3.2.1. Phương thức vận hành.
a. Yêu cầu.
- Tự động chuyển đƣợc tải sang nguồn dự phòng khi nguồn chính mất điện. - Có tạo trễ khi đóng và cắt mạch giữa 2 contactor và kiểm tra đƣợc độ tin cậy.
b. Phương thức.
Quy ƣớc nguồn chính là lƣới và nguồn dự phòng là máy phát.
Hình 3.3.Phương thức hoạt động của hệ thống tự động chuyển đổi nguồn dự phòng dùng 2 contactor.
Ở chế độ tự động.
- Trạng thái làm việc bình thƣờng của lƣới
+ Tải đƣợc đóng vào lƣới, máy phát ở chế độ bình thƣờng, chƣa khởi động. - Khi nguồn lƣới mất điện
SVTH: Vũ Duy Đạt 18
+ B2: sau 5s, phát lệnh khởi động máy phát.
+ B3: khi máy phát đã chạy ổn định, phát lệnh đóng tải vào máy phát. - Khi nguồn lƣới có điện trở lại:
+ B1: kiểm tra trong 2 ph t để đảm bảo điện lƣới ổn định.
+ B2: phát lệnh cắt tải khỏi máy phát đồng thời đóng tải vào lƣới. + B3: phát lệnh dừng máy phát sau 5 ph t chạy không tải.
Ở chế độ bằng tay.
- B1: chuyển khóa về chế độ bằng tay.
- B2: vận hành các thiết bị hoàn toàn bằng tay và dƣới sự chỉ đạo của con ngƣời.
3.2.2. Thiết kế phương án.
a. Sơ đồ.
Ta dùng 2 contactor MC. và MC.F, 2 relay trung gian R1 và R2, 3 relay thời gian T1, T3 và T4 bố trí theo mạch dƣới đây:
Hình 3.4.Sơ đồ thiết kế phương án sử dụng hai contactor.
UVR.L UVR.F MC.L MC.F R1 UVR.L R1 MC.F MC.L T1 T4 R2 UVR.F MC.F MC.L T3 UVR.L T3 R5 DE MAY PHAT L0 M A (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) T4
DUNG MAY PHAT T1
N0 R2
SVTH: Vũ Duy Đạt 19
b. Chức năng các phần tử trong sơ đồ:
MC. : contactor điều khiển đóng/cắt giữa lƣới và tải. MC.F : contactor điều khiển đóng cắt giữa máy phát và tải. UVR.L : relay kém áp kiểm tra điện áp phía nguồn lƣới. UVR.F : relay quá áp kiểm tra điện áp phía nguồn máy phát. R1 : relay trung gian cấp điện cho mạch MC.L
R2 : relay trung gian cấp điện cho mạch MC.F
T1 : tiếp điểm thƣờng đóng, mở chậm của rơ le thời gian T1 T3 : tiếp điểm thƣờng mở, đóng chậm của rơ le thời gian T3 T4 : tiếp điểm thƣờng mở, đóng chậm của rơ le thời gian T4
c. Thuyết minh:
Ở chế độ tự động
Nguồn chính là nguồn lƣới, nguồn dự phòng là máy phát. Ban đầu, điện lƣới đang làm việc bình thƣờng và chƣa khởi động máy phát.
- Trạng thái làm việc bình thƣờng của lƣới.
+ Do lƣới đang có và máy phát chƣa đƣợc khởi động nên rơle kém áp của lƣới chƣa có điện, rơle quá áp nối vào máy phát chƣa có điện tức là tiếp điểm UVRL nhánh (0) đang đóng và UVRF nhánh (4) đang mở.
+ Cuộn h t của contactor MC. có điện, tiếp điểm chính của nó đóng vào, tải đang đóng vào lƣới.
+ Cuộn h t của contactor MC.F không có điện nên tải đang ở trạng thái cắt khỏi máy phát.
+ Rơ le thời gian T4 nhánh (2) đƣợc cấp điện nên T4 nhánh (8) có điện, mạch ngừng máy phát có điện.
- Khi lƣới mất điện.
+ Rơ le kém áp UVRL sẽ có điện, các tiếp điểm của nó đảo trạng thái.
+ Tiếp điểm thƣờng đóng UVR.L nhánh (0) mở ra làm rơ le trung gian R1 mất điện
+ Tiếp điểm thƣờng mở R1 ở nhánh (1) mở ra làm nhánh (1), (2), (3) hở mạch. àm cho cuộn h t contactor MC nhánh (1) mất điện. Tiếp điểm chính của nó mở ra – tải đƣợc cắt khỏi lƣới, đồng thời làm tiếp điểm thƣờng mở MCL nhánh (5) mất điện.
+ Đồng thời các rơ le thời gian các T4 nhánh (2), T1 nhánh (3) mất điện. + Tiếp điểm T1 nhánh (5) đóng lại (tiếp điểm thƣờng đóng, mở chậm) + Tiếp điểm T4 nhánh (8) mở ra (tiếp điểm thƣờng mở, đóng chậm)
SVTH: Vũ Duy Đạt 20
+ Tiếp điểm thƣờng mở UVR.L nhánh (6) đóng lại cấp điện cho rơ le thời gian T3 nhánh (6)
+ Sau một khoảng thời gian T3 nhánh (7) đóng vào (tiếp điểm thƣờng mở, đóng chậm) cấp điện cho mạch đề máy phát- máy phát đƣợc khởi động. + Giả sử máy phát khởi động thành công, tức là rơ le quá áp UVRF có điện. + Tiếp điểm UVRF nhánh (4) có điện cấp điện cho rơ le trung gian R2.
+ Tiếp điểm thƣờng mở R2 nhánh (5) đóng lại, trong khi đó các tiểm khác ở nhánh (5) là R2, MC đều đang đóng nên cuộn h t của contactor MCF có điện, làm tiếp điểm chính của nó đóng vào. Tải đƣợc đóng vào máy phát. + c này tiếp điểm thƣờng đóng MCF nhánh (1) mở ra.
+ Ta thấy sau khi mất điện, ta cần mất khoảng thời gian khá lâu để khởi động máy phát, và sau đó mới đƣợc đóng vào lƣới.
- Khi lƣới có điện trở lại.
+ Rơ le kém áp UVRL mất điện, l c này rơ le quá áp UVRF vẫn đang có điện. + Các tiếp điểm của UVRL một lần nữa đảo trạng thái. Tiếp điểm UVRL nhánh
(0) đóng lại, nhánh (6) mở ra.
+ Rơ le trung gian T1 nhánh (0) có điện, rơ le trung gian T3 nhánh (6) mất điện
+ Tiếp điểm R1 nhánh (1) đóng vào cấp điện cho T1. Do l c này MCF nhánh (1) vẫn đang mở nên cuộn h t contactor MC nhánh (1) và rơ le thời gian T4 nhánh (2) chƣa có điện.
+ Sau 1 khoảng thời gian khi rơ le thời gian T1 có điện thì tiếp điểm T1 nhánh (5) mới mở ra ngừng cấp điện cho cuộn h t của contactor MCF nhánh (5). + Khi đó tiếp điểm chính của nó mở ra. Tải đƣợc cắt khỏi máy phát, đồng thời
tiếp điểm MCF nhánh (1) đóng lại.
+ MCF nhánh (1) đóng lại, đồng thời R1 nhánh (1) cũng đang đóng nên cuộn h t của contactor MC nhánh (1) có điện, tiếp điểm chính của nó đóng lại. Tải đƣợc đóng vào lƣới. Ta thấy khi chắc chắn tải bị cắt khỏi máy phát thì mới đƣợc phép đƣợc đóng vào lƣới mặc dù lƣới đã có trƣớc đó một khoảng thời gian.
+ Đồng thời T4 có điện, nhƣng do tiếp điểm T4 nhánh (8) là tiếp điểm thƣờng mở, đóng có thời gian nên sau một thời gian mới đóng vào, tức là sau khi cắt tải khỏi máy phát, ta vẫn để máy phát chạy không tải một thời gian rồi mới ngừng máy phát. Tránh việc dừng ngay máy phát, có thể dẫn tới hƣ hỏng.
SVTH: Vũ Duy Đạt 21
Tất cả các thao tác do ngƣời vận hành điều khiển.
3.2.3. Nhận xét phương án.
a. Ưu điểm.
- Có kiểm tra điện áp nguồn dự phòng.
- Có 2 chế độ vận hành là tự động và bằng tay. - Có thời gian trễ khi đóng mở các tiếp điểm chính.
b. Nhược điểm.
- Đấu nối và vận hành phức tạp. - Khó thay đổi phƣơng thức vận hành. - Sử dụng nhiều thiết bị.
- Không kinh tế.
SVTH: Vũ Duy Đạt 22
CHƢƠNG 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN
Các phƣơng thức đã thiết kế đều có những hạn chế nhất định, nếu dùng 1 contactor thì không kiểm tra đƣợc nguồn dự phòng, không an toàn còn nếu dùng 2 contactor kết hợp với các rơle thì mạch đấu nối khá phức tạp đồng thời vấn đề kinh tế và thẩm mỹ không cao. Trong chƣơng này ta sẽ dùng bộ điều khiển để thay thế những nhƣợc điểm chính của phƣơng pháp đã thiết kế.
Trƣớc khi thiết kế hệ thống chuyển đổi nguồn tự động ta cần phải đi tìm hiểu vể bộ điều khiển lập trình. Theo nhƣ chƣơng 2 ta đã thấy có khá nhiều bộ điều khiển lập trình của nhiều hãng khác nhau. Tuy nhiên bộ lập trình zen của hãng ormon đáp ứng đầy đủ về mặt kỹ thuật cũng nhƣ tính kinh tế nên trong đồ án này ta chỉ chủ yếu tập dùng bộ điều khiển zen để lập trình các phƣơng thức khác nhau.