí lắp đặt đặc biệt Ắc quy kín ưa chuộng do: -Không cần bảo dưỡng -Dễ lắp đặt -Không yêu cầu vị trí lắp đặt đặc biệt Ắc quy acid thông thường (loại hở) dùng cho ứng dụng yêu cầu: -Tuổi thọ cao -Thời gian lưu điện dài -Công suất lớn Nhưng đòi hỏi lắp đặt phòng đặc biệt, với quy trình xác yêu cầu bảo trì thường xuyên LOGO F Nguồn tải đặc biệt Tuổi thọ Độ thu gọn Nhiệt độ Tần suất Vị trí lắp đặt Giá cho phép bảo dưỡng đặc biệt Chì - acid kín 10 năm + + Thấp Chì - acid hở 10 năm + ++ Trung bình Có Thấp Nickel - cadmium 10 năm ++ +++ Cao Cao Không Không Trung bình thấp Chọn thời gian lưu điện: Tùy thuộc vào: -Khoảng thời gian trung bình xảy cố nguồn -Thời gian cần thiết để cấp điện từ nguồn dự phòng Các quy tắc lựa chọn: -Với máy tính: Thời gian lưu điện cần đủ để lưu liệu tắt hệ thống máy tính theo quy trình -Các trình công nghiệp: Phụ thuộc vào mức độ tổn thất kinh tế dừng sản xuất thời gian cần thiết để khởi động lại trình LOGO F Nguồn tải đặc biệt Phương pháp lắp đặt ắc quy a, Đặt kệ b, Đặt bệ dạng bậc thang c, Đặt tủ - Với ắc quy loại kín, đặt vỏ với UPS, lắp tủ riêng giá đỡ - Với ắc quy loại hở đặt kệ bệ dạng bậc thang F Nguồn tải đặc biệt  Lắp đặt, kết nối chọn kích cỡ cáp điện: - Với UPS công suất nhỏ loại dùng cho máy tính  nhỏ gọn tích hợp sẵn Việc đấu dây nhà sản xuất thực - Với UPS loại lớn, dây nối tới lưới, tới tải tới ắc quy sẵn  Phải tính chọn cáp kết nối thích hợp Tìm dòng Iu, I1 -Dòng Iu từ nguồn lưới với dòng tải -Dòng I1 phụ thuộc vào: + Dung lượng ắc quy + Đặc tính nạp + Hiệu suất NL -Dòng Ib chạy dây nối ắc quy Giá trị dòng điện cho nhà sản xuất LOGO F Nguồn tải đặc biệt LOGO Biến áp hạ/hạ  Đặc điểm: cuộn sơ cấp thứ cấp hạ áp  Ứng dụng:  Thường dùng để cung cấp nguồn cho mạch điều khiển thị, cung cấp nguồn cho mạch chiếu sáng (VD tạo điện áp 230V nguồn cấp 400V, pha, dây)  Thay đổi kiểu nối đất số loại tải  Bảo vệ mạch cấp điện cho biến áp hạ/hạ:  Tại thời điểm đóng điện cho BA, dòng độ ban đầu có giá trị cao suy giảm nhanh  thiết bị bảo vệ cho mạch cấp điện MBA không tác động cắt với dòng từ hóa ban đầu  Dùng CB có đặc tính cắt chọn lọc (trễ khoảng thời gian ngắn) CB có dòng cắt từ cao F Nguồn tải đặc biệt Động KĐB  Động KĐB vận hành ổn định, tin cậy, giá thành thấp nên sử dụng rộng rãi (95%) 4.1 Hậu động không bảo vệ đúng:  Đối với người:  Điện giật hư hỏng cách điện  Tại nạn điều khiển  Bị ngạt nghẽn thông gió động  Đối với truyền động điện trình:  Hư hỏng ly hợp phần bị kẹt  Giảm suất  Ngừng trệ sản xuất  Đối với động cơ:  Các cuộn dây cháy động bị kẹt  Chi phí tháo lắp, thay thế, sửa chữa động LOGO F Nguồn tải đặc biệt 4.2 Mạch cấp điện cho động cơ:  Có đặc thù so với mạch phân phối khác do:  Chịu dòng khởi động lớn  Tần số thao tác, khởi động lớn   Các thiết bị bảo vệ phải có đặc tính thích hợp, tránh tác động khởi động động  Chức năng:  Chức cách ly:  Có thể dùng CB dao cách ly Điều khiển động chỗ từ xa: Thực công tắc tơ, khởi động  Bảo vệ chống ngắn mạch: Dòng khởi động động lên tới (68)In  cần ý để ngăn ngừa tác động cắt mạch không mong muốn trình khởi động LOGO F Nguồn tải đặc biệt  Bảo vệ chống tải  Bảo vệ bổ xung: Bảo vệ nhiệt dây quấn cách đo trực tiếp gián tiếp nhiệt độ cuộn dây; Giám sát thường xuyên điện trở cách điện; bảo vệ chống cân bằng, hoán vị pha …  Các thiết bị điều khiển:  Các khởi động điện cơ: Sao tam giác, biến áp tự ngẫu, khởi động điện trở …  Các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, điều khiển  Bộ khởi động mềm  Các biến tần LOGO F Nguồn tải đặc biệt  Sơ đồ bảo vệ bản: CB + công tắc tơ + rơ le nhiệt: LOGO F Nguồn tải đặc biệt LOGO  Ưu điểm:  Giảm chi phí bảo trì: CB thay cho cầu chì chức bảo vệ NM  Tác động cắt pha đảm bảo  Có khả cắt dòng đầy tải CB trường hợp hư hỏng công tắc tơ hàn dính tiếp điểm  Có thể khóa liên động điện  Các tín hiệu cảnh báo, thị đa dạng  Có khả thêm RCD vào mạch F Nguồn tải đặc biệt LOGO 4.3 Tầm quan trọng việc giới hạn sụt áp đầu cực động khởi động:  Để động khởi động gia tốc khoảng thời gian thích hợp, mômen động phải lớn 70% mômen tải  Dòng khởi động lớn so với dòng đầy tải động  gây sụt áp lớn  Mômen động sinh tỷ lệ với U2  Nếu sụt áp lớn mômen giảm mức khiến động không khởi động F Nguồn tải đặc biệt LOGO  Ví dụ:  Động 220/380 V, Δ/Υ có bội số mômen khởi động km = 2,1  Nếu sụt áp 10% bội số mômen khởi động lúc là: km1 = 2,1.(0,9)2 = 1,7, động khởi động gia tốc bình thường  Nếu sụt áp 15%  km2 = 2,1.(0,85)2 = 1,5 thời gian khởi động động tăng LOGO F Nguồn tải đặc biệt 4.4 Dòng khởi động cho phép lớn động mạng hạ thế:  Khi khởi động trực tiếp động xoay chiều công suất lớn gây tác động xấu cho tải tiêu thụ lân cận Thường công ty điện lực có quy định chặt chẽ nhằm giới hạn nhiễu mức chấp nhận  Các phương pháp khởi động khác (thường đắt tiền hơn) dùng để giảm dòng khởi động động xuống mức cho phép: Sơ đồ – tam giác, khởi động điện trở, khởi động mềm … Dòng khởi động max (A) Loại động Vị trí Mạng không Mạng cáp ngầm Nhà 45 45 Nơi khác 100 200 Nhà 60 60 Nơi khác 125 250 Một pha Ba pha Dòng khởi động cho phép lớn động khởi động trực tiếp (230/400V) [...]... F Nguồn và tải đặc biệt  Kết hợp giữa MF và UPS:  Là giải pháp tốt nhất đảm bảo chất lượng cấp nguồn cho tải nhạy cảm  Bộ UPS cũng là 1 loại tải phi tuyến  Công suất UPS cần đủ cung cấp cho tải đầu ra có tính đến khả năng chịu quá tải (VD: 1,5In trong 1’ và 1,25In trong 10’)  Công suất cần thiết nạp cho ắc quy của UPS tỷ lệ với Pn của UPS: Sr = 1,17Pn Tổ hợp MF- UPS LOGO F Nguồn và tải đặc biệt. .. áp Công suất cấp cho tải không qua bộ nghịch lưu (off-line) Battery backup mode: Khi nguồn lưới mất, bộ nghịch lưu và ắc quy được đóng để cấp điện cho tải (thời gian chuyển nguồn rất ngắn ( ... LOGO F Nguồn tải đặc biệt 1.1 Bảo vệ tải MF  Nếu xảy tải  Động sơ cấp giảm tốc dừng  Đặc tuyến tải  Cài đặt thông số thiết bị bảo vệ tải: Đặc tuyến tải • I/In = 1,1  t > 1h (quá tải 10 %... LOGO F Nguồn tải đặc biệt  Do UPS tải phi tuyến  Vậy khởi động UPS với nguồn cấp MF, cần tăng dần dòng nạp, tránh dòng nạp ban đầu lớn Tăng dần dòng nạp khởi động UPS F Nguồn tải đặc biệt LOGO... thấp LOGO F Nguồn tải đặc biệt  Kết hợp MF UPS:  Là giải pháp tốt đảm bảo chất lượng cấp nguồn cho tải nhạy cảm  Bộ UPS loại tải phi tuyến  Công suất UPS cần đủ cung cấp cho tải đầu có tính