a. Giới thiệu phần tử (FM02GSP, SHEET No 32 1/2 ).
52 : Apstomat cấp nguồn cho hệ thống SHS : Cụng tắc sấy
OL : Đốn bỏo nguồn sấy SH1,SH2 : Cuộn sấy A: Am pe kế
CT 100/5A : Biến dũng
T :440/220-20V,200VA : Biến ỏp cấp nguồn cho mạch điều khiển F1, F2, F3, F4: Cấc cầu chỡ bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển 88 : Contactor chớnh cấp nguồn cho động cơ
6 : Contactor hoạt động ở chế độ sao 88-1 : Contactor hoạt động ở chế độ tam giỏc 19T : Rơ le thời gian
WL : Đốn bỏo nguồn
4X : Rơle trung gian điều khiển quỏ trỡnh khởi động bơm 3C : Nỳt ấn khởi động
3-0X :Rơle trung gian điều khiển quỏ trỡnh dừng bơm 3-0 :Nỳt ấn dừng bơm
88-1X :Rơ le trung gian
Bật aptomat 52 cấp nguồn cho hệ thống → đốn WLsỏng bỏo cú nguồn.
Muốn khởi động động cơ ta ấn nỳt 3C → Rơle 4X cú điện → mở tiếp điểm 4X ở mạch sấy để cắt nguồn sấy, đốn OL tắt bỏo ngừng sấy. Tiếp điểm 4X(28-29) đúng lại để tự duy trỡ cho rơle 4X, đồng thời tiếp điểm 4X ở mạch điều khiển đúng lại cấp nguồn cho Contacter 6 → tiếp điểm 6 (5-8) đúng lại → Contacter 88 cú điện → cỏc tiếp điểm của Contacter 6 và 88 ở mạch động lực đúng lại → động cơ được khởi động theo chế độ Y. Đồng thời tiếp điểm 88 ở mạch điều khiển đúng lại để duy trỡ nguồn cho contacter 88.
Mặt khỏc khi tiếp điểm 4X đúng sẽ cấp nguồn cho rơle thời gian 19T. Sau thời gian đặt của 19T thỡ tiếp điểm 19T(5-6) mở ra → contacter 6 mất điện. Đồng thời tiếp điểm 19T(9) đúng cotacter 88-1 cú điện →đúng cỏc tiếp điểm của nú ở mạch động lực → động cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ tam giỏc, và tiếp điểm 88-1 (26) đúng đốn GL sỏng bỏo động cơ đó khởi động xong.
Khi muốn dừng động cơ ta ấn nỳt 3-0 → rơle 3-0X cú điện → mở tiếp điểm 3-0X (30) → rơle 4X mất điện → mở cỏc tiếp điểm 4X →cỏc contacter 6,88,88-1 mất điện →mở cỏc tiếp điểm ở mạch động lực cắt nguồn vào động cơ → dừng động cơ. Rơle 4X mất điện
→ tiếp điểm 4X ở mạch sấy đúng lại cấp nguồn vào cuộn sấy ,thực hiện sấy động cơ.
c. Cỏc bảo vệ của hệ thống:
- Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển bằng cỏc cầu chỡ F1, F2, F3, F4. - Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực bằng aptomat 52.
- Bảo vệ quỏ tải bằng rơle nhiệt 51. Khi quỏ tải thỡ tiếp điểm 51 của rơle nhiệt mở ra → rơle 4X mất điện → cắt nguồn cấp cho cỏc contacter 88 và 88-1 → dừng động cơ.
3.3. Hệ thống Mỏy nộn khớ tầu Hong Kong Pioneer. 3.3.1.Khỏi quỏt chung. 3.3.1.Khỏi quỏt chung.
Trờn tàu thuỷ, mỏy nộn khớ được sử dụng khỏ rộng rói với cỏc mục đớch khỏc nhau. Khụng khớ được mỏy nộn nộn vào cỏc bỡnh chứa để từ đú cấp tới nơi tiờu thụ: Dựng để khởi động mỏy chớnh, tổ hợp diesel mỏy phỏt, cỏc hệ thống điều khiển từ xa diesel, cỏc thiết bị vệ sinh…
Phõn loại mỏy nộn khớ.
+ Theo kiểu mỏy nộn cú: mỏy nộn kiểu piston và mỏy nộn kiểu tuabin ly tõm;
- Mỏy nộn kiểu piston được ỏp dụng rộng rói trờn tàu thuỷ. ỏp suất của mỏy nộn kiểu này thường lớn hơn 4atm ( trờn tàu thuỷ thường dựng loại cú P < 100atm);
- Mỏy nộn khớ kiểu tuabin ly tõm cú ỏp suất khoảng từ (4 10) atm, đụi khi cú thể tới 30 atm. Loại này thường dựng ở tốc độ cao.
+ Theo cụng dụng của mỏy nộn ta cú:
- Mỏy nộn phụ: Dựng để thay thế mỏy nộn chớnh khi nú bị hư hỏng, hoặc hỗ trợ mỏy nộn chớnh ở chế độ điều động, sự cố…
- Mỏy nộn sự cố: Dựng để nộn khớ khởi động cụm Diesel – mỏy phỏt sự cố khi cú sự cố ở trạm chớnh.
- Mỏy nộn thụng dụng: mỏy nộn cú ỏp lực thấp (3 8) kG/cm2 dựng cho nhu cầu bỡnh thường như cấp giú cho cũi, thiết bị vệ sinh cụng nghiệp…
- Mỏy nộn chuyờn dụng: Dựng trờn tàu ngầm, tạo ỏp lực để ộp nước ballast ra khỏi tàu…
+ Theo lưu lượng cú:
- Mỏy nộn cú lưu lượng thấp: Q < 10 m3/phỳt
- Mỏy nộn cú lưu lượng trung bỡnh: Q = (10 30) m3/phỳt - Mỏy nộn cú lưu lượng cao: Q > 30 m3/phỳt
+ Theo cụng suất cụng tỏc cú:
- Mỏy nộn cú ỏp suất thấp: P = (8 10) atm
- Mỏy nộn cú ỏp suất trung bỡnh: P = (10 80) atm - Mỏy nộn cú ỏp suất cao: P > 80 atm.
3.3.2.Hệ thống mỏy nộn khớ tàu Hong Kong Pioneer.
Hệ thống mỏy nộn khớ tàu dầu 6500T Model: LT – 1508 W
Type: 3 – Stage, Air cooled Số xy lanh: 3;
Lưu lượng: 80m3/h Vũng quay: 1150 rpm Nhiệt độ khớ nộn: 40 oC Cụng suất động cơ: 18,5 KW
Điện ỏp động cơ lai: 440 V/AC - 3 pha – 60Hz Cấp cỏch điện: F
Trọng lượng: 182 Kg;
a. Giới thiệu phần tử hệ thống (Sơ đồ 0330-0820-07):
MCCB: Aptomat cấp nguồn cho động cơ
A: Ampe kế đo dũng
M: Động cơ dị bộ 3 pha
TR: Biến ỏp hạ ỏp cấp nguồn điều khiển 220 V
51: Rơle nhiệt bảo vệ quỏ tải
F1, F2, F3: Cỏc cầu chỡ bảo vệ ngắn mạch
GL: Đốn bỏo mỏy nộn đang chạy
H: Đồng hồ đếm thời gian chạy của mỏy nộn
RL (9): Đốn bỏo nhiệt độ khớ nộn cao
RL (10): Đốn bỏo mức dầu LO trong kột thấp RL (11): Đốn bỏo quỏ tải
RESET: Nỳt reset hệ thống
23AX: Rơle trung gian đúng khớ nhiệt độ khớ nộn cao 23A: Cảm biến nhiệt độ khớ nộn
33QX: Rơle trung gian đúng khi mức dầu LO thấp 33Q: Cảm biến mức dầu LO trong kột
AX: Rơle trung gian đúng khi mức dầu LO khụng thấp 51X: Rơle trung gian đúng khi quỏ tải xảy ra
88: Contacter cấp nguồn cho động cơ
88-1: Contacter hoạt động ở chế độ ∆ 6: Contacter hoạt động ở chế độ Y 19T: Rơ le thời gian
20T : Rơ le thời gian
P/S: Cảm biến ỏp lực khớ nộn kiểu vi phõn
SV1, SV2,SV3: Cỏc van điện từ để xả và đúng khi chạy mỏy nộn.
b. Nguyờn lý hoạt động của hệ thống:
Chế độ MAN:
Bật cụng tắc ở chế độ MAN
Đúng MCCB cấp nguồn cho hệ thống. Lỳc đú đốn WL sỏng bỏo nguồn đó cấp cho hệ thống.
Ấn nỳt 3C để khởi động mỏy nộn. Khi ấn 3C thỡ nguồn được cấp cho contacter 88, tiếp điểm 88 đúng lại để tự duy trỡ nguồn cho contacter 88. Đồng thời khi ấn 3C thỡ rơle thời gian 19T, 20T cú điện, và contacter 6-1 cú điện → đũng tiếp điểm 6-1 ở mạch động lực để cho động cơ khởi động ở chế độ Y. Sau thời gian đặt của rơle thời gian 19T (10 sec) thỡ tiếp điểm thường đúng 19T(27) mở ra → contacter 6-1 mất điện, và tiếp điểm 19T(29) đúng lại
→ cấp nguồn cho contacter 88-1 → động cơ được chuyển sang hoạt động ở chế độ ∆.
Mặt khỏc, ban đầu khi cấp nguồn cho rơle thời gian 20T thỡ tiếp điểm 20T(32) chưa đúng, nờn cỏc va SV1, SV2, SV3 chưa cú điện nờn mỏy nộn được khởi động khụng tải. Đồng thời khớ xút và hơi nước được xả ra ngoài qua cỏc van này.
Sau thời gian đặt của rơle thời gian 20T (5 sec) thỡ tiếp điểm 20T(32) đúng lại → cấp nguồn cho cỏc van SV1, SV2, SV3. Cỏc van này chuyển trạng thỏi, kết thỳc quỏ trỡnh xả khớ xút và hơi nước và bắt đầu quỏ trỡnh nộn khớ vào chai khớ.
Khi muốn dừng mỏy nộn thỡ ta ấn nỳt 3-0, dẫn đến contacter 88 và 88-1 mất nguồn → mở tiếp điểm của nú ở mạch động lực → cắt nguồn cấp cho động lai → quỏ trỡnh nộn dừng lại.
Chế độ AUTO:
Bật cụng tắc chọn chế độ sang vị trớ AUTO. Khi đú mỏy nộn khớ sẽ được khởi động và dừng tự động thụng qua cảm biến ỏp suất kiểu vi phõn P/S.
Khi ỏp suất khớ nộn trong chai giú xuống thấp dưới ngưỡng của P/S,thỡ tiếp điểm P/S đúng lại cấp nguồn cho contacter 88 để khởi động mỏy nộn. Quỏ trỡnh khởi động giống như ở chế độ MAN. Sau khi hoạt động một thời gian, ỏp suất khớ nộn trong chai tăng lờn đến ngưỡng trờn của P/S thỡ tiếp điểm P/S mở ra → cắt nguồn cấp cho contacter 88 và 88-1 → mỏy nộn dừng hoạt động.
c. Cỏc bảo vệ trong hệ thống:
- Bảo vệ quỏ ỏp suất trong chai giú nhờ cỏc van an toàn. - Bảo vệ quỏ tải cho động cơ lai nhờ Rơle nhiệt 51.
- Khi bị quỏ tải thỡ tiếp điểm 51 chuyển trạng thỏi, ngắt nguồn cấp cho cỏc contacter 88 và 88-1… làm mỏy nộn ngừng hoạt động. Đồng thời rơle 51X cú điện → tiếp điểm 51X(11) đúng lại → đốn RL sỏng bỏo mỏy nộn đang bị quỏ tải.
Khi mức dầu bụi trơn mỏy nộn thấp thỡ hệ thống khụng hoạt động. Vỡ khi mức dầu bụi trơn thấp → tiếp điểm 33Q mở ra → rơle AX mất điện → đúng tiếp điểm thường đúng AX → rơle 33QX cú điện → mở tiếp điểm 33QX(19) → ngắt nguồn cấp cho cỏc contacter điều khiển hoạt động của động cơ → mỏy nộn dừng hoạt động. Đồng thời khi rơle 33QX cú điện thỡ tiếp điểm 33QX(10) đúng lại → cấp nguồn cho đốn RL sỏng để thụng bỏo mức dầu bụi trơn mỏy nộn thấp.
Khi nhiệt độ khớ nộn cao thỡ mỏy nộn cũng dừng hoạt động. Khi nhiệt độ khớ nộn cao thỡ tiếp điểm 23A của cảm biến nhiệt đúng lại, dẫn đến rơle 23AX cú điện → tiếp điểm 23AX(18) mở ra ngắt nguồn cấp cho cỏc rơle điều khiển động cơ lai → mỏy nộn dừng hoạt động. Đồng thời khi rơle 23AX cú điện, dẫn đến đúng tiếp điểm 23AX(9) → đốn RL sỏng bỏo nhiệt độ khớ nộn cao.
Phần II: Đi sõu nghiờn cứu trạm phỏt và vấn đề ổn định điện ỏp cho mỏy phỏt.
Chương 4– Trạm phỏt điện tàu Hong Kong Pioneer 6500T.
4.1. Giới thiệu chung về trạm phỏt điện chớnh.
4.1.1 Khỏi niệm.
Trạm phỏt điện là nơi biến đổi cỏc dạng năng lượng khỏc sang năng lượng điện và từ đú phõn bố xuống cho cỏc phụ tải. Ngày nay với sự phỏt triển khụng ngừng của khoa học kĩ thuật , hệ thống năng lượng điện trờn tàu thuỷ đang hoàn thiện một cỏch triệt để theo cỏc hướng phỏt triển sau:
Tăng độ bền vững và tớnh kinh tế cỏc trạm phỏt điện, cỏc hệ thống năng lượng điện bằng cỏnh nõng cao mức độ điện khớ hoỏ, tự động hoỏ.
Tự động hoỏ từng phần, rồi tiếp đến tự động hoỏ toàn phần trạm phỏt điện trờn tàu thuỷ. Cải tiến tớnh chất khai thỏc điện năng bằng cỏch làm ổn định hơn cỏc thụng số của mỏy phỏt điện như điện ỏp, tần số và cụng suất.
Hoàn chỉnh cỏc mỏy múc, khớ cụ điện, cỏc thiết bị đo và kiểm tra tập trung từ xa.
Nghiờn cứu và phỏt minh ra cỏc nguồn năng lượng mới và cỏc phương phỏp biến đổi nguồn năng lượng đú thành năng lượng điện. Đõy là một trong những nhiệm vụ khú khăn và quan trọng của ngành kĩ thuật điện trong thế kỷ 21 này .
4.1.2 Yờu cầu về trạm phỏt điện tàu thuỷ.
- Cung cấp năng lượng điện một cỏch tin cậy và chắc chắn trong mọi chế độ cụng tỏc của tàu và cú mỏy dự trữ để thay thế nếu một trong cỏc mỏy phỏt bị sự cố.
- Đơn giản trong vận hành khai thỏc và sửa chữa.
- Giỏ thành đầu tư,giỏ trị sản xuất năng lượng và giỏ sửa chữa thấp.
- Phải chịu được độ ẩm cao (98%) và nhiệt độ mụi trường thay đổi trong phạm vi rộng. - Trạm phỏt điện phải cú kết cấu chắc chắn, cú độ bền cơ học cao, chịu được va đập và
chấn động mạnh.
- Độ cỏch điện của mỏy phỏt, cỏp điện phải cao, chịu được độ ẩm và nhiệt độ cao. - Độ ổn định cao, nhất là bộ tự động điều chỉnh điện ỏp và bộ tự động điều chỉnh tần số. - Đối với cỏc phần tử riờng biệt phải chịu được rung lắc, làm việc lõu dài trong mụi
trường cú độ ẩm cao,nhiệt độ lớn. Phải khụng thấm nước, khú chỏy, khụng bị tỏc dụng bởi hơi nước mặn, hơi dầu và axit.
4.1.3. Đặc điểm kỹ thuật của trạm phỏt điện chớnh tàu Hong Kong Pioneer.
Tàu dầu Hong Kong Pioneer được trang bị 3 tổ hợp diesel lai mỏy phỏt chớnh, được bố trớ dưới buồng mỏy, tầng trờn của mỏy chớnh về phớa mũi tàu.
Trạm phỏt chớnh cú thể thực hiện khởi động diesel lai mỏy phỏt và hoà cỏc mỏy phỏt khi cụng tỏc song song với nhau bằng tay hoặc tự động và cú thể điều khiển ở trạm tại chỗ hoặc từ xa.
Tàu dầu Hong Kong Pioneer được trang bị 3 mỏy phỏt loại khụng chổi than của hóng YANMAH và 1 mỏy phỏt sự cố: Cỏc thụng số của mỏy phỏt chớnh: Số lượng: 3 Model: 6N165L_UN Cụng suất: 500 KVA Tần số: 60 Hz Số pha: 3 pha Điện ỏp: AC 445 V Dũng điện: 642 A Cosφ: 0,8 Vật liệu cỏch điện: Cấp F
Điện ỏp sấy: 110 V, 1 pha,60Hz Cụng suất mạch sấy: 200 W
Điện ỏp động cơ điều tốc: 110 V, 1 pha,60Hz Cụng suất động cơ điều tốc: 20 W
Điện ỏp mỏy phỏt kớch từ : 100 V Dũng kớch từ : 40 A Số vũng quay định mức: 1200 v/p SERIAL NO: 510046A1A Tổng trọng lượng: 2100 Kg. Cỏc thụng số của mỏy phỏt sự cố: Số lượng: 1 TYPE: UC.M274H1 Cụng suất: 206,2 KVA Tần số: 60 Hz Số pha: 3 pha Điện ỏp: 450 V Dũng điện: 264,6 A Cosφ: 0,8 Vật liệu cỏch điện: Cấp H Điện ỏp mỏy phỏt kớch từ: 35V AVR: MX341.
4.2.Giới thiệu cỏc phần tử của trạm phỏt.
Bảng điện chớnh là nơi tập trung năng lượng của cỏc mỏy phỏt và từ đú phõn bố đến cỏc phụ tải. Bảng phõn phối điện chớnh phải đỏp ứng được cỏc yờu cầu về độ tin cậy, thuận tiện cho sử dụng, khai thỏc, tớnh kinh tế cao.
Trong bảng điện chớnh chia thành cỏc panel bao gồm : cỏc panel cho cỏc mỏy phỏt,cỏc panel cho tải động lực và cỏc panel cho tải ỏnh sỏng. Trong cỏc panel cho cỏc mỏy phỏt điện được đặt cỏc khớ cụ điện, cỏc thiết bị đo lường và cỏc thiết bị bảo vệ cho cỏc mỏy phỏt, cỏc thiết bị kiểm tra điện trở cỏch điện, ỏptomat lấy điện bờ…
Bảng điện mỏy phỏt số1 ( No22 ).
V11: Vụnkế đo điện ỏp mỏy phỏt số 1 A11: Ampe kế đo dũng tải mỏy phỏt số 1 F11: Đồng hồ đo tần số mỏy phỏt số 1
VS11: Cụng tắc chuyển mạch để đo điện ỏp cỏc pha của mỏy phỏt số 1 và điện bờ AS11: Cụng tắc chuyển mạch đo dũng cỏc pha của mỏy phỏt số 1và điện bờ FS11: Cụng tắc chọn để đo tần số MF1, MF2, MF3 và điện bờ
SL11: Đốn bỏo mỏy phỏt số 1 đang chạy SL13: Đốn bỏo ỏptụmỏt mỏy phỏt số 1 mở SL12: Đốn bỏo ỏptụmỏt mỏy phỏt số 1 đúng SL14: Đốn bỏo điện trở sấy hoạt động SH 11: Cụng tắc sấy cho mỏy phỏt số 1
VR1: Biến trở chỉnh định điện ỏp khi khụng tải
RPR11: Rơle bảo vệ cụng suất ngược cho mỏy phỏt số 1 RHM: Đồng hồ đếm thời gian hoạt động của mỏy phỏt số 1 ACB1: Aptụmỏt cho mỏy phỏt số 1.
Bảng điện mỏy phỏt số 2 ( No25 ).
SL21: Đốn bỏo mỏy phỏt số 2 đang hoạt động SL22: Đốn bỏo ỏptụmỏt mỏy phỏt số 2 đúng SL23: Đốn bỏo ỏptụmỏt mỏy phỏt số 2 mở SL24: Đốn bỏo sấy mỏy phỏt số 2
V21: Vụnkế đo điện ỏp mỏy phỏt số 2
A21: Ampekế đo dũng cỏc pha của mỏy phỏt số 2 F21: Đồng hồ đo tần số mỏy phỏt số 2
VS21: Cụng tắc chọn đo diện ỏp cỏc pha của mỏy phỏt số 2 AS21: Cụng tắc chọn đo tần số của mỏy phỏt số 2
FS21: Cụng tắc chọn để đo tần số MF1, MF2, MF3 và điện bờ SH21: Cụng tắc chọn sấy mỏy phỏt số 2
RHM: Đồng hồ đếm thời gian hoạt động của mỏy phỏt số 2 VR2: Biến trở chỉnh định điện ỏp MF2 khi khụng tải ACB 2: Aptụmỏt mỏy phỏt số 2.
Bảng điện mỏy phỏt số 3 ( No28 ).
SL31: Đốn bỏo mỏy phỏt số 3 đang hoạt động SL32: Đốn bỏo aptụmỏt mỏy phỏt số 3 đúng SL33: Đốn bỏo aptụmỏt mỏy phỏt số 3 mở SL34: Đốn bỏo sấy mỏy phỏt số 3
V31: Vụnkế đo điện ỏp mỏy phỏt số 3