4.3.1. Phương thức vận hành.
a. Yêu cầu
Yêu cầu có 3 chế độ là bằng tay, tự động (mất điện không báo trƣớc) và bán tự động (mất điện có báo trƣớc).
- Quy ƣớc nguồn chính là nguồn lƣới và nguồn dự phòng là máy phát. Giả sử phụ tải đang đƣợc cấp điện từ lƣới.
- Cần có khoảng thời gian trễ cắt tải vào nguồn lƣới và đóng vào máy phát mà không cần thời gian trễ khi chắc chắn lƣới đã mất và máy phát có điện.
- Khi lƣới có điện trở lại thì cũng cần có thời gian trễ giữa việc cắt tải khỏi máy phát và đóng tải vào lƣới.
- Do có thời gian trễ nên ta không cần sử dụng yêu cầu thêm có sự liên động về cơ giữa 2 công tắc tơ đóng tải vào lƣới và đóng tải vào máy phát.
SVTH: Vũ Duy Đạt 45
+ Ở chế độ tự động thì sau một thời gian khi nguồn lƣới có điện trở lại thì ngừng máy phát.
+ Ở chế độ bán tự động thì máy phát luôn luôn có điện trong tất cả các trƣờng hợp.
+ Ở chế độ bằng tay, sự đóng mở công tắc tơ không phụ thuộc vào tình trạng của lƣới hay máy phát mà hoàn toàn phụ thuộc vào thao tác của ngƣời vận hành.
b. Phương thức.
Hình 4.25.Phương thức hoạt động của hệ thống tự động chuyển đổi nguồn dự phòng có bộ điều khiển tạo trễ.
Ở chế độ tự động.
Để khóa ở chế độ tự động (Automatic) - Khi lƣới có điện bình thƣờng
SVTH: Vũ Duy Đạt 46
+ Tải đóng vào lƣới, máy phát chƣa đƣợc khởi động. Đèn báo lƣới sáng. - Khi lƣới mất điện
+ B1 : phát lệnh ác nhận lƣới đã mất điện. + B2 : phát lệnh khởi động máy phát.
+ B3 : sau một khoảng thời gian đặt trƣớc tùy theo loại máy phát mà phát lệnh ngắt điện mạch khởi động.
+ B4: trong trƣờng hợp máy phát khởi động không thành công, cho phép khởi động máy phát tối đã 3 lần cho mỗi lần làm việc.
+ B5: sau 3 lần khởi động mà MF vẫn không chạy, phát lệnh báo MF bị sự cố. MF không thể khởi động thêm. Đem MF ra sửa và chuẩn bị cho lần vận hành sau.
+ B6: trong trƣờng hợp máy phát khởi động thành công, phát lệnh cho MF có điện.
+ B7 : phát lệnh cắt tải khỏi lƣới sau một khoảng thời trễ rồi đóng tải vào máy phát.
- Khi lƣới có điện trở lại:
+ B1: sau 2s, ác nhận lƣới đã hoạt động ổn định.
+ B2 : phát lệnh cắt tải khỏi máy phát sau 1 khoảng thời gian rồi đóng tải vào lƣới.
+ B3 : cho MF chạy không tải sau 10s, phát lệnh dừng máy phát.
Sự cố máy phát: trong trƣờng hợp máy phát bị sự cố trong khi làm việc. Phát lệnh khóa mạch khởi động máy phát, đèn báo máy phát gặp sự cố sáng. Máy phát không thể khởi động trong mọi trƣờng hợp.
Ở chế độ bán tự động – mất điện có báo trước.
Để khóa ở chế độ bán tự động - Khi lƣới có điện bình thƣờng.
+ Tải đóng vào lƣới, máy phát chƣa đƣợc khởi động. Đèn báo lƣới sáng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Tuy nhiên trong chế độ bán tự động thì máy phát sẽ luôn đƣợc khởi động, luôn có điện dù có ảy ra bất kì tình trạng nào của lƣới.
- Khi lƣới mất điện
+ Phát lệnh tự động chuyển tải từ lƣới sang máy phát. - Khi lƣới có điện trở lại:
+ B1 : sau khoảng 2s kiểm tra lƣới có điện ổn định phát lệnh chuyển tải từ máy phát sang lƣới.
SVTH: Vũ Duy Đạt 47
+ B2 : muốn tắt máy phát phải oay khóa về chế độ tự động, đèn báo chế độ bán tự động tắt.
+ B3 : sau 10s tải chắc chắn đóng vào lƣới thì phát lệnh đóng mạch dừng máy phát.
Ở chế độ vận hành bằng tay.
+ B1 : chuyển khóa điều khiển về chế độ bằng tay (Manual).
+ B2 : trực tiếp điều khiển việc đóng/cắt phụ tải ở lƣới và máy phát bằng tay. + B3 : muốn tắt chế độ bằng tay, oay khóa điều khiển về chế độ tự động hoặc
bán tự động.
4.3.2. Thiết kế phương án.
a. Mạch ngoài.
Hình 4.26.Sơ đồ đấu nối mạch ngoài trường hợp dùng bộ điều khiển tạo trễ.
b. Mạch điều khiển Mach khoi dong máy phát MCL MF Load Luoi Máy Phát N Main MCL Main MF Q3 Q1 Q4 Ngung máy phát Q5 Q6 MF hong, can mang ra sua MF ML A AC QUI Nguon Bang tay Tu dong
SVTH: Vũ Duy Đạt 48
Hình 4.27.Mạch logic trong trường hợp dùng bộ điều khiển và chuyển đổi nguồn tạo trễ.
SVTH: Vũ Duy Đạt 49
Hình 4.28.Các đầu vào zen trong trường hợp dùng bộ điều khiển và chuyển nguồn tạo trễ.
Trong trƣờng hợp này ta sử dụng 4 đầu vào từ I0 I5 với cách đấu sau: - I0, I1 : Lấy tín hiệu điện áp từ lƣới
- I2, I3 : Lấy tín hiệu điện áp từ máy phát. - I4, I5 : Đƣợc lấy từ khóa chuyển các chế độ.
Bảng 3.Các phần tử và chức năng trong trường hợp dùng bộ điều khiển và chuyển đổi nguồn tạo trễ.
Các phần tử trong mạch logic
Khối Ký hiệu Chức năng
Input
I0 Sensor báo có điện lƣới
I1 Sensor báo mất điện lƣới
I2 Sensor báo có điện MF
I3 Sensor báo mất điện MF
I4 Sensor báo bật chế độ bán tự động (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
I5 Sensor báo bật chế độ tự động
Output
Q0 Báo lƣới điện lƣới sẵn sàng
Q1 ệnh đóng tải vào lƣới
Q2 Báo điện MF sẵn sàng
Q3 ệnh đóng tải vào MF
Q4 ệnh khởi động MF
SVTH: Vũ Duy Đạt 50
Q6 Báo MF bị sự cố
Q7 Báo chế độ bán tự động
Tiếp điểm trung gian
M0 Tiếp điểm trung gian báo có lƣới
M2 Tiếp điểm trung gian báo MF có điện
Couter C0 Bộ đếm số lần khởi động máy phát
Timer
T0 Thời gian ác nhận lƣới làm việc ổn định
T1 Thời gian trễ đóng tải vào lƣới và cắt tải khỏi máy phát sau khi lƣới có điện
T2, T3 Thời gian khởi động máy phát và tự lặp lại quá trình khởi động trong chế độ tự động
T4 Thời gian ác nhận máy phát có điện ổn định
T5 Thời gian trễ để cắt tải khỏi lƣới và đóng tải vào máy phát khi lƣới mất điện.
T6 Thời gian chạy không tải rồi ngừng máy phát sau khi tải đã đƣợc đóng vào lƣới
T8, T9 Thời gian khởi động máy phát và tự lặp lại quá trình khởi động trong chế độ bán tự động.
d. Thuyết minh:
Ở chế độ tự động.
Ở chế độ này ta chuyển khóa qua chế độ tự động, l c này I5 mở ra nên Q7 không có điện, đèn ở chế độ bán tự đông không sáng. Tức là đang ở chế độ tự động. Các tiếp điểm thƣờng đóng của Q7 vẫn đóng.
- Trạng thái làm việc bình thƣờng của lƣới.
+ Ở trạng thái bình thƣờng I0 có điện, M0 có điện, Q0 –đèn báo lƣới có điện sáng. Q1- đóng tải vào lƣới có điện.
+ Các đầu ra từ Q2, Q3,Q4,Q6 chƣa có điện.
SVTH: Vũ Duy Đạt 51
Hình 4.29.Tín hiệu và đèn báo khi lưới ở chế độ bình thường trong chế độ tự động. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ta thấy tải đƣợc đóng vào lƣới, các mạch khởi động, đèn báo có điện áp máy phát đều chƣa hoạt đông. Đèn Q0, Q1, Q5 sáng, các đèn còn lại tắt.
- Trạng thái khi có sự cố mất trên lƣới- lƣới mất điện
+ Khi lƣới mất điện ,tiếp điểm I1 nhánh (2) sẽ mất điện làm tiếp điểm trung gian M0 mất điện.
+ Khi đó Timer T0 nhánh (4) bị reset, tiếp điểm T0 nhánh (5) mất điện làm cho Q0 mất điện- Đèn báo lƣới có điện tắt.
+ Tiếp điểm Q0 nhánh (6) mở ra, Timer T1 bị reset.
+ Tiếp điểm T1 nhánh (7) mở ra, Q1 ngừng mất điện. Tức là ngay khi có tín hiệu mất điện, tải đã đƣợc cắt khỏi lƣới.
+ Do tiếp điểm M0 báo lƣới ở nhánh (8) và M2 báo máy phát có điện là thƣờng đóng nên Timer T2 đƣợc khởi động. Timer này có chức năng là bật và tắt sau một khoảng thời gian cho trƣớc. Ta cài đặt là sau 7s
+ Tiếp điểm T2 nhánh (9 )và M0 nhánh (8) là tiếp điểm thƣờng đóng, nên ngay lập tức sẽ khởi động Timer T3.
+ Sau 2s T3 nhánh (12) đóng lại, đồng thời do C0 và Q2 là tiếp điểm thƣờng đóng nên Q4 đƣợc cấp điện, tuy. Do sau 7s thì Timer T2 bị reset, nên Q4 chỉ đƣợc cấp điện trong 5s. Mạch máy phát đƣợc cấp trong 5s rồi dừng lại. Sau khi khởi động ong ta ét 2 trƣờng hợp:
+ Nếu quá trình khởi động thành công, tức là máy phát có điện. Khi đó tiếp điểm I2 nhánh (14) có điện và I3 vẫn là thƣờng đóng nên M2 sẽ đƣợc cấp điện liên tục.
+ Khi đó dù cho tiếp điểm T2 nhánh (9) có đóng và mở sau khoảng thời gian liên tục thì Q4- mạch khởi động máy phát cũng sẽ không thể có điện. Tức là khi máy phát có điện thì ngừng cấp điện cho mạch khởi động.
+ Tiếp điểm M2 nhánh (16) có điện nên Timer T4 đƣợc khởi động
+ Sau 3s kiểm tra điện áp máy phát ổn định T4 nhánh (17) đóng lại cấp điện cho Q2- Báo máy phát có điện. Đèn báo máy phát có điện sáng.
+ Q2 nhánh (18) cấp điện khởi động Timer T5 do tiếp điểm Q0 là thƣờng đóng.
SVTH: Vũ Duy Đạt 52
+ Sau thời gian là 1s, tiếp điểm thƣờng mở T5 nhánh (19) đóng vào,trong khi tiếp điểm Q0 vẫn thƣờng đóng nên Q3 có điện. Gửi tín hiệu đóng tải vào máy phát.
Hình 4.30.Tín hiệu và đèn báo khi lưới ở chế độ mất điện và khởi động
máy phát thành công trong chế độ tự động.
Khi lƣới điện mất, đầu tiên ta cắt tải ngay vào lƣới rồi khởi động máy phát, sau khoảng thời gian khởi động nếu khởi động máy phát thành công thì ta mới thực hiện đóng tải vào máy phát. Vậy thời gian mất điện của tải khá lâu. Các đèn Q2, Q3 sáng, các đèn còn lại tắt.
+ Nếu quá trình khởi động không thành công, tức là sau khi khởi động trong 5s mà máy phát không có điện, tức là M2 nhánh (14) không có điện.
+ ét nhánh (8) tiếp điểm thƣờng đóng M2 sẽ vẫn đóng, và khi đó sau 7s, Timer T2 tự reset và lặp lại quá trình khởi động máy phát nhƣ cũ.
+ Tuy nhiên nếu khởi động máy phát quá 3 lần mà máy phát không có điện thì ta sẽ dừng khởi động máy phát theo mạch (25) .Bộ couter C0 đƣợc đặt giá trị là 4, với đầu vào là ung Q4, tức là đếm số lần khởi động máy phát. Quá 3 lần thì C0 sẽ có điện.
+ Khi đó tiếp điểm thƣờng đóng C0 nhánh (12) sẽ mở ra, ngừng cấp điện cho Q4.
SVTH: Vũ Duy Đạt 53
+ Ta chỉ đếm số lần khởi động của máy phát Q4 khi khởi động máy phát ong mà không có điện. Nếu có điện thì I2 nhánh (29) có điện, ngay lập tức reset C0 và đếm lại từ đầu.
+ Khi bộ couter có điện –Tức là đã khởi động quá 3 lần mà không có điện (theo mạch 24) thì tiếp điểm thƣờng mở C0 nhánh (25) đóng vào cấp điện cho Q6- gửi tín hiệu đi báo máy phát bị sự cố.
+ Đồng thời khi đó tiếp điểm thƣờng mở Q6 nhánh (23) đóng vào, cấp điện cho Q5- gửi tín hiệu ngừng máy phát.
Hình 4.31.Tín hiệu và đèn báo khi lưới ở chế độ mất điện và khởi động máy phát
không thành công trong chế độ tự động.
Khi lƣới mất mà máy phát khởi động không thành công thì tải không đƣợc đóng vào máy phát đồng thời cũng bị cắt khỏi lƣới, có tín hiệu báo sự cố máy phát. Đèn Q5, Q6 sáng, đèn còn lại tắt. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Khi lƣới có điện trở lại
+ Khi lƣới có điện trở lại thì thông qua sensor I0 nhánh (2) M0 đƣợc cấp điện liên tục.
SVTH: Vũ Duy Đạt 54
+ Sau khoảng 3s kiểm tra điện lƣới chắc chắn có, thì tiếp điểm thƣờng mở T0 nhánh (5) đóng vào, cấp điện cho Q0- gửi tín hiệu báo đèn có lƣới sáng. + Khi đó tiếp điểm thƣờng đóng Q0 nhánh (18) mở ra ngừng cấp điện cho Q3,
tức lả tải bị cắt ra khỏi lƣới.
+ Khi đó tiếp điểm thƣờng mở Q0 nhánh (6) đóng vào khởi động Timer T1 + 1s sau đó tiếp điểm T1 nhánh (7) đóng vào thực hiện lệnh đóng tải vào lƣới . + Sau khi tải đóng vào lƣới thì tiếp điểm thƣờng mở Q1 nhánh (20) sẽ đóng lại
cấp điện cho Timer T6.
+ Sau 10s thì tiếp điểm thƣờng mở T6 nhánh (21) đóng lại, cấp điện cho Q5 – gửi tín hiệu ngừng máy phát. Ta cài đặt 10s là để sau khi lƣới có trở lại , máy phát cần chạy không tải một khoảng thời gian trƣớc khi ngừng, tránh việc ngừng đột ngột máy phát.
+ Khi đã ngừng máy phát, thì ngay lập tức máy phát mất điện, sensor I3 nhánh (14) mở ra, khi đó M2 mất điện, theo mạch (16), (17) ngay lập tức Q2 mất điện, tức là đèn báo máy phát có điện phải tắt.
SVTH: Vũ Duy Đạt 55
Vậy khi đèn báo lƣới có điện trở lại, ta thực hiện việc cắt tải khỏi máy phát, sau đó ta đóng tải vào lƣới. Sau đó máy phát ngừng khởi động. Đèn Q0, Q1, Q5 sáng, các đèn còn lại tắt.
Ở chế độ bán tự động.
Ở chế độ này ta chuyển khóa qua chế độ tự động, l c này I4 có điện và đồng thời I5 là thƣờng đóng nên Q7 có điện, đèn ở chế độ bán tự đông sáng. Tức là đang ở chế độ bán tự động. Các tiếp điểm thƣờng đóng của Q7 mở ra, các tiếp điểm thƣờng mở đóng lại.
- Trạng thái làm việc bình thƣờng của lƣới.
+ Ở trạng thái bình thƣờng I0 có điện, M0 có điện, Q0 –đèn báo lƣới có điện sáng. Q1- đóng tải vào lƣới có điện.
+ Tuy nhiên khác với chế độ tự động, chế độ này để đảm bảo thời gian mất điện là ít nhất thì máy phát sẽ khởi động ngay.
+ Do tiếp điểm Q7 nhánh (10) đã đƣợc đóng lại và M2 báo máy phát có điện là thƣờng đóng nên Timer T8 đƣợc khởi động. Timer này có chức năng là bật và tắt sau một khoảng thời gian cho trƣớc. Ta cài đặt là sau 7s
+ Tiếp điểm T8 nhánh (11) là tiếp điểm thƣờng đóng, nên ngay lập tức sẽ khởi động Timer T9.
+ Sau 2s T9 nhánh (13) đóng lại điện, đồng thời do C0 và Q2 là tiếp điểm thƣờng đóng nên Q4 đƣợc cấp điện, tuy. Do sau 7s thì Timer T2 bị reset, nên Q4 chỉ đƣợc cấp điện trong 5s. Mạch máy phát đƣợc cấp trong 5s rồi dừng lại. Sau khi khởi động ong ta ét 2 trƣờng hợp:
+ Nếu quá trình khởi động không thành công, tức là sau khi khởi động trong 5s mà máy phát không có điện, tức là M2 nhánh (14) không có điện : ta sẽ khởi động lại máy phát 3 lần, sau 3 lần mà vẫn không thành công thì báo tín hiệu là có sự cố máy phát tƣơng tự nhƣ ở chế độ tự động.
+ Nếu quá trình khởi động thành công, tức là máy phát có điện. Khi đó tiếp điểm I2 nhánh (14) có điện và I3 vẫn là thƣờng đóng nên M2 sẽ đƣợc cấp điện liên tục.
SVTH: Vũ Duy Đạt 56
Ta thấy nếu máy phát khởi động thành công ta thấy tải đƣợc đóng vào lƣới, máy phát có điện-đèn Q2 sáng, nhƣng tải không đƣợc chuyển sang máy phát, nhƣng tải không đƣợc chuyển sang máy phát. Q0, Q1, Q2, Q7 sáng, các đèn còn lại tắt.
- Trạng thái khi có sự cố mất trên lƣới- lƣới mất điện
+ Khi lƣới mất điện ,tiếp điểm I1 nhánh (2) sẽ mất điện làm tiếp điểm trung gian M0 mất điện.
+ Khi đó Timer T0 nhánh (4) bị reset, tiếp điểm T0 nhánh (5) mất điện làm cho Q0 mất điện- Đèn báo lƣới có điện tắt.
+ Tiếp điểm Q0 nhánh (6) mở ra, Timer T1 bị reset.
+ Tiếp điểm T1 nhánh (7) mở ra, Q1 ngừng mất điện. Tức là ngay khi có tín