Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí đo và bảo vệ thông số máy biến áp dầu
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINHCHƯƠNG 1: VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ MÁY BIẾN ÁP DẦU BA PHA1.1. TÌM HIỀU MÁY BIẾN ÁP DẦU BA PHATrong các hệ thống điện ngày nay, cứ mỗi KW công suất nguồn điện cần phải có khoảng 5 - 6KVA công suất máy biến áp. Tổng thất điện năng trong các máy biến áp chiếm tới gần 30% toàn bộ tổn thất điện năng trong các lưới điện. Do đó máy biến áp là một trong các thành phần chủ yếu của các hệ thống điện, có ý nghĩa quyết định tới tính kinh tế của chúng.Đến những năm cuối của thế kỷ 20 hầu như tất các các máy biến áp đều thuộc loại máy biến áp dầu, trong đó dầu đóng vai trò vừa hỗ trợ làm mát các cuốn dây, vừa làm tăng độ bền cách điện của chúng.Chất lượng dầu ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy, tuổi thọ của máy biến áp. Trong quá trình vận hành cần phải thường xuyên theo dõi tình trạng dầu để kịp thời phát hiện những thay đổi tính chất của dầu thông qua việc xác định hàng loạt các chỉ tiêu quan trọng như tạp chất cơ khí và carbon lơ lửng, độ bền cách điện, chỉ số acid, nhiệt độ chớp cháy của dầu, độ nhớt, độ trong, độ ổn định, góc tổn thất điện môi . Để quản lý chất lượng dầu cần phải trang bị nhiều phương tiện kỹ thuật, cần có các cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật giỏi, biến chế công nhân đông đảo với tay nghề cao . Mặt khác, với số lượng lớn máy biến áp dầu thì nguy cơ cháy, nổ luôn luôn thường trực, đe doạ sự cố thiết bị và gây tai nạn cho người, ô nhiễm môi trường xung quanh.Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điệnNếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu thụ điện lớn, một vấn đề rất lớn đặt ra và cần được giải quyết là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh tế nhất và đảm bảo được các chỉ tiêu kĩ thuật.Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp đượctăng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy có thể làm tiết diệndây nhỏ đi, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống, đồng thời tồn hao nănglượng trên đường dây cung sẽ giảm xuống. Vì thế, muốn truyền tải công suất lớn đi xa,ít tổn hao và nết kiệm kim loại mầu trên đường đây người ta phải dùng điện áp cao, dẫnđiện bằng các đường dây cao thế, thường là 35, 110, 220 và 500 KV. Trên thực tế, các máy phát điện thường không phát ra những điện áp như vậy vì lí do an toàn, mà chỉ phát ra điện áp từ 3 đến 21KV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp đầu đường dây lên. Mặt khác các hộ tiêu thụ thường chỉ sử dụng điện áp thấp từ 127V, 500V hay cùng lắm đến 6KV, do đó trước khi sử dung điện năng ở đây cần phải có thiết bị giảm điện áp xuống.Những thiết bị dùng để tăng điện áp ra của máy phát điện tức đầu đường dây dẫn và những thiết bị giảm điện áp trước khi đến hộ tiêu thụ gọi là các máy biến áp (MBA).MBA chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không chuyển hóa năng lượng.1.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINHMáy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa trên nguyên lí cảmứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệthống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi.Đầu vào của MBA được nối với nguồn điện, được gọi là sơ cấp (SC). Đầu ra củaMBA được nối với tải gọi tà thứ cấp (TC)• Khi điện áp đầu ra TC lớn hơn điện áp vào SC ta có MBA tăng áp.• Khi điện áp đầu ra TC nhỏ hơn điện áp vào SC ta có MBA hạ áp .Các đại lượng và thông số của đầu sơ cấp .+ U1 : Điện áp sơ cấp .+ I1 : Dòng điện qua cuộn sơ cấp .+ P1 : Công suất sơ cấp .+ Wl : Số vòng dây cuộn sơ cấp .Các đại lượng và thông số của đầu thứ cấp .+ U1 : Điện áp thứ cấp .+ I1 : Dòng điện qua cuộn thứ cấp .+ P1 : Công suất thứ cấp .+ Wl : Số vòng dây cuộn thứ cấp1.3. CÔNG DỤNG CỦA MBAMBA đã và đang được sử dụng rộng rãi trong đời sống, phục vụ chúng ta trongviệc sử dụng điện năng vào các mục đích khác nhau như :+ Trong các thiết bị lò nung có MBA lò .+ Trong hàn điện có MBA hàn .+ Làm nguồn cho các thiết bị điện ,thiết bị điện tử công suất .+ Trong lĩnh vực đo lường (Máy biến dòng ,Máy biến điện áp. . . )+ Máy biến áp thử nghiệm.+ Và đặc biệt quan trọng là MBA điện lực được sử dụng trong hệ thống điện .Trong hệ thống điện MBA có vai trò vô cùng quan trọng, dùng để truyền tải vàĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINHphân phối điện năng ,vì các nhà máy điện công suất lớn thường ở xa các trung tâm tiêuthụ điện (Các khu công nghiệp và các hộ tiêu thụ. . . ) vì thế cần phải xây dựng các hệthống truyền tải điện năng.Điện áp do nhà máy phát ra thường là : 6.3; 10.5; 15.75; 38.5 KV. Để nâng caokhả năng truyền tải và giảm tổn hao công suất trên đường dây phải giảm dòng điện chạytrên đường dây ,bằng cách nâng cao điện áp truyền ,vì vậy ở đầu đường dây cần lắp đặtMBA tăng áp 110 KV ; 220KV ; 500 KV v v.và ở cuối đường dây cần đặt MBA hạ ápđể cung cấp điện cho nơi tiêu thụ thường là 127V đến 500V và các động cơ công suấtlớn thường là 3 đến 6KV.1.3.1. VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNGHiện nay mạng điện trải rộng ở khắp mọi nơi, nhưng điện năng chỉ được sản xuất ở một số ít nhà máy phát điện , mà các nhà máy này được xây dựng ở những nơi có cácđặc điểm như gần sông hồ lớn , gần mỏ than ….vì vậy mà cách xa nơi tiêu thụ hàngĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINHtrăm hàng nghìn Km.Điện năng có đặc điểm là khi xản xuất ra cần phải tiêu thụ ngay .Chính vì vậy cầnphải truyền tải điện năng tới ngay nơi tiêu thụ . Điện năng được truyền tải bằng cácđường dây điện.Với mạng lưới dài tới hàng trăm hàng nghìn kmGiả sử ta cần truyền tải một công suất P của máy phát trên quãng đường dài. Côngsuất P , hiệu điện thế U và dòng điện trên dây dẫn liên hệ với nhau bằng biểu thứcP = U.IDo hiệu ứng jun-lenxơ,trên đường dây sẽ có một công suất hao phí ΔP sẽ biếnthành nhiệt toả vào môI trường . Ta có biểu thức tính tổn hao :ΔP= U2/RTrong đó R là điện trở dây dẫnVì ΔP là tổn hao công suất do vậy cần phải giảm ΔP xuống mức thấp nhất .Chẳng hạn muốn giảm ΔP xuống 100 lần thì ta có thể làm hai cách• Giảm R xuống 100 lần• Tăng u lên 100 lầnNếu làm theo cách thứ nhất thì ta phải tăng tiết diện dây lên 100 lần ,đồng nghĩavới việc ta phải tăng khối lượng dâu dẫn lên 100 lần .Điều này là quá tốn kém vì taphải tăng sức trống đỡ của cột lên 100lần và giá thành vật liệu sẽ quá cao.Như ta đãbiết việc tăng U lên 10 lần chỉ có thể thực hiện được khi ta sử dụng MBA.Ta nhìnvào mô hình mạng điện sau đây:Máy phát điện ở các nhà máy phát điện chỉ có thể tạo ra dòng điện tới 24kv.Trạmbiến áp ở nhà máy điện có khả năng nâng điện thế đó lên tới 500kv .Quãng đườngtruyền tải càng xa càng cần diện áp cao. Trên quãng đường truyền tải cần nhiềutrạm biến áp trung gian nhằm mục đích tiếp tục nâng hay giảm điện áp vì điện ápcủa nơi tiêu thụ chỉ cần điện áp thấp vai trăn volTrong các hệ thống điện hiện nay cần phải có tối thiểu 4÷ 5 lần tăng giảm điện áp. Do đó tổng công suất đặt của các máy biến áp gấp mấy lần công suất của máy phát điện.Người ta đã tính được rằng nó gấp 6÷7 hay 8 lần hoặc hơn thế nữa hiệu suất của máybiến áp thường rất lớn 98 ÷99 % nhưng do số lượng máy biến áp nhiều lên tổn hao tronghệ thống điện là rất đáng kể.Có thể nói trên mạng truyền tải điện năng thì MBA được chia làm hai loại chính là MBA truyền tải điện áp cao, MBA trung gian và MBA phân phối.MBA truyền tải điện áp cao ,công suất lớn nó đảm nhiệm cung cấp điện cho một vùng, một khu vực. Vì vậy yêu cầu đối với loại máy này là: Un phải lớn đông thời phải điều chỉnh được điện áp đưới tảiĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH MBA phân phối với công suất vừa và nhỏ,cung cấp điện cho một vùng dân cư nhỏ, hay một số ít nhà máy. Yêu cầu với loại nay là Un từ 4-5%, AU nhỏ, điều chỉnh không điện,hay thận chí không điều chỉnh.CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG KIỂM TRA2.1. Thuyết minh chung về mô hình.Hệ thống đo lường: đo lường các giá trị dòng điện, điện áp, nhiệt độ và cosphi. Các tín hiệu được đưa vào các transducer để chuyển đổi thành tín hiệu dòng (4 – 20mA DC) hay áp (0 – 10V) với tỉ lệ tương ứng. Các tín hiệu này được đưa vào module xử lý tín hiệu liên tục FX2N-4AD để chuyển đổi thành tín hiếu số để đưa vào PLC , các tín hiệu này được xử lý bằng các thuật toán để thể hiện đúng giá trị cần đo. Các giá trị này được thể hiện ở các giao diện trên máy tính và trên màn hình GOT. Đồng thời các giá trị này được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu phục vụ cho các tác vụ ghi nhật ký (history), vẽ đồ thị (trend), xuất báo cáo (report), cảnh báo (alarm) khi các giá trị vượt ngưỡng cho phép đã đặt trước.Các thiết bị sử dụng trong mô hình.ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH PLC FX1N-24MR (Mitsubishi): đóng vai trò là trạm chủ đặt tại trung tâm, chứa chương trình điều khiển, nhận tín hiệu được truyền về từ PLC, truyền tín hiệu điều khiển đến PLC. F940 GOT-LWD-E (Mitsubishi): là màn hình thao tác cảm ứng, giao tiếp với PLC (master) thông qua cable RS-232C, giao tiếp với máy tính thong qua cable RS-422 (làm trung gian giao tiếp PLC với máy tính), cung cấp giao diện người máy (MHI) tham gia giám sát và điều khiển hệ thống. Computer: giao tiếp với PLC master qua phần mềm GX-Developer để giám sát và điều khiển hệ thống. FX2N-4AD (Mitsubishi): module mở rộng chuyên dùng xử lý tín hiệu liên tục, nhận tín hiệu tương tự từ các Transducer rồi chuyển thành tín hiệu số 12bit vào PLC. AC Voltage Transducer (Mitsubishi), Ampere Transducer, Temperature Transducer, cosphi Transducer: chuyển đổi các tín hiệu điện áp, dong điện, nhiệt đô, cosphi thành tín hiệu chuẩn dòng hay áp theo tỉ lệ tương ứng. Đèn được dùng như các đèn báo, để báo lỗi hệ thống cho người vận hành biết xử lý. Nguyên lý hoạt động.Khi có một thông số nào báo động thì đèn báo thông số sẽ nhấp nháy và còi báo động chung sẽ kêu. Khi đó người vận hành nhấn nút nhấn khẳng định sự cố để xác định thông số báo động, lúc này đèn báo sự cố sẽ sang hẳn, còi tắt.2.1.1. Sơ đồ nguyên lý kết nối các thiết bị.2.1.1.1. Sơ đô kết nối.ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINHCOMPUTERPLCFX2N-4ADI/ORS232TemperatureTransducerVoltageTransducerPower lineTransducerAmpereTranducerVoltageSignalCurrentSignalCặp nhiệt2.1.1.2. Sơ đồ kết nối màn hình GOT:Kết nối màn hình GOT với PC Kết nối màn hình GOT với PLCĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH2.1.1.3. Sơ đồ kết nối FX2N-4AD với các Transducer.ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINHBảng: Liệt kê các I/O của PLCTT Địa chỉ Chú thích2 X1 Nút nhấn 13 X213 Y1 Đèn 114 Y2 Đèn 215 Y3 Đèn 316 Y4 Đèn 417 Y5 Đèn 518 Y6 CòiCHƯƠNG 3: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÀN HÌNH HMI3.1. Giới thiệu chung về các loại màn hình HMI.ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINHTổng quát: Màn hình hay còn được gọi là HMI (Human Mechine Interface) được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp. Màn hình gồm nhiều chủng loại khác nhau của các hang như Mitsubishi, Siemen, Omron, Delta,…Mỗi hãng sản xuất đều có một số tính năng như bộ lập trình bằng tay, giám sát quá trình sản xuất, truy cập các thông số, dữ liệu cài đặt……Ngoài các tính năng trên màn hình HMI còn có thể cho nhiều tính năng khác như đồ họa để mô phỏng các thiết bị trong quá trình sản xuất giúp người vận hành các thiết bị có cái nhìn trực quan hơn về hệ thống sản xuất, giúp họ dễ thao tác kiểm tra hệ thống nhanh và hiệu quả hơn. Một số loại màn hình HMI của hãng Mitsubishi:- Loại FX-10DU đến FX-50DU.- Loại GOT-F900 series (handy và Touch Sceen).- Loại F940GOT-LWD-E.-Loại A800 Series.- Loại GOT-1000 Series.Màn hình GOT kết nối với PLC.ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 [...]... trắng và đen) 3.2 Chi tiết kỹ thuật ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH Kết nối HMI với PLC, nguồn 24VDC có tDùng nguồn nuôi riêng 24VDC Có thể dùng chung với PLC hoặc dùng riêng - Tín hiệu cấp nguồn áp 24 VDC - Hai cổng kết nối theo chuẩn RS232 (kết nối với PC) và RS422(kết nối với PLC) ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 3.3 Sơ đồ kết nối: Cáp kết... từ cảm biến và ngõ ra là các Relay, Transistor hay các Triac vật lý Các ngõ vào và ngõ ra cần được ký hiệu và đánh số để có địa chỉ xác định và duy nhất Mỗi nhà sản xuất PLC đều có kí hiệu và cách đánh số riêng nhưng về ý nghĩa cơ bản là giống nhau Theo cách đánh số của hãng Mitsubishi, các ngõ vào và ngõ ra được đánh số theo hệ cơ số 8 (Octal) Các ngõ vào hay ngõ ra liên tiếp sẽ được đánh số liên... (ON/OFF) thông thường cho đến các ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm: • Hóa học và dầu khí: định áp suất (dầu) , bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân đong trong ngành hóa • Chế tạo máy và sản xuất: tự động hóa trong chế tạo máy, cân đong, quá trình lắp đặt máy, điều... logic, vì bộ nhớ trong PLC được tổ chức có tác dụng như bộ đếm vật lý Số lượng bộ đếm có thể sử dụng tùy thuộc vào loại PLC Bộ đếm được ký hiệu là C và được đánh số thập phân, ví dụ C0, C128, C235 Tham số của bộ đếm là giá trị đếm của bộ đếm, nó có thể là hằng số hoặc tham số Ví dụ: C0 K20 (tham số là hằng số) , C128 D0 (tham số là biến số) a) Phân loại: Bộ đếm lên: nội dung bộ đếm tăng lên 1 khi có... ngõ vào gắn trực tiếp vào PLC Y: ngõ ra nối trực tiếp từ PLC T: thiết bị định thì C: thiết bị đếm M: relay phụ trợ, cờ chuyên dùng S: relay trạng thái, cờ hiệu (S900 – S999) D: thanh ghi P: con trỏ K: hằng số thập phân H: hằng số thập lục phân 1.2.2.1 Ngõ vào, ngõ ra Ngõ vào và ngõ ra là các bộ nhớ 1 bit, nhưng các bit đó có ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra trạng thái Ngõ vào... liên tục đi vào modul A/D là 4-20mA hoặc ± 20V vì các cảm biến tuyến tính đều cho giá trị tín hiệu nằm trong hai khoảng trên Tùy thuộc vào nhà sản xuất và loại PLC, modul A/D có các mức về độ phân giải, thể hiện độ chính xác của bộ biến đổi A/D Độ phân giải là số bít biểu diễn giá trị tín hiệu liên tục đã được lấy mẫu Độ phân giải có quan hệ trực tiếp đến con số tối đa có thể biểu diễn được và số bước... lần sử dụng hằng số K 1.2.2.10 Hằng số H Ký hiệu: H Công dụng:biểu diễn bằng số thập lục phân Các hình thức sử dụng: • Đối với dữ liệu 16 bit, có thể biểu diễn giá trị từ 0 đến FFFF • Đối với dữ liệu 32 bit, có thể biểu diễn giá trị từ 0 đến FFFFFFFF Cách đánh số • Không có, hằng số H được dùng để nhập dữ liệu cho lệnh • Không giới hạn số lần sử dụng hằng số H 1.2.3 Ngôn ngữ lập trình và các tập lệnh... toán điều khiển số, thong qua một ngôn ngữ lập trình Với chương trình điều khiển được lập trình và được lưu trữ trong bộ nhớ PLC dưới dạng các khối chương trình và thực hiện lặp lại theo chu kì của vòng quét, PLC trở thành bộ điều khiển nhỏ gọn, linh hoạt, tin cậy và đặc biệt là PLC dễ dàng trao đổi thông tin với môi trường bên ngoài như: trao đổi thông tin với PLC khác hoặc với các máy tính nhờ các... Tổng số 512 1152 2572 2572 (M384-M1535) (M500-M3071) (M500-M3071) 1536 3076 3072 Hằng số K 1.2.2.9 Ký hiệu: K Công dụng:biểu diễn bằng số thập phân Các hình thức sử dụng: • Dữ liệu 16 bit, có thể biểu diễn giá trị từ -32768 đến +32767 • Dữ liệu 32 bit, có thể biểu diễn giá trị từ -2147483648 đến +2147483647 Cách đánh số • Không có, hằng số K được dùng để nhập dữ liệu cho lệnh • Không giới hạn số lần... lớn, phức tạp và quá trình lắp đặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC nhờ giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết các hỏng hóc (Trouble shoding) của hệ thống và báo cho người sử dụng, điều này làm cho việc sửa chữa thuận lợi hơn Chỉ tiêu so sánh Rơle Mạch số Máy tính PLC . PLCĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH2.1.1.3. Sơ đồ kết nối FX2N-4AD với các Transducer .ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG. lượng.1.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG :ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINHMáy biến áp là một thiết bị điện từ đứng
