bài thí nghiệm tự động hóa trong hệ thống điện

TRUỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Khoa Cơ Điện - Bộ môn Hệ thống Điện BÀI THÍ NGHIỆM TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Hà Nội -2013 BÀI – TỰ ĐỘNG MÁY CẮT PHÂN ĐOẠN THANH GÓP I – Các thiết bị cần dùng STT Kí hiệu SO3301-3A Chức Phần tử đường dây, ba pha Số lượng SO3301-3R Nhóm hai góp, ba pha với hai máy cắt SO3301-5P Máy cắt SE2662-8P Tải điện trở SO3212-7U Bảng Ampe, với chiếc, 1/5 A SO3213-3W Hai vônmet 2x500 V Nguồn ba pha điều chỉnh Dây nối tiết diện 4mm, độ dài màu sắc khác Bộ góp kép ba pha SO3301-3R: hệ thống mô hai góp Mỗi hệ thống góp có đường rẽ nhánh đóng độc lập nhờ máy cắt kèm Hai máy cắt cấp điện từ nguồn 24 V/DC Các đường rẽ nhánh làm đường cấp điện cho đường dây phụ tải đường nhận điện từ hệ thống khác Bộ nguồn xoay chiều điều chỉnh điện áp ST7707-4M: nguồn có đồng hồ ampe (ba đồng hồ đo dòng điện xoay chiều đồng hồ đo dòng điện chiều) đồng hồ vôn kế đo điện áp pha Điện áp xoay chiều ba pha thay đổi dải 230/400V điện áp chiều – 250 V/10A Trên nguồn có công tắc chuyển mạch để đo điện áp xoay chiều chiều Muốn cho nguồn hoạt động phải chuyển mạch sang vị trí Bộ nguồn SO3538-8C 24V cấp cho mạch điện nhị thứ (mạch điều khiển): điện áp vào 220 V, điện áp 24V Muốn nguồn chiều hoạt động phải cấp điện 220V bật công tắc lên vị trí số Máy cắt SO3301-5P có tác dụng đóng cắt ba pha Trên mặt có hai nút bấm ON OFF Có thể điều khiển đóng, cắt từ xa có tín hiệu gửi vào REMOTE CONTROL ON REMOTE CONTROL OFF Có hai tiếp điểm thường đóng thường mở Dùng hai tiếp điểm để điều khiển đóng cắt máy cắt Bộ mô đường dây tải điện SO3301-3A Đây mô thông số đường dây tải điện Gồm có điện trở; điện cảm đường dây; dung dẫn đường dây với đất dung dẫn pha với Các thông số thay đổi giá trị cách thay đổi lại chốt cắm II – Chú ý Tất thí nghiệm sử dụng nguồn (3x400V/50 Hz) Đây yếu tố cần thiết để lắp ráp thí nghiệm thay đổi vài phần tử cần phải tắt tất nguồn điện Nguồn điện bật sau giáo viên hướng dẫn kiểm tra phần lắp ráp Cả hai góp phải đóng điện với điện áp Nếu hai điện áp khác phải sử dụng (máy phát, máy biến áp, thiết bị kiểm tra điện áp), đồng hóa kết nối hai hệ thống Các pha phải kết nối cách xác Nhiệt phát tải, cần trọng việc đảm bảo cho vùng lân cận gần tải tất phần tử khác phải giữ khoảng cách an toàn từ tải Tùy theo điều chỉnh dòng an toàn, tất phần vỏ kim loại phải kết nối tới bảo vệ chống chạm đất Bảo vệ chống chạm đất sử dụng với mục đích này, phải không kết nối với dây trung tính, N Khi dòng điện bị gián đoạn cuộn cảm đường dây mô phỏng, điện áp cảm ứng cao phát Đối với trường hợp này, trước làm vài sửa đổi tới thí nghiệm cần phải ngắt nguồn III – Mạch điện IV - Cách tiến hành Sinh viên thực lắp sơ đồ hình vẽ Mạch nhị thứ lấy tín hiệu từ tiếp điểm rơle để điều khiển cắt máy cắt xảy ngắn mạch Hệ thống nhận điện từ nguồn theo hai phía khác Một đường cấp trực tiếp lên cái, đường lại cấp điện thông qua đường dây không Hệ thống hai làm việc độc lập (máy cắt SO3301-5P cắt ra) song song Khi hai làm việc độc lập, bình thường hệ thống cấp điện từ đường dây, tải cấp điện từ phía Khi máy cắt nối với đường dây cắt ra, phía điện Nhiệm vụ sinh viên phải nối mạch điều khiển để máy cắt dự phòng TĐL cấp điện cho phía trên, đồng thời máy cắt nối TĐL để cấp điện cho phía Tải không bị điện Khi hai làm việc song song, hệ thống cấp điện từ đường dây, tải cấp điện từ phía Giả sử có cố phía máy cắt nối phải tự động cắt ra, đồng thời tải tự động cắt sau tự động đóng lại vào phía V – Câu hỏi kiểm tra Thao tác sơ đồ nối điện này? Ưu nhược điểm phạm vi sử dụng sơ đồ Vẽ sơ đồ điều khiển TĐL máy cắt có tín hiệu cắt từ máy cắt khác BÀI - QUẢN LÝ PHỤ TẢI I Mục đích, yêu cầu - Củng cố kiến thức phân bố tải mạng điện kín, nguồn phía - Sử dụng lôgô thực quản lý phụ tải theo chương trình cho trước II Nội dung - Tìm hiểu sơ đồ thiết bị dụng cụ đo sử dụng bàn thí nghiệm - Tìm hiểu phân bố công suất mạng điện kín, cách xác định phân bố dòng điện pha - Nghiên cứu cách sử dụng lôgô dùng lập trình quản lý đóng cắt phụ tải theo chương trình cho trước III Nguyên lý làm việc lôgô Cấu tạo lôgô - Lôgô thiết bị điều khiển mà trang bị chức logic, tạo dãy xung, đếm thời gian, đếm xung tính toán cho phép điều khiển nhiều loại máy móc sử lý Các chức đặt nhớ mà tạo lập xếp theo chương trình Lôgô máy tính công nghiệp gọi PLC - Cấu tạo lôgô là: + CPU não PLC, phận tất điều khiển điều khiển Hầu hết chức CCU chức PLC Các tập hợp thành phần CCU phân định là: CPU + Phần đầu vào: Được nối với phận điều khiển I/O thông qua BUS thường mô đun hoá, mở rộng thêm tuỳ ý theo yêu cầu Người ta nối phận vào phận chuyển đổi làm cho điện tín hiệu phù hợp với tín hiệu bên CCU Các điện áp sử dụng xoay chiều (AC) 110V, 220V, 240V chiều (DC) 5V,12V.24V,48V,50V Tuy nhiên có nhiều điện áp sử dụng tín hiệu cuối mà CCU xử lý gửi DC 5V + Phần đầu ra: làm việc kích thích lấy đầu chế biến CCU phần đầu vào, mô đun hoá theo sử dụng tín hiệu xoay chiều phần (AC DC) từ 5V đến 240V, kích thích làm việc tương ứng với cấp Nói chung đầu vào đóng vai trò việc cung cấp đóng cắt tín hiệu từ nguồn cung cấp Ngoài trang bị thiết bị bảo vệ dòng ngắn mạch bên chẳng hạn Quá trình làm việc + Phương pháp tạo trình làm việc: Ở trạng thái “Input resh” (đặt để chế độ làm việc lấy đầu ra) chương trình thực lệnh liên tiếp từ 0000 STEP gặp lệnh END trạng thái Self diagnosing tự tìm lỗi, đặt thời gian thực lệnh đến (tại đếm Counter) sau gửi giá trị mà chương trình tạo tới đầu tác động vào đơn vị đầu + Phương pháp điều khiển I/O: Là phương pháp gián tiếp thực thơì điểm trước STEP chương trình chạy đến lệnh Sơ đồ khối là: - Gửi vào lệnh REFRESH: Đọc liệu vào từ đơn vị đầu vào trước chương trình thực lưu liệu tập hợp lại vào vùng vùng nhớ liệu - Gửi lệnh REFRESH: Sau thực xong lệnh END thời điểm gửi mà vùng vùng nhớ số liệu, - Trong trường hợp thực I/O trực tiếp (lệnh IROF) thực I/O REFRESH sau thực lệnh chọn I/O - Trong trường hợp thực lệnh OUT để gửi liên kết chế biến chương trình vào vùng (P) vùng nhớ liệu thực tác động tiếp điểm đầu đặt theo chế độ sau thực xong lệnh END Ưu điểm sử dụng lôgô công tác quản lý phụ tải điện: - Việc cài đặt chế độ tự động tương đối đơn giản thuận lợi cho việc điều khiển mạng điện - Lôgô thực nhiều chức - Lôgô hoạt động xác 10 IV Các bước thực thí nghiệm Bài thí nghiệm tiến hành với hệ thống tải thí nghiệm trở kết hợp tụ C, sơ đồ đấu dụng cụ đo vào mạng điện theo dõi phụ tải nhánh phụ tải tổng * Thao tác: - Cắm giắc JABC từ ổ pha tầng lên ổ pha tầng ổ JABC - Cắm giắc tải J1, J2, J3 lên ổ tương ứng (J1, J2, J3) + Đo công suất tổng dùng đồng hồ kW, kVAr kết hợp đồng hồ V tầng cách nối chân tầng 2: S20,40,60 lên S16,36,56 (20,40,60) kW tầng S21,41.61 lên S17,37,57 (21,41,61) kVAr tầng + Đo công suất tải dùng V, KW, KVAr - Bằng cách nối chân: S16,36,56 thuộc L4,5,6 lên S17,37,57 KW tầng S17,37,57 thuộc L4,5,6 lên SR,S,T KVAr tầng Các chân SR1,2,3 ; SS1,2,3 ; ST1,2,3 nối với nối vào chân SRi,Si,Ti tương ứng a) Chế độ tay: - Bật công tắc AUTO/MAN vị trí MAN - Bật APTOMAT tổng, đóng điện cấp nguồn cho thí nghiệm - Ấn nút ấn P1; P3; P5 để đóng tải Tại vị trí ấn nút, ghi lại công suất tổng đồng hồ kW kVAr bên nhánh trái tầng 3, đồng thời ghi lại công suất tải nhánh đồng hồ kW kVAr bên phải tầng thí nghiệm Tải nối với trung điểm chân J14,24,34 Ta có kết sau: - Vônkế 380 V: - Bảng kết quả: STT Đầu đường dây Uđ (V) Pđ (kW) Cuối đường dây Qđ (kVAr) Uc (V) Pc (kW) Qc (kVAr) 11 b) Chế độ tự động: Bật công tắc vị trí AUTO (lúc nút ấn đóng tải tác dụng) Lập trình lôgô theo bảng 1, đặt thời gian theo phút/ giờ/ ngày/ tháng/ năm - Cách cài đặt chương trình: Ấn đồng thời nút ESC – OK Màn hình > Set clock Set param Ấn “OK”: trang: Set clock Hình vẽ tầng thí nghiệm 12 V- Câu hỏi kiểm tra Cấu tạo nguyên lý hoạt động logo Có nhận xét sử dụng logo để quản lý phụ tải? 13 BÀI – TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ I Mục đích, yêu cầu - Nắm vững mục đích việc bù công suất phản kháng - Tìm hiểu biện pháp điều khiển dung lượng bù - Nghiên cứu sơ đồ điều khiển dung lượng bù Rơ le điện - Sử dụng PLC tự động điều khiển dung lượng bù II Nội dung a Tìm hiểu ý nghĩa việc bù công suất phản kháng lưới điện, biện pháp dùng điểu khiển dung lượng bù sơ đồ điện b Tìm hiểu kỹ thiết bị có sẵn bàn thí nghiệm c Tìm hiểu nguyên tắc làm việc PLC, sơ đồ khối sơ đồ nối Cách lập trình cho PLC d Xác định thông số lưới điện chưa thực bù e Thực điều khiển dung lượng bù theo biện pháp + Bằng tay + Theo dòng + Theo cosφ + Theo hướng công suất Đặt nấc “Tự động” cho sơ đồ PLC hoạt động 14 III Hướng dẫn thực Lắp sơ đồ lưới điện hình vẽ - Ổ cắm J1 nối với 3*380 AC qua MBA cách ly (có thể không cần MBA cách ly) - Các đồng hồ cosϕ, kW, kVAr nối vào ổ cắm tương ứng, thay đổi thông số đường dây, đo chế độ không tải - Nối j2 với tải (tải máy phát động chiều), thay đổi thông số đường dây dòng kích thích, đo thông số đường dây - Xác định chế độ thiếu hụt công suất phản kháng - Lần lượt thử nghiệm với phương pháp bù Xem xét chế độ hoạt động tụ - Kết thí nghiệm: Lấy kết với trường hợp không tải có tải (theo bảng) STT Thông số đường dây Ri Xi 4 3 2 1 U P cosϕ 15 IV Chương trình điều khiển: a Chu trình đặt: - Kiểu nối dây đến thời gian trễ, đến số bước, đến chu trình đóng cắt, đến tỉ lệ nhóm tụ, đến đèn báo số công suất, đến phương thức hoạt động, đến số công suất, đến số C/K b Thủ tục đăt: - Ấn phím AUTO/MAN để thay đổi phương thức tay, đèn MANUAL sáng - Ấn phím MODE đèn PROGRAM sáng, tất đầu Rơle mở Bộ điều khiển sẵn sàng cho việc lập chương trình - Ấn phím MODE để lựa chọn tham số Tham số xuất mặt số thay đổi theo chu trình lần ta nhấn phím MODE Ấn phím (+) (-) để lựa chọn tham số Để hoàn thành chương trình ấn phím AUTO/MAN Lúc số liệu nạp lưu lại nhớ cho hoạt động tự động * Chế độ cài đặt: Kiểu nối dây: A2 – pha dây Thời gian trễ đóng: b1 – 45giây Số bước: C1 – bước Chu trình đóng cắt: d1 – lên, xuống; d2 – vòng tròn Tỉ lệ nhóm tụ: E1 – 1:1:1:1:1:1 E3 – 1:2:4:8:8:8 Đèn số công suất: F2 – 0,9 Các phương thức hoạt động: G1 – phương thức tự động Chỉ số công suất (Cosφ): 80 – COS, IND – 0,80 cảm kháng (lag) Giá trị C/K: 1.0 – C/K – 1.0A 16 VI Câu hỏi kiểm tra Tại phải bù công suất phản kháng lới điện, mục đích ? Ưu điểm PLC việc điều khiển dung lượng bù ? 17 ... mạng điện - Lôgô thực nhiều chức - Lôgô hoạt động xác 10 IV Các bước thực thí nghiệm Bài thí nghiệm tiến hành với hệ thống tải thí nghiệm trở kết hợp tụ C, sơ đồ đấu dụng cụ đo vào mạng điện. .. để cấp điện cho phía Tải không bị điện Khi hai làm việc song song, hệ thống cấp điện từ đường dây, tải cấp điện từ phía Giả sử có cố phía máy cắt nối phải tự động cắt ra, đồng thời tải tự động. .. góp Mỗi hệ thống góp có đường rẽ nhánh đóng độc lập nhờ máy cắt kèm Hai máy cắt cấp điện từ nguồn 24 V/DC Các đường rẽ nhánh làm đường cấp điện cho đường dây phụ tải đường nhận điện từ hệ thống