Tổng quan trạm phát điện hãng TAIYO, đi sâu nghiên cứu các bảo vệ trạm phát điện chính tàu 22500T

LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần tương lai, ngành vận tải biển đóng vai trò ngành kinh tế mũi nhọn trình đưa đất nước ta trở thành cường quốc công nghiệp Cụ thể với tàu trọng tải lớn, vận tải nhiều tuyến đường biển lẫn đường sông, nội địa lẫn quốc tế Đi với việc đóng nhiều tàu với trọng tải ngày lớn, ngày đại nhà máy đóng tàu nước Cùng với việc xuất cảng nước sâu Việt Nam Hiện trang thiết bị điện trang bị tàu thủy ngày đại với mức độ tự động hóa ngày cao, giúp cho hiệu khai thác nâng lên hỗ trợ cho người ngày tốt phải làm việc điều kiện thời tiết dự báo ngày khắc nghiệt biển Trong trạm phát điện có vai trò vơ quan trọng khơng thể thiếu tàu Trong đề tài tốt nghiệp trí ban chủ nhiệm khoa em giao đề tài “Tổng quan trạm phát điện hãng TAIYO, sâu nghiên cứu bảo vệ trạm phát điện tàu 22500T” Qua q trình tổng hợp, sưu tầm nghiên cứu nỗ lực phấn đấu học tập thân với hướng dẫn chu đáo, nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn Th.s ĐỖ VĂN A thầy cô giáo khoa Điện- Điện Tử để em hồn thành đồ án tốt nghiệp cách tốt Tuy nhiên hạn chế kiến thức, hiểu biết tầm nhìn thực tế, nên trình thực khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận hướng dẫn thầy để đề tài tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài riêng em thực hướng dẫn thầy Th.s Đỗ Văn A, chưa đăng tải trang mạng Các số liệu kết đề tài trung thực Sinh viên Nguyễn Quốc Khiêm MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CAM ĐOAN CHƯƠNG TỔNG QUAN TRẠM PHÁT ĐIỆN HÃNG TAIYO 1.1 Tổng quan trạm phát điện 1.1.1 Khái niệm trạm phát điện 1.1.2 Phân loại 1.2 Thuyết minh lưu đồ thuật toán điều khiển 1.2.1 Lưu đồ khởi động Diezel lai máy phát chạy hệ thống hòa đồng tay 1.2.2 Lưu đồ cắt máy phát khỏi hệ thống hòa đồng dừng Diezel lai máy máy phát tay 1.2.3 Lưu đồ tự động khởi động tự động chạy hòa đồng hệ thống công tắc điều khiển 1.2.4 Lưu đồ tự động cắt máy phát khỏi hệ thống hòa đồng tự động dừng Diezel công tắc điều khiển 1.2.5 Lưu đồ tự động thay đổi nguồn lưới bị điện 1.3 Diezel lai máy phát 1.3.1 Giới thiệu phần tử vẽ 1.3.2 Thuyết minh sơ đồ điều khiển Diezel lai máy phát (E3-46671-667A) 10 CHƯƠNG 2: TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 22500T 13 2.1 Cấu tạo thơng số trạm phát điện tàu 22500T 13 2.1.1 Thơng số kỹ thuật máy phát máy phát cố 13 2.1.2 Cấu tạo mặt ngồi bảng điện 13 2.1.3 Giới thiệu phần tử vẽ chức chúng 15 2.2 Các chức điều khiển trạm phát điện tàu 22500T 21 2.2.1 Các hoạt động mạch đo 21 2.2.2 Mạch điều khiển đóng, mở aptomat 22 2.2.3 Mạch điều khiển động secvo 24 2.2.4 Hệ thống hòa đồng tàu 22500T 25 2.2.5 Phân chia tải tác dụng phản tác dụng (tải vô công) cho máy phát công tác song song 26 CHƯƠNG 3: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 22500T 29 3.1 Ý nghĩa yêu cầu hệ thống bảo vệ 29 3.1.1 Ý nghĩa tầm quan trọng 29 3.1.2 Yêu cầu 29 3.2 Bảo vệ Diezel lai máy phát 30 3.3 Bảo vệ trạm phát điện tàu 22500T 31 3.3.1 Bảo vệ ngắn mạch 31 3.3.2 Bảo vệ tải 34 3.3.3 Bảo vệ công suất ngược 35 3.3.4 Bảo vệ điện áp thấp 37 3.3.5 Kiểm tra điện trở cách điện 37 KẾT LUẬN 40 CHƯƠNG TỔNG QUAN TRẠM PHÁT ĐIỆN HÃNG TAIYO 1.1 Tổng quan trạm phát điện 1.1.1 Khái niệm trạm phát điện Trạm phát điện nơi biến đổi dạng lượng khác thành lượng điện phân phối đến nơi tiêu thụ 1.1.2 Phân loại - Dựa vào loại dòng điện + Trạm phát điện chiều + Trạm phát điện xoay chiều - Dựa vào nhiệm vụ trạm phát + Trạm phát điện + Trạm phát điện chân vịt + Trạm phát điện cố sử dụng trạm phát điện khơng làm việc - Dựa vào mức độ tự động + Cấp A1: Là không cần người trực ca buồng máy buồng điều khiển + Cấp A2: Là không cần người trực ca buồng máy cần người trực ca buồng điều khiển + Cấp A3: Cấp tàu cần người trực ca buồng máy buồng điều khiển - Dựa theo trình biến đổi lượng + Trạm phát thủy điện + Trạm phát nhiệt điện + Trạm phát điện nguyên tử - Dựa vào động sơ cấp + Trạm phát điện dùng động sơ cấp động tuabin + Trạm phát điện dùng động sơ cấp động Diezel + Kết hợp Diezel tuabin 1.2 Thuyết minh lưu đồ thuật toán điều khiển 1.2.1 Lưu đồ khởi động Diezel lai máy phát chạy hệ thống hòa đồng tay Khi tay điều khiển bình thường reset hỏng hóc máy với hai tín hiệu máy khơng chạy tín hiệu dừng tắt ta có khóa khởi động bình thường Khi khóa khởi động bình thường với có nguồn chiều 24V đèn vàng báo nguồn chiều 24V sáng, đèn đỏ báo aptomat mở sáng Kết hợp với nút khởi động máy bật sang vị trí ON có tín hiệu khởi động máy Tiếp theo kiểm tra phát tốc độ máy thấp, sai ngắt, đèn trắng báo máy phát chạy sáng kết hợp với điều kiện công tắc lựa chọn chế độ 43A vị trí điều khiển tay kiểm tra điều kiện lưới có điện Nếu kết hợp với hai điều kiện khóa aptomat bình thường lựa chọn chế độ hòa đồng phát điều tốc điều khiển hòa đồng với điều kiện công tắc điều khiển aptomat vị trí close aptomat đóng, cấp nguồn lên lưới đèn đỏ báo aptomat mở tắt, đèn xanh báo aptomat đóng sáng Bắt đầu phân chia tải điều chỉnh tần số bảng điện chính, có nguồn cung cấp hệ thống hòa đồng Nếu lưới có điện sai kết hợp với khóa aptomat bình thường cơng tắc điều khiển aptomat vị trí close aptomat đóng Khi đèn đỏ báo aptomat mở tắt, đèn xanh báo aptomat đóng sáng Bắt đầu điều chỉnh tần số, có nguồn cung cấp tín hiệu chạy 1.2.2 Lưu đồ cắt máy phát khỏi hệ thống hòa đồng dừng Diezel lai máy máy phát tay Có nguồn cung cấp hệ thống hòa đồng bộ, đèn trắng báo máy phát chạy sáng, đèn xanh báo aptomat đóng sáng Kết hợp với cơng tắc lựa chon chế độ 43A vị trí tay bắt đầu chuyển tải điều chỉnh tần số máy phát cần ngắt sang máy phát lại Sau kết hợp với cơng tắc điều khiển aptomat mở theo hai nhánh + Nhánh 1: Aptomat mở đèn xanh báo aptomat đóng tắt, đèn đỏ báo aptomat mở sáng kết hợp với nút dừng máy vị trí ON có tín hiệu dừng máy đèn trắng báo máy phát chạy tắt, máy dừng kết thúc +Nhánh 2: Bắt đầu điều chỉnh tần số phân chia tải, có nguồn cung cấp máy phát lại 1.2.3 Lưu đồ tự động khởi động tự động chạy hòa đồng hệ thống cơng tắc điều khiển Từ (4) kiểm tra điện áp lưới có điện áp lưới kết hợp với hai điều kiện, cơng tắc chọn chế độ 43A vị trí AUTO cơng tắc điều khiển aptomat vị trí CLOSE bắt đầu tự động hòa đồng bộ, đèn vàng báo tự động hòa đồng sáng nhấp nháy đồng thời kiểm tra thời gian hòa 60s chưa đủ 60s kiểm tra lại, đủ gửi tín hiệu đến khối AND Rồi kiểm tra ASD (bộ tự động hòa đồng bộ) khơng bình thường hay sai, gửi tín hiệu đến chờ khối OR, sai kiểm tra xem có phát hòa đồng khơng, khơng phát gửi tín hiệu đến khối AND để với tín hiệu kiểm tra thời gian hòa 60s đưa đến khối OR, có phát hòa đồng có tín hiệu đóng aptomat Tiếp tục kiểm tra xem aptomat đóng chưa Nếu chưa đóng kiểm tra tín hiệu đóng ba lần, sai kiểm tra lại ASD khơng bình thường, đèn đỏ báo khơng thể đóng aptomat sáng đèn đỏ báo hệ thống RESET khơng bình thường sáng Đồng thời dừng hệ thống tự động hòa đồng đèn vàng báo tự động hòa đồng tắt Còn kiểm tra điều kiện aptomat đóng tiếp tục kiểm tra vị trí cơng tắc chọn chế độ 43A Nếu cơng tắc 43Aở vị trí MANUAL ta phân chia tải điều chỉnh tần số tay, vị trí AUTO tự động phân chia tải điều chỉnh tần số Sau có nguồn cung cấp công tác song song hai máy phát 1.2.4 Lưu đồ tự động cắt máy phát khỏi hệ thống hòa đồng tự động dừng Diezel cơng tắc điều khiển Có nguồn cung cấp công tác song song hai máy phát đèn trắng báo máy phát chạy sáng, đèn xanh báo aptomat đóng sáng Kết hợp với cơng tắc điều khiển aptomat mở kiểm tra công tắc lựa chon chế độ 43A Nếu vị trí điều khiển tay aptomat mở ngắt, vị trí AUTO kiểm tra chạy chế độ hòa đồng bộ, sai ngắt, tự động chuyển tải từ máy phát cần ngắt sang máy phát lại Khi đèn vàng báo tự động chuyển tải sáng Bắt đầu kiểm tra phát nguồn cao (lớn 80%) Nếu tự động dừng chuyển tải đèn vàng báo tự động chuyển tải tắt Bắt đầu phân chia tải điều chỉnh tần số kết thúc Nếu kiểm tra nguồn cao mà sai tiếp tục kiểm tra tải chuyển gần hết chưa (nhỏ 5%), chưa quay lại kiểm tra điều kiện phát nguồn cao, đủ có tín hiệu mở aptomat mở aptomat Khi đèn xanh báo aptomat đóng tắt, đèn đỏ báo aptomat mở sáng tự động dừng chuyển tải Khi đèn vàng báo tự động chuyển tải tắt theo hai nhánh +Nhánh 1: Nút dừng máy vị trí ON có tín hiệu dừng máy đèn trắng báo máy phát chạy tắt, máy dừng + Nhánh 2: Bắt đầu điều chỉnh tần số phân chia tải, có nguồn cung cấp máy phát lại 1.2.5 Lưu đồ tự động thay đổi nguồn lưới bị điện Đang có nguồn cung cấp từ lưới phát tất aptomat mở khơng có điện áp lưới đưa tín hiệu đến chờ khối AND Nếu khóa khởi động bình thường với có nguồn chiều 24V, đèn vàng báo nguồn chiều 24V sáng đèn đỏ báo aptomat mở sáng, đèn vàng báo bắt đầu khởi động sáng Sau kiểm tra vị trí công tắt chọn chế độ 43A, vị trí MANUAL ngắt, vị trí AUTO đèn vàng báo hệ thống dự phòng chế độ tự động đưa tín hiệu đến khối AND để kết hợp với tín hiệu chờ trước có tín hiệu khởi động máy phát dự phòng Khi đèn vàng báo bắt đầu khởi động tắt đèn vàng báo hệ thống dự phòng chế độ tự động tắt Tiếp tục kiểm tra xem có phát tốc độ thấp không, không phát ngắt, có phát tốc độ thấp đèn trắng báo máy phát chạy sáng có tín hiệu đóng aptomat máy phát chế độ dự phòng Rồi kiểm tra aptomat đóng hay sai, sai ngắt, đèn đỏ báo aptomat mở tắt, đèn xanh báo aptomat đóng sáng Sau kiểm tra vị trí cơng tắc chọn chế độ 43A, vị trí MANUAL điều chỉnh tần số tay, vị trí AUTO tự động điều chỉnh tần số có nguồn cung cấp hệ thống dự phòng 1.3 Diezel lai máy phát 1.3.1 Giới thiệu phần tử vẽ Bản vẽ E3-46671-667A (1/3) - SW01: Công tắc cấp nguồn điều khiển - F01, F02, F03, F04, F05, F06: Các cầu chì - WL1: Đèn trắng báo nguồn điều khiển - WL2: Đèn trắng báo điều khiển từ xa - GL2: Đèn xanh báo điều khiển máy - WL3: Đèn trắng báo bắt đầu khởi động - GL3: Đèn xanh báo máy chạy - RL1: Đèn đỏ báo khởi động lỗi - RL2: Đèn đỏ báo tốc - RL3: Đèn đỏ báo áp lực dầu bôi trơn thấp - RL4: Đèn đỏ báo nhiệt độ nước làm mát cao Bản vẽ E3-46671-667A (2/3) - 80/X: Rơle báo nguồn khởi động chiều 24v - RY/01, RY/02, RY/03: Các rơle có chức bắt đầu khởi động - CS/01: Cơng tắc chọn vị trí khởi động - 43/RX: Rơle khống chế vị trí khởi động - 02/X, 03/X, 06/Z1, 06/Z2: Các rơle trung gian - 48/T, 06/T, 06/T1, 06/T2, 05/T, 63/T1: Các rơle thời gian - 06: Rơle trung gian khống chế van khởi động - E/S START: Công tắc khởi động máy tay - 20/A: Van khởi động - REMOTE STOP: Công tắc dừng từ xa - 05/2: Rơle trung gian khống chế van khởi động - 20/T2: Van dừng Bản vẽ E3-46671-667A (3/3) - 80/Y: Rơle báo nguồn điều khiển chiều 24v - 14/Z: Role khống chế cảm biến tốc độ thấp - HANDLE SWITCH: Tay điều khiển - 33/HX: Rơle khống chế tay khiển - SC/X, 14/SA, 14/X, 14/TX, 86/X: Các rơle trung gian - 14T1, 14T2, 85T: Các rơle thời gian - 48/TX: Rơle khống chế khởi động lỗi - 12/X: Rơle khống chế tốc - 63/QX: Rơle khống chế áp lực dầu bôi trơn thấp - 49/WX: Rơle khống chế nhiệt độ nước làm mát cao - 05/1: Role trung gian khống chế van dừng - 20/T1: Van dừng cố 1.3.2 Thuyết minh sơ đồ điều khiển Diezel lai máy phát (E3-46671-667A) a) Khởi động Diezel lai máy phát tay Khi reset hết hỏng hóc máy, khơng có tín hiệu dừng nên rơle 05/2 (S2/3) khơng có điện làm tiếp điểm thường đóng đóng Do khơng có cố áp lực dầu bôi trơn thấp, nhiệt độ nước làm mát cao, tốc, nên rơle 05/1 (S3/3) khơng có điện làm tiếp điểm 05/1 (S2/3) đóng Khi tín hiệu dừng trạng thái OFF sau 5s rơle thời gian 63/T1 (S2/3) có điện, tiếp điểm đóng lại Vì cuộn SC (S3/3) chưa hoạt động nên tiếp điểm thường đóng đóng, làm rơle SC/X (S3/3) có điện, đóng tiếp điểm SC/X (S2/3) Khi Diezel chưa chạy nên chưa có tốc độ rơle 14/Z (S3/3) chưa có điện, làm cho rơle 14/X (S3/3) chưa có điện nên tiếp điểm 14/X (S2/3) đóng Làm cho rơle RY/03 (S2/3) có điện, đóng tiếp điểm lại ta ấn nút khởi động rơle 03/X (S2/3) có điện Tiếp điểm 03/X đóng 10 - Biến dòng CCT1 800/5A, 40VA (S18) lấy tín hiệu dòng máy phát số đưa đến chân I, K vỉ AVR1 - Biến dòng CCT2(S18) lấy tín hiệu dòng máy phát số đưa đến chân I, K vỉ AVR2 - Các chân I2, K2 vỉ AVR1 nối dây cân phía xoay chiều với chân I2, K2 vỉ AVR2 nối với tiếp điểm aptomat máy phát số máy phát số Khi hai máy phát cơng tác song song tiếp điểm aptomat ACB1, ACB2 tiếp điểm 152A, 252A mở để hai vỉ AVR1 AVR2 sẵn sàng nối dây cân phía xoay chiều với Bắt đầu q trình tự động phân chia tải vơ cơng 28 CHƯƠNG 3: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU CÁC CHỨC NĂNG BẢO VỆ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 22500T 3.1 Ý nghĩa yêu cầu hệ thống bảo vệ 3.1.1 Ý nghĩa tầm quan trọng Trong trình vận hành, khai thác hệ thống điện tàu thủy, chế độ cơng tác khác có nguy xảy hỏng hóc, cố, lý việc thiết kế, lắp đặt thiết bị bảo vệ hệ thống điều vô cần thiết Hệ thống bao gồm hay nhiều thiết bị bảo vệ riêng biệt Việc bảo vệ cho trạm phát mang ý nghĩa quan trọng sau đây: “Tự động ngắt mạch phần tử có cố, tách khỏi phần tử khác hoạt động bình thường Hình thức bảo vệ có tác dụng ngăn ngừa hậu tiếp theo, đưa đến ngắn mạch phần tử khác Tự động ngắt mạch số phần tử thuộc hệ thống điện (ví dụ máy phát bị tải, tự động cắt bớt phụ tải không quan trọng để giảm bớt dòng cho máy phát) dự báo chế độ công tác khác với chế độ công tác định mức Dòng cơng tác xấp xỉ lớn dòng định mức, điện trở cách điện hệ thống giảm giới hạn cho phép 3.1.2 Yêu cầu Xuất phát từ tầm quan trọng ý nghĩa việc bảo vệ hệ thống, phần tử bảo vệ cần phải có u cầu cụ thể sau: Bảo vệ phải có tính chất chọn lọc: Nghĩa thiết bị bảo vệ ngắt mạch phần tử hư hỏng, có cố thật, tính chất đảm bảo độ tin cậy hoạt động liên tục phụ tải tiêu thụ Bảo vệ phải có tính tác dụng nhanh: Nhờ tác dụng nhanh mà hạn chế ảnh hưởng xấu đến máy phát công tác song song, đến phần tử khác, nâng cao ổn định động máy phát hệ thống lượng Bảo vệ phải có độ tin cậy: Các thiết bị bảo vệ hoạt động xảy cố, có lại cố liên tục cách vài giờ, vài ngày, vài tháng 29 Bảo vệ phải có độ nhạy: Đây tính chất quan trọng để đảm bảo thiết bị bảo vệ phản ứng với tượng hư hỏng, cố.” (Giáo trình trạm phát điện tàu thủy 2) 3.2 Bảo vệ Diezel lai máy phát Diezel lai tự động dừng lại gặp cố khởi động lỗi, tốc, áp lực dầu bôi trơn thấp, nhiệt độ nước làm mát cao: + Khi ta chọn chế độ khởi động Diezel từ xa tự động rơle 48/T (S2/3) có điện Sau 27s mà Diezel chưa khởi động rơle thời gian 48/T tác động làm cho tiếp điểm 48/T (S3/3) đóng lại làm cho rơle 48/TX (S3/3) có điện, tiếp điểm đóng lại cấp điện cho rơle 05/1 (S3/3), đóng tiếp điểm 05/1 làm cho van dừng cố 20/T1 (S3/3) có điện làm dừng Diezel lai máy phát đồng thời đóng tiếp điểm 48/TX (S1/3) đèn đỏ báo khởi động lỗi sáng + Khi Diezel bị tốc cảm biến tốc độ phát đóng tiếp điểm lại cấp điện cho rơle 12/X (S3/3), đóng tiếp điểm 12/X cấp điện cho rơle 86X (S3/3) tiếp điểm đóng lại làm cho rơle 05/1 có điện làm van dừng cố có điện đồng thời đóng tiếp điểm 12/X (S1/3) đèn đỏ báo tốc sáng + Khi Diezel bắt đầu hoạt động rơle 14/Z (S3/3) có điện làm tiếp điểm đóng lại cấp điện cho rơle thời gian 14/T1 (S3/3) Khi áp lực dầu bôi trơn thấp nhiệt độ nước làm mát cao sau khoảng thời gian 30s rơle thời gian 14/T1 tác động làm đóng tiếp điểm cấp điện cho rơle 14TX (S3/3) Các tiếp điểm 14/TX đóng lại làm cho rơle 63/QX 49/WX (S3/3) có điện, tiếp điểm 63/QX 49/WX đóng lại cấp điện cho rơle 86/X (S3/3), làm cho rơle 05/1 có điện làm cho van dừng cố có điện Diezel dừng hoạt động Đồng thời tiếp điểm 63/QX 49/WX (S1/3) đóng lại đèn đỏ báo áp lực dầu bôi trơn thấp nhiệt độ nước làm mát cao sáng 30 3.3 Bảo vệ trạm phát điện tàu 22500T 3.3.1 Bảo vệ ngắn mạch a) Các nguyên nhân gây ngắn mạch “Vì lý làm điện trở cách điện thiết bị, đường dây giảm xuống dẫn đến ngắn mạch Do thời gian công tác dài, nhiệt độ hoạt động cao làm chất cách điện giảm Do hoạt động nhầm lẫn người khai thác, vận hành Trong trình hoạt động hỏng hóc khí vòng bi, bạc trục gây ngắn mạch khí b) Hậu Do có trị số lớn nên dòng ngắn mạch nhanh chóng đốt nóng phần tử dẫn điện mà qua đến nhiệt độ vượt nhiệt độ cho phép nhiều lần, làm cháy tiếp điểm khí cụ điện Do có dòng ngắn mạch lớn chạy qua làm xuất lực tương hỗ lớn, lực làm hư hỏng vật cách điện, khí cụ, vật cố định khác Nó gây sụt áp đột ngột lớn làm xấu tính cơng tác phụ tải Đặc biệt động bị dừng đột ngột gây nguy hiểm cho tàu Nếu dòng ngắn mạch kéo dài mà điểm ngắn mạch gần máy phát nguy hiểm, ngây cháy máy phát, làm đồng máy phát công tác song song.” (Giáo trình trạm phát điện tàu thủy 2) c) Các phương pháp bảo vệ ngắn mạch - Dùng aptomat cổ điển: Thời gian cắt xảy ngắn mạch khoảng vài ba nửa chu kỳ Loại không sử dụng thêm phần tử rút ngắn hay kéo dài thời gian hoạt động Đặc tính Ampe - thời gian 31 Hình 3.1: Đặc tính Ampe - thời gian aptomat cổ điển - Dùng aptomat hoạt động chọn lọc: Loại nắp thêm phần tử cho phép kéo dài thời gian hoạt động bảo vệ ngắn mạch Đặc tính Ampe - thời gian: Hình 3.2: Đặc tính Ampe - thời gian aptomat hoạt động chọn lọc - Dùng aptomat hoạt động nhanh: Loại cấu trúc thêm phần tử cho phép rút ngắn thời gian hoạt động có dòng ngắn mạch lớn Đặc tính Ampe – thời gian 32 Hình 3.3: Đặc tính Ampe – thời gian aptomat hoạt động nhanh - Kết hợp aptomat cầu chì bảo vệ ngắn mạch Khi ứng dụng aptomat cổ điển aptomat chọn lọc để bảo vệ ngắn mạch khơng có phần tử cho phép rút ngắn thời gian hoạt động có dòng ngắn mạch lớn Trong đó: 1-2: đặc tính aptomat cổ điển, 3: đặc tính cầu chì kết hợp 4: sức bền phần tử nhiệt Đặc tính Ampe – thời gian Hình 3.4: Đặc tính Ampe – thời gian aptomat kết hợp cầu chì 33 3.3.2 Bảo vệ tải a) Các nguyên nhân gây tải Do phân chia tải không đồng máy phát công tác song song Do cắt vài máy phát công tác song song với máy phát khác Do hoạt động động công suất lớn, công tác máy phát bị dao động Do khởi động trực tiếp động dị có cơng suất lớn, tự khởi động gia tốc động dị sau loại trừ ngắn mạch hệ thống b) Hậu Khi dòng máy phát tăng dẫn đến tăng nhiệt độ cuộn dây máy phát làm già hóa chất cách điện dẫn đến giảm tuổi thọ dây dẫn Khi máy phát bị tải làm tần số điện áp máy phát giảm, làm tính ổn định trạm phát dẫn đến thiết bị, khí cụ hoạt động khơng tin cậy Khi bị tải cường độ ánh sáng giảm làm ảnh hưởng đến suất an toàn lao động c) Các phương pháp thiết bị bảo vệ tải - Bảo vệ tải phương pháp loại trừ dần phụ tải tức cắt bớt phụ tải từ không quan trọng, quan trọng, sau đến cắt máy phát điện khỏi lưới - Thiết bị: Dùng rơle bảo vệ dòng điện từ (kiểu đĩa nhôm quay), dùng rơle bảo vệ dòng điện trở bán dẫn d) Hệ thống bảo vệ tải tàu 22500T Giả sử máy phát số bị tải cấp rơle bảo vệ tải ACB1 đóng tiếp điểm PTA (S31) gửi tín hiệu đến chân 51X ICU-GP1 (S31) Từ 51X ICU-GP1 gửi tín hiệu đến chân 511 ESPC (S25), tự động cắt phụ tải không quan trọng tàu như: quạt gió dự phòng máy chính, máy làm dầu F.O, L.O, bơm dầu bôi trơn máy phát… 34 Khi ngắt phụ tải không quan trọng mà bị tải rơle tải ACB1 tiếp tục đóng tiếp điểm LTD, STD (S31) gửi tín hiệu đến chân 52AL ICU-GP1 (S31) Làm cho rơle 52AL (S28-31) có điện, đóng tiếp điểm 2D ngắt aptomat khỏi lưới 3.3.3 Bảo vệ công suất ngược a) Nguyên nhân gây công suất ngược cho máy phát Do phân chia tải không đồng máy phát công tác song song Do đường dẫn vào Diezel lai máy phát giảm dẫn đến máy phát bị cơng suất ngược Do hỏng hóc từ điều tốc, kẹt nhiên liệu, hỏng hóc khớp nối Diezel máy phát b) Hậu Khi máy phát bị cơng suất ngược làm máy phát lại bị q tải dẫn đến điện tồn tàu Làm cho mômen động ngược với mômen điện từ dẫn đến xoắn trục động Diezel không bảo vệ kịp thời gây xoắn gẫy trục Khi máy phát bị công suất ngược điện áp tần số trạm giảm xuống làm ảnh hưởng tới việc cung cấp điện cho phụ tải khác c) Các phương pháp bảo vệ công suất ngược - Dùng rơle cơng suất ngược kiểu đĩa quay UM-149 Hình 3.5: Rơle công suất ngược kiểu đĩa quay UM-149 35 “Cấu tạo gồm phần tử: khung từ 2, khung từ quấn cuộn dòng lấy tín hiệu từ biến dòng máy phát Trên khung từ quấn cuộn áp lấy tín hiệu từ biến áp đo lường Đĩa nhơm cố định trụ quay có gối đỡ Tiếp điểm cố định với trụ quay đĩa nhôm Tiếp điểm đặt cố định Khi đĩa nhôm quay theo chiều định tiếp điểm tiếp xúc Đĩa nhôm quay theo hướng định, hướng ngược lại khơng quay bị hãm chốt Muốn điều chỉnh mức hoạt động cơng suất ngược ta thay đổi số vòng dây cuộn dòng Còn muốn điều chỉnh thời gian hoạt động ta thay đổi khoảng cách tiếp điểm Rơle công suất ngược bán dẫn Hiện trên tàu đóng nắp đặt rơle công suất ngược bán dẫn Phần tử phần tử nhạy pha Phần tử nhạy pha cảm biến chiều công suất đưa tín hiệu đến khuếch đại Sau tín hiệu khuếch đại đưa đến trigơ.” (Giáo trình trạm phát điện tàu thủy 2) Hình 3.6: Rơle công suất ngược bán dẫn d) Bảo vệ công suất ngược tàu 22500T Bảo vệ công suất ngược tàu 22500T thực rơle công suất ngược Giả sử máy phát số xảy tượng cơng suất ngược rơle cơng suất ngược ACB1 (S21) tác động làm tiếp điểm RPT (S21) RPT (S31) đóng lại gửi tín hiệu đến chân 67X ICU-GP1 Tại làm cho rơle 67X (SHEET NO.28-31) có điện, làm đóng tiếp điểm 2B gửi 36 tín hiệu ngắt mạch đến chân 15 ICU-GP1 Làm cho rơle 152TX (S21) có điện, đóng tiếp điểm lại làm cho cuộn ngắt có điện ngắt aptomat khỏi lưới Đồng thời đèn đỏ báo máy phát bị công suất ngược sáng 3.3.4 Bảo vệ điện áp thấp a) Khái quát chung “Ngày máy phát điện xoay chiều hãng lớn giới có tự động điều chỉnh điện áp hoạt động tin cậy có độ xác cao Do việc bảo vệ điện áp thấp trạm phát điện thường điện áp máy phát bị tụt thấp 60% Uđm cuộn giữ (UV) aptomat nhả tác động lên giằng làm ngắt ACB khỏi lưới Ngồi chúng có tác dụng để bảo vệ KHƠNG cho trạm phát Tức máy phát không hoạt động không phát điện áp Uđm khơng cho đóng aptomat lên lưới Khi máy phát xác định để công tác song song với hay với nguồn điện bờ việc đóng aptomat khơng cho phép kích từ chưa đạt tới 80% trị số định mức Với định mức ta quan niệm cần có thiết bị khống chế (rơle) cho phép đóng aptomat máy phát điện áp đạt đến trị số cho trước Trong hệ thống điện điện áp máy phát, thiết bị bảo vệ không thiết phải hoạt động tức thời Vì việc bảo vệ có thiết bị bảo vệ chống ngắn mạch hoạt động Rơle bảo vệ điện áp thấp chọn hoạt động với chế độ trễ đến 0,5s.” (Giáo trình trạm phát điện tàu thủy 2) a) Bảo vệ điện áp thấp tàu 22500T Giả sử lý làm cho điện áp máy phát số giảm thấp 60% so với điện áp định mức, cuộn UVC ACB1 (S21) tác động lên giằng làm ngắt aptomat máy phát số khỏi lưới 3.3.5 Kiểm tra điện trở cách điện a) Các phương pháp kiểm tra điện trở cách điện 37 - Kiểm tra điện trở cách điện mạng xoay chiều đèn Hình 3.7: Kiểm tra điện trở cách điện mạng xoay chiều đèn Các bóng đèn mắc với pha hình Nếu pha có điện trở cách điện thấp cường độ sáng bóng đèn mắc với pha thấp - Kiểm tra điện trở cách điện mạng xoay chiều ba pha ba vơn kế Hình 3.8: Kiểm tra điện trở cách điện mạng xoay chiều ba pha ba vơn kế Ba vơn kế có giá trị điện trở cách điện ba pha xấp xỉ Các trị số RR, RS, RT điện trở cách điện pha R, S, T với 38 mát RV điện trở vôn kế RRV, RSV, RTV điện trở tương đương pha với mát b) Báo động cách điện thấp tàu 22500T - Báo động cách điện thấp mạng 440V bảng điện chính: + Điện áp 440V lấy từ biến áp PT51 (S05) đưa đến đo điện trở cách điện GRS51 (S05) thông qua chân 9, 10 Khi có điện trở cách điện thấp GRS51 đóng tiếp điểm 3-4 (S32) làm cho rơle thời gian 30T1(S32) có điện Sau khoảng thời gian 30s mà điện trở cách điện thấp đóng tiếp điểm 30T1 (S71) gửi tín hiệu đến chân 102 PCANN-1 (S71) Bộ đóng tiếp điểm (S62) làm đèn đỏ báo điện trở cách điện mạng 440V bảng điện sáng - Báo động cách điện thấp mạng 220V bảng điện chính: + Điện áp 220V lấy từ mạng điện áp lưới 220V đưa đến GRS61 (S07) thông qua chân 7, 9, 11 Khi có điện trở cách điện thấp GRS61 đóng tiếp điểm 3-4 (S32) làm rơle thời gian 30T2 (S32) có điện Sau khoảng thời gian 30s mà điện trở cách điện thấp đóng tiếp điểm 30T2 (S71) gửi tín hiệu đến chân 103 PC-ANN1 (S71) Bộ đóng tiếp điểm (S62) làm đèn đỏ báo điện trở cách điện mạng 220V bảng điện sáng 39 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hình Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Tên hình Số trang Đặc tính Ampe - thời gian aptomat cổ điển 32 Đặc tính Ampe - thời gian aptomat hoạt động 32 chọn lọc Đặc tính Ampe - thời gian aptomat hoạt động 33 nhanh Đặc tính Ampe - thời gian aptomat kết hợp cầu 33 chì Rơle công suất ngược kiểu đĩa quay UM-149 35 Rơle công suất ngược bán dẫn 36 Kiểm tra điện trở cách điện mạng xoay chiều 38 đèn Kiểm tra điện trở cách điện mạng xoay chiều ba 38 pha ba vôn kế 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tập vẽ trạm phát điện tàu 22500T hãng TAIYO Bài giảng chi tiết trạm phát điện tàu thủy 1, Đại học Hàng Hải Việt Nam Bài giảng chi tiết trạm phát điện tàu thủy 2, Đại học Hàng Hải Việt Nam 41 KẾT LUẬN Sau trình học tập phấn đấu với hướng dẫn tận tình, chu đáo thầy Th.s Đỗ Văn A, em hoàn thành xong đề tài tốt nghiệp bao gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan trạm phát điện hãng TAIYO Chương 2: Trạm phát điện tàu 22500T Chương 3: Đi sâu nghiên cứu chức bảo vệ trạm phát điện tàu 22500T Bằng kiến thức có q trình học tập trường thời gian thực tập nhà máy đóng tàu Bạch Đằng kết hợp tham khảo số tài liệu có liên quan em hồn thành đề tài cách tốt Trong trình làm đề tài, thân em cố gắng nhiều, song kiến thức tầm nhìn thực tế hạn chế, nên khơng tránh khỏi sai sót Em mong nhận hướng dẫn, giúp đỡ thầy cô khoa để đề tài tốt nghiệp em hoàn thiện Một lần em xin gửi lời cám ơn đến thầy Th.s Đỗ Văn A thầy cô khoa Điện- Điện tử giúp đỡ em suốt thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn! 42 ... thầy Th.s Đỗ Văn A, chưa đăng tải trang mạng Các số liệu kết đề tài trung thực Sinh viên Nguyễn Quốc Khiêm MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU LỜI CAM ĐOAN CHƯƠNG TỔNG QUAN TRẠM PHÁT