Các giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điện tử dùng của nhà máy thủy điện đồng nai 4

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN BÁ PHONG CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số : 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS ĐOÀN ANH TUẤN Đà Nẵng - Năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Người cam đoan Nguyễn Bá Phong TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI Học viên: Nguyễn Bá Phong Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 Khóa:33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Trong giai đoạn nay, nhu cầu tiêu thụ lượng phục vụ sản xuất kinh doanh, phát triển kinh tế xã hội ngày tăng cao Tuy nhiên, nguồn lượng hóa thạch ngày cạn kiệt, ô nhiễm môi trường, nguồn lượng chưa thể thay việc sử dụng tiết kiệm lượng ln khuyến khích để đảm bảo an ninh lượng quốc gia Luận văn phân tích chứng minh tính hiệu thiết thực giải pháp, hàng năm tiết kiệm lượng điện khơng nhỏ góp phần kế hoạch sản xuất kinh doanh chung Cơng ty Ngồi ra, luận văn đề xuất xây dựng hệ thống giám sát điện tiêu thụ phụ tải tự dùng NMTĐ Đồng Nai 4, thơng qua hệ thống SCADA quản lý, giám sát điện tiêu thụ thông số vận hành hệ thống thiết bị nhà máy thông qua mạng truyền thông liệu Có thể nhanh chóng truy cập, theo dõi, thống kê số liệu thông số vận hành thiết bị, nâng cao hiệu quả lý vận hành nhà máy Các giải pháp đề xuất luận văn áp dụng hệ thống điện tự dùng nhà máy điện mà cịn áp dụng rộng rãi nhà máy xí nghiệp cơng nghiệp khác, góp phần việc tiết kiệm điện tồn hệ thống điện Việt Nam Từ khóa – Nhà máy thủy điện; hệ thống tự dùng; tiết kiệm điện; SCADA; giám sát ENERGY SAVINGS SOLUTIONS FOR USING SYSTEMS OFF DONGNAI HYDROPOWER PLANT Abstract - In the current period, the demand for energy for production and business, socioeconomic development is increasing However, fossil fuels are becoming increasingly depleted, and environmental pollution While new energy sources can not be replaced, energy-efficient use is always encouraged to ensure national energy security The thesis analyzes and demonstrates the effectiveness and practicality of each solution, which can save a large amount of electricity to contribute to the Company's general production and business plan In addition, the thesis proposed to build the power consumption monitoring system of self-loading trucks in Dong Nai hydropower plant, through SCADA system can manage, monitor power consumption and parameters Operation of the system at any device in the factory via data communication network Quickly access, monitor, and statistics the operating parameters of the equipment, improve the efficiency of the plant's operation The solutions and proposals of the dissertation are not only applied in the power system of the power plant itself, but also can be widely used in other industrial factories, contributing to the power savings of the entire power system in Vietnam Key words - Hydropower plants; using system; saving electricity; SCADA; oversight MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TĨM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn .2 Phương pháp nghiên cứu .2 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ MỘT SỐ .3 GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG .3 1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG 1.2 VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI 1.3 VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN Ở VIỆT NAM 1.4 CÁC BƯỚC TRIỂN KHAI THỰC HIỆN TIẾT KIỆM ĐIỆN 1.5 MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG HIỆN NAY 1.5.1 Hệ thống chiếu sáng 1.5.2 Hệ thống điều hịa khơng khí 1.5.3 Hệ thống bơm quạt: 1.5.4 Tiết kiệm điện hệ thống điện CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG TẠI NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 2.1.1 Thông tin chung Công ty .7 2.1.2 Ngành nghề sản xuất kinh doanh 2.1.3 Quá trình hình thành phát triển 2.1.4 Sơ đồ tổ chức Công ty 2.2 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 2.2.1 Tổng quan Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 2.2.2 Sơ đồ nối điện Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 2.2.3 Sơ đồ nối điện tự dùng Nhà máy Thủy điện Đồng Nai CHƯƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG NMTĐ ĐỒNG NAI .11 3.1 GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN Ở HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 11 3.1.1 Hiện trạng hệ thống chiếu sáng NMTĐ Đồng Nai 11 3.1.2 Tính tốn thơng số trạng hệ thống chiếu sáng nhà máy 12 3.1.2.1 Thiết bị chiếu sáng Tầng 330 12 3.1.2.2 Tầng 324,8 .13 3.1.2.3 Tầng 321 14 3.1.2.4 Tầng 315 14 3.1.2.5 Tầng 307 16 3.1.2.6 Tầng 300 17 3.1.2.7 Tầng 294 18 3.1.2.8 Tầng 288 18 3.1.2.9 Tầng 284 19 3.1.2.10 Tầng 277 20 3.1.3 Đề xuất giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng NMTĐ Đồng Nai 22 3.1.4 Tính tốn lựa chọn thiết bị chiếu sáng tầng sàn 23 3.1.4.1 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 330 .23 3.1.4.2 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 324,8: 24 3.1.4.3 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 321 .25 3.1.4.4 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 315 .25 3.1.4.5 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 307 .27 3.1.4.6 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 300 .28 3.1.4.7 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 294 .29 3.1.4.8 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 288 .30 3.1.4.9 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 284 .31 3.1.4.10 Tính tốn, lựa chọn bố trí thiết bị chiếu sáng cho tầng 277 32 3.1.5 Kết đạt .33 3.2 GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN HỆ THỐNG THƠNG GIĨ VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ NMTĐ ĐỒNG NAI 35 3.2.1 Mô tả hệ thống 35 3.2.2 Hiện trạng .35 3.2.3 Thông số thiết bị điện hệ thống .37 3.2.4 Giải pháp đề xuất 37 3.2.4.1 Sử dụng biến tần ABB .37 3.2.4.2 Sử dụng điều khiển PLC S7- 200 CPU 226 .41 3.2.5 Q trình lập trình cài đặt thơng số điều khiển cho S7-200 CPU 226 43 3.2.6 Tính toán kinh tế cho giải pháp 46 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG .47 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT TRIỂN KHAI HỆ THỐNG GIÁM SÁT TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ DÙNG CỦA NMTĐ ĐỒNG NAI .48 4.1 HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG 48 4.2 TỔNG QUAN SƠ ĐỒ KẾT NỐI SCADA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 48 4.2.1 Phân quyền, giám sát SCADA nhà máy thủy điện Đồng Nai .49 4.2.2 Các thiết bị mạng SCADA Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 49 4.3 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG VÀ KẾT NỐI HỆ THỐNG 51 4.3.1 Kết nối phần cứng PLC 51 4.3.2 Xây dựng sơ đồ SCADA giám sát tiêu thụ điện thông số vận hành hệ thống tự dùng phòng ĐKTT .52 4.3.3 Xây dựng chương trình giám sát phịng ĐKTT 53 4.3.4 Kết thực hiển thị máy tính phịng ĐKTT 55 4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG .56 KẾT LUẬN 58 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BCT CT NMTĐ ĐN3 NMTĐ ĐN4 P.ĐKTT PT : : : : : : Bộ Cơng Thương Biến dịng điện Nhà máy thủy điện Đồng Nai Nhà máy thủy điện Đồng Nai Phòng Điều khiểu trung tâm Biến điện áp DANH MỤC CÁC BẢNG Số Tên bảng hiệu Trang 3.1 Các thông số hệ thống chiếu sáng NMTĐ Đồng Nai 21 3.2 Kết tính toán hệ thống chiếu sáng NMTĐ Đồng Nai 34 3.3 3.4 3.5 3.6 Thống kê nhiệt độ môi trường theo mùa NMTĐ Đồng Nai Thống kê thời gian vận hành tổ máy NMTĐ Đồng Nai Thống kê công suất động quạt hệ thống thơng gió Thời gian cơng suất vận hành động quạt thơng gió NMTĐ Đồng Nai 36 36 37 40 3.7 Thông số kỹ thuật PLC S7 – 200 42 3.8 Kinh phí đầu tư thực cải tạo hệ thống thơng gió 47 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 Sơ đồ tổ chức Công ty thủy điện Đồng Nai Sơ đồ nối điện NMTĐ Đồng Nai Sơ đồ nối điện tự dùng NMTĐ Đồng Nai Hình ảnh thơng số đèn huỳnh quang T8-36W Đèn cao áp 400W chiếu sáng nhà Đèn Led tuýp T8 thông số kỹ thuật Đèn LED cao áp chiếu sáng nhà xưởng thơng số kỹ thuật Mặt bố trí chiếu sáng sàn 330 Mặt chiếu sáng sàn 324.8 Mặt chiếu sáng sàn 321 Mặt chiếu sáng khu vưc xưởng khí tầng 315 Mặt chiếu sáng sàn 315 Mặt chiếu sáng sàn 307 Mặt chiếu sáng sàn 300 Mặt chiếu sáng sàn 294 Mặt chiếu sáng sàn 288 Mặt chiếu sáng sàn 284 Mặt chiếu sáng sàn 277 Sơ đồ tổng thể hệ thống thơng gió NMTĐ Đồng Nai Hình ảnh biến tần ABB – ACS Sơ đồ đấu dây biến tần ABB – ACS 355 Thông số kỹ thuật dòng biến tần ABB – ACS 355 Sơ đồ khối mơ hình điều khiển thiết bị PLC S7 – 200 Bộ điều khiển PLC S7 – 200 CPU226 Sơ đầu đấu dây PLC S7200 - CPU 226 Bộ cài đặt thời gian FS4E Nhiệt kế điện tử ST-2 Sơ đồ kết nối hệ thống SCADA nhà máy thủy điện Đồng Nai Hình ảnh điều khiển PLC ABB AC800M Hình ảnh modul S800 I/O Dạng mạng kết nối kiểu duple Sơ đồ tổng quan kết nối hệ thống 10 12 12 23 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 23 24 25 25 26 27 28 29 30 31 32 32 36 38 38 39 41 42 42 43 43 49 50 51 51 51 Số hiệu 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 Tên hình Sơ đồ kết nối phần cứng PLC Sơ đồ kết nối SCADA giám sát điện tiêu thụ lên P.ĐKTT Cấu hình tín hiệu dịng điện điện áp PLC AC800M Cấu hình địa input dòng điện, điện áp PLC AC800M Xây dựng chương trình giám sát điện tiêu thụ thơng số vận hành Chương trình giám sát cảnh báo mức tiêu thụ điện PLC AC800M Màn hình giám sát điện tiêu thụ lên P.ĐKTT Trang 52 53 54 54 55 55 56 ... 4, 88 3,90 34. 199, 04 38.8 84. 308 40 .260.000 Tầng 2 94 24 1 84 226,99 200 3,68 2, 94 25.789 ,44 29.322.593 30.360.000 Tầng 288 24 255 328 ,47 300 5,10 4, 08 35. 740 ,80 40 .637.290 42 .075.000 Tầng 2 84 24. .. 23 3 .4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3. 14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3. 24 4.1 4. 2 4. 3 4. 4 4. 5 23 24 25 25 26 27 28 29 30 31 32 32 36 38 38 39 41 42 42 43 43 49 50... 6 .44 7,36 7.330. 648 15.180.000 Tầng 315 30 381,67 300 6,00 6,00 17.520,00 19.920. 240 105.000.000 Tầng 307 24 306 317,89 300 6,12 4, 90 42 .888,96 48 .7 64. 748 50 .49 0.000 Tầng 300,5 24 244 305, 94 300