ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG QUAN TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 700TEU – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO TRUNG TÂM BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG

………… o0o………… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG QUAN TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 700TEU – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO TRUNG TÂM BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình riêng Các kết số liệu đề tài trung thực, chưa đăng tài liệu MỤC LỤC Mục lục Trang Lời mở đầu PHẦN I TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 700TEU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU CONTAINER 700 TEU HEIMAR J Chương I: Trạm phát điện 1.1 Khái quát chung 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại 1.2 Giới thiệu chức công tác song song hệ thống trạm phát tàu 700 TEU 1.2.1 Hoà đồng 1.2.2 Phân chia tải tác dụng 1.2.3 Phân chia tải vô công 1.2.4 Các bảo vệ Chương II: Hệ thống điều khiển nồi 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Các chức 2.2 Hệ thống nồi tàu 700TEU 2.2.1 Các thơng số kĩ thuật 2.2.2 Giới thiệu phần tử mạch điều khiển 2.2.3 Nguyên lí hoạt động Chương III: Hệ thống điều khiển từ xa Diezel 3.1 Giới thiệu hệ thống điều khiển từ xa Diezel 3.1.1 Định nghĩa 3.1.2 Ưu nhược điểm hệ thống điều khiển từ xa Diezel 3.1.4 Phân loại 3.1.5 Các chức 3.2 Hệ thống điều khiển từ xa Diezel tàu 700 TEU 3.2.1 Giới thiệu phần tử 3.2.2 Nguyên lí hoạt động 3.2.3 Các báo động bảo vệ Chương IV: Các hệ thống tự động truyền động điện khác 4.1 Hệ thống lái 4.1.1 Khái quát chung 4.1.2 Truyền động điện máy lái tàu 700TEU 4.1.3 Hệ thống lái tự động tàu 700TEU 4.2 Hệ thống quạt gió buồng máy 4.2.1 Giới thiệu chung 4.2.2 Giới thiệu phần tử 4.2.3 Nguyên lí hoạt động 4.2.4 Các bảo vệ 4.3 Hệ thống tời neo 4.3.1 Giới thiệu chung 4.3.2 Giới thiệu phần tử 4.3.3 Nguyên lí hoạt động 4.3.4 Các bảo vệ PHẦN II NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO TRUNG TÂM BÁO CHÁY TỰ ĐỘNG Chương V: Giới thiệu chung hệ thống báo cháy 5.1 Giới thiệu chung 5.2 Chức năng, yêu cầu, phân loại hệ thống báo cháy 5.2.1 Chức năng, yêu cầu hệ thống báo cháy chung 5.2.2 Chức năng, yêu cầu hệ thống báo cháy tàu thuỷ 5.2.3 Phân loại 5.3 Các hệ thống báo cháy điển hình Chương VI: Thiết kế, chế tạo trung tâm báo cháy tự động 6.1 Giới thiệu vi điều khiển AT mega16 6.2 Đề xuất câu trúc hệ thống 6.3 Giới thiệu chi tiết mơ hình hệ thống 6.3.1 Mạch xử lí tín hiệu từ cảm biến 6.3.2 Mạch xử lí tín hiệu ngắn mạch, đứt cáp, chạm mát 6.3.3 Mạch chuông, mạch reset, mạch báo động chung 6.3.4 Mạch xử lí tín hiệu vào 6.3.5 Mạch dự phòng nguồn 6.3.6 Mạch báo điện áp nguồn thấp 6.4 Giải thích phần mềm 6.4.1 Lưu đồ thuật tốn 6.4.2 Chương trình 6.5 Một số thực nghiệm KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Lời mở đầu Hiện công nghiệp tàu thuỷ giới Việt Nam phát triển mạnh đóng tàu cỡ lớn nhiều bạn hàng giới tin cậy Cùng với việc phát triển mạnh nghành cơng nghiệp đóng tàu hệ thống điện tàu thuỷ phát triển mạnh, hệ thống điện ngày đảm nhiệm nhiều chức có mức độ tự động hố ngày cao Nhưng hầu hết hệ thống điện phải nhập ngoại giá thành cao nhiều thời gian cho việc đặt mua vận chuyển Với thực tế u cầu cấp thiết đặt phải nghiên cứu, chế tạo trang thiết bị tàu thuỷ Nội địa hoá trang thiết bị tàu thuỷ nói chung trang thiết bị điện nói riêng cần thiết để phục vụ cho ngành cơng nghiệp tàu thuỷ có sức cạnh tranh với giới đồng thời phù hợp với điều kiện kinh tế điều kiện khai thác Việt Nam Và hệ thống báo cháy hệ thống quan trọng tàu thuỷ không nằm ngồi thực tế Sau gần năm học tập trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam em Thầy giáo khoa Điện- Điện Tử Tàu Biển tin tưởng giao cho đề tài: “ Tổng quan trang thiết bị điện tàu 700TEU Đi sâu nghiên cứu, thiết kế chế tạo trung tâm báo cháy tự động” Sau thời gian ba tháng nhận đề tài, với nỗ lực nghiên cứu thân, hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn ThS Đinh Anh Tuấn thầy cô giáo khoa Điện - Điện tử tàu biển giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trong q trình hồn thành đồ án trình độ thân có hạn, đồ án em không tránh khỏi thiếu sót Để giúp cho đồ án tốt nghiệp hồn chỉnh nữa, em kính mong thầy cô khoa bạn đồng nghiệp bổ sung góp ý để đồ án hoàn thiện EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! Hải phòng, ngày 25 tháng 01 năm 2010 Sinh viên thực Nguyễn Đức Dương PHẦN I TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 700 TEU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 700 TEU HEIMAR J Ngày 18/3/20089, Tổng công ty Công nghiệp Tàu thủy Nam Triệu, thuộc Tập đoàn Vinashin, hạ thủy thành công tàu chở container 700 TEU mang tên HEIMAR J Đây loại tàu chở container lớn từ trước đến đóng Việt Nam HEIMAR J tàu hợp đồng đóng Nam Triệu với chủ tàu Cơng ty Horizont mbH thuộc Tập đồn MPC Đức Tàu Tập đoàn MPC Đức thiết kế, quan đăng kiểm GL(Germanischer Lloyd) Đức giám sát thi công phân cấp, thỏa mãn công ước hàng hải Tàu chở container 700 TEU có đáy đơi, hệ thống dẫn động động Diezel, trang thiết bị đại tự động hoá cao Đặc biệt, mũi tàu trang bị mũi phá băng Kết cấu thượng tầng, cabin với sườn ngang sườn dọc trang bị sống cột theo điều kiện khu vực lắp đặt Trang bị cánh gà cabin khép kín cho cabin lái, sử dụng vật liệu không nhiễm từ vùng từ Mũi tàu làm tôn uốn gia cường cấu khoẻ, hai hầm xích neo phía trước vách ngăn chống đâm va Phần đuôi tàu trang bị mũi phá băng Đáy đơi có chiều cao xấp xỉ 1750 /2250 mm trang bị bên khu vực hầm hàng buồng máy Trọng tải container theo trọng tải từ đến tầng hầm hàng Hình 0.0: Hình ảnh tàu 700TEU chuẩn bị hạ thuỷ * Giới thiệu thông số tàu Container 700 teu - Kích thước tàu : + Chiều dài : 133,6 m + Chiều rộng : 19,4 m + Chiều cao mạn : 9,45 m + Mớn nước : 7,36 m - Trọng tải: + Trọng tải toàn phần : 8.150 + Trọng tải đáy : 12 tấn/m2 + Số lượng container : 700TEU + Dung tích chứa hàng: + Số lượng hầm hàng : - Tốc độ, công suất : + Tốc độ : 17,5 hải lý/giờ + Công suất : 7.200 KW - Giới thiệu hệ thống Máy - Hệ động lực: + Loại máy : MAK 8M43C + Công suất : 7.200 KW/500min-1 - Giới thiệu phần điện: Trạm phát điện : + Số lượng : tổ hợp máy độc lập + Hãng sản xuất : Leyoy somer + Công suất định mức máy : 538KVA + Tần số định mức : 60Hz + Điện áp định mức : 450V AC + Dòng điện định mức : 690A + Hệ số cos định mức : 0,8 + Số pha : pha Trạm phát điện cố : + Số lượng : 01 + Hãng sản xuất : Leyoy somer + Tần số định mức : 60Hz + Công suất định mức : 500 KVA + Điện áp định mức : 450VAC + Dòng điện định mức : 642 A + Hệ số co định mức : 0,8 + Số pha : pha Máy phát đồng trục: + Số lượng : 01 + Hãng sản xuất : Leyoy somer + Tần số định mức : 60 Hz + Công suất định mức : 1495 KVA + Điện áp định mức : 450 VAC + Dòng điện định mức : 642 A + Hệ số co định mức : 0,8 + Số pha : pha CHƯƠNG I : TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG 1.1.1 Khái niệm - Trạm phát điện tàu thuỷ nơi biến đổi dạng lượng khác thành lượng điện Nó trung tâm cung cấp điện cho toàn tàu Trạm phát điện bao gồm máy phát điện, động lai máy phát, khí cụ điện, thiết bị bảo vệ thiết bị đo thông số điện trạm phát phụ tải - Trạm phát điện thiết bị dẫn điện tạo thành lưới điện tàu Nó có nhiệm vụ cung cấp điện liên tục cho phụ tải điện tàu hoạt động chế độ công tác Việc thiết kế lắp đặt thiết bị trạm phát điện yếu tố quan trọng, định đến tính kĩ thuật, kinh tế, mức độ tự động hố, thuận tiện sử dụng thẩm mĩ tàu - Công suất trạm phát lớn hay nhỏ phụ thuộc vào mức độ điện khí hố, tự động hố trọng tải tàu Để đảm bảo an toàn cho tàu chế độ làm việc, chế độ cố thỡ trạm phỏt chớnh cũn cú trạm phỏt cố Trạm phỏt điện cố có cơng suất nhỏ cung cấp cho số hệ thống quan trọng Đó hệ thống máy lái, thiết bị radio, vô tuyến điện - Trạm phát điện thiết bị điện tàu làm việc điều kiện khắc nghiệt : + Phải chịu độ ẩm cao (98%) + Nhiệt độ môi trường thay đổi phạm vi rộng + Độ nghiêng tối đa thiết bị 15 Độ nghiêng chũng chành thành tàu so với phương thẳng đứng 22 30 Sự chấn động mạnh thành tàu với sóng, dao động lớn máy móc, chân vịt làm việc tạo nên Do điều kiện làm việc mơi trường nóng ẩm dẫn đến ô xy hoá nhanh thiết bị điện, làm giảm điện trở cách điện thiết bị điện nên gây cố bất thường, làm giảm tiếp xúc tiếp điểm, tăng ăn mịn cổ góp vành trượt Các thiết bị điện bị nứt, vỡ, già hoá bong lớp sơn phủ Độ nghiêng chấn động tàu làm cho thiết bị điện hư hỏng cơ, dẫn đến độ xác giảm tuổi thọ - Do làm việc điều kiện khắc nghiệt nên trạm phát điện phải đảm bảo yêu cầu sau: * Yêu cầu công tác trạm phát điện tàu thuỷ: - Trạm phát điện phải có kết cấu chắn, có độ bền học cao, chịu va đập chấn động mạnh - Độ cách điện máy điện, cáp điện phải cao, chịu độ ẩm, nhiệt độ cao - Độ ổn định cao, tự động điều chỉnh điện áp tự động điều chỉnh tần số - Đối với phần tử riêng biệt phải chịu rung lắc, làm việc lâu dài mơi trường có độ ẩm cao, nhiệt độ lớn Phải khơng thấm nước, khó cháy, không bị tác dụng nước mặn, dầu axit * Yêu cầu hệ thống điện tàu thuỷ: - Hệ thống điện tàu thuỷ kết hợp nhiều phần tử riêng biệt Khi tàu vận hành khai thác không cho phép gián đoạn cung cấp điện hệ thống Trong trường hợp đặc biệt, cho phép gián đoạn cung cấp điện số hệ thống không quan trọng thời gian ngắn Còn hệ thống đặc biệt quan trọng máy lái, cứu hoả, đèn hành trình, vơ tuyến điện, đa, la bàn , máy đo sâu người ta phải cung cấp điện từ hai nguồn riêng biệt Trạm phát điện cố phải phát điện sau 10s trạm phát điện 1.1.2 Phân loại trạm phát điện tàu thuỷ Đối với trạm phát điện tàu thuỷ ta phân loại theo khía cạnh sau đây: - Phân loại dựa sở nhiệm vụ gồm có: + Trạm phát điện cung cấp lượng cho toàn mạng điện + Trạm phát điện cung cấp lượng điện để quay chân vịt chạy tàu + Trạm phát điện cố : hoạt động trạm phát khơng phát điện, thường đặt mớn nước tàu - Phân loại dựa theo loại dịng điện gồm có: + Trạm phát dịng điện chiều + Trạm phát dòng điện xoay chiều - Phân loại dựa theo cách biến đổi lượng gồm có: + Trạm phát nhiệt điện: trạm phát lượng hoá học nhiên liệu biến thành nhiệt từ nhiệt biến đổi thành lượng điện + Trạm phát điện nguyên tử: trạm phát lượng phản ứng hạt nhân biến đổi thành lượng điện + Trạm phát điện - thuỷ điện: trạm phát lợi dụng sức nước tạo để biến đổi thành lượng điện - Phân loại dựa theo mức độ tự động, bao gồm: + Cấp A1: Không cần sĩ quan trực ca buồng máy buồng điều khiển + Cấp A2: Không cần sĩ quan trực ca buồng máy cần sĩ quan buồng điều khiển Những hệ thống tự động thường gặp tàu như: điều khiển từ xa máy chính, điều khiển từ xa diesel lai máy phát, tự động phân bố tải vô công, tải phản tác dụng, tự động hoà đồng bộ, điều chỉnh điện áp tần số + Cấp A3: Các loại tàu phải thường xuyên kiểm tra buồng điều khiển thao tác điều khiển kiểm tra phần lớn tay - Phân loại dựa theo sở truyền động bao gồm: + Trạm phát điện truyền động động đốt + Trạm phát truyền động hỗn hợp (giữa tuốc bin diesel) + Trạm phát điện đồng trục - Tóm lại có nhiều sở phân loại khác thực tế, để thuận tiện cho việc khai thác sửa chữa đồng loại động lực truyền động cho chân vịt loại động lực truyền đồng cho máy phát 1.2 GIỚI THIỆU CÁC CHỨC NĂNG CÔNG TÁC SONG SONG HỆ THỐNG TRẠM PHÁT TÀU 700TEU 1.2.1 Hoà dồng Giới thiệu phần tử: Trang 40 ( BHV3- P272547/02) + P3: Đồng hồ vôn kế kép + P4: Đồng hồ tần số kép + F3: Cầu chì + P5: Khối kiểm tra điều kiện hoà đồng + K20: Cuộn hút contactor + S3: cơng tắc vị trí chọn đo điện áp tần số pha : - vị trí ban đầu khơng đo - vị trí đo điện áp tần số pha L1-L2 - vị trí đo điện áp tần số pha L2-L3 - vị trí đo điện áp tần số pha L3-L1 Trang 41 ( BHV3- P272547/02) - S7 công tắc chọn máy phát cần hồ - 3S15 cơng tắc lựa chọn chế độ hoà tay tự động Nguyên lí: Bật cơng tắc 3S15 (Tr 41) chọn chế độ hoà tự động, nhấn nút S7 chọn máy phát cần hồ, chân chân thơng phát lệnh tới GENERATOR PROTECTION DEVICE/ BREAKER CONTROL (Tr 29) Khi CHECK SYNCHRONIZER kiểm tra điều kiện hoà đảm bảo đóng tiếp điểm PLC (3,4) khối kiểm tra điều kiện hoà Hai đầu 5F22 5T1.L2 vào SEE DRAWING GSSWLR- SYN NO B3SYNCHRON- STECK, đầu 1XSP1( Tr 29) vào khối A1 GEN.PROTECTING DEVICE/ BEAKER CONTROL, Khối A1 tự động đóng aptomat đưa máy phát cần hồ lên lưới cơng tác Cịn hồ tay bật cơng tắc 3S15 sang chế độ manu nhìn vào đồng hồ vơn kế, tần số kế điều kiện: Ulưới = Umáy phát flưới = fmáy phát đóng máy phát cần hồ lên lưới 1.2.2 Phân bố tải tác dụng : a Phân bố tải tác dụng tay : + Đưa 3S8( 028 ) vị trí Manual chân 1-2 cấp tín hiệu điều khiển máy phát tay đến chân số khối A1 Việc thực phân bố tải tác dụng tay cho máy phát thực PANEL số + 3S15, 6S15 (041) : Là công tắc điều khiển cấp nguồn cho động secvo quay theo chiều tăng giảm nhiên liệu vào Diesel 1,2.Có vị trí tăng, giảm, tắt + K23 : Là rơle cấp nguồn cho động secvô quay theo chiều tác động giảm nhiên liệu vào Diesel + K24: Là rơle cấp nguồn cho động secvô quay theo chiều tác động tăng nhiên liệu vào Diesel Các rơ le thể vẽ OUTPUTS1A13/A(017-GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR) Giả sử máy phát hoạt động, ta hoà máy phát lên lưới, lúc máy phát chưa nhận tải , muốn máy phát hai nhận tải ta phải thực sau: + Đưa tay điều khiển động secvo máy phát vị trí giảm nhiên liệu + Đưa tay điều khiển động secvo máy phát vị trí tăng nhiên liệu Quá trình tăng giảm phải thực đồng ta quan sát đồng hồ đo công suất thấy giá trị chúng tương đương dừng lại b.Tự động phân bố tải tác dụng Quá trình tự động phân bố tải tác dụng thực công tắc S8 đặt vị trí AUTO Sau máy phát hịa tự động hệ thống tiến hành phân chia tải tác dụng cho máy phát Tín hiệu tải máy phát cảm nhận thơng qua dịng tải máy phát lấy từ biến dòng đưa vào đầu X1.6, X1.7, X1.8 Khi tín hiệu cơng suất hai máy khác có tín hiệu cấp nguồn cho động secvô để thay đổi lượng nhiêu liệu vào Diesel thay đổi cơng suất máy phát 1.2.3 Hệ thống phân bố tải vô công tàu 700TEU Hệ thống phân bố tải vô công tàu 700TEU hoạt động theo phương pháp điều khiển độ nghiêng đặc tính ngồi cách lấy tín hiệu từ dịng tải.Khi máy phát nhận tải giá trị dịng điện tải lấy thơng qua biến đưa vào hai đầu S1,S2 qua biến trở P1 chuyển thành tín hiệu điện áp đưa vào R448 điều khiển ,thay đổi dịng kích từ tương ứng với dịng tương ứng với dòng tải Phương pháp điều chỉnh phân chia tải vơ cơng cách điều chỉnh đặc tính ngồi máy phát Tín hiệu dịng tải chuyển thành tín hiệu điện áp khoảng - V AC cộng với giá trị điện áp mạch R448 (cộng tín hiệu tương tự) cho ta tín hiệu tải vô công Khi công tác song song, máy phát nhận nhiều tải vơ cơng hơn, tín hiệu tải vơ cơng máy phát điều khiển giảm dịng kích từ, đặc tính ngồi máy phát bị đánh gục xuống Máy phát giảm tải vô công Ở máy phát nhận tải vô công hơn, tín hiệu tải vô công điều khiển tăng kích từ, đặc tính ngồi máy phát cứng hơn, máy phát nhận thêm tải vô công Quá trình chuyển đổi thực đến máy cân tải vô công độ chênh lệch tải vô công nằm giới hạn cho phép 1.2.4 Các bảo vệ a Các chỉnh định : - Mạch nguồn kích từ cấp vào R448 bảo vệ ngắn mạch cầu chì F1 - Điều chỉnh giá trị dịng kích từ thơng qua núm xoay P5 - Điều chỉnh giá trị tần số điều khiển điện áp đạt định mức chức điều chỉnh U/f thông qua núm xoay P4 - Điều chỉnh giá trị điện áp thông qua núm xoay P2 10 - Đặt giá trị điện áp định mức thông qua triết áp ST4 bên ngồi R448 thơng qua modul R731 nối thêm vào R448 - Điều chỉnh độ nghiêng đặc tính ngồi thơng qua núm xoay P1 b Giới thiệu bảo vệ công suất ngược trạm phát 700TEU: Để cảm biến chiều độ lớn giá trị công suất Máy phát ,trên tàu 700TEU sử dụng A11 đo cảm biến giá trị công suất máy phát (Trang tập vẽ GSSWLR-MI,GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR 1).3chân 2,5,8 chân lấy tín hiệu điện áp máy phát từ đầu XI 1, XI 2, X1 ba đầu tương ứng với điện áp máy phát Tín hiệu dòng máy phát đưa vào chân số chân số 9,tín hiệu lấy từ chân XI XI thơng qua biến dịng Tín hiệu tỷ lệ với độ lớn cơng suất máy phát đưa hai đầu 19 20 để đưa đến đầu XT1 11 XT1 12 đưa đến đồng hồ đo công suất máy phát đặt bảng điện Cịn đầu 13,14 tỷ lệ với độ lớn chiều công suất máy phát đưa đến đầu 1A11/13,1A11/14(trang hai 21 tập vẽ này) đầu vào tương tự tín hiệu cơng suất máy phát Tín hiệu cơng suất máy phát PLC giám sát thị hình máy tính Giả sử lý mà máy phát số bị tượng công suất ngược khối PLC xử lý Ở đầu 1A12/9 có tín hiệu cấp điện cho rơ le K10.K10 có điện đóng tiếp điểm (trang 24) cấp tín hiệu đến chân XCR XCR khối RC-DEVICE tạo tín hiệu chễ ngắt aptomat máy phát Đồng thời chân XS1 7, XS1 mạch điều khiển áptomat máy phát cấp tín hiệu Cuộn MN có điện sau thời gian trễ aptomat máy phát ngắt khỏi lưới Khối ALARM UNIT trang 23 cấp tín hiệu báo động cơng suất ngược cho máy phát Đồng thời đầu 1A13/8 có tín hiệu thị giá trị cơng suất ngược máy phát c Giới thiệu bảo vệ tải trạm phát tàu 700TEU Tín hiệu dịng tải pha của máy phát lấy thông qua biến dòng T1,T2,T3, đưa vào đầu vào X1.6,X1.7,X1.8 khối A1 (GN.PROTECTING DEVICE/BEAKE CONTROL)trang 26 tập vẽ bảng điện Các đầu vào thể rõ tập vẽ GSSWLR-MIS HD1, GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR Các tín hiệu dịng tải đưa đến khối 1A10(trang tập vẽ này) khối biến đổi tín hiệu dịng tải pha máy phát thành tín hiệu điện chiều đưa đến dây 1A10/+1,1A10/+2,1A10/+3, 1A10/- Để đưa đến đầu vào tương tự PLC(trang 13) thực giám sát dòng tải máy phát : + 1A12/13:Đầu vào tương tự để giám sát giá trị dòng tải pha L1 máy phát + 1A12/13:Đầu vào tương tự giám sát giá trị dòng tải pha L2 máy phát + 1A12/13:Đầu vào tương tự giám sát giá trị dòng tải pha L3 máy phát + 1A12/13:Đầu vào chung 11 Tín hiệu dịng tải máy phát khối PLC xử lý Vỡ nguyên nhân mà máy phát bị tải Khi giá trị dòng tải máy phát đạt giá trị 100% Iđm Khối PLC xử lý cấp tín hiệu ngắt phụ tải khơng quan trọng theo bước sau : +Bước ngắt Panel phân chia container socket 1->3 +Bước ngắt Panel phân chia chia chia cách điều hịa khơng khí +Bước ngắt Panel phân chia container socket 1->3 Giả xử máy phát số cơng tác lưới lý mà máy phát bị q tải.Tín hiệu dịng tải đạt đến 100Iđm đựợc đưa đến đầu vào tương tự PLC Các phụ tải không quan trọng ngắt theo bước nói trên: *Bước 1:Tín hiệu ngắt aptomat phụ tải không quan trọng đưa 1A12/17(016) cấp điện cho rơ le K17.K17 có điện đóng tiếp điểm K17 trang 25 cấp tín hiệu đến chân XI 1,XI Các nhóm chân thể cụ thể trang 38 tập vẽ bảng điện chính.Chân 1XI 2sẽ cấp tín hiệu đến dây STEP 1HG Rơ le K1(059 – MAIN SWITCH BOAD ) cấp điện K1 có điện đóng tiếp điểm sau: +K1(53.4) tập vẽ bảng điện trước áptơmat cấp nguồn cho ổ cắm container1 đóng rơ le K41 có điện đóng tiếp điểm cột số 7.Như hai tiếp điểm K41 tiếp điểm K1 đóng có tín hiệu ngắt aptomat đưa đến chân A4 Q1 áptomat Q1sẽ ngắt khỏi lưới +K1(54.2) tập vẽ bảng điện trước áptơmat cấp nguồn cho ổ cắm container2 đóng rơ le K42 có điện đóng tiếp điểm cột số 2.Như hai tiếp điểm K42 tiếp điểm K1 đóng có tín hiệu ngắt aptomat đưa đến chân A4 Q2 áptomat Q2 ngắt khỏi lưới +K1(55.2) tập vẽ bảng điện trước áptơmat cấp nguồn cho ổ cắm container3 đóng rơ le K43 xó điện đóng tiếp điểm cột số 2.Như hai tiếpđiểm K43 tiếp điểm K1 đóng có tín hiệu ngắt aptomat đưa đến chân A4 Q3 áptomat Q1sẽ ngắt khỏi lưới *Bước 2:Sau ngắt phụ tải bước mà cịn tín hiệu q tải tới PLC tiếp tục gửi tín hiệu đến cắt nhóm phụ tải Đầu 1A12/18(trang 16 GSSWLRMI,GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR) cấp điện co rơ le K18.K18 có điện đóng tiếp điểm K17 trang 25 cấp tín hiệu đến chân XI 3,XI Các nhóm chân thể cụ thể trang 38 tập vẽ bảng điện chính.Chân 1XI 4sẽ cấp tín hiệu đến dây STEP 2HG Rơ le K2(trang 59 tập vẽ bảng điện ) cấp điện K2 có điện đóng tiếp điểm sau: +K2(63.2) tập vẽ bảng điện trước áptơmat cấp nguồn cho ổ cắm container4 đóng rơ le K41 có điện đóng tiếp điểm cột số 2.Như 12 hai tiếp điểm K41 tiếp điểm K2 đóng có tín hiệu ngắt aptomat đưa đến chân A4 Q1 áptomat Q1sẽ ngắt khỏi lưới +K2(64.2) tập vẽ bảng điện trước áptơmat cấp nguồn cho ổ cắm container5 đóng rơ le K42 có điện đóng tiếp điểm cột số 2.Như hai tiếp điểm K42 tiếp điểm K2 đóng có tín hiệu ngắt aptomat đưa đến chân A4 Q2 áptomat Q2 ngắt khỏi lưới +K2(65.2) tập vẽ bảng điện trước áptơmat cấp nguồn cho ổ cắm container6 đóng rơ le K43 có điện đóng tiếp điểm cột số 2.Như hai tiếp điểm K43 tiếp điểm K2 đóng có tín hiệu ngắt aptomat đưa đến chân A4 Q3 áptomat Q1sẽ ngắt khỏi lưới *Bước 3:Nếu sau cắt nhóm phụ tải bước mà máy phát bị tải PLC tiếp tục gửi tín hiệu đến cắt nhóm phụ tải Đầu 1A12/18(trang 17 GSSWLR-MI,GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR).sẽ có tín hiệu cấp cho rơle K19 K19 có điện đóng tiếp điểm K19 trang 25 cấp tín hiệu đến chân XI 5,XI Các nhóm chân thể cụ thể trang 38 tập vẽ bảng điện chính.Chân 1XI 6sẽ cấp tín hiệu đến dây STEP 3HG lúc cuộn ngắt C1,C2 aptơmat Q4(trang16.8) cấp nguồn cho điều hịa khơng khí (D.B.AIR CONDITION) Và rơ le thời gian K8(trang 75) có điện sau thời gian trễ đóng tiếp điểm cấp nguồn cho rơ le K7.K7 có điện đón tiếp điểm cấp nguồn cho cuộn ngắt aptomat cấp nguồn cho chia cắt (D.B SEPARATORS) C1,C2 ngắt aptomat khỏi lưới Đồng thời với tín hiệu ngắt phụ tải khơng quan trọng đầu 1A12/15(trang 16 tập vẽ GSSWLR-MI,GENERATOR PROTECTION DIESEL GENERATOR có tín hiệu cấp ngn f cho Rơ le K15 K15 có điện đóng tiếp điểm trang 25 day XP3 cấp tín hiệu Khối ALARM UNIT trang 23 cấp tín hiệu báo động tải máy phát Khi giá trị dòng tải máy phát đạt 110%Idmthì khối PLC xử lý Ở đầu 1A12/10 có tín hiệu cấp điện rơ le K11.K11 có điện đóng tiếp điểm ở(24.4) chân XS1 3, XS1 mạch điều khiển Aptomat bảng điện đước cấp tín hiệu Aptomat máy phát ngắt khỏi luới điện d Giới thiệu bảo vệ ngắn mạch trạm phát tàu 700TEU: Để bảo vệ ngắn mạch cho máy phát điện tàu 700TEU sử dụng áp to mat Khi ngắn mạch dịng máy phát tăng lớn, biến dòng cảm biến tín hiệu đưa tín hiệu đủ lực hút, làm nhả tiếp điểm aptomat dẫn đến cắt máy phát khỏi lưới Các mức bảo vệ sau: + Khi dòng đạt 115%Iđm (553A) thi thời gian thực bảo vệ 20s + Khi dòng đạt 300%Iđm (1443A) thời gian thực bảo vệ 120ms + Khi dịng đạt 1200%Iđm (5772A) aptomat thực ngắt với thời gian trễ vô nhỏ 13 Ngồi hệ thống cịn thực bảo vệ ngắn mạch theo khu vực, khu vực có ngắn mạch khu vực cắt khỏi mạng để tránh ảnh hưởng đến khu vực phân tử khác e Giới thiệu bảo vệ điện áp thấp trạm phát điện 700TEU: Tín hiệu điện áp máy phát đưa vào X1.1,X1.2,X1.3 khối GSSWLRMI,GENERATOR Vì lý mà máy phát bị điện tượng điện áp thấp +Giá trị điện áp máy phát giảm thấp xuống thấp cịn 85%Uđm có tín hiệu gửi Khối ALARM UNIT trang 23 cấp tín hiệu báo động điện áp máy phát thấp +Khi giá trị điện áp máy phát giảm xuống 50% Uđmthì đầu 1XS1 1XS1 có tín hiệu cấp điện cho cuộn ngắt aptmat Aptomat ngắt khỏi lưới Đồng thời có tín hiệu báo động điện áp máy phát thấp f Giới thiệu bảo vệ điện áp cao trạm phát điện 700TEU : GSSWLR-MI,GENERATOR thực hiên chức báo động điện áp máy phát đạt giá trị 120% Uđm có tín hiệu gửi đến ALARM UNIT báo động điện áp máy phát cao Khi điện áp máy phát đạt giá tị 125% cuộn ngắt aptomat cấp điện aptomat ngắt khỏi lưới Đồng thời đầu 1A13/21 có tín hiệu cấp nguồn cho rơ le K6.K6 có điện đóng tiếp điểm cấp tín hiệu Deexcitation g Giới thiệu bảo vệ tần số trạm phát điện 700TEU : Trong trạm phát điện tàu 700TEU thực báo động tần số máy phát giảm xuống 95%fđm.Và ngắt máy phát tần số máy phát đạt giá trị 90%fđm.Tín hiệu tần số máy phát đưa vào đầu vào 1A12/19 1A12/22 Các đầu 1A13/8 có tín hiệu hiển thị giá trị tần số máy phát lên hình máy tính đồng thời khối ALARM UNIT có tín hiệu báo động Và cuộn ngắt aptomat cấp điện để ngắt aptomat khỏi lưới tàn số máy phát giảm xuống 90%fđm 14 CHƯƠNG II: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI 2.1.GIỚI THIỆU CHUNG 2.1.1 Khái niệm : Nồi tàu thuỷ thiết bị sử dụng lượng chất đốt (hoá dầu đốt than, củi, khí hố lỏng, dầu đốt) biến nước thành nước có áp suất cao nhiệt độ cao Nồi cung cấp nước phục vụ cho : Hâm nóng dầu đốt dùng cho việc khởi động Diesel máy Phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt thuyền viên sưởi ấm, hâm nóng nước sinh hoạt Đối với số tàu chuyên dụng nồi phục vụ cho chạy số máy phụ máy nước boong tàu dầu, tàu chở hoá chất cháy nổ Service steam PI Exhaust gas boiler Boiler dp Circulation flow measurement Water level control Feed water regulating valves dps Circulation pumps PI PI PI PI Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc chung nồi 2.1.2 Phân loại : Trên tàu thuỷ ngày thường trang bị loại nồi : - Nồi chạy máy tàu thuỷ máy nước - Nồi phụ dùng cho tàu chạy máy Diesel hoạt động chế độ tàu - Nồi kinh tế (nồi khí xả) hoạt động chế độ tàu hành trình biển 15 2.1.3 Các chức : a Chức tự động cấp nước nồi Instrument air Regulating feed water valve Level transmitter Protection tube Water level control system Feed water valves Flange Safety device Level probe HW Boiler NW Control system (panel) LW Electrode stand Vent hole Feed water pumps Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc hệ thống tự động cấp nước nồi Nhằm giữ cho mức nước nồi giữ mức ổn định cho nồi không bị cháy mức nước thấp trào cao Để thực dùng hai bơm cấp nước bơm hoạt động bơm dự trữ h min1 ≤ h ≤ hmax h : Quyết định tới độ an toàn nồi h = h min1 : Duy trì đốt báo động mức nước nồi thấp h < h min2 : (hmin2 < hmax1) thường dẫn tới bảo vệ ngắt nồi h > hmax : Năng suất sinh giảm có tín hiệu ngắt bơm trì đốt, có tín hiệu báo động Khi h < hmin : Bơm cấp nước cho nồi hoạt động hmax > h > hmin : tiếp tục bơm h = h max : Dừng bơm h > h : Bơm hoạt động trở lại 16 hmax hmin1 hmin2 hmin3 Hình 2.3: Các mức nước nồi h min2 : Báo động mức nuớc thấp h min3 : Báo động mức nước thấp Phương trình thuật tốn điều khiển õ(t) = hmin1 + õ(t-1) h¯max õ(t) = Động lai bơm có điện õ(t) = Động lai bơm điện õ( t-1) Trạng thái bơm trước nhớ lại Khi h < hmin1 : + 1.1 = → õ(t) = động bắt đầu bơm Khi h > hmin1 : + 1.1 = → õ(t) = động bơm Khi h = hmax : + 1.0 = → õ(t) = động lai bơm dừng Khi h < hmax : + 0.1=0 → õ(t) = động dừng Khi h = hmin1 : + 0.1=1 → õ(t) = động tiếp tục hoạt động Hình 2.4: Thuật tốn cấp nước Mức nước nồi đảm bảo cho phép tiến hành bước Quá trình cấp nước cho nồi trình điều khiển tự động thực bơm nước tay mà trình tự động xảy cố b Chức tự động hâm sấy dầu Nồi tàu thuỷ thường dùng dầu nhẹ để đốt mồi, sau nồi đốt thành cơng chuyển sang dầu đốt Cũng có dùng trực tiếp dầu đốt để đốt lị từ đầu Dầu đốt thường có độ nhớt cao, q trình phun sương khó khăn nên độ bắt lửa trước 17 phun dầu vào lị dầu đốt cần hâm nóng để tăng độ nhớt dầu làm tăng khả phun sương Nhiệt độ hâm sấy dầu với nồi thường : tº = 80º ± 130º tºmin ≤ tº ≤ tºmax Trong thực tế dùng lượng nhiệt hâm phổ biến dùng điện trở nhiệt để hâm sấy nồi hoạt động dùng trực tiếp nóng để hâm sấy Phương trình thuật tốn điều khiển q trình tự động hâm sấy dầu đốt : H(t) = tºmin + H(t-1).t‾max Hình 2.5: Thuật tốn điều khiển q trình tự động hâm sấy dầu đốt Để khống chế trình hâm dầu người ta dùng rơle nhiệt đơn ứng với ngưỡng tºmin tºmax cảm ứng nhiệt vi sai Nhiệt độ hâm sấy dầu phải đảm bảo thực bước đốt Q trình hâm sấy dầu thực tay mà mạch tự động có cố Trong q trình hâm sấy dầu thường có phận kiểm tra áp lực dầu đốt Áp lực dầu đốt đảm bảo q trình đốt lị tiếp tục c Chức điều khiển đốt lị Để thực q trình đốt lị hệ thống phải có thiết bị tạo chương trình đốt tuân thủ nghiêm túc đảo nghịch Thiết bị : - Cam chương trình - Rơle chương trình dạng bán dẫn vi mạch - PLC điều khiển * Quá trình điều khiển : - Mức nước nồi phải đảm bảo đủ (do mạch tự động cấp nước thực hiện) - Nhiệt độ dầu đốt phải đảm bảo (do mạch tự động hâm sấy dầu thực hiện) - Áp suất dầu đốt phải đảm bảo (do bơm dầu đốt thực hiện) - Đảm bảo quạt gió khơng có cố - Tồn phận hệ thống khơng có cố - Vịi phun khơng bị tắc, bẩn, cực đánh lửa đảm bảo kích thước quy định * Giai đoạn đốt lò : Được thực theo chương trình định trước định thiết bị chương trình 18 Phát lệnh đốt (do người thực bật công tắc, ấn nút điều khiển cấp nguồn cho mạch phía sau) → thiết bị chương trình hoạt động Mở cửa gió bật quạt gió để thổi khí CO, CO2 khỏi lị đồng thời cấp khí O2 cho lị đảm bảo q trình cháy an tồn lò Biến áp đánh lửa hoạt động với dầu mồi (hoặc dầu đốt hâm nóng) phun vào lị cú khả : + Cháy thành công : lửa xuất thông qua quang điện trở rơle quang điện phản hồi ngắt biến áp đánh lửa, ngắt phun dầu mồi chuyển sang dầu đốt Báo cháy thành công đèn Đồng thời mở thêm le gió đưa thêm gió vào lị thiết bị chương trình dừng lại vị trí định sau thực xong + Cháy không thành cơng : tự động dừng đốt lị Tắt phun dầu vào buồng đốt Tắt biến áp đánh lửa Vẫn trì quạt gió hoạt động khoảng thời gian để thổi khí dư ngồi Thiết bị chương trình có điện quay trở lại trạng thái ban đầu thực cho lần đốt sau Sau  lần đốt không thành công hệ thống tự động dừng đốt báo động chuông , hiển thị báo động hình Nếu hệ thống có cố phải khắc phục , sửa chữa xong , ấn hồn ngun đốt lò trở lại d Chức tự động điều chỉnh áp suất : Trong trình vận hành nồi hơi, áp suất thông số quan trọng cần điều khiển Yêu cầu trì áp suất phải giới hạn cho phép P ≤ Phơi ≤ Pmax Quá trình điều chỉnh áp suất thực cách Ph đạt giá trị định dừng đốt áp suất giảm đến giới hạn nồi tự động đốt lại + Thực đốt cấp - Đốt - Dừng đốt - Đốt lại Phương trình thuật tốn điều khiển dạng tổng quát : Đ(t) = Pmin + Đ(t-1) Pmax Hình 2.6: Thuật tốn điều khiển áp suất 19