Đồ án tốt nghiệp: Tổng quan trang thiết bị điện tàu 6500 tấn– đi sâu phân tích nồi hơi và nghiên cứu chế tạo mạch tự động sấy dầu F.O

Chia sẻ: Hồ Văn Mậu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

Thêm vào BST

Báo xấu

114
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp với đề tài "Tổng quan trang thiết bị điện tàu 6500 tấn– đi sâu phân tích nồi hơi và nghiên cứu chế tạo mạch tự động sấy dầu F.O" có kết cấu nội dung gồm 2 phần chính: phần 1 trang thiết bị điện tàu 6500 tấn, phần 2 đi sâu phân tích hệ thống nồi hơi tàu 6500 tấn và nghiên cứu chế tạo mạch tự động sấy dầu H.F.O.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Tổng quan trang thiết bị điện tàu 6500 tấn– đi sâu phân tích nồi hơi và nghiên cứu chế tạo mạch tự động sấy dầu F.O

…………..o0o………….. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỔNG QUAN TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 6500T – ĐI SÂU PHÂN TÍCH NỒI HƠI VÀ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MẠCH TỰ ĐỘNG SẤY DẦU F.O
Mục lục Lời nói đầu PHẦN I : TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 6500T Giới thiệu chung về tàu 6500T Chương I : TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU 6500T 1.1. Giới thiệu về trạm phát điện chính 1.1.1. Khái niệm 1.1.2. Yêu cầu của trạm phát điện tàu thuỷ 1.1.3. Giới thiệu chung về trạm pháy điện tàu 6500T 1.2. Cấu tạo bảng điện chính 1.2.1. Sơ đồ một dây trạm phát điện tàu 6500T 1.2.2. Sơ đồ cấu tạo trạm phát điện tàu 6500T 1.3. Nguyên lý hoạt động của trạm phát điện chính 1.3.1. Ổn định điện áp cho máy phát 1.3.2. Công tác song song các máy phát 1.3.3. Phân bố tải giữa các máy phát công tác song song Chương II : MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN BUỒNG MÁY 2.1. Hệ thống điều khiển D/G tàu 6500T 2.1.1. Sơ đồ các hệ thống phục vụ động cơ Diezel 2.1.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển D/G 2.1.3. Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển D/G 2.1.4. Báo động và bảo vệ hệ thống D/G 2.2. Hệ thống truyền động điện máy phụ tàu thuỷ 2.2.1. Hệ thống máy nén khí 2.2.2. Hệ thống quạt gió buồng máy Chương III : MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN BOONG 3.1. Hệ thống lái 3.1.1. Khái niệm chung 3.1.2. Quy phạm của đăng kiểm cho hệ thống lái 3.1.3. Giới thiệu phần tử hệ thống lái PT500 3.1.4. Nguyên lý hoạt động 3.1.5. Sơ đồ khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực 3.1.6. Nhận xét 3.2. Hệ thống đèn hành trình 3.2.1. Giới thiệu phần tử 3.2.2. Nguyên lý hoạt động 3.3. Hệ thống truyền động điện thiết bị làm hàng 3.3.1. Sơ đồ khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực 3.3.2. Nguyên lý hoạt động PHẦN II : ĐI SÂU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG NỒI HƠI TÀU 6500T VÀ NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO MẠCH TỰ ĐỘNG SẤY DẦU H.F.O Chương IV : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NỒI HƠI 4.1. Khái niệm chung 4.1.1. Định nghĩa nồi hơi 4.1.2.Yêu cầu của hệ thống nồi hơi 4.1.3. Phân loại nồi hơi 4.2. Cấu trúc tổng thể của hệ thống nồi hơi 1
4.2.1. Cấu trúc tổng thể của hệ thống nồi hơi tàu thuỷ 4.2.2. Các thành phần của hệ thống nồi hơi tàu thuỷ 4.3. Các chức năng điều khiển nồi hơi 4.3.1. Chức năng tự động cấp nước nồi hơi 4.3.2. Chức năng tự động hâm dầu đốt 4.3.3. Chức năng tự động đốt nồi hơi 4.3.4. Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi 4.3.5. Chức năng tự động kiểm tra, báo động và bảo vệ nồi hơi 4.4. Quy trình vận hành nồi hơi Chương V : HỆ THỐNG NỒI HƠI TÀU 6500T VÀ MẠCH TỰ ĐỘNG SẤY DẦU 5.1. Cấu tạo của hệ thống 5.1.2. Sơ đồ động lực 5.1.2. Sơ đồ điều khiển 5.2. Nguyên lý hoạt động 5.2.1. Chức năng tự động cấp nước nồi hơi 5.2.2. Chức năng tự động hâm dầu đốt 5.2.3. Chức năng tự động đốt nồi hơi 5.2.4. Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi 5.2.5. Nhận xét và đánh giá 5.3. Các báo động và bảo vệ nồi hơi 5.4. Nghiên cứu,chế tạo mạch tự động sấy dầu H.F.O 5.4.1. Đặt vấn đề 5.4.2. Sơ đồ mạch tự động sấy dầu H.F.O 5.4.3. Một số hình ảnh của mạch sau khi hoàn thành 2
LỜI NÓI ĐẦU V iệt Nam có hơn 3000 km đường bờ biển,nhiều vùng vịnh, và đặc biệt vị trí địa lí nằm trên tuyến đường hàng hải quốc tế .Cùng với hệ thống sông ngòi dày đặc thuận lợi cho phát triển giao thông thuỷ nội địa. Đó là điều kiện lý tưởng cho phát triển nghành giao thông vận tải. Chính vì vậy, trong những năm gần đây nhà nước ta đã có những chính sách tạo điều kiện cho ngành vận tải biển và đóng tàu phát triển. Để đáp ứng yêu cầu hội nhập, chúng ta cần phải có một nền công nghiệp đóng tàu hiện đại với những công nghệ đóng mới, sửa chữa tàu thuỷ bắt kịp với trình độ phát triển của thế giới, ngoài ra cần phải đào tạo đội ngũ kỹ sư, thuyền viên có trình độ kiến thức phù hợp với sự phát triển của khoa học công nghệ. Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện tại khoa Điện - Điện tử tàu biển của trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, em đã được trang bị tương đối đầy đủ các kiến thức cơ bản về những hệ thống điện năng trên tàu thuỷ và còn được tiếp cận với một số trang thiết bị, công nghệ điều khiển hiện đại đã và đang được áp dụng trên nhiều con tàu vận tải hiện nay trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Được sự dìu dắt dạy bảo nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện tử tàu biển, với sự cố gắng học hỏi của bản thân và được sự giúp đỡ của các bạn trong lớp ĐTT- 46-ĐH1,sau gần ba tháng thực tập tốt nghiệp tại Tổng công ty công nghiệp tàu thuỷ Nam Triệu, em được Ban Chủ nhiệm Khoa Điện - Điện tử tàu biển và Nhà trường giao cho đề tài : “Tổng quan trang thiết bị điện tàu 6500T. Đi sâu phân tích hệ thống nồi hơi và nghiên cứu, chế tạo mạch tự động sấy dầuF.O”. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn Lê Văn Ba, cùng nhiều thầy cô giáo khác trong khoa và các bạn đồng nghiệp, với sự cố gắng tự giác của bản thân để hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Tuy nhiên, do kinh nghiệm kiến thức thực tế và trình độ còn hạn chế nên trong đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em mong được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô giáo trong khoa cùng các bạn sinh viên lớp ĐTT-46-ĐH để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Văn Ba và toàn thể thầy cô giáo trong khoa Điện-Điện tử tàu biển Hải Phòng, ngày 18 tháng 01 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Khắc Cường 3
PHẦN I : TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 6500 TẤN GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 6500 TẤN Series tàu 6500T gồm các tàu : Vĩnh An, Vĩnh Thuận, Vĩnh Hưng …là tàu chuyên chở hàng bách hoá. Tàu được đóng tại nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, Phà Rừng dưới sự giám sát của các chuyên gia Nhật Bản .  Các thông số cơ bản Tàu có kích thước, tốc độ, kết cấu cơ bản sau : - Chiều dài lớn nhấi : Lmax = 102,79m - Chiều dài hai trụ :L = 94,5 m - Chiều rộng lớn nhất : Bmax = 17m - Chiều cao mạn :H = 7,5m - Mớn nước tính toán :T = 6,95m - Mớn nước mùa hè :d = 6,9m - Trọng tải toàn bộ :D = 6500T - Tốc độ dự kiến :V = 12,44 hải lí/giờ - Tầm hoạt động :R = 14000 hải lí  Ca bin tàu có 4 tầng : Pop – deck : + Bố trí các thiết bị chằng buộc, cột bích, tời, neo đuôi. + Khu vực sinh hoạt của thuyền viên gồm: Bếp, buồng ăn thủy thủ, buồng ăn sĩ quan. Boad – deck : + Bố trí phòng ở của sĩ quan, câu lạc bộ sĩ quan, buồng quạt điều hoà trung tâm. Brid – deck : + Bố trí phòng cho thuyền trưởng, máy trưởng, phó nhất, phó hai, sĩ quan vô tuyến điện, hoa tiêu. Navi – deck : + Là lầu lái, nơi đặt toàn bộ các trang thiết bị hàng hải, buồng vô tuyến điện.  Các trang thiết bị trên boong : + Hệ thống tời neo (mũi) : Đây là hệ thống làm việc theo nguyên lý Điện-Thuỷ lực. Neo mũi có trọng lượng 2850kg / 3cái (một cái cho dự phòng). Xích neo đúc có thanh ngang. + Hệ thống làm hàng của tàu sử dụng hai tời đơn. Nhiệm vụ của chúng là tham gia làm hàng thu thả dây cáp, đóng nắp mở hầm hàng.  Buồng máy: Bottom deck : Là nơi đặt máy chính. Máy chính là động cơ diesel với công suất 2000 mã lực, số vòng quay định mức là 225vòng / phút. Tầng 1 còn đặt các máy phụ như bơm ballast, bơm nước sinh hoạt, bơm dầu F.O, L.O, D.O, các bảng điều khiển động cơ,máy phân ly dầu nước. Main deck : +Bố trí hai máy phát điện cùng loại với tổng công suất mỗi máy 300 KVA, Uđm = 450V, f = 60HZ. +Các buồng điều khiển, trong đó có đặt các bảng điện, bảng điều khiển máy chính, hệ thống tự động kiểm tra. + Các kho vật tư phục vụ cho việc thay thế, sửa chữa. Nhìn chung các thiết bị trên tàu được bố trí rất khoa học, tính thực tiễn cao, thuận tiện trong quá trình vận hành, khai thác, sửa chữa. 4
CHƯƠNG I : TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU 6500T 1.1.Giới thiệu về trạm phát điện chính : 1.1.1. Khái niệm : Trạm phát điện là nơi thực hiện biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện tập trung trên bảng điện chính và từ đó phân bố đến các phụ tải trên tàu. Với mức độ tự động hóa và điện khí hóa ngày càng cao nên vị trí và vai trò của trạm phát điện trên tàu là vô cùng quan trọng. Nó quyết định sự an toàn và khả năng khai thác trong quá trình hoạt động của con tàu. Trạm phát điện tàu thủy đã và đang phát triển theo hướng ngày càng tăng về công suất, mức độ tự động hóa cũng như độ tin cậy cung cấp năng lượng một cách liên tục. 1.1.2. Yêu cầu của trạm phát điện tàu thủy : \ Phải đảm bảo đủ công suất cấp cho các phụ tải trong chế độ nặng nhất của tàu. \ Phải đảm bảo độ tin cậy cao, cung cấp năng lượng điện liên tục trong quá trình công tác của tàu. \ Phải có khả năng công tác tốt trong các điều kiện khắc nghiệt như: độ rung lớn, chấn động cao, tàu nghiêng và lắc, trong điều kiện tác động của hơi muối và hơi dầu, trong điều kiện thay đổi nhiệt độ lớn. \ Có khả năng ổn định tốt trong các điều kiện công tác ở chế độ động (thường xuyên khởi động các động cơ công suất lớn). Trạm phát điện tàu thuỷ là nơi biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện. Nó là trung tâm cung cấp điện năng cho toàn tàu. Trạm phát điện bao gồm các máy phát điện, động cơ lai máy phát, các khí cụ điện, các thiết bị bảo vệ và thiết bị đo các thông số điện của trạm phát và phụ tải. 1.1.3. Phân loại trạm phát điện : Việc phân loại trạm phát điện tàu thuỷ có thể thực hiện theo nhiều tiêu chí khác nhau, như : a) Phân loại dựa vào dạng biến đổi năng lượng : Nếu dựa vào nguồn năng lượng biến đổi để lai máy phát thì trạm phát được chia thành trạm phát nhiệt điện hoặc nguyên tử. Hiện nay trên tàu thuỷ, người ta sử dụng khá rộng rãi trạm phát dạng nhiệt điện. Ở trạm phát điện loại này động cơ sơ cấp thường là động cơ diezel hoặc tuabin khí, còn ở trạm phát nguyên tử thì năng lượng hạt nhân biến đổi thành điện năng thông qua tuabin hơi. Với trạm phát sử dụng năng lượng nguyên tử do không sử dụng các bể chứa dầu nên trạm phát loại này có ưu điểm hơn trạm phát nhiệt điện. b) Phân loại dựa vào loại dòng điện : Căn cứ theo loại dòng điện người ta chia ra trạm phát dòng một chiều và xoay chiều. Do lưới điện 1 chiều có nhiều nhược điểm nên ngày nay trên tàu thuỷ gần như không sử dụng nữa mà chủ yếu dùng trạm phát dòng xoay chiều. c) Phân loại dựa vào muc đích sử dụng : Căn cứ theo mục đích sử dụng người ta có thể chia ra thành trạm phát chính, trạm phát điện phục vụ riêng cho chân vịt, trạm phát sự cố. Động cơ sơ cấp của trạm phát điện chính và trạm phát phục vụ riêng cho chân vịt thường là diezel hoặc tuabin hơi. Trạm phát sự cố có thể là trạm phát diezel hoặc dùng acquy. Theo đăng kiểm của các nước, trạm phát sự cố của các tàu khách và tàu hàng là trạm diezel thì phải được khởi động tự động khi mất điện trạm phát chính. Công suất của trạm phát sự cố phải đủ để có thể khởi động được tất cả các thiết bị điện cần làm việc ở chế độ sự cố. 5
1.1.4.Giới thiệu chung về trạm phát điện tàu 6500T : Trạm phát điện tàu 6500T được trang bị hai tổ hợp diesel – máy phát chính, một trạm phát sự cố (diesel – máy phát sự cố ) và bộ nguồn Acquy.  Thông số kỹ thuật của máy phát chính : \ Hãng sản xuất : TAIYO ELECTRIC CO.LTD. \ Điện áp định mức : Uđm = 450V. \ Dòng điện định mức : Iđm = 385A. \ Công suất : P = 240KW (Với Cosφ = 0,8) ; Sđm = 300KVA. \ Tốc độ định mức : nđm = 900 V/P. \ Tần số định mức : fđm = 60HZ. \ Hệ số công suất(cosφ) : 0,8. \ Số pha : 3 pha. \ Cấp cách điện : F. Trạm phát điện sự cố của tàu 6500T được đặt trên mớn nước của tàu, động cơ diezel lai máy phát điện đều được khởi động bằng điện, do đó kèm theo tổ máy phát sự cố bao giờ cũng có một tổ acquy axít. Sau khi động cơ tự động khởi động nó sẽ hình thành điện áp và tự động đóng lên lưới. Nguồn sự cố này cấp cho các phụ tải quan trọng: hệ thống chiếu sáng sự cố, đèn hành trình, các thiết bị vô tuyến, một số bơm quan trọng như bơm cứu hỏa…  Thông số kỹ thuật máy phát sự cố: \ Hãng sản xuất : TAIYO ELECTRIC CO.LTD. \ Điện áp định mức : Uđm = 220V \ Dòng điện định mức : Iđm = 45.5A. \ Công suất : Sđm = 10 KVA. \ Tốc độ định mức : nđm = 900 vòng/phút. \ Tần số định mức : fđm = 60HZ. \ Hệ số công suất(cos ) : 0,8. \ Số pha : 3 pha. \ Cấp cách điện : F.  Thông số kỹ thuật của ắcquy : \ Dung lượng định mức : 200 A.h. \ Điện áp định mức : 24 V. Tổ acquy này cấp điện cho hệ thống chiếu sáng sự cố, đèn hàng hải 24V, các thiết bị vô tuyến. . . Bình thường bộ acquy này được nạp bằng bộ nạp (220V, 1 pha, 60Hz, qua biến áp, chỉnh lưu). 1.2.Cấu tạo bảng điện chính : Bảng điện chính (Main Switch Board- MSB) là nơi tập trung năng lượng điện nhận được từ các máy phát thông qua các cầu dao chính ACB (Air Circuit Breaker) để phân bố đến các phụ tải. Các phụ tải hoặc trực tiếp, hoặc gián tiếp đều được cung cấp từ thanh cái bảng điện chính thông qua các cầu dao phụ tải CB (Circuit Breaker).MSB bao gồm một số thiết bị : đo lường, kiểm tra, khí cụ phân phối và bảo vệ , thiết bị điều chỉnh, điều khiển, các nút ấn, công tắc, màn hình cảm ứng …MSB ngày nay đã có những bước nhảy lớn về công nghệ, được thừa hưởng các tinh hoa kỹ thuật từ nhiều năm trước tích luỹ.MSB hiện nay gọn, tích hợp nhiều thiết bị kỹ thuật cao với khả năng điều khiển, điều chỉnh, thu thập và xử lý, trao đổi thông tin lớn. 6
Bảng điện chính là một phần không thể thiếu được trong trạm phát điện tàu thuỷ. Bảng điện chính nhìn về cấu trúc được tập hợp bởi một số panel riêng biệt.Mỗi panel có tính năng và yêu cầu sử dụng riêng.Với một bảng điện chính thông thường bao giờ cũng được tích hợp các panel cơ bản sau :  Các panel dùng cho các máy phát - Generator Panels  Panel hoà đồng bộ - Synchronizing Panel  Panel tích hợp các khởi động từ cho các phụ tải quan trọng - Group Starter Panel  Panel cấp nguồn cho phụ tải động lực - 440V Feeder Panel  Panel cấp nguồn cho phụ tải sinh hoạt – 220V ( hoặc 110V) Feeder Panel 1.2.1.Sơ đồ một dây trạm phát điện tàu 6500T :(M3 – 15485 – 20) Hệ thống điện năng tàu 6500T bao gồm có ba khâu : Khâu sản xuất năng lượng điện là các máy phát, khâu tập trung năng lượng điện là bảng điện chính và từ bảng điện chính cấp tới các phụ tải tiêu thụ năng lượng điện. Tất cả đều được nối với nhau bằng các cáp dẫn, các aptomat và các hệ thống điều khiển. Trạm phát điện tàu hàng 6500T bao gồm hai máy phát chính G1, G2 (máy phát đồng bộ ba pha xoay chiều điện áp 440V) công suất mỗi máy là 300KVA và được truyền động bằng hai động cơ Diesel, một máy phát sự cố công suất 10KVA được đặt trên mớn nước cũng được truyền động bằng động cơ Diesel, và một bộ nguồn DC 24V là bộ acquy axit . Hai máy phát đồng bộ chính G1 và G2 phát điện, qua hệ thống dây cáp được cấp lên hệ thống thanh cái phân đoạn trong bảng điện chính (MSB) qua các aptomat chính ACB1 và ACB2. Từ thanh cái điện áp được đưa đến cấp trực tiếp cho các phụ tải điện và các bảng điện thứ cấp bằng các aptomat cấp nguồn phụ cũng được đặt trong bảng điện chính . Ngoài ra điện áp từ thanh cái còn được hạ áp qua các biến áp xuống điện áp thấp cấp cho các mạch điều khiển máy phát số 1 và 2, mạch hoà đồng bộ, các mạch đo lường, báo động, bảo vệ trong bảng điện chính. Ngoài ra trạm phát điện của tàu khi cập cảng không hoạt động có thể sử dụng điện bờ qua cáp nối điện bờ và aptomat nối điện bờ SC và cấp lên hệ thống thanh cái trong bảng điện chính và được cấp đến các phụ tải . Trạm phát điện của tàu được trang bị một máy phát sự cố (G) và được đặt trên mớn nước của tàu. Máy phát sự cố chỉ hoạt động khi tàu bị sự cố, máy phát chính không hoạt động. Điện áp từ máy phát sự cố được cấp lên bảng điện sự cố (ESB) qua aptomat ACB và từ bảng điện sự cố cấp đến các phụ tải quan trọng đã được tính toán trước trên tàu như: Một phần ánh sáng sự cố, bơm cứu đắm và các thiết bị vô tuyến của tàu. Trong chế độ công tác bình thường của tàu bảng điện sự cố được cấp nguồn từ bảng điện chính. Trên tàu còn được trang bị một bộ nguồn Ac quy DC 24V. Nguồn điện từ acquy được làm nguồn điện năng dự trữ cho các phụ tải như : ánh sáng sự cố, hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống điều khiển và khởi động động cơ Diesel máy phát sự cố. 1.2.2 Sơ đồ cấu tạo trạm phát điện tàu 6500T : Bảng điện chính tàu 6500T gồm 7 Panel được lắp ráp với nhau: Các Panel cho máy phát, các Panel cho tải động lực và các Panel cho tải ánh sáng. Trong panel của các máy phát điện, của phụ tải, hay của mạng ánh sáng thì được đặt các khí cụ, các thiết bị bảo vệ, các thiết bị đo lường... Các panel đó như sau: - Panel G1 (SNP1) : Panel điều khiển máy phát No1. - Panel G2 (SNP2) : Panel điều khiển máy phát No2. 7
- Panel SY (SNP3) : Panel điều khiển hoà đồng bộ. - Panel F4 (SPN4) : Panel cấp nguồn 440V tới phụ tải, các bảng điện phụ. - Panel F2 (SNP6) : Panel cấp nguồn 220V tới phụ tải, các bảng điện phụ. - Panel GSP1,GSP2 : Panel điều khiển khởi động tập trung. - Ngoài ra còn có Panel góc.(CORNER PANEL). 1. Panel máy phát số 1 (SNP1): N0.1 GENERATO PANEL. - WL(S63) : Đèn báo máy phát NO.1 đang hoạt động. - RL(S63) : Đèn báo máy phát NO.1 chưa đóng lên lưới. - GL(S63) : Đèn báo máy phát NO.1 đang hoạt động trên lưới. - W11(S11) : Đồng hồ đo công suất máy phát NO.1 - A11(S11) : Đồng hồ đo dòng điện máy phát NO.1. - FM11(S1) : Đồng hồ đo tần số máy phát số NO.1. - AS11(S11) : Công tắc chuyển mạch để đo dòng các pha máy phát NO.1. - V11(S11) : Đồng hồ đo điện áp các pha máy phát NO.1. - VFS11(S11) : Công tắc chuyển mạch đo điện áp và tần số các pha máy phát NO.1. - RPR11(S11) : Rơle công suất ngược của máy phát NO.1 - OCR11(S11) : Rơle bảo vệ quá tải cho máy phát NO.1 - VR1(S18) : Biến trở điều chỉnh điện áp máy phát NO.1. - SHS11(S19) : Công tắc mạch sấy máy phát NO.1 - ACB1(S21) : Aptomat chính của máy phát NO.1 2. Panel máy phát số 2 (SNP2): N0.2 GENERATO PANEL. - WL(S63) : Đèn báo máy phát NO.2 đang hoạt động. - RL(S63) : Đèn báo máy phát NO.2 chưa đóng lên lưới. - GL(S63) : Đèn báo máy phát NO.2 đang hoạt động trên lưới. - W21(S12) : Đồng hồ đo công suất máy phát NO.2 - A21(S12) : Đồng hồ đo dòng điện máy phát NO.2 - FM21(S12) : Đồng hồ đo tần số máy phát số NO.2 - AS21(S12) : Công tắc chuyển mạch để đo dòng các pha máy NO.2 - V21(S12) : Đồng hồ đo điện áp các pha máy phát NO.2 - VFS21(S12) : Công tắc chuyển mạch đo điện áp và tần số các pha máy phát NO.2 - RPR21(S12) : Rơle công suất ngược của máy phát NO.2 - OCR21(S12) : Rơle bảo vệ quá tải cho máy phát NO.2 - VR2(S18) : Biến trở điều chỉnh điện áp máy phát NO.2 - SHS21(S19) : Công tắc mạch sấy máy phát NO.2 - ACB2(S22) : Aptomat chính của máy phát NO.2 3. Panel hòa đồng bộ (SNP3): SYNCHRONIRING PANEL. - SYL(S16) : Ba đèn kiểm tra điều kiện hoà(hệ thống đèn quay). - SY(S16) : Đồng bộ kế. - SYS(S16) : Công tắc chuyển mạch chọn máy phát định hoà. - W11(S11) : Đồng hồ đo công suất máy phát NO.1 - W21(S12) : Đồng hồ đo công suất máy phát NO.2 - GS11(S17) : Công tắc điều chỉnh động cơ servo cho máy phát NO.1 - GS21(S17) : Công tắc điều chỉnh động cơ servo cho máy phát NO.2 8
- 43A(S32) : Công tắc chọn chế độ hòa (Manu và Auto). - BZ : Chuông báo động sự cố hệ thống. - 3-28Z : Nút tắt chuông. - 3R-28F : Nút ấn khẳng định sự cố. - 3R-28 : Nút ấn cắt ưu tiên và reset hệ thống báo động bảo vệ. 4. Panel cấp điện 440V (SNP4): 440V FEEDER PANEL. - MΩ51(S5) : Đồng hồ đo điện trở cách điện mạng 440V. - EL(S5) : Các đèn báo và kiểm tra điện trở cách điện mạng 440V. - ES51 : Nút ấn test hệ thống kiểm tra điện trở (khi ấn nút nếu đèn của pha nào tối hơn các đèn còn lại chứng tỏ điện trở cách điện của pha đó thấp hơn điện trở cách điện của các pha còn lại). - SL52 (WL) : Đèn báo nguồn điện bờ. - SS1 : Hộp đấu điện bờ. 5. Panel cấp điện 220V (SNP6): 220V FEEDER PANEL. - A61 : Ampe kế đo dòng tải. - V61 : Vôn kế đo điện áp. - EL61 : Hệ thống đèn báo kiểm tra điện trở cách điện. - MΩ61 : Đồng hồ Megaôm đo điện trở cách điện của mạng 220V. - AS61 : Công tắc chuyển mạch đo dòng điện. - VS61 : Công tắc chuyển mạch đo điện áp. - ES61 : Nút ấn test điện trở cách điện của mạng. 6. Nhóm panel khởi động số 1 (GSP1): N0.1 GROUP STARTER PANEL. 7. Nhóm panel khởi động số 2 (GSP2): N0.2 GROUP STARTER PANEL. Hai panel này bao gồm các aptomat cấp nguồn và các bộ khởi động. 9
1.3.Nguyên lý hoạt động của trạm phát điện chính : 1.3.1.Ổn định điện áp cho máy phát : a)Khái niệm chung: Tất cả các thiết bị điện là phụ tải của máy phát điện hay các khí cụ trang bị trong hệ thống năng lượng nói chung đều được chế tạo để công tác với một giá trị điện áp nhất định gọi là giá trị điện áp định mức. Từ góc độ kinh tế, kỹ thuật, chất lượng khai thác thì khi công tác với điện áp ổn định bằng điện áp định mức thì các trang thiết bị sẽ công tác ở trạng thái tốt nhất, tin cậy nhất. Do vậy mọi sai lệch quá giá trị cho phép của điện áp đều gây ra sự công tác không ổn định và giảm độ tin cậy cho thiết bị. Xuất phát từ tầm quan trọng của vấn đề ổn áp, đăng kiểm của một số nước trong đó có Việt Nam quy định rất chặt chẽ và cụ thể như sau về hệ thống tự động điều chỉnh điện áp:  Chế độ tĩnh: Khi phụ tải thay đổi dần từ 0 ÷ Iđm, với Cos φđm tốc độ quay ổn định bằng tốc độ quay định mức, sai số là ± 5% thì điện áp máy phát không được phép dao động quá ± 2, 5%Uđm. Còn khi Cosφ thay đổi từ 0, 6 ÷ 0, 9 thì sự dao động điện áp máy phát không được vượt quá ± 3, 5%Uđm.  Chế độ động: Khi tải thay đổi đột ngột (giả sử tăng tải) ,điện áp máy phát giảm tức thời một giá trị ∆Uđ, rồi tiếp tục giảm đến ∆Uđmax . Các hệ thống tự động điều chỉnh điện áp hiện đại ngày nay thì ∆Ud ≈∆Umax. Các hệ thống sử dụng khuếch đại từ thì ∆Ud khác ∆Umax nhiều . Thời gian điều chỉnh tđc , là thời gian được tính từ khi Umf giảm tới khi hệ thống đã điều chỉnh Umf trở về độ chính xác ± 3%. Giá trị tđc không vượt quá 1,5s khi thay đổi tải đột ngột 60%Pdm và Cosφ < 0, 4 thì ∆Uđmax không được vượt quá giới hạn: (-15% ÷ +20%)Uđm Hình 1.1 : Đặc tính điều chỉnh điện áp của máy phát Khi nói tới các nguyên nhân gây ra sự dao động điện áp của máy phát đồng bộ thì ta phải kể đến 4 nguyên nhân chính sau: \ Khi dòng tải của máy phát thay đổi : Giả thiết cos = const ; n = const Fa th EF It  UF U Trong đó : 10
It : Dòng tải của máy phát. Fa : Sức điện động của phản ứng phần ứng. U : Điện áp rơi trên tổng trở của cuộn dây phần ứng. th : Từ thông tổng hợp trong máy phát. EF : Sức điện động cảm ứng trong cuộn dây phần ứng. UF : Điện áp trên trụ đấu dây ra của máy phát. \ Khi tính chất của tải thay đổi. Với Cos = var ; giải thiết là It = const , n = const Cos   Fa    th  Ef   UF ( với Fa : Đặc trưng cho mức độ khử từ của phản ứng phần ứng) \ Khi tốc độ quay thay đổi. Với n = var ; giải thiết là Cos = const ; It = const n   EF  UF ( với n là tốc độ quay của máy phát ) \ Khi nhiệt độ các cuộn dây máy phát thay đổi. Ru   U  T0 UF Rkt   Ikt   EF Trong đó : T0 : Nhiệt độ cuộn dây. Ru : Điện trở thuần cuộn dây phần ứng. Rkt : Điện trở thuần cuộn dây kích từ. Ikt : Dòng kích từ. Ngoài những nguyên nhân cơ bản trên còn một số nguyên nhân phụ cũng gây ra sự dao động điện áp máy phát như : điện trở tiếp xúc giữa chổi than-vành trượt; dòng xuyên…song không đáng kể. Do vậy, bất kỳ máy phát điện đồng bộ nào cũng trang bị bộ tự động điều chỉnh điện áp.Với mục đích nâng cao độ ổn định tĩnh , động cho máy phát cũng như cho hệ thống năng lượng điện. b) Ổn định điện áp cho máy phát tàu 6500T :  Giới thiệu phần tử : Đây là hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên lý kết hợp giữa phức hợp pha song song và độ lệch. *Phần tử phức hợp pha gồm có: + G : Máy phát chính. + Generator field : Cuộn kích từ của máy phát. + Exciter fields : Cuộn kích từ của máy phát kích từ. + Space Heater : Điện trở sấy của máy phát. + Ex : Cuộn dây phần ứng của máy phát kích từ. + S11 : Cầu chỉnh lưu quay. + S12 : Cầu chỉnh lưu cấp nguồn cho cuộn kích từ của máy phát kích từ. + CT : Biến dòng ba pha để lấy tín hiệu dòng cho mạch phức hợp. + RT : Cuộn cảm ba pha để lấy tín hiệu áp cho mạch phức hợp. + Rc : Điện trở bảo vệ cuộn dây kích từ của máy phát kích từ. *Các phần tử trong mạch hiệu chỉnh ( AVR ): - Khối hiệu chỉnh bao gồm 6 mạch nhỏ : + Deviation detecting circuit : Mạch tạo tín hiệu độ lệch. 11
+ PID circuit : Mạch PID . + Phase control circuit : Mạch điều chỉnh pha . + Power source circuit : Mạch cấp nguồn . + Main thyristor circuit : Mạch thyristor chính . + Synchroniz controlling circuit : Mạch điều khiển xung đồng bộ . - Các phần tử trong mạch gồm có : + CCT : Biến dòng lấy tín hiệu dòng cho mạch phân bố tải vô công. + Tr1 : Biến áp cảm biến điện áp thực của máy phát . + CCR : Biến trở điều chỉnh tải vô công. + D1 : Cầu chỉnh lưu ba pha cùng với mạch lọc bởi các phần tử C1, R1, R2. + Z1 : Diode zener để tạo điện áp chuẩn ( E2 ). + VR : Biến trở tinh chỉnh giá trị điện áp. + Q1 : IC thuật toán có chức năng so sánh điện áp chuẩn và điện áp thực. + Tr2 : Biến áp cấp nguồn cho mạch tạo điện áp đồng bộ. + D13 : Cầu chỉnh lưu hai pha cấp nguồn cho mạch đồng bộ pha. +Tr3 : Biến áp xung. + Q2 : IC thuật toán thực hiện chức năng tạo điện áp đồng bộ. + C10 : Tụ điện phóng cho Q5. + D9 : Cầu chỉnh lưu 2 pha cấp nguồn một chiều cho các mạch trên. + Z2, Z3 : Các diôt zener ổn áp. + C5, C9 : Các tụ điện cho khâu tích phân, vi phân. + R5, R13 : Điện trở định thiên áp, tạo ra khâu tích phân, vi phân và bảo vệ cho Q1. + Q3, Q4 : Các tranzitor thực hiện chức năng khuếch đại. + Q5 ( UJT ) : Tranzitor một tiếp giáp tạo xung. + SCR1 , SCR2 : Các thyristor thực hiện chức năng hiệu chỉnh. + R31, R35, C15, C16 : Các phần tử thực hiện chức năng định thiên áp, bảo vệ. + R23, R24, C13; L1, R25, C14 : Tạo các mạch lọc.  Nguyên lý hoạt động của hệ thống. * Quá trình tự kích ban đầu: \ Khởi động động cơ Diesel lai máy phát đến tốc độ định mức.Khi đó do có từ dư ở máy phát kích từ nên ở cuộn dây phần ứng xuất hiện tín hiệu điện áp có giá trị trong khoảng (25% )Uđm. \ Khi máy phát đang công tác, tín hiệu áp được lấy thông qua cuộn cảm RT, tín hiệu dòng được lấy thông qua biến dòng CT. Hai tín hiệu này cộng véc tơ với nhau rồi cấp đến cầu chỉnh lưu S12, dòng một chiều sau chỉnh lưu được cấp cho cuộn kích từ của máy phát kích từ. Cứ như vậy mạch phức hợp pha luôn đảm bảo cho điện áp máy phát có giá trị trong khoảng (100 ÷ 115%) Udm. \ Từ đồ thị ta thấy rằng : Khi cos =cosđm thì dòng điện II lệch pha 300 so với điện áp, dòng điện IU sinh ra khi đi qua cuộn kháng RT lệch pha 900 so với điện áp. Kết quả là IF = II + IU. Đồ thị véc tơ biểu diễn hai quá trình đó: U U II’ IF’ II IF ’  II’ IF’ II IF   0 IU 12 0 IU
a) b) \ Từ đồ thị ta có nhận xét: + Khi tải tăng lên, véc tơ biểu diễn giá trị dòng tải II sẽ lớn dần lên, dẫn đến véc tơ IF lớn lên và dòng kích từ tăng lên (a). + Khi tính chất tải thay đổi, giả sử hệ số công suất giảm xuống, lúc đó góc  tăng lên làm cho IF lớn lên và dòng kích từ tăng lên (b). \ Mạch hiệu chỉnh AVR sẽ có nhiệm vụ đưa điện áp máy phát trở về Udm. * Nguyên lý hoạt động của mạch hiệu chỉnh AVR: - Nếu điện áp thực của máy phát thấp hơn điện áp chuẩn : E3 = E2 - E1 > 0 . Tín hiệu độ lệch sau khi so sánh sẽ mang giá trị dương, sự sai khác càng lớn thì điện áp dương đặt vào chân bazơ (B) của Q3 càng lớn làm cho tranzitor Q3 càng thông. Khi đó sụt áp trên R16 tăng lên làm cho tín hiệu đặt vào colector của tranzitor Q4 tăng và làm cho tranzitor Q4 thông thêm. Do đó tụ C10 được nạp chậm hơn làm cho tranzitor một tiếp giáp Q5 phát xung muộn hơn. Xung do Q5 phát ra được đưa đến biến áp khuyếch đại xung Tr3. Sau đó xung từ thứ cấp của biến áp xung được đưa đến chân điều khiển hai thyristor SCR1 và SCR2, làm cho hai thyristor mở muộn hơn. Do đó dòng điện đưa vào cầu chỉnh lưu cho cuộn kích từ F2 sẽ tăng lên dẫn đến điện áp của máy phát tăng lên. - Khi điện áp thực của máy phát lớn hơn điện áp chuẩn: E3 = E2 - E1 < 0 . Tín hiệu sau Q1 mang giá trị âm ( nhưng dương hơn so với điểm B ) do đó Q3 vẫn thông (nhưng thông ít hơn )  sụt áp trên R16 giảm đi → Q4 thông ít hơn  tụ C10 được nạp nhanh hơn  tranzitor một tiếp giáp Q5 phát xung sớm hơn  Thyristor SCR1 và SCR2 mở sớm hơn  dòng rẽ nhánh qua hai Thyristor tăng lên  dòng điện đưa vào cầu chỉnh lưu S12 cấp cho cuộn kích từ F2 sẽ giảm  điện áp máy phát giảm. - Khi điện áp giảm đến giá trị U đm thì E3 = E2 - E1 . Tín hiệu sau Q1 vẫn dương so với điểm G cho lên hai tranzitor này vẫn thông và tranzitor một tiếp giáp vẫn phát xung để mở Thyristor nhưng góc mở nhỏ hơn khi UMP < Uđm. Gọi góc α0 là góc mở của thyristor khi U- MF = Uđm. + Khi UMF > Uđm thì góc α > α0 . + Khi UMF < Uđm thì góc α < α0.  Nhận xét và đánh giá. - Đây là một trong những hệ thống mới được chế tạo có cấu trúc gọn nhẹ , có độ chính xác và ổn định cao. Độ chính xác tĩnh bằng ± 1% với cos = 0,8  1 và tốc độ quay dao động ±3% nđm. Khi có sự thay đổi tải đột ngột, sụt áp từ 17  20% thì thời gian khôi phục rất nhanh từ 0,15  0,3%. Biến trở VR được đưa lên bảng điện chính để điều chỉnh điện áp ban đầu trong chế độ không tải. - Việc đưa máy phát không chổi than vào hoạt động trên tầu thuỷ mang lại hiệu quả kinh tế cao. Mặt khác tính hệ thống của loại máy này cũng cao hơn, nó cho phép rút ngắn quá trình quá độ, ổn định hơn. Và ưu điểm nữa của hệ thống máy phát không chổi than là tất cả các thiết bị đi theo nó cũng gọn nhẹ và chắc chắn. 13
1.3.2.Công tác song song các máy phát: a) Khái niệm chung : Hiện nay trên tàu thủy nguồn điện tiêu thụ trên tàu là rất lớn , mức độ tiêu thụ điện là rất khác nhau ở mỗi chế độ hoạt động của tàu , vì lý do nâng cao độ tin cậy và hiệu quả khi khai thác nên trạm phát điện tàu thủy bao giờ cũng được chọn từ ( 2 – 5 MF ) có cùng công suất , cùng chủng loại trên một tàu . Đưa máy phát đồng bộ vào công tác song song là quá trình đưa 1 máy phát từ trạng thái không công tác đến trạng thái cùng cung cấp năng lượng điện lên thanh cái đang có 1 hay nhiều máy phát khác đang cung cấp năng lượng cho thanh cái đó.Quá trình hoà đồng bộ gọi là thành công khi không gây ra xung dòng lớn và thời gian tồn tại quá trình này phải ngắn.Có 2 phương pháp cơ bản để đưa máy phát đồng bộ vào công tác song song với các máy phát khác là: \ Phương pháp hoà đồng bộ: là phương pháp đưa máy phát đồng bộ đã được kích từ đến điện áp định mức vào công tác song song với các máy phát khác. \ Phương pháp tự hoà đồng bộ: là quá trình đóng máy phát đồng bộ chưa được kích từ vào công tác song song với các máy phát khác, sau khi đã quay máy phát đến tốc độ định mức rồi kích từ lên Udm.(phương pháp này không dùng trên tàu thuỷ vì nó gây xung dòng lớn) Phương pháp hoà đồng bộ thường được ứng dụng trên tàu thuỷ, chia làm 2 cách là : hoà đồng bộ chính xác và hoà đồng bộ thô. + Hoà đồng bộ chính xác là tại thời điểm đóng máy phát lên thanh cái, các điều kiện hoà phải được đảm bảo. + Hoà đồng bộ thô là tại thời điểm đóng máy phát lên thanh cái, hầu hết các điều kiện đã được thoả mãn chỉ có điêu kiện góc lệch pha ban đầu của điện áp máy phát và điện áp lưới là chưa như nhau.  Ưu điểm của chế độ công tác song song : \ 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 , kích thước của thiết bị phân phối điện \ Bảo đảm 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 tải tăng vọt đột ngột \ Nâng cao hiệu suất sử dụng công suất của các tổ máy phát Diesel  Nhược điểm của chế độ công tác song song : \ Đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao \ Giá trị dòng ngắn mạch tăng cho nên cần thiết bị bảo vệ mạch phức tạp và bảo vệ công suất ngược. \ Sự phân chia tải phức tạp hơn khi một trong các động cơ truyền động có sự cố nhỏ . b) Hoà đồng bộ hai máy phát :  Chế độ hoà đồng bộ bằng tay : Giả sử máy phát số 2 đang công tác trên lưới, máy phát số 1 là máy phát cần hoà vào lưới. Trước ta khởi động tổ hợp D - G1 (tổ hợp Diesel lai máy phát số 1). Quan sát đồng hồ đo điện áp, Giá trị yêu cầu là Umf1 = Ulưới (=Uđm). Bật công tắc chọn máy phát định hoà SYS(S16) sang No.1. Khi đó đồng bộ kế và hệ thống đèn quay được đưa vào hoạt động, đồng thời tiếp điểm SYS(22-24) đóng lại sẵn sàng cấp điện cho rơ le 152CX(S21) để đóng ACB1 lên lưới. Quan sát đồng bộ kế và hệ thống đèn quay, nếu kim đồng bộ kế quay theo chiều kim đồng hồ (f1 > flưới) và hệ thống đèn quay quay theo chiều “FAST” thì ta xoay công tắc điều khiển GS11(S17) theo chiều “LOWER”. Khi đó rơ le 115L(S17) có điện cấp điện cho động 14
cơ servo GM (S17) quay theo chiều giảm nhiên liệu vào động cơ lai máy phát số 1. Ngược lại, nếu kim đồng bộ kế quay ngược chiều kim đồng hồ (f1 < flưới ) và hệ thống đèn quay quay theo chiều “SLOW” thì ta xoay công tắc GS11 theo chiều “RAISE”. Ta nên chỉnh GS11 sao cho tần số máy phát 1 lớn hơn tần số lưới một ít rồi mới từ từ giảm dần sao cho kim đồng bộ kế quay chậm dần theo chiều kim đồng hồ về vị trí ”0”, còn hệ thống đèn quay thì chậm dần theo chiều “FAST”. Thời điểm đóng máy phát lên lưới là khi kim đồng bộ kế chỉ xấp xỉ “0”, còn đối với hệ thống đèn quay thì một đèn tắt, hai đèn còn lại sáng như nhau. Để đóng máy phát 1 lên lưới, ta bật công tắc CS11 về vị trí đóng (CLOSE). Khi đó rơ le 152CX(S21) có điện, tiếp điểm 152CX(S21) đóng lại cấp tín hiệu đóng ACB1 đưa máy phát số 1 hoạt động lên lưới. Tiếp điểm ACB1(S21) đóng lại cấp điện cho rơ le 152B(S21), rơle 152B tác động đóng tiếp điểm 152B(S31) lại gửi tín hiệu đến khối ICU- GP1(S31), tín hiệu được xử lí và đưa ra chân 311 (S63) của khối ICU- GP1, đèn GL sáng báo máy phát số 1 đã được đóng lên lưới. Tiếp điểm 152A(S32) đóng lại cấp tín hiệu ACB1 đã đóng tới khối GRU01. Tiếp điểm 152B(S19) mở ra cắt nguồn mạch sấy máy phát số 1.  Chế độ hoà đồng bộ tự động : \ Đầu tiên ta cho khởi động tổ hợp D - G1, ở chế độ hoà tự động, ta bật công tắc 43A(S32) sang vị trí “AUTO”. Khi đó, rơ le 77AX2(S32) có điện đóng tiếp điểm 77AX2(S31) lại. Việc kiểm tra điều kiện hoà và chọn thời điểm hoà do khối ASD (AUTO SYNCHRO DEVICE) thực hiện. Cụ thể ở điều kiện UMF1 = Uđm (=Ulưới), rơ le điện áp 184G(S38) sẽ có điện khi điều kiện này thoả mãn. Khi đó rơ le 184X(S38) có điện, tiếp điểm 184X(S39) đóng lại cấp điện cho rơle 125X1. Tiếp điểm 125X1(S31) đóng lại đưa tín hiệu UMF = Uđm đến chân 25AX của khối ICU- GP1, sau đó tín hiệu được gửi tới chân 11 của khối ASD(S51). Tiếp điểm ICU- GP1(31- 38) đóng, đèn YL- L105(S61) sáng báo hệ thống hoà đồng bộ tự động hoạt động. \ Đầu vào khối ASD(S51) còn có tín hiệu điện áp pha URT của cả hai máy phát No.1 và No.2. \ Đối với điều kiện về tần số, khi tần số giữa hai máy phát chưa bằng nhau, khối ASD sẽ đưa tín hiệu đến điều khiển động cơ servo (theo chiều “RAISE” hoặc “LOWER”) thay đổi lượng nhiên liệu vào Diesel lai máy phát. Khi tất cả các điều kiện hoà đã thoả mãn, khối ASD đưa tín hiệu ra cửa (013- 014) của nó để đóng ACB1.Tiếp điểm ASD(S21) đóng lại cấp điện cho rơle 152CX. Rơle này đóng tiếp điểm 152CX(S21) của nó cấp tín hiệu đóng áptomát ACB1. Tương tự như trên đèn GL(S63) sáng báo máy phát số 1 đã dược đóng lên lưới, mạch sấy máy phát số 1 bị ngắt. 1.3.3.Phân bố tải giữa các máy phát công tác song song: Phân phối công suất cho các máy phát khi chúng làm việc song song với nhau là một việc không thể thiếu sau khi thao tác hoà đồng bộ kết thúc. Tại thời điểm tiếp điểm động của cầu chính ACB được tiếp xúc hoàn toàn với tiếp điểm tĩnh một cách ổn định thì quá trình hoà coi như kết thúc thành công.Lúc này máy mới được hoà vào chạy không tải hoặc chỉ nhận một công suất tác dụng rất nhỏ còn công suất phản kháng thì phụ thuộc vào điện áp thực của máy phát so với lưới tại thời điểm đó . Để cho hệ thống làm việc ổn định khi các máy làm việc song song thì việc phân chia công suất cho các máy phải đảm bảo tỉlệ với công suất của mỗi máy .Thực tế trong trạm phát tàu thuỷ thưòng được trang bị các máy có công suất tương đương nhau nên việc phân phối công suất cho các máy thường được chia đều cho nhau .Việc phân phối công suất tác dụng phải thông qua việc thay đổi lượng nhiên 15
liệu đưa vào động cơ sơ cấp ( thường tác động thông qua động cơ secvô tác động vào bộ điều tốc) còn phân phối công suất phản kháng phải tác động vào dòng kích từ của máy phát a)Phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song :  Giới thiệu chung : Theo quy định của đăng kiểm thì sự chênh lệch tải vô công giữa hai máy phát công tác song song không được vượt quá 10% công suất vô công định mức của máy lớn nhất. Khi các máy phát công tác song song nếu có sự phân bố tải vô công không đều, vượt ngoài giới hạn cho phép sẽ dẫn đến những hậu quả sau: \ Máy phát này nhận toàn bộ tải vô công của máy phát kia dẫn đến một máy bị cắt ra khỏi mạng do kết quả của việc bảo vệ quá tải (quá dòng). \ Hiệu suất sử dụng của máy có tải vô công lớn sẽ rất thấp. \ Xuất hiện dòng cân bằng chạy trong các cuộn dây phần ứng của hai máy, dòng này cộng với dòng tải của trạm sẽ tạo nên dòng tổng có giá trị rất lớn , làm tăng tổn hao trong các cuộn dây .Nếu dòng cân bằng quá lớn thì sẽ gây quá tải về dòng,có thể làm các thiết bị bảo vệ phải hoạt động khi vượt ngưỡng. Để thực hiện phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song thực tế đã áp dụng các phương pháp sau : - Điều khiển đặc tính ngoài của máy phát. - Tự điều chỉnh phân bố tải vô công. - Nối dây cân bằng. Biện pháp thuận tiện nhất để tác động phân bố tải vô công là tận dụng tính chất của hệ thống tự động điều chỉnh điện áp. Hai phương pháp đầu thường áp dụng cho các máy phát có hệ thống TĐĐCĐA theo độ lệch hoặc theo kết hợp. Phương pháp thứ 3 thường áp dụng cho máy phát có hệ thống phức hợp đơn thuần .  Phân bố tải vô công cho các MF công tác song song tàu 6500T : Việc phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song tàu 6500T sử dụng phương pháp thay đổi độ nghiêng đặc tính ngoài của máy phát ( Hình 1.2) CCT : Là biến dòng lấy tín hiệu dòng tải của máy phát. Cuộn thứ cấp của nó(với hai đầu k1,l1) là sơ cấp của biến dòng DCT. Cuộn thứ cấp thứ nhất(với hai đầu k2,l2) của biến dòng DCT ở phía máy phát này được nối cân bằng với cuộn thứ cấp tương ứng của biến dòng DCT phía máy phát kia 16
rs t ts r l1 l2 acb1 acb2 k1 k2 k k k k cct ccr ccr cct l k l k dct AVR1 AVR2 dct g1 g2 Hình 1.2 : Phương pháp thay đổi độ nghiêng đặc tính ngoài của 2 máy phát Khi máy phát công tác độc lập, các tiếp điểm 152A(S21) hoặc 252A(S22) đóng lại, cuộn thứ cấp kili bị ngắn mạch. Dòng chạy trong cuộn này rất lớn, tín hiệu này cùng với tín hiệu dòng tải máy phát ở cuộn sơ cấp của biến dòng DCT làm cho dòng của cuộn thứ cấp thứ hai lớn, dẫn tới tín hiệu áp (trên CCR) đưa tới khối AVR lớn. Tín hiệu này cộng với tín hiệu điện áp thực của máy phát và thông qua khối AVR làm dòng IAVR nhỏ. Như vậy : Ikt = (IS - IAVR) tăng lên, dòng kích từ tăng làm tăng độ cứng đặc tính ngoài của máy phát. Nhờ đó tăng được sự ổn định điện áp cho máy phát. Việc điều chỉnh độ nghiêng đặc tính ngoài của máy phát thông qua biến trở CCR được chỉnh định từ trước. Khi hai máy phát công tác song song trên lưới, các tiếp điểm 152A, 252A mở ra. Độ cứng của đặc tính ngoài giảm xuống ở độ hữu sai cho phép (đảm bảo sự ổn định điện áp của máy phát). Hai cuộn thứ cấp kili hai biến dòng DCT được nối với nhau. Lúc này tín hiệu dòng của mỗi cuộn thứ cấp thứ hai không chỉ phụ thuộc vào tín hiệu dòng ở cuộn sơ cấp kl mà còn phụ thuộc vào tín hiệu dòng của cuộn thứ cấp thứ nhất ở phía bên kia. Như vậy sự thay đổi tải vô công của máy này luôn được máy kia “cảm nhận” thông qua biến dòng DCT, nhờ đó luôn đảm bảo được sự cân bằng tải vô công giữa hai máy phát khi công tác song song. b) Phân bố tải tác dụng giữa các MF công tác song song :  Giới thiệu chung : Phân bố tải tác dụng cho các máy phát đồng bộ công tác song song được quyết định bởi bộ điều tốc của động cơ truyền động cho máy phát,tức là thay đổi lượng nhiên liệu đầu vào động cơ Diezel. Muốn phân bố tải đều giữa các máy thì đặc tính của bộ điều tốc phải giống hệt nhau. Trường hợp có 2 máy phát công tác song song mà đặc tính của bộ 2 bộ điều tốc Diezel khác nhau thì sự phân bố tải tác dụng sẽ khác nhau với trị số P1 và P2  Phân bố tải tác dụng giữa các MF công tác song song tàu 6500T : 17
* Phân bố tải tác dụng ở chế độ bằng tay: Bật công tắc 43A(S39) sang vị trí MANU, quan sát đồng hồ đo công suất W11, W21 sau khi hoà đồng bộ. Giả sử công suất tác dụng của máy phát số 2 lớn hơn công suất tác dụng của máy phát số 1. Khi đó ta quay công tắc điều khiển GS11(S17) theo chiều tăng nhiên liệu “RAISE” để tăng dầu vào Diesel lai máy phát số 1, đồng thời quay công tắc GS21(S17) theo chiều giảm nhiên liệu “LOWER” để giảm lượng dầu vào Diesel lai máy phát số 2, cho đến khi công suất tác dụng của hai máy bằng nhau. * Phân chia tải tác dụng ở chế độ tự động: Ta bật công tắc 43A(S39) sang vị trí AUTO. Khi đó, rơle 43AX(S39), 77AX(S32) và rơle 77AX2(S32) có điện. Tiếp điểm 43AX(S52) đóng lại cấp tín hiệu tự động phân chia tải (LOAD SHARING AUTO) tới cửa 11 của khối PWC(S52). Đưa đến khối này còn có tín hiệu một chiều tỉ lệ với công suất của hai máy. Khi công suất tác dụng của hai máy khác nhau, khối PWC cảm nhận và đưa tín hiệu đến bốn cửa ra là: 00, 01, 02, 03 để gửi đến bộ điều tốc. Giả sử công suất tác dụng của máy phát số 1 lớn hơn công suất tác dụng của máy phát số 2, khối PWC sẽ đưa tín hiệu đến cửa ra 01 và 02, tiếp điểm PWC(S38) tương ứng của nó đóng lại. Rơle 65LX(S17) và 65RX(S17) của khối ICU- GP1 có điện đóng các tiếp điểm của chúng ở S17, cấp điện cho rơle 115L(S17) và 215R(S17). Rơle 115L có điện đóng tiếp điểm của nó cấp điện cho động cơ servo GM(No.1) theo chiều giảm nhiên liệu vào động cơ Diesel lai máy phát số 1. Rơle 215R(S17) có điện đóng tiếp điểm của nó cấp nguồn cho động cơ servo GM(No.2) theo chiều tăng nhiên liệu vào động cơ Diesel lai máy phát số 2. Khi công suất tác dụng của hai máy bằng nhau thì tín hiệu ở bốn cửa ra: 00, 01, 02, 03 của khối PWC đến bộ điều tốc mất đi. 1.3.4.Kiểm tra,báo động và bảo vệ: Trong quá trình vận hành, khai thác HT điện năng tàu thuỷ , luôn có khả năng xảy ra sự cố hoặc hư hỏng,ở mỗi chế độ công tác khác nhau, chính ví vậy ở những HT này phải có những thiết bị bảo vệ riêng biệt. Việc bảo vệ cho trạm phát mang những ý nghĩa quan trọng sau: \ Tự động ngắt những phần tử bị sự cố, tách khỏi những phần tử khác đang hoạt động bình thường.Hình thứcc bảo vệ này có tác dụng ngăn ngừa những hậu quả tiếp theo, có thể đưa đến ngắn mạch phần tử khác. \ Tự động ngắt mạch 1 số phần tử thuộc HT điện năng (VD: khi máy phát bị quá tải , tự động ngắt bớt phụ tải để giảm dòng cho máy phát) và dự báo những chế độ công tác khác với chế độ công tác định mức. \ Dòng công tác xấp xỉ hoặc lớn hơn dòng định mức, điện trở cách điện của HT giảm quá giá trị cho phép. Bảo vệ cho máy phát điện trong trạm phát điện tàu thuỷ cần có các loại bảo vệ : 1) Bảo vệ quá tải cho máy phát: a).Nguyên nhân và hậu quả của quá tải:  Nguyên nhân: Trong quá trình công tác máy phát thường xảy ra quá tải. Có nhiều nguyên nhân gây nên quá tải trên trạm phát điện tàu thuỷ mà điển hình là: \ Tự động cắt bớt một máy phát đang công tác song song do sự cố. \ Trực tiếp khởi động các động cơ dị bộ có công suất lớn. 18
\ Tự động khởi động các động cơ dị bộ sau khi loại trừ điểm ngắn mạch. \ Do quá tải của các động cơ có công suất lớn. \ Do phân chia tải không đều giữa các máy phát công tác song song.  Hậu quả: Các hậu quả mà vấn đề quá tải mang lại là: Gây ra sự gia tăng nhiệt độ, quá nhiệt độ cho phép, có thể dẫn đến cháy hoặc già hoá nhanh chóng chất cách điện của các phần tử mà có dòng quá tải đi qua; Do quá tải mà máy phát bị cắt ra khỏi mạng dẫn đến mất điện toàn tàu. b) Bảo vệ quá tải cho máy phát tàu 6500T : Bảo vệ quá tải cho máy phát được thực hiện bởi khối OCR (OVER CURRENT RELAY). Khối này lấy tín hiệu điện áp máy phát (URS) và tín hiệu dòng tải máy phát thông qua biến dòng. Giả sử máy phát số 1 bị quá tải, thì khối OCR11(S11) sẽ đóng tiếp điểm OCR11(S31) làm rơ le 51X và 52AL của khối ICU- GP1 có điện. Khối này sẽ xử lý và ngắt các phụ tải không quan trọng. Khi đã ngắt các phụ tải không quan trọng mà máy phát vẫn bị quá tải thì đầu ra của khối ICU- GP1 được gửi tới chân 511 của khối ESPC, tiếp điểm ESPC(273-274)(S62) đóng lại, đèn YL-L502(S62) sáng báo máy phát số 1được ngắt ra khỏi lưới đồng thời dừng sự cố động cơ Diesel lai máy phát số 1, tiếp điểm ESPC(271- 272)(S71) đóng lại gửi tín hiệu đến khối PC- ANN1(S71) để ngắt máy phát số 1 ra khỏi lưới đồng thời dừng sự cố động cơ Diesel lai máy phát số 1. Ngoài khối OCR, để bảo vệ thì ngay trong aptomat chính cũng có phần tử bảo vệ quá tải cho máy phát. 2) Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát: a) Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch.  Nguyên nhân: \ Sự già hoá của các chất cách điện của máy, của thiết bị đóng cắt và của các loại cáp dẫn do khai thác lâu ngày, do tác động của môi trường,do tác động cơ khí… \ Do thao tác nhầm lẫn của người vận hành khai thác. Theo quy định dòng của máy phát đạt từ 1,5.Idm trở lên gọi là dòng ngắn mạch và thiết bị bảo vệ ngắn mạch phải làm việc.  Hậu quả: \ Tác động nhiệt: Dòng ngắn mạch làm nhiệt độ của các phần tử mà nó đi qua vượt quá nhiệt độ cho phép hoặc có thể làm cháy, làm nóng chảy phần tử nó đi qua. \ Gây nên lực điện động rất mạnh, có thể làm bung các bối dây, gãy các trụ đỡ thanh cái hoặc các trụ đỡ của các thiết bị đóng cắt, làm cong thanh cái. \ Gây ra sụt áp cho lưới điện. \ Nếu ngắn mạch xảy ra gần máy phát có thể làm máy phát mất đồng bộ khi đang làm việc song song với lưới hoặc với các máy phát khác. Vì vậy bảo vệ ngắn mạch cho máy phát là vấn đề rất quan trọng. Đối với máy phát có thể các bảo vệ khác không có nhưng nhất thiết phải có bảo vệ ngắn mạch. Bảo vệ ngắn mạch có thể sử dụng cầu chì và các loại aptomat b) Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát tàu 6500T : Khi xảy ra ngắn mạch, tuỳ từng mức độ dòng mà các ACB thực hiện bảo vệ với thời gian khác nhau : - Khi I = 115%Iđm (443A) thì thời gian thực hiện bảo vệ là 20s. - Khi I = 250% Iđm (963A) thì thời gian thực hiện bảo vệ là 220ms. 19