Nghiên cứu nâng cao chất lượng truyền điện động cơ máy bơm nước thủy lợi công suất 75 kW trở lên bằng phương pháp khởi động mềm bằng Thyristor

Đối t−ợng và ph−ơng pháp điều tra khảo sát

Do số l−ợng máy bơm chủ yếu tập chung ở khu vực này có thể đại diện cho khu vực đồng bằng trung du Bắc bộ. Khảo sát nhận xét đánh giá về các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật từng kiểu khởi động, tìm giải pháp hợp lý là những vấn đề cần thiết.

Phương pháp khởi động, điều khiển và dừng bơm 1. KháI quát chung

Từ các biểu thức (3-3) và (3-4), muốn giảm dòng điện khởi động, giảm va đập về cơ khí, ta có thể giảm điện áp U1 hoặc tần số f1 của nguồn cung cấp cho động cơ, trên cơ sở ứng dụng các thành tựu của lĩnh vực điện tử công suất. Do đó phương án khởi động động cơ bơm thuỷ lợi được thực hiện theo phương pháp điều khiển điện áp đặt vào động cơ bằng bộ điều khiển điện áp dùng Thyristo là phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật của n−ớc ta hiện nay. Theo tài liệu [5] khi nghiên cứu đặc tính khởi động của động cơ KĐB máy bơm công suất 200kW: Nếu khởi động với điện áp ban đầu Ubđ= 80%Uđm thì trị số Mômen quá độ và Mômen cực đại của động cơ sinh ra giảm 1,6 lần so với khi khởi động trực tiếp (Ubđ=Uđm), dẫn tới quá trình khởi động khó khăn hơn, thời gian khởi động bị kéo dài, dòng cực đại khi khởi động của động cơ.

- Khi dừng máy bơm, nếu cắt động cơ ra khỏi nguồn điện (Mđ = 0) phương trình chuyển động của hệ có dạng:. Máy bơm sẽ giảm tốc độ rồi về 0. Mô men cản Mc lúc này chủ yếu là do áp lực của cột n−ớc chảy ng−ợc Nếu mô men quán tính của hệ J∑ mà lớn hơn mô men cản Mc thì khi cắt. điện động cơ máy bơm sẽ giảm tốc dần dần. Nh−ng nếu mô men quán tính của hệ J∑ mà nhỏ hơn mô men cản Mc thì khi cắt điện động cơ máy bơm sẽ bị dừng đột ngột và quay theo chiều ng−ợc lại. Tình trạng bơm bị dừng đột ngột hiện t−ợng “ giật “ sẽ xảy ra và mức. độ nguy hại cũng tương tự như khi khởi động bơm. Vì vậy khi dừng bơm cũng cần phải có giải pháp để tăng quán tính cơ cho hệ bằng cách gảm dần tốc độ của động cơ theo phương pháp giảm dần điện áp đặt vào động cơ trong quá trình dừng, kết thúc quá trình dừng động cơ sẽ đ−ợc cắt ra khỏi nguồn. Quy luật điều khiển điện áp phù hợp với quá trình cơ điện và quá trình. động học của hệ thống truyền động điện máy bơm công suất vừa và lớn trong các chế độ khởi động và dừng đ−ợc đặt ra và cần phải giải quyết. Luật điều khiển điện áp trong chế độ khởi động và dừng máy bơm a) Phân tích các đặc tính cơ khi điều khiển điện áp đặt vào động cơ. Từ các đặc tính trên Hình 3.24 ta có nhận xét: Khi tăng điện áp lúc này quá trình khởi động đã gần kết thúc nên sự tăng dòng điện là không đáng kể so với tốc độ biến thiên của điện áp, với lưu ý những biến đổi này được xem xét khi một chu kỳ tính điện áp đặt vào là hình sin và không tính đến quá độ của điện áp.

Kết quả điều tra khảo sát

Một số trạm dùng nhiều MBA đ−ợc thiết kế, lựa chọn hợp lý vận hành song song cho phép khắc phục các nh−ợc điểm của sơ đồ dùng một MBA, nh−ng công tác tổ chức vận hành song song các máy biến áp khó khăn và phức tạp, nhất là vấn đề thao tác đóng cắt phía điện áp cao. Qua điều tra trang bị thiết bị khởi động cho các máy bơm công suất trung bình và lớn tại một số địa bàn khu vực đồng bằng và trung du bắc bộ ta có bảng 3.4; Chất l−ợng khởi động của từng loại thiết bị khởi động cho máy bơm tại các trạm bơm hiện nay: bảng 3.5. , các động cơ điện thường xuyên làm việc non tải xảy ra khá phổ biến tại các trạm bơm, th−ờng chỉ làm việc khoảng d−ới 75% công suất đặt, làm hiệu quả sử dụng điện và hệ số công suất cosϕ rất thấp.

Các máy bơm đang sử dụng tại các trạm bơm hiện nay rất đa dạng về chủng loại, các MBA lực đ−ợc lắp đặt và vận hành theo các sơ đồ ch−a hợp lý, các thiết bị đóng cắt thô sơ, thiết bị bảo vệ thiếu hoặc thay thế rất tuỳ tiện làm cho độ tin cậy thấp, thiếu an toàn cho cả người và thiết bị. Mặt khác các thiết bị này đều không có tác dụng trợ giúp quá trình dừng của bơm, ảnh hưởng xấu đến độ bền của các thiết bị trong hệ thống.Thiết bị khởi động mềm đã khắc phục đ−ợc những nh−ợc điểm trên, làm cosϕ và hiệu quả sử dụng điện của động cơ cao hơn có các tính năng bảo vệ rất an toàn.

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm

Có hoặc không có chế độ tối −u hoá năng l−ợng.Có các chức năng bảo vệ: Có các tham số ng−ỡng lỗi, giới hạn dòng, mức quá tải chế độ bão lỗi, các chỉ thị mã lỗi, mất pha, quá nhiệt, mất điện áp, lỗi Thyristor, ngắn mạch Thyristor, quá dòng, quá tải …. Đối với động cơ đ−ợc cung cấp từ nguồn cố định khi kiểm tra thấy độ lệch điện áp giữa các pha không quá ±5% trong thời gian thí nghiệm, nên có thể chấp nhận đo dòng điện ở 1 pha xác định để khảo sát, đủ chính xác để. Thử nghiệm chế độ tự động điều khiển tiết kiệm điện năng ( tiếp theo) Bảng 3.11b. Kết quả thử nghiệm chế độ tự động điều khiển tiết kiệm. điện năng bơm công suất 200 kW trên hiện tr−ờng Th. Kết quả đo chế độ chạy bình th−ờng. Hệ sè công. áp sau côm SFE, V. Hệ số công suÊt, cosϕ. Qua kết quả thử nghiệm ta có nhận xét. - Chế độ chạy bình thường dòng điện và điện áp cao hơn ở chế độ tiết kiệm năng l−ợng và phụ thuộc vào phụ tải. Nếu máy càng non tải khả năng tiết kiệm càg lớn. - Vấn đề chính ở đây là nâng cao hệ số công suất cosϕ. Hệ số công suất càng lớn càng có lợi cho việc cung cấp điện và tiêu thụ điện. Kết quả thử nghiệm kiểm tra một số khả năng bảo vệ cho thấy thiết bị hoạt động tin cậy. TT Chế độ thử Thông báo lỗi Ghi chú 1 MÊt pha PHASE LOSS TRIP. Khắc phục và sửa chữa theo tham sè P73. Khi phát hiện ra tình trạng lỗi, máy sẽ phản ứng và ngừng hoạt động. Thông điệp báo lỗi sẽ xuất hiện trên màn hiển thị. Các chế độ bảo vệ động cơ khi gặp sự cố: mất pha, quá nhiệt bộ khởi. động, mất áp, sụt áp, quá dòng, thiết bị đều tự động phản ứng, đồng thời xuất hiện các thông báo lỗi trên bảng điện tử. Ng−ời vận hành dễ nhận biết sự cố, sửa chữa kịp thời. Qua kết quả thử nghiệm và phân tích, có thể rút ra một số kết luận sau:. 1)Thiết bị khởi động và điều khiển động cơ bằng việc điều khiển điện.

Dừng động cơ (điện áp giảm dần từ định mức tới 0); ổn định, tin cậy và thuận lợi. 3) Thiết bị còn có đủ các chức năng bảo vệ động cơ trong trường hợp sự cố nh− quá dòng, quá tải, mất pha v.v…;. 4) Tính năng đóng ngắt không tiép điểm là cơ sở nâng cao tuổi thọ của thiết bị điện., kết cấu tủ điện đơn giản, gọn nhẹ, vận hành nhẹ nhàng. 5) Có khả năng kết nối với máy tính, rất thuận tiện cho công tác tổ chức, quản lý điều hành theo mô hình hiện đại. Các loại thiết bị kiểu khởi động mềm qua khảo sát , kiểm nghiệm thực tế thoả mãn các yêu cầu trên, nên nó là loại thiết bị đ−ợc lựa chọn lắp đặt trong hệ thống truyền động điện máy bơm chất l−ợng cao và là giải pháp tối −u trong các hệ thống t−ơng lai tại n−ớc ta. Những trạm bơm cũ có trang thiết bị thô sơ và lạc hậu, qua sử dụng phải sửa chữa thay thế nhiều, mang tính chắp vá đặc biệt là các thiết bị đóng cắt, các thiết bị bảo vệ thiếu hoặc thay thế rất tuỳ tiện, độ tin cậy thấp, vận hành thiếu an toàn cho ng−ời và thiết bị.

Cho phép triển khai ứng dụng rộng rãi kết quả nghiên cứu này vào sản xuất và nghiên cứu mở rộng phạm vi cho các dải công suất khác Tiếp tục nghiên cứu làm chủ kỹ thuật các khối linh kiện của các loại thiết bị này, ứng dụng cải tạo nâng cấp và phát huy khả năng các bộ khởi động dùng Thyristo KĐT để chúng ta có thể chế tạo ra thiết bị có các tính năng và chất l−ợng không thua kém.