Giới thiệu một số hệ thống điện điện tàu 53000 tấn đi sâu nghiên cứu hệ thống bảo vệ máy phát

MỤ LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU LỜI CAM ĐOAN Chƣơng I: Giới Thiệu Chung Về Tàu Và Trạm Phát Điện Tàu 5300T 1.1 Giới thiệu chung tàu : 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Trọng tải mớn nƣớc 1.1.3 Dung tích khoang hàng tính miệng khoang đơn vị đo m3 1.2 Trạm Phát Điện Tàu 1.2.1 Giới thiệu chung trạm phát 1.2.2 Mạch điều khiển aptomat máy phát (DG1) Chƣơng II.Một hệ thống điện tàu 53000T 13 2.1 Hệ thống điện điều khiển bơm ballast 13 2.1.1 Giới thiệu bơm ballast 13 2.1.2 Giới thiệu phần tử mạch điều khiển động lai bơm balast 13 2.1.3 Nguyên lý hoạt động điều khiển động lai bơm 14 2.1.4 Hoạt động mạch sấy 17 2.1.5 bảo vệ cho mạch điều khiển động lai 17 2.2 Hệ thống nồi 18 2.2.1 giới thiệu nồi 18 2.2.2 Hệ thống cấp nƣớc 18 2.2.3 Bộ điều khiển hâm dầu HFO 22 2.2.4 Đốt nồi 24 Chƣơng III: Đi sâu nghiên cứu bảo vệ trạm phát 33 3.1 Máy phát số 1(DG1) 33 3.1.1 giới thiệu phần tử mạch bảo vệ: 33 3.1.2 Ý nghĩa tầm quan trọng 34 3.1.3 Các yêu cầu phần tử bảo vệ 34 3.2.Các bảo vệ máy phát điện 35 3.2.1.Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát 35 3.2.2, Bảo vệ tải cho máy phát 38 3.2.3 Bảo vệ công suất ngƣợc 43 3.2.4 Bảo vệ điện áp thấp cho máy phát DG1 47 3.2.5 Mạch bảo vệ tần số 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 KẾT LUẬN 55 KIẾN NGHỊ 56 BẢN VẼ BƠM BALAST 57 BẢN VẼ NỒI HƠI 58 BẢN VẼ TRẠM PHÁT 59 LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng đổi đất nƣớc ngành vận tải biển đóng vai trị quan trọng phát triển kinh tế quốc dân, động lực thúc đẩy kinh tế phát triển theo hƣớng hội nhập mở cửa Để đáp ứng khai thác triệt để lợi trên, cần có cơng nghiệp tàu thuỷ đại với cơng nghệ đóng mới, sửa chữa tàu thuỷ bắt kịp với trình độ phát triển giới Là sinh viên học tập khoa điện - điện tử trƣờng đại học Hàng Hải Việt Nam Sau năm học tập rèn luyện, em đƣợc trang bị tƣơng đối đầy đủ kiến thức hệ thống điện tàu thuỷ đƣợc tiếp cận với trang thiết bị, công nghệ điều khiển đại Sau thực tập cơng ty đóng tàu Nam Triệu, em tìm hiểu thu thập đƣợc tài liệu tàu White Diamond thuộc series tàu chở hàng 53000 Đƣợc trí ban chủ nhiệm khoa, em đƣợc giao đề tài thiết kế tốt nghiệp: Giới Thiệu Một Số Hệ Thống Điện Tàu 53000T Đi Sâu Nghiên Cứu Hệ Thống Bảo Vệ Cho Máy Phát Qua trình tổng hợp, nghiên cứu tài liệu thu thập đƣợc với nỗ lực phấn đấu thân giúp đỡ bạn, thầy giáo khoa Điện - Điện Tử Đặc biệt hƣớng dẫn nhiệt tình thầy giáo hƣớng dẫn PGS.TS.Lƣu Kim Thành giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp cách tốt Tuy nhiên trình độ hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp em khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong đƣợc đƣợc bảo thầy để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Đồ án đƣợc em hồn thiện em tự làm khơng chép từ đồ án khác Nếu không nhƣ lời cam đoan em xin chịu hình phạt.! Sinh viên: Đồn Văn Vƣơng Đề Tài: Giới Thiệu Một Số Hệ Thống Điện Tàu 53000T Đi Sâu Nghiên Cứu Hệ Thống Bảo Vệ Cho Máy Phát PHẦN I: LÝ THUYẾT Chƣơng I: Giới Thiệu Chung Về Tàu Và Trạm Phát Điện Tàu 5300T 1.1 Giới thiệu chung tàu : 1.1.1 Giới thiệu Tàu 53000t tàu đƣợc đóng việt nam Theo đơn đặt hàng Vƣơng Quốc Anh đƣợc tiến hành từ năm 2003 hai cơng ty là: Cơng Ty Đóng Tàu Hạ Long Tổng Cơng Ty Cơng Nghiệp Tàu Thủy Nam Triệu trực tiếp thi cơng Kích thƣớc tàu: - Chiều dài tồn tàu : 190.00m - Chiều dài đƣờng vng góc : 183.25m - Bề rộng : 32.26m - Chiều cao mạn đến bong : 17.50m - Mớn nƣớc mơ hình: 12.60m - Chiều cao boong (tại đƣờng tâm): - Từ boong tới boong dâng lái 1: 1.00m - Từ boong dâng lái tới boong dâng lái 5,mỗi boong: 2.8.m - Từ boong dâng lái tới đỉnh cabin: 3.00m - Các boong : 2.60m 1.1.2 Trọng tải mớn nƣớc Do trọng tải tàu lớn nên đƣợc đo đơn vị đo tính theo (hệ mét) môi trƣờng nƣớc biển, với trọng lƣợng riêng nƣớc biển 1.025 t/m3 - Mớn nƣớc mẫu thử lý thuyết : 12.60m - Tải trọng : 53000T - Mớn nƣớc hàng nhẹ : 10.90m - Tải trọng tƣơng ứng: 44000T 1.1.3 Dung tích khoang hàng tính miệng khoang đơn vị đo m3 - Khoang hàng số 1: 12000m3 - Khoang hàng số 2: 13000m3 - Khoang hàng số 3: 13000m3 - Khoang hàng số 4: 13000m3 - 13000m3 Khoang hàng số 5: 1.2 Trạm Phát Điện Tàu 1.2.1 Giới thiệu chung trạm phát Trạm phát điện tàu 53000 đƣợc trang bị tổ hợp gồm máy phát, làm hai trạm phát trạm phát cố Trạm phát có máy phát DG1,DG2,DG3 Trạm phát cố có máy phát cố + Các thơng số kĩ thuật máy phát DG1, DG2,DG3 giống nhau: - Điện áp định mức : 450V - Dịng điện định mức : 1091A - Cơng suất định mức : 680KW - Hệ số công suất cos  : 0.8 - Tần số định mức: 60Hz - Số pha : - Trọng lƣợng : 4250kg - Điện áp kích từ là: 100V +Các thơng số kĩ thuật máy phát cố : - Điện áp định mức : 450V - Công suất định mức : 320KW - Tần số định mức : - Hệ số công suất cos  : - Số pha : 60Hz 0.8 +Bảng địa gồm có 11panel - Panel : Panel khởi động (N01 GROUP STARTER PANEL) - Panel : Panel khởi động phụ tải mang điện 440V (N01 GROUP STARTER/440V FEEDER PANEL) - Panel : Panel cấp nguồn 440 V số (N01 440V FEEDER PANEL) - Panel : Panel phục vụ cho máy phát số (N01) Là panel điều khiên hoạt động cho máy phát số - Panel : Panel thiết bị đo hòa đồng máy phát (SYNCHRO PANEL) Là panel phục vụ cho hòa đồng máy phát lên lƣới - Panel : Panel phục vụ cho máy phát số (N02) Là panel điều khiên hoạt động cho máy phát số - Panel : Panel phục vụ cho máy phát số (N03) Là panel điều khiên hoạt động cho máy phát số - Panel : Panel cấp nguồn 440 V số (N02) - Panel : Panel khởi động phụ tải mạng điện 440 V số (N02 GROUP STARTER/440V FEEDER PANEL) - Panel 10 : Panel khởi động ( PORT SIDE ) (N02 GROUP STARTER PANEL) - Panel 11 : Panel cấp nguồn 220 V (220V FEEDER PANEL) + Trong sơ đồ bảng điện tàu 53000T có máy phát giống hệt DG1, DG2, DG3 Khi ta tìm hiểu hoạt động bảo vệ máy phát DG1, hoạt động bảo vệ máy phát DG2, DG3 tƣơng tự Chỉ khác kí hiệu nhƣ tên gọi nhƣ: công tắc, nút ấn hay phần tử tham gia bảo vệ máy phát DG1 VD: Kí hiệu đồng hồ đo thời gian cơng tác máy phát - PT82.4 đồng hồ đo thời gian hoạt động máy - PT102.4 đồng hồ đo thời gian máy - PT122.4 đồng hồ đo thời gian máy 1.2.2 Mạch điều khiển aptomat máy phát (DG1) a, giới thiệu phần tử mạch (trang 84 sơ đồ vẽ ) - XF: cuộn đóng aptomat hay cịn gọi điều khiển nhả cót - SA84.3: cơng tắc xoay lựa chọn chế độ local/remote - SB84.4: nút ấn có đèn để đóng aptomat hay hịa lên lƣới - M: Động nạp cót để phục vụ đóng aptomat lên lƣới - MN: cuộn b Hoạt động mạch điều khiển aptomat nhƣ sau Trƣờng hợp 1: điều khiển tay local + Đóng aptomat - Lựa chọn cơng tắc SA84.3 vị trí Local 5-6 nối với Trƣớc lúc cuộn giữ MN aptomat có điện sẵn sàng để giữ aptomat đóng Khi điều kiện để đóng máy phát lên lƣới đủ ta ấn nút SB84.4 làm cho cuộn XF có điện tác động tới cót, nhả cót đẩy đóng tiếp điểm đƣợc cuộn cố định lại điện áp máy phát đƣợc hịa lên lƣới Cót đƣợc lên từ trƣớc nhờ động M, đƣợc cấp nguồn đƣợc lấy từ điện áp máy phát qua cầu chì FU81.67 gl Ngừng cấp điện cót nạp đủ bị khống chế tiếp điểm CH - Aptomat đƣợc đóng tiếp điểm phụ (11-14) (81-84) đóng lại (21-23)(31-33) mở khống chế máy phát 2,3 khơng cho phép đóng trực tiếp lên lƣới Khi tiếp điểm (11-14) đóng làm cho rơle K85.21,K85.22,K85 có điện Khi rơle trung gian K85.21 (trang 85) có điện, tiếp điểm K85.21 (trang 91) mở đƣa AVR máy phát số sẵn sàng nối với AVR máy phát khác để phục vụ cho trình tự động phân bố tải vô công, máy phát công tác song song với - Tiếp điểm K85.21 (trang 85) đóng vào sẵn sàng cấp điện cho rơle K85.7, mở aptomat động lai máy dừng - Khi cho rơle K85.22 có điện Tiếp điểm K85.22 (trang 86) đóng sang phía 95 cấp điện cho đèn H3 sáng, báo aptomat đƣợc đóng vào lƣới Đèn H4 khơng sáng (đèn H4 đèn báo aptomat mở) - Tiếp điểm K85.22 (trang 90) mở aptomat đƣợc đóng, làm điện rơle K90.3 mở tiếp điểm K90.3 (13-14, 43-44) Ngắt điện trở sấy, đèn báo sấy (S11) khỏi mạch - Tiếp điểm K85.22(7-11) đóng,K85.22 (4-12) mở (trang 93) đƣa tín hiệu vào khối giao diện PMS báo aptomat đóng - Rơle trung gian K85.23 có điện tác động, tiếp điểm K85.23 (trang 170) mở Làm cho rơle trung gian K170.21, K170.22, K170.23 điện Tiếp điểm K170.21 (trang 170) đóng vào sẵn sàng cấp điện cho mạch điều khiển hoà đồng máy phát số2, số3 - Các tiếp điểm K170.22 (trang 171) mở, mạch trang 171 đƣợc ngắt - Tiếp điểm K170.23 trang 084 mở làm cho cuộn điều khiển XF điện cắt điện cấp cho động M nạp cót Tiếp điểm K85.23 (trang 231) đảo trạng thái (6-10 đóng) làm cho đèn nút ấn đóng aptomat sáng đèn nút ấn mở aptomat tắt 10 Trƣờng hợp aptomat đƣợc đóng QF=1 máy phát cơng tác lƣới, đƣợc đƣa tới khối so sánh điện áp Chờ tác động Ump < 60%Uđm cắt aptomat khỏi lƣới kết thúc Trong trƣờng hợp aptomat chƣa đƣợc đóng điện áp máy phát đƣợc đƣa tới khối bảo vệ điện áp thấp Nếu điện áp Ump > 95%Uđm mà sau khoảng thời gian trễ mạch bảo vệ thấp áp gửi tín hiệu sẵn sàng cho phép đóng aptomat kết thúc Nếu điện áp Ump > 95%Uđm mà sai khống chế khơng cho phép đóng aptomat lên lƣới trế độ từ xa quay trở lại kiểm tra điện áp máy phát, thỏa mãn Chú thích QF=1 : Khối kiểm tra aptomat đƣợc đóng lên lƣới chƣa QF=1 mà aptomat đƣợc đóng QF=1 mà sai aptomat chƣa đƣợc đóng 48 Bắt đầu Đ QF=1 S S Ump 95%Uđ m Không cho phép đóng aptomat lên lƣới chế độ từ xa Đ Tạo trễ Điện áp thấp ngƣỡng tác động cuộn MN mở aptomat S Đ Sẵn sàng cấp điện cho mạch đóng aptomat Kết thúc Hình Lƣu đồ thuật toán bảo vệ điện áp thấp 49 d, Nguyên lý hoạt động mạch bảo vệ điện áp thấp - Khi máy phát công tác song song chế độ tự động - Khởi động động diesel lai máy phát tới tốc độ định mức, từ dƣ có máy phát kích từ lên cuộn dây phần ứng máy phát - Điện áp cảm ứng có giá trị khoảng từ tới 5% giá trị định mức, điện áp đƣợc đƣa tới AVR kích từ cho máy phát kích từ - Mục đích tăng điện áp máy phát tới giá trị định mức, q trình tự kích điện áp máy phát đƣợc đƣa qua biến áp TP81.75/76 - Và đƣa tới chân B2,C,A1,A2 RM4-UA33M để kiểm tra điện áp máy phát với điện áp đặt có cho phép đóng aptomat hay khơng - Khi điện áp máy phát lớn tín hiêu đặt 95% Uđm ,núc rơle K82.8 có điện Sau khoảng thời gian trễ tiếp điểm K82.8 (trang 84) đóng lại sẵn sàng cấp điện cho cuộn đóng XF aptomat - Cịn điện áp nhỏ 95%Uđm rơle K82.8 khơng tác động - Trong trƣờng hợp mà máy phát đƣợc đóng lên lƣới lý mà điện áp máy phát thấp Ump < 60%Uđm , lúc điện áp cấp cho cuộn không đủ để tác động nhả cắt điện aptomat 3.2.5 Mạch bảo vệ tần số Nguyên nhân làm tần số máy phát thay đổi, trình làm việc thay đổi tải làm tần số máy phát thay đổi hay q trình thay đổi cơng suất tác dụng Tần số tiêu chuẩn đánh giá chất lƣợng điện năng, hiệu suất làm việc động đồng không đồng phụ thuộc vào tần số dòng điện xoay chiều Tần số máy phát đƣợc tính: f = n.p/60 Trong 50 - n: tốc độ quay động lai máy phát - P: số cặp cực Khi tần số giảm suất chúng bị giảm ta phải tần số giá trị định mức f = 60Hz Một số yếu tố tác động tới tần số máy phát, nhƣ tốc độ động diesel lai máy phát ta thay đổi tốc độ cách thay đổi lƣợng nhiên liệu vào động a, Nguyên lý hoạt động - Điện áp máy phát từ mạch động lực (trang 81) qua cầu chì FU81.68 4A gl đƣợc đƣa tới chân 3,4 chuyển đổi tần số Freq Transducer FT83.4 - Nguồn nuôi chuyển đổi đƣợc cấp điện áp 24 DC từ quản lý nguồn PMS (trang 165) - Khi tần số phát máy phát thấp so với tần số định mức fđm, chuyên đổi tần số FT83.4 gửi tín hiệu tới khối PMS - Khi khối PMS đóng tiếp điểm XR1 (trang 85) cấp điện cho rơle K85.9 có điện Tiếp điểm K85.9 (trang 84) mở cắt điện cuộn MN aptomat chính, cắt máy phát khỏi lƣới - Đồng thời tiếp điểm K85.9( trang 85) mở resel đƣợc tần số máy phát thấp - Khi tần số máy phát đạt giá trị định mức tiếp điểm XR1 mở cắt điện rơle K85.9, tiếp điểm k85.9 (4-12) đóng lại mạch trở lại hoạt động bình thƣờng b, Lƣu đồ thuật tốn máy phát DG1 ( Hình 5) Hoạt động: 51 Bộ chuyển đổi đƣơc cấp nguồn nuôi từ PMS, nhận sử lý tín hiệu nhận tín hiệu máy phát Đƣợc đƣa tới kiểm tra đóng aptomat chƣa: Trƣờng hợp aptomat chƣa đƣợc đóng QF=1 sai, chƣa kiểm tra tần số máy phát có nằm dải F1, F2: F1 =< Fmp =< F2 hay không máy công tác bình thƣờng kết thúc Cịn sai khống chế khơng cho phép đóng aptomat lên lƣới Trƣờng hợp đóng aptomat lên lƣới Tần số máy phát đƣợc chuyển đổi tần số kiểm tra gửi tín hiệu khối giám sát PLC Trong trƣờng hợp tần số máy phát Fmp < Fđm điều khiển tác động tới động lai bánh nhiên liệu, làm tăng nhiên liệu vào động lai máy phát Còn sai đƣợc đƣa tiếp sang khối so sánh Fmp > Fđm giám sát thực giảm bớt nhiên liệu vào động tần số nằm dải cho phép, so sánh Fmp > Fđm sai tức tần số máy phát với tần số cho phép, máy phát chế độ cơng tác bình thƣờng Việc điều chỉnh tần số ta thực tay quan sát tần số đồng hồ đo tần số máy phát 52 Bắt đầu Điện áp 24V DC PMS Điện áp máy phát Bộ chuyển đổi tần số Aptomat Máy phát đƣợc hòa lên lƣới Đ S FmpFdm QF = Đ Tăng nhiên liệu vào động S Máy phát chế độ khởi động F1Fmp S Khống chế khơng cho phép đóng aptomat Máy phát cơng tác bình thƣờng Hình Lƣu đồ thuật tốn bảo vệ tần số máy phát 53 Kết thúc TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài giảng chi tiết: TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY -1 Bộ môn: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam –Hải Phòng-2014 Bài giảng chi tiết: TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY -2 Bộ môn: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam –Hải Phòng-2011 MÁY TÀU THỦY Tác giả : TS MT TRƢƠNG VĂN ĐẠO Nhà suất giao thông vận tải 80B-Trần Hưng Đạo-Hoàn Kiếm-Hà Nội-2013 Tài liệu Bản vẽ tàu 53000 Cơng ty Đóng Tàu Nam Triệu 54 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian gần ba tháng nỗ lực tìm hiểu nghiên cứu, đến đồ án tốt nghiệp em hoàn thành với hai phần: - Phần Giới thiệu số hệ thống điện tàu 53.000T Ở phần em vào tìm hiểu số nhiều hệ thống quan trọng tàu: + Hệ thống điều khiển bơm BALLAS + Hệ thống điều khiển nồi - Phần 2: Đi sâu nghiên cứu bảo vệ trạm phát tàu 53.000T Đồ án em hồn thành với nỗ lực cao thân việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động hệ thống điện tàu, bảo vệ trạm phát, dựa quan sát thực tế nhà máy kết hợp với kiến thức đƣợc trang bị em cố gắng trình bày đồ án cách ngắn gọn đầy đủ 55 KIẾN NGHỊ Do trình độ em cịn hạn chế, kinh nghiệm chƣa có nên đề tài em cịn có nhiều hạn chế Chỉ dừng lại mức tìm hiểu cấu trúc phần tử, hoạt động hệ thống lý thuyết Chƣa đƣợc vận hành khai thác cịn nhiều thiếu sót Qua em mong muốn nhận đƣợc nhiều ý kiến đống góp thầy giáo bạn Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS.LƢU KIM THÀNH, thầy cô giáo Khoa Điện- điện tử tàu biển giúp đỡ em trình làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Đoàn Văn Vƣơng 56 PHẦN II: PHẦN BẢN VẼ BẢN VẼ BƠM BALAST 57 BẢN VẼ NỒI HƠI 58 BẢN VẼ TRẠM PHÁT 59 NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ, cố gắng sinh viên q trình thực Đồ án/khóa luận: Đánh giá chất lƣợng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đề mặt: lý luận, thực tiễn, chất lƣợng thuyết minh bản v ẽ): Chấm điểm giảng viên hƣớng dẫn (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng năm 20 Giảng viên hướng dẫn 60 ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI PHẢN BIỆN Đánh giá chất lƣợng Đồ án/khóa luận tốt nghiệp mặt: thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý thuyết, vận dụng vào điều kiện cụ thể, chất lƣợng thuyết minh vẽ, mơ hình (nếu có) …: Chấm điểm ngƣời phản biện (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng năm 20 Người phản biện 61 62 ... Đề Tài: Giới Thiệu Một Số Hệ Thống Đi? ??n Tàu 53000T Đi Sâu Nghiên Cứu Hệ Thống Bảo Vệ Cho Máy Phát PHẦN I: LÝ THUYẾT Chƣơng I: Giới Thiệu Chung Về Tàu Và Trạm Phát Đi? ??n Tàu 5300T 1.1 Giới thiệu. .. hàng 53000 Đƣợc trí ban chủ nhiệm khoa, em đƣợc giao đề tài thiết kế tốt nghiệp: Giới Thiệu Một Số Hệ Thống Đi? ??n Tàu 53000T Đi Sâu Nghiên Cứu Hệ Thống Bảo Vệ Cho Máy Phát Qua trình tổng hợp, nghiên. .. 12 Chƣơng II .Một hệ thống đi? ??n tàu 53000T 2.1 Hệ thống đi? ??n đi? ??u khiển bơm ballast 2.1.1 Giới thiệu bơm ballast - Bơm ballast hệ thống quan trọng buồng máy phụ, đem lại ổn định cho tàu hành trình