Báo cáo tiểu luận Phan Thành Chung Đề cơng nghiên cứu khoa học 1. Tên đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mạch tự động chuyển đổi nhanh nguồn điện dự phòng. 2. Lý do chọn đề tài (tính cấp thiết của đề tài) Hiện nay, nhu cầu sử dụng năng lợng điện là rất lớn, mặt khác việc sử dụng ngày càng rộng rãi các các phụ tải nhạy cảm với chất lợng điện nh máy tính, thiết bị đo lờng - Điều khiển, hệ thống thông tin liên lạc . . . đòi hỏi phải đợc cung cấp điện liên tục với chất lợng cao. Sự không liên tục của nguồn điện gây ra nhng hậu quả sau đây: - Hệ thống thông tin bị gián đoạn - Máy tính và các bộ vi điều khiển sẽ bị mất dữ liệu, có thể phải cài đặt lại. - Làm giảm hiệu suất, tuổi thọ thiết bị. Có thể gây h hỏng cho thiết bị, sản phẩm. Ví dụ: khi đang cán thép, mất điện sẽ làm động cơ dừng, phôi bị kẹt lại trên các trục cán. Theo ớc tính của một công ty Thuỷ tinh của Mỹ năm 2002 rằng: mất điện một giây sẽ gây tốn kém cho công ty 200.000USD, mới đây sự cố mất điện 2 phút gây tốn kém cho họ mất 600.000USD và thêm hai giờ để xử lW lại dữ liệu máy tính. Tính chất cạnh tranh của nền kinh tế đòi hỏi điện năng phải đợc đảm bảo liên tục. Tuy nhiên theo nghiên cứu của các chuyên gia thì do tính chất các bộ nguồn nhỏ trong máy tính và bộ vi xử lW và tính chất trễ của các động cơ điện nên sự gián đoạn cung cấp điện nhỏ hơn một phần t giây không gây ảnh hởng đến các thiết bị thông th- ờng nêu trên. Trên thực tế, nếu làm theo phơng pháp thông thờng là thao tác đóng nguồn dự phòng bằng tay hoặc tự động bằng hệ thống rơ le nh hiện nay thì gian đóng cắt sẽ là rất lớn do cộng gộp các thời gian: - Thời gian phát hiện sự cố mất điện (tác động đến rơ le điện áp) 3 Báo cáo tiểu luận Phan Thành Chung - Thời gian kiểm tra (kiểm tra áp của nguồn chính và nguồn dự phòng) - Thời gian thao tác đóng cắt - Thời gian đóng của các rơ le Với mục đích nâng cao tính liên tục cung cấp điện, đảm bảo hoạt động tốt cho các thiết bị, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất, thuận tiện cho sinh hoạt thì việc nghiên cứu, chế tạo đợc mạch tự động đóng nhanh nguồn dự phòng là hết sức cần thiết. Để giải quyết vấn đề triệt để hơn là tự động đóng trả nguồn khi có nguồn điện chính, tác giả nghiên cứu thiết kế, chế tạo mạch tự động chuyển đổi nhanh nguồn điện dự phòng. 3. Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu thiết kế, chế tạo mạch tự động chuyển đổi nhanh nguồn điện dự phòng đáp ứng đợc các yêu cầu sau: - Tự động đóng mạch tải vào nguồn dự phòng khi mất nguồn điện chính và đóng trả lại khi có nguồn điện chính. - Thời gian chuyển mạch nhỏ t s 0,25s - Làm việc tin cậy, ổn định, dễ thao tác, lắp đặt. 4. Đối tợng nghiên cứu - Nguyên lW hoạt động, thiết kế chế tạo chi tiết cho mạch tự động chuyển đổi nguồn điện dự phòng, khả năng làm việc thực tế của mạch. - Mở rộng một số mô hình nâng cao tính liên tục cung cấp điện sử dụng mạch tự động chuyển đổi nguồn dự phòng 5. Giả thiết khoa học * Có nhiều phơng án thiết kế mạch tự động chuyển đổi nguồn điện dự phòng + Phần động lực - Chuyển mạch không tiếp điểm - Chuyển mạch có tiếp điểm + Phần điều khiển: 4 Báo cáo tiểu luận Phan Thành Chung - Thu thập và xử lW tín hiệu bằng các phần tử tơng tự - Thu thập và xử lW tín hiệu bằng các phần tử số - Thu thập và xử lW tín hiệu bằng các phần tử rơ le - Thu thập và xử lW tín hiệu bằng các phần tử hỗn hợp Để nâng cao tính ổn định, làm việc tin cậy và chuyển mạch nhanh cho mạch chuyển đổi nguồn, phần điều khiển của mạch đợc chế tạo từ các phần tử hỗn hợp, phần động lực của mạch sử dụng hệ thống chuyển mạch có tiếp điểm. T/h1 : tín hiệu logic đa đến mạch động lực để đóng nguồn chính T/h1 l: tín hiệu logic đa đến mạch động lực để đóng nguồn dự phòng U1, I1 Tín hiệu dòng, áp của nguồn chính U2, I2 Tín hiệu dòng, áp của nguồn dự phòng Vcc Nguồn một chiều đợc cung cấp từ ắc quy Đ/K: Tín hiệu cho phép chuyển mạch 6. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu chuyển mạch nhanh cho hệ thống cung cấp điện, - Xây dựng các phơng án chuyển mạch, phơng án điều khiển chuyển mạch, lựa chọn phơng án tối u. - Xây dựng nguyên lW hoạt động cho toàn mạch, tính chọn vật t, linh kiện cho mạch - Chế tạo, thử nghiệm, hiệu chỉnh mạch 5 T/h2 Tải U2, I2 Mạch Điều Khiển Nguồn chính Nguồn dự phòng Mạch Động Lực U1, I1 Đ/K T/h1 Vcc Báo cáo tiểu luận Phan Thành Chung - Đánh giá khả năng làm việc thực tế của mạch 7. Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu chế tạo mạch tự động chuyển đổi nhanh nguồn dự phòng cho mạng điện hạ thế (U<0,4KV), cho dải công suất tải từ 0-200KVA với thời gian chuyển mạch nhỏ hơn 0,25s nhằm nâng cao tính liên tục cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ đặc biệt 8. Phơng pháp nghiên cứu 8.1. Phơng pháp khảo sát điều tra. - Nghiên cứu tham khảo các loại sách, tài liệu trong và ngoài nớc, các tạp chí tự động hóa. -Tham khảo một số mạch có tính năng tơng tự - Phơng pháp mô hình hoá: tính toán, xây dựng mô hình mạch và chạy thử trên các phần mềm mô phỏng mạch: Micrôsim, protel, prouteus . 8.2. Phơng pháp tham khảo ý kiến các chuyên gia. - Tham khảo W kiến các chuyên gia đầu nghành về cung cấp điện và tự động hóa cung cấp điện. 8.3. Phơng pháp kiểm nghiệm kết quả nghiên cứu qua thực tiễn. - Khảo sát thực tế: Tiến hành khảo sát các tín hiệu chủ đạo đa đến mạch điều khiển, tín hiệu vào/ra cho của mạch. -Lắp đặt, thử nghiệm tại một số trạm nguồn đánh giá khả năng làm việc của mạch. 9. Dự thảo nội dung nghiên cứu - Sau khi nhận đề tài tiến hành: - Thu thập tài liệu và nghiên cứu ly thuyết, lên sơ đồ nguyên ly cho mạch. - Tham khảo W kiến của các chuyên gia đầu nghành. - Thiết kế mạch điện tự động chuyển đổi nhanh nguồn dự phòng - Triển khai chế tạo thử nghiệm tại các trạm, đánh giá tính năng thực tế của mạch Kết cấu của đề tài 6 Báo cáo tiểu luận Phan Thành Chung * Phần mở đầu Nhu cầu nâng cao tính liên tục cung cấp điện và tình hình sản xuất mạch tự động chuyển đổi nguồn dự phòng trong và ngoài nớc. - Phần cơ bản: 4 chơng * Chơng I: - Yêu cầu cơ bản của mạch tự động chuyển đổi nhanh nguồn điện dự phòng. * Chơng II: - LW thuyết chung về nguyên tắc điều khiển, khống chế theo các giá trị dòng, áp các nguồn. - Các phơng án xây dựng mạch, lựa chọn phơng án tối u * Chơng III: Thiết kế chế tạo mạch tự động chuyển đổi nhanh nguồn điện dự phòng. * Chơng IV: - Kiểm tra lại các yêu cầu kỹ thuật theo thiết kế bằng tính toán, mô phỏng - Kiểm tra lại các yêu cầu kỹ thuật đạt đợc khi mạch làm việc trên thực tế. - Đánh giá tính năng làm việc thực tế của mạch. - Đa ra một số mô hình sử dụng mạch tự động chuyển đổi nhanh nguồn dự phòng: Lới1 - lới2, Lới - UPS - Máy phát * Đề xuất: Căn cứ vào tính năng của mạch, nhu cầu sử dụng, có thể trang bị cho một số trạm có phụ tải quan trọng: Ngân hàng, Bu điện, trung tâm phát thanh, truyền hình. . . * Phần phụ lục: Bao gồm bảng phụ lục thông số thời gian trễ các cơ cấu chuyển mạch, các số liệu thực nghiệm và danh mục tài liệu tham khảo. 7 . học 1. Tên đề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mạch tự động chuyển đổi nhanh nguồn điện dự phòng. 2. Lý do chọn đề tài (tính cấp thiết của đề tài) Hiện nay,. việc của mạch. 9. Dự thảo nội dung nghiên cứu - Sau khi nhận đề tài tiến hành: - Thu thập tài liệu và nghiên cứu ly thuyết, lên sơ đồ nguyên ly cho mạch. -