- Đóng cầu dao để sẵn sàng cho mạch làm việc.
- Ấn nút ON ⇒ cuộn dây Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý của khởi động từ dùng trong mạch điện 3 pha (K) của công tắc tơ có điện ⇒ tiếp điểm chính (Kc) đóng, phụ tải (M) được cấp điện. Đồng thời tiếp điểm phụ (Kp) đóng để duy trì nguồn cấp cho cuộn dây (K).
- Trong quá trình làm việc nếu xảy ra quá tải ⇒ rơ le nhiệt tác động ⇒
tiếp điểm RN ở mạch điều khiển mở ⇒ cuộn dây (K) của công tắc tơ mất điện
⇒ Kc mở ngừng cấp điện cho tải và Kp mở để mạch điều khiển trở lại trạng thái ban đầu.
CHƯƠNG IV: TRẠM PHÁT ĐIỆN4.1 Khái niệm chung 4.1 Khái niệm chung
Trên tầu thủy nguồn năng lượng điện chính được tạo ra nhờ các máy phát điện đồng bộ ba pha, được truyền động bởi các động cơ diesel phụ, diesel chính hoặc tuarbin. Số lương và công suất của các máy phát phụ thuộc vào yêu cầu của phụ tải, hay cách khác là phụ thuộc vào kích thước trọng tải và tính chất con tàu. Thông thường một trạm điện tàu thủy có từ 02 – 05 tổ máy được thiết kế để chúng có thể làm việc song song với nhau. Mục đích làm tăng tính an toàn, đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục cho các phụ tải đồng thời vẫn đảm bảo hiệu quả khai thác sử dụng cũng như hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên khi các máy phát công tác song song với nhau thì các quá trình diễn ra trong hệ thống càng phức tạp, thậm chí có thể dẫn đến hệ thống hoạt động mất ổn định.
Để cung cấp nguồn năng lượng điện cho các thiết bị dùng điện trên tàu, người ta phải thiết lập mạng điện cho tàu từ quá trình sản xuất ra điện năng đến truyền tải điện năng, phân phối điện đến nơi tiêu thụ và phụ tải.
Trạm phát điện trên tàu thủy làm nhiệm vụ cung cấp, truyền và phân bố năng lượng điện cho các thiết bị dùng điện. Tất cả các thiết bị để vận hành một con tàu phần lớn đều sử dụng nguồn năng lượng điện, vì vậy năng lượng điện đóng vai trò rất quan trọng quyết định cho sự sống còn của con tàu. Sở dĩ có điều này là do nguồn năng lượng điện có nhiều ưu thế hơn các nguồn năng lượng khác ở chỗ:
- Dễ tạo ra từ các nguồn năng lượng khác cũng như có thể biến đổi từ năng lượng điện sang các dạng năng lượng khác một cách đơn giản và thuận tiện.
- Năng lượng điện có thể dễ dàng tập trung, truyền tải cũng như phân bố toàn bộ cho hệ thống.
- Các thiết bị điện hoạt động tin cậy, tuổi thọ cao, không gây tiếng ồn, dễ dàng trong vận hành, khai thác, bảo dưỡng hệ thống.
- Các thiết bị vô tuyến, thông tin liên lạc phải sử dụng đến năng lượng điện.
- Năng lượng điện là nguồn năng lượng sạch không gây ô nhiễm môi trường.
Các yêu cầu cơ bản
Do điều kiện làm việc trên tàu thủy rất khắc nghiệt do phải luôn chịu tác động của môi trường như rung lắc, sự chênh lệch nhiệt độ, độ ẩm, nước muối…và nhiều điều kiện khác nên trạm phát điện trên tàu thủy phải đảm bảo đầy đủ các yêu cầu cơ bản sau:
- Phải có kết cấu đơn giản, chắc chắn, gọn nhẹ và chiếm ít diện tích lắp đặt.
- Hoạt động tin cậy, an toàn trong mọi điều kiện của tàu theo quy định đăng kiểm.
- Dễ dàng trong việc vận hành, khai thác và bảo dưỡng. - Đảm bảo tính cơ động.
- Hiệu suất sử dụng cao.
- Tránh gây tiếng ồn và ít gây nhiễu cho các thiết bị rađiô.
4.2. Sơ đồ cấu tạo
Hình 4-1 Cấu trúc chung của trạm phát điện
ĐCL: Động cơ sơ cấp lai máy phát MPĐ: Máy phát điện TĐ: Bộ truyền động Q: Áptômát chính BĐC: Bảng điện chính BĐP: Bảng điện phụ PT: Phụ tải điện 4.3 Nguyên tắc bảo vệ 4.3.1 Khái quát chung
- Trong quá trình vận hành khai thác hệ thống điện năng tàu thủy, luôn luôn có thể xảy ra sự cố hoặc hư hỏng trong các chế độ công tác khác nhau như: Hư hỏng các cuộn dây của máy phát, ngắn mạch một pha hoặc hai pha hoặc trong nội bộ các cuộn dây, mất kích từ, quá tải, quá nhiệt…làm cho dòng trong cuộn dây lớn và làm xuất hiện tia lửa điện như làm hỏng stato, rôto, các cuộn dây máy phát. Hay máy phát có thể trở thành động cơ điện gây mất ổn định khi hệ thống làm việc song song. Do vậy bảo vệ máy phát là rất quan trọng. Bảo vệ trạm phát điện bao gồm 4 loại:
+ Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát. + Bảo vệ quá tải cho máy phát.
+ Bảo vệ công suất ngược cho máy phát.
+ Bảo vệ điện áp thấp, điện áp cao cho máy phát.
4.3.2 Ý nghĩa của bảo vệ
Tự động ngắt mạch những phần tử bị sự cố để loại trừ phần tử đó, đảm bảo cho các phần tử khác hoạt động bình thường. Hình thức này cho phép ngăn ngừa những tác động tiếp theo của sự cố có thể dẫn tới hiện tượng ngắn mạch .
- Tự động ngắt mạch một số phần tử thuộc hệ thống điện năng và dự báo các chế độ công tác khác với chế độ định mức có thể kể ra là:
+ Dòng điện lớn hơn định mức do quá tải. + Điện trở thiết bị giảm
+ Điện áp quá thấp
4.3.3 Các yêu cầu đối với bảo vệ
- Tính chọn lọc: Có nghĩa là thiết bị bảo vệ chỉ ngắt những phần tử hư hỏng, sự cố, tính chất này sẽ đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho các phụ tải khác không bị sự cố trong mạng điện tàu.
- Tính tác động nhanh: Nhờ có đặc tính này mà có thể hạn chế được những ảnh hưởng xấu đối với máy phát điện khi làm việc song song, giảm tác hại nhiệt và điện động của dòng ngắn mạch, giảm tia lửa điện, tăng nhanh khả năng phục hồi điện áp, nâng cao tính ổn định cho hệ thống điện…
- Thời gian hoạt động của các thiết bị này nằm trong khoảng (0,1- 0,15) sec.
- Độ tin cậy: Các thiết bị bảo vệ rất ít khi hoạt động nhưng khi xảy ra sự cố nó phải hoạt động ngay và chính xác.
- Độ nhạy: Đây là một đặc tính rất quan trọng của thiết bị bảo vệ, đặc trưng cho phần ứng của thiết bị bảo vệ đối với sự cố.
4.3.4 Nguyên tăc bảo vệ ngắn mạch cho mát phát.a. Nguyên tắc bảo vệ a. Nguyên tắc bảo vệ
- Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát là vô cùng quan trọng, khi trạm phát điện bị xảy ra hiện tượng ngắn mạch dòng trong máy phát và trên đường dây dẫn có thể tăng lên rất lớn gây nguy hại cho máy phát, đường dây và hệ thống thanh cái của bảng điện chính, vì vậy tất cả các trạm phát điện đều phải được trang bị bảo vệ ngắn mạch.
- Theo Quy phạm Đăng Kiểm Việt Nam 2003 (TCVN- 6259: 4- 2003) thì thiết bị bảo vệ ngắn mạch máy phát điện xoay chiều phải đảm bảo hoạt động được khi dòng điện bằng 3 lần dòng điện định mức trong thời gian 2 giây nếu máy làm việc song song nhau. Nếu máy làm việc độc lập thì dòng điện bằng 3 lần dòng điện định mức trong thời gian 2 giây.
- Nguyên tắc bảo vệ do tính chất nguy hại do dòng điện ngắn mạch gây ra cho nên khi trạm phát điện bị xảy ra hiện tượng ngắn mạch thì bắt buộc phải ngắt máy phát ra khỏi lưới.