Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu San Felice 34000 tấn – đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diezel máy phát và bảo vệ trạm phát điện

…………..o0o…………..

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU SAN FELICE

34000 T – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIEZEL MÁY PHÁT VÀ

BẢO VỆ TRẠM PHÁT ĐIỆN

MỤC LỤC

Trang

1 MỤC LỤC 4 LỜI NÓI ĐẦU 5 Phần 1:TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU SAN FELICE 5 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU SAN-FELICE I. Giới thiệu về tàu SAN-FELICE 6 6 II. Giới thiệu về trạm phát điện tàu San Felice 7 1. Máy phát điện chính 7 2. Máy phát sự cố 8 III. Cấu tạo chung của bảng điện chính tàu San Felice 8 1. Giới thiệu các phần tử trên bảng điện chính 8 1.1 S1(PANEL SỐ 1) 1.2. S2(PANEL SỐ2) 10 11 1.3. S3(PANEL SỐ3) 11 1.4. S4(PANEL SỐ4) 12 1.5. S5(PANEL SỐ5) 12 1.6. PANEL số 6(S6) và PANEL số 7(S7) 12 1.7. S8(PANEL SỐ8) 13 1.8. S9(PANEL SỐ9) 14 1.9. S10(PANEL SỐ 10) 14 1.10. S11 (PANEL SỐ 11) 15 2. Sơ đồ nguyên lý của bảng điện chính tàu San Felice 15 2.1 Cấu tạo sơ đồ. 15 2.2 Mạch động lực của máy phát số 1 16 2.3. Mạch điều khiển aptomat chính của máy phát. 16 2.3.1 Giới thiệu phần tử của mạch. 16 2.3.2 Hoạt động của mạch điều khiển aptomat chính. 17 2.4. Mạch hoà đồng bộ cho máy phát số 1. 17 2.4.1 Giới thiệu phần tử của hệ thống. 18 2.4.2 Hoà đồng bộ bằng tay. 18 2.4.3 Hoà đồng tại bảng điện chính: 19 2.4.4. Tự động hoà đồng bộ cho máy phát số1 19 2.5 Tự động phân chia tải vô công cho các máy phát khi công tác song song. 21 2.6. Mạch điều chỉnh tần số và phân chia tải tác dụng cho các máy phát. 21 2.6.1 Giới thiệu phần tử của mạch. 2.6.2 Nguyên lý hoạt động của mạch. 21 2.7. Các mạch đo 22 2.7.1 Giới thiệu các phần tử có trong mạch. 22 22 2.7.2 Hoạt động của các mạch đo. CHƯƠNG II: MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG TRÊN BOONG 23 23 I. Hệ thống máy lái điện thuỷ lực 23 1. Hoạt động của sơ đồ điều khiển thuỷ lực. 23 1.1 Giới thiệu phần tử của hệ thống điều khiển thuỷ lực. 24 1.2 Hoạt động của hệ thống điều khiển thuỷ lực. 24 2. Mạch khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực.

24 26 27 27 28 31 31 31 32 32 32 32 33 33 33 33 34 34 35 35 35 35 35 36 36 37 37 37 37 38 38

39 39 39 40 42 44 44 44

2.1. Giới thiệu phần tử của mạch. 2.2. Nguyên lý hoạt động của mạch. 2.3. Các chế độ báo động và bảo vệ cho động cơ lai bơm. 3.Hệ thống lái tự động PT500 3.1 Giới thiệu phần tử 3.2 Nguyên lý hoạt động II. Hệ thống neo tàu San Felice 1. Giới thiệu phần tử 2. Nguyên lý hoạt động 3. Các loại bảo vệ 4. Mạch sấy CHƯƠNG III : MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG DƯỚI BUỒNG MÁY I. Hệ thống bơm cứu hoả: 1.Giới thiệu phần tử của hệ thống. 2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống. 2.1 Chế độ tại chỗ 2.2 Chế độ từ xa. 2.3 Hoạt động của mạch sấy. 2.4 Các bảo vệ và báo động của hệ thống II. Hệ thống điều khiển bơm ballast 1.Giới thiệu phần tử của hệ thống. 2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống. 2.1 Chế độ tại chỗ 2.2 Chế độ từ xa. 2.3 Hoạt động của mạch sấy. 2.4 Các bảo vệ và báo động của hệ thống. III.Quạt thông gió buồng máy 1. Giới thiệu phần tử của hệ thống 2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống. 2.1 Điều khiển bằng tay. 2.2.Khởi động từ xa (bằng máy tính). 2.3.Các mạch bảo vệ. Phần 2 : ĐI SÂU NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL – MÁY PHÁT VÀ BẢO VỆ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHƯƠNG IV : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL-GENERATOR I.Khái niệm chung và chức năng 1.Khái niệm chung : 2.Chức năng của hệ thống điều khiển Diesel II.Yêu cầu đối với hệ thống điều khiển DIESEL-GENERATOR III.Phân loại hệ thống điều khiển D/G 1.Phân loại theo nguồn năng lượng điều khiển 2. Phân loại theo phương pháp điều khiển( dựa vào tính chất đối tượng ).

44 45 46 46 47 47 47 51 51 51 52 53 54 55 56 57 57 58 60 60 60 60

CHƯƠNG V : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL- GENERATOR TÀU SAN-FELICE I. Các thông số kỹ thuật chính và các hệ thống phục vụ động cơ Diesel 1. Sơ đồ hệ thống khí xả và khí khởi động 2. Sơ đồ hệ thống nước làm mát 3. Sơ đồ hệ thống dầu bôi trơn 4. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu II. Hệ thống điều khiển động cơ Diesel 1.Giới thiệu các phần tử và chương trình kết nối 2.Các thuật toán điều khiển D/G 2.1 Các khối trong sơ đồ thuật toán điều khiển 2.2 Sơ đồ thuật toán quá trình khởi động diesel bằng nút ấn gắn trên động cơ diesel 2.3 Sơ đồ thuật toán quá trình khởi động diesel . 2.4 Sơ đồ thật toán quá trình khởi động diesel bị lỗi 2.5 Sơ đồ thuật toán quá trình dừng diesel bình thường. 2.6 Sơ đồ thật toán quá trình báo động và bảo vệ dừng máy. III. Nguyên lý hoạt động 1. Khởi động D/G 2. Dừng D/G 3. Báo động và bảo vệ 4. Hệ thống cung cấp dầu bôi trơn cho Diesel 4.1 Giới thiệu phần tử 4.2 Nguyên lý hoạt động 4.3. Các báo động và bảo vệ CHƯƠNG VI : MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ BẢO VỆ MÁY PHÁT TÀU SAN-FELICE I. Cấu tạo và các thông số kỹ thuật chính của A C GENERATOR 61

1.Các thông số kỹ thuật chính của A C GENERATOR 2.Cấu tạo máy phát điện tàu SAN-FELICE 3. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu SAN-FELICE II.Các loại bảo vệ máy phát điện 1. Khái niệm chung 2.Các loại bảo vệ máy phát điện 1.Bảo vệ quá tải 61 61 62 65 65 66 66

67 72 75 75 76 77 2.Bảo vệ ngắn mạch 3.Bảo vệ công suất ngược 4.Bảo vệ thấp áp 5.Các bảo vệ khác Kết luận Tài liệu tham khảo

LỜI NÓI ĐẦU

Việt nam là đất nước nằm ven biển vì thế vận tải biển đóng một vai trò quan trọng trong việc vận chuyển hàng hoá trong nước và ngoài nước.Trong những năm gần đây, vận tải biển luôn giữ vị trí hàng đầu trong ngành vận tải. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật hiện đại ngành vận tải biển cũng đang phát triển và ngày càng hoàn thiện hơn về mọi mặt. Trong đó, nghành công nghiệp đóng tàu luôn được chú trọng và ưu tiên hàng đầu để tạo ra những con tàu có trọng tải lớn, trang thiết bị hiện đại, tốc độ cao, có tính tự động hoá cao để đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của thị trường vận tải. Đồng thời, khi con tàu được trang bị hiện đại sẽ giảm được sức lao động và số lượng thuyền viên, nâng cao hiệu quả kinh tế trong quá trình vận hành khai thác con tàu. Bởi vậy, nó đòi hỏi người vận hành phải có trình độ chuyên môn nhất định để khai thác tốt con tàu. Yêu cầu cấp thiết đó đòi hỏi trường ĐHHH Việt Nam nói chung, Khoa điện - Điện tử tàu biển nói riêng phải nâng cao phương pháp đào tạo, nâng cao chất lượng dạy và học, giúp cho sinh viên nắm vững hơn về kiến thức, có khả năng tiếp cận các kỹ thuật công nghệ hiện đại và làm việc tốt sau khi ra trường. Sau quá trình học tập gần 5 năm tại lớp Điện tàu thuỷ khoá 46 , em đã được các thầy cô giáo trong Khoa Điện - Điện tử tàu biển giao cho đề tài :

" Trang thiết bị điện tàu SAN-FELICE 34.000T .Đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel-Máy phát và bảo vệ trạm phát điện " Trong thời gian làm bài em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Lê văn Ba cùng nhiều thầy cô giáo trong khoa và với sự cố gắng của bản thân em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Tuy nhiên, do trình độ còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn ít nên đồ án tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện.

Nguyễn Văn Miền

Hải Phòng,ngày tháng năm 2010

Phần 1 : TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU SAN-FELICE

Chương I. Giới thiệu chung và trang thiết bị điện tàu SAN-FELICE

I. Giới thiệu về tàu SAN-FELICE Tàu San-Felice là tàu hàng trọng tải 34000T ,do công ty đóng tàu Phà Rừng đóng từ năm 2006 theo đơn đặt hàng cho Anh Quốc.Theo kế hoạch tàu sẽ được chạy thử đường dài và bàn giao trong tháng 9/2009. Đây là loại tàu hàng trọng tải lớn ,được trang bị hiện đại đáp ứng đầy đủ những yêu cầu khắt khe nhất của đăng kiểm quốc tế.Tàu có các thông số kỹ thuật cơ bản :

Chiều dài toàn bộ 180.00m Chiều dài giữa hai đường vuông góc khoàng 172.00m 30.00m Chiều rộng 14.70m Chiều cao man/Chiều sâu 9.00m Mớn tải nhẹ Mớn nước 9.75m Chiều cao boong (tại đường tâm tàu ) Từ boong chính tới boong ở số 1 Từ boong ở số 1 tới boong ở số 5, mỗi boong Từ boong ở số 5 tới nóc buồng lái Lầu lái 1.50m 2.80m 3.20m 2.20m

Tải trọng và mớn nước

9.75m khoảng 34.000 tấn 9.00m

Dung tích Độ cong boong chính từ mạn tới đường cắt dọc 5,600mm ; là 0.60m Không có độ cong ngang boong và độ cong dọc boong ở các boong khác Đơn vị đo trọng tải được biểu thị theo tấn mét trong nước biển có trọng lượng riêng 1.025t/m3 Mớn nước thiết kế Trọng tải tương ứng với mớn nước thiết kế Mớn tải hàng nhẹ Trọng tải tương ứng với mớn nước tải hàng nhẹ khoảng 30.300tấn Trọng tải tại mớn nước thiết kế và mớn tải hàng nhẹ được xác định cuối cùng sau khi kiểm tra két trên tàu Các khoang hàng (bao gồm cả nắp hầm hàng)

khoảng 7,800m3 khoảng 9,400m3 khoảng 9,400m3 khoảng 9,400m3 khoảng 9,500m3 khoảng 45,500m3 Khoang hàng số 1 Khoang hàng số 2 Khoang hàng số 3 Khoang hàng số 4 Khoang hàng số 5 Tổng dung tích

Dung tích két Két dàu nhiên liệu (FO) Két dàu nhiên liệu (DO) khoảng 1,700m3 khoảng 200m3

khoảng 50m3 khoảng 250m3 khoảng 15.000m3

Tốc độ và nguồn điện

khoảng 14.x hải lý ( bao gồm 15%

Suất tiêu hao nhiên liệu

28.5t Két dàu bôi trơn Két nước ngọt Két nước Ballast ( bao gồm cả két mũi và hầm hang số 3 ) Dung tích trạng thái ban đầu trong khi thiết kế cơ bản tàu Tốc độ khai thác tại mớn nước tiêu chuẩn (9.75m) là : khoảng 14.0 hải lý / giờ ( bao gồm 15% dự trữ ) Tốc độ khai thác tại mớn nước thiết kế(9.00m) là : dự trữ ) Suất tiêu hao nhiên liệu máy chính hàng ngày khoảng 26.4t Suất tiêu hao nhiên liệu máy phụ hàng ngày khoảng 2.0t Tổng suất tiêu hao H.F.O là Sức chứa / số thuyền viên

Cấp bậc Boong Máy

1-Máy trưởng Các khoang khác Tổng số 2

1-Đại phó 1-Máy nhất 2 Cấp trưởng 1-Thuyền trưởng sĩ quan cấp trên Sĩ quan

6 1- Hoa tiêu sĩ quan cấp dưới 1-Phó 2 1-Phó 3

Tổng số 1-Máy 2 1-Máy 3 1-Máy EL 6 1 10

Hạ sĩ quan 3 1-Thợ máy 1-Đấu bếp

Cấp dưới 2-Mess boys

6 1-Thủy thủ trưởng 3-Thủy thủ 3-Thủy thủ 7 3-Thợ máy 1-Thợ điện 5 15 3

25 Tổng tổng số thuyền viên

II. Giới thiệu về trạm phát điện tàu San Felice 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.

Công suất của máy phát điện được xác định sau khi tải điện của tàu đã được ước tính . Trạm phát điện tàu San-felice được trang bị gồm có 4 tổ hợp diesel-máy phát (D- G),trong đó có 3 tổ hợp diesel-máy phát chính và một tổ hợp diesel máy phát sự cố.Ngoài ra còn có nguồn năng lượng điện ắc quy dự trữ. 1. Máy phát điện chính Máy phát điện thích hợp với điều kiện khai thác với tải ước tính tối đa 90%

Các đặc tính

loại Đồng bộ

Enclosure/Tính kín Drip-proof IP23/Kín nước

Hệ thống làm mát Tự làm mát với bầu lọc khí

Công suất khoảng 570KW

Điện áp 450V AC

Tần số 60Hz

3 pha

0.8 Pha Power factor/ hệ số công suất cos

Vòng quay 1200r/min

Rating continuous at full load

Cấp cách điện cấp F

Số bộ

Nhiệt độ xung quanh 3 450C

Bộ máy phát có thể chạy song song /hòa đồng bộ . ĐIều chỉnh điện áp của máy phát

Máy phát được khai thác hoạt động như sau được duy trì trong mức  2.5% giữa 0 và toàn tải dưới điều kiện bình thường . Thay đổi điện áp tối đa không vượt quá 15% khi dòng điện bằng 80% dòng tải giữa 0 và 0.4lagging . Điện áp được phục hồi trong vòng 3% của điện áp không quá 1 giây

Điều kiện khai thác Số bộ đưa vào khai thác

Trong điều kiện bình thương trên biển 1

At leaving & arriving/ lúc khởi hành cập bến 2

Trong lúc xếp dỡ hàng 2

Tại cảng 1

2 .Máy phát sự cố Máy phát điện sự cố được lắp trong buồng máy phát sự cố Máy phát điện sự cố không có đủ khả năng chạy song song với máy phát diesel Máy phát điện sự cố được hoạt động cục bộ , bằng tay hoặc khởi động tự động tại giá

Đèn báo của máy phát sự cố được lắp trên bảng điện chính Các đặc điểm:

trị không có điện áp tại bảng điện sự cố

Số bộ 1

Enclosure/Tính kín Drip-proof IP23/Kín nước

Hệ thống làm mát Tự làm mát với bầu lọc khí

Công suất khoảng 125KVA (100KW)

Điện áp 450V AC

Tần số 60Hz

3 pha

0.8 Pha Power factor/ hệ số công suất cos

Vòng quay 1800r/min

Cấp cách điện

Nhiệt độ xung quanh cấp B hoặc cấp F đối với roto và stato 450C

III.GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN TÀU SAN -FELICE. 1. Giới thiệu bảng điện chính tàu SAN-FELICE Bảng điện chính tàu SAN-FELICE có 11 PANEL (page 020) bao gồm :

S1 : PANEL khởi động các phụ tải trên bảng điện chính (No1 GROUP STARTER PANEL). S2 : PANEL khởi động và cung cấp điện áp 440V (No1 GROUP STARTER PANEL & 440V FEEDER PANEL). S3 : PANEL phụ tải cung cấp điện áp 440V (440V FEEDER PANEL). S4 : PANEL máy phát số 1 (No1 DIESEL GENERATOR PANEL). S5 : PANEL hoà đồng bộ (SYNCHRO PANEL). S6 : PANEL máy phát số 2 (No2 DIESEL GENERATOR PANEL). S7 : PANEL máy phát số 3 (No3 DIESEL GENERATOR PANEL). S8 : PANEL phụ tải cung cấp điện áp 440V số 2 (440V FEEDER PANEL). S9 : PANEL khởi động cho các phụ tải trên bảng điện chính (No2 GROUP STARTER PANEL). S10 : PANEL khởi động số và cung cấp điện áp 440V số 2 (No2 GROUP STARTER PANEL & 440V FEEDER PANEL). S11 : PANEL cấp điện áp 220V (220V FEEDER PANEL). 1.1 S1(PANEL SỐ 1): PANEL khởi động các phụ tải tại bảng điện chính.(sơ đồ trang 062) gồm các phần tử chính như sau: 1-1: Bơm nước làm mát máy chính ở mức cao(page 287,288): H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng báo nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo bơm đang làm việc gặp sự cố. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S24: Nút ấn màu vàng dùng để RESET lại hệ thống khi hệ thống gặp sự cố. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm.

1-2: Bơm Ballast số 1. H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng báo hệ thống được cấp nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo bơm bị quá tải. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của quạt gió. S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S25: Công tắc có màu đen là công tắc chọn vị trí điều khiển gồm có hai vị trí là từ xa và tại chỗ (LOCAL/REMOTE). S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF. A : Đồng hồ ampe kế dung để đo dòng điện chạy qua quạt gió. 1-3: Quạt thông gió buồng máy . H25: Đèn màu xanh lá cây báo quạt gió đang hoạt động. H26: Đèn màu trắng báo nguồn. H27: Đèn màu đỏ báo quạt đang gặp sự cố. H28: Đèn màu vàng báo quạt đang ở trạng thái sẵn sàng hoạt động (STANDBY). S27: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S28: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S29: Nút ấn màu vàng dùng để RESET lại hệ thống khi hệ thống gặp sự cố. S25: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm 1-4: Bơm cấp dầu L. O cho máy chính. H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động H22: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo bơm bị quá tải. H25: Đèn màu vàng báo bơm đang ở trạng thái sẵn sàng hoạt động (STANDBY). S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S25: Công tắc có màu đen là công tắc chọn vị trí điều khiển gồm có hai vị trí là từ xa và tại chỗ (LOCAL/REMOTE). S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. 1.2. S2(PANEL SỐ2): Là PANEL khởi động và cung cấp điện áp 440V (No1 GROUP STARTER & 440V FEEDER PANEL).(sơ đồ trang 062) gồm các phần tử chính như sau: 2-1: Bơm làm mát bằng nước biển : H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo bơm bị quá tải. S21: Nút ấn có màu xanh lá cây;nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm.

S25: Công tắc có màu đen là công tắc chọn vị trí điều khiển gồm có hai vị trí là từ xa và tại chỗ (LOCAL/REMOTE). S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. 2-2: Bơm cứu hoả số 1.(công suất 40KW) H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo bơm đang gặp sự cố. S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF. S25: Công tắc màu đen, công tắc lựa chọn chế độ điều khiển gồm có ba vị trí MANU- AUTO-REMOTE. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. 2-3: Bơm dầu LO cho máy chính (công suất 30KW) H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo bơm đang gặp sự cố. S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF. S25: Công tắc màu đen; công tắc lựa chọn chế độ điều khiển gồm có ba vị trí MANU- AUTO-REMOTE. HR: Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. 2-4: Bơm nước làm mát mức thấp cho máy chính.(công suất 45KW) H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo bơm đang gặp sự cố. S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF. S25: Công tắc màu đen; công tắc lựa chọn chế độ điều khiển gồm có ba vị trí MANU- AUTO-REMOTE. HR: Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. 1.3. S3(PANEL SỐ3) : Là PANEL cung cấp điện áp 440V (No1 440V FEEDER PANEL).(sơ đồ trang 062) gồm các phần tử chính như sau : A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện.

S44: Công tắc chọn vị trí để đo dòng điện của cẩu số một hoặc cẩu số hai, có ba vị trí là: CCR1-OFF-CCR2. 3-1 : Aptomat cấp nguồn cho điều hoà không khí 3-2 : Aptomat cấp nguồn cho điều hoà nhiệt độ. 3-3 : Aptomat cấp nguồn cho quạt thông gió khu vực sinh hoạt. 3-4 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị phun nước tại khu vực buồng máy. 3-5 : Aptomat cấp nguồn cho bảng khởi động máy nén khí. 3-6 : Áptomát cấp nguồn cho panel khởi động số 3 3-7 : Aptomat cấp nguồn cho tời nâng cầu thang và quạt gió khu vực cầu thang. 3-8 : Aptomat cấp nguồn máy lọc và phân ly dầu nước. 3-9 : Aptomat cấp nguồn cho nồi hơi phụ. 3-10: Aptomat cấp nguồn cho máy nén khí. 3-11: Aptomat cấp nguồn cho máy móc dụng cụ xưởng. 3-12: Aptomat cấp nguồn cho bơm tămg áp phụ số 1. 3-13: Aptomat cấp nguồn cho bơm cấp nươca cho nồi hơi phụ. 3-14: Aptomat cấp nguồn cho thiết bị hâm Diesel lai máy phát. 3-15 ; 3-16 : Dự trữ 3-17: Aptomat cấp nguồn cho động cơ thủy lực đóng mở nắp hầm hàng. 3-18: Aptomat cấp nguồn cho biến áp chính số 1. 3-19 : Apstomat cấp nguồn cho tời neo (phải) 3-20 : Apstomat cấp nguồn cho tời sau lái (phải) CCR1: Aptomat cấp nguồn cho cẩu hàng số1. CCR2: Aptomat cấp nguồn cho cẩu hàng số2. 1.4.S4(PANEL SỐ4) : Là PANEL máy phát số 1 (No1 DIESEL GENERATOR PANEL).(sơ đồ trang 063) gồm các phần tử chính như sau: A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện của máy phát. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của máy phát. F : Tần số kế, dùng để đo tần số của máy phát 1. V : Đồng hồ vôn kế dùng để đo điện áp của máy phát 1. PF : Đồng hồ đo hệ số công suất S31 : Công tắc có màu đen dùng để chọn đo dòng các pha,có 4 vị trí (OFF-R-S-T). S32 : Công tắc có màu đen dùng để chọn đo điện áp giữa các pha và thanh cái, có 5 vị trí (OFF-RS-ST-TR-BUS). S35 : Công tắc màu đen là công tắc chọn vị trí điều khiển có hai vị trí là tại chỗ và từ xa: (LOCAL-REMOTE). H2 : Đèn màu trắng báo máy phát số 1 đang hoạt động nhưng chưa đóng vào lưới. H3 : Đèn màu xanh báo aptomat chính của máy phát đang đóng vào lưới. H4 : Đèn màu đỏ bào aptomat chính của máy phát đang mở. S11 : Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF. S6 : Nút ấn có đèn dùng để reset aptomat chính. 1.5. S5(PANEL SỐ5): Là PANEL đồng bộ (SYNCHRO PANEL).(page 063) gồm những phần tử chính như sau: H11: Đèn màu trắng nối đất báo cách điện pha R. H12: Đèn màu trắng nối đất báo cách điện pha S.

H13: Đèn màu trắng nối đất báo cách điện pha T. BZ : Còi báo động khi có sự cố sảy ra. KW : Đồng hồ đo công suất của máy phát. SYN: Đồng bộ kế để kiểm tra điều kiện hoà đồng bộ. H14 : Hệ thống đèn quay để kiểm tra điều kiện hoà đồng bộ. IRM : Đồng hồ đo điện trở cách điện. F/F : Đồng hồ tần số kế kép. V/V : Đồng hồ vôn kế kép để đo điện áp của máy phát và của lưới. S104 : Nút ấn có đèn màu trắng để hoà đồng bộ máy phát số 1. S4 : Nút ấn màu đen dùng để thử đèn và còi. S5 : Nút ấn màu đen để thử đèn nối đất. S9 : Nút ấn màu đỏ để đừng đèn (khẳng định sự cố ). S14 : Nút ấn màu đen để dừng chuông khi sảy ra sự cố. S12 : Công tắc màu đen có hai vị trí ON/OFF cấp điện cho PANEL đèn. S8 : Nút ấn màu vàng là nút reset đèn. S204 : Nút ấn có đèn màu xanh lá cây để đóng aptomat của máy phát số 1. S103 : Nút ấn có đèn màu đỏ để mở aptomat của máy phát số 1. S202 :Nút ấn có đèn màu xanh lá cây để đóng aptomat của máy phát số 2. S203 : Nút ấn có đèn màu đỏ để mở aptomat của máy phát số 2. S302 : Nút ấn có đèn màu xanh lá cây để đóng aptomat của máy phát số 3. S303: Nút ấn có đèn màu đỏ để mở aptomat của máy phát số 3. S33 : Công tắc màu đen để điều khiển động cơ servo điều khiển tần số của máy phát chính có 3 vị trí là LOWER-OFF-RAISE. S34 : Công tắc màu đen, là công tắc lựa chọn máy phát định hoà có 5 vị trí là: OFF-DG1- DG2-DG3-OFF. 1.6. PANEL số 6(S6) và PANEL số 7(S7) : Là các PANEL máy phát số 2 và máy phát số 3, trên các PANEL này có các thiết bị: công tắc, đèn báo, nút ấn , aptomat chính tương tự máy phát số một. 1.7. S8(PANEL SỐ8): Là PANEL cung cấp điện áp 440V số 2 cho các phụ tải (No2 440V FEEDER PANEL).(sơ đồ trang 064) gồm có các phần tử chính như sau: A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua các pha R-S-T. S46 : Công tắc có ba vị trí dùng để chọn đo dòng điện các pha R-S-T 8-1 : Aptomat cấp nguồn dự trữ cho cẩu nâng hạ xuồng cứu sinh. 8-2 : Aptomat cấp nguồn cho bơm nước rửa hầm hàng 8-3 : Aptomat cấp nguồn cho quạt thông gió ở khu vực kho. 8-4 : Aptomat cấp nguồn cho bộ điều tốc điện tử của máy chính. 8-5 : Aptomat cấp nguồn cho bảng khởi động máy nén khí số 2. 8-6 : Aptomat cấp nguồn cho nhóm panel khởi động phụ. 8-7 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị trộn trong buồng máy. 8-8 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị lọc và phân ly dầu nước. 8-9 : Aptomat cấp nguồn cho lò đốt rác . 8-10: Aptomat cấp nguồn cho bộ nạp acquy 8-11: Aptomat cấp nguồn cho bơm tăng áp phụ số 2 cho máy chính. 8-12: Aptomat cấp nguồn cho bơm cấp nước nồi hơi phụ số 2. 8-13: Aptomat cấp nguồn cho thiết bị nhà bếp và kho chứa.

8-14: Aptomat cấp nguồn cho thiết bị giặt giũ. 8-15: Aptomat cấp nguồn cho biến áp chính số 2. 8-16: Aptomat dự trữ. 8-17: Aptomat dự trữ. 8-18: Aptomat cấp nguồn cho bảng điện sự cố. 8-19: Aptomat cấp nguồn cho tời neo trái. 8-20: Aptomat cấp nguồn cho tời sau lái trái. 8-21: Aptomat cấp nguồn cho nhóm panel khởi động cho quạt thông gió hầm hàng. CCR3 : Aptomat cấp nguồn cho cẩu hàng số 3. CCR4 : Aptomat cấp nguồn cho cẩu hàng số 4. SCB : Hộp nối điện bờ. 1.8. S9(PANEL SỐ9): Nhóm PANEL khởi động số 2 (No2 GROUP STARTER No2).(sơ đồ trang 064) gồm có các phần tử chính như sau: 9-1: Bơm nước làm mát mức cao (công suất 11KW) : H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo quạt gió bị quá tải. S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S25: Công tắc có màu đen là công tắc chọn vị trí điều khiển gồm có hai vị trí là từ xa và tại chỗ (LOCAL/REMOTE). A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. 9-2: Bơm ballast số 2. H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H24: Đèn màu đỏ báo bơm bị quá tải. S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S25: Công tắc có màu đen là công tắc chọn vị trí điều khiển gồm có hai vị trí là từ xa và tại chỗ (LOCAL/REMOTE). S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. 9-3: Bơm nước làm mát mức cao ở cảng.(công suất 20KW) H21: Đèn màu xanh lá cây báo bơm đang hoạt động. H22: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H23: Đèn màu đỏ báo bơm đang gặp sự cố. H25: Đèn màu vàng báo bơm đang ở trạng thái sẵn sàng hoạt động (STANDBY). S21: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động bơm. S22: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng bơm. S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF.

S25: Công tắc màu đen, công tắc lựa chọn chế độ điều khiển gồm có ba vị trí MANU- AUTO-REMOTE. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua bơm. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. 9-4: Quạt thông gió buồng máy số 2. H25: Đèn màu xanh lá cây báo quạt đang hoạt động. H26: Đèn màu trắng là đèn báo nguồn. H27: Đèn màu đỏ báo quạt đang gặp sự cố. H28: Đèn màu vàng báo quạt đang ở trạng thái sẵn sàng hoạt động (STANDBY). S27: Nút ấn có màu xanh lá cây, nút ấn khởi động quạt. S28: Nút ấn có màu đỏ, nút ấn dừng quạt. S29: Nút ấn màu vàng dùng để RESET lại hệ thống khi hệ thống gặp sự cố. S11: Công tắc có màu xanh da trời, là công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy có hai vị trí ON/OFF. S25: Công tắc màu đen; công tắc lựa chọn chế độ điều khiển gồm có ba vị trí MANU- AUTO-REMOTE. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua động cơ. HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm. SCB: Hộp nối điện bờ. 1.9. S10(PANEL SỐ 10): Là PANEL khởi động và cung ấp điện áp 440V số 2 (No2 GROUP STARTER PANEL & 440v FEEDER PANEL ) 10-1 : Bơm dầu L.O cho máy chính số 2. 10-2 : Bơm cứu hỏa số 2. 10-3 : Bơm làm mát bằng nước biển số 2. 10-4 : Bơm nước làm mát máy chính mức thấp số 2. TR1&TR2 : biến áp chính số 1&2. 1.10. S11 (PANEL SỐ 11) : Panel cấp điện áp 220V. A : Đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện. V : Đồng hồ vôn kế dùng để đo điện áp. IRM : Đồng hồ đo điện trở cách điện. S41 : Công tắc chọn vị trí đo dòng các pha có 4 vị trí là: OFF-R-S-T. S42 : Công tắc chọn vị trí để đo điện áp các pha, có 4 vị trí là: OFF-RS-ST-TR. H11 : Đèn màu trắng báo cách điện với đất của pha R. H12 : Đèn màu trắng báo cách điện với đất của pha S. H13 : Đèn màu trắng báo cách điện với đất của pha T. S5 : Nút ấn thử đèn nối đất. H16 : Đèn trắng báo biến áp 1 có nguồn. H17 : Đèn màu trắng báo biến áp 2 có nguồn. 11-1 : Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn bên ngoài. 11-2 : Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn hành lang bên trái hầm hàng No1/2/3. 11-3 : Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn hành lang bên trái hầm hàng No4/5. 11-4 : Aptomat cấp nguồn cho bảng điều khiển đèn hành trình. 11-5 : Aptomat chính cấp nguồn cho bảng điều khiển đèn tín hiệu. 11-6 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị hàng hải 220V. 11-7 : Aptomat cấp nguồn cho bảng phân phối đèn tín hiệu.

11-8 : Aptomat cấp nguồn cho bảng phân phối điện áp thấp ở xa số 5. 11-8/11-9/11-10: Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn phòng ở. 11-11/11-12: Aptomat cấp nguồn cho hệ thống đèn buồng máy. 11-13 : Aptomat cấp nguồn cho bảng điều khiển các van. 11-14 : Aptomat cấp nguồn cho bảng phân phối điện áp thấp ở xa No6. 11-15 : Aptomat cấp nguồn cho thiết bị trong buồng máy. 11-16 : Aptomat cấp nguồn cho phụ tải điều khiển máy chính và máy phụ buồng máy. 11-17 : Aptomat cấp nguồn cho panel báo cháy. 11-18/11-19 : Dự trữ. 11-20 : Aptomat cấp nguồn 220V cho bảng điện chính. 2. Sơ đồ nguyên lý bảng điện chính tàu San Felice 2.1.Cấu tạo của sơ đồ: Bảng điện chinh là nơi tập trung năng lượng điện từ các máy phát điện và từ đó phân phối đến các bảng điện phụ và các phụ tải Trạm phát điện tàu San-Felice bao gồm có ba máy phát công suất như nhau là DG1,DG2

và DG3 có công suất 600KW, điện áp 450V, tần số 60 Hz,dòng định mức 962A.

Trong sơ đồ có 3 máy phát giống hệt nhau về sơ đồ nguyên lý 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. 2.2. Mạch động lực của máy phát số 1 (page 081).

Điện áp 3 pha từ máy phát được cấp lên thanh cái thông qua aptomat chính QFDG1. Các 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. Biến dòng TA81.24;TA81.25;TA81.26 đưa tín hiệu dòng từ các pha R,S,T tới mạch đo

dòng điện các pha. Tín hiệu áp hai pha R và T của máy phát được đưa tới bộ AVR của máy phát, và các bộ biến đổi của mạch đo công suất và tần số,mạch điều khiển động cơ dùng để áptomat chính.

Biến áp TC81.78 : 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 rơle phụ Biến áp TP81.75/76 : 440V/200V, 100VA để đưa tín hiệu áp của máy phát tới các thiết

bị đo và các thiết bị hoà đồng bộ. Biến áp TP81.73/74 : 440V/220V, 100VA để đưa tới các thiết bị đo, các thiết bị hoà đồng bộ và mạch chuyển đổi.

Biến áp TC81.4 : 440V/220V, 100VA : đưa tín hiệu điện áp của máy phát tới bộ quản lý nguồn (PMS),tới động cơ secvo của mạch điều chỉnh điện áp. FU81.4,FU81.63,FU81.64,FU81.66,Fu81.67,FU81.68 : Là các cầu chì bảo vệ với trị số dòng là 4A.

FU81.51,FU81.52,FU81.64 : Là các cầu chì bảo vệ với trị số dòng là 6A. FU81.63,FU81.84,FU81.85,FU81.87 : Là các cầu chì bảo vệ với trị số dòng là 2A. FU81.42 : Là các cầu chì bảo vệ với trị số dòng là 32A.

2.3. Mạch điều khiển aptomat chính của máy phát: (page 084): 2.3.1 Giới thiệu các phần tử của mạch :

M: Động cơ lên cót để đóng aptomat chính của máy phát vào lưới.

XF: Cuộn điều khiển 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.

XR1(PMS DG1): Tiếp điểm điều khiển của máy tính điều khiển đóng aptomat chính vào

lưới.

SA84.3: là công tắc xoay để lựa chọn chế độ điều khiển đóng aptomat có hai vị trí là:

LOCAL/REMOTE. 2.3.2 Hoạt động của mạch điều khiển aptomat chính : +Chế độ điều khiển bằng tay:

Ta đưa công tắc lựa chọn SA84.3(084) về vị trí LOCAL. Động cơ M có điện trước lên cót để sẵn sàng đóng aptomat lên lưới. 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 nhả lẫy đóng aptomat chính của máy phát vào lưới. Cuộn giữ MN của aptomat đã có điện để giữ aptomat chính vẫn đóng. Khi aptomat chính đóng thì :

+ Các tiếp điểm phụ của nó cũng đóng vào làm cho rơle trung gian K85.21,K85.22,K85.23 có điện.

Tiếp điểm của 21-22/K85.21/091 mở ra đưa bộ AVR của máy phát số 1 sẵn sàng nối với bộ AVR của hai máy phát còn lại để phục phụ cho quá trình tự động phân bố tải vô công khi các máy phát công tác song song với nhau.

Tiếp điểm 13-14/K85.21/085 đóng vào sẵn sàng cấp điện cho rơle K85.7

Tiếp điểm 5-9/K85.22/086 đóng làm cho đén H3 (086) sáng báo aptomat chính đã được

đóng vào lưới và đèn H4 (086) tắt.

Tiếp điểm 2-10/K85.22/090 mở ra cắt nguồn điện trở sấy

Tiếp điểm 7-11&4-12/K85.22/093 đưa tín hiệu vào máy tính báo aptomat chính đang

đóng hay mở.

Tiếp điểm 6-10&2-10/K85.23/231 đóng vào làm cho đèn ở nút ấn đóng áptomat sáng và đèn ở nút ấn mở aptomat tắt.

Tiếp điểm 4-12/K85.23/223 mở ra khống chế cắt điện cho cuộn giữ của aptomat lấy điện

từ bờ.

Tiếp điểm 1-9/K85.23/170 mở ra làm cho các rơle trung gian K170.21, K170.22, K170.23 mất điện, các tiếp điểm 2-10&3-11/K170.21/170 đóng vào sẵn sàng cấp điện cho mạch điều khiển hoà đồng bộ các máy phát số 2, số 3. Các tiếp điểm 7-11/ K170.23/084 mở ra làm cho cuộn điều khiển XF mất điện.

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 H3 báo aptomat chính đóng tắt và đèn H4 báo áptomat chính mở sáng.

Tiếp điểm 21-22/K85.21/091 đóng vào ngắn mạch chân K2-L2 của bộ AVR máy phát số1.

Tiếp điểm 2-10/K85.22/090 đóng vào sẵn sàng cấp nguồn cho điện trở sấy hoạt động.

Tiếp điểm 4-12/ K85.23/223 đóng vào sẵn sàng cấp điện cho cuộn hút của aptomat cấp điện từ bờ.

Tiếp điểm 1-9/K85.23/170 đóng vào sẵn sàng cho mạch điều khiển hoà đồng bộ máy phát số 1 hoạt động.

+Chế độ điều khiển tự động:

Ta đưa công tắc lựa chọn chế độ điều khiển SA84.3/084 sang vị trí REMOT. Động cơ M có điện trước và lên cót để sẵn sàng đóng aptomat vào lưới. Khi các điều kiện hoà đã đủ và điện áp của máy phát lớn hơn 95%Uđm thì tiếp điểm 15-18/K82.8/084 đóng vào lúc này máy tính sẽ phát lệnh đóng tiếp điểm PMS-DG1 vào làm cho cuộn XF có điện nhả lẫy đóng aptomát vào lưới.

Khi aptomat chính đang đóng, để điều khiển mở aptomat chính ở chế độ tự động, máy tính sẽ đóng tiếp điểm 67-68/PMS-DG1/085 vào làm cho rơle trung gian K85.9 có điện làm mở tiếp điểm 1-9/K85.9/084 ra cắt điện cấp cho cuộn giữ MN của aptomat làm aptomat mở ra. 2.4. Mạch hoà đồng bộ cho máy phát số No1(page 87,166,170):

2.4.1.Giới thiệu phần tử của hệ thống:

SA84.3 là nút ấn dùng để đóng áptomát của máy phát số 1 vào lưới.

S34 là công tắc chọn máy phát cần hoà vào lưới có 5 vị trí đó là: OFF-DG1-DG2-DG3-

OFF.

K87.2,K87.4 là các rơle trung gian.

V/V: là đồng hồ đo điện áp kép để đo điện áp của máy phát cần hoà và điện áp của thanh

cái.

F/F: là đồng hồ đo tần số kép để đo tần số của máy phát cần hoà và tần số của thanh cái.

SYN: là đồng bộ kế để kiểm tra điều kiện hoà đồng bộ.

SA84.3, SA101.3, SA121.3 là các công tắc lựa chọn vị trí điều khiển từ xa hoặc tại chỗ

cho các máy phát.

SB170.2, SB170.4, SB170.6 là các công tắc hoà đồng bộ của các máy phát số 1, 2, 3.

PMS-DG1, PMS-DG2, PMS-DG3: (170) là các tiếp điểm điều khiển của máy tính ở chế

độ tự động hoà đồng bộ.

K170.21, K170.22, K170.23, K170.41, K170.42, K170.43, K170.61, K170.62, K170.63

là các rơle trung gian.

2.4.2.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 SA166.2/166 sang vị trí DG1 làm cho rơle trung gian K87.4/087 có điện đóng tiếp điểm 43- 44/K87.4/087 vào làm cho rơle K87.2 có điện ta sẽ có:

Rơle trung gian K87.4 và K87.2 có điện đóng các tiếp điểm của chúng ở page166 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 43-44&03-04/K87.2/084 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 vôn 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 điều kiện hoà đồng bộ đã được thoả mãn thì:

Ta ấn nút SB84.4/084 cấp điện cho cuộn XF nhả chốt đóng áptomat lên lưới như ở mạch điều khiển aptomat chính.

2.4.3 Hoà đồng tại bảng điện chính:

Ta đưa công tắc lựa chọn SA84.3 sang vị trí LOCAL.

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 5-9/K170.21/170 để tự nuôi và mở các tiếp điểm 2- 10&3-1/K170.21/170 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 (171). Bộ DEIF HAS-111DG có chức năng chọn thời điểm hoà cho máy phát.

K170.23 có điện làm cho các tiếp điểm 6-10&8-12&7-11/084 thay đổi trạng thái tiếp sẵn sàng cấp điện cho mạch đóng aptomat lên lưới và cắt aptomat ra khỏi lưới.

Khi các điều kiện hoà đã đủ thì khối DEIF HAS-111DG sẽ đóng tiếp điểm 9- 10/K171.2/171 vào cấp điện cho rơle K171.8. Tiếp điểm 6-10/K171.8/084 đóng váo cấp điện cho cuộn XF nhả chốt đóng máy phát lên lưới.

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 SB84.8/084 để mở aptomat ra khỏi lưới. Quá trình hoạt động giống như ở mạch điều khiển aptomat chính.

2.4.4. Tự động hoà đồng bộ cho máy phát số1 ( page 170):

PMS-DG1, PMS-DG2, PMS-DG3 là các tiếp điểm được đưa ra từ máy tính để điều khiển hoà đồng bộ cho các máy phát.

Khi ta bật công tắc lựa chọn SA84.3 sang vị trí REMOTE làm cho tiếp điểm 11- 12/SA84.3/170 đóng vào sẵn sàng cho quá trình tự động hoà máy phát số1.

Điện áp của lưới và điện áp của máy phát số 1 được đưa tới đồng hồ vôn kế kép, nếu điện áp máy phát 1 chưa đủ định mức thì máy tính sẽ tự động điều chỉnh điện áp phát ra bằng điện áp định mức và bằng điện áp lưới. Việc so sánh và điều chỉnh tần số của lưới và máy phát cũng diễn ra tự động dựa vào máy tính.Giả sử nếu tần số của MF1 mà bị giảm thì bộ cảm biến tần số (Frequency Transducer) sẽ có tín hiệu đưa vào khối PMS (page 083) thì ở đầu ra của nó 65-66/PMS DG1/089 đóng lại. Cuộn hút của rơle K89.4 có điện làm cho 6-10/K89.4/089 đóng lại điện sẽ được cấp vào động cơ secvo( Governor ), Động cơ secvô sẽ quay theo chiều để làm tăng lượng dầu vào Diezel MF1 dẫn đến tần số của MF1 sẽ tăng. Đồng thời tiếp điểm của nó 3-11/K89.4/089 mở ra khống chế không cho mạch giảm nhiên liệu hoạt động. Nếu tần số của MF1 mà bị tăng lên thì bộ cảm biến tần số ( Frequency Transducer ) sẽ  đầu ra PMS DG1 63-64/089 đóng lại. Cuộn hút của có tín hiệu đưa vào khối PMS ( 083 )  rơle K89.3 có điện làm 6-10/K89.3/089 đóng lại , điện sẽ được cấp vào động cơ secvô theo chiều ngược lại → giảm lượng dầu vào Diesel của MF1 dẫn đến giảm tần số của MF1. Đồng thời nó cũng làm mở tiếp điểm 3-11/K89.3/089 khống chế mạch quay động cơ secvô theo chiều tăng lượng dầu vào DG1.

Khi các điều kiện hoà đã đủ máy tính sẽ đóng tiếp điểm 71-72/PMS-DG1/170 làm cho các rơle K170.21, K170.22, K170.23 có điện. Tiếp điểm của các rơle này đóng vào cấp nguồn cho bộ DEIF HAS-111DG/171 chọn thời điểm hoà để đóng máy phát lên lưới như ở chế độ bán tự động.

Sau khi aptomat được đóng vào lưới thì hệ thống sẽ tự động điều khiển quá trình phân chia tải cho các máy phát như ở chế độ tự động phân chia tải tác dụng.

Khi cần cắt máy phát số 1 ra máy tính sẽ đóng tiếp điểm 67-68/PMS-DG1/085 làm cho rơle K85.9 có điện mở tiếp điểm 2-10/K85.9/084 ra khiến cho cuộn giữ MN của aptomat chính mất điện làm mở aptomat chính của máy phát số 1 ra khỏi lưới, quá trình cắt aptomat chính này xảy ra tương tự như khi ta ấn nút SB84.8 của chế độ điều khiển bằng tay. 2.5. Tự động phân chia tải vô công cho các máy phát công tác song song:

Việc phân chia tải vô công cho các máy phát công tác song song trên tàu SAN FILICE là sự kết hợp giữa điều khiển phương pháp đặc tính ngoài và phương pháp nối dây cân bằng phía xoay chiều .

Điều khiển đặc tính ngoài bằng cách điều chỉnh biến trở CCR . Khi thay đổi độ lớn của biến trở là thay đổi tín hiệu dòng vào AVR và làm thay đổi độ nghiêng của đặc tính của máy phát

Nối dây cân bằng TA81.24 là biến dòng lấy tín hiệu dòng của máy phat.cuộn thứ cấp của biến dòng được nối với hai đầu K-L của bộ AVR. Các đầu K2-L2 của bộ AVR được nối nối tiếp với các đầu K2-L2 của bộ AVR các máy phát khác như hình vẽ. Giả sử máy phát số1 công tác độc lập các tiếp điểm 21-22 của K105.21 và K125.21 sẽ đóng lại làm cho cuộn K2-L2 của bộ AVR1 ngắn mạch, máy phát một công tác độc lập.

Hình 2.1 Phân bố tải vô công giữa các máy phát khi công tác song song. Các công tác tơ K85.21,K105.21,K125.21 được cấp nguồn bởi các tiếp điểm phụ của

aptomat chính .

Với một máy phát công tác độc lập ví dụ máy phát số 1 . Khi ta đóng aptomat chính cấp điện nên thanh cái thì tiếp điểm phụ của aptomat chính sẽ cấp nguồn cho K85.21 có điện và tiếp điểm 21-22 ở page 091 mở ra nhưng máy phát số 2 và số 3 vẫn chưa công tác nên các tiếp điểm K105.21,K125.21 vẫn đóng . khi đó cuộn nối dây cân bằng của máy phát số 1 vẫn kín mạch .

Khi các máy phát công tác song song với nhau thì các tiếp điểm của K85.21, K105.21 và K125.21 đều mở ra làm cho dòng chạy trong cuộn K2-L2 bộ AVR của mỗi máy phát không những phụ thuộc vào dòng của máy phát đó mà còn phụ thuộc vào dòng của các máy phát khác. Giả sử dòng của máy phát số 1 là lớn nhất do nhận nhiều tải vô công nhất thì sẽ làm cho dòng trong cuộn K2-L2 của máy phát số1 là lớn nhất, lúc này sẽ xuất hiện dòng chạy trong dây cân bằng sang các cuộn K2-L2 của các máy phát khác vì vậy làm cho sự thay đổi dòng kích từ của mỗi máy phát là như nhau. Các máy phát sẽ được tự động phân chia tải vô công đều nhau.

Như vậy sự thay đổi tải vô công của máy này luôn được máy kia cảm nhận thông qua biến dòng, nhờ đó luôn đảm bảo được sự cân bằng tải vô công giữa hai máy khi công tác song song. 2.6. Mạch điều chỉnh tần số và phân chia tải tác dụng cho các máy phát (page 083,089) 2.6.1 Giới thiệu các phần tử của mạch:

Current Transducer : Bộ cảm biến dòng điện. Power Transduce r: Bộ cảm biến công suất. Frequency Transducer : Bộ cảm biến tần số. Công tắc SA89.2 : Công tắc điều khiển có ba vị trí là: LOWER-OFF-RAISE. Bộ REC89.1 : Bộ biến đổi từ nguồn xoay chiều lấy từ máy phát qua biến áp thành nguồn 1 chiều cấp cho mạch điều chỉnh lượng nhiên liệu vào Diesel.

63-64&65-66/PMSDG1/089 : Các tiếp điểm điều chỉnh được điều khiển từ máy tính. K89.3, K89.4 : Các rơle trung gian .

M : Động cơ servo là loại động cơ 1 chiều 24V ;20W.

2.6.2 Nguyên lý hoạt động của mạch:

Để thay đổi tần số của máy phát khi máy phát công tác độc lập và thay đổi lượng tải tác dụng khi các máy phát công tác song song ta chỉ việc thay đổi lượng nhiên liệu cấp cho Diesel bằng cách điều khiển động cơ servo tác động lên thanh răng nhiện liệu.

Nguồn xoay chiều 220V từ máy phát số 1 qua biến áp chỉnh lưu biến đổi thành điện áp

một chiều 24V cấp cho mạch điều khiển và động cơ sẵn sàng hoạt động. + Điều chỉnh tần số và phân bố tải tác dụng bằng tay :

Khi tần số của máy phát thấp hoặc nhận ít tải tác dụng ta đưa tay điều khiển SA89.2 về vị trí RAISE thì điện áp được cấp cho rơle K89.4. Rơle này có điện làm cho tiếp điểm 3- 11/K89.4/089 mở ra khiến rơle trung gian K89.3 bị khóa, đồng thời đóng tiếp điểm 6- 10/K89.4/089 cấp nguồn 24V cho động cơ servo hoạt động đưa nhiên liệu vào máy nhiều hơn làm cho tần số của máy phát tăng lên hay máy phát sẽ nhận nhiều tải tác dụng hơn.

Khi tần số của máy phát cao hoặc nhận nhiều tải tác dụng ta đưa tay điều khiển SA89.2 về vị trí LOWER thì điện áp được cấp cho rơle K89.3. Rơle này có điện làm cho tiếp điểm 3-11/K89.3/089 mở ra khiến rơle trung gian K89.4 bị khóa, đồng thời đóng tiếp điểm 6- 10/K89.3/089 cấp nguồn 24V cho động cơ servo hoạt động theo chiều ngược lại đưa nhiên liệu vào máy ít hơn làm cho tần số của máy phát giảm xuống hay máy phát sẽ nhận ít tải tác dụng hơn.

Khi hai máy phát đang công tác song song với nhau mà phân bố tải tác dụng không đều. Để phân bố lại tải tác dụng cho hai máy phát ta đưa tay điều khiển lượng nhiên liệu của máy phát nhận nhiều tải tác dụng hơn sang vị trí LOWER và đưa tay điều khiển của máy nhận ít tải tác dụng hơn sang vị trí RAISE cho tới khi tải tác dụng của hai máy cân bằng nhau thì dừng lại. + Tự động điều chỉnh tần số và phân chia lại tải tác dụng bằng máy tính: Bật công tắc SA89.2 sang vị trí số 2 ( Off ). Tiếp điểm 5-6/SA89.2/089 đóng vào trong quá trình công tác song song giữa MF1 và MF2 hoặc số 3. Vì một lý do nào đó làm cho tần số hay tải tác dụng của MF1 bị thay đổi đột ngột. Thì nó phải tự động có tín hiệu đến để điều chỉnh động cơ secvô để thay đổi lượng dầu vào DG1 làm thay đổi được tải tác dụng của MF1 như mong muốn.

Tự động điều chỉnh tần số hay phân phối tải tác dụng dựa vào khối PMS DG1.Giả sử nếu tần số hay tải tác dụng của MF1 mà bị giảm thì các bộ cảm biến tần số (Frequency Transducer), cảm biến công suất (PowerTransducer), cảm biến dòng điện (Current Transducer) sẽ có tín hiệu đưa vào khối PMS (083) thì ở đầu ra của nó 65-66/PMS DG1/089 đóng lại. Cuộn hút của rơle K89.4 có điện.Quá trình xảy ra như trong trường hợp điều chỉnh bằng tay.

Nếu tần số hay tải tác dụng của MF1 mà bị tăng lên thì các bộ cảm biến tần số (Frequency Transducer), cảm biến công suất (PowerTransducer), cảm biến dòng điện (Current Transducer) sẽ có tín hiệu đưa vào khối PMS (083), đầu ra PMS DG1(63-64 /089) đóng lại. Cuộn hút của rơle K89.3 có điện .Quá trình xảy ra như trong trường hợp điều chỉnh bằng tay. 2.7. Các mạch đo (page 082): 2.7.1 Giới thiệu các phần tử có trong mạch :

HR: Là đồng hồ đo thời gian hoạt động của máy phát. Reverse power Relay: Là rơle bảo vệ công suất ngược cho máy phát.

Over Current relay: Là rơle bảo vệ quá dòng cho máy phát. Current Converter: Là bộ biến đổi dòng điện. Power Converter: Là bộ biến đổi công suất. KW: Là đồng hồ đo công suất của máy phát. Voltage Buit-up Relay: Là rơle bảo vệ điện áp thấp. Voltmeter Switch (SA82.9):Là công tắc xoay để đo điện áp các pha của máy phát, có 5 vị trí là: OFF-RS-ST-TR-BUS. Ammeter Switch(SA82.6): Là công tắc xoay để chọn đo dòng điện các pha, có 4 vị trí là : O-R-S-T. A: Là đồng hồ ampe kế dùng để đo dòng điện chạy qua các pha. V : Là đồng hồ vôn kế dùng để đo điện áp các pha của máy phát số1 và của thanh cái. F: Là tần số kế để đo tần số của máy phát và của lưới. Current Transduce : Là bộ biến đổi dòng. Power Transduce : Là bộ biến đổi công suất. Freq Transduce : Là bộ biến đổi tần số.

2.7.2 Hoạt động của các mạch đo: Mạch đo thời gian hoạt động của hệ thống : khi máy phát hoạt động, điện áp của máy phát được cấp đến đồng hồ đo thời gian HR đếm thời gian hoạt động của máy phát. Tín hiệu dòng và tín hiệu áp của máy phát qua bộ biến đổi dòng và bộ biến đổi công suất

cấp cho đồng hồ KW để đo công suất tác dụng của máy phát.

Tín hiệu dòng của máy phát thông qua công tắc S31 (Ammerter Switch) để lựa chọn đo dòng các pha R-S hoặc pha T của máy phát hoặc không đo dòng của pha nào khi nó ở vị trí 0.

CHƯƠNG II : MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG TRÊN BOONG

Công tắc xoay SA82.9 là công tắc lựa chọn có 5 vị trí để lựa chọn đo điện áp các pha RS,ST,TR, đo điện áp của thanh cái (BUS) hoặc không đo điện áp pha nào khi nó ở vị trí OFF.Tín hiệu áp thông qua công tắc lựa chọn được đưa tới đồng hồ vol kế và đồng hồ tần số kế để đo điện áp và tần số của các pha tương ứng. I. Hệ thống máy lái điện thuỷ lực * Khái niệm chung Thiết bị lái được xếp vào nhóm máy phụ quan trọng nhất trên tàu thuỷ. Thiết bị này thực hiện chức năng điều khiển con tàu theo hành trình cho trước, đi lại trong các luồng lạch hẹp hoặc điều động tàu ra vào cảng …

Hoạt động của thiết bị lái có ý nghĩa rất lớn trong việc đảm bảo an toàn , nâng cao

hiệu quả kinh tế trong khai thác con tàu . * Quy phạm của đăng kiểm cho hệ thống lái Với chức năng và tầm quan trọng như vậy, hệ thống truyền động điện lái phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau đây :

- Hệ thống lái phải có cấu tạo đơn giản, có độ bền cao. Hệ thống điều khiển phải được thiết kế với sơ đồ đơn giản nhất, sử dụng ít các khí cụ. Các máy điện , các khí cụ điện, các chi tiết cơ khí … phải được chế tạo đặc biệt và được kiểm tra chặt chẽ trước khi được lắp ráp , sử dụng dưới tàu . - Có hệ số dự trữ cao. Những phần tử quan trọng trong hệ thống đều được lắp ráp

dưới dạng kép. Chúng có thể làm việc độc lập hoặc song song với nhau

- Có khả năng quá tải lớn theo mô men . Mômen quay của phần tử thực hiện phải

luôn lớn hơn mômen cản cực đại xuất hiện trên trụ lái trong quá trình bẻ lái

- Phải đảm bảo thời gian bẻ lái . Khi tàu hành trình với tốc độ lớn nhất, thời gian để bẻ lái từ 350 mạn này sang 350 mạn kia của con tàu không được vượt quá 28 s . Nếu góc bẻ lái < 350 thì thời gian bẻ lái phải nhỏ hơn thời gian T được tính theo biểu thức sau : Đối với tàu quân sự và các tàu công trình (tàu cuốc , lai dắt) thời gian từ góc bẻ lái lớn nhất từ mạn này sang góc bẻ lái lớn nhất mạn kia là 20 s hoặc có thể còn nhỏ hơn nữa .

- Đơn giản và thuận tiên trong điều khiển . Mọi thao tác điều khiển cần được thực hiện thông qua một cơ cấu điều khiển . Cần có ít nhất từ hai đến ba trạm điều khiển . Việc chuyển từ trạm điều khiển này sang trạm điều khiển kia phải dễ dàng nhanh chóng .

- Phải có thiết bị kiểm tra để biết vị trí thực của bánh lái . Thiết bị này phải hoạt động tin cậy với độ chính xác cho phép . Sai số ở vùng góc bẻ lái nhỏ là * 10 , ở vùng góc bẻ lái lớn có thể tới *2,5 0 . - Phải có hệ thống lái sự cố . Khi chuyển từ hệ thống lái chính sang lái sự cố thời gian

không được vượt quá hai phút - Trọng lượng và kích thước nhỏ , giá thành thấp .

1. Hoạt động sơ đồ điều khiển thuỷ lực

Hệ thống lái được xếp vào nhóm thiết bị đặc biệt quan trọng trên tàu thuỷ với chức năng đưa tàu đi theo một hướng cho trước hoặc điều khiển tàu đi theo các luồng lạch, đặc biệt giữ an toàn cho con tàu, tính mạng của các thuyền viên trên tàu.

1.1 Giới thiệu phần tử.

M1, M2: Động cơ điện lai bơm thủy lực (loại động cơ dị bộ ba pha roto lồng sóc khởi động đảo chiều thông qua biến tần);

P1, P2: Bơm thủy lực có khả năng đảo chiều, thay đổi lưu lượng từ tốc độ của động cơ lai;

FL: Các phin lọc;

X: Các van một chiều;

VA,VB: Các van 3/2 được điều khiển bằng tay hoặc điện từ, khóa an toàn;

: Các van tràn. Khi áp lực dầu thủy lực đủ lớn thắng được lực đẩy của lò V1 – V4 xo thì lòng van sẽ dịch phải, cho phép dầu thủy lực chảy qua;

V5 – V8: Van an toàn;

V9 – V10: Van bảo vệ động cơ thủy lực;

: Các van một chiều; V11 – V18

: Các van một chiều áp lực lớn; V19 – V24

LEVEL SWITCHES: Cảm biến báo mức dầu thuỷ lực trong két;

RUDDER ACTUATOR: Động cơ thủy lực quay bánh lái;

HAND OPERATED PUMP (Ship yard delivery): Bơm bằng tay

FIXED OIL STORAGE TANK: Bể chứa dầu thủy lực không bay hơi.

1. 2. Hoạt động của hệ thống điều khiển thuỷ lực như sau:

Khởi động động cơ điện lai bơm thủy lực thông qua biến tần điều khiển chiều quay của bơm. Khi mạch điện điều khiển bơm có điện thì các vạn điện từ VA,VB cũng được cấp điện, cửa 2 thông với cửa 3 mở đường dầu hồi từ các van tràn V1 – V4 về đường hút của bơm thủy lực làm giảm áp suất trong khoang tạo lực khóa của van tràn - sãn sàng cho dầu thủy lực chảy qua khi áp suất cho phép. Giả sử khởi động động cơ số 1 sao cho bánh lái bẻ lái sang trái, động cơ lai bơm thủy lực quay chiều thuận, dầu từ két theo đường ống dẫn qua van một chiều V11 tới bơm dầu thủy lực. Dầu thủy lực có áp lực lớn được dẫn qua (PORT) van một chiều V14, V13 khóa, tiếp tục tới van tràn V2 vào động cơ thủy lực. Động cơ thủy lực bẻ bánh lái quay theo chiều kim đồng hồ - bánh lái được bẻ sang trái, tàu chuyển hướng sang trái. Dầu thủy lực sau khi ra khỏi động cơ thủy lực được theo đường ống trở về két.

Trường hợp muốn bẻ bánh lái sang phải - thay đổi hướng tàu sang phải ta phải điều khiển biến tần đảo chiều động cơ lai bơm dầu thủy lực theo chiều ngược lại. Bơm thủy lực bơm dầu chảy theo chiều ngược lại, dầu từ két theo đương ống dẫn qua van một chiều V13 tới bơm dầu thủy lực. Dầu thủy lực có áp lực lớn được dẫn qua (STB) van một chiều V12, V11 khóa, tiếp tục tới van tràn V1 vào động cơ thủy lực. Động cơ thủy lực bẻ bánh lái quay ngược chiều kim đồng hồ - bánh lái được bẻ sang phải, tàu chuyển hướng sang phải. Dầu thủy lực sau khi ra khỏi động cơ thủy lực được theo đường ống trở về két.

Mạch điều khiển thuỷ lực số 2 hoạt động tương tự như mạch điều khiển thuỷ lực số 1. Hai mạch điều khiển cùng điều khiển cấp dầu thủy lực cho một động cơ thuỷ lực quay bánh lái.

Các bảo vệ của mạch điều khiển thuỷ lực:

Bảo vệ chống xoay bánh lái khi mạch điều khiển bơm không có điện: Các van VA,VB không có điện, áp lực dầu cao từ ống dẫn vào động cơ thủy lực qua van một chiều áp lực cao V21 – V24 qua cửa 1 van VA,VB thông với cửa 2 vào khoang tạo lực giữ của van tràn, khóa không cho dầu thủy lực chảy qua các van, động cơ thủy lực giữ bánh lái cố định.

Bảo vệ động cơ thủy lực bằng van V9, V10: Khi áp suất dầu thủy lực vào bơm thủy lực

vì lý do nào đó cao quá giá trị đặt cho phép thì van V9, V10 mở thông cho dầu chảy qua van tràn còn lại theo đường ống qua van một chiều trở lại cửa vào của bơm. Giá trị đặt ở van V9, V10 160bar tới 200bar.

Bảo vệ an toàn cho đường ống: Nếu áp lực dầu trên đường ống lớn quá mức cho phép

van V5 – V8 mở thông cho dầu chảy qua vào fin lọc FL trở lại theo đường ống dẫn từ két vào bơm thủy lực, nếu áp lực dầu quá lớn không chảy kịp qua fin lọc thì dầu sẽ chảy tắt qua các van một chiều áp lực lớn V19, V20. Giá trị đặt ở van V5 – V8 128bar tới 160bar

2. Mạch khởi động động cơ lai bơm thuỷ lực

2.1. Các phần tử chính của mạch:

F1: là bộ kiểm soát mất pha;

F11 - F 48: là các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển;

F57 - F 58: là các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển;

H1: là đèn báo động cơ lai bơm đang hoạt động;

H2: là đèn báo điện trở sấy đang hoạt động;

H3: là đèn báo nguồn;

K10 - K17: là các rơle trung gian;

S1: là công tắc chính cấp nguồn cho hệ thống;

S2: là công tắc chọn chế độ điều khiển;

S3, S4: nút ấn điều khiển;

T1: là biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển;

X1-X2: biến áp cấp cho đèn tín hiệu;

U1: là bộ biến tần;

U2: là card mạch chuyển tiếp các tín hiệu;

M: là động cơ điện lai bơm thuỷ lực.

2.2.Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển:

Ta đóng công tắc cấp nguồn S1 sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ hoạt động. Qua biến

áp T1 cấp nguồn 220VAC cho mạch điều khiển làm cho đèn H3 sáng báo nguồn đã được cấp, rơle trung gian K10 có điện. K10 có điện làm cho tiếp điểm của nó ở 13-14/K10/3.4 đóng lại nối tín hiệu sẵn sàng hoạt động của biến tần vào card mạch chuyển tiếp các tín hiệu (báo không lỗi nguồn).

 Chế độ điều khiển tại chỗ:

Ta bật công tắc lựa chọn chế độ điều khiển S2 sang vị trí LOCAL làm cho:

Tiếp điểm 2-11/S2/1.6 đóng rơle trung gian K11 có điện. K11 có điện làm cho tiếp điểm 13-14/K11/2.1 đóng vào cấp nguồn +24VDC vào biến tần, có tín hiệu vào đầu INPUT STOP biến tần sẵn sàng điều khiển động cơ lai bơm dầu thủy lực hoạt động. Khi mất tín hiệu vào đầu INPUT STOP biến tần sẽ ở trạng thái dừng, động cơ không hoạt động;

Tiếp điểm 53-54/K11/1.6, 83-84/K11/1.6 đóng vào đưa tín hiệu báo động cơ đang hoạt động đi tới nơi khác;

Tiếp điểm 21-22/K11/3.4 mở ra cắt tín hiệu vào RUN SIGNAL, báo bơm đang hoạt động

vào card mạch chuyển tiếp các tín hiệu;

Tiếp điểm 31-32/K11/3.8 mở ra cắt tín hiệu báo động áp lực dầu thấp;

Tiếp điểm 43-44/K11/1.7 đóng lại cấp điện cho đèn H1 báo động cơ đang hoạt động;

Tiếp điểm 03-04/K11/2.1 đóng lại nối tín hiệu điều khiển lái ở chế độ tự động;

Tiếp điểm 61-62/K11/1.7 mở ra đèn H2 tắt báo điện trở sấy không hoạt động;

Tiếp điểm 73-74/K11/1.4 đóng lại cấp điện cho van VA mở khóa an toàn sẵn sàng cho động cơ thủy lực hoạt động.

Tiếp điểm 14-13/S2/1.6 đóng, K12 không có điện, các tiếp điểm K12 giữ nguyên trạng thái;

Tiếp điểm 6-15/S2/3.4 đóng, mất điện vào công tắc báo động trên hệ thống điều khiển

trung tâm;

Tiếp điểm 10-9/S2/3.8 đóng, mất tín hiệu vào REMOTE CONTROL trên card mạch chuyển tiếp các tín hiệu, báo hệ thống đang được điều khiển tại chỗ;

Trên panel điều khiển lựa chọn tín hiệu điều khiển tốc động cơ vào biến tần: rơle K13 có

điện hay không có điện (điều khiển tốc độ động cơ theo tín hiệu lái lặp FU hay tốc độ cố định). Trong chế độ lái sự cố K13 không có điện, tốc độ động cơ sau khi khởi động được giữ cố định, tín hiệu điều khiển vào biến tần không đổi +10V;

Trên panel điều khiển lựa chọn thiết bị chỉ báo góc lái: rơle K14 có điện hay không có điện (thiết bị chỉ báo góc lái số 1 hay số 2). Trong chế độ lái sự cố K14 không có điện, các tiếp điểm giữ nguyên trạng thái.

Các rơle K15, K16 có điện khi biến tần được cấp nguồn, hoạt đông ở chế độ điều khiển

từ xa.

Ấn nút S3 cấp tín hiệu điều khiển khởi động động cơ quay theo chiều thuận vào biến tần, bơm thủy lực bơm dầu cấp cho động cơ thủy lực bẻ lái sang trái. Tàu chuyển hướng đi sang trái;

Ấn nút S4 cấp tín hiệu điều khiển khởi động động cơ quay theo chiều ngược vào biến tần, bơm thủy lực bơm dầu cấp cho động cơ thủy lực bẻ lái sang phải. Tàu chuyển hướng đi sang phải.

 Chế độ điều khiển từ xa:

Ta bật công tắc lựa chọn S2 sang vị trí REMOTE, rơle K10 có điện tương tự như chế độ điề khiển tại chỗ.

Tiếp điểm 2-1/S2/1.6 đóng rơle trung gian K11 sẵn sàng có điện.

Tiếp điểm 14-21/S2/1.6 đóng, K12 có điện, các tiếp điểm K12 đóng lại. Các tiếp điểm 13-14/K12/2.1, 43-44/K12/2.2, 03-04/K12/2.2 đóng lại nối các tín hiệu điều khiển biến tần từ xa. Tiếp điểm 31-32/K12/2.2 mở ra cắt tín hiệu vào các nút ấn điều khiển biến tần tại chỗ ở chế độ sự cố.

Tiếp điểm 6-5/S2/3.4 đóng, cấp điện vào công tắc báo động trên hệ thống điều khiển trung tâm;

Tiếp điểm 10-17/S2/3.8 đóng, cấp tín hiệu vào REMOTE CONTROL trên card mạch chuyển tiếp các tín hiệu, báo hệ thống đang được điều khiển từ xa.

Ấn nút điều khiển khởi động từ xa cấp điện cho rơle K17, tiếp điểm 13-14/K17/1.5 đóng

lại cấp điện cho rơle K11. Rơle K11 có điện hoạt động tương tự như chế độ điều khiển tại chỗ.

Các rơle K15, K16 luôn có điện khi biến tần được cấp nguồn, các tiếp điểm 11-

14/K15/2.4 và 11-14/K16/2.4 đóng, đưa tín hiệu điều khiển lái từ hệ thống điều khiển tự động với biến tần. Nếu góc bẻ lái sang trái lớn quá giới hạn cho phép, công tắc giới hạn góc bẻ lái trái sẽ mở (21-22) rơle K15 mất điện không cho tín hiệu tiếp tục điều khiển bẻ lái sang

trái vào biến tần, động cơ lai bơm thủy lực dừng, chỉ còn tín hiệu bẻ lái sang phải cho phép thực hiện. Tương tự đối với trường hợp bẻ lái sang phải lớn quá giới hạn cho phép.

2.3.Các chế độ bảo vệ và báo động cho động cơ lai bơm:

Để bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển người ta dùng các cầu chì bảo vệ.

Báo động mất pha: Khi động cơ lai bơm thuỷ lực bị mất pha thì làm cho khối F1 hoạt động làm đóng tiếp điểm 15-18/F1/3.3 đưa tín hiệu vào card mạch chuyển tiếp các tín hiệu, báo động động cơ lai bơm bị mất pha.

Báo động quá tải: Khi động cơ bị quá tải thì dòng qua biến tần sẽ lớn hơn bình thường, biến tần sẽ đưa tín hiệu ra (01-03) mở mất tín hiệu OVERLOAD vào card mạch chuyển tiếp các tín hiệu, báo động động cơ lai bơm bị quá tải.

Báo động mất nguồn điều khiển: Khi mất nguồn điều khiển thì làm cho rơle trung gian K11 mất điện. Tiếp điểm 13-14/K10/3.4 mở ra mất tín hiệu vào card mạch chuyển tiếp các tín hiệu, đưa tín hiệu báo động mất nguồn điều khiển.

Báo động góc bẻ lái quá giới hạn: Khi góc bẻ lái sang trái vượt quá giới hạn cho phép

K15 mất điện mở tiêp điểm 21-24/K15/3.5 cắt tín hiệu PORT ORDER vào card mạch chuyển tiếp các tín hiệu, đưa tín hiệu báo động góc bẻ lái sang trái lớn quá giới hạn. Tương tự đối với trường hợp bẻ lái sang phải lớn quá giới hạn cho phép.

Ngoài ra hệ thống còn các báo động cho mạch thủy lực lấy tín hiệu tứ các cảm biến đặt trên mạch thủy lực bao gồm như sau:

Báo động mức dầu thủy lực trong két thấp;

Báo động nhiệt độ dầu thủy lực cao;

Báo động fin lọc bị tắc;

Báo động góc bẻ lái gần tới giới hạn.

3. Hệ thống lái tự động PT500.

Lái tự động PT500D-J-N2 là hệ điều khiển lái số trên cơ sở của lái số Model PT500. Hệ thống lái tự động PT500D-J-N2 đã được lắp đặt nhiều trên các tàu hàng trọng tải lớn đóng mới tại Việt Nam do hãng YOKOGAWA DENSIKIKI của Nhật Bản thiết kế chế tạo. Qua khai thác, lái tự động PT500 cũng rất phổ biến và được đánh giá cao. 3.1 .Giới thiệu phần tử.

: khối xử lý trung tâm.

Các phần tử trên buồng lái (Wheel House): CONTROL STAND : trụ lái. AUTO STEERING UNIT : khối lái tự động. HAND STEERING : tay lái lặp. NON FOLLOW UP STEERING : tay lái đơn giản. CPU Helm Transmitter : bộ phát tín hiệu góc bẻ lái của chế độ lái lặp. Mode Switch System Switch : công tắc chuyển chế độ lái ( lái lặp (H) - lái tự động (A)). : công tắc chuyển từ chế độ lái đơn giản (NFU) sang chế độ lái

Auto Terminal Board : trạm chứa các phần tử thực hiện chế độ lái tự động. lặp (FU).

: trạm chứa các phần tử thực hiện chế độ lái bằng tay.

: nguồn cấp. Manual Terminal Board Power suply V/I : bộ chuyển đổi tìn hiệu điện áp sang dòng điện.

: hộp chứa nguồn cấp và các phần tử thực hiện (khâu

+/Các phần tử ở buồng máy lái (Steering Gear Room): Control & Power Box thực hiện trung gian), gồm có: : panel thiết bị điều khiển phụ trợ. : rơle khống chế.

: biến áp cấp nguồn cho hệ thống lấy nguồn từ mạng điện tàu. Servo Control Board Relay Tr NFB : automat chính.

: bơm thuỷ lực lai máy lái. : van điện từ. : máy lái. : bộ phát tín hiệu phản hồi góc bẻ lái.

: điểm thử. Nguồn cấp : lấy từ mạng điện tàu AC 440V, 60Hz, 1 pha. Tr : biến áp cấp nguồn cho mạch. Voltage Regulator : bộ điều chỉnh điện áp. TP (Test Point) S.SSR, P.SSR (Stbd, Port Solid State Relay) : rơle công suất khống chế van điện từ

: van điện từ phải, trái. Limit Switch (STBD, PORT) : ngắt cuối (Phải, Trái) có chức năng giới hạn góc

: công tắc chọn chế độ thử có 2 vị trí là Normal và Test. : chiết áp thử. : khối so sánh và khuếch đại tín hiệu lái.

: mạch điều chỉnh vùng không nhạy. : điều chỉnh vùng không nhạy.

: chiết áp điều chỉnh vùng không nhạy (trái và phải). : bộ phát tín hiệu phản hồi góc bẻ lái. : chiết áp 5 K tạo tín hiệu phản hồi góc bẻ lái. : chiết áp điều chỉnh tín hiệu phản hồi góc bẻ lái. : cộ chuyển đổi tín hiệu điện áp sang dòng điện. : chiết áp điều chỉnh. : các rơle trung gian.

Starter run signal : tín hiệu khởi động động cơ bơm thuỷ lực lai máy lái. Hydraulic Pump Solenoid Valve Steering Gear  Transmitter +/ Sơ đồ điều khiển động cơ secvo. phải và trái. S.SOL, P.SOL quay bánh lái. SW1 VR4 Comparator Dead Band Control Circuit Dead Band Adjuster VR2, VR3  Transmitter Potentiometer VR6, VR7 V/ I VR1, VR5 RL3, RL5, RL23 3.2 .Nguyên lý hoạt động. +/Chế độ lái bình thường : Được thực hiện trong buồng điều khiển lái (W/H). Tín hiệu góc bẻ lái  (Rudder Order Signal) có thể là:

Tín hiệu lái lặp (ở chế độ HAND - FOLLOW UP). Tín hiệu lái tự động (ở chế độ AUTO).

Sau bộ khuếch đại thuật toán KĐTT ta được tín hiệu  với  0,1V /1o .

Tín hiệu phản hồi góc bẻ lái  (Rudder Feedback Signal): nhận từ bộ phát là một chiết áp 5K (Potentiometer). Tín hiệu phản hồi này qua bộ KĐTT có chỉnh 0 và qua KĐTT có chỉnh hệ số tỉ lệ K4(SPAN).

Khối SERVO CONTROL BOARD có nhiệm vụ nhận các tín hiệu bao gồm: tín hiệu điều khiển từ CPU trong chế độ lái tự động AUTO hoặc từ tay lái lặp trong chế độ lái lặp HAND và tín hiệu phản hồi góc bẻ lái. Hai tín hiệu này được so sánh với nhau sau đó đưa tới bộ khuếch đại rồi đưa vào khối tạo vùng không nhạy (có giá trị 0,5 hoặc 2).

Đầu ra của KĐTT ta được tín hiệu điều khiển -. Tín hiệu sau đó được đưa tới điều khiển đóng mở các transistor để đưa tới điều khiển các rơle công suất SSR, các rơle này sẽ đóng tiếp điểm cấp nguồn cho các van điện từ. Tùy thuộc vào giá trị của tín hiệu điều khiển mà khối SERVO CONTROL BOARD sẽ điều khiển cấp nguồn cho các van điện từ trái hay phải có điện. Khi 2 van điện từ được mở thì dầu thủy lực sẽ được đưa tới xilanh thủy lực để thực hiện bẻ bánh lái sang trái, sang phải. +/Chế độ lái đơn giản. Bật công tắc MODE SWITCH tới vị trí NFU ( NON-FOLLOW UP), các tiếp điểm của nó trong mạch cấp nguồn tới các rơle trung gian cấp nguồn cho van điện từ.

Khi muốn quay bánh lái về phía phải  gạt công tắc NFU theo chiều S. Khi đó sẽ có dòng điện trực tiếp đi từ chân số 8 qua tiếp điểm của công tắc qua tiếp điểm ngắt cuối bên phải(STBD LS)  đến van điện từ phải S.SOL Van được mở, dầu thuỷ lực được bơm vào xilanh đẩy piston làm quay trụ lái sang phải.

Khi muốn bánh lái quay trái thì quá trình ngược lại : gạt công tắc NFU Steering Lever theo chiều P. Khi đó van điện từ P.SOL được cấp nguồn.Van được mở, dầu thủy lực được bơm vào xilanh đẩy piston làm quay trụ lái sang trái.

Trụ lái chỉ dừng quay khi ngừng tác động vào công tắc NFU Steering Lever hoặc khi bánh lái quay tới góc giới hạn, khi đó ngắt cuối sẽ mở ra cắt nguồn vào van điện từ mặc dù vẫn tác động vào công tắc. Lúc này chỉ cho phép tác động quay bánh lái theo chiều ngược lại. +/ Chế độ lái lặp.

Để làm việc ở chế độ lái lặp, trước hết người điều khiển phải đưa bánh lái về mặt phẳng trung tính của tàu. Sau đó bật công tắc Mode Switch sang vị trí Hand và chọn bộ chuyển đổi tín hiệu lái lặp No.1 hoặc No.2 Helm Transmitter, đồng thời đưa máy lái số 1 hoặc số 2 vào làm việc bằng cách chuyển công tắc System Switch sang vị trí FU1 hoặc FU2.

Để tạo lặp người ta dùng cầu cân bằng điện trở. Trên đài lái ở buồng lái, bộ phát Helm Transmitter là chiết áp 5K tạo tín hiệu bẻ lái có con chạy nối cơ khí với tay điều khiển (Steering Handle). Dưới buồng máy lái, bộ phát  Transmitter là một chiết áp tạo tín hiệu phản hồi góc bẻ lái (Potentiometer 5K) có con chạy nối cơ khí với trụ lái. Hai chiết áp trên được nối thành một cầu cân bằng điện trở, nguồn cấp cho chiết áp là nguồn đối xứng 15V.

Giả sử cần thực hiện lệnh bẻ lái sang phải 5o người điều khiển đưa tay điều khiển sang trái làm kim chỉ góc lái lệch sang 5o phải.

Từ chiết áp Helm Transmitter xuất hiện tín hiệu điều khiển  đi qua bộ chuyển đổi tín hiệu từ điện áp sang dòng điện V/ I CONV. (1mA/1o) được đưa đến các tầng khuếch đại tín

hiệu và tạo tín hiệu tỷ lệ góc lái, sau đó được đưa đến mạch Servo Control Board để so sánh với tín hiệu phản hồi góc bẻ lái lúc này có giá trị  = 0 nhờ bộ so sánh Comparator KĐTT.

Do vị trí 2 con chạy không trùng nhau nên ở cửa vào của KĐTT có tín hiệu điều khiển, tín hiệu điều khiển lúc này là tín hiệu dương. Tín hiệu - sau KĐTT được khuếch đại kích mở transistor phải dẫn đến rơle phải S.SSR được cấp nguồn đóng tiếp điểm của nó cấp nguồn cho van điện từ phải S.SOL, dầu thủy lực được đưa vào xylanh lực theo chiều quay bánh lái sang phải. Khi bánh lái quay sang phải làm cho con chạy chiết áp phản hồi góc bẻ lái quay theo.

Lúc đó từ bộ  Transmitter phát ra tín hiệu  (1mA/1o) phản hồi qua các khuếch đại tỷ lệ tín hiệu đưa trở lại bộ so sánh Comparator với giá trị tăng dần theo góc quay của bánh lái. Khi vị trí hai con chạy trùng nhau thì tín hiệu cộng trước KĐTT mất đi (- = 0), rơle phải S.SSR mất nguồn cấp làm cho van điện từ phải S.SOL mất điện dừng cấp dầu vào xylanh lực làm bánh lái dừng ở 5o phải.

Khi đưa tay điều khiển sang trái hoạt động của hệ thống cũng tương tự như trên, chỉ khác tín hiệu qua khuếch lúc này là tín hiệu âm. Tín hiệu này tiếp tục qua khâu đảo dấu → Mở transistor phía dưới làm rơle trái P.SSR có dòng chạy qua: Nguồn từ chân số 3 (phía thứ cấp biến áp T1) qua rơle trái  tiếp điểm ngắt cuối bên trái (PORT LS)  Van điện từ trái P.SOL  về chân số 5. Khi van điện từ trái có điện, dầu thủy lực sẽ đi vào xilanh theo chiều làm bánh lái quay sang trái. Quá trình tiếp theo hoàn toàn tương tự như khi bánh lái quay phải. Ở chế độ này người điều khiển cần theo dõi đồng hồ chỉ báo góc lái xem có phù hợp

với góc bẻ lái theo lệnh hay không. +/ Chế độ lái tự động.

Chế độ này thường sử dụng khi tàu hành trình trên biển với sóng gió dưới cấp 6. Lái tự động có chức năng tự động điều chỉnh bánh lái theo hướng đi đặt trước khi có sự khác nhau giữa tín hiệu hướng đi đặt và hướng đi thực tế của tàu và làm sự sai lệch bị triệt tiêu bằng cách sử dụng khối xử lý trung tâm CPU. Để thực hiện chế độ lái này người điều khiển phải chuyển công tắc Mode Switch về vị

trí Auto và công tắc System Switch về vị trí FU.

Ở chế độ này, hệ thống lái hoạt động chủ yếu dựa vào các tín hiệu được đưa vào máy tính như tín hiệu la bàn con quay GYRO SIGNAL, tín hiệu của la bàn phụ AUX COMPASS SIGNAL, thông số nhập vào cho chế độ lái tự động từ máy tính bên ngoài EXTERNAL COMPUTER SIGNAL (các tín hiệu số NMEA 0183), và tín hiệu tốc độ tàu từ máy đo tốc độ tàu SPEED LOG SIGNAL (tín hiệu xung pulse/n mile)

Tín hiệu độ lệch hướng đi của tàu sinh ra trong những trường hợp sau: Khi có nhiễu loạn tác động. Giả sử để thực hiện thao tác quay bánh lái sang trái thì tín hiệu điều khiển sau KĐTT được khuếch đại kích mở transistor trái dẫn đến rơle trái P.SSR được cấp nguồn đóng tiếp điểm của nó cấp nguồn 100V cho van điện từ trái P.SOL, dầu thủy lực được đưa vào xylanh lực theo chiều quay bánh lái sang trái. Khi bánh lái quay sang trái làm cho con chạy chiết áp phản hồi góc bẻ lái quay theo.

Lúc đó từ bộ  Transmitter phát ra tín hiệu  (1mA/1o) phản hồi qua các khuếch đại tỷ lệ tín hiệu đưa trở lại với giá trị tăng dần theo góc quay của bánh lái được chuyển đổi tín hiệu từ tín hiệu tương tự sang tín hiệu số nhờ bộ A/D và được CPU xử lý tính toán so sánh

với tín hiệu lệnh lái o và các tín hiệu la bàn từ đó khối xử lý trung tâm CPU sẽ so sánh để tính toán ra độ lệch hướng đi -o sau đó độ lệch này được CPU xử lý theo thuật toán tỷ lệ vi tích phân PID để tạo ra sự phối hợp giữa tín hiệu tác dụng tỷ lệ điều khiển góc bẻ lái tùy theo mức độ độ lệch hướng đi, tác dụng tích phân độ lệch hướng đi được đưa vào để loại trừ bất kỳ sự nhô ra nào của mũi tàu khỏi hướng đi đặt do sóng, gió và dòng hải lưu gây ra, tác dụng vi phân được đưa vào điều khiển bánh lái nhằm cải thiện khả năng giữ hướng, cùng với bộ lọc thông thấp để tránh sự di chuyển quá lớn của bánh lái.

Tại bộ xử lý trung tâm CPU xảy ra sự tính toán so sánh hai tín hiệu góc lệnh bẻ lái và tín hiệu phản hồi góc bẻ lái, khi hai tín hiệu này bằng nhau thì tín hiệu điều khiển ở đầu ra của CPU sẽ bị mất và khi đó van điện từ mất điện sẽ đóng đường dầu thủy lực cấp cho xylanh lực làm bánh lái dừng lại. II. Hệ thống Neo tàu San-Felice 1.Giới thiệu phần tử của hệ thống.

Đây là hệ thống neo điện-thủy lực gồm hai động cơ chính lai bơm thủy lực. 1Q1,2Q2 : aptomat cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống. 1T2 ,2T2 : Biến dòng lấy tín hiệu dòng cấp cho ampe kế A 1F1,2F2 : aptomat cắt chọn lọc cấp nguồn cho mạch điều khiển 1H1,2H2 : đèn báo nguồn. 1K1,1K2,1K3,2K1,2K2,2K3 : các contactor chính h : đồng hồ đo thời gian hoạt động của hệ thống 1K4,2K4 : role thời gian S11,S12 : các nút ấn khởi động,dừng. 1K5,2K5,K0,5K1 : các role trung gian PUM1, PUM2 : các động cơ điện lai bơm thủy lực. AUX.PUM : động cơ điện lai bơm phụ. 5F1 : aptomat cấp nguồn cho bơm phụ 5K1 : contactor chính. S15 : các nút ần khởi động,dừng bơm phụ. S10 : công tắc cấp nguồn cho điện trở sấy. E,E1,E2,E3 : các điện trở sấy. S10 : đèn báo điện trở sấy đang hoạt động. A1,A2 : là các modul cỏa PLC. K21, K27 : là các role trung gian S2 : nút ấn reset hệ thống và thử đèn. H11,H12,H15 : các đèn báo bơm 1,2 và bơm phụ đang chạy. H2 : đèn báo mạch thủy lực bị sự cố KS1 : cảm biến mức dầu trong két. KS7,KS17 : các cảm biến nhiệt độ dầu. KY1,KY2 : các van điện từ.

Hệ thống gồm hai bơm giống nhau có thể luân phiên làm việc.Muốn sử dung bơm 2.Nguyên lý hoạt động. nào ta đóng các aptomat cấp nguồn cho bơm ấy.Giả sử cho bơm số 1 hoạt động : Đóng aptomat 1Q1 cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.

Đóng aptomat 1F1 cấp nguồn cho mạch điều khiển.Khi đó đèn H1 sẽ sáng báo có nguồn.Role 1K5 có điện đóng tiếp điểm của nó ở page 02 khóa không cho phép bơm số 2 hoạt động.Đóng tiếp điểm ở page 04 sẵn sáng cấp nguồ cho bơm phụ hoạt động.

Đóng aptomat 5F1 cấp nguôn cho bơm phụ hoạt động. Khi các điều kiện như : mức dầu trong két không quá thấp,nhiệt độ dầu không quá

cao,quá thấp thì PLC mới cho phép khởi động hệ thống. Ấn nút S15 làm role trung gian 5K1 có điện đóng tiếp điểm của nó ở mạch động lực cấp nguôn cho bơm phụ hoạt động.Khi đó :

Tiếp điểm 13-14/5K1/03 đóng vào đẻ duy trì cho 5K1. Tiếp điểm 21-22/5K1/03 mở ra,ngắt nguồn vào điện trở sấy các bơm.Lúc này chỉ còn điện trở sấy dầu thủy lực hoạt động. Tiếp điểm 53-54/5K1/04 đóng lại làm các đèn H15 sáng,báo bơm phụ đang hoạt

động.

Ấn nút S11 để khởi động bơm số 1 làm 1K2 có điện. Tiếp điểm 13-14/1K2/01 đóng lại làm 1K1 có điện.Động cơ lai bơm được cấp nguồn để khởi động ở chế độ nối sao.Đồng thời role thời gian 1K4 cũng được cấp nguồn,sau thời gian trễ đặt trước nó đóng tiếp điểm 15-18 làm 1K3 được cấp nguồn,1K2 bị ngắt.Động cơ được chuyển sang làm việc ổn định ở chế độ nối tam giác.Đồng hồ cũng được cấp nguồn bắt đầu đếm thời gian hoạt động của bơm.

Tiếp điểm 13-14/1K3/01 đóng lại cấp điện cho van điện từ KY1,làm nó thay đổi trạng thái thông các cửa van cho dầu thủy lực chạy tuần hoàn. Tiếp điểm 43-44/1K3/04 đóng làm đèn H11 sáng báo bơm số 1 đang hoạt động.

3.Các loại bảo vệ. Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng các role nhiệt 1F1.Khi xảy ra quá tải tiếp điểm 95- 96/1F1/01 mở ra,ngắt nguồn toàn bộ mạch điều khiển làm dừng động cơ lại.

Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển bằng aptomat cắt chọn lọc 1F2.Nếu xảy ra ngắn mạch nhỏ thì mạch điều khiển sẽ được ngắt nguồn sau thời gian trễ.Nếu xảy ra ngắn mạch lớn thì mạch điều khiển sẽ được ngắt ra ngay lập tức.

Nếu contac cấp nguồn cho mạch sấy đóng lại thì mạch sấy sẽ tự động được cấp nguồn

Khi một trong hai bơm hoạt động thì mạch sấy các động cơ sẽ bị ngắt ra,chỉ còn điện Ngoài ra khi các điều kiện như mức dầu trong két,nhiệt độ dầu,áp lực dầu không đảm bảo thì PLC cũng sẽ không cho phép khởi động hoặc sẽ tự động dừng bơm nếu bơm đang hoạt động. 4 .Mạch sấy. ngay sau khi bơm dừng hoạt động. trở sấy dầu là hoạt động.

CHƯƠNG III : MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG DƯỚI BUỒNG MÁY

I. Hệ thống bơm cứu hỏa (page 298,299,300)

Hệ thống gồm hai bơm công suất 40KW/bơm.Đây là hệ thống rất quan trọng trên tàu thuỷ, nhiệm vụ chính của hệ thống là dập tắt các đám cháy một cách nhanh nhất để đảm bảo an toàn cho thuyền viên, con tàu cùng toàn bộ hàng hoá thiết bị trên tàu. Vì tính chất rất quan trong đó, nên hệ thống được thiết kế để có thể điều khiển ở nhiều vị trí khác nhau để có thể đưa hệ thống vào làm việc một cách nhanh nhất.

1. Giới thiệu phần tử của hệ thống. (page 298-299-300)

QF : Aptomat chính cấp nguồn cho hệ thống.

TA : Biến dòng cấp cho ampe kế

FT : Rơle nhiệt bảo vệ quá tải

KM1 : Các contactor chính

TC : Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển

U1,FU2,FU3: Các cầu chì bảo vệ cho mạch điều khiển

SA1 : Công tắc chọn chế độ điều khiển của bơm có hai vị trí: Local – Remote.

PMS : Modun điều khiển từ máy tính

SB1 : Nút ấn khởi động

SB2 : Nút ấn dừng

SA2 : Công tắc khống chế nguồn cho điện trở sấy

HL1 : Đèn báo bơm đang hoạt động

HL2 : Đèn báo nguồn

HL3 : Đèn báo bơm bị quá tải

HR : Đồng hồ đo thời gian hoạt động của bơm

K1,K2,K3,K4,K5 : Các rơle trung gian

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống.

Đóng aptomat chính QF cấp nguồn cho toàn mạch, hệ thống sẵn sàng hoạt động, đèn nguồn HL2 sáng. Hệ thống bơm cứu hỏa có 4 vị trí điều khiển: Tại bơm, trên bảng điện chính, tại buồng điều khiển cứu hoả và tại bàn điều khiển buồng lái.

2.1. Chế độ điều khiển tại chỗ

Đưa công tắc lựa chọn chế độ SA1 sang vị trí 1(local), tiếp điểm SA1 (1-11) đóng vào, 2- 14&2-15/SA1/298 mở ra. Tại chế độ Local bơm cứu hoả có 4 vị trí điều khiển: Tại bảng điện chính, tại buồng máy, tại bơm, và tại buồng điều khiển cứu hoả. Việc điều khiển tại 4 vị trí trên là như nhau, sau đây ta xét cho một vị trí tại bảng điện chính như sau.

Khi ta ấn nút khởi động SB1 ( có 3 vị trí) thì làm cho rơle trung gian K1 có điện tiếp điểm 6-10/K1/298 đóng vào làm cho EMV1 có điện,đóng tiếp điêm FS/EMV1/299 cấp điện cho rơle trung gian K4 hoạt động. .

Tiếp điểm của 6-10/K4/299 đóng vào cấp điện cho contactor chính KM1 hoạt động.Tiếp điểm chính của KM1 đóng lại,bơm được khởi động trực tiếp.Tiếp điểm 13-14/KM1/299 đóng vào để KM1 tự nuôi.

Tiếp điểm 83-84/KM1/298 đóng,đưa tín hiệu lên khối PMS MODUL I/P báo bơm đang

hoạt động.

Tiếp điểm 53-54/KM1/300 đóng lại làm đèn HL1 sáng báo bơm đang hoạt động.Tiếp điểm 73-74/KM1/300 đóng cấp điện cho đồng hồ HR hoạt động đếm thời gian hoạt động của bơm.

Tiếp điểm 21-22/KM1/300 mở ra,ngắt nguồn của điện trở sấy bơm.

Tiếp điểm 53-54/KM1/300 đóng lại,đèn HL2 sáng báo bơm đang hoạt động.

Tiếp điểm 73-74/KM1/300 đóng lại làm đồng hồ chạy bắt đầu đếm thời gian hoạt động của bơm.

Tiếp điểm 153-154/KM1/300 đóng lại,đưa tín hiệu báo bơm đang hoạt động đến trạm

cứu hỏa (FCS)

Khi dừng bơm ta ấn nút stop SB2 làm cho rơle trung gian K2 có điện.Tiếp điểm 2- 10/K2/298 mở ra làm cho K3 mất điện.Tiếp điểm 7-11/K3/299 nhả ra,ngắt điện vào cuộn hút của KM1 làm tiếp điểm chính của nó mở ra dừng bơm lại.Tiếp điểm 21-22/KM1/300 đóng lại,sẵn sàng cấp nguồn cho điện trở sấy bơm hoạt động.

2.2. Chế độ điều khiển từ xa.

Ta đưa công tắc chọn chế độ SA1 sang vị trí remote làm cho tiếp điểm 1 của nó mở ra

đồng thời 2-14&2-15/SA1/298 đóng lại(do có liên động cơ khí) sẵn sàng cấp điện cho K3.

Khi ta điều khiển từ xa từ màn hình máy tính khởi động bơm làm tiếp điểm 15-16/PMS đóng lại,rơle trung gian K3 có điện .Quá trình tiếp theo như trong trường hợp điều khiển bằng tay.

Khi ta điều khiển dừng bơm cứu hoả từ màn hình máy tính làm cho tiếp điểm 17- 17/PMS/299 mở ra làm cho rơle K2 có điện,mở tiếp điểm 2-10 ngắt điện vào K3.Quá trình tiếp theo xảy ra như trong trường hợp điều khiển bằng tay.

2.3. Hoạt động của mạch sấy(page 299).

Khi ta đóng công tắc SA2 sang vị trí ON khi bơm đang dừng thì tiếp điểm 21- 22/KM1/299 đóng vào điện trở sấy R được cấp điện để hoạt động, đèn báo điện trở sấy sáng.Khi bơm hoạt động 21-22/KM1/299 mở ra,điện trở sấy bị ngắt điện.

2.4. Các chế độ báo động và bảo vệ.

Bảo vệ ngắn mạch cho bơm bằng aptomat chính QF.

Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển bằng các cầu chì FU1, FU2, FU3.

Bảo vệ quá tải cho bơm bằng rơle nhiệt FT, Khi động cơ bị quá tải rơle nhiệt FT hoạt động, tiếp điểm 95-96/FT298 mở ra làm K3 mất điện,dẫn đến KM1 mất điện mở tiếp điểm ngắt nguồn cấp cho bơm.

II. Hệ thống bơm Ballast.

1. Giới thiệu các phần tử của hệ thống: (page 289-290-291)

QF: Aptomat chính khống chế nguồn cho động cơ lai bơm và mạch điều khiển.

KM1, KM2, KM3: Các contactor điều khiển.

TA : Các biến dòng.

FT: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ lai bơm.

TC : Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển.

A : Đồng hồ ampe kế để đo dòng điện chạy qua động cơ lai bơm.

K1, K2, K3, K4, K5: Các rơle trung gian.

SA1 : Công tắc lựa chọn vị trí điều khiển.

SB1 : Nút ấn khởi động bơm Balast tại bảng điện chính.

SB2 : Nút ấn dừng bơm Balast tại bảng điện chính.

FU1, FU2,FU3, FU4 : Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển.

PS : Tiếp điểm của cảm biến áp lực nước.

Self Primer : Bộ xả khí, để hút chân không.

HL1 : Đèn báo bơm đang hoạt động.

HL2 : Đèn báo nguồn.

HL3 : Đèn báo bơm bị quá tải.

R : Điện trở sấy.

SA2: Công tắc khống chế nguồn cho điện trở sấy.

HR: Đồng hồ đếm thời gian hoạt động của bơm.

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Đóng aptomat chính QF vào sẵn sàng cấp nguồn cho bơm hoạt động và cấp nguồn cho mạch điều khiển làm cho đèn báo nguồn HL2 sáng. Bơm Balast có 4 vị trí điều khiển: Tại bơm, tại bảng điện chính, tại buồng điều khiển cứu hoả, tại máy tính.

2.1. Chế độ điều khiển tại chỗ:

Đưa công tắc lựa chọn chế độ điều khiển SA1 sang vị trí LOCAL làm cho tiếp điểm 1-

13/SA1/289 đóng vào.Tiếp điểm 2-16&2-19/SA1/289 mở,khóa chế độ điều khiển từ xa.

Ấn nút khởi động SB1 làm cho role trung gian K4 có điện đóng tiếp điểm 6-10/K4/289 cấp điện cho role K1.Tiếp điểm tự nuôi 6-10/K1 /289 đóng lại.Tiếp điểm 7-11/K1/290 đóng lại sẵn sàng cấp điện cho K2.

Nếu áp lực nước đủ,tiếp điểm PS của cảm biến áp lực đóng lại,làm cho EMV1 có điện,đóng tiếp điểm FS lại,cấp điện cho role K2 .K2 có điện đóng tiếp điểm 6- 10/K2/290,cấp điện cho cuộn hút của contactor KM3 :

Tiếp điểm 13-14/KM3/290 đóng lại,cấp điện cho KM1.Tiếp điểm 163-164/KM1/290 đóng lại,duy trì cho KM1 khi KM3 mất điện.Tiếp điểm chính của KM1&KM3 đóng lại cấp điện cho động cơ lai bơm khởi động ở chế độ nối sao (Y).

Sau một thời gian trễ đặt trước,tiếp điểm thời gian 67-68/KM1/290 đóng lại làm cho 55- 56/KM1/290 mở ra(do liên động cơ khí) ,đồng thời cấp điện cho KM2.Động cơ chuyển sang công tác tại chế độ tam giác.Tiếp điểm 61-62/KM2 /290 khóa không cho cấp điện cho K3.

Các tiếp điểm 53-54&71-72&83-84/KM2/291 cấp điện cho đèn sáng báo bơm đang hoạt động,cấp điện cho đồng hồ đếm thời gian hoạt động của bơm và khóa không cho điện trở sấy R hoạt động.

Tiếp điểm 153-154/KM1/289đưa tín hiệu lên khối PMS báo bơm đang hoạt động.

+ Dừng bơm Ballast :

Khi bơm đang hoạt động để dừng bơm ta ấn nút dừng SB2 làm cho rơle trung gian K5 có điện,mở tiếp điểm 2-10/K5/289 làm K1 mất điện,tiếp điểm 7-11 mở ra,ngắt nguồn vào cuôn hút của các contactor chính,làm mở tiếp điểm của chúng ở mạch động lực ,ngắt nguồn cấp vào động cơ lai bơm.

2.2. Chế độ điều khiển từ xa:

Ta bật công tắc lựa chọn chế độ điều khiển SA1 sang vị trí REMOTE làm cho tiếp điểm 1-13/SA1/289 mở ra, tiếp điểm 2-16&2-19/SA1/289 đóng vào đưa tín hiệu khởi động từ xa tới máy tính và sẵn sàng cho chế độ điều khiển từ xa.

Khi có tín hiệu từ máy tính phát lệnh khởi động bơm Ballast thì làm cho tiếp điểm điều khiển từ máy tính ở 1-2/PMS/290 đóng vào cấp điện cho rơle trung gian K4.quá trình tiếp theo xảy ra tương tự như trong trường hợp điều khiển bằng tay.

Khi bơm đang hoạt động thì để điều khiển dừng bơm ở chế độ điều khiển từ xa, tín hiệu từ máy tính sẽ điều khiển làm đóng tiếp điểm 17-18/290 vào làm cho rơle trung gian K5 có điện. Quá trình tiếp theo xảy ra như trong chế độ điều khiển bằng tay.

2.3. Hoạt động của mạch sấy :

Bật công tắc SA2 sang vị trí ON.Nếu bơm đang không hoạt động(KM2 không có điện) thi điện trở sấy sẽ được đưa vào hoạt động .Khi bơm đang hoạt động thì nguồn cấp cho điện trở sấy sẽ bị khóa(nhờ tiếp điểm phụ thường đóng của KM2

Nếu SA2 luôn ở vị trí ON thì điện trowrw sấy sẽ tự động được cấp nguồn ngay khi dừng bơm.

2.4. Các mạch báo động và bảo vệ cho hệ thống :

Bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực của động cơ lai bơm bằng aptomat chính QF.

Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển và mạch sấy bằng các cầu chì FU1, FU2, FU3,FU4.

Mạch bảo vệ qúa tải cho động cơ lai bơm được thực hiện bởi rơle nhiệt FT Khi động cơ lai bơm bị quá tải thì rơle nhiệt FT sẽ hoạt động. Tiếp điểm 95-96/FT/289 mở ra làm cho role trung gian K1 mất điện, động cơ lai bơm sẽ ngừng hoạt động giống như khi ta ấn nút dừng STOP. Tiếp điểm 97-98/289 sẽ đóng vào cấp điện cho role trung gian K3

Tiếp điểm 6-10/K3/289 đóng lại ,đưa tín hiệu lên khối PM báo bơn bị quá tải

Tiếp điểm 7-11/K3/291 đóng lai,đèn HL3 sáng báo bơm đang bị quá tải

Tiếp điểm 8-12/K3/291 đóng lại đưa tín hiệu đến mạch báo động. Kết luận

Trên tàu SAN FILICE được trang bị hai bơm ballast vì vậy rất an toàn cho tàu trong quá trình khai thác.Hệ thống điều khiển bơm ballass trên tàu SAN FILICE được bố trí thuận tiện cho việc vận hành,khai thác và sửa chữa.Hệ thống có đầy đủ các báo động và bảo vệ. III. Quạt thông gió buồng máy.(page 292-293) 1.Giới thiệu phần tử.

QF : aptomat chính cấp nguồn cho hệ thống. TA : Biến dòng cấp nguồn cho Ampe kế PA1 đo dòng điện chạy qua động cơ TC : biến áp 440V/220V cấp nguồn cho mạch điều khiển. KM1,2,4,5 : các contactor chính. KT1,KT2,KT3 : là các rơ le thời gian. K1÷K6&K11÷K115 : các rơ le trung gian. SB1,SB3 : các nút ấn khởi động động cơ theo chiều ngược. PB1÷7 : các tiếp điểm được điều khiển từ máy tính. SA1 : công tắc chọn chế độ điều khiển tại chỗ hay từ xa. PMS : bộ quản lý nguồn kết nối với máy tính. SB4,SB5 : nút ấn khởi động động cơ theo chiều thuận. SB2 : nút ấn dừng động cơ. XR1/21-22 : tiếp điểm dùng đẻ dừng bơm được điều khiển từ máy tính. HL1 : đèn báo nguồn. HL3,HL4 : đèn báo động cơ số NO1 &No2 đang chạy theo chiều thuận. HL1,HL2 : đèn báo động cơ số NO1 &No2 đang chạy theo chiều ngược. HR : đồng hồ đếm thời gian hoạt động của quạt. HL1 : đèn báo động cơ bị quá tải. FT : role nhiệt bảo vệ quá tải.

Hai động cơ có thể được khởi động theo chiều thuận hay chiều ngược lại(FWD

Giả sử muốn khởi động động cơ quạt gió số No1. Đóng aptomat chính cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống.Khi đó đèn HL1 sáng báo có

Để công tắc chọn chế độ SA1 ở vị trí Local (1).Ấn nút khởi động SB5.Role trung

2. Nguyên lý hoạt động. 2.1 Điều khiển bằng tay. &REV).Vì các chế độ là hoàn toàn tương tự nên chỉ thuyết minh một chế độ. nguồn . gian K3 có điện,đóng tiếp điểm 6-10/K3/292_1 cấp điện cho rơ le trung gian K11.

Tiếp điểm 8-12/K11/291_1 đóng lại,sẵn sàng cấp điện cho KM1. Tiếp điểm 7-11/K11/292_1 đóng lại cấp nguồn cho role thời gian KT3 hoạt động.Sau thời gian trễ là 10s thì đóng tiếp điểm 5-9/KT3/292_1 cấp điện cho KM1.KM1 đóng tiếp điểm chính ở mạch động lực,làm động cơ được khởi động trực tiếp.

Tiếp điểm 63-64/KM1/294 đóng lại,đèn HL4 sáng báo bơm No1 đang làm việc ở chế

động thuận.

Bật công tắc điều khiển SA1 về vị trí REMOTE.Điều khiển đóng tiếp điểm PB,cấp

Tiếp điểm 53-54/KM1/292 đóng lại,cấp điện cho role thời gian KT1.KT1 mở các tiếp điểm thường đóng mở chậm 15-18&25-28/KT1/292 ngắt điện các role K14,K15(nếu trước đó đang hoạt động) làm KM4,KM5 mất điện làm cho động cơ trước đó nếu quay theo chiều ngược lại sẽ bị khóa chiều đó và khởi động theo chiều ngược lại.Như vậy KT1,KT2 làm cho hai động cơ quạt gió luôn công tác cùng một chế độ (hoặc công tác độc lập). Khi quạt đang chạy muốn dừng lại chỉ việc ấn nút SB2/293.Lúc này K4 có điện mở tất cả các tiếp điểm 1-9&2-10&3-11&4-12 làm ngắt điện của các role trung gian K11÷K15,dẫn đến các contactor chính mất nguồn,mở tiếp điểm của nó ở mạch động lưc.Quạt được dừng lại. Khi muốn đảo chiều của quạt gió,chỉ cần ấn nút khởi động theo chiều ngược lại(không cần dừng động cơ).Ví dụ khi động cơ No1 đang chạy theo chiều thuận.Ấn nút SB3 làm K6 có điện.Quá trình xảy ra tương tự như trường hợp khởi động thuận.Khi contactor chính của chiều ngược lại có điện,tiếp điểm phụ của nó sẽ đóng lại,cấp điện cho KT2,mở tiếp điểm thời gian thường đóng đóng chậm 25-28/KT2/292_1 ngắt nguồn vào K11,làm KM1 mất điện,nhả tiếp điểm chính để dừng và đảo chiều. 2.2.Khởi động từ xa (bằng máy tính). nguồn cho các role trung gian.Quá trình tiếp theo xảy ra như khi điều khiển bằng tay. 2.3.Các mạch bảo vệ. + Bảo vệ ngắn mạch mạch động lực bằng aptomat chính. + Bảo vệ quá tải cho động cơ bằng role nhiệt.Khi xảy ra quá tải tiếp điểm 95-96/FT/292 mở ra,ngắt nguồn mạch điều khiển để dừng động cơ lại.Tiếp điểm 97-98/FT/292 đóng lại,cấp nguồn cho role trung gian K1.

Tiếp điểm 6-10/K1/292 đóng lại đưa tín hiệu bào quá tải đến máy tính. Tiếp điểm 7-11/K1/293 đóng lại làm đèn HL2 sáng báo động cơ bị quá tải. Tiếp điểm 8-12 đóng,đưa tín hiệu báo quá tải đến mạch báo động.

+ Bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển bằng các cầu chì.

Phần 2: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL-MÁY PHÁT VÀ BẢO VỆ TRẠM PHÁT ĐIỆN

CHƯƠNG IV : KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL I.KHÁI NIỆM CHUNG VÀ CHỨC NĂNG : 1.Khái niệm chung :

Trên tàu thuỷ người ta thường sử dụng động cơ truyền động cho máy phát chính là loại động cơ Diesel. Việc sử dụng loại động cơ đốt trong chiếm tỷ lệ cao như vậy bởi tính ưu việt của chúng:

Hiệu suất có ích cao, đối với động cơ Diesel hiện đại hiệu suất có ích có thể đạt 40% ÷ 45% trong khi đó hiệu suất của thiết bị động lực tuabin hơi chỉ 22% ÷ 28%, của thiết bị máy hơi nước không quá 16%, của thiết bị tuabin khí khoảng 30%.

Nếu hai động cơ đốt trong và đốt ngoài cùng công suất thì động cơ đốt trong gọn và nhẹ hơn nhiều (vì không cần các thiết bị phụ khác như động cơ đốt ngoài như nồi hơi buồng cháy, máy nén, thiết bị ngưng hơi...). Tính cơ động cao, khởi động nhanh và luôn ở trạng thái sẵn sàng khởi động, có thể điều chỉnh kịp thời theo phụ tải.

Dễ tự động hoá và điều khiển từ xa. Ít gây nguy hiểm cho người vận hành (ít có khả năng gây hoả hoạn và nổ vỡ thiết bị). Nhiệt độ xung quanh tương đối thấp tạo điều kiện tốt cho thợ máy làm việc. Không tốn nhiên liệu khi dừng động cơ. Không cần nhiều người vận hành và sửa chữa. Hiện nay, động cơ Diesel lai máy phát được chế tạo với kết cấu nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo công suất làm việc cũng như điều kiện làm việc, điều này có được do sự tiến bộ về công nghệ gia công kim loại. Để nâng cao công suất của động cơ, ngày nay trên tàu thuỷ sử dụng động cơ tăng áp, lượng không khí cưỡng bức vào xylanh động cơ trong quá trình nạp, tương ứng với việc tăng lượng nhiên liệu cung cấp cho chu trình. Trong các động cơ tăng áp, người ta áp dụng các phương pháp có thể tăng áp suất không khí nạp và giảm nhiệt độ không khí nạp. Nhằm mục đích kéo dài tuổi thọ công tác cho động cơ, hệ thống bôi trơn và hệ thống lam mát đang từng bước cải tiến, đặc biệt với hệ thống bôi trơn ngoài hai phương pháp boi trơn tuần hoàn cưỡng bức áp suất thấp và bôi trơn áp suất cao thì trên một số động cơ Diesel tàu thuỷ hiện đại người ta còn trang bị hệ thống bôi trơn xylanh phù hợp với phụ tải của động cơ và làm việc với áp suất không lớn lắm. Điều đó hạn chế được lượng dầu thừa ở chế độ phụ tải nhỏ nên hạn chế được sự cháy và sự hình thành cốc ở rãnh xécmăng, dỉnh piston. Bên cạnh những thành tựu đã đạt được trong những vấn đề trên, một loạt những vấn đề khác cũng đang được quan tâm và cũng đạt được những thành tựu đáng kể như: vấn đề giảm ô nhiễm môi trường, vấn đề điều khiển đã đạt được những bước đột phá lớn nhờ sự tiến bộ vượt bậc của ngành điện tử, tin học. 2.Chức năng của hệ thống điều khiển Diesel : - Tự động hâm nóng động cơ. - Khởi động từ xa diezel. - Dừng từ xa động cơ diezel. - Tự động kiểm tra, báo động bảo vệ. a. Chức năng tự động hâm nóng động cơ diezel. - Nhiệt độ hâm 30-450c. - Năng lượng dùng để hâm nóng có thể dùng: + Năng lượng điện dùng đốt nóng dây điện trở, dây mayso hâm nóng dầu và nước, dầu nước đó luân chuyển tuần hoàn để hâm nóng động cơ. + Dùng năng lượng nước nóng lấy từ nước làm mát diezel máy phát. + Năng lượng hơi nóng lấy từ nồi hơi phụ.

min< t0

< t0

max.

- Quá trình hâm nóng tự động duy trì trong khoảng t0 -Phương trình thuật toán điều khiển quá trình hâm nóng động cơ:

max

min + hm(t-1).t0

min = 1

min thì t0

max =1→ hm(t) = 1+0.1 = 1 → lệnh hâm phát ra.

max.

min < t0 < t0

min = 0 hm(t-1) =1; t0

max =1→ hm(t) = 0+1.1 =1 → hâm tiếp.

mi ,hm(t-1) =1, t0

max = 0 → hm(t) = 0+1.0 =0 → ngừng hâm.

max : hm(t) = 0+0.1 =0 → ngừng hâm.

max = t0 → t0 máy < t0 min → hm(t) = 1+0.1 =1 → lệnh hâm trở lại

hm(t) = t0 - Khi nhiệt độ của máy: t0 ≤ t0 hm(t-1): lệnh hâm trước đó được nhớ lại, giả sử chưa hâm → hm(t-1) = 0. t0 - Khi t0 → t0 - Khi t0 - Khi t0 - t0 = t0 b. Chức năng khởi động từ xa diezel. - Đây là chức năng quan trọng bậc nhất. Để thực hiện chức năng này người ta chia làm 2 giai đoạn : 1-Giai đoạn chuẩn bị khởi động : - Thực hiện via máy. Để tránh sức ì, chọn thời điểm thích hợp, bôi trơn một số chi tiết chuyển động, kiểm tra xem máy có bị kẹt không. Trên bản vẽ bao giờ cũng có tiếp điểm via máy khi đang via máy thì không được phép khởi động. - Khởi động bơm nước làm mát. - Khởi động bơm dầu bôi trơn độc lập. - Nguyên tắc chung : Tín hiệu báo động mạch áp lực dầu bôi trơn thấp được ngắt ra khỏi động cơ. - Chuẩn bị mạch điện : Bật các công tắc trên bảng điện. - Chọn vị trí điều khiển. Tại chỗ hay từ xa tuỳ theo trạng thái kĩ thuật của máy. - Máy chuẩn bị khởi động phải không có sự cố. 2- Giai đoạn khởi động diezel. -Khởi động Diesel lai máy phát có ba vị trí khởi động : (ON ENGINE-LOCAL-REMOTE) Khi ta khởi động ngay trên máy hoặc tại chỗ hay từ xa thì lúc đó có tín hiệu tín hiệu đó sẽ được đưa đến để : - Mở khoá bộ điều tốc, tác động vào động cơ sécvô của bộ điều tốc để hạn chế nhiên liệu lúc bắt đầu khởi động động cơ đồng thời đưa nhiên liệu vào. - Mở gió khởi động dùng gió khởi động để mở van chính đưa gió từ chai gió vào đĩa chia gió → xilanh động cơ.

→ Kết hợp với nhiên liệu và gió → xảy ra 2 quá trình là : + Nếu máy khởi động thành công

→ tốc độ động cơ hình thành n = n0;(n0 = 0.2nđm) → qua rơle tốc độ đưa về để ngắt gió điều khiển, báo khởi động thành công bằng đèn, đưa mạch báo động, bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp vào hoạt động và ngắt hạn chế nhiên liệu. + Nếu máy khởi động không thành công (n

* Dừng sự cố: - Xảy ra trong một số trừng hợp sau : + Dừng sự cố bằng tay do người vận hành máy thực hiện bằng cách ấn nút dừng sự cố E S. + Dừng sự cố tự động : Có thể xảy ra khi một số tham số quan trọng của máy bị ảnh hưởng.

Áp lực dầu bôi trơn của máy quá thấp (mất áp lực dầu bôi trơn ). Nhiệt độ nước làm mát quá cao. Diezel bị quá tốc.

Các tín hiệu trên tác động đến van dừng sự cố để cắt tức thời nhiên liệu vào động cơ để dừng máy . d. Chức năng tự động kiểm tra báo động, bảo vệ Diezel. - Các yêu cầu. + Đảm bảo kiểm tra thông số của Diezel một cách tin cậy. + Nâng cao tính khách quan khi kiểm tra. + Gia tốc phản ứng nhanh cho cơ cấu bảo vệ. + Giúp người vận hành phát hiện nhanh chỗ hỏng hóc và nguyên nhân hỏng hóc. Tên các thông số kiểm tra.

THÔNG SỐ GIỚI HẠN TÁC ĐỘNG VỊ TRÍ ĐẶT CẢM BIẾN

Cửa ra của bơm Cửa ra của bơm Két chưa Cửa vào tua bin Ổ bi Min Min, max Min, max Min Max Báo động +bảo vệ Báo động Báo động Báo động Báo động

Két chứa Min, max Báo động

Cửa vào xi lanh Cửa ra xi lanh Cửa vào piston Cửa ra piston Min Max Min Max Báo động Báo động +Bảo vệ Báo động Báo động

Cửa vào vòi phun Min Báo động

Cửa ra vòi phun Max Báo động

Két chứa Min Báo động

Sau bơm Trước bơm cao áp Min Min Báo động Báo động

Két tiêu hao Min Báo động 1.Hệ thống bôi trơn : P dầu bôi trơn xi lanh Todầu bôi trơn xi lanh Mức dầu bôi trơn xi lanh P dầu bôi trơn tua bin Todầu bôi trơn tua bin Mức dầu bôi trơn tua bin 2.hệ thống làm mát: P nước làm mát xi lanh Tonước làm mát xi lanh P nước làm mát piston Tonước làm mát piston P nước làm mát vòi phun Tonước làm mát vòi phun Mức nước trong két chứa nước ngọt Áp suất nước biển 3.Hệ thống nhiên liệu P nhiên liệu Mức nhiên liệu trong két

Tonhiên liệu Max Báo động

Độ nhớt nhiên liệu Báo động

4.Hệ thống khí : To Khí xả Tokhí nén Min, max Min,max Báo động Báo động

P gió khởi động Min Báo động

P gió điều khiển 5.Các thông số khác: Nồng độ dầu Các te Kết tiêu hao Trước bơm nhiên liệu Ra ở từng xi lanh Sau máy nén khí Trước van khởi động Ở bảng van Min

Tốc độ diezel Báo động Báo động Báo động +dừng máy (hoặc chuyển chế độ )

II. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL

Tùy từng loại tàu mà hệ thống có trạm điều khiển dự phòng ngoài trung tâm điều khiển chính ở buồng lái, nên đặt trạm điều khiển phụ ở cánh gà . Khi trạm điều khiển chính hoạt động thì trạm điều khiển phụ cũng hoạt động theo .

Khi mất nguồn chính cần có bộ tự động đóng mở nguồn sự cố, nguồn sự cố cần phải ngắt ra khi điều khiển bằng tay .

Có thể thay đổi tốc độ Diesel theo chương trình, có 3 loại chương trình : Chương trình chậm, bình thường, nhanh ( sự cố ). Trong đó chương trình chậm dùng cho máy tốc độ thấp để tránh ứng suất toả nhiệt cho máy, chương trình sự cố có thể dùng cho tàu hoặc máy có sự cố và được điều khiển khẩn cấp cho những trường hợp sau : + Có thể khởi động Diesel với lượng nhiên liệu lớn. + Có thể thực hiện ngược lại khi tốc độ chiều kia đang cao. + Đưa Diesel đạt tới tốc độ ổn định nhanh. + Cho Diesel chịu tải cực đại. + Có thể tác động trực tiếp lên thanh răng nhiên liệu để dừng Diesel khẩn cấp. Hệ thống có thể khởi động lại khi lần khởi động trước không thành công + Số lần khởi động lại từ 4->7 lần, lần khởi động cuối cùng không thành công thì không cho phép khởi động nữa .

+ Cần có rơle trung gian khống chế thời gian giữ các lần khởi động cũng như tổng

thời gian các lần khởi động. Phải đảm bảo Diesel vượt nhanh qua vùng tốc độ cộng hưởng, nếu tay điều khiển vô tình đặt vào vùng tốc độ cộng hưởng thì hệ thống phải tự động làm việc ở dưới hoặc trên vùng cộng hưởng ( bằng cách giảm hay tăng lượng nhiên liệu vào động cơ) . Để thực hiện điều khiển động cơ Diesel đạt hiệu quả cao, an toàn, trong hệ thống điều khiển có rất nhiều các thiết bị phải hoàn thành các chức năng khác nhau, do đó hệ thống có rất nhiều thông số cần phải quan tâm, theo dõi và xử lý (từ vài chục đến vài trăm thông số). Tất cả các thông số đó cần được bảo vệ khi máy làm việc. Trong một loạt các thông số đó có các thông số quan trọng liên quan tới tính an toàn của hệ thống động lực và có những thông số ít quan trọng hơn. Nhưng tất cả các thông số đó đều được theo dõi và kiểm tra thường

xuyên. Để các thiết bị bảo vệ hoạt động một cách an toàn và tin cậy thì cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Số lượng thông số kiểm tra phải đạt giá trị tối thiểu để hệ thống đơn giản, mặt khác số lượng thông số đó cần phải đủ để đánh giá trạng thái của đối tượng Diesel.

+ Hoạt động chính xác, không nhầm lẫn, không bỏ sót. + Hệ thống cần phải phát ra tín hiệu bằng âm thanh và ánh sáng khi các thông số được kiểm tra vượt ra ngoài giới hạn cho phép hoặc hệ thống hoạt động bảo vệ, hệ thống mất nguồn cung cấp chính và chuyển sang nguồn cung cấp sự cố.

+ Tuỳ theo thiết kế tín hiệu ánh sáng phải chỉ rõ nguyên nhân sự cố. Khi nhận biết được sự cố thì ánh sáng vẫn nhấp nháy (hoặc sáng rõ), khi con người nhận biết sự cố (ấn nút khẳng định sự cố) thì ánh sáng vẫn sáng bình thường và chỉ khi tắt loại trừ sự cố và ấn nút (RESET)

Trụ điều khiển từ xa Diesel chỉ nên đặt tối thiểu số đèn báo như báo cấp nguồn, báo hệ

TÝn HiÖu C¸c Th«ng Sè §T

§T

ThiÕt BÞ Thùc HiÖn

LÖnh §iÒu KhiÓn

ThiÕt BÞ NhËn TÝn HiÖu Vµo

HÖ Thèng Xö Lý Trung T©m

TÝn HiÖu B¶o VÖ

B¸o §éng

+ Trong quá trình khia thác Diesel, cá đại lượng và các thông số luôn được kiểm tra, đo lường, theo dõi và cập nhật. Trong các đại lượng và thông số thì có những đại lượng thông số chỉ kiểm tra khi đạt đến các giá trị đặt (ngưỡng) tín hiệu về các đại lượng thông số này được gửi tới trung tâm xử lý, ở đó thông tin được xử lý và gửi đến các thiết bị chấp hành thực hiện báo động. Cần có máy tự ghi lệnh và hoàn thành lệnh theo tốc độ Diesel. Cần sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ nhiều chế độ, ngoài điều chỉnh tốc độ nó cần phải có chức năng khác như hạn chế quá tải động cơ, giảm tốc độ Diesel khi các thông số chính vượt quá giá trị quy định và có thể thực hiện ngắt nhanh nhiên liệu khi dừng và đảo chiều quay Diesel . thống quá tải và báo một số thông số chính . CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Cấu trúc bao gồm các khối cơ bản sau: - Lệnh điều khiển Khối hệ thống xử lý trung tâm - Đây chính là bộ não của toàn bộ hệ thống điều khiển từ xa Diesel,tất cả các lệnh điều khiển được xử lý tại đây - Khối thiết bị nhận tín hiệu vào Đây là khối có nhiệm vụ cảm nhận thông tin của đối tượng điều khiển để biến đổi thành đại lượng phù hợp với các khối tiếp sau

- Khối thiết bị thực hiện: Chức năng chủ yếu của khối này là thực hiện các lệnh điều khiển như:khởi động và dừng động cơ... - Đối tượng điều khiển:Chính là động cơ Diesel mà chúng ta cần điều khiển - Nhóm tín hiệu đo báo động và bảo vệ:Có nhiệm vụ thông báo trạng thái kỹ thuật và trạng thái làm việc hiện tại của đối tượng đến hệ thống xử lý trung tâm thông qua khối thiết bị nhận tín hiệu vào Trong các trường hợp đặc biệt có thông số hoặc trạng thái làm việc không bình thường nhóm này sẽ phát tín hiệu báo động bằng âm thanh và ánh sáng,trong trường hợp cần thiết sẽ phát tín hiệu bảo vệ đối với đối tượng III. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 1. Phân loại theo nguồn năng lượng điều khiển

- Nguồn năng lượng điều khiển là điện - Nguồn năng lượng điều khiển là điện – khí Năng lượng điện chủ yếu sử dụng cho các phần tử điều khiển. Còn năng lượng khí thì

có thể dùng ở hai dạng đó là khí điều khiển và khí khởi động 2. Phân loại theo phương pháp điều khiển( dựa vào tính chất đối tượng ). - Hệ thống điều khiển từ xa diezel lai chân vịt bước cố định. - Hệ thống điều khiển từ xa diezel lai chân vịt biến bước. - Hệ thống điều khiển từ xa dạng chân vịt điện CHƯƠNG V : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL- GENERATOR TÀU SAN-FELICE

I.Các thông số kỹ thuật chính và các hệ thống phục vụ động cơ Diesel Các thông số kỹ thuật chính của Diesel lai máy phát điện

Model Rated Ouput/ Revolution No.of Cylinder Cylinder Bore/Stroke Mean Priston Speed Mean Effective Press Max Combustion Press

Over Load

Firing Order 6N18AL-EV 660KW(897PS) / 900 min-1(rpm) 6 (In line) 180mm/280mm 8.40m/s 2.057MPa (20.98kgf/cm2) 17.65MPa (180 kgf/cm2) 10%over load: 60 min (every 12 hours) 1-4-2-6-3-5-1

1 . Sơ đồ hệ thống khí xả và khí khởi động :Giới thiệu phần tử (sơ đồ P3-46673-869B) A3 , A2 : Nguồn khí điều khiển và Nguồn khí khởi động PS : Cảm biến áp suất để báo động và bảo vệ CONTROL AIR INLET : Lối vào khí điều khiển STARTING AIR INLET : Lối vào khí khởi động AIR MOTOR FOR STARTING : Động cơ khí khởi động P : Đồng hồ đo áp lực khí khởi động FOR STOP : Van điện từ dừng máy FOR START : Van điện từ khởi động máy SPEED CONTROL VALE : Van điều khiển tốc độ AIR CHAMBER : Hốc khí

AIR PISTON FOR ENG.STOP&FO LIMITATION:Pis ton khí để dừng và hạnchế nhiênliệu

NO.1…NO.6 : Các xi lanh PT100 :Cảm biến nhiệt độ khí xả ở đầu vào và đầu ra ống xả AIR COOLER : Làm mát bằng không khí EXHAUST GAS OUTLET : Đường ra của khí thải TURBO CHAGER : Tua bin tăng áp Nguyên lý hoạt động: Khi có lệnh khởi động thì van điện từ FOR START có điện ,khí điều khiển từ nguồn A3 qua van 1 chiều ,qua van FOR START và rẽ theo 2 nhánh : Một nhánh đi qua AIR STARTER ,khí khởi động từ nguồn A2 qua van này đi vào động cơ khí làm quay động cơ.Một nhánh đi qua van SPEED CONTROL VALE tác động vào xi lanh hạn chế nhiên liệu lúc khởi động

Động cơ khí quay làm quay trục khuỷu kết hợp với nhiên liệu động cơ được hạn chế , động cơ được khởi động.Nếu động cơ khởi động thành công thì qua máy phát tốc , qua hệ thống xử lý đưa tín hiệu quay về cắt điện van FOR START ,ngắt gió khởi động vào động cơ khí ,ngắt hạn chế nhiên liệu và đưa thêm nhiên liệu vào động cơ.Nếu khởi động không thành công thì vẫn có tín hiệu quay về ngắt điện van FOR START và 10 giây sau thì tự động khởi động lại

Khi nhiệt độ khí xả quá cao : Lấy tín hiệu bảo vệ từ cảm biến nhiệt điện trở PT100.Khi nhiệt độ khí xả quá cao thì tín hiệu từ cảm biến PT100 đưa vào bộ xử lý ,bộ xử lý đưa tín hiệu lên hệ thống giám sát bằng máy tính ở buồng điều khiển trung tâm. Khi áp lực khí khởi động và khí điều khiển thấp : Lấy tín hiệu từ 2 cảm biến áp lực FOR ALARM .Khi áp lực khí thấp thì tín hiệu từ 2 cảm biến này qua bộ xử lý đưa tín hiệu đến hệ thống giám sát ở buồng điều khiển trung tâm,báo động cho người vận hành biết 2 . Sơ đồ hệ thống nước làm mát :Giới thiệu phần tử (Sơ đồ P3 – 46673-875B) NO.1 … NO.6 : Các xylanh động cơ W3(HOT WATER INLET FROM PRE-HEATER UNIT) : Nguồn cấp nước nóng tới bộ sấy W5(HOT WATER INLET FROM PRE-HEATER UNIT) : Lối ra nước nóng từ bộ sấy W4(F.W AIR VENT) :Cửa thông khí và nước W6(F.W INLET) : Lối vào nước làm mát W7(F.W OUTLET): Lối ra nước làm mát CENTRIFUGAL PUMP:Bơm li tâm AIR COOLER ; L.O. COOLER : Sinh hàn khí và Sinh hàn dầu nhờn H.T.F.W. PUMP : Bơm nước ngọt làm mát P : Áp lực kế đo áp lực nước mặn và ngọt làm mát. PT100: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát I/P(PRESSURE SENSOR) :Cảm biến áp lực Th(TEMPERATURE SWITCH):Công tắc cảm biến nhiệt độ Nguyên lý hoạt động: Hệ thống nước làm mát được thực hiện qua hai vòng tuần hoàn hở (vòng tuần hoàn nước mặn) và vòng tuần hoàn kín(vòng tuần hoàn nước ngọt).

+ Vòng tuần hoàn hở: Nước từ ngoài mạn tàu qua van thông biển(hoặc thông đáy) qua phin lọc nhờ bơm qua sinh hàn nước ngọt, làm mát khí nén rồi ra ngoài. + Vòng tuần hoàn kín: Nước ngọt sau khi ở động cơ ra qua sinh hàn nước ngọt lại được đưa vào động cơ. Một phần nước nóng ra khỏi động cơ được đưa vào két giãn nở, một phần được bơm hút qua sinh hàn dầu nhờn và trở lại động cơ. 3 . Sơ đồ hệ thống dầu bôi trơn : Giới thiệu phần tử (Sơ đồ P3 – 46673 – 872B) No.1 CYL…No.6 CYL : Các xilanh của động cơ diesel L1(L.O.INLET) : Lối vào dầu L.O L2(L.O.OUTLET) : Lối ra dầu L.O L9,L10 (L.O DRAIN): Lối thoát ra L.O. COOLER: Sinh hàn dầu nhờn GEAR PUMP : Bơm bánh răng (bơm dầu nhờn bôi trơn chính.) COMMON BED INCOEORATED : Két dầu tuần hoàn P : Áp lực kế đo áp lực dầu bôi trơn. PS : Cảm biến áp suất để báo động và bảo vệ PT100: Cảm biến nhiệt độ nước làm mát Pd(DIFF.PRESS.GAUGE):Máy đo STRAINER : Bộ Lọc Nguyên lý làm việc; + Hệ thống bao gồm két tuần hoàn bố trí dưới cacte, chứa dầu LO từ cacte chảy xuống. Dầu nhờn từ két được bơm bánh răng hút đưa qua lưới lọc, phin lọc, qua sinh hàn vào đường ống đi bôi trơn máy. + Khi khởi động máy thì có bơm dầu mồi LO hoạt động đi bôi trơn máy. 4. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu : Giới thiệu phần tử (Sơ đồ P3 – 46673 – 873B ) NO.1 CYL … NO.6 CYL : Các xylanh của động cơ Diesel F1 : Đầu vào dầu FO (Két chứa) F3 : Đầu ra dầu FO (Két chứa FUEL INJECTION PUMP : Bơm cấp dầu cao áp HIGH PRESS PIPE : Đường ống cao áp F.O INJECTION VALVE : Vòi phun dầu FO P : Áp lực kế đo áp lực dầu PS : Cảm biến áp suất để báo động và bảo vệ STRAINER : Bộ Lọc T: Nhiệt kế Nguyên lý hoạt động:

Nhiên liệu từ két chứa được bơm chuyển vào két lắng qua hộp van(để lắng các tạp chất) sau đó được bơm chuyển lên két trực nhật qua phin lọc. Nhiên liệu được bơm cấp dầu bơm tới bơm cao áp đưa tới vòi phun và phun vào xilanh động cơ. II. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DIEZEL 1.Giới thiệu các phần tử và chương trình kết nối: ( sơ đồ: E3-46673-542A CONNECTION-DIAGRAM )

Các phần tử thuộc về phần trong và trên máy : Các tín hiệu đưa vào 2 vỉ ENGINE CONTROL và vỉ SAFETY UNIT

- GOVERNOR MORTOR: Động cơ secvo điều tốc,tín hiệu từ bảng điện chính đưa xuống để điều khiển động cơ secvo. - MG(MAGNETIC PICUP FOR ENGINE TACHOMETER):Máy phát tốc - START BUTTON:Nút khởi động động cơ gắn trên máy - HANDLE SWITCH RUN POSITION:Tiếp điểm hành trình thanh răng nhiên liệu ở vị trí chạy thì đóng - SWITCH FOR TURNING COVER :Tiếp điểm cảm biến via máy khi máy via xong thì đóng - MAGNETIC VALE FOR ENG. START : Van khởi động máy - MAGNETIC VALE FOR ENG. STOP : Van dừng máy - H/T F. W TEMP. SWITCH FOR TRIP (ABNORMAL ON ≥ 100OC) :Tiếp điểm cảm biến nhiệt độ nước làm mát để bảo vệ dừng máy - L.O PRESS. SWITCH FOR TRIP(ABNORMAL ON ≤ 0.30 Mpa) : Tiếp điểm cảm biến áp lực dầu bôi trơn để bảo vệ dừng máy - PRIMING L.O PRESS .SWITCH (ABNORMAL OFF ≤ 0.02 MPa ) :Tiếp điểm cảm biến áp lực dầu nhờn cung cấp - FUEL OIL PRESS . SWICH FOR ALARM (ABNORMAL OFF ≤ 0.45 MPa ): Tiếp điểm cảm biến áp lực dầu FO để báo động - CONTROL AIR PRESS .SWITCH FOR ALARM (ABNORMAL OFF ≤ 0.65 MPa) : Tiếp điểm cảm biến áp lực khí điều khiển để báo động - L.O STRAINER DIFFRENTAL PRESS .SWITCH FOR ALARM (ABNORMAL OFF ≥ 0.09MPa) : Tiếp điểm cảm biến sự chênh lệch áp suất ở hai đầu bộ lọc dầu nhờn dùng cho báo động - T/C L.O PRESS SWITCH FOR ALARM (ABNORMAL OFF ≤ 0.24MPa) : Tiếp điểm cảm biến áp lực dầu nhờn tua bin tăng áp dùng cho báo động - F.O.LEAK TANK LEVEL SWITCH FOR ALARM (F.O LEAK : OFF ) : Tiếp điểm cảm biến sự rò rỉ két dầu dùng để báo động - L.O (SUMP TANK) LEVEL SWITCH FOR ALARM (LOW LEVEL : OFF) :Tiếp điểm cảm biến mức dầu nhờn trong két chứa dùng báo động - PRESS TRANSMITTER FOR STARTING AIR: Bộ biến đổi áp lực nguồn khí khởi động - PRESS .TRANSMITTER FOR H/T F. W : Bộ biến đổi áp suất cho cảm biến áp lực nước làm mát - PRESS .TRANSMITTER FOR L.O : Bộ biến đổi áp lực dầu nhờn - RESISTANCE BULB Pt 100 FOR H/T F. W –ENG. OUTLET :Cảm biến nhiệt độ nước làm mát máy ở đường ra

- RESISTANCE BULB Pt 100 FOR L.O –ENG. INTLET :Cảm biến nhiệt độ dầu nhờn ở đường vào - RESISTANCE BULB Pt 100 FOR EXH.GAS-T/C INLET-NO.1~3 CYL:Cảm biến nhiệt độ khí xả ở đầu vào tua bin tăng áp của xilanh 1-2-3 - RESISTANCE BULB Pt 100 FOR EXH.GAS-T/C INLET-NO.4~6 CYL:Cảm biến nhiệt độ khí xả ở đầu vào tua bin tăng áp của xilanh 4-5-6 Các phần tử ở trên và trong hộp điều khiển máy Hệ thống này có 3 hộp điều khiển riêng biệt cho 3 diezel

Bố trí trên hộp điều khiển : Các đèn báo

- CONTROL/SAFETY POWER: Báo nguồn 2 vỉ - REMOTE & AUTO : Báo vị trí điều khiển từ xa và tự động. - LOCAL : Báo điều khiển tại bảng điều khiển máy. - READY TO START : Báo sẵn sàng khởi động. - ENG.RUN : Báo máy đang chạy. - START FAIL : Báo khởi động lỗi. - MANUAL EMERGENCY STOP : Báo dừng máy bình thường - L.O.LOW PRESSURE : Báo máy dừng do áp suất dầu nhờn giảm thấp - OVER SPEED TRIP : Báo máy dừng do quá tốc. - H/T F.W. HIGH TEMPERATURE : Báo máy dừng do nhiệt độ nước làm mát quá cao Các nút ấn phục vụ động cơ diezel

Các công tắc

- LAMP TEST ( PB-LT ) : Nút thử đèn. - ENG START ( 03C ) :Nút khởi động máy tại bảng điều khiển máy. - ENG STOP ( 03T ) : Nút dừng máy tại bảng điều khiển máy. Các nút ấn phục vụ động cơ lai bơm dầu nhờn. - L/P RESET : Nút ấn reset hệ thống khi xảy ra bảo vệ dừng động cơ. - START : Nút khởi động động cơ bơm dầu nhờn. - STOP : Nút dừng động cơ bơm dầu nhờn. Công tắc cấp nguồn cho hệ thống có 2 vị trí ON và OFF Công tắc chon vị trí điều khiển :Có 2 vị trí là LOCAL vàREMOTE & AUTO Bố trí trong hộp : Mỗi máy có 1 hộp điều khiển riêng,trong mỗi hộp có ; 2 vỉ điện tử ENGINE CONTROLvà vỉ SAFETY UNIT để điều khiển diesel.

Vỉ G/E L.O PRIMING PUMP CONTROL BOARD để điều khiển động cơ lai bơm dầu L.O

Các đầu vào chính của vỉ ENGINE CONTROL & SEFETY UNIT: (Sơ đồ:0610-002-21 và 0610-002-22)

- 43C : Công tắc chọn chế độ điều khiển REMOTE & AUTO và LOCAL. - TURNING GEAR DISENGAGE : Tiếp điểm cảm biến via máy, máy via xong thì đóng. - REMOTE & AUTO START : Nút khởi động máy từ xa đặt trên bàn

điều khiển và tiếp điểm tín hiệu khởi động máy tự động

- REMOTE STOP : Nút dừng máy từ xa đặt trên bàn điều khiển - LOCAL START (03C) : Nút khởi động tại chỗ - LOCAL STOP (03T) : Nút dừng tại chỗ - ENG.SIDE START : Nút khởi động máy đặt trên máy.

Các đầu ra chính :

- LAMP TEST : Nút thử đèn. - PRIMING LO PRESSURE : Tiếp điểm cảm biến áp lực dầu nhờn - F.O HANDLE (RUN POSITION:ON) : Tiếp điểm hành trình thanh răng nhiên liệu,thanh răng ở vị trí chạy thì đóng. - SPR-12 (LOW SPEED) : Tiếp điểm cảm biến quá tốc diezel. - SPR-14 (OVER SPEED):Tếp điểm ngưỡng khởi động thành công(125V/P). - 20A(ENG.START MV) : Van khởi động máy. - 20 ST(ENG.STOP MV) : Van dừng máy - H/T SIDE F. W. H/T TRIP : Báo máy dừng do nhiệt độ nước làm mát quá cao. - START FAIL : Báo khởi động lỗi. -READY TO START : Báo sẵn sàng khởi động. - REMOTE & AUTO : Báo điều khiển từ xa và tự động. - L.O.L/P TRIP : Báo máy dừng do áp suất dầu nhờn giảm thấp. - OVER SPEED TRIP : Báo máy dừng do quá tốc. - ENG.RUN : Báo máy đang chạy. - LOCAL : Báo điều khiển tại bảng điều khiển máy. - POWER DC24V : Báo nguồn điều khiển. Nguồn của hệ thống :( Sơ đồ mạch cấp nguồn :0610-002-20 )

CONTROL SOURCE : Nguồn điều khiển chính AC220 V, 60 Hz EMERGENCY SOURCE : Nguồn sự cố DC 24 V Nguồn 3 pha AC400V 50 HZ cung cấp cho bơm dầu nhờn. SW : Công tắc cấp nguồn cho hệ thống F3, F4 (3A) : Cầu chì bảo vệ mạch điều khiển D/G AC/DC CONVERTOR : Bộ chỉnh lưu nguồn 1 chiều cấp cho mạch điều khiển D/G 27/X : Rơle cấp nguồn chính cho hệ thống 80/X : Rơle cấp nguồn sự cố cho hệ thống WL-A : Đèn báo khi nguồn chính hoạt động WL-D : Đèn báo nguồn sự cố hoạt động PB-LT : Nút thử đèn báo nguồn P2, N2 : Tới mạch cấp nguồn điều khiển D/G F5, F6 (3A) : Cầu chì bảo vệ mạch bảo vệ D/G P3, N3 : Tới mạch cấp nguồn mạch bảo vệ D/G

Nguyên lý hoạt động của mạch cấp nguồn: - Hệ thống được cấp bởi nguồn 1 chiều, 24V được lấy từ mạng điện tàu qua biến áp

hạ áp và chỉnh lưu và nguồn acquy là nguồn sự cố. Bật công tắc chọn SW về vị trí chọn nguồn chính(CONTROL SOURCE) hoặc nguồn sự cố (EMERGENCY SOURCE)

-Giả sử SW ở vị trí nguồn chính ,điện áp xoay chiều 220V/60Hz lấy từ mạng điện tàu qua bộ hạ áp, chỉnh lưu AC/DC CONVERTOR WRC 24SX-u 75W xuống DC24 V cấp cho hệ thống điều khiển D/G. Khi đó đầu ra bộ chỉnh lưu có nguồn cấp cho các mạch điều khiển, bảo vệ D/G. Đồng thời rơle 27/X có điện chuyển trạng thái tiếp điểm thường đóng 27/X, cấp nguồn cho đèn WL-A sáng báo có nguồn xoay chiều.

- Khi nguồn sự cố hoạt động, cấp cho các mạch. Đồng thời rơle 80/X có điện chuyển trạng thái tiếp điểm 80/X, cấp nguồn cho đèn WL-D sáng báo nguồn sự cố hoạt động.

D1 và D5 có nhiệm vụ chặn nguồn cấp cho các rơle tương ứng. Nguồn được cấp cho các mạch thông qua công tắc cấp nguồn SW

- Qua hai cầu chì F3, F4 cấp cho mạch điều khiển D/G - Qua hai cầu chì F5, F6cấp cho mạch bảo vệ và báo động D/G

Khối khởi đầu và kết thúc

khối thực hiện

Khối điều kiện

Khối tác động bằng tay

Khối tác động bằng nút ấn

Khối AND

2. Các thuật toán điều khiển D/G 2.1 Các khối trong sơ đồ thuật toán điều khiển

Khối đèn báo

2.2 Sơ đồ thuật toán quá trình khởi động diesel bằng nút ấn gắn trên động cơ diesel

2.3 Sơ đồ thuật toán quá trình khởi động diesel .

2.4 Sơ đồ thật toán quá trình khởi động diesel bị lỗi

2.5 Sơ đồ thuật toán quá trình dừng diesel bình thường.

2.6 Sơ đồ thật toán quá trình báo động và bảo vệ dừng máy.

III. Nguyên lý hoạt động Chuẩn bị máy

- Via máy : Để tránh sức ì ,chọn thời điểm khởi động thích hợp dễ nổ nhất ,kiểm tra xem máy có bị kẹt không. - Khởi động động cơ lai bơm nước làm mát. - Khởi động động cơ cung cấp dầu đốt F.O. - Khởi động động cơ lai bơm dầu bôi trơn : Đóng cầu dao 89 và ấn nút START nếu chọn vị trí điều khiển la LOCAL.Nếu chọn vị trí AUTO thì động cơ lai bơm dầu nhờn sẽ tự động khởi động lên. - Đóng các aptomat cấp nguồn cho hệ thống điều khiển: Đóng cầu dao SW - Chuẩn bị mạch khí : Mở các van để thông khí khởi động và khí điều khiển,kiểm tra xem khí có đủ áp lực không để sẵn sàng khởi động . - Kiểm tra xem máy có bị sự cố không. Chọn vị trí điều khiển : REMOTE & AUTO hay LOCAL. 1. Khởi động máy : Khởi động máy bằng nút ấn gắn ngay trên động cơ:

Khi máy đang dừng ,máy phát tốc bình thường,máy đã via xong,van dừng không có điện và thanh răng nhiên liệu ở vị trí chạy ta ấn nút START,sau 10s kể từ khi nút START được hoàn nguyên thì lệnh khởi động được hình thành,van khởi động 20A có điện ,khí khởi động làm quaymotor khí, máy được gài số,máy bắt đầu hình thành tốc độ,tốc độ động cơ đạt trên 125 v/p thì đưa tín hiệu đến xoá lệnh khởi động,van khởi động mất điện .Khi tốc độ động cơ đạt trên 200 v/p thì động cơ đã khởi động thành công , đèn báo khởi động thành công.Nếu khởi động không thành công thì ấn nút START để khởi động lại máy

Chế độ khởi động máy từ xa và tự động hoặc tại bảng điều khiển máy :

-Khi máy phát tốc bình thường,máy đã via xong,thanh răng nhiên liệu ở vị trí chạy,van dừng máy không có điện thì đèn báo sẵn sàng khởi động .Chọn vị trí điều khiển REMOTE & AUTO hay LOCAL .Nếu chọn LOCAL tại bảng điều khiển máy ta ấn nút START .Nếu chọn REMOTE & AUTO ,nếu muốn khởi động từ xa ta ấn nút START tại bàn điều khiển trung tâm,nếu để máy hoạt động ở chế độ tự động thì tuỳ vào yêu cầu của tải mà hệ thống sẽ đóng tiếp điểm đưa tín hiệu vào khởi động máy tự động.Khi có lệnh khởi động từ xa hoặc tự động hoặc tại chỗ thì lệnh khởi động máy được hình thành ,van khởi động máy 20A có điện mở gió khởi động , động cơ khí quay làm quay trục khuỷu của động cơ .Khi tốc độ động cơ đạt trên 125 v/p thì hệ thống đưa tín hiệu đến xoá lệnh khởi động,van khởi động mất điện,tốc độ động cơ đạt trên 200 v/p thì máy đã khởi động thành công, đèn báo máy khởi động thành công . - Nếu sau 27s mà tốc độ động cơ không đạt 200 v/p thì máy khởi động lỗi. - Nếu sau 7s kể từ khi lệnh khởi động được hình thành mà động cơ chưa gài số thành công hoặc gài số thành công nhưng tốc độ động cơ chưa đạt 125 V/P thì hệ thống đưa tín hiệu đến cắt điện van khởi động ,và sau 10s nữa đưa tín hiệu đến cấp điện cho van khởi động ,máy được khởi động lại . Quá trình khởi động lỗi :

Khi có lệnh khởi động máy ,van khởi động 20A có điện .Nếu tốc độ máy đạt trên 200 V/P thì máy đã khởi động thành công.Nếu sau 27 s kể từ khi hình thành lệnh khởi động mà tốc độ động cơ không đạt 200 V/P thì đèn báo máy khởi động lỗi sáng.Hệ thống đưa tín hiệu

xoá lệnh khởi động máy và đưa ra lệnh dừng máy,van dừng an toàn 20ST có điện,máy được dừng và không cho khởi động nữa. - Sau khi đã tiến hành sửa chữa,khắc phục những nguyên nhân gây ra khởi động lỗi ,lúc này thanh răng nhiên liệu vẫn ở vị trí dừng,ta ấn nút reset hệ thống, đèn báo khởi động lỗi vẫn sáng,van dừng an toàn mất điện, đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí chạy, đèn báo sẵn sàng khởi động sáng.Máy có thể khởi động lại. 2 . Dừng máy

Khi thực hiện lệnh dừng máy bằng cách ấn nút tại chỗ hoặc từ xa hoặc tự động thì hệ

Dừng bình thường : Khi máy đang chạy,tốc độ đạt trên 200 V/P, đèn báo máy đang chạy,tại bảng điều khiển máy ta ấn nút STOP,hoặc chọn vị trí điều khiển REMOTE & AUTO và tại bảng điện chính ấn nút STOP hoặc có lệnh dừng tự động(tuỳ theo mức độ tải của tàu) thì lệnh dừng máy được hình thành .Hệ thống đưa tín hiệu đến kích thích van dừng bình thường 20ST ,khí điều khiển được đưa vào xi lanh đưa thanh răng nhiên liệu dần dần về vị trí tận cùng,tốc độ máy giảm dần đến khi dừng hẳn .Khi máy đã dừng hẳn thì van dừng thôi không được kích thích nữa ,và máy có thể khởi động lại thống báo động áp suất và nhiệt độ ngừng làm việc. Dừng sự cố +Dừng sự cố bằng tay

Tác động trực tiếp vào thanh răng nhiên liệu đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí dừng,cắt đột ngột nhiên liệu vào động cơ, động cơ dừng đột ngột.Khi đó hệ thống báo động và bảo vệ áp suất,nhiệt độ nước làm mát ngừng hoạt động.Sau khi máy dừng hẳn ta đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí chạy để sẵn sàng cho lần khởi động sau +Dừng sự cố tự động Khi máy đang chạy xảy ra ít nhất 1 trong 3 nguyên nhân : nhiệt độ nước làm mát cao, áp suất dầu bôi trơn giảm thấp,quá tốc diezel thì hệ thống sẽ đưa tín hiệu để dừng máy,van dừng an toàn 20ST có điện,đưa nhanh thanh răng nhiên liệu về vị trí dừng,máy được dừng khẩn cấp.Sau khi máy đã dừng ta tiến hành khắc phục các nguyên nhân gây ra sự cố .Lúc này thanh răng nhiên liệu vẫn ở vị trí dừng,các đèn báo dừng máy do sự cố vẫn sáng .Ta ấn nút RESET hệ thống lúc đó van 20ST không có điện .Ta đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí khởi động,van dừng không có điện ,máy có thể khởi động lại. Đèn báo máy sẵn sàng khởi động. 3. Chức năng báo động và bảo vệ dừng máy

Sau khi máy khởi động thành công 30s tốc độ khởi động 70  80% tốc độ định mức thì hệ thống mới đưa hệ thống báo động và bảo vệ áp suất dầu bôi trơn và nhiệt độ nước làm mát vào hoạt động .Và sau 10 phút kể từ khi máy khởi động thành công thì đưa hệ thống báo động sự chênh lệch áp suất giữa 2 đầu bộ lọc dầu nhờn vào hoạt động.

Sau khi hệ thống báo động và bảo vệ áp suất dầu nhờn , nhiệt độ nước làm mát vào hoạt động nếu vì những lý do nào đó mà xảy ra ít nhất 1 trong 3 sự cố sau : nhiệt độ nước làm mát cao, áp suất dầu bôi trơn giảm thấp,quá tốc diezel thì hệ thống sẽ đưa tín hiệu để thực hiện lệnh dừng diezel .Ngay sau khi lệnh dừng được phát ra thì hệ thống báo động và bảo vệ áp suất ngừng tham gia vào hệ thống ,sau đó hệ thống đưa tín hiệu đến cấp điện cho van điện từ dừng an toàn 20ST , thanh răng nhiên liệu được đưa về vị trí STOP ngắt đột ngột nhiên liệu vào động cơ,diezel được dừng khẩn cấp. Sau khi máy đã dừng ta tiến hành khắc phục các nguyên nhân gây ra sự cố .Lúc này thanh răng nhiên liệu vẫn ở vị trí dừng,các đèn

báo dừng máy do sự cố vẫn sáng .Ta ấn nút RESET hệ thống lúc đó van 20ST không có điện .Ta đưa thanh răng nhiên liệu về vị trí khởi động,van dừng không có điện ,máy có thể khởi động lại. Đèn báo máy sẵn sàng khởi động. Hệ thống có các đèn báo máy chạy,báo quá tốc khi xảy ra qua tốc,báo nhiệt độ nước

làm mát cao,báo áp suất dầu nhờn giảm thấp khi xảy ra sự cố +Hệ thống được giám sát và báo động bằng hệ thống giám sát máy tính,các thông số giám sát là : (Sơ đồ:0610-002-24)

- Các tín hiệu số : -ENGINE RUN(RUN:ON) : Tiếp điểm đóng khi máy chạy. -START FAILURE(FAIL: OFF) : Tiếp điểm mở khi khởi động lỗi. -OVER SPEED : Tiếp điểm mở khi quá tốc diezel. - LO LOW PRESS : Tiếp điểm mở khi áp suất dầu nhờn giảm thấp. - H/T FW HIGH TEMP : Tiếp điểm mở khi nhiệt độ nước làm mát cao. - MANUAL EMERGENCY STOP(STOP: OFF) : Tiếp điểm mở khi dừng an toàn .

- CONTROL/SAFETY POWER FAILURE : Tiếp điểm mở khi nguồn điều khiển và nguồn an toàn bị lỗi.

- FO HIGH PRESS PIPE LEAK :Tiếp điểm mở khi mức rò rỉ dầu đốt cao. -T/C LO LOW PRESSURE : Tiếp điểm mở khi áp suất dầu nhờn tua bin tăng áp giảm thấp. - CONTROL AIR LOW PRESSURE : Tiếp điểm mở khi áp suất khí điều khiển giảm thấp. - LO STRAINER DIFF PRESS HIGH: Tiếp điểm mở khi sự chênh lệch áp suất ở 2 đầu bộ lọc dầu nhờn cao. - LO STRAINER DIFF PRESS ALARM REPOSE : Tiếp điểm thời gian phản ứng báo động cho sự chênh lệch áp suất ở 2 đầu bộ lọc dầu nhờn. - Các tín hiệu tương tự :

- PRESS .TRANSMITTER FOR H/T F. W : Bộ biến đổi áp suất cho cảm biến áp lực nước làm mát .

- PRESS .TRANSMITTER FOR L.O : Bộ biến đổi áp lực dầu nhờn. - PRESS .TRANSMITTER FOR F.O : Bộ biến đổi áp lực dầu đốt

- RESISTANCE BULB Pt 100 FOR H/T F. W –ENG. OUTLET :Cảm biến nhiệt độ nước làm mát máy ở đường ra. - RESISTANCE BULB Pt 100 FOR L.O –ENG. INTLET :Cảm biến nhiệt độ dầu nhờn ở đường vào. - RESISTANCE BULB Pt 100 FOR EXH.GAS-T/C OUTLET:Cảm biến nhiệt độ khí xả ở đầu ra tua bin tăng áp. - RESISTANCE BULB Pt 100 FOR EXH.GAS-T/C INLET-NO.1~3 CYL:Cảm biến nhiệt độ khí xả ở đầu vào tua bin tăng áp của xilanh 1-2-3. - RESISTANCE BULB Pt 100 FOR EXH.GAS-T/C INLET-NO.4~6 CYL:Cảm biến nhiệt độ khí xả ở đầu vào tua bin tăng áp của xilanh 4-5-6. 4. Hệ thống cung cấp dầu bôi trơn cho Diesel 4.1 Giới thiệu phần tử

Nguồn cho mach động lực là 400V 50HZ. Nguồn cho hệ thống điều khiển qua biến áp TR 400/220,24V ,50VA . 89 : Cầu dao cấp nguồn cho hệ thống. 88 : Công tắc tơ cấp nguồn cho động cơ lai bơm dầu nhờn . 51 : Rơ le nhiệt.

M : Động cơ lai bơm . GLO – PRB : Vỉ điều khiển động cơ lai bơm. START,STOP : Nút khởi động và dừng động cơ khi điều khiển bằng tay tại chỗ. 43C : Công tắc chon vị trí điều khiển LOCAL hay AUTO đặt tại bảng điều khiển diezel.

PC25--PC12 : Tiếp điểm cảm biến ,khi diezel chạy thì mở ra . PC19--PC6 : Tiếp điểm cảm biến áp suất dầu bôi trơn,mở ra khi áp suât dầu nhờn giảm thấp.

PB – LR : Nút ấn reset lại hệ thống khi áp suất dầu nhờn cung cấp không đủ áp lực buộc hệ thống ngừng làm việc.

WL – L : Đèn báo nguồn. GL – L : Đèn báo động cơ hoạt động. RL – L : Đèn báo bơm cung cấp bị lỗi(quá tải,mất điện áp, đứt cầu chì, áp suất dầu nhờn cung cấp không đủ áp lực). C17,C18 ,C19,C20 : Các tín hiệu đưa đến giám sát.

4.2 Nguyên lý hoạt động

Bật cầu dao 89 để cấp nguồn cho hệ thống .Khi thực hiện lệnh dừng động cơ diezel ,tốc độ động cơ giảm xuống nhỏ hơn 200V/P .Nếu chọn chế độ điều khiển LOCAL và ấn nút START ,hoặc chọn chế độ điều khiển AUTO (tiếp điểm PC25--PC12 đóng) thì lúc đó vỉ điều khiểnGLO – PRB đưa tín hiệu cấp điện cho công tăc tơ 88 ,cấp nguồn cho động cơ hoạt động,bơm dầu nhờn cung cấp cho động cơ diezel, đèn GL – L sáng báo động cơ hoạt động.Sau 30 s kể từ khi động cơ lai bơm hoạt động thì hệ thống mới đưa mạch cảm biến áp suất dầu nhờn cung cấp vào hoạt động .

Khi động cơ lai bơm đang hoạt động và có lệnh khởi động động cơ diezel,tốc độ động cơ diezel đạt trên 200 V/P (khởi động thành công) ,ta ấn nút STOP nếu chế độ điều khiển LOCAL,hoặc chế độ điều khiển AUTO (Tiếp điểm PC25--PC12 mở ) thì công tắc tơ 88 mất điện ngừng cấp nguồn cho động cơ lai bơm, động cơ ngừng hoạt động. Lúc này động cơ diezel hoạt động và tự lai bơm cung cấp dầu nhờn cho nó. 4.3. Các báo động và bảo vệ Bảo vệ quá tải cho động cơ lai bơm nhờ rơ le nhiệt 51.Khi động cơ bị quá tải thì tiếp điểm 51 mở ra ,công tắc tơ 88 mất điện , động cơ ngừng hoạt động. Sau khi động cơ hoạt động được 30 s mà áp lực dầu cung cấp không đủ thì tiếp điểm cảm biến PC19--PC6 mở ra ,88 mất điện , động cơ ngừng hoạt động.

Nếu hệ thống bị mất điện áp, đứt cầu chì thì bơm ngừng hoạt động.Sau khi đã sửa chữa các nguyên nhân gây ra sự cố cho hệ thống thì cho hệ thống hoạt động trở lại

CHƯƠNG VI : MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ BẢO VỆ MÁY PHÁT

*Hệ thống máy phát điện tàu SAN-FELICE Tàu San-Felice bao gồm có ba máy phát đồng bộ loại không chổi than công suất như

nhau là DG1,DG2 và DG3 có công suất 750KVA, điện áp 450V, tần số 60 Hz,dòng định mức 962A.và một máy phát sự cố có công suất 125KVA . Máy phát được trang bị các hệ thống tự động như : Tự động điều chỉnh điện áp Tự động phân bố tải

Tự động hoà đồng bộ

Trong quá trình công tác của máy phát trên tàu SAN FILICE còn được trang bị các hệ

Bảo vệ công suất ngược Bảo vệ quá tải Bảo vệ ngắn mạch Bảo vệ thấp áp và cao áp

Trên tàu được trang bị hệ thống quản lý nguồn bằng máy tính hiện đại . Hệ thống

Như vậy trạm phát điện trên tàu SAN FILICE được trang bị các hệ thống tự động cao

thống bảo vệ cho máy phát như : quản lý công suất của các máy phát đưa lên thanh cái và so sánh với công suát của các phụ tải . Từ đó đưa ra các lệnh điều khiển máy phát công tác độc lập hoặc công tác song song với nhau. Hệ thống còn đưa ra tín hiệu báo máy phát bị sự cố và dừng máy phát và hiện đại , được ứng dụng nhiều trên các tàu hiện nay I. Cấu tạo và các thông số kỹ thuật chính của A C GENERATOR 1.Các thông số kỹ thuật chính của A C GENERATOR

Rated Ouput/Revolution Rated Voltage / Current No.of Phase / Frequency Power Factor Insulation Enclosure / Cooling Type of Bearing / Lubrication Coupling of Eng.and Gen. Manufacture 600KW / 900 min-1 A C 450 V / 962 A Ө 3 / 60 Hz 0.8 class F Drip-Proof / Self-ventilating Double / Self-Lubrication Rigid TAIYO ELECTRIC CO. LTD

2.Cấu tạo (sơ đồ 3M050-831)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 OIL GAUGE SLEEVE BEARING SHIELD STATIC EXCITER FRAME DAMPER BAR OIL RING SLEEVE BEARING BEARING CASE THERMO METER ARMATURE COIL FOR EXCITER

11 ARMATURE CORE FOR EXCITER

12 FIELD COIL FOR EXCITER Máy đo Sự chịu đựng lực Bộ kích từ tĩnh Cơ cấu Thanh giảm âm,giảm sóc Vòng đai dầu Sự chịu đựng lực Thùng chịu lực Nhiệt kế Lõi dây của bộ kích từ Lõi dây trong của bộ kích từ

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 FIELD COIL FOR EXCITER END BRACKET ROTATING RECTIFIER DISCHARGE RESISTOR ROTOR CLAMPER STATOR CORE DUCT PIECE ROTOR CORE STATOR CLAMPER STATOR COIL ROTOR COIL

24 DAMPER PLATE

25 26 27 28 29 30 31 32 FAN FAN BOSS THERMO METTER BEARING CASE SLEEVE BEARING SHAFT OIL RING VENTILATION COVER Điểm kết thúc Máy chinh lưu cầu Điện trở phóng điện Bộ giữ rotor Lõi stator ống nối Lõi rotor Bộ giữ stator Dây stator Dây rotor Bản giảm âm,chống rung,giảm tiếng ồn Quạt gió Quạt gió chủ Nhiệt kế Thùng chịu lực Sự chịu đựng lực Trục máy Vòng đai dầu Nắp thông gió

3. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu SAN-FELICE

Hệ thống điều chỉnh điện áp được lắp đặt trên tàu SAN FELICE do hãng TAIYO của Nhật Bản chế tạo. Hệ thống được xây dựng dựa trên nguyên lí kết hợp giữa phức hợp pha song song với điều chỉnh theo độ lệch. Trong đó phần phức hợp pha có nhiệm vụ đưa điện áp tăng 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 bằng giá trị định mức. Hệ thống thực hiện các chức năng sau :

- Tự kích. - Ổn định điện áp. - Tự động phân chia tải vô công. 3.1 Giới thiệu phần tử và chức năng phần tử trong hệ thống.

* Mạch máy phát chính và máy phát kích từ G : Đây là máy phát không chổi than. SPACE HEATER : Điện trở sấy cho máy phát. F1 ( Generator Field ) : Cuộn kích từ máy phát chính. F2 ( Exciter Fields ) : Cuộn kích từ máy phát kích từ. EX : Phần ứng máy phát kích từ. Si1 : Cầu chỉnh lưu ba pha cấp nguồn cho cuộn kích từ của máy phát chính. Si2 : Cầu chỉnh lưu cấp nguồn cho cuộn kích từ của máy phát kích từ . Rc : Điện trở phóng điện nhằm bảo vệ cho cuộn dây kích từ F2 RT ( Reactor ) : Cuộn cảm để lấy tín hiệu áp ( Iu ) cho mạch phức hợp.

CT ( Current Transformer ) : Biến dòng để lấy tín hiệu dòng ( Ii ) cấp cho mạch phức hợp.

* Mạch AVR PT1 : Biến áp lấy tín hiệu điện áp thực E1 của máy phát và tạo ra nguồn nuôi mạch khuyếch đại và điều chỉnh AVR.

CCT : Biến dòng lấy tín hiệu dòng cho mạch phân bố tải vô công. CCR : Biến trở điều chỉnh đặc tính ngoài máy phát qua đó phân bố tải vô công khi máy

phát công tác song song . D1, D9 , D13 : Các cầu chỉnh lưu. Z1 : Điode zenner tạo tín hiệu điện áp chuẩn E2. VR : Biến trở để chỉnh giá trị điện áp không tải của máy phát. Q1 : Khuyếch đại thuật toán để khuyếch đại tín hiệu độ lệch E3. C8, C9, R11: Làm nhiệm vụ bù tần số tạo tính ổn định cho Q1. Q3 , Q4 : Các Tranzitor tạo ra mạch khuyếch đại công suất hai tầng nhận tín hiệu từ PID, và có chức năng điều khiển pha.

Q5 : Tranzitor một tiếp giáp UJT tạo xung. Z2 , Z3 : Các Điode zener tạo điện áp ổn định cho nguồn nuôi mạch PID và mạch điều khiển xung.

C1 , C12, C13: Các tụ điện có chức năng san bằng điện áp sau chỉnh lưu. PT3: Biến áp xung nhận tín hiệu ra của mạch tạo xung. L1 , R25 , C14 : Mạch lọc để khử sóng hài bậc cao. SCR1, SCR2 : Các thyristor điều khiển thực hiện chức năng đưa tín hiệu độ lệch vào để điều chỉnh điện áp.

PT2 : Biến áp cấp nguồn cho mạch tạo tín hiệu đồng bộ. Q2 : Khuyếch đại thuật toán thực hiện chức năng tạo điện áp đồng bộ có tín hiệu ra so sánh với điện áp đặt của Z5 đưa đến điều khiển Q4.

ACB AUX CONT : Tiếp điểm phụ thường đóng của aptomat thực hiện công tác phân bố tải vô công khi công tác song song ( tiếp điểm phụ ACB mở ra ). Khi công tác độc lập nó đóng lại ngắn mạch biến dòng CCT.

3.2 Nguyên lý hoạt động.

a. Quá trình tự kích ban đầu. Khi khởi động Diesel lai máy phát đến tốc độ định mức, nhờ có từ dư ở lõi thép của máy phát kích từ nên ở cuộn dây phần ứng máy phát chính sẽ cảm ứng được tín hiệu điện áp dư có giá trị khoảng (2 5%) Uđm. Vì có tín hiệu phản hồi điện áp ở phần điều chỉnh của khối phức hợp pha song song, khi đó sẽ có tín hiệu đưa đến điều chỉnh tăng dòng kích từ của máy phát nên, làm cho điện áp của máy phát tăng lên nhanh chóng.Nếu không có tín hiệu từ bộ hiệu chỉnh AVR tác động đến cuộn kích từ thì điện áp máy phát chính sẽ lên tới 110%Uđm. Sau đó nhờ có bộ AVR mà điện áp máy phát được kéo trở về bằng giá trị định mức.

b. Quá trình ổn định điện áp của máy phát Hệ thống gồm hai phần là phần điều chỉnh và phần hiệu chỉnh, phần điều chỉnh là phần phức hợp pha song song. phần hiệu chỉnh là điều chỉnh theo độ lệch ( AVR ).

Kênh điều chỉnh là kênh điều chỉnh theo phức hợp pha, luôn phải đảm bảo dòng kích từ cho máy phát để máy phát luôn đạt điện áp 110%Uđm . Tín hiệu điện áp được lấy từ hai

pha R,T đưa đến cộng với tín hiệu dòng được lấy qua biến dòng CT. hai tín hiệu này được cộng áp rồi đưa vào bộ chỉnh lưa Si2, dòng tổng hợp được đưa vào cuộn kích từ KJ của máy kích từ. máy kích từ đưa tín hiệu điều chỉnh cuộn kích từ máy phát chính. Kênh hiệu chỉnh là kênh điều chỉnh theo độ lệch ( AVR ). Bộ hiệu chỉnh AVR tác động đến cuộn kích từ máy phát chính để điện áp máy phát

được kéo từ điện áp 110%Uđm trở về giá trị định mức.

Tín hiệu điện áp thực của máy phát được cảm biến bởi biến áp PT1 , qua cầu chỉnh lưu ba pha D1 tạo điện áp E1. Điện áp E1 tỉ lệ tuyến tính với điện áp thực của máy phát. Điện áp chuẩn E2 tạo bởi diode zener Z1, hai tín hiệu điện áp E1 và E2 được so sánh với nhau và tạo ra tín hiệu độ lệch E3 ( E3 = E2 – E1 ).

Tín hiệu độ lệch điện áp E3 được đưa vào cửa đảo của khuyếch đại thuật toán Q1 thông qua điện trở R7, R8. Sau khi qua mạch khuyếch đại PID tín hiệu ra được khuyếch đại thành E3’ đưa đến mạch khuyếch đại và tạo xung điều khiển.

Mạch PID: Trong mạch này tụ C5 tạo ra khâu vi phân, tụ C7 tạo ra khâu tích phân. Tín hiệu độ lệch điện áp E3 sau khi qua mạch PID sẽ được khuyếch đại và đảo cực

’, đưa tới chân bazơ ( B ) của Tranzitor Q3 thông qua điện trở R14 và diode D3.

tính thành E3

Khi điện áp thực của máy phát lớn hơn điện áp chuẩn thì tín hiệu độ lệch E3 sau khi so sánh sẽ mang giá trị âm . Sự sai khác càng lớn thì điện áp đặt vào cửa đảo của khuyếch đaị thuật toán Q1 càng lớn. Tín hiệu ra từ cửa ra của khuyếch đại đảo Q1 mang giá trị dương , đưa đến chân bazơ B của Q3 dẫn đến Q3 thông hơn và sụt áp trên R16 lớn . Do đó làm cho tụ C10 được nhanh hơn dẫn đến tranzitor một tiếp giáp UJT Q5 phát nhanh hơn theo chu kì của hai điện áp đặt vào hai chân A-B ( khối mạch thyristor chính ). Tín hiệu xung do Q5 phát ra được khuyếch đại qua biến áp xung PT3. Sau đó xung từ thứ cấp biến áp xung được đưa tới chân điều khiển G1- K1, G2 - K2 của hai thyristor SCR1, SCR2 làm cho hai thyrisror này thông hơn. Lúc này dòng rẽ nhánh vào hai chân A- B của mạch thyristor chính tăng lên . Do đó dòng điện đi vào cầu chỉnh lưu Si2 sẽ giảm đi . Dẫn đến điện áp một chiều sau chỉnh lưu đưa đến cuộn kích từ F2 của máy phát kích từ sẽ giảm , làm giảm dòng kích từ của máy phát chính dẫn đến điện áp của máy phát sẽ giảm đến khi đạt giá trị định mức. Khi đó độ lệch E3 sẽ đạt giá trị nhất định tương ứng với góc mở nhất định của hai thyristo SCR1 và SCR2 làm cho dòng kích từ qua cuộn kích từ F2 đạt giá trị định mức, dẫn đến điện áp máy phát luôn bằng giá trị định mức.

+Nguyên lí hoạt động mạch điều khiển đồng bộ pha. Đây là mạch điều khiển pha kết hợp với mạch điều khiển xung để tạo xung đồng bộ

mở các thyristor SCR1 và SCR2.

 2

Nguyên lí hoạt động như sau: Ở nửa chu kì đầu (0  ) điện áp là dương. Khi đó điện áp dương đặt lên thyristor ’ có giá trị lớn, làm cho tụ C10 được nạp nhanh hơn đến một giá trị điện SCR1 và tín hiệu E3 áp phóng, Q5 sẽ phát xung điều khiển thyristor SCR1 thông , khi đó sẽ sun cuộn sơ cấp của biến áp PT2 lại làm cho tín hiệu áp ở đầu thứ cấp đặt lên cầu chỉnh lưu D13 gần như bằng 0. Điện áp đặt lên R32 có giá trị gần như bằng 0 mà điện áp trên R33 lại có giá trị khác 0, dẫn đến có tín hiệu điện áp đưa vào cửa vào của khuyếch đại thuật toán Q2. Tín hiệu ở cửa ra được khuyếch đại và có giá trị dương lớn. Làm cho điện áp thế đặt vào bazơ của tranzitor Q4 có giá trị lớn làm Q4 thông hơn và sun C10 lại. Ở nửa chu kì điện áp âm ( ) : Lúc này SCR1 khoá ( thôi dẫn ), dẫn đến điện áp đặt vào sơ cấp của biến áp PT2 lớn bằng điện áp máy phát. Tín hiệu áp từ thứ cấp đưa đến

cầu chỉnh lưu D13 và giá trị đặt lên R32 có giá trị dương lớn đi qua bộ khuyếch đại đảo Q2. Tín hiệu đầu ra của Q2 có giá trị nhỏ đi, điện áp rơi trên R30 nhỏ làm cho Q4 khoá bớt lại ( bớt thông ). Khi đó tụ C10 nhanh chóng được nạp điện đạt đến giá trị điện áp phóng để Q5 phát xung điều khiển mở thyristor SCR2.

Như vậy thời gian nạp của tụ C10 nhanh hay chậm để đạt đến điện áp phóng được quyết định bởi giá trị độ lớn E3, cũng có nghĩa là dòng rẽ nhánh tăng hay giảm là phụ thuộc vào giá trị E3.

c. Chỉnh định hệ thống VR : Chỉnh định điện áp ban đầu khi máy phát không tải. Nó được lắp đặt trên bảng điện chính.

R1 : dùng để chỉnh định điện áp máy phát trong giới hạn 5%Uđm. CCR : biến trở để chỉnh định điện áp khi hai máy phát công tác song song để phân bố

tải vô công. 3.3. Đánh giá hệ thống.

Qua phân tích trên ta thấy đây là một trong những hệ thống mới, hiện đại. Hệ thống có cấu trúc gọn nhẹ, có độ chính xác và ổn định cao . Độ chính xác tĩnh 1% khi cos = 0,8 và tốc độ quay dao động không quá 3% nđm được sử dụng nhiều trên các đội tàu thế giới . II.Các loại bảo vệ máy phát điện 1. Khái niệm chung

a. Khái niệm : Trong quá trình vận hành, khai thác hệ thống điện năng tàu thuỷ, luôn có khả năng

xẩy ra sự cố hoặc hư hỏng, ở mỗi chế độ công tác khác nhau, chính vì vậy ở những hệ thống

này phải có những thiết bị bảo vệ đặc biệt. Thông thường trong hệ thống nào cũng bao gồm

một hoặc nhiều thiết bị bảo vệ riêng biệt.

b. Những yêu cầu trong việc bảo vệ. Tính chất chọn lọc: Nghĩa là thiết bị bảo vệ chỉ ngắt mạch những phần tử hư hỏng,

sự cố thật, tính chất này sẽ đảm bảo độ tin cậy hoạt động liên tục của các phụ tải tiêu thụ .

Tính tác dụng nhanh: Khi xẩy ra sự cố ở các phần tử thì thiết bị bảo vệ tương ứng

phải tác động nhanh chóng để bảo vệ được phần tử sự cố và rút ngắn thời gian gây ảnh

hưởng xấu đến hộ tiêu thụ điện khác. Thời gian tác động không quá 0,1 – 0,15 ( s ).

Độ tin cậy: Các thiết bị bảo vệ luôn luôn nằm trong tư thế sẵn sàng hoạt động và chỉ hoạt động khi có sự cố thật xẩy ra nên cần có cấu tạo đạt độ tin cậy cao khi hoạt động. Tức là khi có sự cố phải hoạt động ngay và chính xác ( Do đó cấu tạo chúng phải đơn giản, dễ tháo lắp ).

Độ nhạy: Là phản ứng kịp thời của các trang thiết bị khi có tín hiệu sự cố xẩy ra,

min



nhằm giảm thời gian hoạt động của các hiện tượng xấu nên các phần tử bị sự cố.

ng I

Độ nhậy của thiết bị bảo vệ được biểu thị bằng hệ số nhạy cảm Kn :

Ingmin : Dòng ngắn mạch nhỏ nhất mà thiết bị hoạt động.

Ihd : Dòng hoạt động đã được ghi trước trên bảng thông số. Những phần tử bảo vệ chính là rơle và cầu chì.

c. Bảo vệ cho máy phát. Máy phát điện bị hư hỏng là do các nguyên nhân sau:chất cách điện của các cuộn dây

stato hay rôto bị hỏng, gây ra ngắn mạch hai pha, ba pha, một pha với vỏ máy, ngắn mạch

giữa các vòng dây trong cùng pha, đồng thời ngắn mạch cuộn stato và cuộn rôto với vỏ…

Nếu cuộn dây stato hỏng không chỉ gây ra dòng lớn mà còn gây ra tia lửa điện (hồ

quang điện ) đốt cháy lõi thép stato đòi hỏi phải sửa chữa khôi phục rất phức tạp

Nếu ngắn mạch cuộn dây roto với vỏ máy tại hai điểm , phần cuộn dây còn lại có

dòng lớn phát nóng , từ trường kích từ sẽ không đối xứng gây ra lực cơ học làm chấn động máy phát

Trường hợp rất nguy hiểm là sự hư hỏng của máy phát gây cháy do hồ quang điện,

đốt cháy chất cách điện và từ đó gây hoả hoạn lớn do tác động của quạt gió.

Cũng là chế độ công tác không bình thường của máy phát nếu nó bị tải không đối

xứng với dòng lớn và dòng của máy phát lớn hơn dòng định mức do ngắn mạch ở ngoài máy

phát hoặc quá tải của một phụ tải co công suất lớn

Trong hệ thống năng lượng tàu thuỷ ngoài những sự cố đã kể trên đối với máy phát

còn có khả năng chuyển sang chế độ công tác như động cơ

Tóm lại máy phát điện trong trạm phát điện tàu thuỷ cần có các bảo vệ sau :

Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát.

Bảo vệ quá tải cho máy phát.

Bảo vệ công suất ngược cho máy phát.

Bảo vệ điện áp thấp cho máy phát.

Trong thực tế còn một số bảo vệ khác nữa ngoài các bảo vệ kể trên nhưng chúng được sử

dụng rất hữu hạn cho các trường hợp đặc biệt.

2.Các loại bảo vệ máy phát điện 2.1. Bảo vệ quá tải

Trong quá trình công tác hiện tượng quá tải thường xuyên xẩy ra đối với máy phát do

các nguyên nhân sau:

Do tự động cắt bớt các máy phát công tác song song. Do trực tiếp khởi động các động cơ dị bộ có công suất lớn. Tự động khởi động các động cơ dị bộ sau khi loại trừ điểm ngắn mạch Do quá tải của những động cơ có công suất lớn. Do phân chia tải không đều giữa các máy phát công tác song song.

Do ngắn mạch nên gây ra sự gia tăng nhiệt độ quá nhiệt độ cho phép của những phần

tử có dòng chạy qua dẫn đến cháy hoặc già hoá chất cách điện.

Do quá tải máy phát có thể bị cắt ra khỏi mạng dẫn đến mất điện toàn tầu.

* Quy định các mức quá tải. Máy phát luôn được thiết kế để chịu quá tải 1,1Iđm trong thời gian 15 phút hoặc dài

hơn nếu sau thời gian đó vẫn bị quá tải ở mức ấy thì phải có báo bằng chuông hay còi.

Khi dòng quá tải lớn hơn 1,1Iđm ÷ 1,5Iđm thì thiết bị cắt có độ trễ thời gian phải hoạt

động đảm bảo thời gian chưa vượt quá thời gian cho phép khi dòng quá tải Iqt =1,5Iđm.

Độ trễ hoạt động của thiết bị bảo vệ không được chậm quá 2 phút đối với máy phát

xoay chiều và không quá 1,5(s) với máy phát 1chiều.

Khi dòng máy phát IMF > 1,5Iđm ta coi đó là dòng ngắn mạch và thiết bị bảo vệ ngắn

mạch phải hoạt động.

Bảo vệ quá tải trên tàu SAN FELICE

Khi máy phát bị quá tải thì bộ RMC-122D (Over/sc current relay) hoạt động làm cho rơle K82.3 có điện.

Nếu máy phát bị quá tải nhỏ thì sau 20 giây tiếp điểm 13-14/K82.3/182 sẽ đóng vào làm cho rơle K182.2 có điện :

Tiếp điểm 03-04/K182.2/184 đóng vào cấp điện cho cuộn nhả của các aptomat cấp điện

cho các thiết bị làm hàng,cắt chúng ra khỏi lưới.

Các tiếp điểm 21-22/K182.2/192 và 13-14/K182.2/242 sẽ đảo trạng thái để đưa tín hiệu báo quá tải của máy phát tới các mạch điều khiển đèn và máy tính báo máy phát bị quá tải.

Nếu máy phát vẫn chưa hết quá tải thì sau thời gian trễ 67-68/K182.2/ 182 sẽ đóng vào

làm cho role K182.5 có điện làm cho :

Tiếp điểm 03-04/K182.5/185 và 13-14&43-44&53-54&73-74/186 đóng vào cấp điện cho cuộn nhả của các aptomat, ngắt bớt một số phụ tải ra khỏi lưới.

Các tiếp điểm 21-22/K182.5/192 và 63-64/K182.5/242 đảo trạng thái đưa tín hiệu báo quá tải tới các đèn báo và máy tính. Từ khối điều khiển sẽ gửi tín hiệu tới đèn báo quá tải và chuông báo quá tải cho máy phát.

Nếu máy phát bị quá tải lớn thì ngay lập tức tiếp điểm 6-7/K82.3/093 sẽ đóng lại đưa tín hiệu vào khối No1 D/G PMS INTERFOCA để điều khiển ra lệnh mở aptomat chính của máy phát số1 ra khỏi lưới đồng thời đưa tín hiệu tới báo động quá tải cho máy phát bằng đèn và còi . 2.2. Bảo vệ ngắn mạch.

Nguyên nhân: Ngắn mạch là sự nối kín giữa các pha hoặc giữa các pha với đất hoặc

giữa pha và dây trung tính. Nguyên nhân là do sự hư hỏng chất cách điện của các phần tử

dẫn điện vì có sự già hóa tự nhiên hay sự quá áp, bảo dưỡng các thiết bị không đúng quy

trình hoặc do các hư hỏng cơ khí. Ngoài ra còn do sự hoạt động nhầm lẫn của người vận

hành.

Hậu quả: Dòng ngắn mạch nhìn chung là rất lớn và tùy thuộc và điểm ngắn mạch, nó

có thể đạt đến hàng trăm nghìn ampe nên hậu quả mà nó gây ra là rất lớn. Ta có thể quan

tâm đến những tác hại sau đây:

Làm tăng nhiệt độ hoặc làm nóng chảy, đốt cháy các phần tử mà nó đi qua gây ra hỏng

các thiết bị đó do nhiệt.

Dòng ngắn mạch làm xuất hiện lực tương hỗ rất lớn giữa các phần tử dẫn điện gây ra sự

phá hủy cơ khí. Có thể làm vỡ các trụ đỡ, khí cụ, thanh cái hoặc các vật cố định khác.

Dòng ngắn mạch gây ra sự sụt áp đột ngột rất lớn làm xấu đi tính năng công tác của các

phụ tải.

Để bảo vệ ngắn mạch người ta thường dùng: cầu chì, các loại aptomat hoạt động nhanh.

Trên tàu thủy được ứng dụng ba nhóm aptomat để bảo vệ ngắn mạch:

a. Aptomat cổ điển:

Thời gian ngắt mạch khoảng vài ba nửa chu kỳ. Đây là aptomat không sử dụng thêm

các phần tử có thể rút ngắn hay kéo dài thời gian hoạt động. Aptomat cổ điển có thể trang bị

cho việc bảo vệ quá tải với thời gian trễ và bảo vệ ngắn mạch không có độ trễ .

Hình 6.1 Đặc tính ampe giây của aptomat cổ điển

tk : 10  20s , tb : 0,01  0,03s , Igh : Giới hạn dòng bảo vệ quá tải.

Nếu dòng đi qua aptomat có trị số từ Igh  I2 , nó sẽ hoạt động theo nguyên tắc bảo vệ

quá tải. Còn khi dòng từ I2  I3 , cơ cấu bảo vệ ngắn mạch sẽ hoạt động với thời gian t =

0,01  0,03s.

b. Aptomat chọn lọc:

Trong cấu trúc của aptomat chọn lọc được lắp đặt thêm phần tử cho phép kéo dài thời

gian hoạt động khi bảo vệ ngắn mạch. Với điều kiện công tác trên tầu thuỷ, kéo dài thời gian

hoạt động của aptomat với độ trễ ngắn, cao nhất là 0,5s.

tk = 10 ÷ 20s ; tz : 0,1  0,5s ; tb = 0,01 ÷ 0,03s

Hình 6.2 : Đặc tính của aptomát chọn lọc.

Aptomat chọn lọc với phần tử ngắt có độ trễ thời gian ngắn có thể lắp đặt thêm phần

tử ngắt có độ trễ thời gian dài hơn để bảo vệ quá tải, hoặc phần tử không có độ trễ để bảo vệ

ngắn mạch. Các aptomat như vậy sẽ hoạt động không có độ trễ thời gian nếu có dòng ngắn

mạch lớn. Còn nếu dòng ngắn mạch nhỏ thì hoạt động vẫn có độ trễ ngắn. Như vậy trong

aptomat có 2 phần tử bảo vệ ngắn mạch.

c.Aptomat hoạt động nhanh:

Aptomat hoạt động nhanh được cấu trúc thêm phần tử cho phép rút ngắn thời gian

hoạt động của chính bản thân nó. Nó có khả năng đáp ứng hạn chế được trị số dòng ngắn

mạch.

Aptomat hoạt động nhanh có khả năng hoạt động ngay nửa chu kỳ đầu tiên của dòng

ngắn mạch. Ta có thể đặt phần tử hoạt động nhanh để nó hoạt động trước khi xuất hiện

dòng xung kích. Như vậy nó có khả năng hạn chế được dòng ngắn mạch. Với dòng ngắn

mạch nhỏ hơn dòng ta đặt ở phần tử hoạt động nhanh thì các phần tử khác sẽ hoạt động

giống như aptomat cổ điển và aptomat chọn lọc.

ts : Từ vài ms  10 ms .

Hình 6.3 : Đặc tính ampe giây của aptomát hoạt động nhanh

d. Kết hợp aptomat và cầu chì để bảo vệ ngắn mạch:

Khi ứng dụng aptomat cổ điển và aptomat chọn lọc để bảo vệ ngắn mạch cho máy ta

nhận thấy rằng: Do trong cấu trúc của hai loại trên không có phần tử cho phép rút ngắn thời

gian hoạt động của chúng nên cho dù dòng ngắn mạch lớn đến đâu chăng nữa thì chúng chỉ

có khả năng hoạt động với thời gian nhanh nhất là bằng tb = 0,01  0,03s. Điều đó thật bất

lợi, vì nếu dòng ngắn mạch I > I3 mà sau thời gian tb mới cắt thì quá chậm và có thể gây ra

những hậu quả nghiêm trọng cho hệ thống.

Do vậy ta có thể kết hợp giữa aptomat và cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho những

trường hợp ta vừa ví dụ ở trên.

Khi kết hợp đúng giữa aptomat và cầu chì sẽ tạo ra được thời gian cắt mạch

t < tb vì lúc này cầu chì sẽ được hoạt động trước.

Cầu chì phải được chọn sao cho đặc tính t = f(I) của nó phải đi qua điểm b, bằng cách

chọn như vậy khi dòng lớn hơn I3 cầu chì sẽ hoạt động bảo vệ trước aptomat.

Tất cả các loại aptomat trên đều đáp ứng đủ các yêu cầu quy định của đăng kiểm và cơ

quan quy chuẩn thiết bị. Do vậy để bảo vệ cho máy phát là vô cùng quan trọng. Đối với

máy phát có thể các loại bảo vệ khác không có nhưng nhất thiết bảo vệ ngắn mạch phải có.

Hình 6.4 Đặc tính ampe - giây kết hợp aptomat và cầu chì

1 , 2 : Đặc tính của aptomat cổ điển .

3 : Đặc tính của cầu chì kết hợp .

4 : Giới hạn sức bền của phần tử nhiệt .

Bảo vệ ngắn mạch cho máy phát trên tàu SAN FELICE :

Trên tàu SAN FELICE việc bảo vệ ngắn mạch cho máy phát người ta dùng aptomat chính. Aptomat thường được sử dụng để bảo vệ ngắn mạch ở mạch động lực và mạch chính :

tín hiệu dòng được lấy từ ba pha R-S-T của máy phát đưa tới bộ chuyển đổi dòng điện

PA83.2 (current transducer TAC -311DG )/083. Khi có hiện tượng ngắn mạch thì dòng điện

của máy phát sẽ tăng lên rất lớn. các biến dòng sẽ cảm nhận được tín hiệu dòng lớn này đưa

tới bộ chuyển đổi PA83.2 làm cho đầu ra của khối này(tiếp điểm 5-6) xuất hiện tín hiệu đưa

tới khối PMS. Khối điều khiển PMS điều khiển đóng tiếp điểm 67-68/PMSDG1/085 cấp

điện cho rơle K85.9 làm cho tiếp điểm 2-10/K85.9/ 084 mở ra ngắt điện cấp cho cuộn giữ

MN của aptomat chính làm aptomat chính mở ra ngắt máy phát ra khỏi lưới.Tiếp điểm 3-

11/K85.9/085 mở ra, không cho phép reset lại aptomat khi chưa khắc phục sự cố ngắn mạch

2.3. Bảo vệ công suất ngược.

Khi các máy phát công tác song song với nhau hay với ác qui và các bộ chỉnh lưu, nó có thể trở thành động cơ ( máy phát công tác ở chế độ động cơ). Trong chế độ công tác này chiều của công suất sẽ ngược lại với chế độ công tác của máy phát. Máy phát trở thành một phụ tải tiêu thụ năng lượng điện.

a) Nguyên nhân gây ra hiện tượng công suất ngược. - Gián đoạn việc cung cấp dầu cho diezel, hỏng khớp nối giữa máy phát và động cơ

truyền động hay hơi vào tuốc bin.

- Đối với máy phát một chiều chuyển sang chế độ công tác động cơ còn do điện áp

kích từ hay điện áp máy phát bị giảm, tức là sức điện động của máy phát nhỏ hơn điện áp trên thanh cái.

b) Hậu quả. Làm cho các máy phát còn lại bị quá tải dẫn đến cắt toàn bộ các máy phát ra khỏi

mạng.

Mức dầu bị gián đoạn ( hoặc hỏng khớp nối ), khi dầu có trở lại dẫn đến quá tốc của

động cơ diezel.

c) Các bảo vệ. Bảo vệ công suất ngược cho máy phát đồng bộ phải có cảm biến chiều của công suất, phần tử đó gọi là bộ nhạy pha. Trên tàu thuỷ thường được ứng dụng 2 loại rơle công suất

ngược đó là rơle công suất ngược cảm ứng và rơle công suất ngược bán dẫn.

Rơle công suất ngược cảm ứng kí hiệu UM – 149.

Hình Hình 6.5 Sơ đồ cấu tạo rơle UM – 149

Cấu tạo rơle UM – 149 bao gồm các phần tử như sau . Khung từ 1 và 2, trên khung từ 1 được quấn cuộn dòng 4 và lấy tín hiệu từ biên dòng của máy phát. Trên khung từ 2 được quấn cuộn áp 5 và lấy tín hiệu từ biến áp đo lường. Đĩa 3 bằng nhôm được cố định trên trụ quay có các gối đỡ. Tiếp điểm 8 được cố định cùng với

trụ quay của đĩa nhôm 3, tiếp điểm 9 đặt cố định, khi đĩa nhôm 3 được quay theo một chiều nhất định tiếp điểm 8 và 9 được tiếp xúc. Đĩa nhôm 3 chỉ được quay theo hướng nhất định, hướng ngược lại bị hãm bằng chốt, nếu có hiện tượng công suất ngược I ngược pha 180o gọi là I' và I  I' .

Muốn có từ trường quay ta phải tạo ra 2 từ thông I và U lệch pha nhau về không

gian và thời gian

Hình 6.6 sơ đồ véctơ của rơle UM -149

Từ sơ đồ vectơ ( hình 5.17) ta có : Vectơ điện áp đưa vào cuộn áp 5 ( áp ) U(là tín hiệu

điện áp dây pha ST), vectơ dòng đưa vào cuộn 4 là I (là dòng pha T). Góc lệch pha giữa U và

I là φ, IU dòng chạy trong cuộn áp 5. Do có sự tổn hao nên vectơ  và I lệch nhau một góc

nhỏ. Như vậy hai từ thông I và U lệch pha đó tạo ra từ trường quay và gây ra mômen quay trên đĩa nhôm 3 như sau :

M1 = K.I. U.sin Khi từ chế độ máy phát chuyển sang chế độ động cơ thì vectơ dòng quay đi một góc 180o. Góc tạo thành giữa I' và vectơ U sẽ là 180o -  và góc tạo bởi ’I và U là 180o +  , lúc này mômen quay trên đĩa 3 như sau .

M2 = K.I'. U.sin( 180o +  ) = - K.I'. U.sin  Từ biểu thức trên ta rút ra kết luận : khi vectơ dòng quay đi một góc 180o ( tương ứng

với chế độ động cơ của máy phát ) thì mômen quay gây ra trên đĩa nhôm 3 sẽ đổi dấu .

Đối với rơle UM – 149 muốn điều chỉnh mức công suất ngược hoạt động ta thay đổi số vòng dây của cuộn dòng. Còn muốn điều chỉnh thời gian hoạt động ta thay đổi khoảng cách giữa hai tiếp điểm 8 và 9. + Ưu nhược điểm: Loại UM – 149 đơn giản dễ chế tạo, tuy nhiên nó làm việc không tốt ở môi trường

tàu thuỷ vì rung lắc chấn động, hệ số phục hồi nhỏ. Sơ đồ đấu rơle công suất ngược UM – 149.

Hình 6.7 Sơ đồ đấu rơle công suất ngược UM – 149.

+ Rơle công suất ngược điện tử :

Hiện nay trên các tàu đóng mới hầu hết được trang bị rơle công suất ngược điện tử .

Ura

I 

Bộ nhạy pha

Khuếch đại

Trigơ

U 

Phần tử quan trọng nhất của thiết bị này là bộ nhạy pha

Hình 6.8 Sơ đồ khối rơle công suất ngược điện tử

Phần tử nhạy pha cảm biến được chiều công suất và đưa tín hiệu đến bộ khuyếch đại

sau đó tín hiệu được đưa đến trigơ  Ura .

Bảo vệ công suất ngược cho máy phát (page 082):

Khi máy phát xảy ra hiện tượng công suất ngược quá ngưỡng đặt của rơle bảo vệ công suất ngược thì khối RMP-121D ( reverse Power Relay) sẽ hoạt động gửi tín hiệu tới làm cho rơle K82.2 có điện. Sau thời gian trễ là 10 giây thì tiếp điểm của 6-7/K82.2/085 sẽ đóng làm cho rơle K85.5 có điện :

Tiếp điểm 7-11/K85.5/085 đóng vào là cho rơle K85.7 có điện :

Tiếp điểm 8-12/K85.7/085 đóng vào để tự duy trì cho K85.7

Tiếp điểm 1-9/K85.7/084 mở ra làm cho cuộn giữ MN mất điện làm cho aptomat chính của máy phát mở ra.

Tiếp điểm 7-11/K85.7/086 đóng vào cấp điện cho đèn S6 sáng (S6 là nút ấn có đèn đùng

để reset aptomat chính của máy phát khi sảy ra sự cố).

Tiếp điểm 6-10/K85.5/093 đóng vào đưa tín hiệu vào khối điều khiển báo máy phát bị công suất ngược.

Tiếp điểm 5-9/K85.5/242 đóng vào đưa tín hiệu vào máy tính điều khiển đèn báo và

chuông báo máy phát bị công suất ngược.. Để điều khiển đóng được aptomat máy phát số1 vào lưới sau khi bị sự cố thì ta phải ấn nút reset SB85.7 để reset lại mạch điều khiển aptomat 2.4. Bảo vệ điện áp thấp.

Khi các máy phát được xác định để công tác song song với nhau hay với các nguồn điện bờ thì việc đóng aptomat sẽ không cho phép nếu kích từ chưa đạt tới ít nhất là 80% trị

số định mức. Với mục đích trên ta quan niệm rằng cần có thiết bị khống chế (rơ le) chỉ cho

phép đóng aptomat máy phát khi điện áp của nó đã đạt đến trị số điện áp cho trước. Rơle bảo vệ khỏi điện áp thấp được chọn hoạt động với độ trễ đến 0,5(s).

Mạch bảo vệ điện áp thấp trên tàu SAN FELICE:

Tín hiệu áp của máy phát được đưa vào các chân B2, C, A1, A2 của bộ Voltage Built Uprelay. Khi tín hiệu điện áp của máy phát lớn hơn tín hiệu đặt là 80%Uđm thì có tín hiệu điều khiển làm cho rơle K82.8 có điện, sau thời gian trễ đóng tiếp điểm 15-18/K82.8/084 sẵn sàng cấp điện cho mạch đóng aptomat chính lên lưới ở chế độ tự động. Nếu điện áp của máy nhỏ hơn 80% Uđm thì tiếp điểm của K82.8 mở ra ta không thể điều khiển tự động đóng aptomat chính lên lưới. 2.5. Các bảo vệ khác.

+ Bảo vệ điện áp cao

Hiện nay việc bảo vệ điện áp cao thường được thực hiện ở hệ thống điều chỉnh điện

áp. Tức là khi có hiện tượng điện áp cao do đứt mạch phản hồi mền hoặc hỏng mạch tín hiệu

điện áp máy phát đến phần tử so sánh. Thì trong hệ thống có khối chức năng làm mất dòng

kích từ của máy phát tuy nhiên khi máy phát cắt tải đột biến, điện áp của máy phát có thể

tăng đột ngột. Do đó khối bảo vệ điện áp cao trong hệ thống sẽ hoạt động và khối này có độ trễ thời gian 0,5(s).

+ Bảo vệ quá dòng. Quá dòng 110%: Ngắt cầu dao chính của máy phát sau 10 giây.

Quá dòng trên 300%: Ngắt cầu dao chính của máy phát sau 0,22 giây. Ngắn mạch hoàn toàn: Ngắt ngay lập tức cầu dao chính.

Khi bất cứ đoạn nào bị ngắn mạch dòng đều sẽ tăng lên đột biến lúc đó các thiết bị

bảo vệ giữa máy phát và chỗ bị sự cố có thể đồng thời được hoạt động.

+ Bảo vệ mất pha: Khi bị mất pha sẽ có tín hiệu gửi đến ACB để thực hiện cắt máy

phát.

Bảo vệ tần số thấp cho trạm phát tàu SAN FELICE: (page 083):

Tín hiệu áp của máy phát được đưa vào chân 17-19 của khối Freq.Transducer (FT83.4), đầu ra của bộ biến đổi được đưa vào đầu 3-4 của bộ PMS.X1.

Khi tần số của máy phát nhỏ hơn tần số cho phép sẽ có tín hiệu gửi tới khối PMS ,khối sẽ đóng tiếp điểm 67-68/PMSDG1/085 vào làm cho rơle K85.9 có điện.Quá trình tiếp theo xảy ra tương tự như bảo vệ ngắn mạch.

Khi tần số của máy phát gần bằng định mức thì khối PMS sẽ mở tiếp điểm của nó ra làm

cho rơle K85.9 mất điện mạch điều khiển trở lại hoạt động bình thường.

KẾT LUẬN

Sau thời gian 12 tuần nỗ lực tìm hiểu tham khảo và nghiên cứu,đến nay đồ án tốt

nghiệp của em đã hoàn thành xong với nội dung gồm hai phần :

Phần 1 : TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU SAN FELICE Phần 2 : ĐI SÂU NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL – MÁY PHÁT VÀ BẢO VỆ TRẠM PHÁT ĐIỆN

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Ks :Lê Văn Ba ,cùng các thầy cô giáo trong

Đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành với sự nỗ lực cao của bản thân và trong việc nghiên cứu tìm hiểu một số hệ thống điện trên tàu SAN-FELICE .Bằng những kiến thức đã được trang bị ở trường,kiến thức thực tế trong thời gian thực tập tại nhà máy đóng tàu Phà Rừng và tìm hiểu một số tài liệu tham khảo có liên quan đến vấn đề đang nghiên cứu,em đã cố gắng trình bày đồ án một cách ngắn gọn và đầy đủ nhất.Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế nên đề tài của em còn nhiều thiếu sót.Qua đây em mong muốn nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là Thầy giáo Ks :Lê Văn Ba để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn. Khoa Điện - Điện tử tàu biển đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên

Nguyễn Văn Miền Hải phòng tháng năm 2010

Tài Liệu Tham Khảo

1.Trạm phát điện tàu thuỷ

KS.Bùi Thanh Sơn -Nhà xuất bản giao thông vận tải Hà Nội -2000

2.Bài giảng Trạm phát điện tàu thủy

KS.Bùi Thanh Sơn -Trường ĐHHH

3.Bài giảng Hệ thống tự động

Ths.Kiều Đình Bình -Trường ĐHHH

4.Truyền động điện tàu thuỷ

KSĐT.Lưu Đình Hiếu -Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội -2004

5.Bài giảng môn máy điện tàu thuỷ

Ths .Đỗ Văn Thoả-Trường ĐHHH