Nghiên cứu về trạm phát điện chính của hãng schneider dùng trên các tàu đóng mới tại việt nam

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: Tổng quan trạm phát điện tàu thủy 1.1 Định nghĩa, phân loại 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Phân loại 1.2 Các dạng phân chia lượng 1.2.1 Hệ thống phân chia lượng theo hình vành khuyên 1.2.2 Hệ thống phân chia lượng theo tia đơn giản 1.2.3 Hệ thống phân chia lượng theo tia phức tạp 1.3 Các hình thức bảo vệ có trạm phát điện tàu thủy 1.3.1 Bảo vệ ngắn mạch cho trạm phát điện 1.3.2 Bảo vệ tải cho máy điện 1.3.3 Bảo vệ công suất ngược cho trạm phát điện 12 1.3.4 Bảo vệ điện áp thấp cho trạm phát 18 1.3.5.Bảo vệ điện áp cao cho trạm phát 18 Chương Cấu tạo bảng điện Schneider 19 2.1 Kết cấu bảng điện 19 2.2 Các phần tử bảng điện 19 Chương Nguyên tắc hoạt động bảng điện 33 3.1.Mạch đóng aptomat máy phát lên lưới 33 3.2 Mạch hoà đồng máy phát số lên lưới 35 3.3 Điều chỉnh tần số phân chia tải tác dụng cho máy phát 38 3.4 Tự động phân chia tải vô công cho máy phát công tác song song 39 3.5 Các mạch đo hoạt động : 41 3.6 Các mạch bảo vệ có bảng điện chính: 42 KẾT LUẬN 45 LỜI NĨI ĐẦU Nước ta nước có chiều dài đường biển 3260 Km Từ lâu người dân ta biết khai thác để vận chuyển lưu thơng hàng hố Ngày giao thơng vận tải biển đóng vai trò quan trọng sống hàng ngày Giao thông đường biển giúp rút ngắn khoảng cách vận chuyển Nó mang lại suất cao việc khai thác tiềm kinh tế biển, mà cần phải có trách nhiệm biện pháp cụ thể để bảo vệ khai thác cách hợp lí Để bảo vệ khai thác cách tốt xu hội nhập phải có cơng nghiệp đóng tàu đại tiên tiến, đồng thời phải có lực lương nhân lực có trình độ chun mơn tốt để đảm nhiệm vị trí tàu Sự đời trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam nơi để đào tạo nguồn nhân lực Trong thời gian 4,5 năm học tập rèn luyện trường Đại Học Hàng Hải nói chung khoa điện - điện tử nói riêng em tiếp thu kinh nghiệm quý báu việc khai thác tài nguyên biển kiến thức ngành học Sau thời gian thực tập nhà máy đóng tàu Bạch Đằng Được đồng ý ban chủ nhiệm khoa Điện- Điện Tử, em nhận đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu trạm phát điện hãng Schneider dùng tàu đóng Việt Nam ” Trong thời gian học tập rèn luyện trường với cố gắng thân đặc biệt nhận hướng dẫn nhiệt tình, chu đáo thầy Th.s Hứa Xuân Long, thầy khoa Điện- Điện Tử em hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp cách tốt Xong với kiến thức chun mơn hạn hẹp nên đề tài em tránh thiếu sót Vậy em mong nhận giúp đỡ dẫn thêm thầy cô để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày… tháng … năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Văn Thắng Chương 1: Tổng quan trạm phát điện tàu thủy 1.1 Định nghĩa, phân loại 1.1.1 Định nghĩa - Trạm phát điện nơi chuyển đổi dạng lượng khác thành lượng điện từ phân phối đến phụ tải 1.1.2 Phân loại - Trạm phát điện chiều ( máy phát chiều kích từ hỗn hợp ) - Trạm phát điện xoay chiều ( máy phát đồng pha chưa bão hào ) 1.2 Các dạng phân chia lượng - Trong hệ thống điện tàu thủy ta gặp loại hệ thống phân chia điện sau : Hệ thống phân chia lượng theo hình khuyên Hệ thống phân chia lượng theo tia đơn giản Hệ thống phân chia lượng theo tia phức tạp 1.2.1 Hệ thống phân chia lượng theo hình vành khuyên - Đây hệ thống mà tất bảng điện phụ cấp nguồn đồng thời từ hai hướng hai đường cáp khép kín theo hình vành khuyên Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phân chia theo hình vành khun 1-Các máy phát; 2-Bảng điện chính; 3-Các bảng điện phụ; 4- Các aptomat; 5- Đường cáp; 6- Đường cáp phụ cung cấp cho bảng điện phụ; 7- Các bảng điện nhỏ hay phụ tải lớn - Ngồi số điểm hình vành khuyên cấp theo đường cáp phụ cho sụt áp cáp thấp - Trong trường hợp bị ngắn mạch hay hỏng đoạn cáp đoạn cáp cáp loại nhờ cầu giao điểm cần cấp điện cấp từ bảng điện theo hướng khác - Các đường cáp tạo thành hình khuyên đặt phía phải phía trái mạn tàu Trường hợp có cố bên mạn tàu, đồng thời hỏng cáp điện phía mạn đó, ta có cáp phía mạn cấp điện cho điểm cần thiết Loại hệ thống phân phối điện có khả tiết kiệm tiết điện dây dẫn cấp cho phụ tải công suất lớn, tăng độ tin cậy cấp nguồn cho thiết bị Nhược điểm hệ thống phức tạp vận hành, khai thác gặp khó khăn định -Hệ thống ứng dụng tàu quân hay tàu vận tải lớn 1.2.2 Hệ thống phân chia lượng theo tia đơn giản - Đây hệ thống mà tất máy phát cấp bảng điện từ cung cấp đến phụ tải trực tiếp cáp qua cầu dao áp tô mát đến phụ tải G G Hình 1.2 Sơ đồ phân phối theo tia đơn giản 1-Các phụ tải động lực; 2-Phụ tải ánh sáng - Hệ thống ứng dụng tàu nhỏ 1.2.3 Hệ thống phân chia lượng theo tia phức tạp - Khi nói đến hệ thống phân phối theo tia phức tạp ta cần phân biệt hệ thống cấp điện từ số bảng điện Đây tất nhiên vài hệ thống phân phối theo tia có liên quan mật thiết với Loại hệ thống từ số bảng điện trang bị tàu quân cỡ lớn hay chiến hạm - Cả hai loại hệ thống phân phối theo tia phức tạp kể có tính chất chung Đó từ bảng điện hay số bảng điện phân phối theo tia đến bảng điện phụ nhóm phụ tải, từ bảng điện phụ lại phân phối theo tia đến bảng phụ cấp nguồn trực tiếp cho phụ tải - Thứ tự cấp nguồn kiểu phụ tải lúc Phụ thuộc vào tình mà số phụ tải lớn nhỏ cấp nguồn trực tiếp từ bảng điện từ bảng điện phụ nhóm phụ tải - Trên đội tàu buốn, vận tải, hình htức phân phối điện theo tia phức tạp từ bảng điện ứng dụng phổ biến Xuất phát từ ưu điểm điều khiển phân phối lượng điện từ trung tâm Bđc G 5 G G Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống phân chia theo tia phức tạp 1-Các phụ tải cấp nguồn trực tiếp từ BĐC; 2-Các bảng điện phụ cung cấp đến 3-Các bảng điện phụ cung cấp tới nhóm phụ tải; 4-Các phụ tải cấp nguồn từ bảng phụ 3; 5-Các phụ tải cấp nguồn từ bảng phụ 5 Bđc3 Bđc2 Bđc4 Hình 1.4: hệ thống có bảng điện 2-Nhóm phụ tải quan trọng; 3- Nhóm phụ tải quan trọng; 4- Nhóm phụ tải quan trọng 1.3 Các hình thức bảo vệ có trạm phát điện tàu thủy Máy phát điện trạm phát điện tàu thủy cần có bảo vệ sau đây: Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát Bảo vệ tải cho máy phát Bảo vệ công suất ngược cho máy phát Bảo vệ thấp áp cho máy phát Bảo vệ điện áp cao cho máy phát 1.3.1 Bảo vệ ngắn mạch cho trạm phát điện Các hậu dòng ngắn mạch gây - 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 cho tiếp điểm khí cụ bị cháy khí cụ khơng dược tính tốn để có khả chịu dòng ngắn mạch - Do ngắn mạch lớn chạy qua làm xuất lực tương hỗ lớn phần dẫn điện hệ thống điện năng, lực làm hư hỏng vật cách điện làm trụ đỡ khí cụ, cái, vật cố định khác - Dòng ngắn mạch gây sụt áp đột ngột lớn làm xấu tính công tác phụ tải, đặc biệt động bị dừng lại Điều nguy hiểm cho an toàn tàu - Nếu dòng ngắn mạch kéo dài mà điểm ngắn mạch gần máy phát nguy hiểm, gây cháy máy phát hay làm đồng máy phát công tác song song - Do bảo vệ ngắn mạch cho máy phát vô quan trọng Đối với máy phát loại bảo vệ khác khơng có thiết bảo vệ ngắn mạch phải có Bảo vệ ngắn mạch cách thiết bị bảo vệ khác thường gặp cầu chì, aptomat hoạt động nhanh cuộn cảm Trên tàu thủy ứng dụng ba nhóm aptomat để bảo vệ ngắn mạch Aptomat cổ điển Aptomat chọn lọc Aptomat hoạt động nhanh -Tất ba loại đáp ứng đủ yêu cầu qui định Đăng kiểm quan qui chuẩn thiết bị Các loại bảo vệ ngắn mạch trạm phát điện xoay chiều a.Dùng Aptomat hoạt động chọn lọc: t t i tK qt tz tb nm Idm Igh I1 I3 I2 I I>> Chu kì hoạt động tz=0,1  0,5(s) Hai nấc bảo vệ ngắn mạch Hình 1.5 Đặc tính Ampe – thời gian aptomat chọn lọc Loại lắp thêm phần tử cho phép kéo dài thời gian hoạt động bảo vệ ngắn mạch tk  10  20( s) t z  0,1  0,5( s) tb  0, 01  0, 03( s) Khi dòng ngắn mạch chưa đạt đến mức độ lớn cần phải cắt thời gian tb điều làm tăng độ tin cậy cấp điện cho hệ thống.Như aptomat chọn lọc hoạt động bảo vệ ngắn mạch với thời gian dài dòng ngắn mạch nhỏ, nghĩa có hai nấc bảo vệ ngắn mạch b.Dùng Aptomat hoạt động nhanh: - Loại cấu trúc thêm phần tử cho phép rút ngắn thời gian hoạt động có dòng ngắn mạch lớn Loại có khả hoạt động nửa chu kì đầu dòng ngắn mạch Vì đặt phần tử để nhanh đến mức trước xuất dòng xung kích, tăng khả hạn chế ngắn mạch 10ms tk tz tb ts qt ts nm IdmIgh I1 I2 I3 I4 I I>>> :ba nấc bảo vệ ngắn mạch ts=1 đến vài ms 10ms Hình 1.6 Đặc tính Ampe – thời gian aptomat hoạt động nhanh Tóm lại từ đặc tính dòng-thời gian loại aptomat, ta thấy sử dụng loại aptomat cổ điển chọn lọc muốn bảo vệ dòng ngắn mạch với thời gian cắt ngắn tb thường phải phối hợp với cầu chì,còn sử dụng loại aptomat hoạt động nhanh khơng cần phải có cầu chì Trong thực tế: nấc thứ Ing>2,5Iđm; nấc thứ hai Ing  (4,5  6)Iđm ; nấc thứ ba Ing  (6  10)Iđm 1.3.2 Bảo vệ tải cho máy điện 1) Các phương pháp bảo vệ tải cho máy phát điện - Bảo vệ tải cách loại trừ dần phụ tải Tức cắt bớt phụ tải từ không quan trọng, quan trọng, quan trọng, sau đến cắt máy phát điện khỏi lưới - Sau giới thiệu sơ đồ bảo vệ tải điển hình ứng dụng tàu thủy, hình 1.7 - Các Aptomat W1, W2, W3 cấp nguồn điện áp dây lưới điện, khống chế nhóm phụ tải O1, O2, O3 Các nhóm phụ tải O1, O2, O3 phân loại theo mức độ quan trọng Ví dụ O3 nhóm phụ tải quan trọng O2 nhóm phụ tải quan trọng O1 nhóm phụ tải quan trọng - Aptomat máy phát Wp cấp nguồn điều khiển thơng qua biến áp hạ áp TN (cũng lấy trực tiếp từ mạng) - Các rơ le dòng Ir, Is, It cấp nguồn qua biến dòng PP phát tín hiệu sau xuất dòng tải máy phát tới mức dòng cần bảo vệ pha Tín hiệu (tín hiệu tải) đồng thời đưa tới rơle thời gian Cp thời gian dễ hoạt động rơle thời gian C1, C2, C3 Cp chỉnh định cho tc1 < tc2 < tc3 < tcp - Sau thời gian tải định nhóm phụ tải O1 sau O2 O3 tuyến tự cắt khỏi lưới điện nhờ rơle thời gian hoạt động cắt nguồn cuộn giữ U Sau cắt nhóm phụ tải O1, O2, O3 mà máy phát bị q tải tín hiệu tiếp tục đưa đến Cp sau thời gian trễ Tcp rơle Cp cắt nguồn điều khiển Wp Máy phát cắt khỏi mạng - Nếu sau cắt đến nhóm phụ tải mà máy phát hết tải tín hiệu q tải mất, rơle thời gian nguồn ni, máy phát nhóm phụ tải lại (chưa bị cắt ra) tiếp tục cơng tác - Các rơ le dòng rơle bán dẫn Các rơle điện từ sử dụng rộng rãi trước Chúng có nhược điểm hệ số phục hồi tương đối thấp (0,  0, 9) O1 U< U< W1 W2 W3 WP G U< TN IR IR IR CP P C3 C3 O2 C1 T S R U< Hình 1.7: Bảo vệ tải cách ngắt dần phụ tải 10 *11-16: Aptomat khống chế phụ tải điều khiển máy máy phụ buồng máy *11-17: Aptomat khống chế dự trữ *11-18: Aptomat khống chế dự trữ *11-19: Aptomat khống chế aptomat, PANEL hoà đồng *11-20: Aptomat khống chế dự trữ *11-1: Aptomat khống chế hệ thống đèn bên *11-2: Aptomat khống chế hệ thống đèn hành lang bên trái hầm hàng No1/2/3 *11-3: Aptomat khống chế hệ thống đèn hành lang bên trái hầm hàng No4/5 *11-4: Aptomat khống chế bảng điều khiển điện thuỷ lực *TR1: Aptomat khống chế bảng biến áp *TR2: Aptomat khống chế bảng biến áp 32 Chương Nguyên tắc hoạt động bảng điện 3.1.Mạch đóng aptomat máy phát lên lưới 3.1.1 Các phần tử mạch: - M: Động để đóng aptomat máy phát vào lưới - XF: Cuộn điều khiển cấp điện cho động đóng aptomat vào lưới - MN: Cuộn giữ aptomat - SB84.4: Nút ấn đóng ACB - SB84.8: Nút ấn mở ACB - PMS DG1(69-70): Tiếp điểm điều khiển máy tính điều khiển đóng aptomat vào lưới - SA84.3: Cơng tắc xoay để lựa chọn chế độ điều khiển đóng aptomat có hai vị trí là: LOCAL/REMOTE 3.1.2.Nguyên lý hoạt động: a Chế độ điều khiển tay: - Khi khởi động máy phát xong, máy phát phát điện áp đèn HL86.4 sáng - Chuyển cơng tắc SA84.3 sang vị trí LOCAL - Ngay sau máy phát phát điện áp nguồn đưa đến động M ( lúc tiếp điểm cơng tắc hành trình đóng) Động M có điện lên dây cót nén lò xo lại Khi lò xo bị nén đến cuối hành trình bị khóa lại lẫy khí Đồng thời tác động làm cho tiếp điểm cơng tắc hành trình mở ra, ngắt nguồn vào động M - Khi điều kiện hòa đủ đóng cơng tắc SB84.4 làm cho cuộn XF có điện Cuộn nhả lẫy khí làm lò xo bung đóng aptomat lại Khi lò xo bung hết cỡ lại tác động vào cơng tắc hành trình làm động M có điện lại tiếp tục lên dây cót sẵn sàng cho lần đóng - Trước cuộn giữ MN aptomat có điện thời điểm ACB đóng lên cấp điện trước tùy vào trường hợp 33 - Khi ACB đóng lên tiếp điểm tiếp điểm phụ thay đổi trạng thái làm cho rơ le trung gian trang 085 có điện + Tiếp điểm 03-04/K85.21 trang 84 đóng lại để trì cuộn giữ MN + Tiếp điểm 13-14/K85.21 trang 85 đóng vào sẵn sàng cấp nguồn cho rơle K85.7 + Tiếp điểm 21-22/K85.21 trang 91 mở sẵn sàng cho q trình cơng tác song song + Tiếp điểm 5-9/K85.22 trang 86 đóng lại làm đèn HL86.2 sáng báo ACB đóng + Tiếp điểm 2-10/K85.22 trang 90 mở ra, ngắt nguồn vào điện trở sấy máy phát + Tiếp điểm 7-11&4-12/K85.22/ trang 93 thay đổi trạng thái đưa tín hiệu đóng ngắt ACB vào khối PMS máy phát số + Tiếp điểm 1-9/K85.23 trang 170 mở ra, ngắt mạch hòa đồng tự động máy phát số + Tiếp điểm 6-10/K85.23 trang 231 đóng lại, làm đèn HL231.2 sáng, báo ABC máy phát số đóng + Tiếp điểm 3-11/K85.23 trang 242 mở ra, ngắt tín hiệu báo máy phát số trạng thái tắt + Tiếp điểm 4-12/K85.23 trang 232 mở ra, ngắt nguồn vào cuộn giữ Áptômát lấy điện bờ - Máy phát số cơng tác lưới muốn ngắt khỏi lưới san tải sang máy phát khác ngắt aptomat số khỏi lưới cách ấn nút SB84.8 làm cuộn giữ MN aptomat số điện Khi tiếp điểm phụ thay đổi trạng thái làm cho rơ le trung gian trang 85 điện, tiếp điểm thay đổi trạng thái: + Tiếp điểm 21-22/K85.21 trang 91 đóng làm ngắn mạch cuộn K2-L2 AVR máy phát số làm cuộn khơng ảnh hưởng đến q trình cơng tác máy phát khác 34 + Tiếp điểm 1-9/K85.22/ trang 86 đóng làm đèn HL86.3 tắt, đồng thời đèn HL86.2 sáng báo ACB máy mở + Tiếp điểm 2-10/K85.22/ trang 90 đóng lại sẵn sàng cấp nguồn cho điện trở sấy máy phát + Tiếp điểm 7-11&4-12/K85.22 trang 93 thay đổi trạng thái ngắt tín hiệu Aptomat đóng đưa tín hiệu Aptomat mở vào khối PMS máy phát số + Tiếp điểm 2-10/K85.23/ trang 231 đóng lại, làm đèn HL231.2 tắt, HL231.3 sáng báo ACB máy mở + Tiếp điểm 3-11/K85.23 trang 242 đóng lại, đưa tín hiệu báo máy phát số trạng thí tắt + Tiếp điểm 4-12/K85.23 trang 223 đóng lại, sẵn sàng cấp nguồn cho cuộn giữ Aptomat lấy điện bờ b Chế độ điều khiển tự động - Ta xoay công tắc SA84.3 vị trí REMOT Động M có điện lên cót sẵn sàng cấp điện đóng aptomat lên lưới Khi điều kiện hòa đủ, điện áp máy phát đạt mức lớn >95%Uđm tiếp điểm rơle K82.8 đóng lại máy tính nhận lệnh đóng apstomat cách đóng tiếp điểm khối PMSDG1 lại làm cho cuộn XF có điện nhã lẫy đóng aptomat lên lưới - Khi aptomat đóng, muốn điều khiển mở chế độ tự động,lúc máy tính tự động đóng tiếp điểm khối PMS-DG1 (trang 085) vào làm cho rơle K85.9 có điện sẵn sàng mở tiếp điểm 1-9(trang 084) để ngắt điện cấp cho cuộn MN làm cho aptomat mở 3.2 Mạch hoà đồng máy phát số lên lưới (trang 87, 166, 170) 3.2.1 Giới thiệu phần tử hệ thống - SA84.3: Nút ấn dùng để đóng áptomát máy phát số vào lưới - S34 : Công tắc chọn máy phát cần hồ vào lưới có vị trí là: OFF-DG1DG2-DG3-OFF - K87.2, K87.4: Các role trung gian - SYN: Đồng kế để kiểm tra điều kiện hoà đồng 35 - V/V: Đồng hồ đo điện áp kép để đo điện áp máy phát cần hoà điện áp - F/F: Đồng hồ đo tần số kép để đo tần số máy phát cần hoà tần số - SA84.3, SA104.3, SA124.3: Các công tắc lựa chọn vị trí điều khiển từ xa chỗ cho máy phát - SB170.2, SB170.4, SB170.6: Các công tắc hoà đồng máy phát số 1, 2, - PMSDG1, PMSDG2, PMSDG3 (page 170): Các tiếp điểm tự động hoà đồng điều khiển từ máy tính - K170.21, K170.22, K170.23, K170.41, K170.42, K170.43, K170.61, K170.62, K170.63: Các rơle trung gian 3.2.2 Hoà đồng tay - Ta đưa công tắc lựa chọn SA84.3 sang vị trí LOCAL - Giả sử ta cần hồ máy phát số lên lưới ta đưa công tắc lựa chọn máy phát cần hồ SA166.2 sang vị trí DG1 làm cho rơle trung gian K87.4 có điện K87.4 có điện đóng tiếp điểm K87.4(43-44) trang 087 vào làm cho K87.2 có điện - Rơle trung gian K87.4 K87.2 có điện đóng tiếp điểm chúng lại đưa điện áp từ từ máy phát số vào đồng hồ đo, hệ thống đèn hệ thống đồng kế - Tiếp điểm K87.2 trang 084 đóng sẵn sàng cấp cho mạch điều khiển đóng mở aptomat - Điện áp từ từ máy phát số đưa tới đồng hồ vol kế kép, đồng hồ đo tần số kép, đồng kế, hệ thống đèn để kiểm tra điều kiện hoà đồng Khi điều kiện hồ đồng thoả mãn thì: - Ta ấn nút ấn SB170.2 làm cho rơle trung gian K170.21, K170.22, K170.23 có điện - K170.21 có điện đóng tiếp điểm tự nuôi mở tiếp điểm thường đóng trang 170 khống chế hồ máy phát số số 36 - Các tiếp điểm K170.22 K170.23 đóng vào cấp điện cho khối DEIF HAS-111DG (page 171) - K170.23 có điện đóng tiếp điểm thường mở trang 084 sẵn sàng cấp điện cho mạch đóng aptomat lên lưới cắt aptomat khỏi lưới - Khi ta ấn nút SB84.4 K170.23 đóng làm cho cuộn XF có điện điều khiển đóng aptomat vào lưới giống mạch điều khiển aptomat  Khi ta cần dừng Diesel-máy phát số1, để cắt aptomat máy phát số khỏi lưới ta san tải máy phát số sang cho máy phát khác sau ấn nút SB84.8 (page 084) để mở aptomat khỏi lưới trình hoạt động giống mạch điều khiển aptomat 3.2.3 Hồ đồng tự động cho máy phát số ( trang: 170) - PMSDG1, PMSDG2, PMSDG3 tiếp điểm đưa từ máy tính để điều khiển hồ đồng cho máy phát - Khi đóng thêm máy phát vào lưới Nếu có máy cơng tác mà lượng tải vượt 85% hệ thống tự động hòa máy số vào lưới Nếu có máy cơng tác mà lượng tải q 90% hệ thống tự động hòa máy phát số vào mạng - Khi ta bật công tắc lựa chọn SA84.3 sang vị trí REMOTE làm cho tiếp điểm trang 170 đóng vào sẵn sàng cho trình tự động hồ máy phát số1 - Máy tính tự động kiểm tra điều kiện hoà đồng điều kiện hoà thoả mãn máy tính phát lệnh hồ làm tiếp điểm XR1 đóng Lúc điện áp máy phát cần hồ đạt 95% Uđm trở lên aptomat máy phát đóng lên lưới ta ấn nút SB84.4 chế độ hoà tay - Khi ngắt máy phát khỏi mạng Khi máy công tác mà lượng tải nhỏ 53% hệ thống tự động cắt máy khỏi mạng Khi có máy cơng tác mà lượng tải nhỏ 30% hệ thống tự động ngắt máy khỏi mạng máy cơng tác 37  cần cắt máy phát số1 máy tính gửi lệnh làm đóng tiếp điểm XR1 (PMS DG1) (page 085) Làm cho rơle K85.9 có điện mở tiếp điểm K85.9 trang 084 mở khiến cho cuộn giữ MN aptomat điện làm mở aptomat máy phát số1 khỏi lưới, q trình cắt aptomat xảy tương tự ta ấn nút SB84.8 của chế độ hoà đồng tay 3.3 Điều chỉnh tần số phân chia tải tác dụng cho máy phát 3.3.1 Giới thiệu phần tử mạch: - SA89.2 : Cơng tắc điều khiển có ba vị trí là: LOWER-OFF-RAISE - REC89.1: Bộ biến đổi từ nguồn xoay chiều lấy từ máy phát qua biến áp thành nguồn chiều cấp cho mạch điều chỉnh lượng nhiên liệu vào Diesel - PMSDG1 (63-64, 65-66): Các tiếp điểm điều chỉnh điều khiển từ máy tính - K89.3, K89.4: Các rơle trung gian - M: Động servo loại động chiều 24V; 20W 3.1.2 Nguyên lý hoạt động mạch: - Để thay đổi tần số máy phát máy phát công tác độc lập thay đổi lượng tải tác dụng máy phát công tác song song ta việc thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho Diesel cách điều khiển động servo tác động lên nhiện liệu Nguồn xoay chiều từ máy phát số qua biến áp chỉnh lưu biến đổi thành điện áp chiều 24V cấp cho mạch điều khiển động sẵn sang hoạt động * Điều chỉnh tần số phân bố tải tác dụng tay: Khi tần số máy phát thấp nhận tải tác dụng ta đưa tay điều khiển SA89.2 vị trí RAISE điện áp cấp cho rơle K89.4 Rơle có điện làm cho tiếp điểm K89.4(1-9) mở khiến rơle trung gian K89.3 khơng thể có điện, đồng thời đóng tiếp điểm K89.3(7-11 6-10) cấp nguồn 24V cho động servo hoạt động đưa nhiên liệu vào máy nhiều làm cho tần số máy phát tăng lên hay máy phát nhận nhiều tải tác dụng 38 Khi tần số máy phát cao nhận nhiều tải tác dụng ta đưa tay điều khiển SA89.2 vị trí LOWER điện áp cấp cho rơle K89.3 Rơle có điện làm cho tiếp điểm K89.3(1-9) mở khiến rơle trung gian K89.4 khơng thể có điện, đồng thời đóng tiếp điểm K89.4(7-11 6-10) cấp nguồn 24V cho động servo hoạt động theo chiều ngược lại đưa nhiên liệu vào máy làm cho tần số máy phát giảm xuống hay máy phát nhận tải tác dụng Khi hai máy phát công tác song song với mà phân bố tải tác dụng không để phân bố lại tải tác dụng cho hai máy phát ta đưa tay điều khiển lượng nhiên liệu máy phát nhận nhiều tải tác dụng sang vị trí LOWER đưa tay điều khiển máy nhận tải tác dụng sang vị trí RAISE tải tác dụng hai máy cân dừng lại * Tự động điều chỉnh tần số phân chia tải tác dụng máy tính: Khi tần số máy phát số thấp nhận tải tác dụng, máy tính cảm biến phát lệnh điều khiển làm đóng tiếp điểm PMSDG1 (65-66) vào làm cho rơle K89.4 có điện cấp điện cho động servo tăng nhiên liệu vào máy tương tự ta đưa tay điều khiển sang vị trí RAISE Khi tần số máy phát số cao nhận nhiều tải tác dụng, máy tính đóng tiếp điểm PMSDG1 (63-64) vào làm cho rơle K89.3 có điện cấp điện cho động servo giảm nhiên liệu vào máy tương tự ta đưa tay điều khiển sang vị trí LOWER Khi hai máy phát cơng tác song song máy tính tự động giám sát điều chỉnh lượng nhiên liệu vào hai máy để lượng tải tác dụng hai máy cân 3.4 Tự động phân chia tải vô công cho máy phát công tác song song - Việc phân chia tải vô công cho máy phát công tác song song tàu 53000 sử dụng phưong pháp nối dây cân phía xoay chiều Phương pháp thực sau: 39 QF-DG1 QF-DG1 QF-DG1 K105.21 K85.21 K125.21 S1 S1 S1 S2 S2 S2 TA81.24 AVR1 G1 AVR3 AVR2 G3 G2 Hình 3.1: Phân bố tải vơ công máy phát công tác song song - TA81.24 biến dòng lấy tín hiệu dòng máy phát, cuộn thứ cấp biến dòng nối với hai đầu C1-C2 AVR Các đầu C3-C4 AVR nối nối tiếp với đầu C3-C4 AVR máy phát khác hình vẽ - Giả sử máy phát số công tác độc lập (chí có máy phát số1 cấp nguồn lên lưới) tiếp điểm K105.21 K125.21 đóng lại làm cho cuộn C3C4 AVR1 ngắn mạch, máy phát công tác độc lập - Khi máy phát công tác song song với tiếp điểm K85.21, K105.21 K125.21 mở làm cho dòng chạy cuộn C3-C4 AVR máy phát phụ thuộc vào dòng máy phát mà phụ thuộc vào dòng máy phát khác Gỉa sử dòng máy phát số1 lớn nhận nhiều tải vơ cơng làm cho dòng C3-C4 máy phát số lớn nhất, lúc xuất dòng chạy dây cân sang cuộn C3-C4 máy phát khác làm cho thay đổi dòng 40 kích từ máy phát Các máy phát tự động phân chia tải vô công  Như thay đổi tải vô công máy máy cảm nhận thông qua biến dòng, nhờ ln đảm bảo cân tải vô công máy phát công tác song song 3.5 Các mạch đo hoạt động (trang 082,083): 3.4.1 Giới thiệu phần tử có mạch: HR: Đồng hồ đo thời gian hoạt động máy phát KW: Oát kế đo công suất máy phát Voltage Buit-up Relay: Rơle bảo vệ điện áp thấp Voltmeter Switch (SA82.9): Công tắc xoay để đo điện áp pha máy phát, có vị trí là: OFF; RS; ST; TR; BUS Ammeter Switch(SA82.6): Công tắc xoay để chọn đo dòng điện pha, có vị trí là: O-R-S-T A: Ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua pha V : Vôn kế dùng để đo điện áp pha máy phát số1 F: Tần số kế dùng để đo tần số máy phát lưới Current Transduce: Bộ biến đổi dòng Power Transduce: Bộ biến đổi cơng suất Freq Transduce: Bộ biến đổi tần số 3.4.2 Hoạt động mạch đo a Mạch đo thời gian - Mạch đo thời gian hoạt động hệ thống: Khi máy phát hoạt động, điện áp máy phát cấp đến đồng hồ đo thời gian HR đếm thời gian hoạt động máy phát b Mạch đo cơng suất - Tín hiệu dòng tín hiệu áp máy phát qua biến đổi dòng TA81.21, TA81.22 biến đổi áp TP81.73/74 máy phát cấp cho đồng hồ KW để đo công suất tác dụng máy phát 41 c Mạch đo dòng điện - Dòng điện máy phát lấy sau aptomat thơng qua biến dòng TA81.25, TA81.26, TA81.27, qua cơng tắc chuyển mạch SA82.6 Muốn đo dòng điện pha ta để cơng tắc lựa chọn vị trí đó, ampe kế thị dòng điện cần đo Khi khơng đo dòng điện pha cần tháo ampe kế để kiểm tra, sửa chữa ta để công tắc lựa chọn vị trí “0” nối ngắn mạch lại trước tháo ampe kế d Mạch đo điện áp tần số - Điện áp máy phát lấy thông qua biến áp đo lường qua công tắc chuyển mạch SA82.9 tới vôn kế tần số kế Muốn đo điện áp tần số pha để cơng tắc lựa chọn vị trí Cơng tắc SA82.9 có vị trí tương ứng với đo điện áp pha “R-S”, “S-T”, “T-R”, điện áp BUS vị trí “OFF” 3.6 Các mạch bảo vệ có bảng điện chính: (trang 082) 3.5.1 Mạch bảo vệ điện áp thấp: - Tín hiệu áp máy phát đưa vào chân B2, C, A1, A2 Voltage Built Up relay Khi tín hiệu điện áp máy phát lớn tín hiệu đặt 95%Uđm có tín hiệu điều khiển làm cho rơle K82.8 có điện, sau thời gian trễ đóng tiếp điểm K82.8 trang 084 để sẵn sàng cấp điện cho mạch đóng aptomat lên lưới chế độ tự động Nếu điện áp máy nhỏ 95% Uđm tiếp điểm K82.8 mở ta khơng thể điều khiển tự động đóng aptomat lên lưới 3.5.2 Mạch bảo vệ tải cho máy phát: - Ta xét trường hợp cho máy phát số : + Khi máy phát bị tải RMC-122D hoạt động làm cho rơle K82.3 có điện + Nếu máy phát bị tải nhỏ sau 20 giây tiếp điểm 13-14/K82.3 trang 182 đóng vào làm cho rơle K182.2 có điện : 42 - Tiếp điểm 03-04/K182.2 trang 185 đóng vào cấp điện cho cuộn nhả aptomat cấp điện cho thiết bị làm hàng CCR1-CCR4 (Cargo Crane), cắt chúng khỏi lưới - Các tiếp điểm 21-22/K182.2/192 13-14/K182.2/242 đảo trạng thái để đưa tín hiệu báo tải máy phát tới mạch điều khiển đèn máy tính báo máy phát bị tải + Nếu máy phát chưa hết tải sau thời gian trễ 67-68/K182.2 trang182 đóng vào làm cho rơle K182.5 có điện làm cho : - Tiếp điểm 03-04/K182.5 trang 185 13-14&43-44&53-54&73-74 trang 186 đóng vào cấp điện cho cuộn nhả Áptômát, ngắt bớt số phụ tải khỏi lưới - Các tiếp điểm 21-22/K182.5 trang 192 63-64/K182.5/242 đảo trạng thái đưa tín hiệu báo tải tới đèn báo máy tính Từ khối điều khiển gửi tín hiệu tới đèn báo tải chuông báo tải cho máy phát + Nếu máy phát bị tải lớn tiếp điểm 6-7/K82.3 trang 93 đóng lại đưa tín hiệu vào khối No.1 D/G PMS Interface để điều khiển lệnh mở Áptơmát máy phát số khỏi lưới đồng thời đưa tín hiệu tới báo động tải cho máy phát đèn còi 3.5.3 Bảo vệ cơng suất ngược cho máy phát (trang 082): Khi máy phát xảy tượng công suất ngược ngưỡng đặt rơle bảo vệ cơng suất ngược khối RMP-121D ( Reverse Power Relay) hoạt động gửi tín hiệu tới làm cho rơle K82.2 có điện Sau thời gian trễ 10 giây tiếp điểm 7-8/K82.2 trang 85 đóng làm cho rơle K85.5 có điện: + Tiếp điểm 7-11/K85.5 trang 85 đóng vào cho rơle K85.7 có điện: + Tiếp điểm 8-12/K85.7 trang 85 đóng vào để tự trì cho K85.7 + Tiếp điểm 1-9/K85.7 trang 84 mở làm cho cuộn giữ MN điện làm cho Áptơmát máy phát mở + Tiếp điểm 7-11/K85.7/086 đóng vào cấp điện cho đèn S6 sáng (S6 nút ấn có đèn đùng để reset Áptơmát máy phát sau xảy cố) 43 + Tiếp điểm 6-10/K85.5/093 đóng vào đưa tín hiệu máy phát bị công suất ngược vào khối PMS + Tiếp điểm 5-9/K85.5 trang 242 đóng vào đưa tín hiệu vào PLC điều khiển đèn báo chng báo máy phát bị công suất ngược + Để điều khiển đóng aptomat máy phát số vào lưới sau bị cố ta phải ấn nút reset SB85.7 để reset lại mạch điều khiển áptômát 3.5.4.Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát: - Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển thực cầu chì - Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực thực aptomat Giả sử máy phát số bị ngắn mạch Khối „„CONTROL UNIT‟‟ tác động ngắt ACB số khí 3.5.5 Bảo vệ tần số thấp cho trạm phát: (trang 083): Tín hiệu áp máy phát từ trang 081 đưa vào chân 17-19 khối Freq Transducer (FT83.4), đầu biến đổi đưa vào đầu 3-4 PMS Khi tần số máy phát nhỏ tần số cho phép có tín hiệu từ chuyển đổi FT83.4 đưa đến PMS PMS đóng tiếp điểm trang 085 vào làm cho rơle K85.9 có điện rơle K85.9 có điện làm cho: Tiếp điểm K85.9 trang 084 mở làm cho cuộn giữ MN aptomat điện, aptomat máy phát khơng thể đóng vào lưới Tiếp điểm K85.9 trang 085 mở làm cho reset aptomat tần số máy phát thấp Khi tần số máy phát gần định mức khối PMS mở tiếp điểm làm cho rơle K85.9 điện mạch điều khiển trở lại hoạt động bình thường 44 KẾT LUẬN Sau 10 tuần kể từ lúc nhận làm đề tài tốt nghiệp với hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy giáo Th.s Hứa Xuân Long với tất thầy cô giáo khoa Điện – Điện Tử nỗ lực cố gắng thân em hoàn thành đề tài với nội dung sau: Chương 1: Tổng quan trạm phát điện tàu thủy Chương 2: Cấu tạo bảng điện Schneider Chương 3: Nguyên tắc hoạt động bảng điện Schneider Trong q trình làm đề tài em biết hệ thống điện có tàu thủy, giúp em có cách nhìn tổng quan tàu thủy, khoảng thời gian để em cố lại kiến thức sau năm học vừa qua, từ rút kinh nghiệm, học quý báu trang bị cho thân sau trường Nhưng với thời gian ngắn kiến thức hạn chế nên đề tài em khơng tránh thiếu sót em mong nhận giúp đỡ bảo thầy cô bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hải phòng, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Văn Thắng 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Thanh Sơn Trạm phát điện tàu thủy Nhà xuất giao thông vận tải Hà Nội 2000 Lưu Đình Hiếu Truyền động điện tàu thủy Nhà xuất xây dựng 2004 Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ Máy điện 1, 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2001 46 ... gian thực tập nhà máy đóng tàu Bạch Đằng Được đồng ý ban chủ nhiệm khoa Điện- Điện Tử, em nhận đề tài tốt nghiệp Nghiên cứu trạm phát điện hãng Schneider dùng tàu đóng Việt Nam ” Trong thời gian... thống có bảng điện 2-Nhóm phụ tải quan trọng; 3- Nhóm phụ tải quan trọng; 4- Nhóm phụ tải quan trọng 1.3 Các hình thức bảo vệ có trạm phát điện tàu thủy Máy phát điện trạm phát điện tàu thủy cần... vệ điện áp thấp cho trạm phát - Ngày máy phát điện xoay chiều hãng lớn giớ 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