3.2.1. Phương thức vận hành.
a. Yêu cầu.
- Tựđộng chuyển được tải sang nguồn dự phòng khi nguồn chính mất điện. - Có tạo trễ khi đóng và cắt mạch giữa 2 contactor và kiểm tra được độ tin cậy.
b. Phương thức.
Quy ước nguồn chính là lưới và nguồn dự phòng là máy phát.
Hình 3.3.Phương thức hoạt động của hệ thống tựđộng chuyển đổi nguồn dự phòng dùng 2 contactor.
Ở chếđộ tựđộng.
SVTH: Nguyễn T.T Hường 19
+ Tải được đóng vào lưới, máy phát ở chếđộ bình thường, chưa khởi động.
- Khi nguồn lưới mất điện
+ B1: phát lệnh cắt phụ tải khỏi nguồn chính. + B2: sau 5s, phát lệnh khởi động máy phát.
+ B3: khi máy phát đã chạy ổn định, phát lệnh đóng tải vào máy phát. - Khi nguồn lưới có điện trở lại:
+ B1: kiểm tra trong 2 phút đểđảm bảo điện lưới ổn định.
+ B2: phát lệnh cắt tải khỏi máy phát đồng thời đóng tải vào lưới. + B3: phát lệnh dừng máy phát sau 5 phút chạy không tải.
Ở chếđộ bằng tay.
- B1: chuyển khóa về chếđộ bằng tay.
- B2: vận hành các thiết bị hoàn toàn bằng tay và dưới sự chỉđạo của con người.
3.2.2. Thiết kế phương án.
a. Sơ đồ.
Ta dùng 2 contactor MC.L và MC.F, 2 relay trung gian R1 và R2, 3 relay thời gian T1, T3 và T4 bố trí theo mạch dưới đây:
SVTH: Nguyễn T.T Hường 20 UVR.L UVR.F MC.L MC.F R1 UVR.L R1 MC.F MC.L T1 T4 R2 UVR.F MC.F MC.L T3 UVR.L T3 R5 DE MAY PHAT L0 M A (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) T4
DUNG MAY PHAT T1
N0 R2
(8)
Hình 3.4.Sơđồ thiết kế phương án sử dụng hai contactor.
b. Chức năng các phần tử trong sơ đồ:
MC.L : contactor điều khiển đóng/cắt giữa lưới và tải. MC.F : contactor điều khiển đóng cắt giữa máy phát và tải. UVR.L : relay kém áp kiểm tra điện áp phía nguồn lưới. UVR.F : relay quá áp kiểm tra điện áp phía nguồn máy phát. R1 : relay trung gian cấp điện cho mạch MC.L
R2 : relay trung gian cấp điện cho mạch MC.F
T1 : tiếp điểm thường đóng, mở chậm của rơ le thời gian T1 T3 : tiếp điểm thường mở, đóng chậmcủa rơ le thời gian T3 T4 : tiếp điểm thường mở, đóng chậm của rơ le thời gian T4
c. Thuyết minh:
SVTH: Nguyễn T.T Hường 21
Nguồn chính là nguồn lưới, nguồn dự phòng là máy phát. Ban đầu, điện lưới đang làm việc bình thường và chưa khởi động máy phát.
- Trạng thái làm việc bình thường của lưới.
+ Do lưới đang có và máy phát chưa được khởi động nên rơle kém áp của lưới chưa có điện, rơle quá áp nối vào máy phát chưa có điện tức là tiếp điểm UVRLnhánh (0) đang đóng và UVRFnhánh (4) đang mở.
+ Cuộn hút của contactor MC.L có điện, tiếp điểm chính của nó đóng vào, tải đang đóng vào lưới.
+ Cuộn hút của contactor MC.F không có điện nên tải đang ở trạng thái cắt khỏi máy phát.
+ Rơ le thời gian T4 nhánh (2) được cấp điện nên T4 nhánh (8) có điện, mạch ngừng máy phát có điện.
- Khi lưới mất điện.
+ Rơ le kém áp UVRL sẽ có điện, các tiếp điểm của nó đảo trạng thái.
+ Tiếp điểm thường đóng UVR.L nhánh (0) mở ra làm rơ le trung gian R1 mất điện
+ Tiếp điểm thường mở R1 ở nhánh (1) mở ra làm nhánh (1), (2), (3) hở mạch. Làm cho cuộn hút contactor MCL nhánh (1) mất điện. Tiếp điểm chính của nó mở ra – tải được cắt khỏi lưới, đồng thời làm tiếp điểm thường mở MCL nhánh (5) mất điện.
+ Đồng thời các rơ le thời gian các T4 nhánh (2),T1 nhánh (3) mất điện. + Tiếp điểm T1 nhánh (5) đóng lại (tiếp điểm thường đóng, mở chậm) + Tiếp điểm T4 nhánh (8) mở ra (tiếp điểm thường mở, đóng chậm)
+ Tiếp điểm thường mở UVR.Lnhánh (6) đóng lại cấp điện cho rơ le thời gian T3 nhánh (6)
+ Sau một khoảng thời gian T3 nhánh (7) đóng vào (tiếp điểm thường mở, đóng chậm) cấp điện cho mạch đề máy phát- máy phát được khởi động. + Giả sử máy phát khởi động thành công, tức là rơ le quá áp UVRF có điện. + Tiếp điểm UVRF nhánh (4) có điện cấp điện cho rơ le trung gian R2.
+ Tiếp điểm thường mở R2 nhánh (5) đóng lại, trong khi đó các tiểm khác ở nhánh (5) là R2, MCL đều đang đóng nên cuộn hút của contactor MCF có điện, làm tiếp điểm chính của nó đóng vào. Tải được đóng vào máy phát. + Lúc này tiếp điểm thường đóng MCF nhánh (1) mở ra.
+ Ta thấy sau khi mất điện, ta cần mất khoảng thời gian khá lâu để khởi động máy phát, và sau đó mới được đóng vào lưới.
SVTH: Nguyễn T.T Hường 22
- Khi lưới có điện trở lại.
+ Rơ le kém áp UVRL mất điện, lúc này rơ le quá áp UVRF vẫn đang có điện. + Các tiếp điểm của UVRL một lần nữa đảo trạng thái. Tiếp điểm UVRL nhánh
(0) đóng lại, nhánh (6) mở ra.
+ Rơ le trung gian T1 nhánh (0) có điện, rơ le trung gian T3 nhánh (6) mất điện
+ Tiếp điểm R1 nhánh (1) đóng vào cấp điện cho T1. Do lúc này MCF nhánh (1) vẫn đang mở nên cuộn hút contactor MCL nhánh (1) và rơ le thời gian T4 nhánh (2) chưa có điện.
+ Sau 1 khoảng thời gian khi rơ le thời gian T1 có điện thì tiếp điểm T1 nhánh (5) mới mở ra ngừng cấp điện cho cuộn hút của contactor MCF nhánh (5). + Khi đó tiếp điểm chính của nó mở ra. Tải được cắt khỏi máy phát, đồng thời
tiếp điểm MCF nhánh (1) đóng lại.
+ MCF nhánh (1) đóng lại, đồng thời R1 nhánh (1) cũng đang đóng nên cuộn hút của contactor MCL nhánh (1) có điện, tiếp điểm chính của nó đóng lại. Tải được đóng vào lưới. Ta thấy khi chắc chắn tải bị cắt khỏi máy phát thì mới được phép được đóng vào lưới mặc dù lưới đã có trước đó một khoảng thời gian.
+ Đồng thời T4 có điện, nhưng do tiếp điểm T4 nhánh (8) là tiếp điểm thường mở, đóng có thời gian nên sau một thời gian mới đóng vào, tức là sau khi cắt tải khỏi máy phát, ta vẫn để máy phát chạy không tảimột thời gian rồi mới ngừng máy phát. Tránh việc dừng ngay máy phát, có thể dẫn tới hư hỏng.
Ở chếđộ bằng tay.
Tất cả các thao tác do người vận hành điều khiển.
3.2.3. Nhận xét phương án. a. Ưu điểm. a. Ưu điểm. - Có kiểm tra điện áp nguồn dự phòng. - Có 2 chếđộ vận hành là tựđộng và bằng tay. - Có thời gian trễ khi đóng mở các tiếp điểm chính. b. Nhược điểm. - Đấu nối và vận hành phức tạp. - Khó thay đổi phương thức vận hành. - Sử dụng nhiều thiết bị. - Không kinh tế. - Tính thNm mỹ không cao.
SVTH: Nguyễn T.T Hường 23
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG DÙNG BỘ ĐIỀU KHIỂN
Các phương thức đã thiết kế đều có những hạn chế nhất định, nếu dùng 1 contactor thì không kiểm tra được nguồn dự phòng, không an toàn còn nếu dùng 2 contactor kết hợp với các rơle thì mạch đấu nối khá phức tạp đồng thời vấn đề kinh tế và thNm mỹ không cao. Trong chương này ta sẽ dùng bộ điều khiển để thay thế những nhược điểm chính của phương pháp đã thiết kế.
Trước khi thiết kế hệ thống chuyển đổi nguồn tựđộng ta cần phải đi tìm hiểu vể bộ điều khiển lập trình. Theo như chương 2 ta đã thấy có khá nhiều bộ điều khiển lập trình của nhiều hãng khác nhau. Tuy nhiên bộ lập trình zen của hãng ormon đáp ứng đầy đủ về mặt kỹ thuật cũng như tính kinh tế nên trong đồ án này ta chỉ chủ yếu tập dùng bộđiều khiển zen để lập trình các phương thức khác nhau.