4.3.1. Quy định chất lượng điện năng
Chúng ta có thể hiểu chất lượng điện năng theo một cách chung nhất là chất lượng điện năng là tất cả những vấn đề liên quan đến dòng điện, điện áp mà có thể gây ảnh hưởng đến các thiết bị sử dụng điện.
- Chất lượng điện năng được quy định tại Điều 15 Nghị định 137/2013/NĐ-CP như sau:
Điều 15. Chất lượng điện năng:
Điện áp và tần số cho sử dụng điện phải đảm bảo các tiêu chuẩn sau đây:
Về điện áp: Trong điều kiện bình thường, độ lệch điện áp cho phép trong khoảng ± 5% so với điện áp danh định của lưới điện và được xác định tại vị trí đặt thiết bị đo đếm điện hoặc tại vị trí khác do hai bên thỏa thuận. Đối với lưới điện chưa ổn định sau sự cố, độ lệch điện áp cho phép từ +5% đến -10%.
Về tần số: Trong điều kiện bình thường, độ lệch tần số hệ thống điện cho phép trong phạm vi ± 0,2Hz so với tần số danh định là 50Hz. Đối với lưới điện chưa ổn định sau sự cố đơn lẻ, độ lệch tần số cho phép là ± 0,5Hz.
- Tiêu chuẩn IEEE 519-1992:
Về cân bằng pha: Trong chế độ làm việc bình thường, thành phần thứ tự nghịch của điện áp pha không vượt quá 3 % điện áp tiêu chuẩn đối với cấp điện áp 110 kV hoặc 5 % điện áp tiêu chuẩn đối với cấp điện áp trung áp và hạ áp.
Về tần số: Tần số tiêu chuẩn của hệ thống mạng lưới điện Việt Nam là 50Hz. Trong điều kiện bình thường, dải dao động cho phép là ± 2% so với tần số tiêu chuẩn. Trong điều kiện hệ thống chưa ổn định, dải dao động cho phép là ± 5% so với tần số tiêu chuẩn
4.3.2. Tính toán dải bảo vệ cho hệ thống:
- Đối với điện áp: Điện áp pha ở Việt Nam thường có giá trị bằng 220V. Dựa theo quy định về chất lượng của chính phủ, ta chọn sai số +5% đến -10% cho điện áp. Sử dụng giá trị điện áp pha để tính.
Dải bảo vệ điện áp cho hệ thống :
Sử dụng hàm IN_RANGE để thiết lập dải bảo vệ điện áp
- Đối với tần số: Để phù hợp với môi trường nhà máy, chọn dải dao động của tần số là ± 5% so với tần số tiêu chuẩn để tránh tình trạng bảo vệ quá nhạy gây gián đoạn hệ thống:
Dải bảo vệ tần số cho hệ thống:
Sử dụng hàm so sánh để thiết lập dải bảo vệ tần số:
Hình 4.9: Thiết lập dải bảo vệ tần số
- Cân bằng pha: Chọn theo tiêu chuẩn IEEE với cấp hạ áp.
Độ lệch 3 pha L1, L2, L3 với nhau không quá 19V thì đạt tiêu chuẩn. Sử dụng hàm tính toán trừ để tính độ chênh lệch giữa các pha, sau đó dùng hàm giá trị tuyệt đối Abs để lấy giá trị dương. Sau đó dùng hàm so sánh nhỏ hơn để thiết lập bảo vệ cân bằng pha cho hệ thống.
Hình 4.10: Thiết lập dải bảo vệ lệch pha
4.4. Mô phỏng và chạy hệ thống.
- Chế độ nguồn lưới:
- Chế độ máy phát:
CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
5.1. Đánh giá hệ thống.
5.1.1. Đánh giá phần cứng hệ thống
5.1.1.1 Ưu điểm
- Các thiết bị được chọn đều phù hợp với yêu cầu công suất của hệ thống.
- 2 nguồn điện được sử dụng đảm bảo cho hệ thống luôn có điện khi cần
- Có tích hợp rơ le bảo vệ cho nguồn máy phát giúp hệ thống luôn an toàn trước các sự cố.
- Hệ thống đèn báo giúp người sử dụng biết được trạng thái hoạt động
- Có hệ thống SCADA để giám sát hoạt động của hệ thống, giúp cho việc vận hành dễ dàng hơn.
5.1.1.2 Nhược điểm - Giá thành của hệ thống cao.
- Chưa đánh giá được độ ổn định và chính xác khi vận hành thực tế.
- Chưa tự động hóa được các vấn đề về bảo trì máy phát điện.
5.1.2. Đánh giá phần mềm hệ thống
5.1.2.1 Ưu điểm
- Sử dụng được gần tối đa chức năng làm việc của PLC S7-1200
- Lập trình các lệnh để bảo vệ hệ thống an toàn, có thể dễ dàng thay đổi theo nhu cầu của hệ thống và thiết bị.
- Có bảo vệ máy phát bằng lệnh CTU đếm số lần đề.
- Sử dụng timer đặt thời gian trễ để cho máy phát ổn định nguồn trước khi cấp cho tải và chạy không tải 1 thời gian trước khi tắt.
- Có giao diện WinCC để dễ dàng giám sát hệ thống.
5.1.2.2 Nhược điểm
- Tập lệnh dài và khó hiểu cho người muốn sửa.
- Giao diện giám sát còn chưa tối ưu.
- Thời gian trễ để chuyển nguồn còn chưa hoàn chỉnh do chưa đưa hệ thống vào vận hành thực tế
5.2. Hướng phát triển của đề tài.5.2.1. Phát triển phần cứng 5.2.1. Phát triển phần cứng
- Phát triển thêm màn hình điều khiển cho hệ thống.
- Tự động hóa máy phát điện với các tính năng như kiểm tra nhiệt độ, kiểm tra mức dầu làm mát, chẩn đoán sự cố…
- Tăng công suất thiết kế của hệ thống để sử dụng cho các khu công nghiệp lớn, nhà máy, chung cư…
- Thiết kế thêm phần tủ bảo vệ cho hệ thống giúp vận hành hệ thống an toàn hơn.
- Thêm nguồn dự phòng hoặc thay đổi nguồn dự phòng để phù hợp với yêu cầu của các hệ thống khác nhau.
5.2.2. Phát triển phần mềm
- Giám sát điện năng của hệ thống theo từng tháng qua dữ liệu KWh đọc được, rồi tải lên web sever.
- Phát triển thêm khả năng điều khiển và giảm sát từ xa cho hệ thống qua Internet để có thể điều khiển và giám sát bằng điện thoại, máy tính.
- Có thể phát triển thêm hệ thống tụ bù cos dựa vào dữ liệu công suất phản kháng đo được.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: Web
[1] Nguyễn Văn Nguyên, “Comunication Modbus RTU Plc S7-1200”:
https://www.youtube.com/watch?v=C99PUQsp7Sw&list=LL&index=6
[2] An Nguyễn, https://congnghedoluong.com/2020/04/10/modbus-rtu-la-gi/ [3] MBT, https://mbt.com.vn/tin-tuc/tu-ats-la-gi-cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-
ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát chuyển nguồn
tự động (ATS)
1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài: Họ và tên: Nguyễn Văn Thành
MSSV: 23211710441 Lớp: K23EDT2 2. Mục tiêu đề tài
Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát chuyển nguồn tự động 3. Nội dung nhiệm vụ
- Tìm hiểu về hệ thống ATS.
- Nắm rõ các thông số điện của hệ thống điện.
- Nắm rõ các loại bảo vệ trong hệ thống điện từ đó thiết kế hệ thống ATS đảm bảo an toàn và tin cậy thông qua các loại bảo vệ đó.
- Mô phỏng hoặc thi công mô hình kiểm nghiệm hệ thống. 4. Kết quả tối thiểu phải có
- Sản phẩm mô phỏng bằng phần mềm hoặc mô hình hệ thống điều khiển và giám sát chuyển nguồn tự động.
- Chương trình điều khiển cho hệ thống.
- Báo cáo đồ án được trình bày hoàn chỉnh theo quy định. Ngày giao đề tài: 25/8/2021
Ngày nộp báo cáo: 30/11/2021.
Sinh viên thực hiện
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nguyễn Văn Thành
Đà Nẵng, ngày 25 tháng 8 năm 2021
Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)