Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu Contatner 700 TEU – đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến trước

Chia sẻ: Hồ Văn Mậu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:73

Thêm vào BST

Báo xấu

166
lượt xem 31
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp với đề tài "Trang thiết bị điện tàu Contatner 700 TEU – đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến trước" có kết cấu nội dung được chia làm 3 phần chính: phần 1 giới thiệu chung tàu Container 700 TEU, phần 2 trang thiết bị điện tàu Container 700 TEU, phần 3 đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu Contatner 700 TEU – đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến trước

…………..o0o………….. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CONTATNER 700 TEU – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL MÁY CHÍNH VÀ CHÂN VỊT BIẾN TRƯỚC
Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trong đề tài là trung thực, chưa được đăng trên bất kỳ tài liệu nào. Hải Phòng, ngày 12 tháng 02 năm 2010. Sinh viên thực hiện Nguyễn Minh Chung Trang 1
Lời nói đầu Trong quá trình phát triển của nền kinh tế quốc dân, đi đôi với các lĩnh vực như: công nghiệp, nông nghiệp… thì ngành giao thông vận tải biển cũng chiếm một vị trí quan trọng ở mỗi quốc gia. Đó là mạch máu giao thông nối liền các vùng kinh tế của một đất nước và các nước trên thế giới với nhau. Đất nước ta có bờ biển dài, trải dọc từ Bắc tới Nam, lại có nhiều sông ngòi. Đó là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của ngành vận tải biển. Mặc dù trong thời điểm hiện tại, chúng ta đang khắc phục dần nền kinh tế bị suy thoái. Nhưng trong tương lai không xa, ngành đóng tàu cũng như vận tải tàu biển sẽ khôi phục lại thế mạnh vốn có của nó. Trong quá trình học tập và rèn luyện tại khoa Điện-Điện tử tàu biển của trường Đại học Hàng Hải, em rất vinh dự và thấy rõ trách nhiệm của mình trong học tập cũng như việc phục vụ cho ngành giao thông vận tải biển trong tương lai. Sau khi học tập và rèn luyện tại trường cùng quá trình thực tập tại các nhà máy và đặc biệt là quá trình thực tập tốt nghiệp tại nhà máy đóng tàu Nam Triệu, em được khoa Điện - Điện tử tàu biển giao cho đề tài thiết kế tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu container 700 teu. Đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến bước. Qua quá trình học tập và nỗ lực nghiên cứu của mình với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo - Th.s Nguyễn Tất Dũng, cô giáo – Th.s Nguyễn Thanh Vân và các thầy cô khoa Điện - ĐTTB. Em đã tìm hiểu và nghiên cứu để hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Mặc dù bản thân em đã cố gắng nhiều, đã đi tìm hiểu trong thực tế, với mong muốn hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Song do hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm, nên trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai sót. Em mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo trong khoa. Em xin chân thành cảm ơn ! Trang 2
Mục lục Trang Lời nói đầu 02 Phần I. Giới thiệu chung tàu Container 700 TEU. 05 Phần II. Trang thiết bị điện tàu Container 700 TEU. 07 Chương I. Trạm phát điện tàu Container 700 TEU. 07 1.1. Giới thiệu chung về trạm phát điện. 07 1.2. Bảng điện chính. 08 1.3. Ổn định điện áp máy phát. 10 1.4. Công tác song song các máy phát. 11 1.5. Bảo vệ trạm phát điện. 13 Chương II. Một số hệ thống truyền động điện tàu Container 700 TEU. 15 2.1. Hệ thống tời neo. 15 2.1.1. Giới thiệu chung. 15 2.1.2. Nguyên lý hoạt động. 15 2.1.3. Nhận xét, đánh giá. 19 2.2. Hệ thống lái. 20 2.2.1. Giới thiệu chung. 20 2.2.2. Điều khiển động cơ lai bơm thuỷ lực. 20 2.2.3. Hệ thống điều khiển máy lái thuỷ lực. 21 2.2.4. Nhận xét, đánh giá. 22 Chương III. Một số hệ thống tự động tàu Container 700 TEU. 24 3.1. Hệ thống tự động cân bằng tàu. 24 3.1.1. Giới thiệu chung. 24 3.1.2. Nguyên lý hoạt động. 25 3.2. Hệ thống điều khiển nồi hơi. 28 3.2.1 .Giới thiệu chung. 28 3.2.2. Giới thiệu các phần tử chính. 28 3.2.3 Nguyên lý hoạt động. 30 3.2.4. Nhận xét, đánh giá. 37 Phần III. Đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính và chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU. 38 Trang 3
Chương IV. Hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính tàu Container 700 TEU. 38 4.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển Diesel máy chính. 38 4.2 Phân tích cấu trúc điều khiển từ xa Diesel - Máy chính. 46 4.3. Hệ thống điều khiển từ xa Diesel máy chính tàu Container 700 TEU. 47 Chương V. Hệ thống điều khiển chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU. 59 5.1. Giới thiệu chung về hệ thống chân vịt biến bước. 59 5.2. Giới thiệu hệ thống chân vịt biến bước tàu Container 700 TEU. 62 5.3. Hệ thống điều khiển bước chân vịt tàu Container 700 TEU-Hãng NORISTAR 2000. 63 5.4. Nguyên lý mạch điều khiển bước chân vịt. 66 5.5. Nguyên lý mạch đo, hiển thị bước chân vịt và tốc độ máy chính. 69 5.6. Nhận xét hệ thống. 70 Kết luận 71 Tài liệu tham khảo 72 Trang 4
Phần I. GIỚI THIỆU CHUNG TÀU CONTAINER 700 TEU. Tàu container 700 TEU là con tàu được đóng mới tại Tổng Công ty Công nghiệp tàu thuỷ Nam Triệu ( thuộc tập đoàn kinh tế Vinashin). Đây là seri tàu đóng mới được ký kết giữa Nam Triệu với chủ tàu Công ty Horizont Schiffahrtsgesell mbH thuộc Tập đoàn MPC của CHLB Đức. Thiết kế tàu do Tập đoàn MPC cấp, được cơ quan đăng kiểm GL của CHLB Đức giám sát thi công và phân cấp, thoả mãn các công ước mới nhất về hàng hải. Tàu 700 teu là loại tàu chở container, đáy đôi, dẫn động bằng động cơ diesel và được trang bị các thiết bị hiện đại nhất theo tiêu chuẩn công nghiệp đóng tàu của Đức. Kết cấu thượng tầng, cabin với sườn ngang hoặc sườn dọc được trang bị các sống và cột theo điều kiện của khu vực lắp đặt. Trang bị cánh gà cabin khép kín cho cabin lái, sử dụng vật liệu không nhiễm từ trong vùng từ. Mũi tàu được làm bằng tôn uốn và được gia cường bằng cơ cấu khoẻ, hai hầm xích neo ở phía trước của vách ngăn chống đâm va. Phần đuôi tàu được trang bị một mũi phá băng. Đáy đôi có chiều cao xấp xỉ 1750 /2250 mm được trang bị bên trong khu vực hầm hàng và buồng máy. Trọng tải đáy trong 12t/m2. Tàu được trang bị 2 chân vịt, một chân vịt chính biến bước và một chân vịt mũi có bước cố định. Máy chính của tàu do hãng MAK sản xuất. Tàu được trang bị 1 máy phát đồng trục, 2 máy phát chính và một máy sự cố. Hệ thống lái của tàu là hệ thống lái điện thuỷ lực, lái tự động là loại PT500 của Nhật Bản. Tàu được trang bị một nồi hơi liên hợp phụ khí xả. Các hệ thống khác, hầu hết được điều khiển tự động hoặc bán tự động, bằng các thiết bị khả trình PLC. Đặc biệt, tàu chở container 700 TEU có ưu việt là được trang bị các thiết bị hiện đại nhất, tính năng khai thác cao ,tiết kiệm chi phí, phạm vi hoạt động trên toàn thế giới, vận hành an toàn và thân thiện với môi trường. Thông số kỹ thuật chính của tàu: - Chiều dài toàn bộ : 133,60 m. - Chiều dài giữa hai đường vuông góc : 126,80 m. - Chiều rộng thiết kế : 19,40 m - Chiều cao mạn : 9,40 m. - Mớn nước tối đa : 7,63 m. - Mớn nước thiết kế : 7,20 m. - Sức chở Container : 700 TEU - Tải trọng đăng ký toàn phần : 8.150 tấn. - Phân cấp Đăng kiểm GL. - Thiết kế do tập đoàn MPC cấp - Tốc độ : 17,5 hải lý/ giờ. Trang 5
- Máy chính : MAK 8M43. + Công suất Nmax : 7200 KW + Vòng quay nmax : 500 v/p + Số xi lanh : 8 xilanh Trang 6
Phần II. TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CONTAINER 700 TEU. Chương I. TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU CONTAINER 700 TEU. 1.1. Giới thiệu chung về trạm phát điện. Hệ thống năng lượng trên tàu container 700teu bao gồm: 1 máy phát đồng trục, 2 máy phát chính và 1 máy phát sự cố. Ngoài ra tàu cũng được trang bị một hệ thống nguồn acquy dùng để cấp nguồn cho một số thiết bị điều khiển tự động và là nguồn tiểu sự cố. Với các thông số kỹ thuật như sau: * Máy phát đồng trục: - Hãng sản xuất : Leroy somer - Điện áp định mức: AC 450V. - Tần số định mức: 60 Hz. - Công suất định mức: 1495 KVA. - Dòng điện định mức: 1920 A. - Hệ số Cos định mức: 0.8. - Số pha: 3pha. * Hai máy phát chính: - Hãng sản xuất :Leroy somer - Điện áp định mức: AC 450V. - Tần số định mức: 60 Hz. - Công suất định mức: 538 KVA. - Dòng điện định mức: 690A. - Hệ số Cos định mức: 0.8. - Số pha: 3pha. * Máy phát sự cố: - Hãng sản xuất : Leroy somer - Điện áp định mức: AC 450V. - Tần số định mức: 60 Hz. - Công suất định mức: 500 KVA - Dòng điện định mức: 642A - Hệ số Cos định mức: 0.8. - Số pha: 3pha. * Hai nguồn acquy: - Điện áp: 24V DC. Trang 7
- Dung lượng: 135 Ah. Ngoài ra trạm phát tàu 700 teu cũng có hệ thống nối điện bờ sử dụng trong trường hợp tàu cập cảng, lên đà sửa chữa… Bảng điện chính của tàu được đặt trong buồng điều khiển máy. Bảng điện chính sử dụng hệ thống thanh cái phân đoạn, sử dụng các aptomat chính để đóng cắt nguồn đến các phụ tải. 1.2. Bảng điện chính tàu Container 700 teu. 1.2.1. Giới thiệu bảng điện chính. Bảng điện chính tàu thực hiện chức năng tập trung năng lượng từ các máy phát, từ đó phân phối đến các bảng điện phụ và các phụ tải. Trong bảng phân phối điện chính bao gồm các thiết bị đo lường, kiểm tra, đóng cắt và điều chỉnh các thông số cần thiết, các đường dây tải năng lượng từ máy phát tới thanh cái rồi từ thanh cái tới các phụ tải, đặc biệt là các thiết bị bảo vệ máy phát và hệ thống năng lượng. Bảng điện chính tàu container 700teu được đặt trong buồng điều khiển trung tâm buồng máy, bao gồm 9 panel: - Panel cấp nguồn 450V. - Panel cấp nguồn 450 V cho các phụ tải. - Panel điều khiển máy phát số 1. - Panel điều khiển máy phát đồng trục. - Panel hoà các máy phát công tác song song. - Panel điều khiển máy phát số 2. - Panel cấp nguồn 450V cho phụ tải. - Panel cấp nguồn 450V cho phụ tải. - Panel cấp nguồn 450 V cho các phụ tải. 1.2.2. Mạch điều khiển đóng mở Aptomat máy phát số 1. a. Giới thiệu phần tử. * Trang 26: - Q1 : Aptomat máy phát số 1. -G : Máy phát đồng bộ không chổi than số 1 được lai bởi động cơ Diesel. - A1 : Khối điều khiển aptomat và bảo vệ máy phát. - U1 : Bộ nguồn AC 230V/DC24V. - P3 : Đồng hồ vôn kế. - P4 : Đồng hồ đo tần số. - S3 : Công tắc lựa chọn đo điện áp và tần số của máy phát. Có 4 vị trí: Trang 8
+Vị trí 1 là vị trí 0. +Vị trí 2 là vị trí đo điện áp dây L1-L2. +Vị trí 3 là vị trí đo điện áp dây L2-L3. +Vị trí 4 là vị trí đo điện áp dây L3-L1. - T1, T2, T3: Các biến dòng đo lường. - T4 : Biến áp hạ áp 450V/230V. - F1, F10, F11, F12, F15: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch. * Trang 27 -M : Động cơ lên dây cót. - XF : Cuộn đóng aptomat. - MN : Cuộn giữ đồng thời là cuộn cắt aptomat. - K2 : Rơle trung gian. * Trang 28 - S8 : Công tắc chọn chế độ điều khiển máy phát. Có 3 vị trí: off- manu- auto. - P2 : Đồng hồ đo công suất. - P1 : Đồng hồ đo dòng điện. - P5 : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của máy phát. - H10 : Đèn báo máy phát đang trong quá trình tự kích. - S11 : Nút ấn đóng aptomat. - S11 : Đèn báo đóng aptomat. - S10 : Nút ấn cắt aptomat. - S10 : Đèn báo máy phát bị sự cố - S1 : Công tắc lựa chọn các pha để đo dòng. Có các vị trí: + Vị trí 0. + Vị trí đo dòng điện pha L1. + Vị trí đo dòng điện pha L2. + Vị trí đo dòng điện pha L3. - H14 : Đèn báo ngừng sấy máy phát. b. Nguyên lý hoạt động. * Đóng Aptomat: Giả sử chúng ta thực hiện khởi động và đóng máy phát số 1 cấp điện lên cho thanh cái. Trang 9
Ta bật công tắc S8(28.1 MSB) sang vị trí 1 Manual nối 1-2. Việc thực hiện khởi động diesel bằng cách nhấn tổ hợp phím A31(30.1 MSB) trên panel máy phát. Tín hiệu từ màn hình cảm ứng sẽ được gửi tới khối A3(30.2 MSB), nối chân 3 và chân 4 thuộc nhóm 1XD1 đưa tín hiệu xuống khởi động diesel máy phát số 1. Sau khi máy phát số 1 được khởi động và điện áp của máy phát đã đạt giá trị định mức, tần số cũng đạt giá trị định mức, các đại lượng này được theo dõi trên các đồng hồ chỉ báo. Đèn H10(28.6 MSB) sáng. Lúc đó muốn đóng máy phát số 1 lên lưới ta làm như sau: Ấn nút S11(28.2 MSB) cấp tín hiệu đóng aptomat vào chân 1XT1.4 của khối A1(28.2 MSB). Khi lưới chưa có điện thì rơle K11(37.1 MSB) chưa có điện nên tiếp điểm 31-32 K11(28.3 MSB) vẫn đóng nên có thể ấn nút đóng aptomat S11 bất kì thời điểm nào. Nhưng khi lưới đã có điện thì tiếp điểm này mở nên chỉ ấn nút đóng aptomat S11 tại thời điểm tiếp điểm 13-14 K20(28.2 MSB) được quyết định bởi bộ chọn thời điểm hòa P5(40.4 MSB). Tiếp điểm hành trình (27.4 MSB) đã mở và lò xo đã được nén lại. Khối A1 sẽ cho tín hiệu ra chân 1XS1.6 cấp nguồn cho cuộn đóng XF(27.5 MSB) nhả chốt giữ lò xo. Lò xo được mở, đóng aptomat đưa máy phát số 1 vào hoạt động cấp điện lên lưới. Cuộn giữ MN(27.6 MSB) đã có điện, giữ cho aptomat được đóng khi mà nó đủ lực hút (đủ điện áp). Trong quá trình hoạt động, nếu xảy ra hiện tượng thấp áp thì cuộn giữ sẽ không đủ lực hút giữ aptomat, aptomat sẽ bị nhả ra và máy phát ngừng cấp điện lên lưới. Tiếp điểm hành trình đóng, động cơ M(27.4 MSB) được cấp điện, nén lò xo lại. Cuộn đóng XF(27.5 MSB) mất điện nhả chốt giữ lò xo. Cuối hành trình, tiếp điểm hành trình mở, động cơ mất điện, chốt giữ lò xo ở trạng thái nén chuẩn bị cho lần đóng aptomat sau. Khi aptomat được đóng thì đèn S11(28.6 MSB) sáng báo máy phát số 1 đang cấp điện lên lưới. Đồng hồ P5(27.5 MSB) bắt đầu đếm thời gian. Đèn H10 không sáng. * Cắt Aptomat: Khi máy phát đang hoạt động bình thường vì môt lý do nào đó, ta muốn cắt máy phát ra khỏi lưới ta ấn nút S10(28.3 MSB), tín hiệu mở aptomat sẽ được đưa tới chân 1XT1.5 của khối điều khiển và bảo vệ máy phát (A1). Khối A1 sẽ xử lý tín hiệu và đưa tín hiệu đến cắt điện cuộn MN ngắt aptomat và cắt máy phát số 1 ra khỏi lưới. Đồng thời đưa tín hiệu đến đèn H10 sáng báo mở aptomat và đèn S11 tắt. 1.3. Ổn định điện áp máy phát. Hệ thống điều chỉnh điện áp được lắp đặt trên tàu container 700 teu được hoạt động theo nguyên lý độ lệch chỉ lấy một tín hiệu đó là tín hiệu điện áp. a. Giới thiệu phần tử. - R448: Là bộ tự động điều chỉnh điện áp. - Stator: Phần ứng của máy phát chính. - Rotor: Phần cảm của máy phát chính. - Auxilary winding: Cuộn dây phụ. - Tín hiệu điện áp thực 380v được lấy từ 2 pha T2-T3. Trang 10
- E- - E+ : Tín hiệu ra điều chỉnh dòng kích từ của máy phát kích từ. - X1- X2, Z1- Z2: Lấy tín hiệu điện áp từ cuộn phụ đưa vào bộ R448 để cấp nguồn nuôi. - S1- S2: Đưa tín hiệu dòng từ biến dòng vào khối R448 để thực hiện việc phân bố tải vô công. - ST4: Biến trở chỉnh định hệ thống. b. Nguyên lý hoạt động. Trạm phát chính trên tàu 700 TEU là hệ thống trạm phát không chổi than. Nguồn kích từ chính được lấy từ máy phát kích từ. Tín hiệu điện áp thực của máy phát được lấy từ pha T2 và T3 đưa vào chân 0-380 của bộ R 448. Tại đây điẹn áp thực sẽ được so sánh với điện áp chuẩn. Khi điện áp thực của máy phát sai lệch so với tín hiệu điện áp chuẩn thì xuất hiện tín hiệu sai lệch điện áp U điều khiển dòng kích từ của máy phát kích từ, giá trị dòng kích từ ở cuộn kích từ chính của máy phát sẽ thay đổi để cho ra giá trị điện áp tương ứng của máy phát theo xu hướng làm giảm giá trị sai lệch điều khiển đó. Giả sử máy phát đang hoạt động bình thường với giá trị điện áp là định mức vì lý do nào đó mà điện áp máy phát giảm xuống thấp hơn điện áp định mức. Khi đó, bộ R448 sẽ xử lý và đưa tín hiệu điều chỉnh tăng dòng kích từ ra chân E- - E+ làm cho điện áp máy phát tăng lên bằng điện áp định mức thì quá trình điểu chỉnh của bộ tự động điều chỉnh điện áp R448 kết thúc. Khi điện áp máy phát tăng quá giá trị điện áp định mức thì bộ tự động điều chỉnh điện áp R448 sẽ điều chỉnh để làm giảm dòng kích từ của máy phát từ đó làm điện áp máy phát giảm xuống bằng điện áp định mức. * 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 cuộn dây phần ứng xuất hiện tín hiệu điện áp có giá trị khoảng từ ( 25% ) Uđm . Khi đó tín hiệu phản hồi điện áp được lấy thông qua pha T2-T3 được cấp cho bộ ổn định điện áp để điều chỉnh dòng kích từ của máy phát tăng dần lên đến giá trị điện áp định mức thì quá trình tự kích của hệ thống kết thúc. * Chỉnh định hệ thống. Khi điện áp máy phát ra không đạt giá trị định mức thì ta có thể chỉnh chiết áp ST4 tác động vào bộ ổn định điện áp R448 để điều chỉnh dòng kích từ phù hợp làm cho điện áp máy phát ra là định mức. 1.4. Công tác song song các máy phát . 1.4.1. Hòa đồng bộ các máy phát công tác song song. Ta có thể hoà đồng bộ tự động hoặc bằng tay. Việc chọn máy phát để hoà được thực hiện trên Panel hoà (panel 5) bằng việc lựa chọn công tắc S7(41.3 MSB). Việc lựa chọn chế độ hòa được thực hiện bằng cách chọn công tắc S8 (ở mỗi panel máy phát 1, 2, máy phát đồng trục).Có 2 chế độ hòa đó là: hòa bằng tay và hòa tự động Trang 11
a . Hoà bằng tay (Manual): Giả sử máy phát 2 đang hoạt động trên lưới, ta muốn hòa máy phát điện số 1 lên làm việc song song với máy phát 2 . Trên panel hòa ta chọn máy phát cần hòa là máy phát số 1 bằng cách đưa công tắc chọn S7 trên (panel 5) panel hòa đồng bộ về vị trí máy phát số 1.Và chuyển công tắc chọn S8(28.1 MSB) sang vị trí Manu, việc điều chỉnh điện áp và tần số của máy phát cần hoà phụ thuộc vào tốc độ quay của Diesel lai máy phát đó. Ta khởi động diesel máy phát số 1. Và sau đó quan sát đồng bộ kế. Nếu kim trên đồng bộ kế quay cùng chiều kim đồng hồ có nghĩa là tần số máy phát 1 lớn hơn tần số của lưới ta cần tiến hành giảm nhiên liệu vào diesel lai máy phát 1. Cách làm như sau: Ta đưa tay gạt 3S15(41.2 MSB) sang vị trí “TIEFER” tức tay gạt SPEED ADJUSTMENT (011.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) gửi tín hiệu giảm tốc độ “speed decrease” vào chân “input diode 11” (011.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), hệ thống xử lý và đưa tín hiệu ra chân “SPEED LOWER” (017.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), Rơle K23 (017.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) có điện đóng tiếp điểm 11-14 K23(26.2 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), đưa tín hiệu điều khiển giảm tốc độ Diesel Nếu kim trên đồng bộ kế quay ngược chiều kim đồng hồ có nghĩa là tần số máy phát số 1 lớn hơn tần số lưới.Ta cần tiến hành giảm nhiên liệu cho diesel lai máy phát số 1 như sau: Ta đưa tay gạt 3S15(41.2 MSB) sang vị trí “HOHER” tức tay gạt SPEED ADJUSTMENT (011.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) gửi tín hiệu tăng tốc độ “speed increase” vào chân “input diode 12” (011.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), hệ thống xử lý và đưa tín hiệu ra chân “SPEED HIGHER” (017.4 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), Rơle K24 (017.4 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) có điện đóng tiếp điểm 11-14 K24(26.3 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), đưa tín hiệu điều khiển tăng tốc độ Diesel. Ta điều chỉnh làm sao cho tốc độ quay của kim đồng bộ kế càng chậm càng tốt và cùng chiều kim đồng hồ tránh hiện tượng khi đóng máy phát lên lưới xảy ra hiện tượng công suất ngược. Khi kim đồng bộ kế gần đi tới sát vạch đỏ, ta ấn nút đóng aptomat S11(28.2 MSB). Để đóng điện từ máy phát số 1 lên lưới. Sau khi hòa xong ta tiến hành phân chia tải tác dụng cho 2 máy. b . Hoà tự động (Automatic): Sau khi chọn máy phát để hoà công tắc chọn S7, và chọn chế độ hoà tự động bằng cách đưa công tắc chọn S8(28.1 MSB). Tín hiệu hòa tự động được đưa vào chân 1XT1.3 của khối A1(28.1 MSB). Khối A1 xử lý và cho tín hiệu ra chân “ output diode 8”. Rơle K13 và K14 có điện đóng tiếp điểm 13-14 K13(24.6 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) cấp tín hiệu đến khối SYNCHRONIZING UNIT. Đồng thời tiếp điểm 13-14, 23-24 K14(011.2 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) đóng lại gửi tín hiệu đến khối Input Diode 10(Tín hiệu đóng aptomat ở chế độ tự động hòa đồng bộ). Khi điều kiện hòa thỏa mãn, khối A1 sẽ đưa tín hiệu ra chân Output Diode 7 (015.6 Trang 12
GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1). Rơ le K12 có điện đóng tiếp điểm 13- 14 K12(24.4 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) gửi tín hiệu đóng aptomat đến khối BREAKER đóng aptomat lên lưới . Trong trường hợp hòa không thành công, tín hiệu “Synchr failure” sẽ được đưa ra chân Output Diode 3 (014-6 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1), đèn sáng báo lỗi hoà. Nếu việc hòa thành công nghĩa là aptomat đã được đóng, có tín hiệu ra chân Output Diode 2 (014.5 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) đèn sẽ sáng báo aptomat đã đóng. 1.4.2. Phân bố tải tác dụng. a.Phân bố tải tác dụng. a.1. Phân bố tải tác dụng bằng tay. Sau khi đã thực hiện việc hòa máy phát lên lưới bằng tay. Việc thực hiện phân bố tải tác dụng bằng tay cho các máy phát được thực hiện trên PANEL số 5. - 3S15, 6S15(41 MSB): Là các công tắc điều khiển cấp nguồn cho động cơ secvo quay theo chiều tăng hoặc giảm nhiên liệu vào các Diesel 1, 2. Có 3 vị trí tăng, giảm, tắt. - K23 Là rơle cấp nguồn cho động cơ secvô quay theo chiều tác động giảm nhiên liệu vào Diesel. - K24: Là rơle cấp nguồn cho động cơ secvô quay theo chiều tác động tăng nhiên liệu vào Diesel. + K24: Là rơle cấp nguồn cho động cơ secvô quay theo chiều tác động tăng nhiên liệu vào Diesel. Giả sử máy phát 1 đang hoạt động, ta hoà máy phát 2 lên lưới, lúc đó máy phát 2 chưa nhận tải , muốn máy phát hai nhận tải thì ta phải thực hiện như sau: - Đưa tay điều khiển động cơ secvo của máy phát 1 về vị trí giảm nhiên liệu. - Đưa tay điều khiển động cơ secvo của máy phát 2 về vị trí tăng nhiên liệu. Qúa trình tăng giảm phải thực hiện đồng đều cho đến khi ta quan sát trên 2 đồng hồ đo công suất thấy giá trị của chúng tương đương nhau thì dừng lại. a.2. Tự động phân bố tải tác dụng. Quá trình tự động phân bố tải tác dụng được thực hiện khi công tắc S8 được đặt ở vị trí AUTO. Sau khi máy phát được hòa tự động, hệ thống sẽ tiến hành phân chia tải tác dụng cho máy phát. Tín hiệu tải của máy phát sẽ được cảm nhận thông qua dòng tải của máy phát được lấy từ các biến dòng được đưa vào các đầu X1.6, X1.7, X1.8. Khi tín hiệu công suất của hai máy khác nhau sẽ có tín hiệu cấp nguồn cho động cơ secvô để thay đổi lượng nhiêu liệu vào Diesel do đó thay đổi được công suất tác dụng của máy phát. 1.5. Bảo vệ cho trạm phát điện tàu 700 teu. 1.5.1. Bảo vệ công suất ngược. Giả sử vì một lý do nào đấy mà máy phát số 1 bị hiện tượng công suất ngược khi đó khối PLC xử lý và cho tín hiệu ra chân Output Dioder 5(015.3 GENERATOR PROTECTION Trang 13
DISELGENERATOR 1) cấp điện cho rơ le K10. Rơle K10 có điện sẽ đóng tiếp điểm 13-14, 23-24 K10(24 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) cấp tín hiệu đến các chân XCR 1 và XCR 4 của khối RC-DEVICE tạo tín hiệu trễ ngắt aptomat của máy phát. Đồng thời các chân XS1.7, XS1.8 khối BREAKER có tín hiệu xử lý và cấp điện cho cuộn MN sau một thời gian trễ, aptomat sẽ được ngắt, cắt máy phát ra khỏi lưới. Đồng thời khối A1 cũng đưa tín hiệu ra chân Ind Rev Power(018.2 GENERATOR PROTECTION DISELGENERATOR 1) hiện thị giá trị công suất ngược của máy phát. Trang 14
Chương II. MỘT SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU CONTAINER 700 TEU. 2.1. Hệ thống tời neo. 2.1.1. Giới thiệu chung. Hệ thống tời neo của tàu 700 teu gồm tời neo phải và tời neo trái. Động cơ tời neo là động cơ dị bộ 3 pha roto lồng sóc. Thay đổi tốc độ của dây tời bằng cách thay đổi tốc độ động cơ ( thay đổi số cặp cực stato: 2-4-16). Hệ thống có 2 chức năng cơ bản: - Tời quấn dây. - Thu thả neo. 2.1.2. Nguyên lý hoạt động. a. Giới thiệu phần tử. - Q1 : Aptomat cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống. -M : Động cơ 3 pha roto lồng sóc. -Y : Cuộn phanh. -R : Cảm biến nhiệt độ động cơ. - T2 : Biến dòng đo lường. - V1 : Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều cấp nguồn cho cuộn phanh. -E : Điện trở sấy động cơ. - H1 : Đèn nguồn mạch sấy. - 2E1 : Điện trở sấy tay điều khiển. - 3E1 : Điện trở sấy bộ khuếch đại. - 3s1 : Cảm biến nhiệt độ bộ khuếch đại. - T1 : Biến áp hạ áp 440V/230V. - F1, F2, F3, F4, F5, F6: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch. - A1 : Rơle nhiệt độ. - A2 : Rơle dòng. - G1 : Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều 220 VAC/ 24VDC. - 2s1 : Tay điều khiển chính. - 2s0 : Nút ấn dừng sự cố. - K0 : Rơle bảo vệ không. - KM1, KM2, KM3, KM4, KM5, KM6: Các contacto. - K1, KB1: Các rơle thời gian. Trang 15
- 2s2 : Công tắc xoay điều khiển chọn chế độ: 0/ HAND/ AUTO/ 20%/ 40%/ 60%/ 80%/100%. - s1 : Công tắc hành trình vào ly hợp tời neo. - K2, K3, K4, K5, K6, K7: Các rơle trung gian. - 2P1 : Đồng hồ chỉ báo lực căng. - 2H1 : Đèn xanh chỉ báo hệ thống hoạt động chế độ bằng tay. - 2H2 : Đèn đỏ chỉ báo hệ thống bị lỗi. - 2H3 : Đèn trắng chỉ báo hệ thống hoạt động chế độ tự động. - AMP: Khối khuyếch đại. - A3, A4: Khối điều khiển PLC. - 3B1 : Cảm biến sức căng. b. Nguyên lý hoạt động. Ban đầu, mạch sấy của hệ thống luôn được cấp nguồn 230V/60Hz có cầu chỉ bảo vệ. Đèn H1(5.3) sáng báo nguồn sấy. Khi đó động cơ (chưa hoạt động), tay điều khiển và mạch khuyếch đại luôn được sấy. Mạch khuyếch đại có cảm biến nhiệt 3s1(5.7) có tác dụng cắt nguồn của điện trở sấy 3E1(5.6) khi đạt nhiệt độ đặt. Để hệ thống hoạt động, ta đóng Aptomat Q1(4.0) cấp nguồn cho mạch động lực và điều khiển. Công tắc xoay điều khiển 2s2(8.1) đang ở vị trí 0, K4(8.2) có điện, đóng tiếp điểm 11-14 K4(8.7) khoá không cho hệ thống báo động. Tời neo đang sẵn sàng nguồn nhưng chưa hoạt động. b1. Tời quấn dây. Chuyển ly hợp sang chế độ điều khiển tời quấn dây. Khi đó công tắc hành trình s1(8.4) mở. * Chế độ điều khiển bằng tay: Chuyển công tắc điều khiển 2s2(8.1) sang vị trí Hand. K3(8.1) có điện, đóng tiếp điểm 21-24 K3(9.1) và 31-34 K3(9.2) gửi tín hiệu vào chân E0.1(9.2) của khối A3. Khối A3 sẽ đưa tín hiệu ra chân A0.4(11.3), đèn 2H1(9.3) sáng báo hệ thống hoạt động ở chế độ điều khiển bằng tay. Ngoài ra đèn 2p1(11.2) cũng sáng để quan sát đồng hồ chỉ báo sức căng. Tiếp điểm 11-14 K3(7.0) đóng. Khi đó, động cơ không bị quá nhiệt thì cảm biến nhiệt độ R(4.8) sẽ gửi tín hiệu về rơle nhiệt độ A1(6.1), A1 vẫn có điện và ở chế độ bình thường, đóng tiếp điểm 11-14 A1(7.0). Đồng thời, không có hiện tượng quá tải thì tín hiệu dòng từ biến dòng T2(4.2) gửi về rơle dòng A2(6.2) chưa đủ ngưỡng tác động, tiếp điểm 15-16 A2(7.0) vẫn đóng. Tiếp điểm 11-12 K5(7.0) vẫn đóng do rơle K5(8.3) chưa có điện. Lúc này, tay điều khiển 2s1(7.1) đang ở vị trí 0. K0 có điện, đóng tiếp điểm duy trì 1- 2 K0(7.1) và đóng tiếp điểm 3-4 K0(7.2) cấp nguồn cho mạch điều khiển. + Quá trình điều khiển tời quấn dây theo chiều thu và tốc độ tăng dần: Trang 16
Đưa tay điều khiển 2s1 đến vị trí thu 1, tiếp điểm 3-4 2s1(7.2) đóng lại. Tiếp điểm 21- 22 KM2(7.2) vẫn đóng. KM1(7.2) có điện, đóng các tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM1(4.2) động cơ sẵn sàng quay theo chiều thu dây tời. Tiếp điểm 51-52; 61-62 KM1(5.3) mở ra cắt mạch nguồn của điện trở sấy động cơ. Tiếp điểm 21-22 KM1(7.3) mở ra cắt mạch nguồn của KM2(7.3) khống chế chiều thả. Tiếp điểm 13-14 KM1(7.3) đóng cấp nguồn cho mạch điều khiển tốc độ. Cuộn hút KB1(7.8) có điện lập tức đóng các tiếp điểm 1-2 KB1(4.6); 3-4; 5-6 KB1(4.7), cuộn phanh Y(4.6) có điện nhả phanh. Tiếp điểm 13-14 KB1(7.9) đóng đợi sẵn. Đồng thời các tiếp điểm 21-22 K1(7.9); 61-62 KM6(7.9); 61-62 KM5(7.9) vẫn đóng (do các cuộn hút của chúng chưa có điện). Nên khi đó KM3(7.9) có điện, đóng tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM3(4.2). Động cơ được cấp điện và quay theo chiều thu dây tời với tốc độ 1. Đưa tay điều khiển 2s1 đến vị trí thu 2, tiếp điểm 5-6 2s1(7.5) đóng lại. Khi đó sau 2s (từ khi KB1 có điện) tiếp điểm 67-68 KB1(7.5) đóng lại. K1(7.4) có điện, 21-22 K1(7.9) mở ra cắt mạch nguồn KM3, 13-14 K1(7.5) đóng lại cấp nguồn cho KM6(7.5) , 13-14 KM6 (7.5) đóng lại cấp nguồn cho KM4. Các tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM4 (4.3) và 1-2 (4.5); 3-4; 5-6 KM6 (4.6) đóng lại, động cơ được hoạt động ở chế độ sao và quay với tốc độ 2. Đưa tay điều khiển 2s1 đến vị trí thu 3, tiếp điểm 7-8 2s1(7.6) đóng lại. Khi đó sau 2s (từ khi K1 có điện) tiếp điểm 67-68 K1 (7.6) đóng lại. Đang ở chức năng tời quấn dây nên K7(8.4) vẫn chưa có điện, tiếp điểm 11-12 K7(7.6) vẫn đóng. K2 có điện, 21-22 K2(7.5) mở ra cắt mạch nguồn KM4 và KM6. Tiếp điểm 13-14 K2(7.7) đóng lại, KM5(7.7) có điện đóng các tiếp điểm chính 1-2 KM5(4.4); 3-4; 5-6 KM5(4.5), động cơ được quay với tốc độ 3. + Quá trình điều khiển tời quấn dây theo chiều thả, tốc độ giảm dần diễn ra ngược lại, tương tự. Đưa tay điều khiển 2s1 đến vị trí thả 1, tiếp điểm 1-2 (7.3) đóng. KM2 có điện, đóng các tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM2(4.3), động cơ sẵn sàng quay theo chiều thả dây tời. Tiếp điểm 51-52; 61-62 KM2(5.3) mở ra cắt mạch nguồn của điện trở sấy động cơ. Tiếp điểm 21-22 KM2(7.2) mở ra cắt mạch nguồn của KM1(7.2) khống chế chiều thu dây. Tiếp điểm 13-14 KM2(7.4) đóng. Cuộn hút KB1(7.8) có điện đóng các tiếp điểm 1-2 KB1(4.6); 3-4; 5-6 KB1(4.7), cuộn phanh Y (4.6) có điện nhả phanh. Đồng thời các tiếp điểm 21-22 K1(7.9); 61-62 KM6(7.9); 61-62 KM5(7.9) vẫn đóng, tiếp điểm 13-14 KB1(7.9) đóng lại. KM3(7.9) có điện, đóng tiếp điểm chính 1-2; 3-4; 5-6 KM3(4.2). Động cơ được cấp điện và quay theo chiều thu với tốc độ 1. Hoạt động thả ở tốc độ 2 và 3 của tời giống như hoạt động thu ở tốc độ 2 và 3 của tời đã trình bày ở trên. * Chế độ điều khiển tự động: Chuyển nút điều khiển 2s2 sang vị trí Auto 20%. Cuộn hút của rơle K5 có điện, mở tiếp điểm 11-12 K5(7.0) cắt nguồn mạch điều khiển bằng tay. Đồng thời đóng tiếp điểm 21- Trang 17
24; 31-34 K5(9.2) gửi tín hiệu vào chân E0.2 của khối A3. Khối A3 sẽ đưa tín hiệu ra chân A0.6(11.4), đèn 2H3(11.4) sáng báo hệ thống hoạt động ở chế độ điều khiển tự động. Trong chế độ tự động, mọi hoạt động của tời được điều khiển bởi khối A3, A4 và khối cảm biến sức căng AMP(12.1). Đồng thời trong chế độ này động cơ chỉ hoạt động ở tốc độ 1. Công tắc 2s2 đang đặt vị trí Auto 20%. Cảm biến 3B1(12.6) sẽ cảm biến sức căng của dây tời đồng thời gửi tín hiệu chỉ báo sức căng đến khối A3, A4 và lên đồng hồ 2p1(12.3). Khi mà sức căng khác 20% mức tải định mức thì khối A3 sẽ xử lý và đưa tín hiệu ra. Cụ thể: - Khi sức căng trên 20%   mức tải định mức. A3 sẽ đưa tín hiệu ra chân A0.1(10.2) gửi tới cấp nguồn cho KM2 và đưa tín hiệu ra chân A0.2(10.3) gửi tới cấp nguồn cho KM3. Động cơ được quay theo chiều thả dây với tốc độ 1. Khi sức căng đã đạt 20%   sức căng định mức thì A3 cắt tín hiệu tới A0.1 và A0.2, động cơ dừng hoạt động. - Khi dây trùng, sức căng dưới 20%   mức tải định mức. A3 sẽ đưa tín hiệu ra chân A0.0(10.1) gửi tới cấp nguồn cho KM1 và đưa tín hiệu ra chân A0.2(10.3) gửi tới cấp nguồn cho KM3. Động cơ được quay theo chiều thu dây với tốc độ 1. Khi sức căng đã đạt 20%   thì A3 cắt tín hiệu tới A0.1 và A0.2, động cơ dừng hoạt động. Dây tời sẽ được duy trì sức căng 20%   mức tải định mức. Tương tự khi đặt nút điều khiển 2s2 ở các vị trí tự động khác. Cần đặt núm điều chỉnh ở vị trí phù hợp với điều kiện neo đậu của tàu. Ví dụ: khi thời tiết sóng gió thì đặt ở vị trí 20% để dây tời có độ trùng nhất định, tránh hiện tượng đứt dây hoặc quá tải động cơ. b2. Thu thả neo. Chuyển ly hợp sang vị trí thu thả neo. Khi đó công tắc hành trình s1(8.4) đóng. K7(8.4) có điện, tiếp điểm 21-24 K7(9.1) đóng sẵn sàng gửi tín hiệu điều khiển neo tới chân E0.0 của A3. Tiếp điểm 31-32 K7(12.1) mở, ngắt mạch đo sức căng. Tiếp điểm 11-12 K7(7.6) mở khống chế không cho động cơ hoạt động ở tốc độ 3. Nếu đưa tay điều khiển đến vị trí tốc độ 3 thì động cơ quay ở tốc độ 2. Vì vậy ở chức năng thu thả neo này, động cơ chỉ quay với tốc độ 1 hoặc 2. b3. Chế độ báo động, bảo vệ. - Hệ thống được bảo vệ không bằng rơle K0(7.1). - Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng rơle dòng A2(6.2) cảm nhận tín hiệu dòng thông qua biến dòng T2(4.2). Khi quá tải tiếp điểm 15-16 A2(7.0) sẽ mở cắt nguồn điều khiển. Đồng thời 25-26 A2(9.8) mở ra ngắt tín hiệu đến chân E1.0 của A3. Khối A3 đưa tín hiệu ra chân A0.5 làm đèn 2H2 sáng báo báo hệ thống lỗi. Đồng thời khối A3 cũng đưa tín hiệu ra chân A0.3 cấp nguồn cho rơle K6(10.4). Tiếp điểm 11-12 K6(8.8) mở ra đưa tín hiệu lỗi hệ thống đến khối báo động. - Bảo vệ quá nhiệt cho động cơ bằng rơle nhiệt A1(6.1). Tín hiệu nhiệt độ của động cơ được cảm biến qua R(4.8) gửi tới A1(6.1). Khi nhiệt độ của động cơ đạt đến ngưỡng tác động thì tiếp điểm 11-14 A1(7.0) mở ra ngắt nguồn mạch điều khiển. Đồng thời tiếp điểm 21-24 A1(9.8) cũng mở ra ngắt tín hiệu đến chân E1.0 của khối A3, khối A3 xử lý và đưa tín hiệu đi báo động. Trang 18
- Bảo vệ ngắn mạch mạch bằng cầu chì F1, F2, F3, F4, F5, F6. 2.1.3. Nhận xét, đánh giá. * Ưu điểm: - Tạo được nhiều cấp tốc độ phù hợp với trạng thái tải của hệ thống. Điều này có ý nghĩa rất lớn cho hoạt động của hệ thống. Khi mà động cơ khởi động thì nó được khởi động từ cấp tốc độ 1 và có thể tăng tốc tùy thuộc vào vị trí tay điều khiển. - Có các quá trình tự động hoá hợp lý để đảm bảo tối đa về an toàn cho hệ thống. - Việc điều khiển hệ thống được thực hiện dễ dàng, thuận tiện và tiêu tốn ít năng lượng. * Nhược điểm: - Động cơ thực hiện phải được chế tạo đặc biệt. - Quá trình hoạt động của hệ thống tương đối nặng nề. Quá trình đóng mở các cực tiếp xúc diễn ra thường xuyên làm phát sinh tia lửa điện. - Trọng lượng, kích thước của thiết bị điều khiển tương đối lớn do nhiều khí cụ điện… Trang 19