4.2.1. Nhận xét
Khi dựng các linh kiện đóng ngắt thông thường để xây dựng mạch điều khiển hoạt động thì cơ cấu đo lường theo dõi lưới điện và máy phát dự phòng bao gồm các mạch
bảo vệ theo các sơ đồ nguyên lý đó nếu ở phía trên làm cho mạch điện vô cùng phức tạp và khi tiến hành lắp đặt khó tránh khỏi nhầm lẫn làm mạch hoạt động với độ tin cậy không cao.
Mặt khác, các thiết bị cơ khí mắc với nhau không thể bảo đảm hoạt động tốt tuyệt đối mà thường xuyên xảy ra hỏng hóc do kẹt mắc các cơ cấu chuyển động cơ khí. Hiện nay kỹ thuật số phát triển mạnh rơle số ra đời đã thay thế các khí cụ điện đóng ngắt thông thường làm giảm nhẹ bớt mức độ phức tạp cho mạch điện. Trong trường hợp này ta dùng rơle trung gian để thực hiện việc bảo vệ lưới điện .
4.2.2. Phương án dùng LOGO
a. Giới thiệu đôi nét về LOGO BM 12/24RCE
Với giải pháp dùng LOGO tiết kiệm được chi phí, thời gian lắp đặt, không gian tủ điều khiển thay cho các bảng mạch điều khiển ta dựng các modul chức năng. LOGO là thiết bị rất gọn nhẹ nhưng khả năng dung lượng nhớ là khá lớn, tính năng làm việc đa dạng hơn rất nhiều, phạm vi sử dụng rộng hơn, số đầu vào đầu ra nhiều hơn có khả năng điều khiển cho một nhóm thiết bị công tác. Tất cả các chức năng của nó dược tích hợp sẵn bên trong ta chỉ cần dựng phương án và liên kết các khâu lại với nhau tạo thành mạch điều khiển nên chúng ta có thể thay đổi hoạt động điều khiển một cách dễ dàng mà không cần phải đi dây lại. LOGO có giao diện với người sử dụng gồm màn hình và bàn phím rất tiện lợi đồng thời độ tin cậy khi làm việc rất cao, tốc độ nhanh chóng, và chúng có khả năng thông báo trạng thái đầu vào và ra. Khả năng kết nối với các thiết bị hiện đại là rất tốt. Dưới đây là các thông số của LOGO BM 12/24RCE của hãng SIEMENS:
- Hỗ trợ nguồn: 12VDC hoặc 24VDC - Giới hạn áp trên: 28.8v
- Giới hạn áp dưới: 10.8v
- Bộ định thời lưu trữ 480h sau mất điện - Ngõ vào: 8(4 ngõ vào có thể sử dụng analog) - Ngõ ra: 4(Relay)
b. Mạch điều khiển dùng LOGO
Hình 4.3. Sơ đồ mạch điều khiển của hệ thống ATS Nguyên lý hoạt động.
Ngõ vào:
- I2: ngõ vào báo máy phát đang hoạt động. - I3: ngõ vào báo mất pha của lưới
- I4: ngõ vào báo mất pha của máy phát
- I5: ngõ vào báo chế độ bằng tay hoặc tự động (auto/manu)
Ngõ ra:
Q1,Q2,Q3,Q4: ngõ ra cấp nguồn cho cuộn dây của các rơle trung gian AX1, AX2, AX3, AX4.
- AX1 : Tắt máy phát - AX2 : Đề máy phát
- AX3 : Điều khiển đóng lưới - AX4 : Điều khiển đóng máy phát
c. Lưu đồ thuật toán:
d. Danh sách input và output:
Danh sách ngõ vào và ra của PLC
NGÕ VÀO NGÕ RA
Al1: Kiểm tra tín hiệu điện lưới Q1: Tắt máy Al2: Kiểm tra tín hiệu điện MF Q2: Đề
Al3: Kiểm tra tín hiệu nhiệt độ Q3: Tín hiệu điện lưới Al4: Kiểm tra tín hiệu dầu Q4: Tín hiệu điện MF I3: Đầu vào NO vị trí đóng lưới
I4: Đầu vào NO vị trí đóng máy phát I5: Trạng thái switch Auto-Manual
Hình 4.5: Code chức năng
Nguyên lý hoạt động:
- Điện lưới đầu vào được kiểm tra bởi Al1 bắt đầu nhận tín hiệu khi có điện và kiểm tra độ ổn định của điện lưới. Khi điện áp đã ổn định cho phép đóng lưới. Đây là nguồn luôn được ưu tiên đóng tải.
- Khi Al1 phát hiện điện lưới mất ổn định, tụt áp hoặc mất lưới trong một khoảng thời gian thì sẽ gửi tín hiệu mất lưới.
- Kiểm tra nhiệt độ nước làm mát máy phát và mức dầu bằng tín hiệu Al3, Al4 trong mức ổn định. Sau đó cho phép khởi động máy phát Q2.
- Khi máy phát hoạt động gửi tín hiệu về Al2, đợi máy phát ổn định và đóng tải sang máy phát.
- Khi đã có tín hiệu điện lưới hoạt động ổn định trở lại, ưu tiên đóng tải điện lưới. Cho giữ máy phát một khoảng thời gian chờ điện lưới ổn định tránh tình trạng điện lưới chập chờn khởi động máy phát nhiều lần.
Lượng dầu còn lại và nhiệt độ thân máy được cập nhật trạng thái liên tục đề đưa ra quyết định có cho máy phát hoạt động hay không.
f. Thiết kế Websever, điều khiển hệ thống từ xa qua internet.
Hình 4.6: Giao diện hiển thị trạng thái và các thông số realtime
g. Thi công mô hình và chạy thử thực tế
Hình 4.8a
Hình 4.8c
Chương 5 GVHD: ThS. Phạm Ngọc Hiệp
Báo cáo khoa học Trang 49
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1. Kết luận :
Ưu điểm
- Hệ thống hoàn thiện với giá thành rẻ ~7 triệu cho hệ thống 63A phù hợp với nhu cầu nhà dân
- Có hệ thống giám sát và cài đặt trực quan qua internet với giao diện web. - Đảm bảo được nhu cầu và hoạt động tốt trong quá trình thử nghiệm thực tế.
- Khối chuyển mạch không ngậm điện như contactor, loại trừ được trường hợp điện áp chập chờn, phát sinh tiếng ổn trong quá trình hoạt động.
Nhược điểm:
- Với số lượng ngõ vào analog và ngõ ra còn hạn chế nên chưa đáp ứng được một số trường hợp phát sinh sự cố.
- Chưa đi sâu được vào phần điều khiển máy phát trực tiếp qua website.
5.2. Hướng phát triển đề tài:
Để nâng cao tính năng và phát triển hệ thống này phù hợp với người dùng hơn, một số tính năng có thể phát triển thêm như sau:
- Điều khiển trực tiếp máy phát và toàn bộ hệ thống qua website
- Giao tiếp với hệ thống, điều khiển, cài đặt và cảnh báo thông qua SMS. - Thêm các tính năng thích hợp với hệ thống nguồn phát Diesel như: Xông
máy, mở/khóa van dầu, dự đoán sự cố.
- Tích hợp giải pháp bảo vệ chất lượng điện: OV, UV, tần số, thứ tự pha, mất pha, mất trung tính, sai thứ tự pha.
Tài liệu tham khảo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. ThS. Lưu Văn Quang, Giáo trình Thực hành truyền động điện, Bộ môn điện công nghiệp - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật.
[2]. ThS. Nguyễn Văn Ban, Giáo trình Điều khiển lập trình cỡ nhỏ, Bộ môn điện công nghiệp - Trường Cao đẳng nghề Đăklăk.
[3]. ThS. Lưu Văn Quang, Giáo trình thiết bị điều khiển điện, Bộ môn điện công nghiệp - Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật.
[4]. PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ (2001), Truyền Động Điện, NXB Đại học quốc gia Tp.HCM