LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần tương lai, ngành kinh tế Hàng hải đóng vai trị ngành kinh tế mũi nhọn trình tiến lên CNXH đất nước Cụ thể ngành vận tải đường biển với đội tàu trọng tải lớn, vận tải nhiều tuyến, nội địa lẫn quốc tế Song song với việc đóng tàu với trọng tải ngày lớn, ngày đại nhà máy đóng tàu Cùng với việc xuất cảng nước sâu Việt Nam Hiện trang thiết bị điện trang bị tàu thủy ngày đại với mức độ tự động hóa ngày cao, giúp cho hiệu khai thác nâng lên hỗ trợ cho người ngày tốt phải làm việc điều kiện thời tiết dự báo ngày khắc nghiệt biển Trong trạm phát điện đóng vai trị vơ quan trọng thiếu tàu Sau kì học mơn Trạm phát điện tàu thủy, em thầy giáo trang bị cho kiến thức hữu ích giúp cho em có nhìn khái quát chung hệ thống trạm phát điện tàu đại ngày nay, làm sở để phục vụ cho công việc em sau Trong thiết kế môn học em tìm hiểu tổng quan chung tàu, tính chọn công suất số lượng tổ hợp Diesel lai máy phát, tính tốn ngắn mạch,tính tốn sụt áp, thuyết minh sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh điện áp thuyết minh sơ đồ bảng điện cho tàu 22500T Mặc dù thân em cố gắng nhiều, sâu tìm hiểu thực tế, với mong muốn hồn thành thiết kế mơn học cách tốt Song hạn chế kiến thức tầm nhìn thực tế, nên trình thực không tránh khỏi khiếm khuyết Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo môn Em xin chân thành cảm ơn! PHẦN I: TỔNG QUAN VÀ TRANG THIẾT BỊ TÀU 22500T CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 22500T Tàu 22500T tàu có trọng tải lớn đóng nhà máy đóng tàu Bạch Đằng Tàu thiết kế với hệ thống trang thiết bị đại thuận tiện dễ dàng người vận hành 1.1 Kích thước Chiều dài tồn tầu ( Max ) : 190 (m) Chiều dài đường vng góc : 183.25 (m) Chiều rộng thiết kế : 32.26 (m) Cao mạn đến boong : 10.90 (m) Mớn nước mơ hình : 12.6 (m) Chiều cao boong ( đường tâm ): - Từ boong – boong dâng lái : 3.00 (m) - Từ boong dâng lái – boong dâng lái 5, boong : 2.80 (m) - Từ boong dâng lái - đỉnh ca bin ( buồng lái ) : 3.00 (m) - Các boong : 2.60m Độ cong ngang boong tính từ mạn tới 5,6 (mm) đường chuẩn 0.6 (m) Trên boong khác khơng có độ cong ngang dọc boong 1.2 Tải trọng mớn nước Toàn thông số tải trọng đo đơn vị (theo hệ mét) nước biển với trọng lượng riêng 1.025 t/m3 - Mớn nước mẫu thử, lý thuyết : 12.6 (m) Tải trọng tương ứng : 22500 (tấn ) - Mớn nước hàng nhẹ : 10.9 (m) Tải trọng tương ứng : 44000 (tấn) 1.3 Dung tích khoang hàng ( tính miệng khoang ) Số khoang hàng Khoang số Khoang số Khoang số Khoang số Khoang số Tổng 1.4 Tốc độ công suất Hàng rời (m3) 3.472 5.695 6.883 6.883 6.241 29.174 m3 Hàng kiện (m3) 3.434 5649 6841 6841 6201 28.966 m3 Tốc độ khai thác theo mớn nước mẫu thử 12.6 m trạng thái ky bằng, có tính đến 15 % dung sai khai thác ( Trạng thái dự phòng ) 14.0 hải lý/giờ Tốc độ khai thác mớn nước chở hàng nhẹ 10.9 m trạng thái ky có tính đến 15% dung sai khai thác ( trạng thái dự phòng ) 14.2 hải lý/giờ Công suất máy tương ứng 82 % MCR- vòng tua tối đa liên tục tốc độ chân vịt 118 vòng / phút tương ứng với P = 7780KW 1.5 Tiêu hao nhiên liệu tầm hoạt động - Lượng dầu nặng F.O tiêu hao hàng ngày máy 82% vịng quay tối đa liên tục, công suất máy 7780 KW chân vịt đạt 118 vòng/phút tương đương với 31.2 - Lượng tiêu hao dầu nặng FO tính dựa điều kiện ISO - Tiêu hao nhiên liệu hàng ngày máy móc phụ tương đương với 2.4 - Tổng lượng HFO tiêu hao hàng ngày tương đương với 33.6 - Lượng tiêu hao tính dựa điều kiện chạy dầu HFO, độ nhớt 380 CST 500C giá trị hâm 42.700 kj/ kg, mớn nước mẫu thử 15% dung sai khai thác - Thông số xác nhận sau thử két mơ hình - Tầm hoạt động khoảng 18,000 N dặm - Dựa điều kiện 82% MCR ( vòng tua tối đa liên tục ) 199% dung tích két HFO mớn nước mẫu thử, tốc độ 14 hải lý/ ngày dự trữ - Tương đương với khoảng 55 ngày chạy HFO, ngày 336 dặm ( hải lý ) 1.6 Bố trí thuyền viên : Cấp Boong Cấp trưởng Máy 1- Thuyền trưởng 1-Máy trưởng 1- Đại phó 1-Máy I Sĩ quan 1- MáyII 1- Phó 1- Máy III 1- Phó 1-Điện trưởng 1-Thuỷ thủ trưởng 3- Thuỷ thủ 1-Đầu bếp 3- NV tra dầu 1- NV vệ sinh Tổng số thuyền viên Khác 2-Phụ bếp 20 1.7 Trạm phát Gồm có máy phát chính,mỗi máy phát có thơng số kỹ thuật sau: Công suất : Sđm = 600 KVA; Pđm= 480 KW Tần số : f = 60 Hz Điện áp định mức : Uđm = 450 V Dòng điện định mức : Iđm = 700 A Tốc độ định mức : nđm = 1200 Vòng/phút Hệ số Cosφ : 0.8 Số pha : 1.8 Trạm phát cố Công suất : Sđm = 80 KVA; Pđm= 64 KW Tần số : f = 60 Hz Điện áp định mức : Uđm = 450 V Dòng điện định mức : Iđm = 102.6 A Tốc độ định mức : nđm = 1200 Vòng/phút Hệ số Cosφ : 0.8 Số pha : 1.9 Máy Máy động Diesel kiểu thì, quét thẳng qua xupap, tác dụng đơn, đảo chiều trực tiếp, hàng xilanh thẳng đứng, đầu chữ thập, tuabin khí xả tăng áp Chong chóng kiểu cánh đồng AlBC3 Máy làm mát gián tiếp vịng tuần hồn, bơi trơn áp lực tuần hồn kín, khởi động khí nén, điều khiển chỗ từ xa nhờ hệ thống điều khiển từ xa Diesel dùng khí nén kết hợp với mạch điện Các thơng số bản: Hãng : AKASAKA-MITSUBISHI Loại : 7UEC45LA Công suất định mức : 6230Kw Vòng quay định mức: 158vòng/phút Số xilanh : Đường kính xilanh : 450mm Hành trình piton : 1350mm Khối lượng động : 178 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU 22500T 2.1 Khái niệm , phân loại yêu cầu 2.1.1 Khái niệm: Trạm phát điện nơi biến đổi dạng lượng khác thành lượng điện từ phân phối đến nơi tiêu thụ Với mức độ điện khí hố, tự động hố ngày cao tàu thuỷ nên vị trí vai trị trạm phát điện tàu vô quan trọng Nó định an tồn khả khai thác suốt trình hoạt động tàu 2.1.2 Phân loại: Hiện người ta phân loại máy phát điện tàu thủy dựa nhiều sở khác - Phân loại dựa theo loại dòng điện: + Máy phát điện chiều + Máy phát điện xoay chiều - Phân loại theo sở nhiệm vụ : + Trạm phát điện cung cấp lượng điện cho toàn mạng + Trạm phát chuyên dụng cung cấp lượng điện quay chân vịt thiết bị khác - Phân loại theo dạng biến đổi lượng : + Trạm phát nhiệt điện + Trạm phát điện nguyên tử + Trạm phát thủy điện - Phân loại theo sở truyền động: + Trạm phát truyền động động đốt + Trạm phát truyền động hỗn hợp + Trạm phát đồng trục - Phân loai theo mức tự động hoá: + Cấp A1: Không cần trực ca buồng máy buồng điều khiển + Cấp A2: Không cần trực ca buồng máy phải trực ca buồng điều khiển Những hệ thống tự động thường gặp loại tàu có hệ thống diều khiển từ xa máy chính, tự động điều chỉnh từ xa máy phát ,tự đông điều khiển phân bố tải vơ cơng, hữu cơng, tự động hồ đồng bộ, tự động điều chỉnh điện áp, tần số + Cấp A3: Các loại tàu phải thường xuyên trực ca buồng máy Việc điều khiển , kiểm tra phải tay 2.1.3 Yêu cầu trạm phát điện tàu thuỷ: - Yêu cầu trạm phát điện tàu thuỷ cung cấp lượng điện cách tin cậy cho phụ tải điện quan trọng phục vụ cho hành trình tàu Nhất tàu hành trình kênh, điều kiện sóng to gió lớn điều động ln có khả xảy nguy hiểm cho tàu thuyền viên -Yêu cầu thiết bị điện phải có độ tin cậy cao nhất, thử nghiệm khảo sát chất lượng cách kỹ lưỡng theo yêu cầu Đăng kiểm trước lắp đặt tàu qua thời gian định kỳ PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG :TÍNH TỐN CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CƠNG SUẤT MÁY PHÁT BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢNG TẢI & PHƯƠNG PHÁP HÀM QUAN HỆ I PHƯƠNG PHÁP BẢNG TẢI 1.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1.1Tìm hiểu chung - Tất phụ tải tàu có cơng suất định mức chế độ công tác khác tàu số lượng cơng tác phụ tải khác - Mức độ chịu tải phụ tải khác * Ví dụ: Cơng suất định mức số động kw hoạt động định mức cơng suất cơng suất sinh trục động Cịn cơng suất nhận vào phải lớn công suất định mức.Khi : Cơng suất tiêu thụ cực đại nhóm phụ tải : Pmax Pmax = Kđt.KtΣPv Trong đó: * Kdt : hệ số đồng thời tỷ số số phụ tải làm việc thực tế chế độ cơng tác kiểm sốt với tổng số phụ tải nhóm cho + Ví dụ: Nhóm phụ tải tời hàng có động tời hàng, lúc làm việc có động hoạt động => K dt = = 0,4 * Kt: Là hệ số tải phụ tải tỷ số công suất thực tế máy làm việc với công suất định mức Ví dụ: Pđm = 10(km) (cơng suất động cơ) Thực tế động thực 8kw => K t = = 0,8 10 => Kt = Ptieu thu thuc Pdm Pv: Là công suất mà động nhận từ mạng mà làm việc định mức Pv = Pdm (với động cơ) η η: Hiệu suất động - Với phần tử đốt nóng thì: Pv = Pđm.tức : η= Khi lập bảng tải chia phụ tải nhóm(; cụ thể nhóm.) Theo chế độ hoạt động tầu *Lưu ý : Sau tính tốn xong nhóm phụ tải ta cần phải làm tiếp công việc sau: 1- Tính cơng suất tiêu thụ tổng chế độ 2- Như khơng tính tới phụ tải ngoặc 3- Như nhân với hệ số đồng thời lượng ( k dtNL).Thường hệ số đồng thời lượng lấy 0,8 4- Như tính tới tổn hao lưới 5% 5- Như tính tới 20% cơng suất dự trữ ( phục vụ cho việc gia tăng thêm tải sau trường hợp dự phòng cho việc khởi động động có cơng suất lớn 6- Tính hệ số cosφTB ( COSφTB = P∑/S∑ ) 7- Lựa chọn số lượng công suất máy phát cơng tác 1.1.2 Cách tính thơng số: - Ở chế độ hành trình: + Pmax = Pđt.kt.ΣPv = (công suất tác dụng ) + Q( công suất phản tác dụng) : Q = P.tgϕ Từ cosϕ => ϕ => tgϕ => Q = Ptgϕ Hoặc từ tam giác cơng suất ta có : Q = S − P S Q ϕ + S= P cosϕ => Q = S.sinφ P - Sau tính tồn phụ tải tầu ta tiến hành tính tổng tất phụ tải: - Mỗi chế độ cần tính tổng P(KW) Q(KVA) phản tác dụng Sau xác định hệ số đồng thời lượng nhóm nhân tổng với hệ số đồng thời lượng kết ghi vào hàng bên * Hệ số đồng thời lượng: K đtn: Được chọn theo kinh nghiệm Thường K đtn tất nhóm 0,8 K dtn = 0,8 - Tương tự ta lại tính tốn với nhóm phụ tải khác hết nhóm - Sau cộng tổng P tất nhóm lại ghi xuống * Cuối ta kẻ bảng sau: Để xác định số máy phát cơng tác Cơng dụng Chính Cơng suất kw 500 Số lượng Điện áp 400V Dự trữ 800 400V * Cách tính cosϕTB: Sau tính PΣ; QΣ chế độ (PΣ; QΣ) tính đến tổn hao 5% lưới) 2 Thì ta tính S = PΣ + QΣ => CosϕTB = PΣ SΣ *Chú ý: - Khi chọn máy phát: Khi chọn số lượng công suất trạm phát ta dựa vào tổng công suất tải chế độ lớn phải dựa vào tổng công suất chế độ khác để chọn công suất máy phát cho phù hợp đảm bảo khai thác kinh tế - Ngoài máy phát chọn với công suất tải chế độ lớn cần phải lấy thêm máy phát dự trữ cho máy phát bị cố thay đảm bảo cơng tác bình thường tàu - Nên chọn máy phát có cơng suất để tăng thêm độ ổn định công tác song song Nhưng chế độ tàu đứng khơng bốc xếp hàng hố, máy phát làm việc mà không đủ công suất q thừa cơng suất cho phép chọn máy phát có cơng suất phù hợp với chế độ - Nếu trạm phát xoay chiều cosϕTB bảng tải nên < cosϕđm máy phát chọn máy phát phải dựa vào cơng suất tồn phần (S) Nếu cosϕTB > Cosϕđm máy phát định chọn ta dựa vào P Vì: Nếu dựa vào P máy phát bị q tải đó: S= P P > cos ϕTB cos ϕ dm 1.1.3 Khai thác kinh tế máy phát điện ngắn mạch thực phối hợp Áp tô mát cầu chì.Khi xảy ngắn mạch Áp tơ mát có tác động để mở tiếp điểm Khi xảy ngắn mạch tùy trường hợp mà Áp tô mát thực bảo vệ với thời gian khác c/ Bảo vệ công suất ngược Bảo vệ công suất ngược tàu 22500t thực khối RPT(S31) Giả sử máy phát số xảy tượng cơng suất ngược khối RPT hoạt động đóng tiếp điểm S31 cấp điện đến đầu 67X khối ICU-GP1(S31) khối xử lý đua tín hiệu tới chân 07 PC_ANN1(S71) để ngắt áp tô mát đồng thời đèn RL sáng báo có tượng công suất ngược d/ Bảo vệ điện áp thấp Bảo vệ điện áp thấp thực khối UVC(S24),vì lý điện áp giảm so với điện áp định mức (80%) khối UVC có tác động gửi tín hiệu ngắt áp tơ mát khỏi lưới điện để đảm bảo an toàn cho hệ thống e/ Báo động cách điện thấp + Điện áp mạng 440V: Điện áp 440V máy phát đưa vào khối GRS51(S05).Khi có cách điện thấp đầu 3-4 khối GRS51(S05) có tín hiệu đóng tiếp điểm GRS51(S32) cấp điện cho rơ le 30T1(S32) sau 30s cách điện 440V thấp tiếp điểm 30T1(S71) đóng làm đầu vào 102(S71) khối PC-ANN1(S71) có điện đầu khối có điện đóng tiếp điểm S71 đèn RL sáng báo cách điện 440V thấp +Điện áp mạng 220V: Điện áp 220V máy phát đưa vào khối GRS61(S07).Khi có cách điện thấp đầu 3-4 khối GRS61(S07) có tín hiệu đóng tiếp điểm GRS61(S32) cấp điện cho rơ le 30T2(S32) sau 30s cách điện 220V thấp tiếp điểm 30T2(S71) đóng làm đầu vào 103 khối PC-ANN1 có điện, đầu khối có điện đóng tiếp điểm S71 đèn TL báo cách điện 220V thấp CHƯƠNG 6: TRẠM PHÁT ĐIỆN SỰ CỐ TÀU 22500T 6.1 Khái quát chung trạm phát điện cố Trên tàu thuỷ ngồi trạm phát điện cịn có nguồn lượng khác sử dụng trường hợp trạm phát hồn tồn khơng có khả cấp điện, nguồn điện sử dụng để cấp nguồn cho phụ tải quan trọng cần thiết đảm bảo thoát nhanh khỏi cố liên lạc với tàu khác với bờ, ngồi nguồn cịn có hai nguồn khác: - Nguồn điện cố từ máy phát cố - Nguồn tiểu cố, nguồn chủ yếu lấy từ ắc quy, nguồn tiểu cố cấp cho số thiết bị thông tin liên lạc hệ thống đèn cố để thoát từ buồng máy lên boong Theo quy định đăng kiểm tàu cỡ khoảng từ đến ngàn trở lên, thường trang bị máy phát cố, máy phát cố phải hoàn toàn tự khởi động tự đóng lên bảng điện cố nguồn điện bị thời gian khơng 10s Máy phát cố bảng điện cố phải đặt đường mớn nước Máy phát cố cấp nguồn tới bảng điện cố, từ bảng điện cố cấp nguồn cho số phụ tải quan trọng tính tốn xác định số tàu định Ví dụ : Máy lái, bơm chống đắm thiết bị vô tuyến điện Trong chế độ cơng tác bình thường bảng điện cố cấp nguồn từ bảng điện Các tàu trở khách dù to hay nhỏ phải có máy phát cố 6.2 Các thông số kỹ thuật máy phát cố Công suất : Sđm = 80 KVA; Pđm= 64 KW Tần số : f = 60 Hz Điện áp định mức : Uđm = 450 V Dòng điện định mức : Iđm = 102.6 A Tốc độ định mức : n = 1200 Vòng/phút Hệ số Cosφ : 0.8 Số pha : 6.3 Trạm phát điện cố tàu 22500T 6.3.1 Bảng điện cố tàu 22500T a Mặt bảng điện cố (SHEET NO.28-1) - Bảng điện máy phát cố (SNP1): EL51: Đèn kiểm tra cách điện pha lưới V11: Đồng hồ đo điện áp máy phát W11: Đồng hồ đo công suất máy phát A11: Đồng hồ đo dòng điện máy phát FM11: Đồng hồ đo tần số máy phát ES51: Công tắc kiểm tra cách điện pha lưới ATS: Automat lấy nguồn từ bảng đện ACB: Automat cấp nguồn từ máy phát cố lên bảng điện cố 43A: Công tắc chọn chế độ MANU AUTO AS1: Công tắc chuyển đổi đo dịng điện pha VFS1: Cơng tắc chuyển đổi đo điện áp tần số pha SHS: Công tắc điện trở sấy 3-11L: Nút ấn thử đèn 43-11E: Nút ấn thử máy phát cố NNP1: Công tắc điều khiển ATS tay VR1: Núm xoay tinh chỉnh giá trị điện áp GSL1: Nhóm đèn tín hiệu (SHEET NO.28-6): DC24V ENG CONT POWER(YL): Đèn màu vàng báo nguồn điều khiển chiều 24V EMERG GEN AUTO ST-BY(YL): Đèn màu vàng báo máy phát cố sẵn sàng hoạt động chế độ tự động EMERG GEN RUN(GL): Đèn màu xanh báo máy phát cố hoạt động ACB OPEN (RL): Đèn màu đỏ báo automat mở ACB CLOSE(GL): Đèn màu xanh báo automat đóng, máy phát cố cấp điện lên lưới SPACE HEATER ON(OL): Đèn màu cam báo điện trở sấy máy phát làm việc để sấy máy phát máy phát không làm việc (chống ẩm) ACB ABNORMAL TRIP(RL): Đèn màu đỏ báo automat ngắt khơng bình thường - Bảng cấp nguồn 440V(28-4):S4 EP1: Automat cấp nguồn cho máy lái số EP2: Automat cấp nguồn cho máy nén khí cố EP3: Automat cấp nguồn cho quạt gió phịng máy phát cố EP4: Automat cấp nguồn cho nạp ắc quy lấy nguồn từ ắc quy EP5: Automat cấp nguồn cho còi điện EP6, EP7, EP8: Các automat cấp nguồn cho máy hạ áp - Bảng cấp nguồn 220V (28-3):S3 A61: Ampe kế đo dòng điện xoay chiều AS61: Cơng tắc xoay chọn đo dịng điện pha MΩ61: MêgaÔm kế đo điện trở cách điện mạch 220V V61: Vôn kế đo điện áp xoay chiều VS61: Công tắc xoay chọn đo điện áp pha EP6-1, EP7-1, EP8-1: Các biến hạ áp NLE: Automat cấp nguồn cho hệ thống đèn hành trình ENCD: Automat cấp nguồn cho hệ thống thông tin liên lạc GMDSS: Automat cấp nguồn cho hệ thống định vị toàn cầu APSS: Automat cấp nguồn cho hệ thống la bàn quay ECC: Automat cấp nguồn cho bảng điều khiển buồng điều khiển trung tâm BCH: Automat cấp nguồn cho nạp ắc quy để khởi động máy phát cố HWI: Automat cấp nguồn cho hệ thống báo động nước vào tàu CO2: Automat cấp nguồn cho hệ thống báo cháy EL1~EL6: Automat cấp nguồn cho ánh sáng cố SP1, SP2, SP3: Các aptomat dự trữ b Cấu tạo bên bảng điện cố: (từ SHEET NO.28-1 đến SHEET NO.28-9) - SHEET NO.28-1 (S1): Sơ đồ máy phát điện cố MSB(2MP1) (6B): Nguồn từ bảng điện ENG(EG) (4B): Nguồn từ máy phát cố EG-AVG (5B): Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện cố VR1 (5B): Biến trở tinh chỉnh giá trị điện áp 88H (3B): Contactor cấp nguồn cho điện trở sấy SHS(2B): Công tắc bật điện trở sấy máy phát CT1 (4A): Biến dịng lấy tín hiệu dịng cấp cho mạch đo (15A;150/5A) PT1 (2A): Biến áp hạ áp 50VA, 460/115V cấp nguồn cho mạch đo mạch điều khiển EL (2A): Các đèn kiểm tra cách điện ACB (4A): Automat cấp nguồn từ máy phát cố ATS (6A): Automat cấp nguồn từ bảng điện MC1, MC2 (9A): Các contactor điều khiển automat ATS nhận nguồn từ bảng điện hay máy phát cố 43-11E (8B): Nút ấn thử máy phát cố 84MX (8B): Rơle F0, F1, F6, F51, F52, F63, F80: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch - SHEET NO.28-2(S2): Mạch đo nguồn AC440V W11: Đồng hồ đo công suất VFS11: Công tắc xoay chọn đo điện áp tần số pha V11: Vôn kế đo điện áp xoay chiều FM11: Đồng hồ đo tần số AS1: Công tắc xoay chọn đo dòng pha A11: Ampe kế đo dòng điện xoay chiều - SHEET NO.28-3(S3): Mạch đo nguồn AC220V EP6-1, EP7-1, EP8-1:Các biến áp hạ áp CT61: Biến dòng 100/5A AS61: Cơng tắc xoay chọn đo dịng pha A61: Ampe kế đo dịng xoay chiều VS61: Cơng tắc xoay chọn đo điện áp pha V61: Vôn kế đo điện áp xoay chiều MΩ61: Đồng hồ đo điện trở cách điện mạch 220V GRS61: Khối xử lý tín hiệu điện trở cách điện mạch 220V thấp F60, F61, F62: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch - SHEET NO.28-4(S4): Mạch cấp nguồn 440V 100V CT51, CT52, CT53: Các tiếp điểm rơle nhiệt bảo vệ tải TH51, TH52, TH53: Các rơle nhiệt bảo vệ tải SHC: Các cuộn đóng automat PT51: Biến áp hạ áp ES2: Rơle bảo vệ cách điện thấp 27EB: Rơle cấp tín hiệu báo máy dừng nguồn F50, F54, F58: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch - SHEET NO.28-5(S7): Mạch điều khiển máy phát GRU1: Khối xử lý tín hiệu: báo máy chế độ tự động, báo máy chạy, ngắt tự động báo động chung, khởi động không thành công, ngắt tự động, máy sẵn sàng hoạt động chế độ tự động ATPC: Khối xử lý tín hiệu: Bảng điện có điện áp, automat đóng, máy chạy, máy sẵn sàng khởi động… 27BT: Rơle thời gian 61T, 8X1, ACBX, ACBLX: Các rơle S12: Tiếp điểm cảm biến với nguồn Acquy GRS61: Tiếp điểm thường mở khối xử lý tín hiệu điện trở cách điện thấp ATPC : Bộ sử lý - SHEET NO.28-6(S8): Mạch đèn tín hiệu chiều 24V (GSL1) 8X2: Rơle cấp tín hiệu báo có nguồn chiều 24V DC24V POWER (YL): Đèn màu vàng báo nguồn chiều 24V EMERG AUTO ST-BY(YL): Đèn màu vàng báo máy phát cố sẵn sàng hoạt động chế độ tự động EMERG GEN RUN (GL): Đèn màu+ xanh báo máy phát ự cố hoạt động ACB OPEN (RL): Đèn màu đỏ báo automat máy phát mở ACB CLOSE (GL): Đèn màu xanh báo automat máy phát đóng SPACE HEATER (OL): Đèn màu cam báo điện trở sấy máy phát hoạt động ACB ABNOR TRIP (RL): Đèn màu đỏ báo automat ngắt khơng bình thường Các đèn lại để dự trữ - SHEET NO.28-7(S12): Mạch kết nối với bên ESB: Bảng điện cố MSB: Bảng điện E/G RUN: Máy phát cố hoạt động E/G ST-BY: Máy phát cố sắn sàng hoạt động ESB ABNORMAL: Bảng điện cố khơng bình thường ESB AC100V LOW INSULATION: Cách điện mạng xoay chiều 100V bảng điện cố thấp EMERG STOP CIRC SOURCE FAIL ESB: Mạch dừng cố lỗi nguồn bảng điện cố EMERG STOP: Dừng cố E/G LOCAL PANEL: Bảng điều khiển máy phát cố START: Khởi động STOP: Dừng máy AUTO: Chế độ tự động E/G RUN: Máy phát cố hoạt động ALARM ALL: Đèn báo động chung BATTERY VOLT SUPREVISION: Nguồn ắc quy START FAIL: Khởi động không thành công - SHEET NO.28-8(S13): Sơ đồ mạch điện chung 3-5 (7A): Nút dừng máy phát cố chế độ MANU 3-6 (7A): Nút khởi động máy phát cố chế độ MANU 80X (1B): Rơle cấp tín hiệu báo có nguồn điều khiển 24V 84MXNT (2B): Rơle thời gian cấp tín hiệu báo nguồn từ bảng điện 84MXT (2B):Rơle thời gian cấp tín hiệu báo nguồn cấp từ bảng điện 52AX (2B): Rơle cấp tín hiệu báo automat đóng 84 (3B): Rơle cấp tín hiệu báo máy phát cố hoạt động 14X (3B): Rơle cấp tín hiệu báo tốc độ quay diezel thấp 52AS (4B): Rơle cấp tín hiệu báo có nguồn từ máy phát cố 11X (4B): Rơle thử 43AX (4B): Rơle chế độ tự động 86X (5B): Rơle cấp tín hiệu báo máy phát cố khơng bình thường 10AX (5B): Rơle cấp tín hiệu báo máy phát cố sẵn sàng hoạt độngở chế độ tự động 84MSB (5B): Rơle cấp tín hiệu báo có nguồn cấp từ bảng điện 4CX (6B): Rơle cấp tín hiệu đóng automat lấy nguồn từ máy phát cố (6B): Rơle cấp tín hiệu khởi động diezel lai máy phát cố (7B): Rơle cấp tín hiệu dừng diezel lai máy phát cố 33T (8B): Rơle thời gian cấp tín hiệu báo dầu đốt két thấp 30XT (9B): Rơle thời gian cấp tín hiệu báo cách điện thấp D1∼D14: Các diode R1∼R9: Các điện trở LED1, LED2, LED3: Các diode phát quang - SHEET 28-9: Mạch diag 6.4 Mối liên hệ bảng điện bảng điện cố 6.4.1 Mối liên hệ việc cấp nguồn đến phụ tải: Ở chế độ cơng tác bình thường tức bảng điện có điện máy phát cố chưa hoạt động Automat ATS(6A,S1) đóng sang vị trí nhận nguồn từ bảng điện để cấp cho Panel 440V từ cấp điện cho phụ tải Khi bảng điện điện khối ATPC(S13) điều khiển để khởi động Diezel máy phát cố điện áp máy phát cố đạt đến điện áp định mức điều khiển đóng Automat ACB(4A,S1) Khi Contactor MC2(9A,S1) điều khiển để đóng Automat AST(6A,S1) sang vị trí nhận nguồn từ máy phát cố, đồng thời đóng tiếp điểm MC2(9B,S1) sẵn sàng cấp nguồn cho Contactor MC1(9B,S1) bảng điện có điện trở lại Khi bảng điện có điện trở lại Contactor MC1(9B,S1) có điện điều khiển để đóng Automat AST(6A,S1) trở lại vị trí nhận nguồn từ bảng điện chính, đồng thời mở tiếp điểm MC1(9A,S1) ngắt nguồn Congtactor MC2 Như thấy bảng điện cố cấp nguồn cách liên tục để đảm bảo việc cung cấp điện đến phụ tải quan trọng tàu Nhưng thời điểm bảng điện cố nhận nguồn từ phía 6.4.2 Mối liên hệ việc tự động khởi động dừng Diezel máy phát cố - Khi bảng điện cấp điện lên bảng điện cố Rơle 84MX(8B,S1) có điện đóng tiếp điểm 84MX(3B,S7) cấp tín hiệu vào khối ATPC(S13) Khi Rơle thời gian 84MXT(2B,S13) có điện đóng tiếp điểm 84MXT(5A,S13) cấp nguồn vào Rơle Rơle có điện đóng tiếp điểm 5(6B,S13) cấp tín hiệu khơng cho máy phát cố hoạt động - Khi bảng điện điện Rơle 84MX(S1) điện, tiếp điểm 84MX(2A,S13) mở ngắt nguồn vào Rơle 84MXT(2B,S13) Rơle 84MXT điện đóng tiếp điểm 84MXT (2A,S13) cấp nguồn cho Rơle thời gian 84MXNT(2B,S13) Và sau giây đóng tiếp điểm 84MXNT(6A,S13) cấp nguồn cho Rơle Rơle có điện đóng tiếp điểm 6(5B,S13) đưa tín hiệu khởi động Diezel máy phát cố - Khi bảng điện có điện trở lại Rơle 84MX(S1) lại có điện cấp tín hiệu vào khối ATPC (S13) Khi Rơle 84MXT(2B,S13) có điện sau giây đóng tiếp điểm 84MXT(5A,S13) cấp nguồn vào Rơle đưa tín hiệu dừng máy phát cố máy phát cố chuyển sang chế độ AUTO ST-BY 6.5 Các phụ tải cấp nguồn từ bảng điện cố Các phụ tải cấp nguồn từ bảng điện cố phụ tải quan trọng quan trọng tàu Gồm có phụ tải sau: - Các phụ tải nhận nguồn từ Panel 440V(SNP2): + Máy nén khí cố + Quạt gió phịng máy phát cố + Hệ thống còi điện + Máy lái + Hệ thống nạp điện cho Acquy - Các phụ tải nhận nguồn từ panel 220V(SNP3): + Hệ thống đèn hành trình + Hệ thống thông tin liên lạc + Hệ thống định vị toàn cầu + Hệ thống La bàn quay + Hệ thống bảng điều khiển buồng điều khiển trung tâm + Hệ thống báo cháy + Hệ thống báo động nước vào tàu + Hệ thống ánh sáng cố + Bộ nạp Acquy để khởi động máy phát cố 6.6 Lưu đờ thuật tốn điều khiển bảng điện cố (SHEET NO.17) Theo sơ đồ thuật tốn bảng điện cố hoạt động chế độ tay (MANU OPERATION), chế độ tự động (AUTO OPERATION) chế độ thử cố (TEST OPERATION) Các kí hiệu lưu đồ thuật tốn: Q trình hoạt động Điều khiển tay Quá trình điều khiển có điều kiện Q trình lựa chọn Đầu vào tay Khối kết thúc Khối Cộng Khối Nhân Đèn Tắt Đèn sáng Đường a Chế độ MANU Chuyển công tắc 43A sang vị trí MANU Cùng với điều kiện tác động vào nút ấn PB, lúc máy phát cố có tín hiệu khởi động Nếu điện áp máy phát hình thành, có đèn báo máy phát cố hoạt động Khi đóng automat đưa máy phát cố lên cấp nguồn cho phụ tải, đèn báo ACB máy phát cố đóng, đồng thời mở automat cấp nguồn từ bảng điện lên bảng điện cố Máy phát cố tiếp tục cấp điện cho phụ tải quan trọng bảng điện cấp điện trở lại b Chế độ AUTO Khi bảng điện có điện bình thường ln có đèn báo có nguồn cấp từ bảng điện máy phát cố chế độ ST”BY Nếu đột ngột trạm phát bị cố làm điện áp bảng điện chính, khơng có nguồn cấp tới phụ tải bảng điện cố, lúc phải có tín hiệu khởi động máy phát cố Nếu điện áp máy phát cố hình thành automat máy phát phải đóng lại đưa máy phát lên hoạt động cấp nguồn cho bảng điện cố, đồng thời automat nối với bảng điện phải mở Máy phát cố tiếp tục cấp nguồn lên bảng điện cố đưa phân phối cho phụ tải quan trọng điện áp bảng điện khơi phục Lúc phải có tín hiệu đến điều khiển cho máy phát cố ngừng hoạt động, automat máy phát cố mở đồng thời automat lấy nguồn từ bảng điện đóng lại Tất phụ tải tàu bảng điện cố lại cấp nguồn từ bảng điện chính, máy phát cố lại đặt chế độ ST’BY Chú ý: Thời gian kể từ trạm phát bị cố làm nguồn cấp cho phụ tải tàu, máy phát cố khởi động đưa điện áp lên bảng điện cố cấp nguồn cho phụ tải quan trọng 45s c Chế độ thử cố Khi trạm phát hoạt động bình thường, ta muốn thử hệ thống xem hoạt động chế độ tự động tốt hay không cách cho tín hiệu giả báo nguồn cấp từ bảng điện Lúc hệ thống cịn hoạt động tốt tín hiệu cấp đến khởi động máy phát cố, trình tự thực chế độ tự động Khi khẳng định hệ thống hoạt động tốt ta dừng việc thử cách đưa công tắc thử vị trí NORMAL, lúc nguồn từ bảng điện lại cấp trở lại, máy phát cố phải cho ngừng hoạt động automat máy phát phải ngắt Automat lấy nguồn từ bảng điện đóng lại, hệ thống trở lại hoạt động bình thường Chú ý: Việc thử hệ thống máy phát cố đưa vào hoạt động chế độ tự động trạm phát bất ngờ bị cố việc quan trọng trước đưa tàu vào khai thác 6.7 Hoạt động bảng điện cố Trạm phát điện cố tàu 22500T có hai chế độ hoạt động AUTO MANU 6.7.1 Chế độ tự động: Công tắc 43A (3B, SHEET NO.18-1) bật sang vị trí AUTO, tiếp điểm 43A AUTO (4A,S13) đóng lại a Khi bảng điện cấp điện lên bảng điện cố: + Rơle 84MX(S1) có điện tác động tiếp điểm sau: - Đóng tiếp điểm 84MX(3B, S7) ccấp tín hiệu đến khối ATPC báo bảng điện có điện - Mở tiếp điểm 84MX(9A, S7) ngắt nguồn rơle thời gian 27BT - Đóng tiếp điểm 84MX(2A, S13) cấp nguồn cho rơle thời gian 84MXT Rơle thời gian 84MXT có điện sau thời gian trễ giây tác động đóng mở tiếp điểm - Mở tiếp điểm 84MXT(2A, S13) ngắt nguồn rơle thời gian 84MXNT Rơle thời gian 84MXNT khơng có điện mở tiếp điểm:  Mở tiếp điểm 84MXNT(6A, S13) ngắt điện rơle 4CX khơng cho đóng aptomat ATS sang vị trí nhận nguồn từ máy phát cố  Mở tiếp điểm 84MXNT(6A, S13) ngắt nguồn rơle khơng cho khởi động máy phát cố - Đóng tiếp điểm 84MXT(5A, S13) cấp nguồn cho rơle 84MSB đóng tiếp điểm 84MSB(8B, S13); đồng thời rơle có điện không cho máy phát cố hoạt động + Contactor MC1(S1) ban đầu khơng có điện, ATS thường đóng vị trí nhận nguồn từ bảng điện cấp cho bảng điện cố + Contactor MC2 (S2) khơng có điện, tiếp điểm thường đóng MC2 (3B, S1) đóng lại cấp nguồn cho contactor 88H đóng tiếp điểm 88H(3B, S1) cấp nguồn cho mạch sấy máy phát cố hoạt động để chống ẩm máy phát cố không làm việc + Autômát mở bảo vệ ngắn mạch bảo vệ tải Mất điện đóng tiếp điểm 52AX(2B, S13) sang vị trí 52Xb-52Xc, đèn ACB OPEN(RL) (3B, S8) sáng báo máy phát cố không hoạt động + Khi cơng tắc 43A vị trí AUTO rơle 43AX(S13) có điện tác động tiếp điểm: - Đóng tiếp điểm 43AX(5B, S13) cấp nguồn cho rơle 10AX.Rơle 10AX có điện đóng tiếp điểm 10AX(4B, S13) cấp tín hiệu đến chân 85 khối GRU1 đóng tiếp điểm GRU1(2B, S8) cấp nguồn cho đèn EMERG AUTO ST-BY sáng báo máy phát cố sẵn sàng hoạt động - Đóng tiếp điểm 43AX(6B, S13) sẵn sàng cấp nguồn cho rơle 4CX b Khi bảng điện điện: + Rơle 84MX(S1) điện tác động tiếp điểm sau: - Đóng tiếp điểm 84MX(9A,S7) cấp nguồn cho rơle thời gian 27BT Rơle thời gian 27BT có điện đóng tiếp điểm 27BT(4B,S7) - Mở tiếp điểm 84MX(3B,S7) ngắt tín hiệu đến khối ATPC - Mở tiếp điểm 84MX(2A,S13) ngắt nguồn rơle thời gian 84MXT Rơle thời gian 84MXT điện tác động tiếp điểm sau:  Đóng tiếp điểm 84MXT(2A,S13) sẵn sàng cấp nguồn cho rơle thời gian 84MXNT  Mở tiếp điểm 84MXT(5A,S13) ngắt nguồn rơle 84MSB, tiếp điểm 84MSB(8B,S13) mở ra; đồng thời ngắt nguồn rơle máy phát cố hoạt động + Nguồn 1chiều 24V cấp từ ắcquy lên mạch điều khiển Khi đó: - Rơle 84X(1B,S13) có điện đóng tiếp điểm 80X(801-802)(1B,S13) sẵn sàng cấp nguồn cho rơle 8X1(S7) Đồng thời rơle 8X2(S8) có điện đóng tiếp điểm 8X2(4A,S7) cấp nguồn cho rơle 8X1 Rơle 8X1có điện đóng tiếp điểm 8X1(8B,S7); đóng tiếp điểm 8X1(2B,S8) cấp nguồn cho đèn DC 24V POWER sáng báo có nguồn chiều 24V Trước đó, cơng tắc 43A vị trí AUTO nên có tín hiệu cấp đến chân 25 khối GRU1 Đầu khối GRU1 43 RX(5A,S7) có điện đóng tiếp điểm 43RX(8A,S7) cấp tín hiệu vào chân 10 khối ATPC đọc lệnh khởi động - Rơle thời gian 84MXNT(6A,S13) có điện tác động tiếp điểm:  Đóng tiếp điểm 84MXNT(6A,S13) sẵn sàng cấp điện cho rơle 4CX  Đóng tiếp điểm 84MXNT(6A,S13) cấp điện cho rơle đóng tiếp điểm 6(5B,S13) cấp tín hiệu khởi động diezel lai máy phát điện cố + Khi khởi động thành cơng điện áp máy phát cố tăng dần - Khi có nguồn từ máy phát cố, rơle 52AX(S13) có điện tác động tiếp điểm sau:  Đóng tiếp điểm 52AX(3A,S13) cấp nguồn cho rơle 4CX Rơle 4CX có điện đóng tiếp điểm 4CX(8B,S13) cấp nguồn cho contactor MC2(S1) đóng automat ATS sang vị trí nhận nguồn từ máy phát cố  Đóng tiếp điểm 52AX(2B,S13) sang vị trí 52Xa-52Xc, đèn ACB CLOSE(GL) sáng báo automat đóng - Do automat ACB đóng nên rơle ACBX(S7) có điện đóng tiếp điểm ACBX(4B,S7) cấp tín hiệu báo automat đóng đến khối ATPC - Rơle 84 có điện đóng tiếp điểm 84(2B,S13), đèn EMERG GEN RUN(GL)(S8) sáng báo máy phát cố hoạt động - Contactor MC2 có điện tác động tiếp điểm:  Đóng tiếp điểm MC2(9A,S1) sẵn sàng cấp nguồn cho contactor MC1 bảng điện có điện trở lại  Mở tiếp điểm MC2(3B,S1) ngắt nguồn mạch sấy máy phát  Đóng tiếp điểm MC2(4A,S13) cấp nguồn cho rơle 52AS(S13) đóng tiếp điểm 52AS(3B,S13) báo nguồn có cố đựoc cấp lên lưới c Khi bảng điện có điện trở lại: + Rơle 84MX(S1) có điện tác động: - Đóng tiếp điểm 84MX(3B,S7) cấp tín hiệu có nguồn từ bảng điện đến khối ATPC - Mở tiếp điểm 84MX(9A,S7) ngắt nguồn rơle thời gian 27BT - Đóng tiếp điểm 84MX(2A,S13) cáp nguồn cho rơle thời gian 84MXT, sau thời gian trễ giây tác động:  Đóng tiếp điểm 84MXT(5A,S13) cấp nguồn cho rơle 84MSB(S13) đóng tiếp điểm 84MSB(8B,S13) cấp nguồn cho contactor MC1(S1) đóng automat ATS sang vị trí nhận nguồn từ bảng điện ngắt nguồn contactor MC2(S1); đồng thời rơle cấp nguồn dừng máy phát cố  Mở tiếp điểm 84MXT(2A,S13) ngắt nguồn rơle thời gian 84MXNT(S13) Rơle thời gian 84MXNT điện tác động tiếp điểm sau:  Mở tiếp điểm 84MXNT(6A,S13) ngắt nguồn rơle 4CX  Mở tiếp điểm 84MXNT(6A,S13)ngắt nguồn rơle không cho khởi động máy phát cố 6.7.2 Chế độ điều khiển tay: Công tắc 43A bật sang vị trí MANU Do cơng tắc 43A khơng cịn vị trí AUTO nên rơle 43AX(S13), 84MSB(S13) điện * Khi bảng điện có địên rơle 84MX(S1) có điện q trình diễn chế độ tự động * Khi bảng điện điện bảng điện cố điện, máy phát cố không tự động khởi động lên + Muốn khởi động máy phát điện cố ta ấn nút 3-6(7A,S13) cấp nguồn cho rơle Rơle có điện tác động: - Đóng tiếp điểm 6(7A,S13) tự trì nguồn - Đóng tiếp điểm 6(5B,S13) cấp tín hiệu khởi động máy phát cố + Nếu máy phát khởi động thành công điện áp đạt giá trị định mức ta đóng aptomat ATS sang vị trí nhận nguồn từ máy phát cố cách vặn cơng tắc 43-11E(8B,S1) sang vị trí TEST Khi rơle 11X(S13) có điện đóng tiếp điểm 11X(6A,S13) cấp nguồn cho rơle 4CX, tiếp điểm 4CX(8B,S13) đóng lại cấp nguồn cho contactor MC2(S2) đóng automat ATS sang vị trí nhận nguồn từ máy phát cố Tiếp điểm MC2(9A,S1) đóng lại chuẩn bị cấp nguồn cho contactor MC1 bảng điện có điện trở lại * Khi bảng điện có điện trở lại: + Để dừng máy phát cố ta ấn nút 3-5(7A-8A,S13), đó: - Rơle điện không cho khởi động máy phát cố - Rơle có điện đóng tiếp điểm 5(6B,S13) để dừng máy phát cố + Vặn cơng tắc 43-11E(8B,S1) sang vị trí NORMAL, contactor MC1 có điện ngắt điện contactor MC2 đóng automat ATS sang vị trí nhận nguồn từ bảng điện 6.7.3 Thử máy phát cố + Muốn thử máy phát cố ta vặn công tắc 43-11E(8B,S1) sang vị trí TEST, rơle có điện đóng tiếp điểm 6(5B,S13) để khởi động máy phát cố; đồng thời rơle 11X(S13) có điện đóng tiếp điểm 11X(6A,S13) cấp nguồn cho rơle 4CX, tiếp điểm 4CX(8B,S13) đóng lại cấp nguồn cho contactor MC2 đóng ATS sang vị trí nhận nguồn tư máy phát cố + Muốn không thử ta vặn công tắc 43-11E vị trí NORMAL 6.8 Các báo động bảo vệ - Báo động điện trở cách điện thấp: Khi cách điện mạng 220V bảng điện cố khối lượng GRS61(S3) hoạt động đóng tiếp điểm GRS61(C-NO;3A,S07) làm rơle thời gian 61T có điện, sau thời gian trễ 30 giây mở tiếp điểm 61T(1A,S12) báo động điện áp 220V thấp - Bảo vệ tải ngắn mạch cho máy phát automat ACB - Bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển cầu chì - Báo động mức dầu két thấp: Khi mức dầu két giảm thấp tiếp điểm 33(8A,S13) đóng lại cấp nguồn cho rơle 33T(8B,S13), sau thời gian trễ giây tác động đóng tiếp điểm 33T(33T1-33T2;6B,S13) cấp tín hiệu báo động mức dầu két thấp KẾT LUẬN Sau thời gian nỗ lực tìm hiểu nghiên cứu, đến đồ án thiết kế mơn học em hồn thành: Với nỗ lực cao thân việc tìm hiểu hệ thống, nguyên lý hoạt động, thao tác vận hành hệ thống, đánh giá so sánh Bằng kiến thức trang bị trường, kiến thức thực tế thời gian thực hành phịng thí nghiệm tìm hiểu số tài liệu tham khảo có liên quan đến vấn đề nghiên cứu em cố gắng trình bày đồ án cách ngắn gọn đầy đủ Tuy nhiên trình độ cịn hạn chế, kinh nghiệm thực tế cịn yếu nên đề tài em cịn có nhiều hạn chế như: Chỉ dừng lại mức tìm hiểu cấu trúc hoạt động hệ thống, chưa sâu tìm hiểu mặt nguyên tắc thiết kế khả ứng dụng rộng rãi thiết bị, đồ án dừng lại mức tìm hiểu tổng quan bảng điện chưa tìm hiểu hết hệ thống khác, cịn nhiều thiếu sót Qua em mong muốn nhận nhiều ý kiến đống góp thầy giáo bạn lớp để nhận thức em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo T.S HỒNG ĐỨC TUẤN bạn nhóm, lớp giúp đỡ em trình làm đồ án