LỜI NÓI ĐẦU Trong xu công nghiệp hóa, đại hóa, việc vận chuyển hàng hóa đóng vai trò quan trọng vào phát triển kinh tế quốc gia giới Những năm gần đây, ngành giao thông vận tải Việt Nam phát triển mạnh quy mô chất lượng Với lợi đặc biệt: địa hình mặt giáp biển, bờ biển dài 3000 Km, vận tải biển ngành mũi nhọn kinh tế Việt Nam Cũng vận chuyển hàng hóa đường biển giải pháp hiệu mặt giá thành kinh tế mà đảm đương 70  80% tổng sản lượng hàng hóa lưu thông Đi đôi với việc phát triển lĩnh vực hàng hải, nhờ có nguồn nhân lực dồi dào, giá nhân công rẻ, xu hướng đóng tàu Việt Nam trọng phát triển Các nhà máy đóng sửa chữa nước ta cho đời tàu siêu trọng, trang bị đại, có tính tự động hóa cao Yêu cầu đặt người sĩ quan tàu phải có trình độ chuyên môn cao để vận hành khai thác tốt tàu Đáp ứng yêu cầu đó, với bề dày 50 năm trưởng thành phát triển, trường đại học Hàng Hải Việt Nam nói chung, khoa Điện – Điện tử tàu biển nói riêng ngày đổi mới, mở rộng quy mô, nâng cao chất lượng dạy học cho sinh viên Sau gần năm học lớp Điện Tàu Thủy, khóa 43 em ban chủ nhiệm khoa tin tưởng giao cho đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Trang thiết bị điện tàu 12500T Đi sâu nghiên cứu hệ thống truyền động điện neo Xây dựng mô hình trạm từ điều khiển hệ thống truyền động điện tời neo” Với thời gian tháng, cố gắng thân giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo, Thạc sĩ Đỗ Văn A, nhiều thầy cô giáo khác khoa, em hoàn thành đồ án Tuy nhiên, trình độ có hạn, kiến thức bị hổng nhiều, kinh nghiệm thực tế nên việc làm đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận bảo thầy để em hoàn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày tháng năm 2007 Sinh viên : Nguyễn Tiến Dũng MỤC LỤC Giới thiệu chung tàu 12500T ……………………………………… Phần I: Trang thiết bị điện tàu 12500T………………………………… Chương I: Trạm phát cố tàu 12500T……………………………… 1.1 Khái niệm chung……………………………………………………… 1.2 Bảng điện cố tàu 12.500T…………………………………………… 1.3 Bảng điện cố………………………………………………………… 1.4 Nguyên lý hoạt động…………………………………………………… Chương II: Hệ thống điều khiển từ xa diesel chính…………………… 12 2.1 Khái niệm chung……………………………………………………… 12 2.1.1 Định nghĩa…………………………………………………………… 12 2.1.2 Đặc điểm hệ thống điều khiển từ xa diesel……………………… 12 2.1.3 Phân loại hệ thống điều khiển từ xa diesel…………………………… 12 2.1.4 Các yêu cầu hệ thống điều khiển từ xa diesel……………… 13 2.2 Hệ thống diesel tàu 12.500T…………………………………… 14 2.2.1 Giới thiệu phần tử hệ thống……………………………… 14 2.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống…………………………………… 17 2.2.2.1 Chức khởi động……………………………………………… 17 2.2.2.2 Chức dừng máy……………………………………………… 19 2.2.2.3 Chức điều chỉnh tốc độ……………………………………… 19 2.2.2.4 Chức đảo chiều……………………………………………… 19 2.2.3 Chức báo động bảo vệ hệ thống……………………… 20 Chương III: Truyền động điện máy phụ buồng máy………………… 21 3.1 Bơm vận chuyển dầu LO……………………………………………… 21 3.1.1 Giới thiệu phần tử hệ thống………………………………………… 21 3.1.2 Nguyên lý hoạt động………………………………………………… 22 3.1.3 Các báo động bảo vệ…………………………………………… 22 3.2 Bơm Ballast…………………………………………………………… 23 3.2.1 Giới thiệu phần tử hệ thống………………………………………… 23 3.2.2 Nguyên lý hoạt động……………………………………………… 24 3.2.3 Các bảo vệ…………………………………………………………… 24 3.3 Máy lọc dầu…………………………………………………………… 24 3.3.1 Giới thiệu chung……………………………………………………… 24 3.3.2 Máy lọc dầu SJ10G hãng MITSUBISHI………………………… 25 3.3.2.1 Mạch động lực hệ thống lọc dầu…………………………………… 26 3.3.2.2 Mạch điều khiển chương trình tự động…………………………… 27 Phần II : Đi sâu nghiên cứu hệ thống truyền động điện neo…………… 30 Chương IV: Tổng quan chung hệ thống neo………………………… 30 4.1 Giới thiệu chung……………………………………………………… 30 4.2 Các yêu cầu hệ thống neo…………………………………… 30 4.3 Cấu tạo hệ thống neo…………………………………………………… 32 4.4 Phân loại neo………………………………………………………… 33 4.5 Các tham số đặc trưng đại lượng bản……………………… 34 4.6 Các giai đoạn trình thu neo……………………………………… 37 4.7 Các loại động truyền động điện neo………………………… 38 4.8 Giới thiệu loại động điện dùng hệ thống truyền động điện tời neo………………………………………………………………… 41 4.9 Các hình thức bảo vệ trình khởi động……………………… 43 4.10 Giới thiệu hệ thống tời neo tàu 12500 T……………………………… 44 Chương V: Tính toán lựa chọn thiết bị điều khiển cho hệ thống truyền động điện tời neo………………………………………………………… 49 5.1 Lựa chọn sơ đồ điều khiển…………………………………………… 49 5.1.1 Đặc điểm kỹ thuật hệ thống……………………………………… 49 5.1.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống…………………………………… 51 5.2 Lựa chọn khí cụ điện sơ đồ……………………………………… 53 5.2.1 Yêu cầu với khí cụ điện …………………………………………… 53 5.2.2 Cầu chì……………………………………………………………… 53 5.2.3 Công tắc tơ…………………………………………………………… 57 5.2.4 Rơle………………………………………………………………… 61 5.2.5 Aptomat……………………………………………………………… 67 Chương VI: Xây dựng mô hình vật lý…………………………………… 70 6.1 Ý nghĩa việc xây dựng mô hình…………………………………… 70 6.2 Lựa chọn thiết bị phục vụ……………………………………………… 70 6.2.1 Yêu cầu với khí cụ điện……………………………………………… 70 6.2.2 Thông số kỹ thuật thiết bị khí cụ…………………………… 71 6.3 Công nghệ lắp ráp……………………………………………………… 72 6.3.1 Tổng quan hệ thống tự động ……………………………… 72 6.3.2 Yêu cầu lắp đặt……………………………………………………… 73 6.4 Kiểm tra thử nghiệm………………………………………………… 75 6.4.1 Kiểm tra hệ thống…………………………………………………… 75 6.4.2 Thử nghiệm mô hình………………………………………………… 75 6.5 Đánh giá nhận xét…………………………………………………… 75 KẾT LUẬN GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 12.500T (VINASHIN-BEACH) Tàu VINASHIN-BEACH tàu chuyên chở hàng bách hoá Nhật Bản thiết kế đóng công ty đóng tàu Phà Rừng Tàu có trọng tải 12500 với kích thước thông số sau: * Các kích thước chủ yếu : - Chiều dài lớn nhấi : Lmax = 136,40 m - Chiều dài hai trụ :L = 126 m - Chiều rộng lớn : Bmax = 20,20 m - Chiều cao mạn :H = 11,30 m - Mớn nước tính toán :T = 8,20 m - Mớn nước mùa hè :d = 8,35 m * Trọng tải trọng lượng toàn : - Trọng tải đường nước thiết kế : DW = 12500T - Trọng lượng tàu không : D0 = 8140T * Khả : - Khả hầm hàng : Hàng rời (m ) Số hầm hàng Hàng kiện (m ) 4010 3800 4850 4590 5000 4740 4730 4470 - Khả két chứa : + Két dầu FO : + Két dầu DO + Két nước + Két nước dằn tàu 683 (m ) : 126 (m ) : 242 (m ) 2103(m ) : * Tốc độ, lượng tiêu thụ FO, tầm hoạt động : - Tốc độ không tải :V - Tốc độ toàn tải :V - Mức độ tiêu thụ FO : = 17,4 hải lí/giờ = 13,2 hải lí/ 15,2 tấn/ ngày - Tầm hoạt động :R = 12000 hải lí * Các thông số máy : - Máy : Do hãng AKASAKA MITSUBISHI chế tạo, có kí hiệu máy là: 7UEC33LS II Công suất cực đại : 3965 KW (5390 PS) x 215 vòng/ phút Công suất định mức : 3370 KW (4582 PS) x 204 vòng/ phút * Các thông số máy phát : - Máy phát : Máy phát thuộc loại tự kích hãng TAIYO A.C 450V , 375KVA (300KW) Diesel lai máy phát - 355 KW (483 ps) x 1200 vòng / phút - Máy phát cố: Máy phát thuộc loại tự kích hãng TAIYO AC 450V, 90KVA (75KW) - Diesel lai máy phát - 82KW (111PS) x 1800 vòng/ phút * Các hệ thống điều khiển : - Hệ thống lái tự động Yokogawa Denshikiki Co., Ltd Hệ thống lái số tự động La bàn quay Kiểu: PT500D-J-N2 Kiểu: CMZ700S - Máy lái thuỷ lực Kawasaki Precision Machinery Ltd Loại: RV21- 027 - Hệ thống điều khiển giám sát TAIYO ELECTRIC CO.,LTD - Hệ thống điều khiển từ xa diesel AKASAKA DIESELS LIMITED DIESEL TECHNICAL GROUP Loại: APN - 1U - Hệ thống cẩu tời neo thuỷ lực MANABE ZOKI CO., LTD - Hệ thống điều khiển nồi MIURA PROTEC CO., LTD -Các khởi động (STARTER) hãng TAIYO ELECTRIC CO., LTD * Nhận xét : Mức độ điện khí hoá tự động hoá tàu VINASHIN- BEACH cao Các hệ thống làm việc với độ tin cậy độ xác cao Do làm giảm sức lao động lại đòi hỏi đội ngũ vận hành phải có trình độ chuyên môn cao đáp ứng PHẦN I: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 12500T CHƯƠNG I : TRẠM PHÁT SỰ CỐ TÀU 12.500T 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG Trên tàu cỡ lớn thường trang bị máy phát cố Máy phát cố phải hoàn toàn tự động khởi động đóng lên bảng điện cố nguồn bị Máy phát cố bảng điện cố phải đặt mớn nước Máy phát cố cấp nguồn tới bảng điện cố Từ bảng điện cố cấp nguồn cho số phụ tải quan trọng tính toán xác định cụ thể tàu định : máy lái, phần ánh sáng, bơm cứu đắm, thiết bị vô tuyến Trong chế độ công tác bình thường bảng điện cố cấp nguồn từ bảng điện Các tàu chở khách dù to hay nhỏ phải có máy phát cố 1.2 TRẠM PHÁT SỰ CỐ TÀU 12.500T * Các thông số máy phát cố tàu 12.500T : Công suất định mức : 90 KVA Điện áp định mức : 450 V Dòng điện định mức : 115A Tần số : 60Hz Hệ số cos φ : 0.8 Số pha : 1.3 BẢNG ĐIỆN SỰ CỐ * Bảng máy phát cố (SNP1): EL51 Đèn kiểm tra cách điện V11 Đồng hồ đo điện áp máy phát W11 Đồng hồ đo công suất máy phát A11 Đồng hồ đo dòng điện máy phát F11 Đồng hồ đo tần số máy phát ES51 Công tắc kiểm tra đèn EL51 MCB Aptomát lấy nguồn từ bảng điện ACB Aptomát cấp nguồn từ máy phát cố lên bảng điện cố TR Các biến áp hạ áp 43A Công tắc chọn chế độ MANU AUTO AS1 Công tắc chuyển đổi đo dòng điện VFS1 Công tắc chuyển đổi đo điện áp tần số SHS Công tắc điện trở sấy 3R-28 Nút khẳng định cố 3-11L Nút ấn thử đèn 43-11E Nút ấn thử máy phát cố BCS1 Công tắc điều khiển ACB tay BCS51 Công tắc điều khiển BUS-TIE(MCB) tay * Bảng cấp nguồn 440V (SNP2): EP1 Cấp nguồn cho máy lái EP2 Cấp nguồn ắcqui EP3 Cấp nguồn quạt phòng máy phát cố EP4A Cấp nguồn quạt gió buồng máy số EP4B Cấp nguồn cho bảng khởi động nhóm số EP5, EP6 Dự trữ TR2A, TR2B, TR2C: Các biến áp * Bảng cấp nguồn 220V (SNP3): EPL1 Cấp nguồn cho hệ thống đèn hành trình EPL2,EPL3,EPL4 Cấp nguồn cho ánh sáng cố EPL5 Cấp nguồn cho thông tin liên lạc EPL7 Cấp nguồn cho bảng điều khiển buồng điều khiển trung tâm EPL8 Cấp nguồn thiết bị radio EPL6,EPL9,EPL10 dự trữ EPL11 Cấp nguồn hộp rơle báo động CO2 EPL12 Cấp nguồn nạp ắc quy để khởi động máy phát cố * Các đèn tín hiệu bảng điện máy phát cố : YL Nguồn 24V chiều YL Dừng máy YL Máy chế độ sẵn sàng hoạt động GL Máy chạy RL Mở ACB GL Đóng ACB OL Cuộn sấy máy phát cố hoạt động RL Mở MCB GL Đóng MCB RL Các tín hiệu bất thường 1.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG * Chế độ tự động : Công tắc 43A bật sang vị trí AUTO * Khi bảng điện có điện: + Rơle 84MX(S06) có điện đóng tiếp điểm 84MX(4A,S06) để đóng MCB tiếp điểm 84MX(S07) đóng cấp nguồn đến khối BTPC để thực chế độ tự động, 84MX(S13) đóng cấp điện cho rơle 84MX1 84MXT Rơle 84MX1 có điện mở tiếp điểm 84MX1(1A,S13) → 84MXNT điện → 84MXNT(7A,S13) = không cho khởi động máy phát cố.Tiếp điểm 84MX1(8A,S13) đóng cấp điện cho rơle → máy trạng thái dừng + Rơle thời gian 84MXT có điện → sau khoảng thời gian đóng tiếp điểm 84MXT(7A) làm rơle 52CMX có điện → đóng tiếp điểm 52CMX(CM1-CM2) cấp điện cho rơle thời gian CMT → sau 3s đóng tiếp điểm CMT(1-3,4B) cấp điện cho cuộn đóng MCB Khi MCB đóng tiếp điểm MCB(10-12,5B) mở để không cho cấp điện tới cuộn mở MCB tay chế độ tự động Đồng thời MCB(10-11,2B) đóng cấp điện cho rơle MCBX đóng tiếp điểm MCBX(S07) cấp điện tới đầu MCB khối BTPC không cho đóng ACB Tiếp điển MCBX(8B,S08) đóng cấp điện đèn GL sáng báo MCB đóng +84MXT(6A,S13) đóng cấp điện cho rơle 52TAX hai đầu (TA1,TA2) thông cấp điện cho rơle 52ATX→ 52ATX(6A) đóng lại cấp điện cho cuộn mở ACB, ACB mở rơle 52AX điện nên tiếp điểm 52AX(52Xb52Xc)đóng cấp điện cho đèn RL(S08) sáng báo ACB mở +Khi công tắc 43A vị trí AUTO rơle 43AX(S13) có điện đóng tiếp điểm 43AX(5A) cấp điện cho rơle 10AX → tiếp điểm 10AX(101-102,3B) đóng cấp điện tới đầu 75 khối GRU1 → đầu 10AX có điện đóng tiếp điểm 10AX(71-72,S08) cấp điện cho đèn YL sáng báo máy phát cố trạng thái sẵn sàng hoạt động * Khi bảng điện mất điện: +Rơle 84MX điện hai rơle 84MX1 84MXT điện Do 84MX1 điện đóng tiếp điểm 84MX1 cấp điện cho rơle thời gian 27BT→ sau 20s đóng tiếp điểm 27BT(2A) làm rơle 52TMX có điện đóng tiếp điểm 52TMX(TM1-TM2,8B) cấp điện cho cuộn mở MCB Khi MCB mở, rơle MCBX điện → tiếp điểm MCBX(7B,S08) đóng cấp điện cho đèn RL sáng báo MCB mở MCBX(S05) đóng lại sẵn sàng cấp điện cho cuộn đóng ACB chế độ tay + Rơle 80X có điện → tiếp điểm 80X(801-802,1B) khối BTPC đóng cấp điện cho rơle 8X1(S07) → tiếp điểm 8X1(3B,S08) đóng cấp điện cho đèn YL sáng báo nguồn 24V Tiếp điểm 8X1(8A) đóng + Trước công tắc 43A vị trí AUTO có tín hiệu cấp đến đầu 25 khối GRU1→ đầu khối GRU1 43RX có điện đóng tiếp điểm 43RX(8A) để cấp điện cho đầu vào 85 khối GRU1 đọc lệnh khởi động +Rơle 84MXNT có điện đóng tiếp điểm 84MXNT(7A) cấp điện cho rơle đóng tiếp điểm 6(61-62,S12) cấp tín hiệu khởi động diesel lai máy phát + Khi máy khởi động xong điện áp máy phát cố tăng dần, đạt đến giá trị đặt cảm biến 33 đóng lại làm rơle 33T có điện đóng tiếp điểm 33T(33TC-33T,6B) cấp điện cho đầu vào EG khối BTPC cấp điện cho rơle 52CAX → tiếp điểm 52CAX(CA1-CA2,7B) đóng lại cấp điện cho rơle CAT(S05) → sau thời gian 1s tiếp điểm CAT(4B) đóng lại cấp điện cho cuộn đóng ACB + Khi ACB đóng, tiếp điểm ACB(Axc1-Axa1,3B) đóng lại cấp điện cho rơle ACBX→ ACBX(S06) mở không cho đóng MCB tay trình tự động,ACBX(S07) đóng lại cấp tín hiệu tới đầu ACB khối BTPC → rơle 10 + C1 , C2 : Các công tắc tơ đảo chiều + C3 , C4 , C5 , C6 : Các công tắc tơ tốc độ 1, 2, Vậy ta chọn công tắc tơ : C1 , C2 , C3 , C4 , C5 , C6 có Udm = 380V Idm = 240A Riêng C7 công tắc tơ chiều, cấp nguồn cho phanh điện từ chiều giữ cố định trục động nên ta chọn loại công tắc tơ KIIB – 600 Liên Xô cũ Đây loại công tắc tơ điện chiều phổ biến thông dụng 5.2.4 Rơle ( Relay ) * Khái niệm : Rơle loại khí cụ tự động mà đặc tính “vào – ra” có tính chất sau : tín hiệu đầu thay đổi nhảy cấp (đột ngột) tín hiệu đầu vào đạt giá trị xác định Rơle sử dụng rộng rãi lĩnh vực tự động điều khiển, truyền động điện, bảo vệ mạng lưới điện, thông tin liên lạc Rơle coi phần tử để tạo nên thiết bị hoạt động sở kỹ thuật số : Máy tính, thiết bị tin học, tự động điều khiển thông minh trình sản xuất điều khiển thiết bị điện gia đình Cùng với phát triển tiến khoa học kỹ thuật, công nghệ vật liệu công nghệ chế tạo, rơle nghiên cứu chế tạo gồm nhiều chủng loại, hoạt động theo nguyên lý khác nhau, có thông số, đặc tính kỹ thuật lĩnh vực sử dụng khác Đại lượng cần rơle hoạt động gọi đại lượng tác dụng Các đại lượng tác dụng đặt vào đầu khác rơle, chúng một, hai nhiều đại lượng khác Rơle có đại lượng tác dụng đại lượng điện (dòng điện, điện áp, công suất …) gọi rơle điện (gọi tắt rơle) * Đặc tính tham số rơle : Đường biểu diễn quan hệ đại lượng đầu vào x đầu y rơle gọi đặc tính “vào – ra” coi đặc tính rơle Nên đặc tính gọi đặc tính rơle Dạng đặc tính rơle vẽ sau : 61 ymin ymax y xnh Xtđ xlv x Hình 2: đặc tính rơle Đặc tính rơle có đặc điểm : _ Khi đại lượng đầu vào x thay đổi từ đến trị số tác động xtđ đại lượng đầu y (với rơle có tiếp điểm) giá trị cực tiểu ymin (với rơle tiếp điểm) _ Khi x đạt đến giá trị tác động x = xtđ , đại lượng đầu tăng đột ngột đến giá trị cực đại ymax Sau đó, x tiếp tục tăng đến giá trị làm việc xlv , y giữ nguyên giá trị ymax ( thay đổi ít) Tương ứng với trình này, ta nói rơle tác động hay rơle đóng _ Ngược lại, đại lượng đầu vào giảm từ xlv đến trị số nhả xnh , đại lượng y không đổi _ Khi x = xnh, y giảm đột ngột từ ymax (hoặc ymin) không đổi x tiếp xúc giảm Quá trình ta nói rơle nhả _ Đại lượng đầu vào ứng với lúc rơle tác động gọi giá trị tác động xtđ, ứng với lúc rơle nhả gọi giá trị nhả xnh rơle + Các yêu cầu rơle : Ngoài yêu cầu chung khí cụ điện đóng ngắt (bảo đảm độ bền điện, nhiệt, cơ…), rơle có số yêu cầu riêng tính làm việc, phụ thuộc vào mục đích sử dụng Ví dụ rơle bảo vệ hệ thống điện cần yêu cầu : Bảo vệ chọn lọc, tác động nhanh, độ nhạy độ tin cậy cao 62 Bảo vệ chọn lọc khả rơle cắt phần lưới điện bị cố rơle bảo vệ, không bị tác động vượt cấp tác động sai Độ tác động nhanh làm giảm nhiều hậu xấu cố gây lưới điện, đảm bảo lưới điện vận hành an toàn Độ nhạy rơle cao vùng dự phòng cần để nhỏ Phải có độ tin cậy cao để tránh làm việc lệch lạc dẫn đến cố trầm trọng ảnh hưởng lớn đến việc truyền tải cung cấp điện Rơle bảo vệ hệ thống điện thường đặt nhà, làm việc điều kiện nhẹ, va đập, rung động, bụi khí ăn mòn, gây rỉ… Hệ thống điện thường cố, tần suất tác động rơle thấp nên không yêu cầu rơle có độ chống mòn cao làm việc nhiều Các loại rơle dùng tự động hóa bảo vệ trình truyền động thường đòi hỏi yêu cầu cao : Chịu rung động, va đập, bụi bặm, chế độ đóng ngắt nặng nề (có thể đến 1000  1200 lần/h nên yêu cầu chống mòn cao, tuổi thọ lớn, thường đạt (1  10).106 lần đóng ngắt Để đảm bảo trình tự động điều khiển thực tốt, yêu cầu độ tin cậy loại rơle cần cao *, Rơle trung gian : Rơle trung gian dùng nhiều sơ đồ bảo vệ hệ thống điện sơ đồ điều khiển tự động Do có số lượng tiếp điểm lớn, từ đến tiếp điểm vừa thường đóng vừa thường mở, nên Rơle trung gian dùng để truyền tín hiệu khả đóng ngắt số lượng tiếp điểm Rơle không đủ để chia tín hiệu từ Rơle đến nhiều phận khác sơ đồ mạch điều khiển _ d1 : Là rơle trung gian có chức bảo vệ “0” _ d2 : Là rơle trung gian bảo vệ tải cho hệ thống Được biết rơle trung gian xoay chiều PII-25 có thông số kỹ thuật sau : - Điện áp định mức : Có loại 100, 127, 220 V - Tần số định mức : 50 Hz - Dải nhiệt độ làm việc : –20  +40°C - Điện áp tác động : Không lớn 0,85% Uđm 63 - Điện áp nhả : Không nhỏ 3% Uđm - Thời gian tác động điện áp định mức : Không lớn 0,06 s - Công suất tiêu thụ cuộn dây rơle điện áp định mức nắp đóng không lớn VA - Khi nắp đóng rơle chịu lâu dài điện áp 110% Uđm - Dòng điện tiếp điểm : A - Độ bền : 105 lần đóng ngắt - Độ bền điện : 104 lần đóng ngắt - Khối lượng rơle không lớn 0,7 Kg Qua số liệu ta thấy dùng cho rơle trung gian d1 & d2 *, Rơle thời gian : * Khái niệm : Trong tự động điều khiển, bảo vệ thường gặp trường hợp cần có khoảng thời gian thời điểm tác động hay nhiều thiết bị, tự động hóa trình sản xuất, nhiều phải tiến hành thao tác cách khoảng thời gian xác định Để tạo nên khoảng thời gian cần thiết đó, người ta dùng rơle thời gian Như vậy, định nghĩa rơle thời gian rơle có đặc tính : Khi có tín hiệu vào rơle sau thời gian xác định, rơle phát tín hiệu đầu (còn gọi rơle trễ thời gian hay trễ) * Những yêu cầu chung rơle thời gian : a, Khả trì thời gian ổn định, xác, tin cậy, không phụ thuộc vào dao động điện áp nguồn cung cấp, tần số, nhiệt độ điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, độ rung…) b, Công suất ngắt hệ thống tiếp điểm đủ lớn c, Công suất tiêu thụ nhỏ d, Kết cấu, sử dụng đơn giản Hầu tất loại, rơle trở trạng thái đầu tín hiệu điện đầu vào 0, không yêu cầu hệ số nhả cao Trong sơ đồ tự động điều khiển, nhiều có tần số thao tác cao nên yêu cầu độ bền chống mài mòn cao từ  10.106 lần thao tác Thời gian 64 tạo trễ chậm từ 0,25 s trở lên, tới hàng lâu Các rơle thời gian điện tử cho phép hẹn (nhớ) lập trình * Cấu trúc chung rơle thời gian : Gồm có phận sau : _ Bộ phận động lực : Có chức nhận tín hiệu vào lượng điện, biến đổi thành lượng thích hợp cho phận tạo thời gian hoạt động Bộ phận động lực nam châm điện, động điện, biến đổi điện : Biến áp, chỉnh lưu… _ Bộ tạo thời gian : Có chức kéo dài thời gian trễ rơle Bộ phận làm việc theo nhiều nguyên lý khác : Điện tử, khí, khí nén, thủy lực, điện tử Căn vào tạo thời gian trễ mà có tên rơle tương ứng VD : Rơle thời gian điện từ, rơle thời gian thủy lực, rơle thời gian điện tử… _ Bộ phận đầu : Rơle phát tín hiệu thay đổi trạng thái đóng, mở tiếp điểm Ngoài rơle có phận điều chỉnh thời gian tác động (thời gian trễ) rơle phận hiển thị thời gian dạng kim dạng chữ số Trong sơ đồ hệ thống : _ d4 : Tự động chuyển tốc độ đưa nhanh tay điều khiển từ sang (động chuyển sang tốc độ 2, sau thời gian trễ chuyển sang tốc độ _ d5 : Tránh bảo vệ tải nhầm chuyển từ tốc độ sang tốc độ _ d6 : Là tiếp điểm thường đóng mở chậm : Đảm bảo hoạt động tin cậy phanh Thời gian trễ d6 chỉnh định thời gian hút phanh Nên ta chọn rơle thời gian có độ trễ thời gian từ  10s *, Rơle nhiệt : * Khái niệm : Rơle nhiệt loại rơle có đaị lượng tác động đầu vào nhiệt độ, đại lượng đầu thay đổi thông số điện hay trạng thái đóng mở tiếp điểm rơle Vì vậy, cấu tạo rơle nhiệt gồm có: Bộ phận nhạy cảm với nhiệt độ( cảm biến) đầu vào, phận so sánh, hệ thống tiếp điểm đầu phận điều chỉnh thông số làm việc rơle 65 * Đặc tính ampe – giây rơle nhiệt : t(s) 10000 1000 A 100 10 B 1,2 I/Iđm Hình 3: đặc tính ampe-giây rơle nhiệt Đường 1: Đặc tính ampe-giây động Đường 2: Đặc tính ampe-giây rơle Đường 3: Đặc tính thực tế rơle nhiệt * Chọn rơle nhiệt : + Để dùng rơle nhiệt bảo vệ thiết bị hiệu khai thác tốt khả chịu tải thiết bị bảo vệ (ví dụ động điện) cần ý : _ Chọn dòng định mức rơle dòng định mức động _ Ở hệ số tải Kt = Itải/Iđm = 1,2  1,3 thời gian tác động rơle ttđ 20 phút H – p _ Với động công suất nhỏ trung bình, có điều kiện khởi động nặng, bội số dòng khởi động lớn, thời gian khởi động tương đối dài, yêu cầu Kt = có ttđ = (1  5)s _ Với mạch động lực có bội số dòng không cao, thời gian khởi động ngắn, thường chọn Kt = 2,5 ttđ =  20s 66 _ Đường đặc tính bảo vệ I(t) rơle phải có dạng cong gần với đặc tính tải It(t) động Khi có tải, rơle tác động trước động bị cháy _ Hiệu chỉnh rơle nhiệt độ môi trường giống nhiệt độ môi trường làm việc rơle Vì đặc tính làm việc rơle phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường _ Rơle lắp đặt thiết bị rung động, va đập, chuyển động dễ bị tác động sai lệch _ Nhiệt độ tác động rơle từ 90  150C Vậy, ta chọn rơle nhiệt có dòng định mức dòng định mức động : Iđm rơle = Iđm động = 240 (V) *, Rơle dòng điện cực đại : * Khái niệm : Rơle dòng điện cực đại điện từ dùng lĩnh vực bảo vệ hệ thống điện…nhóm thiết bị điện thiết bị riêng lẻ : động điện, máy biến áp công suất lớn … Rơ le điện (Ri) kiểu điện từ, có đại lượng vào trị số dòng điện mạch tải (mạch động lực) : It Rơle tác động (hút) dòng điện qua cuộn dây rơle đạt đến trị số dòng điện tác động Itđ Khi đó, tiếp điểm rơle đóng tiếp điểm thường mở ( mở tiếp điểm thường đóng) Như vậy, cuộn dây rơle mắc nối tiếp mạch tải Sức từ động cuộn dây rơle sinh mạch từ nam châm điện : F = I W phụ thuộc vào dòng điện mạch tải Rơle dòng điện sử dụng rộng rãi sơ đồ bảo vệ dòng (do tải, ngắn mạch …) tự động điều khiển (mở máy động điện, chuyển đổi mạch điện …) hệ thống điện truyền động điện Ta chọn loại rơle dòng cực đại PT – 40/200 cho rơle e6 5.2.5 Aptomat (MCB – Main Circuit Breaker) * Khái niệm : Máy cắt hạ áp (Còn gọi aptomat hay máy ngắt không khí tự động), khí cụ điện tự động cắt mạch điện có cố : Quá tải, ngắn mạch, điện áp thấp, công suất ngược… mạch điện hạ áp có điện áp định mức đến 660V 67 xoay chiều 330V điện chiều, có dòng điện định mức tới 6000A Những aptomat đại cắt dòng điện tới 300 KA Đôi aptomat dùng để đóng, cắt không thường xuyên mạch điện chế độ bình thường * Yêu cầu aptomat sau : 1- Chế độ làm việc định mức aptomat phải chế độ dài hạn, nghĩa trị số dòng điện định mức chạy qua aptomat lâu Mặt khác mạch vòng dẫn điện phải chịu dòng điện ngắn mạch lớn có ngắn mạch lúc tiếp điểm đóng hay đóng 2- Aptomat phải cắt trị số dòng điện ngắn mạch lớn đến vài chục KA Sau cắt dòng điện ngắn mạch, aptomat phải đảm bảo làm việc tốt trị số dòng điện định mức 3- Để nâng cao tính ổn định nhiệt ổn định điện động thiết bị điện, hạn chế phá hoại dòng điện ngắn mạch gây ra, aptomat phải có thời gian cắt bé Để giảm kích thước lắp đặt thiết bị an toàn vận hành cần phải hạn chế vùng cháy hồ quang Muốn vậy, thường phải kết hợp lực thao tác học với thiết bị dập hồ quang bên aptomat Để thực yêu cầu thao tác có chọn lọc, aptomat cần phải có khả điều chỉnh trị số dòng điện tác động thời gian tác động Những thông số máy cắt hạ áp gồm : Dòng điện định mức Iđm , điện áp định mức Uđm , dòng điện ngắt giới hạn thời gian tác động Thời gian tác động aptomat thông số quan trọng Thời gian tính từ lúc xảy cố đến mạch điện bị ngắt hoàn toàn : t = t0 + t1 + t2 Trong đó, t0 : Thời gian từ thời điểm xảy ngắn mạch đến dòng điện đạt tới trị số tác động I = Itđ Thời gian t0 phụ thuộc vào giá trị dòng điện khởi động tốc độ tăng dòng điện di/dt phụ thuộc vào thông số mạch điện ngắt 68 t1 : Thời gian kể từ I = Itđ đến tiếp điểm aptomat bắt đầu chuyển động, thời gian phụ thuộc vào phần tử bảo vệ, cấu ngắt, kết cấu tiếp điểm, trọng lượng phần động Nếu t1 > 0,01s aptomat có thời gian tác động bình thường Đối với aptomat tác động nhanh, thời gian t1 = 0,002 đến 0,008 s t2 : Thời gian cháy hồ quang, phụ thuộc vào giá trị dòng điện ngắt biện pháp dập hồ quang * Cấu tạo aptomat : Aptomat gồm có phận : Hệ thống tiếp điểm, hệ thống dập hồ quang, cấu truyền động đóng cắt áptômát phần tử bảo vệ * Đặc tính aptomat : t tk = 10 ÷ 20 s tb = 0,1 ÷ 0,3 s tk tb Quá tải Ngắn mạch I Iđm Ig I2 I3 Vài ba nửa chu kỳ + Lựa chọn aptomat : Lựa chọn aptomat chủ yếu dựa vào thông số: - Dòng điện tính toán mạch điện - Dòng điện tải - Khả thao tác có chọn lọc Chọn aptomat có : Uđm = 380 V Iđm ≥ Ikđmax/2,5 = 390/2,5 = 156 A 69 CHƯƠNG : XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ 6.1 Ý NGHĨA CỦA VIỆC XÂY DỰNG MÔ HÌNH Sau năm học ghế nhà trường, môn đại cương sở, em học nhiều môn lĩnh vực chuyên ngành Điện Tàu Thủy Thời gian tháng đợt thực tập buổi thực hành môn học chuyên ngành giúp em phần củng cố lại kiến thức học làm quen với công việc thực tế Nhưng yêu cầu trình độ chuyên môn kinh nghiệm thực tế nhà máy đóng tàu cũng, công ty vận tải biển đòi hỏi ngày cao nên chúng em có mong muốn học hỏi tích lũy kinh nghiệm cho thân Bên cạnh việc hoàn thiện lý thuyết tổng quan, thuyết minh sơ đồ, tiến trình làm đồ án tốt nghiệp, em bạn Ngô Quý Cường xây dựng mô hình trạm từ điều khiển hệ thống truyền động điện neo cấp tốc độ, với động dị rotor lồng sóc tốc độ, có cuộn dây riêng biệt Hoàn thành công việc này, giúp chúng em ôn tập lại kiến thức học môn : Máy điện, truyền động điện, khí cụ điện, lắp ráp chẩn đoán….; giúp chúng em hiểu rõ ràng số lĩnh vực mà sâu nghiên cứu như: Tính toán động cho truyền động điện neo; tính toán, lựa chọn thiết bị điều khiển cho hệ thống truyền động điện tời neo Mà giúp chúng em có kinh nghiệm ban đầu chọn mua khí cụ điện dụng cụ cần thiết, kinh nghiệm xây dựng lắp đặt thiết bị bảng điều khiển mạch động lực Nhờ có hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo Đỗ Văn A, chúng em hoàn thành công việc xây dựng lắp ráp mô hình 6.2 LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHỤC VỤ 6.2.1 Yêu cầu với khí cụ điện _ Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc lâu dài, với thông số kỹ thuật định mức _ Khí cụ điện phải ổn định nhiệt & ổn định điện động Vật liệu phải chịu nóng tốt có độ bền học cao, tải hay ngắn mạch, dòng điện lớn 70 làm khí cụ điện nóng chảy biến dạng _ Vật liệu cách điện phải đảm bảo để xảy điện áp phạm vi cho phép, khí cụ điện không bị chọc thủng _ Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc xác, an toàn song phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ gia công lắp ráp, dễ kiểm tra sửa chữa _ Ngoài ra, khí cụ điện phải làm việc ổn định điều kiện nhiệt độ khí hậu yêu cầu 6.2.2 Thông số kỹ thuật thiết bị khí cụ : Dựa theo tiêu chí mục đích xác định trước tiến hành làm mô hình, vào yêu cầu yêu cầu khí cụ nêu trên, chúng em chọn mua trang thiết bị khí cụ để làm mô sau : + Kích thước hộp : Dài : 80cm Rộng : 60cm Độ dày : 20cm (Khóa bật) + Các khí cụ : Máy biến áp (Transfomer) ( Số lượng : 1) 380/110V ; 4A Cầu chì (Fuse) ( Số lượng : 4) I = 5A (2 – điều khiển + – phanh) Aptomat (MCB – Main Circuit Breaker) ( Số lượng : 1) Hãng LG _ BKN C20 ; 400V~ ; IEC 60898 ; GB 10963 Rơle thời gian (IC TIMER) ( Số lượng : 3) Type : AH3 – Time : 10 s Volts : AC 220V Frequency : 50/60 Hz 71 Lot No : 17M3 Hãng CKC_Taiwan Rơle nhiệt (THERMAL OVERLOAD RELAY) ( Số lượng : 3) TR – 12 6,5 A (5A ~ 8A) Hãng : SHIHLIN Công tắc tơ (Contactor) ( Số lượng : 3) Hãng SIEMENS (Germany) 3TB4022E AC3 IEC 947 VDE 0660 GB 14048 2NO + 2NC Ui = 660V Ith = 20A V~ 220 380 415 500 660 KW 2,2 5,5 5,5 5,5 HP 7,5 7,5 7,5 Rơle trung gian : ( Số lượng : 6) Type : DZ4 – P ; PYF – 14A (Front Connection Socket) IEC 255 3A – 150V AC~ 5A – 240V AC 5A – 28V DC 5A – 240V ~AC 5A – 28V DC 6.3 CÔNG NGHỆ LẮP RÁP 6.3.1 Tổng quan hệ thống tự động : Hệ thống tự động chia làm loại : + Tự động điều khiển + Tự động điều chỉnh 72 _ Mỗi hệ thống có thuật điều khiển riêng, kết cấu thiết kế riêng, chí hãng đưa phom riêng _ Khi tiến hành lắp đặt cần phải biết kết cấu, biết nguyên lý hoạt động yêu cầu mà hệ thống phải đáp ứng _ Đáp ứng tất yêu cầu chung quy phạm, đặc biệt yêu cầu đăng kiểm _ Mọi lắp đặt phải tiện ích, tiện lợi dễ dàng cho người sử dụng khai thác 6.3.2 Yêu cầu lắp đặt a, Yêu cầu thiết bị : - Các thiết bị phải đảm bảo yêu cầu làm việc điều kiện môi trường - Các thiết bị phải đảm bảo điều kiện cách điện - Các thiêt bị phải đảm bảo độ tin cậy tần số sử dụng - Các thiết bị phải lựa chọn thông số kỹ thuật thiết kế b, Yêu cầu lắp đặt : + Lắp đặt phần khí : Đa số phải kết hợp với kỹ sư khí để lựa chọn phương pháp lắp đặt, đáp ứng yêu cầu đăng kiểm lắp đặt, sử dụng + Sử dụng : _ Đảm bảo tiện ích _ Tính an toàn _ Mỹ thuật công nghiệp + Lắp đặt phần động lực : _ Mạch động lực : Đường cung cấp lượng tạo công suất _ Mạch điều khiển : Chỉ chứa linh kiện tín hiệu điều khiển (thườngI≤5A) Vì có dòng lớn qua tiếp xúc (động, tĩnh) phải chắn để giảm tối thiểu điện trở tiếp xúc, tránh gây phát nhiệt (đặc biệt ốc) 73 _ Cách điện, tỏa nhiệt 380 ÷ 440V U ≤ 220V , điều kiện Việt Nam : Rcđ ≥ MΩ Rcđ ≥ 0,5 MΩ + Lắp đặt phần điều khiển: Phần điều khiển thường phức tạp, có nhiều tín hiệu hệ thống thường rắc rối, khó thi công: _ Thực theo thiết kế _ Phải ý đến nhiễu: Nhiễu nguồn, nhiễu tín hiệu, nhiễu thứ cấp… _ Với hệ thống điều khiển mà có nhiều tín hiệu đường dây cố gắng phân nhóm để tách bạch tránh nhầm lẫn Vấn đề đánh dấu dây quan trọng phải theo nhóm c, Lựa chọn cáp - Chọn cáp: cáp dùng cho tàu thuỷ loại cáp đặc biệt có tính dẫn điện tốt, khả cách điện tốt, khả chịu dầu hợp chất tốt, có độ bền học cao - Đánh dấu đầu dây - Trình bày cáp: Trình bày máng, cáp song song không trùng - Kiểm tra cáp sau đấu: Có thể trình kéo cáp thi cáp bị đứt, bị chập, cần phải kiểm tra cáp sau đấu - Cáp dự trữ: + Trong tất đường , tuyến dây có hai sợi cáp dự trữ + Trong cáp có nhiều sợi phải có sợi nhỏ để dự trữ - Kẹp nẹp cáp, làm kín nước: + Dùng nẹp kim loại( mm ), không dùng nẹp nhựa + Các lỗ xuyên tường phải làm kín nước gioăng cao su chất nhồi *, Các bước tiến hành : Ta tiến hành lắp ráp mạch điều khiển, đến mạch động lực Tiếp theo mạch đèn hộp (sau khoan lỗ đèn nút ấn mặt hộp) Cuối đưa mạch vào bên hộp 74 6.4 KIỂM TRA VÀ THỬ NGHIỆM 6.4.1 Kiểm tra hệ thống : - Kiểm tra nguội : Quan sát, dùng đồng hồ đo, kiểm tra tay điều khiển có đặt vị trí “0” Kiểm tra cách điện Megaom kế - Kiểm tra nóng : Cấp nguồn dùng đồng hồ đo để đo thông số kỹ thuật xem có phù hợp chưa, kiểm tra mức hoạt động phanh 6.4.2 Thử nghiệm mô hình : Cấp nguồn cho hệ thống tiến hành thử nghiệm - Kiểm tra đèn báo nút thử đèn - Kiểm tra chuông nút thử chuông - Chuyển tay điều khiển, kiểm tra có bị cố không chạy thử tốc độ khác - Thực kiểm tra trình bảo vệ hệ thống 6.5 Đánh giá nhận xét : - Kết thúc thời gian làm đồ án, lúc chúng em hoàn thành xong mô hình mà thiết kế xây dựng Chúng em thu nhiều kinh nghiệm trình lựa chọn, tính toán, mua thiết bị lắp ráp Hoàn thiện khâu lần chúng em củng cố lại kiến thức học tích lũy thêm kinh nghiệm thực tế Mô hình chưa đạt yêu cầu, quy định chung tiêu chuẩn lắp ráp, xong làm công cụ học tập, giúp em sinh viên khóa sau làm quen tìm hiểu thêm Là mô hình thu nhỏ nhằm mục đích mô trạm từ điều khiển hệ thống tời neo nên không tránh khỏi thiếu sót sai lầm so với hệ thống thực tế Kính mong thầy giáo hướng dẫn Đỗ Văn A bảo để chúng em rút kinh nghiệm hoàn thiện mô hình 75