3 .Giới thiệu về bảng điện chính tàu AP SVETI VLAHO
§4.3.Mạch điều khiển aptomat chính của máy phát
- M:Động cơ lên cót để đóng aptomat chính của máy phát vào lưới. - XF: Cuộn điều khiển đóng aptomat chính vào lưới.
- MN: Cuộn giữ của aptomat chính.
- SB84.4: Nút ấn có đèn dùng để điều khiển đóng aptomat chính vào lưới.
- SB84.8: Nút ấn có đèn dùng để điều khiển mở aptomat chính của máy phát ra khỏi lưới.
- XR1(PMS DG1): Tiếp điểm điều khiển của máy tính điều khiển đóng aptomat chính vào lưới.
- SA84.3: là công tắc xoay để lựa chọn chế độ điều khiển đóng aptomat có hai vị trí là: LOCAL/REMOTE.
2. Nguyên lí hoạt động của mạch điều khiển aptomat chính như sau: a.Chế độ điều khiển bằng tay:
- Ta đưa công tắc lựa chọn SA84.3 về vị trí LOCAL. Động cơ M có điện trước lên cót để sẵn sàng đóng aptomat lên lưới. Lúc này khi các điều kiện để đóng máy phát lên lưới đã đủ ta ấn nút SB84.4 làm cho cuộn XF có điện nhả lẫy đóng aptomat chính của máy phát vào lưới. Cuộn giữ MN của aptomat đã có điện để giữ aptomat chính vẫn đóng. Khi aptomat chính đóng ta có:
+ Các tiếp điểm phụ của nó cũng đóng vào làm cho rơle trung gian K85.21 có điện. Tiếp điểm của K85.21 ở trang 091 mở ra đưa bộ AVR của máy phát số 1 sẵn sàng nối với bộ AVR của các máy phát khác để phục phụ cho q trình tự động phân bố tải vơ công khi các máy phát công tác song song với nhau.
+ Tiếp điểm của rơle K85.21 ở 13-14 (page 085) đóng vào sẵn sàng cấp điện cho rơle K85.7.
+ Tiếp điểm phụ của aptomat chính đóng làm cho rơle K85.22 có điện. Tiếp điểm K85.22 ở trang 086 đóng làm cho đén H3 sáng báo aptomat chính đã được đóng vào lưới và đèn H4 tắt. (Đèn H4 là đèn báo aptomat chưa được đóng lên lưới).
+ Tiếp điểm của rơle K85.22 ở trang 090 mở ra cắt không cho phép điện trở sấy được đưa vào hoạt động.
+ Tiếp điểm của rơle K85.22 ở trang 093 đưa tín hiệu vào máy tính báo aptomat chính đang đóng hay mở.
+ Tiếp điểm của rơle K85.23 ở trang 231 đóng vào làm cho đèn ở nút ấn đóng áptomat sáng và đèn ở nút ấn mở aptomat tắt.
+ Tiếp điểm của rơle K85.23 ở trang 223 mở ra khống chế cắt điện cho cuộn giữ của aptomat lấy điện từ bờ.
+ Tiếp điểm của rơle K85.23 ở 1-9 (page 170) mở ra làm cho các rơle trung gian K170.21, K170.22, K170.23 mất điện, các tiếp điểm của K170.21 ở trang 171 đóng vào sẵn sàng cấp điện cho mạch điều khiển hoà đồng bộ các máy phát số 2, số 3. Các tiếp điểm của K170.23 ở trang 084 mở ra làm cho cuộn điều khiển XF mất điện.
* Aptomat chính của máy phát đang đóng vào lưới ta muốn cắt máy phát ra khỏi lưới thì ta ấn nút SB84.8 làm cho cuộn giữ MN mất điện, Aptomat sẽ mở ra cắt máy phát ra khỏi lưới.
- Aptomat chính mở ra làm cho các tiếp điểm phụ cũng mở ra khiến các rơle trung gian K85.21, K85.22, K85.23 đều mất điện. Tiếp điểm của chúng làm cho đèn báo aptomat chính đóng tắt và đèn báo áptomat chính mở sáng.
- Tiếp điểm của K85.21 ở trang 091 đóng vào ngắn mạch chân 3-4 của bộ AVR máy phát số1.
- Tiếp điểm của rơle K85.22 ở trang 090 đóng vào sẵn sàng cấp nguồn cho điện trở sấy hoạt động.
- Tiếp điểm của rơle K85.23 ở trang 223 đóng vào sẵn sàng cấp điện cho cuộn hút của aptomat cấp điện từ bờ.
- Tiếp điểm của rơle K85.23 ở trang 170 đóng vào sẵn sàng cho mạch điều khiển hoà đồng bộ máy phát số1 hoạt động.
b. Chế độ điều khiển tự động:
Ta đưa công tắc lựa chọn chế độ điều khiển SA84.3 sang vị trí REMOT. Động cơ M có điện trước và lên cót để sẵn sàng đóng aptomat vào lưới. Khi các điều kiện hồ đã đủ và điện áp của máy phát lớn hơn 95%Uđm thì tiếp điểm của rơle K82.8 đóng vào lúc này máy tính sẽ phát lệnh đóng aptomat bằng cách đóng tiếp điểm PMS-DG1 vào làm cho cuộn XF có điện nhả lẫy đóng aptomát vào lưới.
Khi aptomat chính đang đóng, để điều khiển mở aptomat chính ở chế độ tự động, máy tính sẽ điều khiển làm đóng tiếp điểm PMS-DG1 ở page 085 vào làm cho rơle trung gian K85.9 có điện làm mở tiếp điểm của nó ở 1-9 (page084) ra cắt điện cấp cho cuộn giữ MN của aptomat làm aptomat mở ra.
§4.4.Cơng tác song song và phân chia tải của các máy phát điện đồng bộ 1. Công tác song song của các máy phát điện đồng bộ
a.Khái niệm chung
Đưa một máy phát vào cơng tác song song là q trình đưa một máy phát từ trạng thái
không công tác đến trạng thái cùng cung cấp năng lượng với các máy phát khác lên thanh cái. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-Q trình hịa đồng bộ được coi là thành cơng khi khơng gây ra xung dịng lớn và thời gian tồn tại quá trình này phải ngắn
-Nguồn điện cung cấp cho phụ tải trên tàu thủy có thể lấy từ những nguồn độc lập hoặc từ một nguồn chung do nhiều tổ máy phát công tác song song
-Đa số các trạm phát điện đều được lắp đặt để các máy phát công tác song song điều đó phù hợp với sự phát triển tự động hóa cao.Ví dụ :tự động khởi động máy phát,tự động hòa đồng bộ khi máy phát bị quá tải,tự động cho máy phát nghỉ khi công suất dư thừa nhiều…
-Công tác song song của máy phát có rất nhiều ưu điểm so với cơng tác độc lập :
+Tạo điều kiện giảm bớt các thiết bị chuyển mạch và dây cáp nối các phần tử,thiết bị với nhau
+Giảm bớt trọng lượng và kích thước của các thiết bị phân phối điện
+Đảm bảo nguồn điện liên tục cho các phụ tải trong mọi trường hợp ngay cả khi chuyển tải từ máy này sang máy khác
+Giảm bớt sự dao động điện áp khi tăng tải đột ngột
+Nâng cao hiệu suất sử dụng công suất của các tổ máy phát Khi công tác song song sẽ dẫn đến các nhược điểm sau : +Đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ cao về chun mơn
+Độ lớn dịng ngắn mạch tăng cần phải có các thiết bị bảo vệ ngắn mạch phức tạp và bảo vệ công suất ngược
+Sự phân chia tải phức tạp hơn nếu một trong các động cơ truyền động cho máy phát có sự cố nhỏ
Khi các máy phát đồng bộ công tác song song người ta phân ra ba trường hợp sau : Gọi :Pđmx là công suất định mức của máy phát ta khảo sát
Pđmt là tổng công suất tất cả các máy phát đang công tác trên lưới -Nếu Pđmx << Pđmt :thì ta gọi máy phát x là công tác với mạng cứng -Nếu Pđmx >> Pđmt :thì ta gọi máy phát x là công tác coi như độc lập -Nếu Pđmx Pđmt :thì ta gọi máy phát x là cơng tác với mạng mềm
b. Công tác song song của các máy phát điện đồng bộ
Để đưa máy phát đồng bộ vào công tác song song với các máy phát khác có hai phương pháp cơ bản :
*Phương pháp hòa đồng bộ tức là đưa một máy phát đồng bộ đã được kích từ đến điện
*Tự hịa đồng bộ :là q trình đóng máy phát đồng bộ chưa được kích từ vào cơng tác
song song với các máy phát khác sau khi đã quay máy phát đến tốc độ định mức rồi sau đó mới kích từ lên điện áp định mức.Phương pháp này gây ra xung dịng lớn.Nó chỉ áp dụng trên bờ,khơng áp dụng trên tàu thủy bởi vì cơng suất của máy định hịa tương đương với cơng suất của máy đang có trên mạng.
Trên tàu thủy chúng ta chỉ áp dụng phương pháp hòa đồng bộ.Phương pháp hịa đồng bộ chúng ta có thể chia làm hai cách :
+Hịa đồng bộ chính xác +Hịa đồng bộ thơ
-Hịa đồng bộ chính xác:là tại thời điểm máy phát đóng lên thanh cái tất cả các điều kiện
phải được thỏa mãn
Để tiến hành hịa đồng bộ chính xác,các điều kiện hịa đồng bộ chung là :Điện áp tức thời của máy phát và lưới ở các pha tương ứng phải bằng nhau
Điện áp tức thời của lưới điện ở các pha :uA1 =UA1.sin(1t-A1)
uB1 =UB1.sin(1t-B1-2/3)
uC1 =UC1.sin(1t-C1-4/3) Điện áp tức thời của máy phát ở các pha :uA2 =UA2.sin(2t-A2)
uB2 =UB2.sin(2t-B2-2/3)
uC2 =UC2.sin(2t-C2-4/3) Điều kiện :uA1 = uA2 ; uB1= uB2 ;uC1 = uC2
Để thỏa mãn điều kiện chung trên trong thực tế phải đảm bảo đủ bốn điều kiện : uf=ul ;fF=fl ;f=l ;thứ tự pha của máy phát và lưới là như nhau (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để kiểm tra các điều kiện hịa đồng bộ chính xác nêu trên và chọn thời điểm đóng máy phát ta ứng dụng các phương pháp sau : -Hệ thống đèn tắt -Hệ thống đèn quay -Hệ thống đồng bộ kế *Hệ thống đèn tắt : F 2 1 a1 a2 b1 b2 c1 c2 R S T Thanh cái 2 1 a1 a2 b1 b2 c2 c1
Hình 1: Sơ đồ nguyên lí Hình 2: Sơ đồ véc tơ Khi sử dụng hệ thống đèn tắt ta cần thực hiện như sau :
-Kiểm tra sự bằng của tần số lưới và tần số máy phát bằng đồng hồ tần số kép -Kiểm tra sự bằng của điện áp máy phát và điện áp lưới bằng vôn kế
-Kiểm tra thứ tự pha như nhau bằng cách quan sát các bóng đèn.Đây là hệ thống đèn tắt nên khi thứ tự pha như nhau các bóng đèn sẽ tắt sáng đồng thời
-Kiểm tra véc tơ điện áp các pha tương ứng đã trùng khít nhau là tại thời điểm các bóng đèn cùng tắt và đó là thời điểm đóng máy phát hịa lên mạng
Nhược điểm của hệ thống này là không xác định được tần số của cái nào lớn hơn cái nào
*Hệ thống đèn quay :
Thường ứng dụng trên tàu thủy để kiểm tra các điều kiện hịa đồng bộ chính xác, dễ dàng xác định thời điểm hòa đồng bộ và xác định được tần số của máy phát lớn hơn hay nhỏ hơn tần số của lưới
Trên bảng điện chính thể hiện
3 1 2 2 2 3 3 1 a1 a1 b2 a2 b1 c1 c2 0 1 Raise Lower b1 b2 c1 c2 R S T a2 F
Hình3:Sơ đồ véc tơ Hình 4:Sơ đồ nguyên lí
-Nếu tần số của máy phát lớn hơn của lưới thì bóng đèn sẽ quay theo chiều kim đồng hồ (3-1-2-3),lúc đó ta phải giảm nhiên liệu
-Nếu tần số của máy phát nhỏ hơn tần số của lưới thì bóng đèn sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ (2-1-3-2),lúc đó ta phải tăng nhiên liệu
-Thời điểm đóng máy phát lên lưới hịa đồng bộ bóng đèn 1 tắt,bóng 2 và 3 sáng như nhau
*Hệ thống đồng bộ kế :
Để đạt kết quả tốt hơn,chính xác hơn khi hòa đồng bộ người ta dùng đồng bộ kế trên các trạm phát điện tàu thủy rất phổ biến
Cấu tạo :
(1) :Lõi từ hình chữ Z đặt trong lòng cuộn dây số (2).Cuộn này được đấu với thanh cái.Lõi từ số (1) có thể quay trịn trên hai gối đỡ số (3).Phía ngồi cuộn (2) được đặt cuộn (4) và cuộn (5) lệch pha nhau một góc 1200 điện và được đấu với máy phát định hịa như sơ đồ ngun lí
Sau khi đóng mạch đưa đồng bộ kế vào hoạt động các cuộn dây sẽ tạo thành một từ trường quay.Lõi từ số (1) được quay theo chiều nhất định phụ thuộc vào tần số của máy phát lớn hơn hay nhỏ hơn tần số của lưới điện
-Nếu fMF>flưới thì kim đồng bộ kế sẽ quay theo chiều kim đồng hồ -Nếu fMF<flưới thì kim đồng bộ kế sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ Tốc độ quay của kim đồng bộ kế tỉ lệ với hiệu tần số của lưới và máy phát F R S T 2 4 5 3 6 1 2 5 6 4 5
Hình 5: Sơ đồ ngun lí Hình 6:Cấu tạo
Qui trình hịa đồng bộ chính xác ta thực hiện như sau : 1.Khởi động Diezen máy phát,ổn định tốc độ quay ở mức ffđm
2.Kiểm tra xem điện áp hiệu dụng của máy phát và lưới đã bằng nhau chưa.Nếu chưa bằng nhau phải điều chỉnh kích từ để điện áp bằng nhau
3.Quan sát hệ thống đèn hay đồng bộ kế,chọn đúng thời điểm đóng máy phát vào mạng Ta cần chú ý khi hòa nên chỉnh cho tần số của máy phát lớn hơn tần số của lưới để khi đóng vào nó nhận tải ngay khoảng 5% cơng suất định mức của nó là vừa.
*Hịa đồng bộ thơ :
Hịa đồng bộ thơ là tại thời điểm đóng máy phát lên lưới các điều kiện uF=ul ;ff=fl ;thứ tự pha như nhau ;cịn góc lệch pha ban đầu của điện áp chưa bằng nhau tức là véc tơ điện áp các pha tương ứng chưa trùng nhau.Vì vậy khi đóng vào sẽ gây ra xung dòng lớn.Để giảm bớt xung dịng đó ta phải sử dụng cuộn cảm như sơ đồ dưới
=>Hòa đồng bộ thô được tiến hành như sau :
Sau khi đã khởi động Diezen máy phát lên tốc độ định mức,kiểm tra nhanh tần số và (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
điện áp máy phát lập tức đóng cầu dao số (1) ngay .Như vậy đã đóng máy phát lên thanh cái thơng qua cuộn cảm (3).Sau một vài giây ta đóng áptơmát số (2) và sau đó mở cầu dao số (1).Khi đóng cầu dao số (1) vào thì dịng cân bằng sẽ tạo thành mơ men ở các máy phát kéo các rôto vào đồng bộ với nhau thời gian khoảng một vài giây.
(1):Cầu dao (2):Áptômát
F
2 3
1
*Công tác song song và phân chia tải trên tàu AP SVETI VLAHO
- Chế độ công tác song song các máy phát tàu AP SVETI VLAHO
Trên tàu AP SVETI VLAHO người ta thực hiện hoà song song các máy phát bằng phương pháp hồ đồng bộ chính xác sử dụng đồng bộ kế và hệ thống đèn quay.Hoà đồng bộ các máy phát trên tàu được thực hiện bằng hai phương pháp :
+Hoà đồng bộ bằng tay +Tự động hoà đồng bộ
*Phương pháp hoà đồng bộ bằng tay :
+Sơ đồ mạch đo hòa đồng bộ (Page 166) -S34 :Cơng tắc chọn máy phát cần hồ
-V/V :Đồng hồ đo điện áp kép
-F/F :Đồng hồ đo tần số kép thang đo tỷ lệ
-h14 :Hệ thống đèn quay đồng bộ có 3 đèn HL166.6, HL166.7, HL166.8 -SYN :Đồng bộ kế
+Sơ đồ mạch hoà của Diezen máy phát (Page 087)
-S35 :Công tắc chọn chế độ điều khiển 2 vị trí (Local-Remote) -S34 :Cơng tắc chọn máy phát cần hoà
-K87.4,K87.2 :Các rơle thực hiện +Nguyên lý thực hiện hoà :
Giả sử khi hai máy phát đang hoạt động DG2 và DG3,một trong hai máy bị sự cố lúc này ta sẽ hoạt động máy phát DG1 và hoà vào lưới để đáp ứng đủ năng lượng điện theo yêu cầu điện năng,ta sẽ tiến hành như sau :
-Khởi động tổ hợp D/G No1,điều chỉnh Diezen quay ở tốc độ định mức.Theo dõi tần số của máy phát số 1,bật cơng tắc S32 đo fL sau đó chuyển sang đo fMF.Nếu fMF < fL thì ta điều khiển S33 (page 89) về phía tăng RAISE khi đó động cơ secvo điều chỉnh thanh răng nhiên liệu sẽ tăng nhiên liệu vào Diezen và tần số của máy phát sẽ tăng lên.Còn nếu fMF > fL =>ta bật cơng tắc S33 (page 89) về phía giảm LOWER =>lúc này động cơ secvo sẽ điều chỉnh thanh răng nhiên liệu về phía giảm nhiên liệu đưa đến Diezen =>fMF sẽ giảm xuống.Ta tiến hành điều chỉnh sao cho fMF định hoà =fL=fđm là được.Theo dõi trên panel của máy phát số 1,khi nào đèn h2 sáng báo điện áp máy phát đã được phát ra.Ta bật công tắc S32,để đo điện áp lưới UL sau đó lần lượt đo URS,UTS,URT của máy phát số 1 nếu
điện áp UMF1 định hoà chưa đạt hoặc lớn hơn định mức ta điều chỉnh núm VAD để sao cho UMF1 =Uđm =UL là được.
+Thao tác thực hiện hoà :
Khởi động tổ hợp D/G No1 và điều chỉnh nl = nđm,đưa cơng tắc hịa S34 sang vị trí MF1.Kiểm tra các điều kiện công tác song song,theo dõi UMF và UL bằng đồng hồ vôn kế,theo dõi fMF và fL bằng đồng hồ tần số kép.Nếu hai điều kiện U và f đã thoả mãn ta tiến hành chọn thời điểm hòa bằng cách theo dõi đồng bộ kế hoặc theo dõi đèn hoà.Nếu fL < fMF định hồ thì kim đồng bộ kế sẽ quay nhanh theo chiều kim đồng hồ,hay theo dõi hệ