4.5.1. Phương thức vận hành.
SVTH: Vũ Duy Đạt 65
- Ở chế độ làm việc bình thƣờng, tải đƣợc đóng vào lƣới và máy phát và ắc-quy ở trạng thái bình thƣờng.
- Khi sự cố mất lƣới thì tải đƣợc cắt khỏi lƣới và chuyển sang ắc-quy. Đồng thời khởi động máy phát
- Sau khi máy phát khởi động thành công thì cắt tải từ ắc-quy và chuyển sang máy phát.
- Trong bất cứ trƣờng hợp nào khi có điện lƣới trở lại thì tải phải chuyển về lƣới
b. Phương thức.
Quy ƣớc nguồn chính là nguồn lƣới và nguồn dự phòng là máy phát và ắc-quy. Giả sử phụ tải đang đƣợc cấp điện từ lƣới.
Hình 4.42.Phương thức hoạt động của hệ thống tự động chuyển đổi nguồn dự phòng trong trường hợp dự phòng kép.
- Khi lƣới mất điện:
+ B1 : sau 1 khoảng thời phát lệnh ác nhận lƣới đã mất điện. phát lệnh cắt tải khỏi lƣới.
SVTH: Vũ Duy Đạt 66
+ B2 : phát lệnh đóng tải vào ắc-quy đồng thời khởi động máy phát. + B3 : Quy trình khởi động máy phát:
+ B4: trong trƣờng hợp máy phát khởi động thành công, phát lệnh cho MF chạy không tải.
+ B5 : phát lệnh cắt tải khỏi ắc-quy.
+ B6 : sau 1 khoảng thời phát lệnh đóng tải vào máy phát. - Khi lƣới có điện trở lại:
+ B1 : sau 1 thời gian ác nhận lƣới đã hoạt động ổn định.
+ B2 : phát lệnh cắt tải khỏi máy phát. Cho MF chạy không tải trong 10s. + B3 : sau đó phát lệnh đóng tải vào lƣới.
+ B4 : sau 10s. phát lệnh dừng máy phát.
Nếu sau 3 lần khởi động mà MF vẫn không chạy, phát lệnh báo MF bị sự cố.
4.5.2. Thiết kế phương án.
a. Mạch ngoài
Hình 4.43.Sơ đồ đấu nối mạch ngoài trường hợp dự phòng kép.
b. Mạch điều khiển. KL Load Luoi May Phat A B C N Main MCL Main MF Q3 Q1 Main AQ Q7 KA KF AC QUI DC AC Mach khoi dong máy phát Ngung
may phát MF hong, can mang ra sua AC QUI Nguon Q4 Q5 KA1 KF1 KF2 KL1 KL2 KA2
SVTH: Vũ Duy Đạt 67
Hình 4.44.Mạch logic của hệ thống tự động chuyển đổi nguồn tự động trong trường hợp dự phòng kép.
SVTH: Vũ Duy Đạt 68
c. Các đầu vào ra:
Hình 4.45.Các đầu vào zen trong trường hợp dự phòng kép.
Trong trƣờng hợp này ta sử dụng 4 đầu vào từ I0 I3 với cách đấu sau: - I0, I1 : Lấy tín hiệu điện áp từ lƣới
- I2, I3 : Lấy tín hiệu điện áp từ máy phát.
Trong trƣờng hợp này ta coi nguồn acqui là luôn có điện, không cần lấy tín hiệu của acqui
Bảng 5.Các phần tử và chức năng trong trường hợp dự phòng kép.
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
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
Q5 ệnh ngừng MF
Q6 Báo MF bị sự cố
SVTH: Vũ Duy Đạt 69 Tiếp điểm
trung gian
M0 Tiếp điểm trung gian báo có lƣới
M1 Tiếp điểm trung gian khởi động MF
M2 Tiếp điểm trung gian MF có điện
Counter C0 Bộ đếm số lần khởi động máy phát không thành công
Timer
T0 Thời gian ác nhận lƣới làm việc ổn định T1 Thời gian ác trễ sau khi lƣới có đóng tải vào lƣới
T2 Thời gian tự khởi động lại máy phát
T3 Thời gian trễ khởi động máy phát
T4 Thời gian ác nhận máy phát có điện ổn định
T5 Thời gian sau trễ sau khi máy phát có điện đóng tải vào máy phát
T6 Thời gian chạy không tải trƣớc khi ngừng máy phát T7 Thời gian trễ sau khi lƣới mất tải cắt khỏi máy phát trƣớc
khi đóng vào lƣới
Ta Thời gian trễ
Tb Thời gian trễ
Tc Thời gian trễ
d. Thuyết minh:
- 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.
SVTH: Vũ Duy Đạt 70
Ta thấy tải đƣợc đóng vào lƣới, các mạch khởi động, máy phát đang ở trạng thái ngừng hoạt động. 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 (0) sẽ mất điện làm tiếp điểm trung gian M0 mất điện.
+ Khi đó Timer T0 nhánh (2) bị reset, tiếp điểm T0 nhánh (3) mất điện làm cho Q0 mất điện- Đèn báo lƣới có điện tắt.
+ Đồng thời khi đó Timer T1 nhánh (4) bị reset, tiếp điểm T1 nhánh (5) mất điện, ngừng cấp điện cho Q1- Tải đƣợc cắt khỏi lƣới.
+ Tiếp điểm thƣờng đóng M0 ở nhánh (6) sẽ có điện, cấp điện cho Timer Tb + Sau 1s Tb nhánh (7) sẽ cấp điện cho Timer Ta.
+ Do tiếp điểm Ta ở nhánh (8) là tiếp điểm thƣởng mở, đóng nhanh mở chậm và tiếp điểm Tc là tiếp điểm thƣờng đóng (theo mạch (16) Q2 chƣa có điện nên Timer Tc chƣa có điện) nên Q7 đƣợc cấp điện. Gửi tín hiệu đóng tải vào acqui.
SVTH: Vũ Duy Đạt 71
Vậy sau khi lƣới mất điện, ta cắt tải khỏi lƣới, đồng thời sau 1s thì acqui mới đƣợc đóng vào tải. Mạch khởi động máy phát đƣợc cấp điện. Đèn Q4 và Q7 sáng, các đèn còn lại chƣa có điện.
+ Do tiếp điểm M0 báo lƣới ở nhánh (9) 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 và M0 nhánh (10) là tiếp điểm thƣờng đóng, nên ngay lập tức sẽ khởi động Timer T3.
+ Sau 2s T3 nhánh (11) có điện, đồng thời do C0 và M2 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 khởi động 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 (12) có điện và I3 vẫn là thƣờng đóng nên M2 sẽ đƣợc cấp điện liên tục.
+ Khi đó dù cho tiếp điểm T2 nhánh (10) có bật và tắt 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 (14) có điện nên Timer T4 đƣợc khởi động.
+ Sau 3s kiểm tra điện áp máy phát ổn định T4 nhánh (15) đóng lại cấp điện cho Q2- Báo máy phát có điện. Đèn báo máy phát có điện sáng.
+ Tiếp điểm Q2 nhánh (16) cấp điện khởi động Timer T5 và Timer Tc.
+ Sau thời gian là 4s, tiếp điểm thƣờng đóng Tc nhánh (8) sẽ mở ra, ngừng cấp điện cho Q7- Tải sẽ đƣợc cắt khỏi acqui.
+ Ta ét nhánh (18) Do lƣới đang vẫn đang mất nên tiếp điểm Q0 thƣờng đóng sẽ cấp điện cho Timer T7 khởi động.
+ T7 là tiếp điểm thƣờng mở, đóng nhanh mở chậm. Khi Timer T7 có điện thì ngay lập tức tiếp điểm T7 nhánh (19) sẽ đóng vào. Và sau 1s khi Q2 có điện tiếp điểm T5 đóng lại và theo đó cấp điện cho Q3. Khi đó tải đƣợc đóng vào máy phát.
SVTH: Vũ Duy Đạt 72
Hình 4.48.Tín hiệu và đèn báo sau khi lưới mất điện và máy phát khởi động thành công.
Ta thấy sau khi có tín hiệu tới Q2- máy phát có điện, thì 4s sau tải đƣợc cắt khỏi acqui, và 1s sau khi tải đƣợc cắt khỏi acqui đóng tải vào máy phát, loại trừ khả năng tải đồng thời đóng vào acqui và máy phát.
+ 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 (12) không có điện.
+ ét nhánh (11) 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 (23) .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 (11) sẽ mở ra, ngừng cấp điện cho Q4.
+ 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 (25) có điện, ngay lập tức reset C0 và đếm lại từ đầu.
SVTH: Vũ Duy Đạt 73
+ Khi bộ couter có điện đó theo mach (24) tiếp điểm thƣờng mở C0 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 (22) đóng vào, cấp điện cho Q5- gửi tín hiệu ngừng máy phát.
Hình 4.49.Tín hiệu và đèn báo sau khi lưới mất điện và máy phát khởi động không thành công.
Ta thấy khi máy phát không có điện, thì tải vẫn đƣợc đóng vào acqui. Đèn Q5, Q6, Q7 sáng, các đèn còn lại tắt.
- Khi lƣới có điện trở lại
+ Khi lƣới có điện trở lại thì thông qua sensor I0 nhánh (0) M0 đƣợc cấp điện liên tục.
+ Ngay sau đó Timer T0 (2) đƣợc khởi động.
+ Sau khoảng 3s kiểm tra điện lƣới chắc chắn có, thì tiếp điểm thƣờng mở T0 nhánh (3) 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 , Timer T7 bị reset. + Tiếp điểm T7 nhánh (19) là tiếp điểm thƣờng mở,đóng nhanh mở chậm.
SVTH: Vũ Duy Đạt 74
sau đó tiếp điểm mới mở ra. Trong l c này tiếp điểm T5 vẫn đang đóng. Nên 1s sau khi Q0 có điện thì Q3 mới bị mất điện, tức sau 1s khi đèn báo lƣới sáng thì tải mới đƣợc cắt khỏi máy phát.
+ Đồng thời khi đèn báo có lƣới sáng, ngay lập tức Q0 nhánh (4) đóng vào cấp điện cho Timer T1.
+ Sau khoảng 2s tiếp điểm thƣờng mở T1 nhánh (5) đóng vào, cấp điện cho Q1- gửi tín hiệu 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 là máy phát mất điện, sensor I3 nhánh (12) mở ra, khi đó M2 mất điện, theo mạch (14), (15) ngay lập tức Q2 mất điện, tức là đèn báo máy phát có điện phải tắt.
SVTH: Vũ Duy Đạt 75
Ta thấy khi đèn báo lƣới có điện trở lại, 1s sau thì tải đƣợc cắt khỏi máy phát và 2s sau tải mới đóng vào lƣới, tránh việc tải đồng thời đóng vào cả lƣới và máy phát, đồng thời cũng hạn chế tối đa thời gian mất điện của tải (1s). Đèn Q0, Q1 sáng, các đèn còn lại tắt.