Đồ án tốt nghiệp: Trang bị điện tàu 53000 tấn - đi sâu nghiên cứu hệ thống lái

Chia sẻ: Hồ Văn Mậu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

158
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp với đề tài "Trang bị điện tàu 53000 tấn - đi sâu nghiên cứu hệ thống lái" có kết cấu nội dung gồm 6 chương và chia làm 2 phần chính: phần 1 tổng quan trang thiết bị điện tàu 53000 tấn với 4 chương đầu, phần 2 đi sâu nghiên cứu hệ thống lái của tàu 53000tấn với 2 chương tiếp theo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Trang bị điện tàu 53000 tấn - đi sâu nghiên cứu hệ thống lái

…………..o0o………….. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRANG BỊ ĐIỆN TÀU 53000 TẤN - ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................................... 4 PHẦN I: TỔNG QUAN TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 53.000 TẤN ................................ 5 Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 53.000 TẤN ..................................................... 6 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÁC THÔNG SỐ CỦA TÀU ............................................................ 6 1.1.1. Kích thước chính......................................................................................................... 6 1.1.2. Tải trọng và mớn nước của tàu .................................................................................... 6 1.1.3. Dung tích: Các khoang hàng (tính cả miệng khoang) .................................................. 6 1.1.4. Tốc độ và công suất của tàu ........................................................................................ 6 1.1.5. Tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động .......................................................................... 7 1.2. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN TÀU ......................................................... 7 1.2.1.Bảng điện chính ........................................................................................................... 7 1.2.2.Trạm phát chính ........................................................................................................... 7 1.2.3. Trạm phát điện sự cố ................................................................................................... 8 1.3. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC .................................................................. 8 1.3.1. Máy chính và thiết bị động lực của tàu ........................................................................ 8 1.3.2. các hệ động lưc khác ................................................................................................... 8 Chương 2 : TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 53000T ....................................................... 9 2.1. TỔNG QUAN CHUNG VỀ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH ............................................ 9 2.1.1. Khái niệm ................................................................................................................... 9 2.1.2. Phân loại ..................................................................................................................... 9 2.1.3. Yêu cầu ....................................................................................................................... 9 2.2. ĐẶC ĐIỂM KỶ THUẬT CỦA TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 53000T ................. 9 2.2.1. Giới thiệu chung ......................................................................................................... 9 2.2.2. Cấu tạo bảng điện chính ............................................................................................ 10 2.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU 53000T ............................... 14 2.3.1. Cấu tạo của sơ đồ. ..................................................... 1Error! Bookmark not defined. 2.2.2. Mạch động lực của máy phát số 1 ............................. 1Error! Bookmark not defined. 2.2.3. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp(AVR) .............................................................. 15 2.2.4. Mạch điều khiển aptomat chính của máy phát. .......................................................... 16 2.2.5. Mạch hoà đồng bộ cho máy phát số một.................................................................... 18 2.2.6. Tự động phân chia tải vô công cho các máy phát công tác song song ........................ 20 2.2.7. Mạch điều chỉnh tần số và phân chia tải tác dụng cho các máy phát .......................... 21 2.2.8. Các mạch đo và bảo vệ cho máy phát ....................................................................... 22 2.2.9. Nhận xét và đánh giá ................................................................................................. 25 1
Chương 3: CÁC HỆ THỐNG ĐIỆN-TỰ ĐỘNG ĐIỂN HÌNH BUỒNG MÁY ................... 26 3.1. HỆ THỐNG NỒI HƠI ................................................................................................. 26 3.1.1. Định nghĩa, chức năng, yêu cầu, phân loại của nồi hơi .............................................. 26 3.1.2. Giới thiệu phần tử ..................................................................................................... 27 3.1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ............................................................................ 30 a. Chức năng cấp nước cho nồi hơi.................................................................................. 30 b. Chức năng tự động hâm dầu ....................................................................................... 31 c. Chức năng đốt lò ......................................................................................................... 32 d. Chức năng điều chỉnh áp suất hơi ................................................................................ 33 e. Chức năng tự động báo động và bảo vệ ....................................................................... 33 3.2. MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM BALLAST...................... 3Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Giới thiệu chung về hệ thống .................................... 3Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Giới thiệu các phần tử của mạch ............................................................................... 35 3.2.3. Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển ................ 3Error! Bookmark not defined. 3.2.4. Hoạt động của mạch sấy............................................................................................ 38 3.2.5. Các mạch báo động và bảo vệ cho hệ thống .............................................................. 39 Chương 4: HỆ THỐNG ĐIỆN-TỰ ĐỘNG ĐIỂN HÌNH TRÊN BOONG .......................... 40 4.1. HỆ THỐNG NEO_TỜI QUẤN DÂY .......................................................................... 40 4.1.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại của hệ thống neo_tời quấn dây ............................... 40 4.1.2. Giới thiệu hệ thống neo_tời quấn dây trên tàu 53000T .............................................. 41 a. Nguyên lý điều khiển thủy lực tời quấn dây ................................................................. 41 b. Mạch khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực .................................................................. 42 c. Mạch điều khiển quạt gió làm mát dầu thuỷ lực ........................................................... 44 c. Mạch điều khiển động cơ servo ................................................................................... 44 PHẦN II: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI CỦA TÀU 53000T ......................... 46 Chương 5: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI .... 4Error! Bookmark not defined. 5.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI ........................... 4Error! Bookmark not defined. 5.1.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại của hệ thống lái ..... 4Error! Bookmark not defined. 5.1.2. Các chế độ hoạt động của hệ thống lái ...................................................................... 50 a. Chế độ lái đơn giản ..................................................................................................... 50 b. Chế độ lái lặp .............................................................................................................. 51 c. Chế độ lái tự động ....................................................................................................... 52 Vai trò khâu tỷ lệ, tích phân,vi phân trong hệ thống lái tự động .......................................... 53 5.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI CỦA TÀU 53000T ................................ 55 5.2.1. Hệ thống lái PT70 ..................................................................................................... 55 5.2.2. Hệ thống máy lái Rolls − Royce ................................................................................ 55 2
Chương 6: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÁI TÀU 53000T ............. 58 6.1. HỆ THỐNG THỦY LỰC VÀ MÁY LÁI THỦY LỰC ................................................ 58 6.1.1. Hoạt động của sơ đồ điều khiển thỷ lực ..................................................................... 58 6.1.2. Mạch khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực ................................................................ 60  Mạch khởi động động cơ lai bơm số 1 ........................................................................ 60  Mạch khởi động động cơ lai bơm số 2 ........................................................................ 62 6.2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÁI .................................................................................. 65 6.2.1. Giới thiệu hệ thống lái PT70 ..................................................................................... 65 6.2.2. Cấu tạo hệ thống ...................................................................................................... 65 6.2.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................. 67  Chuẩn bị hệ thống ....................................................................................................... 67 a.Chế độ lái lặp HAND ................................................................................................... 67 b. Chế độ lái tự động AUTO ........................................... 6Error! Bookmark not defined. c. Chế độ lái đơn giản NON FOLLOW-UP ..................................................................... 69 d. Chế độ lái NFU OVERRIDE ....................................................................................... 69 6.2.4. Nhận xét, đánh giá .................................................................................................... 69 6.3. KHAI THÁC VÀ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG LÁI .............................................. 71 6.3.1. Quy trình vận hành an toàn, sữ chữa, kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống lái ................. 71 6.3.2. Cài đặt các thông số của hệ thống lái PT70 ............................................................... 75 6.3.3. Các chức năng lái tự động cơ bản của hệ thống PT70 ................................................ 78 KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................... 82 3
LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là một quốc gia nằm ở ven biển, có bờ biển dài 3260 Km. Từ xa xưa nhân dân ta đã biết sử dụng bờ biển để vận chuyển hàng hoá. Ngày nay vận tải biển đóng vai trò quan trọng trong giao thông vận tải. Nó chiếm ưu thế về khối lượng hàng hoá và cả khoảng cách vận chuyển, chính vì vậy mà ngày nay trong công cuộc đổi mới, hội nhập và mở cửa thì vận tải đường biển đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân, là động lực thúc đẩy nền kinh tế phát triển theo hướng hội nhập. Để đáp ứng và khai thác triệt để những lợi thế trên, chúng ta cần có một nền công nghiệp tàu thuỷ 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. Là một sinh viên học tập tại khoa điện - điện tử tàu biển của trường đại học Hàng Hải Việt Nam. Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện, 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 những 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. Sau khi thực tập tại công ty đóng tàu Nam Triệu, em đã tìm hiểu và thu thập được tài liệu tàu White Diamond thuộc series tàu chở hàng 53000 tấn. Được sự nhất trí của ban chủ nhiệm khoa, em được giao đề tài thiết kế tốt nghiệp: “Trang bị điện tàu 53000 tấn, đi sâu nghiên cứu hệ thống lái” Qua quá trình tổng hợp, nghiên cứu tài liệu thu thập được với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân cùng sự giúp đỡ của các bạn, các thầy giáo trong khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển trường đại học Hàng Hải Việt Nam, đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn Lê Văn Ba, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong được được sự chỉ bảo của các thầy để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lê Văn Ba, cùng các thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 25 tháng 01 năm 2010 Sinh viên thực hiện Phan Thọ 4
PHẦN I TỔNG QUAN TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 53.000 TẤN 5
Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 53.000 TẤN Tàu 53.000T là tàu có trọng tải lớn được đóng tại Việt Nam. Theo đơn đặt hàng của Vương Quốc Anh và tiến hành từ năm 2003 với tập đoàn công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam- VINASHIN , cụ thể là do Công ty đóng tàu Hạ Long và Tổng công ty công nhiệp tàu thuỷ Nam Triệu trực tiếp thi công 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÁC THÔNG SỐ CỦA TÀU 1.1.1 Kích thước chính. - Chiều dài toàn tàu (Max) : 190 m. - Chiều dài giữa 2 đường vuông góc : 183.25 m. - Chiều rộng thiết kế : 32.26 m. - Cao mạn đến boong chính : 10.90 m. - Mớn nước mô hình : 12.6m. - Từ boong chính – boong dâng lái 1 : 3.00 m. - Từ boong dâng lái chính – boong dâng lái 5 : 2.80m/1boong. - Từ boong dâng lái 5 - đỉnh ca bin (buồng lái) : 3.00 m. - Các boong ở : 2.60m. - Độ cong ngang tại boong chính tính từ mạn tới 5,6 mm trên đường chuẩn: 0.6m. - Trên các boong khác không có độ cong ngang và dọc boong. 1.1.2. Tải trọng và mớn nước của tàu. Toàn bộ thông số tải trọng dưới đây được đo bằng đơn vị tấn (theo hệ mét) trong nước biển với trọng lượng riêng là 1.025 t/m3 - Mớn nước mẫu thử, lý thuyết : 12.6 m. - Tải trọng tương ứng : 53000 tấn. - Mớn nước hàng nhẹ : 10.9 m. - Tải trọng tương ứng : 44000 tấn. 1.1.3. Dung tích: Các khoang hàng (tính cả miệng khoang). - Hầm hàng số 1 : 1200 m3 - Hầm hàng số 2 : 1300 m3 - Hầm hàng số 3 : 1300 m3 - Hầm hàng số 4 : 1300 m3 - Hầm hàng số 5 : 1300 m3 1.1.4. Tốc độ và công suất của tàu. - Tốc độ khai thác theo mớn nước mẫu thử 12.6 m ở trạng thái ky bằng, có tính đến 15 % dung sai khai thác (Trạng thái dự phòng) 14.0 hải lý. 6
- Tốc độ khai thác tại mớn nước chở hàng nhẹ 10.9 m ở trạng thái ky bằng có tính đến 15% dung sai khai thác (trạng thái dự phòng) 14.2 hải lý. - Công suất máy tương ứng tại 82 % MCR- vòng tua tối đa liên tục và tốc độ chân vịt 118 vòng / phút  7780KW. 1.1.5. Tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động. - Lượng dầu nặng F.O tiêu hao hàng ngày trên máy chính tại 82% vòng quay tối đa liên tục, công suất máy 7780 KW và chân vịt đạt 118 vòng/phút 31.2 tấn. - Lượng tiêu hao dầu nặng FO được tính dựa trên các điều kiện ISO. - Tiêu hao nhiên liệu hàng ngày của máy móc phụ  2.4 tấn. - Tổng lượng HFO tiêu hao hàng ngày 33.6 tấn. - Lượng tiêu hao được tính dựa trên điều kiện chạy dầu HFO, độ nhớt 380 CST tại 500C và giá trị hâm 42.700 kj/ kg, mớn nước mẫu thử và 15% dung sai khai thác. - Thông số trên được xác nhận sau khi thử két mô hình. - Tầm hoạt động  18,000 N dặm. - Dựa trên điều kiện 82% MCR (vòng tua tối đa liên tục) 199% dung tích các két HFO. - Mớn nước mẫu thử, tốc độ 14 hải lý và 2 ngày dự trữ. - Tương đương  55 ngày chạy HFO, mỗi ngày 336 dặm (hải lý) 1.2. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN TÀU 1.2.1.Bảng điện chính. Gồm 11 panel có các kích thước như sau. - Chiều dài toàn bộ bảng điện chính : 5600 mm - Chiều rộng : 765 mm - Chiều cao : 2100 mm 1.2.2.Trạm phát chính. Gồm có 3 máy phát điện chính, các thông số kĩ thuật của mỗi máy phát điện chính là: - Điện áp định mức : 450V - Dòng điện định mức : 1091A - Công suất định mức : 680KW - Tần số định mức : 60Hz - Số cặp cực : 10 - Hệ số công suất cos  : 0.8 - Số pha : 3 pha - TYPE : NTAKL - Điện áp mạch kích từ : 100V - Trọng lượng : 4250Kg 7
1.2.3. Trạm phát điện sự cố. Gồm 1 máy phát sự cố, các thông số kĩ thuật như sau: - Điện áp định mức : 450V - Tần số định mức : 60Hz - Công suất định mức : 320KW - Hệ số công suất cos  : 0.8 - Số pha : 3 pha 1.3. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC 1.3.1. Máy chính và thiết bị động lực của tàu. Các thông số kỹ thuật của máy chính như sau: - TYPE : 6S50 MCC - Công suất : 9480 KW - Tốc độ của máy chính : 127R.P.M 1.3.2. các hệ động lực khác. ● các thông số kỹ thuật của động cơ đóng mở nắp hầm hàng - Điên áp định mức : 446 V - Dòng điện định mức : 61 A - Tần số định mức : 60Hz - Công suất định mức : 36,6 KW - Hệ số công suất cos  : 0.84 ● các thông số kỹ thuật của động cơ via máy. - Điên áp định mức Δ/Y : 230/440 V - Dòng điện định mức Δ/Y : 8,6/5 A - Tần số định mức : 60 Hz - Công suất định mức : 2,6 KW - Hệ số công suất cos  : 0.78 8
Chương 2 TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 53000T 2. TỔNG QUAN CHUNG VỀ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH 2.1.1. Khái niệm - Trạm phát điện là nơi biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện và từ đó phân phối đến các phụ tải. 2.1.2. Phân loại - Trạm phát điện một chiều ( MF 1 chiều kích từ hỗn hợp ) - Trạm phát điện xoay chiều ( MF ĐB 3 pha chưa bão hào ) 2.1.3. Yêu cầu Trạm phát chính phải có các yêu cầu sau: - Bảng điện chính phải đáp ứng được các yêu cầu về độ tin cậy cung cấp năng lượng liên tục, cơ động thuận tiện dễ dàng cho người sử dụng và có tính kin tế cao. - Độ tin cậy của hệ thống trạm phát phải đáp ứng được các chức năng nhiệm vụ và yêu cầu của nó.Các phần tử đều có dự trữ ( máy phát, cáp dẫn, thiết bị đóng ngắt. Và phân ra những mạch và mỗi mạch có thể công tác động lập. Tự động khởi động máy phát dự trữ, tự động cắt các phụ tải không quan trọng khi bị qúa tải. - Tính cơ động : Thảo mãn yêu cầu với yêu cầu để đảm bảo vận hành tàu an toàn thuận lợi và chuyển đổi không những ở chế độ công tác bình thường mà ngay cả khi một vài phần tử bị hỏng. Tức là cho phép tiến hành kiểm tra khắc phục sai xót thay đổi thiết bị hư hỏng sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng. - Vận hành và sử dụng thuận tiện, sơ đồ phải đơn giản, cấu tạo phải hoàn chỉnh, thời gian sửa chữa ít, thường phải áp dụng điều khiển từ xa tập trung và dễ dàng phát hiện những hư hỏng. - Kinh tế trong vận hành và khai thác, hiện nay ứng dụng tự động rất cao và nên dùng nguồn điện bờ khi tàu nằm trong cảng là tốt nhất, và nên chia nhóm phụ tải ra những nhóm khác nhau. 2.2. ĐẶC ĐIỂM KỶ THUẬT CỦA TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 53000T 2.2.1. Giới thiệu chung. - Trạm phát điện là tổ hợp các thiết bị biến đổi từ năng lượng không điện thành năng lượng điện và phân phối năng lượng điện cho tất cả các phụ tải sử dụng điện. - Trạm phát điện tàu 53000 tấn được trang bị gồm có 4 tổ hợp diesel-máy phát (D-G) và một tổ hợp diesel-máy phát sự cố 9
● Các thông số kĩ thuật của các máy phát chính - Điện áp định mức : 450V - Dòng điện định mức là : 1091A - Công suất định mức là : 680KW - Tần số định mức là : 60Hz - Hệ số công suất cos  : 0.8 - Số pha : 3 pha - TYPE : NTAKL - Điện áp mạch kích từ là : 100V - Trọng lượng là : 4250Kg ● Các thông số kĩ thuật của máy phát sự cố là - Điện áp định mức : 450V - Tần số định mức là : 60Hz - Công suất định mức là : 320KW - Hệ số công suất cos  : 0.8 - Số pha : 3 pha 2.2.2. Cấu tạo bảng điện chính ● Các kích thước - Chiều dài toàn bộ bảng điện chính : 5600 mm - Chiều rộng : 765 mm - Chiều cao : 2100 mm ● Bảng điện chính bao gồm có 11 panel . - Panel 1 : Panel khởi động (No1 GROUP STARTER PANEL). Là panel điều khiển hoạt động các động cơ sau: + Bơm nước làm mát ở mức cao + Quạt gió buồng máy + Bơm nước mặn làm mát + Bơm BALLAST - Panel 2 : Panel khởi động phụ tải mang điện 440V (No1. GROUP STARTER/440V FEEDER PANEL). Là panel điều khiển hoạt động và cấp nguồn 440V cho các động cơ sau: + Bơm nước làm mát máy chính + Bơm nước làm mát máy chính mức thấp + Bơm cứu hỏa chung + Bơm dầu LO cho máy chính + Cấp nguồn cho bộ sấy nóng các tổ hợp diesel máy phát 10
+ Cấp nguồn cho bộ dự trữ - Panel 3 : Panel cấp nguồn 440 V số 1 (No1. 440V FEEDER PANEL). Là panel có Aptomat cấp nguồn 440V cho cac hệ thống sau: + Aptomat cấp nguồn cho tời neo trái. + Aptomat cấp nguồn cho tời chằng buộc trái. + Aptomat cấp nguồn cho máy lái trái. + Aptomat cấp nguồn cho mạch tự động. + Aptomat cấp nguồn cho thiết bị điều khiển tuyến tính. + Bộ phận thuỷ lực che phủ miệng khoang. + Aptomat cấp nguồn cho quạt gió vùng cầu thang. + Aptomat cấp nguồn cho bộ phận phun nước buồng máy. + Aptomat cấp nguồn cho bảng khởi động máy nén khí. + Aptomat cấp nguồn cho bảng điện phụ. + Aptomat cấp nguồn cho tời thang dây và quạt gió. + Aptomat cấp nguồn cho bộ lọc dầu và phân ly dầu buồng máy. + Aptomat cấp nguồn cho hệ thống nồi hơi phụ. + Aptomat cấp nguồn cho bơm cấp nước nồi hơi. + Aptomat cấp nguồn cho máy biến áp chính số 1. + Aptomat cấp nguồn cho máy móc dụng cụ xưởng. + Aptomat cấp nguồn cho quạt gió phụ máy chính. + Aptomat cấp nguồn cho bộ dự trữ. + CCR1: Aptomat cấp nguồn cho cẩu hàng số1. + CCR2: Aptomat cấp nguồn cho cẩu hàng số2. - Panel 4 : Panel phục vụ cho máy phát số 1(No1 DIESEL GENERATOR PANEL). Là panel điều khiên hoạt động cho máy phát số 1 - Panel 5 : Panel các thiết bị đo và hòa đồng bộ các máy phát (SYNCHRO PANEL). Là panel phục vụ cho hòa đồng bộ của các máy phát lên lưới - Panel 6 : Panel phục vụ cho máy phát số 2(No2 DIESEL GENERATOR PANEL). Là panel điều khiên hoạt động cho máy phát số 2 - Panel 7 : Panel phục vụ cho máy phát số 3 (No3 DIESEL GENERATOR PANEL). Là panel điều khiên hoạt động cho máy phát số 3 - Panel 8 : Panel cấp nguồn 440 V số 2 (N2. 440V FEEDER PANEL). Là panel có Aptomat cấp nguồn 440V cho cac hệ thống sau: + Aptomat cấp nguồn cho tời neo phải. + Aptomat cấp nguồn cho tời chằng buộc phải. + Aptomat cấp nguồn dự trữ cho cẩu xuồng. 11
+ Aptomat cấp nguồn cho bộ điều tốc điện tử của máy chính. + Aptomat cấp nguồn cho quạt thông gió trên boong. + Aptomat cấp nguồn cho thiết bị nhà bếp. + Aptomat cấp nguồn cho thiết bị buồng giặt. + Aptomat cấp nguồn cho bảng khởi động máy nén khí số 2. + Aptomat cấp nguồn cho bảng điện phụ. + Aptomat cấp nguồn cho thiết bị trộn ở buồng máy. + Aptomat cấp nguồn cho bơm lọc dầu và máy phân li dầu buồng máy. + Aptomat cấp nguồn cho hệ thống lò đốt rác. + Aptomat cấp nguồn cho bảng điện sự cố. + Aptomat cấp nguồn cho biến áp số 2. + Aptomat cấp nguồn cho bộ nạp ắc quy. + Aptomat cấp nguồn cho quạt gió phụ máy chính. + Aptomat cấp nguồn cho bộ dự trữ. + CCR3: Aptomat cấp nguồn cho cẩu hàng số 3. + CCR4: Aptomat cấp nguồn cho cẩu hàng số 4. -Panel 9 : Panel khởi động phụ tải mạng điện 440 V số 2 (No2 GROUP STARTER/440V FEEDER PANEL). Là panel điều khiển hoạt động và cấp nguồn 440V cho các phụ tải sau: + Bơm nước làm mát ở mức thấp + Bơm nước làm mát nhiệt độ thấp ( No2) + Bơm cứu hoả chung (No2) + Bơm dầu LO cho máy chính (No2) - Panel 10 : Panel khởi động ( PORT SIDE ) (No2 GROUP STARTER PANEL). Là panel điều khiển hoạt động của các phụ tải sau: + Bơm nước làm mát máy chính nhiệt độ cao (No2) + Quạt gió buồng máy (No2) + Bơm nước mặn làm mát (No2) + Bơm nước Ballast (No2) - Panel 11 : Panel cấp nguồn 220 V (220V FEEDER PANEL). Là panel có Aptomat cấp nguồn 220V cho các phụ tải sau: + Aptomat chính cấp nguồn cho bảng điện đèn hàng hải. + Aptomat cấp nguồn cho bảng phân phối đèn tín hiệu. + Aptomat cấp nguồn cho thiết bị hàng hải 220V. + Aptomat cấp nguồn cho bảng phân phối điện áp thấp. + Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn phòng ở. + Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn buồng máy. 12
+ Aptomat cấp nguồn cho bảng phân phối điện áp thấp No6. + Aptomat cấp nguồn cho thiết bị buồng máy. + Aptomat cấp nguồn cho phụ tải điều khiển máy chính và máy phụ buồng máy. + Aptomat cấp nguồn cho bộ dự trữ. + Aptomat cấp nguồn cho bộ dự trữ. + Aptomat cấp nguồn cho Panel hoà đồng bộ. + Aptomat cấp nguồn cho bộ dự trữ. + Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn bên ngoài. + Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn hành lang bên trái hầm hàng No1/2/3. + Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn hành lang bên trái hầm hàng No4/5. + Aptomat cấp nguồn cho bảng điều khiển điện thuỷ lực. + TR1: Aptomat cấp nguồn cho bảng biến áp 1. + TR2: Aptomat cấp nguồn cho bảng biến áp 2.  Các PANEL của bảng điện chính tàu 53000 tấn được bố trí theo hình chữ L có chiều dài tổng cộng là 5795mm và có chiều cao là 2100mm. ● Một số ký hiệu trong bản vẽ - FT : rơle bảo vệ quá dòng - FU : cầu chì - G : máy phát chính - HL : đèn dẫn - KM : công tắc tơ - K : rơle trung gian - KT : rơle thời gian - M : motor - PA : đồng hồ Ampe - PB : niệt kế - PJ : đồng hồ công suất - PH : đồng hồ đo tần số - PP : đồng bộ kế - PV : đồng hồ điện áp - PS : đồng hồ pha - PT : đồng hồ đo thời gian - QF : áp tô mát chin - QS : công tắc phân đoạn - R : điện trở - SA : công tắc điều khiển 13
- SB : nút ấn - TA : biến dòng - TC : biến áp điều khiển - TP : biến áp - TM : biến áp năng lượng - XR : giới hạn , khối - PSM : kiểm tra thứ tự pha - XF : cuộn đóng - MX : cuộn ngắt - MN : cuộn bảo giữ - MNR : cuộn bảo vệ điện áp thấp có trễ thời gian. - IRM : đồng hồ đo điện trở cách điện - CCR4 : áptômát cấp nguồn cho cần cẩu số 4 - A : Đồng hồ đo dòng - V : Đồng hồ đo điện áp 2.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU 53000T 2.3.1. Cấu tạo của sơ đồ. - Trạm phát điện tàu 53000 tấn bao gồm có 4 máy phát, trong đó có 3 máy phát chính là D-G1, D-G2 và D-G3 có công suất như nhau 680KW phát ra điện áp 450V tần số 60Hz và 1 máy phát sự cố có công suất 320KW điện áp 450V tần số 60Hz. - Trong sơ đồ có 3 máy phát giống hệt nhau vì vậy ở đây ta chỉ nghiên cứu sơ đồ nguyên lý của máy phát số 1. Các máy phát số 2 và máy phát số 3 hoàn toàn tương tự. 2.3.2. Mạch động lực của máy phát số 1(trang 081). - Điện áp 3 pha từ máy phát được cấp lên thanh cái thông qua aptomat chính QFDG1. - Ba biến dòng TA81.21; TA81.22; TA81.23 cấp tín hiệu dòng của máy phát cho mạch đo và bảo vệ. - Biến dòng TA81.24 cấp tín hiệu dòng của máy phát cho mạch tự động điều chỉnh điện áp(AVR) của máy phát chính. - Ba biến dòng TA81.25, TA81.26, TA81.27 cấp tín hiệu dòng tới mạch đo dòng điện. - Tín hiệu áp của máy phát được đưa tới bộ AVR của máy phát, và các bộ biến năng của mạch đo công suất và tần số, mạch điều khiển áptomat chính. - TC81.78 biến áp biến đổi điện áp 440V/220V để đưa đến mạch đèn chỉ thị. - Biến áp TC81.77 biến đổi điện áp 440V/220V để đưa đến mạch điều khiển aptomat và mạch điều khiển role. - TP81.75/76 các biến áp 440V/200V 100VA để đưa tín hiệu áp của máy phát tới các thiết 14
bị đo và các thiết bị hoà đồng bộ. - TP81.73/74 các biến áp 440V/220V 100VA để đưa tới các thiết bị đo, các thiết bị hoà đồng bộ và mạch chuyển đổi. - TC81.4 là biến áp 440V/220V 100VA. - FU81.4, FU81.63, FU81.64, FU81.66, Fu81.67, FU81.68 các cầu chì bảo vệ với trị số dòng 4A. - FU81.51, FU81.52, FU81.64 các cầu chì bảo vệ với trị số dòng 6A. - FU81.83, FU81.84, FU81.85, FU81.87 các cầu chì bảo vệ với trị số dòng 2A. - FU81.42 các cầu chì bảo vệ với trị số dòng 32A. 2.3.3. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp(AVR): (trang 091). - Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp được lắp đặt trên tàu 53000 tấn áp dụng nguyên lý điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc kết hợp giữa phức hợp pha song song và điều chỉnh theo độ lệch. Trong đó phần phức hợp pha có nhiệm vụ đưa điện áp lên bằng 110% Uđm sau đó phần điều chỉnh theo độ lệch sẽ kéo điện áp trở về Uđm và giữ điện áp của máy phát ổn định ở giá trị định mức. Máy phát chính là loại máy phát không chổi than có máy kích từ lấy dòng kích từ từ bộ tự động điều chỉnh điện áp (bộ AVR). Ngoài ra hệ thống điều chỉnh điện áp còn thực hiện quá trình tự động phân bố tải vô công khi các máy phát công tác song song với nhau. a. Giới thiệu phần tử của hệ thống (trang 091). ● Bộ AVR là bộ hiệu chỉnh điện áp của máy phát có các đầu vào ra như sau. - Đầu C1-C2 hai đầu lấy tín hiệu dòng tải của pha S đưa vào bộ hiệu chỉnh . - Các đầu U,V,W lấy tín hiệu điện áp ba pha của máy phát đưa vào bộ hiệu chỉnh. - Chân 1-3 các đầu đưa tới bộ chiết áp VOLTAGE TRIM POT. - Các chân U1,V1,W1 cấp điện áp làm nguồn nuôi cho bộ AVR. - Chân J-K của bộ AVR đưa tín hiệu điều chỉnh dòng kích từ xuống mạch kích từ của máy phát kích từ. - Chân C3-C4 được nối với các chân C3-C4 bộ AVR của các pháy phát khác để thực hiện quá trình tự động phân bố tải vô công. - Bộ VOLTAGE TRIM POT là chiết áp để điều chỉnh điện áp ra của máy phát. - K85.21 tiếp điểm của rơle trung gian của áptomat chính DG1 để thực hiện phân bố tải vô công khi các máy phát công tác song song. - No1 D/G Static Exciter mạch kích từ của máy phát kích từ có các đầu vào ra như sau: - U1,V1,W1 các đầu đưa điện áp làm nguồn nuôi cho bộ AVR. - Chân J-K chân lấy tín hiệu điều chỉnh từ mạch AVR đưa tới. 15
b. Nguyên lý hoạt động của hệ thống tự động điều chỉnh điện áp ● Quá trình tự kích ban đầu - Khởi động động cơ Diesel truyền động cho máy phát đến tốc độ định mức, khi đó do có từ dư của máy phát kích từ lên ở cuộn dây phần ứng của máy phát chính sẽ cảm ứng được một tín hiệu điện áp có giá trị khoảng 2 ÷ 5% Uđm. Điện áp này sẽ được đưa tới bộ AVR, và đưa tới cuộn kích từ của máy phát kích từ, do đó sẽ làm tăng dòng kích từ và làm tăng điện áp của máy phát. Quá trình tiếp tục như vậy đến khi điện áp của máy phát đạt giá trị địng mức. Kết thúc quá trình tự kích của máy phát. ● Quá trình tự động điều chỉnh điện áp của bộ AVR. - Giả sử máy phát đang công tác với điện áp là định mức Uđm. Ta đột ngột đóng thêm tải cho máy phát thì điện áp của máy phát lập tức giảm xuống nhỏ hơn định mức. Khi đó tín hiệu điện áp và tín hiệu dòng điện của máy phát được đưa tới tác động vào bộ AVR tác động làm tăng dòng kích từ của máy phát lên vì vậy làm cho điện áp của máy phát tăng lên đến giá trị định mức. - Quá trình ngắt bớt tải đột ngột cho máy phát cũng xảy ra tương tự như khi ta đóng thêm tải vào lưới. Ta đột ngột cắt bớt tải tải cho máy phát thì điện áp của máy phát lập tức tăng lên lớn hơn định mức. Khi đó tín hiệu điện áp và tín hiệu dòng điện của máy phát được đưa tới tác động vào bộ AVR tác động làm giảm dòng kích từ của máy phát xuống vì vậy làm cho điện áp của máy phát giảm xuống đến giá trị định mức. - Tóm lại đây là một trong những hệ thống mới hiện đại được sử đụng nhiều trên các tàu đang đựơc đóng mới ở Việt Nam. Hệ thống có cấu trúc gọn nhẹ, có độ chính xác và độ ổn định cao, đáp ứng được các yêu cầu của đăng kiểm. ● Chỉnh định hệ thống như sau. - Khi điện áp của máy phát phát ra không đạt được giá trị định mức ta có thể điều chỉnh chiết áp VOLTAGE TRIM POT của bộ AVR để điều chỉnh lại giá trị điện áp phát ra của máy phát. 2.3.4. Mạch điều khiển aptomat chính của máy phát:(trang 084) a. Giới thiệu các phần tử của mạch ● bao gồm các phần tử như sau. - M: Động cơ để đóng aptomat chính của máy phát vào lưới. - XF: Cuộn điều khiển cấp điện cho động cơ đóng aptomat chính vào lưới.. - MN: Cuộn giữ của aptomat chính. - SB84.4: Nút ấn có đèn dùng để điều khiển đóng aptomat chính vào lưới. - SB84.8: Nút ấn có đèn dùng để điều khiển mở aptomat chính của máy phát ra khỏi lưới. - PMS DG1(69-70): Tiếp điểm điều khiển của máy tính điều khiển đóng aptomat chính vào lưới. 16
- SA84.3: Công tắc xoay để lựa chọn chế độ điều khiển đóng aptomat có hai vị trí là: LOCAL/REMOTE. b. Hoạt động của mạch điều khiển aptomat chính như sau ● Chế độ điều khiển bằng tay: - Ta đưa công tắc lựa chọn SA84.3 về vị trí LOCAL. Lúc này khi các điều kiện để đóng máy phát lên lưới đã đủ ta ấn nút SB84.4 làm cho cuộn XF có điện điều khiển cấp điện cho động cơ M đóng aptomat chính của máy phát vào lưới. Lúc này cuộn giữ MN của aptomat đã có điện để giữ aptomat chính vẫn đóng, aptomat chính đóng ta có: - Khi áptomat chính đóng các tiếp điểm phụ của nó cũng đóng vào làm cho role trung gian K85.21 có điện. Tiếp điểm của K85.21(21-22) trang 091 mở ra đưa bộ AVR của máy phát số 1 sẵn sàng nối với bộ AVR của các máy phát khác để phục vụ cho quá trình tự động phân bố tải vô công khi các máy phát công tác song song với nhau. - Tiếp điểm K85.21(13-14) trang 085 đóng vào sẵn sàng cấp điện cho role K85.7. - Tiếp điểm phụ của aptomat chính đóng làm cho role K85.22 có điện. Tiếp điểm K85.22 (086) đảo trạng thái làm cho đèn H3 sáng báo aptomat chính đã được đóng vào lưới và đèn H4 tắt.(đèn H4 là đèn báo aptomat chưa được đóng lên lưới). - Tiếp điểm của K85.22(2-10) trang 090 mở ra cắt không cho phép điện trở sấy được đưa vào hoạt động. - Tiếp điểm của K85.22(7-11, 4-12) ở trang 093 đưa tín hiệu vào máy tính bào aptomat chính đang đóng hay mở. - Rơle trung gian K85.23 có điện làm cho. - Tiếp điểm của K85.23 trang 231 đảo trạng thái làm cho đèn ở nút ấn đóng aptomat sáng và đèn ở nút ấn mở aptomat tắt. - Tiếp điểm của K85.23 (4-12) trang 223 mở ra cắt điện cho cuộn giữa của aptomat lấy điện bờ. - Tiếp điểm của K85.23 (1-9) trang 170 mở ra làm cho các role trung gian K170.21, K170.22, K170.23 mất điện, các tiếp điểm của K170.21 ở trang 171 đóng vào sẵn sàng cấp điện cho mạch điều khiển hoà đồng bộ các máy phát số2, số3. Các tiếp điểm của K170.23 trang 084 mở ra làm cho cuộn điều khiển XF mất điện cắt điện cấp cho động cơ M.  Aptomat chính của máy phát đang đóng vào lưới ta muốn cắt máy phát ra khỏi lưới thì ta ấn nút SB84.8 làm cho cuộn giữ MN mất điện. Aptomat sẽ mở ra cắt máy phát ra khỏi lưới. - Aptomat chính mở ra làm cho các tiếp điểm phụ cũng mở ra khiến các rơle trung gian K85.21, K85.22, K85.23 đều mất điện. Tiếp điểm của chúng làm cho đèn báo aptomat chính đóng tắt và đèn báo áptomat chính mở sáng. 17
- Tiếp điểm của K85.21 trang 091 đóng vào ngắn mạch chân 3-4 của bộ AVR máy phát số1. - Tiếp điểm của K85.22 trang 090 đóng vào sẵn sàng cấp nguồn cho điện trở sấy hoạt động. - Tiếp điểm của K85.23 trang 223 đóng vào sẵn sàng cấp điện cho cuộn hút của aptomat cấp điện từ bờ. - Tiếp điểm của K85.23 trang 170 đóng vào sẵn sàng cho mạch điều khiển hoà đồng bộ máy phát sô1 hoạt động. 2.3.5. Mạch hoà đồng bộ cho máy phát số một(trang 87,166,170) a. Giới thiệu phần tử của hệ thống - SA84.3: Nút ấn dùng để đóng áptomát của máy phát số 1 vào lưới. - S34 : Công tắc chọn máy phát cần hoà vào lưới có 5 vị trí đó là: OFF-DG1-DG2-DG3- OFF. - K87.2,K87.4: Các role trung gian. - V/V: Đồng hồ đo điện áp kép để đo điện áp của máy phát cần hoà và điện áp của thanh cái. - F/F: Đồng hồ đo tần số kép để đo tần số của máy phát cần hoà và tần số của thanh cái. - SYN: Đồng bộ kế để kiểm tra điều kiện hoà đồng bộ. - SA84.3, SA101.3, SA121.3: Các công tắc lựa chọn vị trí điều khiển từ xa hoặc tại chỗ cho các máy phát. - SB170.2, SB170.4, SB170.6: Các công tắc hoà đồng bộ của các máy phát số 1,2,3. - PMSDG1, PMSDG2, PMSDG3 (page 170): Các tiếp điểm tự động hoà đồng bộ được điều khiển từ máy tính. - K170.21, K170.22, K170.23, K170.41, K170.42, K170.43, K170.61, K170.62, K170.63: Các rơle trung gian. b. Hoà đồng bộ bằng tay  Ta đưa công tắc lựa chọn SA84.3 sang vị trí LOCAL. - Giả sử ta cần hoà máy phát số 1 vào lưới ta đưa công tắc lựa chọn máy phát cần hoà SA166.2 sang vị trí DG1 làm cho rơle trung gian K87.4 có điện. K87.4 có điện đóng tiếp điểm K87.4(43-44) trang 087 vào làm cho K87.2 có điện. - Rơle trung gian K87.4 và K87.2 có điện đóng các tiếp điểm của chúng lại đưa điện áp từ thanh cái và từ máy phát số 1 vào các đồng hồ đo, hệ thống đèn và hệ thống đồng bộ kế. - Tiếp điểm K87.2 trang 084 đóng sẵn sàng cấp cho mạch điều khiển đóng mở aptomat chính. - Điện áp từ thanh cái và từ máy phát số 1 được đưa tới đồng hồ vol kế kép, đồng hồ đo tần số kép, đồng bộ kế, và hệ thống đèn để kiểm tra các điều kiện hoà đồng bộ. Khi các 18
điều kiện hoà đồng bộ đã được thoả mãn thì: - Ta ấn nút ấn SB170.2 làm cho các rơle trung gian K170.21, K170.22, K170.23 có điện. - K170.21 có điện đóng tiếp điểm tự nuôi và mở các tiếp điểm của nó ở trang 170 ra khống chế hoà máy phát số 2 và số 3. - Các tiếp điểm của K170.22 và K170.23 đóng vào cấp điện cho khối DEIF HAS-111DG (page 171). - K170.23 có điện đóng tiếp điểm thường mở của nó ở trang 084 sẵn sàng cấp điện cho mạch đóng aptomat lên lưới và cắt aptomat ra khỏi lưới. - Khi ta ấn nút SB84.4 do K170.23 đã đóng làm cho cuộn XF có điện điều khiển đóng aptomat chính vào lưới giống như mạch điều khiển aptomat chính.  Khi ta cần dừng Diesel-máy phát số1, để cắt aptomat chính của máy phát số 1 ra khỏi lưới ta san tải của máy phát số 1 sang cho các máy phát khác và sau đó ấn nút SB84.8 (page 084) để mở aptomat ra khỏi lưới. quá trình hoạt động giống như ở mạch điều khiển aptomat chính. c. Hoà đồng bộ tự động cho máy phát số 1 ( trang: 170) - PMSDG1, PMSDG2, PMSDG3 là các tiếp điểm được đưa ra từ máy tính để điều khiển hoà đồng bộ cho các máy phát. - Khi đóng thêm máy phát vào lưới. Nếu có một máy đang công tác mà lượng tải vượt quá 85% thì hệ thống sẽ tự động hòa máy số 2 vào lưới. Nếu có 2 máy đang công tác mà lượng tải quá 90% thì hệ thống sẽ tự động hòa máy phát số 3 vào mạng. - Khi ta bật công tắc lựa chọn SA84.3 sang vị trí REMOTE làm cho tiếp điểm của nó ở trang 170 đóng vào sẵn sàng cho quá trình tự động hoà máy phát số1. - Máy tính sẽ tự động kiểm tra các điều kiện hoà đồng bộ khi các điều kiện hoà đã được thoả mãn thì máy tính sẽ phát lệnh hoà làm tiếp điểm XR1 đóng. Lúc này khi điện áp của máy phát cần hoà đạt 95% Uđm trở lên thì aptomat chính của máy phát sẽ được đóng lên lưới như khi ta ấn nút SB84.4 của chế độ hoà bằng tay. - Khi ngắt máy phát ra khỏi mạng. Khi 3 máy đang công tác mà lượng tải nhỏ hơn 53% thì hệ thống tự động cắt 1 máy ra khỏi mạng. Khi có 2 máy đang công tác mà lượng tải nhỏ hơn 30% thì hệ thống sẽ tự động ngắt 1 máy ra khỏi mạng còn 1 máy công tác.  khi cần cắt máy phát số1 ra máy tính sẽ gửi lệnh làm đóng tiếp điểm XR1 (PMS DG1) (page 085) Làm cho rơle K85.9 có điện mở tiếp điểm K85.9 ở trang 084 ra khiến cho cuộn giữ MN của aptomat chính mất điện làm mở aptomat chính của máy phát số1 ra khỏi lưới,quá trình cắt aptomat chính này xảy ra tương tự như khi ta ấn nút SB84.8 của của chế độ hoà đồng bộ bằng tay. 19