BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ATS DÙNG LOGO SIEMENS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU VIỆN CNTT - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ -o0o - BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TỦ ATS DÙNG LOGO SIEMENS GVHD: ThS PHẠM NGỌC HIỆP SVTH : NGUYỄN HỮU CHÂU MSV: 15032239 BÙI VĂN HUY MSV: 15031388 LỚP : DH15DC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN VŨNG TÀU, THÁNG 06 NĂM 2019 Báo cáo khoa học GVHD: ThS.Phạm Ngọc Hiệp LỜI CÁM ƠN Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với cố gắng nỗ lực thân với giúp đỡ bảo tận tình thầy giáo ThS Phạm Ngọc Hiệp đồ án tốt nghiệp, em hoàn thành xong đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu cung cấp cho em kiến thức quý báu làm tảng cho nghiên cứu em đồ án Và sau cùng, xin cám ơn tất bạn bè, đồng nghiệp ln có hỗ trợ, động viên, giúp đỡ ngày hoàn thành đề tài này.Trong q trình hồn thành báo cáo đồ án, với kiến thức hạn chế nên khó tránh khỏi khiếm khuyết Em mong nhận nhận xét, góp ý thầy giáo để thiết kế em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn ! Vũng Tàu, ngày 02 tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Hữu Châu Bùi Văn Huy Báo cáo khoa học GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 0.1 Đặt vấn đề 0.2 Tính cần thiết đề tài 0.3 Mục tiêu, nhiệm vụ giới hạn đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hệ thống ATS 1.1.1 Thiết bị cấp nguồn liên tục UPS 1.1.2 Thiết bị tự động chuyển nguồn ATS 1.2 Phân loại hệ thống ATS 1.2.1 ATS lưới - lưới 10 1.2.2 ATS lưới - máy phát 11 1.3 Cấu tạo ATS 13 1.3.1 Cấu tạo chung ATS 13 1.3.2 Nguyên lý hoạt động ATS 15 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ LOGO SIEMENS 2.1 Giới thiệu chung LOGO! 19 2.1.1 Cách nhận dạng LOGO! 20 2.1.2 Tổng quan version họ LOGO! 21 2.1.3 Khả mở rộng LOGO! 22 2.1.4 Cách đấu dây cho LOGO! 230RC 22 2.2 Các hàm LOGO! 23 2.3 Lập trình phần mềm LOGO! SOFT 24 2.3.1 Thiết lập kết nối PC-LOGO! 24 2.3.2 Sử dụng phần mềm LOGO! soft 25 CHƯƠNG 3: NGUỒN MÁY PHÁT ĐIỆN DIESEL 3.1 Máy phát diesel 28 Báo cáo khoa học GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp 3.1.1 Vai trò máy phát điện diesel 28 3.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 29 3.1.3 Những yêu cầu thực tự động hóa nguồn dự phòng diesel 32 3.1.4 Lựa chọn máy phát điện 33 CHƯƠNG 4: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN BẰNG PHẦN MỀM LOGO V8 4.1 Tính toán lựa chọn mạch động lực 35 4.1.1 Chức nhiệm vụ khối 36 4.1.2 Khối đo lường so sánh ATS 36 4.2 Thiết kế mạch điều khiển hoạt động ATS 38 4.2.1 Nhận xét 38 4.2.2 Phương án dùng LOGO! 39 CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận 48 5.2 Hướng phát triển đề tài 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Chương Mở đầu GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG: MỞ ĐẦU 0.1 Đặt vấn đề Cùng với nghiệp cơng nghiệp hố, đại hố đất nước năm gần đây, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Thương mại, dịch vụ chiếm tỷ lệ ngày quan trọng kinh tế quốc dân thực trở thành khách hàng quan trọng ngành điện lực Các khách sạn quốc doanh, liên doanh, tư nhân ngày nhiều, ngày cao tầng, kèm với thiết bị nội thất ngày cao cấp, sang trọng Mức sống tăng nhanh khách nước đến khách sạn tăng theo Đặc biệt với sách mở cửa khách sạn ngày thu hút nhiều khách quốc tế đến tham quan, du lịch công tác Việt Nam Khu vực khách hàng để điện Nhằm mức điện đảm bảo liên tục cấp điện tùy thuộc vào tính chất yêu cầu phụ tải Đối với công trình quan trọng cấp quốc gia Hội trường Quốc hội, Nhà khách phủ, Ngân hàng Nhà nước, Đại sứ quán, khu quân sự, sân bay, hải cảng, khách sạn cao cấp phải đảm bảo cấp điện mức độ cao nhất, nghĩa với tình không để điện Những đối tượng kinh tế nhà máy, xí nghiệp tổ hợp sản xuất tốt đặt thêm máy phát dự phòng, điện lưới dùng máy phát điện cấp điện cho phụ tải quan trọng lò, phân xưởng sản xuất 0.2 Tính cần thiết đề tài Các khu công nghiệp khách hàng tiêu thụ điện lớn Trong tình hình kinh tế thị trường nay, xí nghiệp lớn nhỏ, tổ hợp sản xuất phải tự hạch toán kinh doanh cạnh tranh liệt chất lượng giá sản phẩm Điện thực đóng góp phần quan trọng vào lỗ lãi xí nghiệp Nếu tháng xảy điện ngày trở lên xí nghiệp khơng có lợi nhuận thua lỗ Chất lượng điện xấu (chủ yếu điện Báo Cáo Khoa Học Chương Mở đầu GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp áp thấp) ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây thứ phẩm, phế phẩm, giảm hiệu xuất lao động Chất lượng điện áp đặc biệt quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hóa chất, xí nghiệp chế tạo lắp đặt khí điện tử xác Vì đảm bảo độ tin cậu cung cấp điện nâng cao chất lượng điện mối quan tâm hàng đầu đề án thiết kế cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp 0.3 Mục tiêu, nhiệm vụ giới hạn đề tài * Mục tiêu - Tăng độ tin cậy cung cấp điện, làm giảm sơ đồ cung cấp điện, giảm máy biến áp đường dây phải làm việc song song * Nhiệm vụ - Thiết kế hệ thống chuyển nguồn tự động ATS sử dụng PLC LOGO - Đưa mơ hình ATS sử dụng PLC LOGO * Giới hạn đề tài - Đề tài tìm hiểu việc “Thiết kế hệ thống ATS sử dụng PLC LOGO” Không bao hàm tất đề tài khác khơng chun sâu người có kinh nghiệm lâu năm Những vấn đề tìm hiểu có giới hạn kiến thức Báo Cáo Khoa Học Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ATS 1.1 Tổng quan hệ thống ATS Trong q trình vận hành sử dụng lưới điện khơng thể tránh khỏi cố, mức độ thiệt hại cố gây lớn, chí nguy hiểm đến tính mạng người Do cần phải hạn chế mức thấp thiệt hại cố gây Khái niệm cố hiểu bao gồm: Mất điện, pha, lệch pha, cao áp, thấp áp trị số cho phép Ngày công nghiệp sinh hoạt ngày có loại phụ tải khơng phép điện hay có cố dù thời gian ngắn, điều gây thiệt hại nghiêm trọng người cho Ví dụ nguồn điện cấp cho thiết bị cấp cứu bệnh viện điện thời gian ngắn lấy mạng sống nhiều bệnh nhân Hay nguồn điện cấp cho trung tâm điện toán, hệ thống SCADA- hệ thống kiểm tra điều khiển thu thập liệu điện tồn số liệu theo dõi trình điều khiển khơng hoạt động được, cơng trình quan trọng cấp quốc gia Hội trường quốc hội, Nhà khách phủ, Ngân hàng nhà nước, đại sứ quán nước, khu quân sự, sân bay, hải cảng… Một số cơng trình lĩnh vực thương mại dịch vụ, du lịch khách sạn cấp cao, khu trung tâm thương mại, siêu thị hàng hóa… Đối với tất hộ tiêu thụ đặc biệt cần phải cấp điện cách liên tục để tránh gây thiệt hại Lúc ngồi nguồn lưới điện hộ tiêu thụ loại cần xây dựng nguồn dự phòng để có cố với nguồn điện Tương ứng với cần phải có thiết bị thực việc cấp nguồn liên tục cho phụ tải đặc biệt Hiện có loại thiết bị đảm bảo yêu cầu là: - Thiết bị cấp nguồn liên tục UPS (Uninterrupting Power Supply) - Thiết bị tự động chuyển nguồn ATS (Automatic Transfer Switch) 1.1.1 Thiết bị cấp nguồn liên tục UPS: Là thiết bị cấp điện cho phụ tải lưới điện có chất lượng không đạt yêu cầu.P Thiết bị cấp nguồn liên tục dùng cho phụ tải đặc biệt quan trọng Báo cáo khoa học Trang Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp cần nguồn liên tục thiết bị cấp cứu ngành y tế, máy tính cá nhân trung tâm điện toán… UPS chế tạo với dãy công suất từ vài trăm W đến vài trăm kW, đáp ứng cho loại phụ tải khác Công suất UPS phụ thuộc vào nguồn dự phòng thường acqui công suất biến đổi Dung lượng nguồn acqui thường không lớn nên thời gian cấp nguồn UPS thường không dài phụ tải điện lâu dài sau thời gian làm việc để giải nhiệm vụ cấp thiết, sau UPS dừng làm việc Hiện thường có loại UPS loại có chuyển mạch loại không chuyển mạch Sơ đồ khối loại UPS hình 1.1 vẽ dưới: Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống UPS - AQ: Khối accqui - CL: Khối chỉnh lưu - NL: Khối nghịch lưu - CM: Khối chuyển mạch - Lọc: Khối lọc thành phần sóng bậc cao Loại UPS có chuyển mạch (hình 1.1.a) Khối AQ nạp qua chỉnh lưu trạng thái chờ lúc chuyển mạch nối với lưới Khi lưới chuyển mạch tự động chuyển tải phía AQ Điện chiều từ AQ qua nghịch lưu biến đổi thành điện xoay chiều với điện áp tần số phù hợp với tải Với công suất thấp, khối chuyển mạch rơle điện cơng suất cao chuyển mạch thường dùng van bán P-N, làm việc chế độ đóng ngắt Đặc điểm UPS kiểu cấu tạo đơn giản, điện áp chưa thật chuẩn thiếu lọc, thời gian tác động chậm phải qua chuyển mạch thường chế tạo với cấp cơng suất đến kW Loại UPS khơng có chuyển mạch (Hình 1.1.b) Điện lưới xoay chiều chỉnh lưu chuyển thành điện chiều, vừa nạp cho AQ, vừa đưa đến nghịch lưu lọc cấp cho phụ tải Loại UPS có cấu Báo cáo khoa học Trang Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp tạo phức tạp có nhiều ưu điểm loại Với tiến kỹ thuật điện tử điều khiển, loại UPS dùng rộng rãi hệ cấp nguồn đòi hỏi chất lượng cao Cả hai loại UPS có chung nhược điểm thời gian hoạt động khơng dài phụ thuộc nhiều vào dung lượng AQ Cần lưu khối AQ đóng vai trò đặc biệt quan trọng phận dễ hỏng hóc cơng tác bảo vệ chăm sóc AQ vơ quan trọng, phải thực thường xuyên theo chế độ định Chính nhược điểm lớn mà UPS khơng sử dụng rộng rãi thiết bị tự động chuyển nguồn ATS hộ tiêu thụ đặc biệt nói 1.1.2 Thiết bị tự động chuyển nguồn ATS a Tổng quan công dụng hệ thống ATS Vấn đề đảm bảo tính liên tục hệ thống cung cấp điện nhu cầu cần thiết cho sinh hoạt, quan Nhà nước, đặc biệt sản xuất công nghiệp.…Một phương pháp thường sử dụng để đảm bảo tính nói việc cung cấp điện sử dụng hệ thống chuyển mạch tự động ATS ATS (Automatic Transfer Switch) hệ thống điều khiển dùng chuyển đổi phụ tải Load, cung cấp từ lưới điện (Main Utility) sang nguồn dự phòng dùng máy phát điện (Generator); lưới điện xảy cố (mất điện, pha, điện áp nguồn giảm thấp hay tăng cao, ) Khi lưới điện hoạt động ổn định bình thường trở lại: hệ thống ATS chuyển đổi phụ tải vận hành với lưới điện sau cắt dừng máy phát điện dự phòng Hình 1.2: Sơ đồ khối hệ thống ATS Báo cáo khoa học Trang Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Hình 1.3: Sơ đồ kết nối hệ thống ATS với lưới điện Việc chuyển đổi phụ tải từ nguồn điện lưới sang nguồn máy phát dự phòng (hay ngược lại) hoạt động theo chế độ tự động (nếu chọn trạng thái hoạt động AUTO cho hệ thống ATS) điều khiển tay (nếu hệ thống ATS vận hành chế độ HANDY hay MANUAL Sơ đồ khối hệ thống Tủ ATS (loại có hai nguồn cung cấp vào ATS) mơ tả (hình 1.2) b Các nhiệm vụ ATS Các nhiệm vụ ATS liệt kê sau: Khi có cố xảy (mất pha, thấp áp, áp, nguồn) nguồn điện lưới chính, ATS có nhiệm vụ: - Ngừng cung cấp nguồn lưới vào phụ tải - Khởi động động sơ cấp (máy nổ Diesel) - Đóng nguồn điện cung cấp từ máy phát vào phụ tải Trong trình máy phát cung cấp cho phụ tải (thay cho nguồn lưới xảy cố); Nếu nguồn điện lưới có lại tình trạng ổn định, nhiệm vụ ATS lúc là: - Ngắt nguồn điện cung cấp từ máy phát khỏi phụ tải Báo cáo khoa học Trang Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MƠ HÌNH HỆ THỐNG ATS 4.1 Tính tốn lựa chọn mạch động lực Qua cách phân tích phương án ưu nhược điểm loại khí cụ điện chuyển mạch kết hợp với xem xét thực tế ta lựa chọn cấu chuyển mạch kiểu bập bênh đóng cắt nam châm phương án động lực tối ưu cho hộ tiêu thụ quan trọng Để minh họa cho hoạt động tủ ATS, ta sử dụng chuyển mạch kiểu bập bênh hãng AIJES Với thơng số tính tốn phụ kiện kèm theo dòng điện điện áp định mức từ công suất định mức 100 kVA sau: Phần khung: - Sử dụng Alu làm thành khung gá thiết bị - Cầu đấu: loại nhỏ cho mạch điều khiển 3.2 chân, loại lớn cho mạch động lực 2.2 chân - Ray lắp Rơle, chuyển nguồn, cầu chì LOGO: 40cm Phần điện: - CB16a: - Rơle trung gian 12v loại chân: loại 12V, 10A - Đồng hồ báo Vol: loại 0-30v - Đèn báo: đèn báo chế độ làm việc 12V, 2-22A - công tắc Auto-Man - vôn kế thang đo từ 0-500V - Bộ chuyển nguồn AIJES pha, 220v, 63A - Pin 18650 mô cho acquy: - LOGO loại đầu vào đầu 12/24VDC, Siemens LOGO! 12/24RCE - Cáp động lực 4m loại 50 mm2 0,6 - 1kV Dây loại 1,5 mm2 - Cáp khiển 0.7 mm2 Báo cáo khoa học Trang 35 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp 4.1.1 Chức nhiệm vụ khối Khối ĐL&SS: làm nhiệm vụ theo dõi giám sát thu thập tin tức đối tượng điều khiển so sánh thông số thu với giá trị ngưng đặt trước cấp tín hiệu cho khâu tiếp sau mạch hoạt động Ngồi phận có thêm nhiệm vụ cách ly mạch điều khiển với điện áp cao thông qua việc sử dụng máy biến dòng máy biến điện áp Khối điều khiển ĐK: khối quan trọng thiết bị tự động, khối nhận tín hiệu cố từ khối ĐL&SS tiến hành xử lý tín hiệu đưa tín hiệu tác động cấu chấp hành chuyển nguồn Khối xử lý tín hiệu nhằm bảo đảm cho ATS hoạt động theo giản đồ thời gian hoạt động nói chương I Khối delay CH: Khâu tạo khoảng trễ, biến đổi dạng tín hiệu, khuếch đại tín hiệu đòi hỏi nguồn điều khiển có cơng suất cao 4.1.2 Khối đo lường so sánh ATS Muốn điều khiển hoạt động đối tượng cần phải biết trạng thái làm việc thơng qua thông số đối tượng để làm điều cần phải có khối ĐL&SS Trong mạch điều khiển hoạt động ATS có khối ĐL&SS ln theo dõi tình trạng làm việc nguồn điện nguồn dự phòng Các thơng số thu sau tiến hành so sánh với giá trị đặt vượt qua giá trị tác động tới mạch điều khiển Đầu vào khối đo lường so sánh đại lượng liên tục lấy trực tiếp từ nguồn điện áp dòng điện, thơng số đầu tín hiệu rời rạc đầu khối thường rơle điện hay rơle bán P-N Một khối ĐL&SS thông thường gồm phận phận đo lường cảm biến (bộ phận thu tín hiệu phận so sánh tín hiệu) Bộ phận thu tín hiệu: Thực việc đo lường cảm biến thông số nguồn điện phát cố xảy thông qua tin tức mà thu Bộ phận cuộn dây nam châm điện, biến đổi hay loại cảm biến khác Phần nối trực Báo cáo khoa học Trang 36 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp tiếp vào lưới điện thơng qua máy biến dòng hay máy biến điện áp nhằm cách ly điện áp cao với mạch điều khiển Bộ phận so sánh: Lấy tín hiệu đầu phần thu tín hiệu biến đổi thành tín hiệu chuẩn dễ dàng cho việc thực so sánh với giá trị ngưng đặt trước Cơ cấu so sánh cấu điện đại lượng so sánh lực momen quay, cấu so sánh có mạch điện tử bán P-N dùng khuếch đại thuật toán Trong ATS khối ĐL&SS cần phải cung cấp tín hiệu cố lưới điện để tác động đến cấu chấp hành chuyển tải sang nguồn dự phòng Các cố sau cần phải nhận biết rõ bao gồm: Mất điện, pha, sụt áp, áp, đối xứng mức Sau ta xây dựng mạch nhận dạng cố lưới điện gồm: mạch nhận dạng lưới điện, pha Chất lượng điện đánh giá qua tiêu tần số điện áp, tiêu tần số quan điều khiển hệ thống lưới điện quốc gia điều chỉnh Do ta xét đến việc bảo đảm chất lượng điện áp nguồn cấp cho phụ tải Trong q trình truyền tải khơng thể tránh khỏi cố điện áp áp, cực tiểu điện áp Nói chung thiết bị hạ áp cho phép dao động điện áp phạm vi 10% điện áp định mức Nên bảo vệ điện áp vấn đề quan trọng Khi xảy cố điện hay sụt áp mức cho phép lúc làm cho động không đồng pha khơng khởi động được, mang tải gây tải việc xảy thời gian dài gây cháy hỏng thiết bị điện Mất lưới, sụt áp làm hệ thống máy tính hết liệu tại, hệ thống chiếu sáng không đủ sáng tới mức cần thiết Nếu tượng áp xảy làm cho thiết bị điện hư hỏng cách điện nguy hiểm trình vận hành Khi có cố xảy mạch ATS phải khởi động máy phát dự phòng sau 5s để đảm bảo khỏi lưới giả Để thực việc bảo vệ điện áp lúc ta sử dụng loại rơle điện áp sau: - Rơle điện áp kiểu điện từ - Rơle điện áp kiểu bán P-N - Rơle điện áp kiểu vi mạch - Rơle điện áp kiểu số Các rơle mắc trực tiếp vào lưới điện hay mắc qua máy biến dòng điện hay máy biến điện áp Tín hiệu điều khiển cấp cho mạch xử lý ATS Báo cáo khoa học Trang 37 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Do điều kiện kinh tế q trình mơ nên nhóm định lựa chọn phương án dùng Rơ le trung gian để bảo vệ pha điện áp Sơ đồ nguyên lý bảo vệ pha sau: Hình 4.1 Sơ đồ mạch động lực hệ thống ATS Giải thích nguyên lý hoạt động: Khi lưới hoạt động bình thường tiếp điểm rơ le trung gian pha bên lưới đóng tiếp điểm thường mở rơ le trung gian Đèn báo sáng bên cạnh mở tiếp điểm thường đóng tiếp điểm thường đóng nối tiếp rơ le trung gian Gửi tín hiệu “0” so sánh tiếp tục điều khiển mạch động lực để bảo vệ thiết bị 4.2 Thiết kế mạch điều khiển hoạt động ATS: 4.2.1 Nhận xét Khi dựng linh kiện đóng ngắt thông thường để xây dựng mạch điều khiển hoạt động cấu đo lường theo dõi lưới điện máy phát dự phòng bao gồm mạch Báo cáo khoa học Trang 38 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp bảo vệ theo sơ đồ nguyên lý phía làm cho mạch điện vơ phức tạp tiến hành lắp đặt khó tránh khỏi nhầm lẫn làm mạch hoạt động với độ tin cậy không cao Mặt khác, thiết bị khí mắc với khơng thể bảo đảm hoạt động tốt tuyệt đối mà thường xuyên xảy hỏng hóc kẹt mắc cấu chuyển động khí Hiện kỹ thuật số phát triển mạnh rơle số đời thay khí cụ điện đóng ngắt thông thường làm giảm nhẹ bớt mức độ phức tạp cho mạch điện Trong trường hợp ta dùng rơle trung gian để thực việc bảo vệ lưới điện 4.2.2 Phương án dùng LOGO a Giới thiệu đôi nét LOGO BM 12/24RCE Với giải pháp dùng LOGO tiết kiệm chi phí, thời gian lắp đặt, không gian tủ điều khiển thay cho bảng mạch điều khiển ta dựng modul chức LOGO thiết bị gọn nhẹ khả dung lượng nhớ lớn, tính làm việc đa dạng nhiều, phạm vi sử dụng rộng hơn, số đầu vào đầu nhiều có khả điều khiển cho nhóm thiết bị cơng tác Tất chức dược tích hợp sẵn bên ta cần dựng phương án liên kết khâu lại với tạo thành mạch điều khiển nên thay đổi hoạt động điều khiển cách dễ dàng mà không cần phải dây lại LOGO có giao diện với người sử dụng gồm hình bàn phím tiện lợi đồng thời độ tin cậy làm việc cao, tốc độ nhanh chóng, chúng có khả thơng báo trạng thái đầu vào Khả kết nối với thiết bị đại tốt Dưới thông số LOGO BM 12/24RCE hãng SIEMENS: Hình 4.2: Các khối chức LOGO BM 12/24RCE Báo cáo khoa học Trang 39 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp - Hỗ trợ nguồn: 12VDC 24VDC - Giới hạn áp trên: 28.8v - Giới hạn áp dưới: 10.8v - Bộ định thời lưu trữ 480h sau điện - Ngõ vào: 8(4 ngõ vào sử dụng analog) - Ngõ ra: 4(Relay) b Mạch điều khiển dùng LOGO Hình 4.3 Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống ATS Nguyên lý hoạt động Ngõ vào: - I1: ngõ vào báo lưới hoạt động Báo cáo khoa học Trang 40 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp - I2: ngõ vào báo máy phát hoạt động - I3: ngõ vào báo pha lưới - I4: ngõ vào báo pha máy phát - I5: ngõ vào báo chế độ tay tự động (auto/manu) Ngõ ra: Q1,Q2,Q3,Q4: ngõ cấp nguồn cho cuộn dây rơle trung gian AX1, AX2, AX3, AX4 - AX1 : Tắt máy phát - AX2 : Đề máy phát - AX3 : Điều khiển đóng lưới - AX4 : Điều khiển đóng máy phát c Lưu đồ thuật tốn: Hình 4.4 Lưu đồ thuật toán hệ thống ATS Báo cáo khoa học Trang 41 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp d Danh sách input output: Danh sách ngõ vào PLC NGÕ VÀO NGÕ RA Al1: Kiểm tra tín hiệu điện lưới Q1: Tắt máy Al2: Kiểm tra tín hiệu điện MF Q2: Đề Al3: Kiểm tra tín hiệu nhiệt độ Q3: Tín hiệu điện lưới Al4: Kiểm tra tín hiệu dầu Q4: Tín hiệu điện MF I3: Đầu vào NO vị trí đóng lưới I4: Đầu vào NO vị trí đóng máy phát I5: Trạng thái switch Auto-Manual e Viết chương trình phần mềm Logo V8.2: Báo cáo khoa học Trang 42 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Hình 4.5: Code chức Nguyên lý hoạt động: - Điện lưới đầu vào kiểm tra Al1 bắt đầu nhận tín hiệu có điện kiểm tra độ ổn định điện lưới Khi điện áp ổn định cho phép đóng lưới Đây nguồn ln ưu tiên đóng tải - Khi Al1 phát điện lưới ổn định, tụt áp lưới khoảng thời gian gửi tín hiệu lưới - Kiểm tra nhiệt độ nước làm mát máy phát mức dầu tín hiệu Al3, Al4 mức ổn định Sau cho phép khởi động máy phát Q2 - Khi máy phát hoạt động gửi tín hiệu Al2, đợi máy phát ổn định đóng tải sang máy phát - Khi có tín hiệu điện lưới hoạt động ổn định trở lại, ưu tiên đóng tải điện lưới Cho giữ máy phát khoảng thời gian chờ điện lưới ổn định tránh tình trạng điện lưới chập chờn khởi động máy phát nhiều lần - Sau gửi tín hiệu dừng máy phát có khoảng thời gian cắt lần nghỉ Báo cáo khoa học Trang 43 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Lượng dầu lại nhiệt độ thân máy cập nhật trạng thái liên tục đề đưa định có cho máy phát hoạt động hay không f Thiết kế Websever, điều khiển hệ thống từ xa qua internet Hình 4.6: Giao diện hiển thị trạng thái thông số realtime Hình 4.7: Giao diện cài đặt thơng số hoạt động qua internet Báo cáo khoa học Trang 44 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp g Thi cơng mơ hình chạy thử thực tế Hình 4.8a Hình 4.8b Báo cáo khoa học Trang 45 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Hình 4.8c Hình 4.8d Báo cáo khoa học Trang 46 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp Hình 4.8(a,b,c,d): Thi cơng mơ hình chạy thử nghiệm Báo cáo khoa học Trang 47 Chương GVHD: ThS Phạm Ngọc Hiệp CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận : • Ưu điểm - Hệ thống hoàn thiện với giá thành rẻ ~7 triệu cho hệ thống 63A phù hợp với nhu cầu nhà dân - Có hệ thống giám sát cài đặt trực quan qua internet với giao diện web - Đảm bảo nhu cầu hoạt động tốt trình thử nghiệm thực tế - Khối chuyển mạch không ngậm điện contactor, loại trừ trường hợp điện áp chập chờn, phát sinh tiếng ổn trình hoạt động • Nhược điểm: - Với số lượng ngõ vào analog ngõ hạn chế nên chưa đáp ứng số trường hợp phát sinh cố - Chưa sâu vào phần điều khiển máy phát trực tiếp qua website 5.2 Hướng phát triển đề tài: Để nâng cao tính phát triển hệ thống phù hợp với người dùng hơn, số tính phát triển thêm sau: - Điều khiển trực tiếp máy phát toàn hệ thống qua website - Giao tiếp với hệ thống, điều khiển, cài đặt cảnh báo thông qua SMS - Thêm tính thích hợp với hệ thống nguồn phát Diesel như: Xơng máy, mở/khóa van dầu, dự đốn cố - Tích hợp giải pháp bảo vệ chất lượng điện: OV, UV, tần số, thứ tự pha, pha, trung tính, sai thứ tự pha Báo cáo khoa học Trang 48 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS Lưu Văn Quang, Giáo trình Thực hành truyền động điện, Bộ mơn điện cơng nghiệp - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật [2] ThS Nguyễn Văn Ban, Giáo trình Điều khiển lập trình cỡ nhỏ, Bộ môn điện công nghiệp - Trường Cao đẳng nghề Đăklăk [3] ThS Lưu Văn Quang, Giáo trình thiết bị điều khiển điện, Bộ môn điện công nghiệp - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật [4] PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ (2001), Truyền Động Điện, NXB Đại học quốc gia Tp.HCM