Đồ án Trang bị điện tàu 53000 tấn – đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển điezel máy phát

Trong phần I, em đã trình bầy và giới thiệu các thông số cơ bản của tàu 53000T cũng như về tổ hợp D – G của trạm phát điện, bảng điện chính tầu 53000T, một số hệ thống truy ền động điện điển hình như hệ thống quạt gió buồng máy, bơm balast, hệ thống máy nén khí và một số hệ thống tự động điện điển hình như hệ thống lái tự động, hệ thống tự động hoà đồng bộ và phân chia tải tác dụng. Trong phần II, sau khi đi tìm hiểu và nghiên cứu cấu tạo cũng như nguy ên lý hoạt động của hệ thống điều khiển D – G em đã lập được lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thống và thông qua đó em đã viết chương trình lập trình cho PLC S7-300 với các đầu vào và đầu ra như em đã giới thiệu ở trên để điều khiển hệ thống.

pdf75 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2297 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Trang bị điện tàu 53000 tấn – đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển điezel máy phát, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ng làm đóng tiếp điểm của F1(15-18) vào đưa tín hiệu đi báo động động cơ lai bơm bị mất pha. Báo động quá tải: Khi động cơ bị quá tải thì role nhiệt F2 sẽ hoạt động, Tiếp điểm của F2(95-96) mở ra đưa tín hiệu đi báo động động cơ bị quá tải, khi động cơ bị quá tải hệ thống chỉ báo động mà không thực hiện bảo vệ ngắt động cơ. Báo động mất nguồn chính: Khi mất nguồn điều khiển thì làm cho role trung gian K10 mất điện. Tiếp điểm của K10(13-14) đóng vào đưa tín hiệu báo động mất nguồn chính. Báo động mất nguồn điều khiển : Khi mất nguồn điều khiển K11 mất điện, tiếp điểm K11(21-22) đóng lại, đồng thời tiếp điểm K11(43-44) mở ra khối U1 mất điện, tiếp điển U1(5-6) mở ra, đưa tín hiệu báo động mất nguồn điều khiển. 2. Mạch khởi động động cơ lai bơm số 2: A. Giới thiệu các phần tử của mạch: A: Đồng hồ ampe kế để đo dòng điện chạy qua bơm. F1: Bộ kiểm soát mất pha. F2: Role nhiệt bảo vệ quá tải. F10-F61: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch. H1: Đèn báo động cơ đang hoạt động. H2: Đèn báo điện trở sấy đang hoạt động. H3: Đèn báo nguồn. K1: Contactor chính có gắn thêm tiếp điểm thời gian. K2-K3: Các contactor. K10-K12: Các role trung gian. S1: Cầu dao khống chế mạch điều khiển và mạch động lực S2: Công tắc chọn chế độ điều khiển, có 3 vị trí REMOTE – STOP -LOCAL. T1: Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển. T2: Biến dòng. T3: Biến áp cấp nguồn cho điện trở sấy. U1: Bộ điều khiển van điện từ. U2: Bộ khử nhiễu. U3: Bộ đếm thời gian hoạt động của động cơ. V1: Bộ biến đổi điện áp. B. Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển: 42 Ta đóng cầu dao S1 cấp nguồn cho mạch điều khiển làm cho đèn H3 sáng báo nguồn đã được cấp cho mạch điều khiển và sẵn sàng cấp nguồn cho động cơ hoạt động. Nguồn được cấp làm cho role trung gian K10 có điện. K10 có điện làm cho tiếp điểm K10(13-14) đưa tín hiệu báo hệ thống đã được cấp nguồn. + Chế độ điều khiển tại chỗ: Ta bật công tắc lựa chọn S2 sang vị trí LOCAL làm cho role trung gian K11 có điện. Tiếp điểm của K11(13-14) đóng vào làm cho contactor K3 có điện, K3 có điện đóng các tiếp điểm của nó ở mạch động lực vào. Tiếp điểm của K3(61-62) mở ra khống chế K2 không thể có điện. Tiếp điểm K3(53-54) đóng vào làm cho contactor K1 có điện. K1 đóng tiếp điểm tự nuôi của nó lại, các tiếp điểm của K1 ở mạch động lực đóng vào cấp điện cho động cơ lai bơm số 2 khởi động ở chế độ cuộn dây đấu sao. Sau thời gian trễ của K1 thì tiếp điểm của K1(55-56) mở ra làm cho K3 mất điện. Tiếp điểm của K3(61-62) đóng vào sẵn sàng cấp nguồn cho contactor K2. Tiếp điểm của K3 ở mạch động lực mở ra. Tiếp điểm của K1(67-68) đóng vào làm cho contactơ K2 có điện. Tiếp điểm của K2(61-62) mở ra khống chế contactor K3 không thể có điện được. Tiếp điểm của K2 ở mạch động lực đóng vào cấp nguồn cho động cơ thực hiện chuyển sang hoạt động ở chế độ cuộn dây đấu tam giác. Tiếp điểm của K11(53-54, 83-84) đóng vào đưa tín hiệu báo động cơ số 2 đang hoạt động tới buồng lái và buồng điều khiển trung tâm (ECC). Tiếp điểm của K11(61-62, 71-72) mở ra khống chế không cho phép điện trở sấy hoạt động. Tiếp điểm của K11(33-34) đóng vào cấp nguồn cho đèn H1 sáng báo động cơ lai bơm số 2 đang hoạt động, và cấp nguồn cho bộ đếm thời gian H hoạt động, đếm thời gian hoạt động của động cơ lai bơm. Tiếp điểm của K11(43-44) đóng vào cấp nguồn cho mạch điều khiển van phía sau. Khối U1 có điện làm đóng tiếp điểm U1(5-6) vào đưa mạch kiểm tra nguồn điều khiển vào hoạt động. Nếu từ PANEL điều khiển ta lựa chọn góc bẻ lái cao thì làm cho role trung gian K12 có điện. Tiếp điểm của K12(11-12, 21-22) đóng vào đưa tín hiệu điều khiển góc bẻ lái bên phải hoặc bên trái cao tới van điện từ. Tiếp điểm của K12(31-34, 41-44) đóng vào đưa tín hiệu tới hệ thống chỉ báo góc lái cao. Khi động cơ lai bơm đang hoạt động, ta muốn dừng thì ta bật công tắc S2 sang vị trí stop làm cho role K11 mất điện. 43 Tiếp điểm của K11(13-14) mở ra làm cho các contactơ K1, K2, K3 mất điện, K1, K2, K3 mất điện mở các tiếp điểm của nó ở mạch động lực ra, ngừng cấp điện cho động cơ lai bơm số 2, động cơ ngừng hoạt động. Tiếp điểm của K11(53-54, 83-84) mở ra cắt tín hiệu báo động cơ đang hoạt động ở buồng lái và buồng điều khiển. Tiếp điểm của K11(61-62, 71-72) đóng vào cho phép điện trở sấy sẵn sàng hoạt động. Tiếp điểm của K11(43-44) mở ra làm mất nguồn cho mạch điều khiển van phía sau. Tiếp điểm của K11(33-34) mở ra làm cho đèn H1 tắt, và cắt nguồn cho bộ đếm thời gian H. + Chế độ điều khiển từ xa: Ta bật công tắc lựa chọn S2 sang vị trí REMOTE, động cơ được điều khiển từ bộ điều khiển từ xa, tín hiệu điều khiển được gửi tới chân 5- 6 của mạch đièu khiển, cấp điện cho role K11, lúc này hệ thống hoạt động giống như ở chế độ điều khiển tại chỗ. Hoạt động của mạch sấy và các chế độ báo động và bảo vệ của động cơ thực hiện số 2 hoạt động giống như của bơm số 1. 3.1.3. Sơ đồ điều khiển thủy lực. A. Giới thiệu các phần tử của hệ thống điều khiển thuỷ lực: Hệ thống máy lái thuỷ lực tàu 53000 tấn có cấu tạo tương đối đơn giản. Hệ thống gồm hai mạch thuỷ lực giống hệt nhau. Hai mạch thuỷ lực này có thể hoạt động một cách độc lập hoặc cùng nhau tuỳ theo điều kiện công tác của tàu, khi hai mạch thuỷ lực cùng hoạt động tại một thời điểm thì tốc độ quay bánh lái sẽ gấp đôi so với khi sử dụng một hệ thống. Động cơ thuỷ lực sử dụng trong hệ thống là loại động cơ thuỷ lực dạng cánh gạt, dầu thuỷ lực được bơm vào các khoang của động cơ tác động làm dịch chuyển các cánh gạt qua đó làm quay bánh lái. hệ thống có các phần tử cụ thể như sau. M : Động cơ điện lai bơm thuỷ lực. B : Bơm thuỷ lực, là loại bơm có lưu lượng không đổi. P : Đồng hồ đo áp suất dầu thuỷ lực sau bơm. PD : Đồng hồ đo áp suất dầu thuỷ lực trong đông cơ thuỷ lực. D : Động cơ thuỷ lực dạng cánh gạt. F : Fin lọc. VA, VB : Các van điều khiển. VC, VD, VE : Các van an toàn. PS : Công tắc điều khiển áp lực. LS : Cảm biến báo mức dầu thuỷ lực trong két. B. Hoạt động của hệ thống điều khiển thuỷ lực như sau: Như đã nói ở trên, hệ thống gồm hai mạch thuỷ lực giống như nhau nên ta chỉ nghiên cứu một mạch, mạch còn lại hoạt động tương tự. 44 Trước tiên ta khởi động động cơ lai bơm dầu thuỷ lực. Dầu được hút từ két chứa đưa vào các đường ống dẫn tới các van VA và VB. Dầu thuỷ lực được cấp tới của 1 của van VB và van VD nhưng do van VB đang khoá do vậy áp lực của dầu thuỷ lực làm cho van VD đảo trang thái, dầu thuỷ lực đi qua van VD qua đường dầu hồi tới pin lọc F và trở về két. Một phần dầu thuỷ lực sẽ đi tới của số 2 của van VA. Lúc này do của 1-2-3-4 của van VA thông nhau làm cho đường dầu điều khiển được đưa tới cả hai đầu B1 và B2 của van VB, van VB sẽ không đảo trạng thái. Khi có tín hiệu điền khiển đưa tới đầu A1 của van VA thì làm cho van VA đảo trạng thái, cửa 1 thông với cửa 2 và cửa 3 thông với của 4. Đường dầu thuỷ lực sẽ đi qua van VA cấp tới đầu B1 của van VB, đầu B2 của van VB qua cửa 3 của van VA, qua van VA sẽ được nối với đường dầu hồi về két. Do áp lực ở đầu B1 lớn hơn lên làm cho van VB đảo trạng thái. Cửa 1 của van VB thông với của 2, cửa 3 thông với cửa 4, dầu thuỷ lực được cấp cho động cơ thuỷ lực tác động lên cánh gạt làm quay bánh lái. Dầu thuỷ lực sau khi qua động cơ thuỷ lực sẽ tới cửa 4 của van VB, qua van VB và theo đường dầu hồi trở về két chứa. Tương tự như vậy khi có tín hiệu điều khiển đưa tới đầu A2 của van VA, van VA đảo trạng thái làm cho cửa 1 được thông với cửa 4 và cửa 2 được thông với cửa 3, dầu thuỷ lực từ cửa 2 qua van VA ra cửa 3 cấp cho đầu B2 của van VB, đầu B1 của van VB được nối với cửa 1 của van VA qua cửa 4 và theo đường dầu hồi trở về két. Van VB lúc này cũng đảo trạng thái làm cho cửa 1 thông với cửa 4 và cửa 2 thông với cửa 3, Dầu thuỷ lực đươc đưa tới cửa 1 qua van VA ra cửa 4 và cấp cho động cơ thuỷ lực quay làm quay bánh lái theo chiều ngược lại. Dầu thuỷ sau khi qua động cơ thuỷ lực sẽ về cửa 2 của van VB qua cửa 3 và theo đường dầu hồi trở về két chứa. C. Các chế độ bảo vệ của hệ thống. Khi áp lực dầu thuỷ lực điều khiển lớn thì áp lực dầu thuỷ lực sẽ làm cho van VE đảo trạng thái, van VE thông, dầu thuỷ lực sẽ đi qua van VE theo đường dầu hồi qua pin lọc F và trở về két chứa. Khi áp lực dầu thuỷ lực đi vào động cơ thuỷ lực quá lớn thì sẽ làm cho khối van VC hoạt động đảo trạng thái. Dầu thuỷ lực sẽ từ cửa vào đi qua khối van VC ra cửa ra và theo đường dầu hồi trở về két chứa. 3.1.4. Hệ thống điều khiển lái tự động: A. Giới thiệu phần tử: + MODE SWITCH - MPH731 : Công tắc chọn chế độ lái có 4 vị trí NAVI – AUTO – HAND – RC. + AUTO STEERING UNIT: Bảng điều khiển thiết bị lái tự động . + SYSTEM SELECTOR SWITCH: Công tắc chọn chế độ lái có 5 vị trí NFU – FU2 – OFF – FU1 - NFU và chọn chiều lái có 3 vị trí P – OFF – S . 45 + HAND STEERING: Tay điều khiển dùng trong chế độ lái lặp. + NFU STEERING : Công tắc điều khiển trong chế độ lái đơn giản. + STEERING GEAR : Cơ cấu lái . + CPU : Máy tính thực hiện quá trình điều lái trong chế độ tự động. + Power Suply : Khối cấp nguồn cho hệ thống. + µ Transmitter : Bộ phản hồi tín hiệu góc bẻ lái. B. Nguyên lý hoạt động của hệ thống: + Chế độ lái đơn giản ( Nun – folowup) : Chế độ này thực hiện bằng tay điều khiển NFU. Tay điều khiển trực tiếp đưa điện vào van điều khiển làm quay bánh lái. Chế độ này sử dụng trong một số điều kiện không thể sử dụng tới chế độ lái lặp hoặc lái tự động do hỏng hóc hoặc sự cố. Đây là hệ thống tác động trực tiếp vào cơ cấu điều khiển. Chuyển công tắc SYSTEM SELECTOR SWITCH sang vị trí NFU, trước đó bơm phải được khởi động và đưa tín hiệu đến đóng tiếp điểm S/G starter running signal cấp điện cho role RL3 và RL23 đóng các tiếp điểm thường mở. Giả sử muốn bẻ lái sang phải ta đưa công tắc NFU steering sang vị trí S. Khi đó nguồn được cấp từ pha U của điện áp 100V AC qua JP3 qua tiếp điểm của RL3 tới cuộn điều khiển van điện từ S.SOL qua JP23, qua ngắt cuối Limit switch, qua JP10 tới chân NFS, qua JP7 và về pha V của nguồn. Van điện từ S.SOL có điện tác động đưa dầu thủy lực tới làm quay bánh lái sang phải. Tương tự khi muốn bẻ lái sang trái, ta đưa công tắc NFU steering sang vị trí P. Khi đó nguồn sẽ được cấp cho van điện từ P.SOL để bẻ bánh lái sang trái. + Chế độ lái lặp ( Folow Up) : Để làm việc ở chế độ này ta đưa công tắc MODE SWITCH sang vị trí Hand, và chọn máy lái số 1 hoặc số 2 bằng cách chuyển công tắc SYSTEM SWITCH về vị trí FU1 hoặc FU2. Trong chế độ này, lệnh điều khiển từ sensin θ được gắn trên tay điều khiển Hand Steering qua bộ khuếch đại thuật toán được đưa tới so sánh với tín hiệu phản hồi góc bánh lái Rudder feedback signal từ sensin µ được gắn với bánh lái. Khi quay tay điều khiển lái đi một góc nào đó, sensin θ quay theo và nó phát ra một tín hiệu điện áp tỉ lệ với góc quay, thông qua tầng chỉnh lưu và khuếch đại và bộ điều chỉnh vùng không nhạy tín hiệu nay được đưa tới đóng mở các cách ly quang. Tùy thuộc tay điều khiển quay phải hay quay trái mà tín hiệu được đưa đến làm cho cách ly quang S.SSR hay P.SSR hoạt động, điện áp được cấp cho van điện từ S.SOL hoặc P.SOL thông qua công tắc giới hạn Limit switch mở dầu thủy lực vào làm cơ cấu lái quay bánh lái sang phải hoặc sang trái. Khi bánh lái quay, roto của sensin µ quay theo và phát ra tín hiệu phản hồi góc bẻ lái, cho tới khi tín hiệu này cân bằng với tín hiệu góc quay của tay điều khiển thì tín hiệu điểu khiển bị triệt tiêu và bánh lái dừng lại ở đó. 46 + Chế độ tự động ( Auto ) : Bật công tắc Mod switch sang vị trí Auto, khi đó tín hiệu hướng đi thực của tàu từ la bàn và hướng đi đặt trước sẽ được đưa vào máy tính để so sánh và đưa ra tín hiệu điều khiển tới đóng, mở các van điện từ để điều khiển hương đi của tàu như trong chế độ lái lặp. Tùy thuộc vào độ lệch giữa hướng đi thực và hướng đi đặt là lớn hay nhỏ mà tín hiệu điều khiển 1 hay hai hệ thống vào làm việc để tăng tốc độ bẻ lái. Khối chỉnh định vùng không nhạy có tác dụng hạn chế độ nhạy, tăng tính ổn định tránh cho hệ thống lái gặp quá tải trong điều kiện thời tiết xấu làm tàu bị lệch hướng đi liên tục. Công tắc ngắt cuối làm cho đặc tính có dạng bão hòa có tác dụng hạn chế sự quá tải về công suất. + Chế độ lái sự cố: Trong trường hợp hệ thống lái có sự cố , chúng ta phải thực hiện lái sự cố bằng bơm tay được đặt dưới buồng máy lái . Việc bẻ bánh lái sang phải , sang trái được thực hiện bằng cách đưa van chuyển CHANGE OVER VALVE sang phải hay sang trái . Trong quá trình bẻ lái , phải theo dõi đồng hồ chỉ báo góc lái trên trụ bánh lái để biết được vị trí của bánh lái . 3.2. Hệ thống tự động hoà đồng bộ và phân chia tải tác dụng (Trang 089; 170): 3.2.1. Giới thiệu sơ đồ. SA89.2: tay điều khiển nhiên liệu vào diesel có 3 vị trí Lower – Off – Raise. Governo: Động cơ secvo điều chỉnh thanh răng nhiên liệu. REC89.1: Khối chỉnh lưu cấp nguồn DC24V. SA84.3: Công tắc chọn chế độ có 2 vị trí Local và Remote PMS: Máy tính điều khiển hệ thống. PMS-DG1, PMS-DG2, PMS-DG3: Các tiếp điểm của máy tính cho máy phát 1, 2 và 3 dành cho việc điều khiển tự động. V/V: Đồng hồ đo điện áp kép. F/F: Đồng hồ đo tấn số kép. SYN: Đồng bộ kế. DEIF HAS – 111DG: Khối chọn thời điểm hòa đồng bộ. 3.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống tự động hoà đồng bộ và phân chia tải tác dụng: A. Nguyên lý hệ thống tự động hòa đồng bộ: - 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. 47 - Khi ta bật công tắc lựa chọn SA84.3 sang vị trí REMOTE làm cho tiếp điểm SA84.3 ở 11-12 trang 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 PMS DG1( 65-66; p089 ) đóng lại. Cuộn hút của rơle K89.4 có điện, tiếp điểm của nó K89.4( 6-10; 7-11; p089 ) 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 K89.4( 1-9; p089 ) mở ra để 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 có tín hiệu đưa vào khối PMS ( page 083 ) , đầu ra PMS DG1( 63-64 ; page 089 ) đóng lại. Cuộn hút của rơle K89.3 có điện, tiếp điểm của nó K89.3 ( 6-10; 7- 11; page 089 ) đóng lại, điện sẽ được cấp vào động cơ secvô theo chiều ngược lại, giảm lượng dầu vào diezel của MF1, giảm tần số của MF1. Đồng thời nó cũng làm mở tiếp điểm của nó K89.3 ( 1-9; p089 ) để khống chế mạch quay động cơ secvô theo chiều tăng lượng dầu vào DG1. - Khi các điều kiện hoà đã đủ máy tính sẽ phát lệnh hoà làm đóng tiếp điểm PMS-DG1 (71-72) (page170) 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 chọn thời điểm hoà để đóng máy phát lên lưới. Khi chọn được thời điểm hoà thì khối DEIF HAS- 111DG sẽ đóng tiếp điểm K171.2 vào cấp điện cho rơle K171.8. Tiếp điểm của K171.8 ở page084 đóng vào cấp điện cho cuộn XF nhả chốt đóng máy phát lên lưới. - Khi cần cắt máy phát số 1 ra máy tính sẽ gửi lệnh làm đóng tiếp điểm (PMS-DG1) (page 085) Làm cho rơle K85.9 có điện mở tiếp điểm của rơle K85.9 ở trang 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 của chế độ điều khiển bằng tay. B. Nguyên lý hệ thống tự động phân chia tải tác dụng: 1. Cơ sở lý thuyết: Phân bố tải tác dụng cho các máy phát công tác song song được quyết định bởi đặc tính cơ của bộ điều tốc của động cơ truyền động cho máy phát. Ở đây sự phân bố tải tác dụng cho trường hợp hai máy cùng công suất công tác song song. Muốn phân bố tải tác dụng đều giữa hai máy, đặc tính của bộ điều tốc phải giống hệt nhau. Trường hợp đặc tính của hai bộ điều tốc khác nhau thì sự 48 phân bố tải sẽ khác nhau. Sau khi đóng máy phát đồng bộ vào công tác song song ta phải tiến hành phân bố tải tác dụng cho chúng. Muốn vậy ta phải tác động đến bộ điều tốc tức là thay đổi lượng nhiên liệu đưa vào máy. Thực chất khi thay đổi lượng nhiên liệu đưa vào máy (mà vẫn phải giữ cho f = const) ta sẽ thay đổi được gì để dẫn đến thay đổi tải tác dụng của máy phát. H3-7. Đồ thị phân bố tải tác dụng của hai máy phát 1 và 2 Giả sử ta có máy phát cực ẩn qua đường cáp đưa lên thanh cái như hình sau: H3-8. Sơ đồ nguyên lý, sơ đồ tương đương, đồ thị véctơ của máy phát đồng bộ cực ẩn. Từ đồ thị véctơ ta có công suất tác dụng tính cho một pha của máy phát là:  Sin X U.E PCos.I.UP P  vì I.XP. Cos = E.Sin Từ phương trình trên ta thành lập được đặc tính công suất của máy phát: H3-9. 49 Từ đồ thị ta thấy việc tăng công suất truyền đạt của máy phát khi E và U không đổi chỉ thực hiện được bằng cách thay đổi góc . Góc  biểu thị vị trí của rôto trong không gian. Đó là góc lệch giữa các trục của từ trường do stato gây ra hoặc nó là góc lệch giữa véctơ E và véctơ U. Như vậy trong quá trình phân chia tải tác dụng hay thay đổi lượng dầu vào động cơ truyền động chính là thay đổi góc . Khi máy phát nhận thêm tải tác dụng, điện áp giảm, bộ tự động điều chỉnh điện áp phải điều chỉnh tăng dòng kích từ giữ cho U = const và như vậy là E tăng lên. Từ biểu thức : Sin X U.E P P  . Nếu E tăng và  tăng (trong giới hạn từ 00 đến 900) thì sẽ làm cho P tăng lên. Tuy nhiên ta thấy rằng nếu điểm công tác của máy phát nằm trong khoảng mà  = 00  900 tức là dp/d > 0 thì hệ thống mới ổn định. Còn khi  = 900  1800 tức là dp/d < 0 thì hệ thống sẽ mất tính ổn định. 2. Nguyên lý hoạt động: -Bật công tắc SA89.2 trang 089 sang vị trí số 2 ( Off ). Tiếp điểm SA89.2(5-6) đóng vào trong quá trình công tác song song giữa MF1 và MF2 hoặc số 3. Vì một lý do nào đó làm cho tải tác dụng ( hoặc tần số ) 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, 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 (page 083) thì ở đầu ra của nó PMS DG1( 65-66; p089 ) đóng lại. Cuộn hút của rơle K89.4 có điện, tiếp điểm của nó K89.4( 6-10; 7-11; p089 ) đóng lại điện sẽ được cấp vào động cơ secvo ( Governor ), động cơ secvo sẽ quay theo chiều để làm tăng lượng dầu vào Diezel MF1 dẫn đến tải tác dụng ( tần số ) của MF1 sẽ tăng. Đồng thời tiếp điểm của nó K89.4( 1-9; p089 ) mở ra để khống chế không cho mạch giảm nhiên liệu hoạt động. - 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 (page 083), đầu ra PMS DG1( 63- 64 ; p089 ) đóng lại. Cuộn hút của rơle K89.3 có điện, tiếp điểm của nó K89.3 ( 6-10; 7- 11; p089 ) đóng lại, điện sẽ được cấp vào động cơ secvô theo chiều ngược lại, giảm lượng dầu vào diezel của MF1, giảm tải tác dụng của MF1. Đồng thời nó cũng làm mở tiếp điểm của nó K89.3 ( 1-9; p089 ) để khống chế mạch quay động cơ secvô theo chiều tăng lượng dầu vào DG1. 50 PHẦN II: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL – MÁY PHÁT TÀU 53000T. 51 Chương IV: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL – MÁY PHÁT TÀU 53000T. 4.1. Hệ thống điều khiển diezel – máy phát tàu 53000T. 4.1.1.Giới thiệu các phần tử. A. Sơ đồ mặt trước panel điều khiển Diesel – Generator (A20041009 – 100ZZ , Page 1): + 1 : Bảng điều khiển Diesel – Generator No1. + 2 : Bảng điều khiển Diesel – Generator No2. + 3 : Bảng điều khiển Diesel – Generator No3. + 4 (HL11, HL21, HL31) : Đèn trắng báo nguồn DC24V. + 5 (HL12, HL22, HL32) : Đèn xanh báo máy hoạt động chế độ STAND – BY. + 6 (HL13, HL23, HL33) : Đèn xanh báo máy chạy. + 7 (HL14, HL24, HL34) : Đèn đỏ báo máy khởi động bị sự cố. + 8 (HL15, HL25, HL35) : Đèn đỏ báo Diesel quá tốc. + 9 (HL16, HL26, HL36) : Đèn đỏ báo áp lực dầu LO thấp. + 10 (HL17, HL27, HL37) : Đèn đỏ báo nhiệt độ nước ngọt làm mát thấp. + 11 (HL18, HL28, HL38) : Đèn đỏ báo máy dừng an toàn khi máy bị hỏng hóc. + 12 (HL19, HL29, HL39) : Đèn vàng báo áp lực nén dầu LO của tua bin thấp . + 13 (HL110, HL210, HL310) : Đèn vàng báo áp lực khí điều khiển thấp. + 14 (HL111, HL211, HL311) : Đèn vàng báo mức dầu LO trong két thấp. + 15 (HL112, HL212, HL312) : Đèn vàng báo két dầu FO bị rò rỉ ở mức cao. + 16 (HL113, HL213, HL313) : Đèn vàng báo sự giảm áp lực dầu LO trong bộ lọc quá cao. + 17 (HL03) : Đèn vàng báo nguồn 220VAC cấp lên bảng điện . + 18 (SA11, SA21, SA31) : Công tắc chọn vị trí điều khiển Diesel có 3 vị trí. ( LOCAL – REMOTE – ENGINE SIDE ). + 19 (SB11, SB21, SB31) : Nút ấn dừng. + 20 (SB12, SB22, SB32) : Nút ấn khởi động. + 21 (SB13, SB23, SB33) : Nút ấn tắt chuông. + 22 (SB14, SB24, SB34) : Nút ấn thử đèn + 23 (SN01, SN02, SN03) : Công tắc lựa chọn thử van dừng an toàn. + 24 (SA01, SA02, SA03) : Công tắc cấp nguồn 24VDC. + 25 (SB01) : Nút ấn thử chuông. + 26 (SB02) : Nút ấn thử đèn. + 27 (SB03) : Nút tắt chuông. + 29 (HL01) : Đèn trắng báo nguồn DC. + 30 (HL02) : Đèn trắng báo nguồn AC. + 31 (SA1) : Công tắc cấp nguồn. B. Sơ đồ mạch cấp nguồn ( A20041009 – 200ZZ, Page 1) : 52 + V1, V2, V3, V4, V5 : Các diot. + 4NICK : Bộ chuyển đổi dòng điện từ xoay chiều thành một chiều có ổn định điện áp. + K01 , K02 : Các rơle. + FU1 : Áptomat cấp nguồn. + FU11, FU12 : Áptômat cấp nguồn cho mạch điều khiển Diesel-Generator No1. + FU13 : Áptômat cấp nguồn cho mạch báo động D/G No1. + FU21, FU22 : Áptômat cấp nguồn cho mạch điều khiển D/G No2. + FU23 : Áptômat cấp nguồn cho mạch báo động D/G No2. + FU31, FU32 :Áptômat cấp nguồn cho mạch điều khiển D/G No3. + FU33 : Áptômat cấp nguồn cho mạch báo động D/G No3. + SB02 : Nút ấn thử đèn. + SB01 : Nút ấn thử chuông. + HL03 : Đèn vàng báo nguồn bình thường đèn tắt. + HL02 : Đèn trắng báo có nguồn AC 220V. + HL01 : Đèn trắng báo có nguồn DC. + HA : Chuông báo động . + K11, K12, K13 : Các rơle báo mất nguồn hệ thống D/G No1. + K21, K22, K23 : Các rơle báo mất nguồn hệ thống D/G No2. + K31, K32, K33 : Các rơle báo mất nguồn hệ thống D/G No3. C. Sơ đồ mạch điều khiển D/G No1 ( A20041009 – 211ZZ, Page 2): + HS1 : Công tắc tay ga . + TC1 : Tiếp điểm via máy. + SA11 : Công tắc chọn vị trí điều khiển ON ENGING – LOCAL – REMOTE. + S1A-S2A : Nút ấn khởi động từ xa. + SB12 : Nút ấn khởi động tại chỗ. + SB11 : Nút ấn dừng tại chỗ. + S3A-S4A : Nút ấn dừng từ xa. + 105V : Van đóng cửa dầu FO. + 188V : Van khí khởi động. + 188L : Van giới hạn dầu FO. + K101 : Rơle trung gian RESET hệ thống. + K102 : Rơle phụ điều khiển tại chỗ. + K103 : Rơle phụ điều khiển từ xa. + K104 : Rơle khởi động. + KT101 : Rơle thời gian. + K105 : Rơle trung gian cấp điện cho van giới hạn dầu FO. + K106 : Rơle trung gian hoạt động khi khởi động có sự cố. + K107 : Rơle trung gian điều khiển van đóng cửa dầu FO. + KT102 : Rơle thời gian. 53 + K108 : Rơle dừng từ xa. + KT103 : Rơle thời gian . D. Sơ đồ mạch bảo vệ D/G No1 ( A20041009 – 212ZZ, Page 3 ): + KT104 : Rơle thời gian. + SP1 : Rơle tốc độ của D/G No1. + K111 : Rơle trung gian hoạt động khi tốc độ của D/G đạt 600r/min. + K112, K113 : Rơle trung gian hoạt động khi tốc độ của D/G đạt 300r/min. + KT105 : Rơle thời gian. + K114 : Rơle trung gian hoạt động khi D/G quá tốc. + 163Q2 : Cảm biến áp lực dầu LO. + 126W2 : Cảm biến nhiệt độ nước ngọt làm mát. + K115 : Rơle trung gian hoạt động khi áp lực dầu LO thấp. + K116 : Rơle trung gian hoạt động khi nhiệt độ nước ngọt làm mát cao. + SN01 : Công tắc thử van điện từ đóng cửa dầu của mỗi một xy lanh. + K117 : Rơle phụ. + 105S : Van điện từ đóng cửa dầu của mỗi xy lanh. + K120, K121 : Rơle . + K118 : Rơle dừng an toàn. + R11 : Điện trở. + C11 : Tụ điện. + K119 : Rơle dừng an toàn khi mạch điện có sự cố. E. Sơ đồ báo động và kiểm tra D/G No1 ( A20041009 – 213ZZ, Page 4 ): + HL11 : Đèn trắng báo nguồn một chiều 24VDC. + HL12 : Đèn xanh báo máy sẵn sàng hoạt động + HL13 : Đèn xanh báo máy chạy. + HL14 : Đèn đỏ báo máy khởi động bị sự cố. + HL15 : Đèn đỏ báo D/G quá tốc. + HL16 : Đèn đỏ báo áp lực dầu thấp. + HL17 : Đèn đỏ báo nhiệt độ nước làm mát cao. + HL18 : Đèn đỏ báo dừng máy khi mạch điện có sự cố. + 163QT : Cảm biến áp lực dầu của tua bin thấp. + A101, A102, A103, A104, A105, A106 : Khối rơle điều khiển. + 163AC : Cảm biến áp lực khí điều khiển thấp. + 133Q : Cảm biến mức thấp dầu trong cácte. + 133F : Cảm biến dầu FO trong két bị rò rỉ mức cao. + R12 : Điện trở. + C12 : Tụ điện. + KT106 : Rơle thời gian. 54 + L1A-L2A : Cảm biến áp lực phin lọc dầu LO giảm. + HL112 : Đèn vàng báo áp lực dầu FO trong két bị rò rỉ ở mức cao. + HL113 : Đèn vàng báo áp lực phin lọc dầu LO bị giảm. + K130 : Rơle cấp điện cho chuông báo động khi có sự cố xảy ra. + SB13 : Nút ấn tắt chuông. + SB14 Nút ấn thử đèn. 4.1.2. Nguyên lý hoạt động. 1.1 Khởi động D/G : Để điều khiển Diesel – Generator ta có 3 vị trí điều khiển (ON ENGING – LOCAL – REMOTE ) ta sẽ điều khiển từng vị trí như sau: Trước khi điều khiển để cho D/G chạy thì trước hết ta phải làm thao tác via máy để cho máy khỏi bị kẹt khi khởi động, sau khi via máy xong ta bắt đầu tiến hành điều khiển D/G. Vì nguyên lý của 3 máy như nhau nên ở đây ta chỉ xét sự hoạt động của D/G No1. Các máy khác hoạt động tương tự. Khi ta thực hiện via máy xong thì tiếp điểm TC1 đóng lại sẵn sàng cho phép hoạt động máy. Ta bật công tắc SA1 (page 1) cấp nguồn điều khiển cho hệ thống. Hệ thống được cấp từ hai nguồn: - Nguồn chính xoay chiều AC 220V - Nguồn sự cố một chiều DC 24V + Bình thường khi không có sự cố thì hệ thống được cấp từ nguồn chính AC220V, qua bộ chuyển đổi 4NICK thành nguồn DC 24V từ đó cấp tới mạch điều khiển thông qua công tắc SA01, SA02, SA03. Khi đó các rơle K11, K12, K13 có điện đóng các tiếp điểm của nó là K11, K12, K13 (page 5) báo có nguồn trên MSB và E.C.R, đồng thời khi đó rơle K02 có điện: - Đóng tiếp điểm K02 (1/G6) làm cho đèn HL02 sáng báo có nguồn AC. - Đóng tiếp điểm K02 (1/G5) cấp điện cho rơle K1. Rơle K1 có điện sẽ đóng tiếp điểm K1 (1/G5) để duy trì và mở tiếp điểm K1 (1/G4) ra dẫn đến chuông không kêu. Tiếp điểm K1(1/G4) mở ra đèn HL03 không sang (tức là nguồn chính vẫn có). + Khi có sự cố mà làm mất nguồn chính thì ta chuyển sang nguồn sự cố DC 24V bằng cách đóng aptomat FU1. Khi đó rơle K01 có điện đóng tiếp điểm K01 (1/G6), đèn HL01 sáng báo nguồn sự cố DC 24V sẵn sàng cấp cho mạch điều khiển. Khi bị mất nguồn chính thì các rơle K11, K12, K13 bị mất điện dẫn đến các tiếp điểm của nó (page 5) mở ra, báo động trên MSB và ERC đồng thời khi đó tiếp điểm K02 (1/G5) mở ra làm cho rơle K1 mất điện, còn rơle K2 vẫn có điện đóng tiếp điểm (1/G4) dẫn đến chuông HA kêu, đèn HL03 sáng báo mất nguồn chính. Muốn dừng chuông ấn nút SB03, rơle K2 mất điện nên tiếp điểm K2 (1/G4) mở ra, chuông mất điện  dừng kêu. Nhưng đèn HL03 vẫn sáng do tiếp điểm thường đóng K2 (1/G3). Nó chỉ tắt khi nguồn chính được khắc phục và cấp điện trở lại. Để thử đèn ta ấn nút SB02 và thử chuông ấn nút SB01. 55 Khi nguồn cấp cho mạch điều khiển đã đầy đủ, ta sẽ bật các công tắc SA01 cấp nguồn cho mạch điều khiển và báo động của máy D/G No1. Ta bật công tắc SA01 (page 1) cấp nguồn điều khiển cho D/G No1, khi đó các rơle K11 (page 1), K12 (page 1), K13 (page 1) có điện, đóng các tiếp điểm K11 (5/C2, 5/C6), K12 (5/C2, 5/C6), K13 (5/D2, 5/D6) , cấp nguồn đến bảng điều khiển và buồng điều khiển dưới buồng máy. Để điều khiển D/G ta bật công tắc HS1 (page 2) sang vị trí (10A-9A), trước đó TC1 đã đóng sẵn.  Điều khiển từ xa (REMOTE): Để điều khiển từ xa trước hết ta bật công tắc SA11 sang vị trí REMOTE khi đó các tiếp điểm SA11 (1-2, 3-4) sẽ đóng K103 (page 2) có điện, đóng tiếp điểm K103 (2/D6, page 2) chờ sẵn và đóng tiếp điểm thường mở K103 (5/D2). Sau đó ta ấn nút khởi động từ xa ở (S1A- S2A) REMOTER START , rơle K104 (page 2) có điện, đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đóng ra: + Tiếp điểm K104 (2/E6) đóng duy trì. + Tiếp điểm K104 (2/E7) đóng, Rơle K105 (page 2) có điện, đóng tiếp điểm K105 (2/E7) duy trì và đóng tiếp điểm K105 (2/D13) cấp điện cho van giới hạn dầu đốt (FO) 188L vào các xylanh . + Tiếp điểm K104 (2/D13) đóng, cấp điện cho van khí khởi động 188V cấp khí khởi động cho D/G . + Tiếp điểm K104 (2/D12) đóng, cấp điện cho rơle thời gian KT103 (page 2), sau 3s, tiếp điểm KT103 (4/C8) đóng, ngắt mạch bảo vệ áp lực khí điều khiển A102. - Khi diesel lai máy phát khởi động thành công, tốc độ động cơ D/G đạt trên 300r/min thì tiếp điểm SP1 (14c – 14a ) đóng lại, cấp điện cho các rơle K112 (page 3), K113 (page 3), rơle thời gian KT105 (Page3) hoạt động. + Khi K112 (page 3) có điện, mở tiếp điểm K112 (3/D2) làm cho rơle thời gian KT104 (page 3) mất điện, đóng tiếp điểm KT104 (3/D7) sẵn sàng đưa mạch bảo vệ áp lực dầu bôi trơn và nhiệt độ nước làm mát vào hoạt động. Đóng tiếp điểm K112 (3/E8) sẵn sàng đưa mạch bảo vệ nhiệt độ nước ngọt làm mát vào hoạt động, mở tiếp điểm K112 (4/C3) đèn HL12 tắt báo hết trạng thái standby. Đóng tiếp điểm K112 (4/C4) đèn HL13 sáng báo D/G đang hoạt động . + Khi rơle K113 (page 3) có điện, mở tiếp điểm K113 (2/E3) làm cho rơle K102, K103, K104 và KT101 (page 2) mất điện. K104 mất điện, mở tiếp điểm K104 (2/D13), K104 (2/D12), Van khí khởi động đóng lại cắt khí khởi động và rơle thời gian KT103 (page 2) mất điện mở tiếp điểm KT103 (4/C8) đưa mạch bảo vệ áp lực khí điều khiển vào hoạt động, - Khi tốc độ diesel lai máy phát đạt 600r/min thì tiếp điểm SP1 (13a -13c) đóng lại cấp điện cho rơle trung gian K111. + Tiếp điểm K111 đóng lại ở 3/E7 sẵn sàng cấp điện cho rơle K115 để đưa mạch bảo vệ áp lực dầu LO thấp vào hoạt động . 56 + Tiếp điểm K111 ở 4/C7 mở ra đưa mạch báo động áp lực dầu LO thấp vào hoạt động. - Nếu diesel lai máy phát khởi động không thành công thì sau thời gian trễ là 20 giây thì tiếp điểm của rơle thời gian KT101 sẽ tác động làm đóng tiếp điểm của nó ở 2/D8 vào cấp điện cho các rơle K106, K107 và rơle thời gian KT102 hoạt động. + K106 và K107 đóng các tiếp điểm tự nuôi của nó lại. + Tiếp điểm K106 ở D4 (page4) đóng lại cấp điện cho đèn HL14 báo diesel lai máy phát khởi động không thành công sáng. + Tiếp điểm K106 ở G9 (page4) mở ra làm cho khối dừng D/G A106 (page 4) hoạt động K130 (page 4) có điện, đóng tiếp điểm K130 (1/G7), chuông kêu báo động diesel lai máy phát khởi động không thành công. + Tiếp điểm K107 ở D13 (page2) đóng vào cấp điện cho van ngừng cấp dầu FO cho diesel lai máy phát. + Tiếp điểm K107 ở E2 (page2) mở ra làm cho các rơle trung gian K102, K104, KT101 mất điện. Tiếp điểm K104 ở D13 mở ra làm cho van cấp khí khởi động mất điện ngừng cấp khí khởi động cho diesel lai máy phát. Tiếp điểm của rơle thời gian KT101 ở D8 (page2) mở ra chuẩn bị cho lần khởi động sau. + Tiếp điểm K102 ở D4 (page4) mở ra làm cho đèn báo diesel lai máy phát đang ở chế độ STANDBY tắt. + Sau thời gian trễ KT102 hoạt động mở tiếp điểm của nó ở D9 (page2) ra làm cho K107 mất điện.Tiếp điểm K107 ở 2/D13 mở ra làm cho van cắt dầu FO mất điện. + Tiếp điểm của rơle K107 ở 2/E4 đóng vào và tiếp điểm của rơle K113 ở 2/E3 vẫn đóng cấp điện cho nhóm rơle trung gian K102, K103, K104 và KT101 sẵn sàng khởi động lại diesel lai máy phát. + Để có thể khởi động lại ta phải đưa công tắc hand-switch về vị trí OFF làm cho các rơle K106, K107 và KT102 mất điện đưa mạch điều khiển trở về trạng thái ban đầu. + Muốn khởi động lại diesel lai máy phát ta lại thực hiện các thao tác như trên. Để khởi động lại động cơ D/G ta phải đưa công tắc HS1 về vị trí ban đầu sau đó mới đóng HS1 để khởi động lại D/G . - Nếu khởi động không thành công thì sau thời gian trễ 20s tiếp điểm của rơle thời gian KT101 (page2/D8) đóng, K106 có điện và K107 có điện : + Khi K106 có điện, đóng tiếp điểm K106 (4/D4), đèn HL14 sáng báo khởi động sự cố, mở tiếp điểm K106 (4/G9) khối dừng D/G A106 (P4) hoạt động, K130 (P3) có điện, đóng tiếp điểm K130 (1/G7), chuông kêu báo động khởi động D/G sự cố . Đóng tiếp điểm K119 (4/D6) đèn HL18 sáng báo D/G dừng an toàn, đóng tiếp điểm K106 (4/C3) báo sự cố trên bảng giám sát . + Khi 107 có điện, đóng tiếp điểm K107 (2/D13) cấp điện cho van dừng cấp dầu FO để dừng D/G, mở tiếp điểm K107 (2/E2), các rơle khởi động dừng hoạt động .  Điều khiển tại chỗ LOCAL 57 Để điều khiển tại chỗ trước hết ta bật công tắc HS1 (page 2) sang vị trí (10A-9A), bật công tắc SA11 sang vị trí LOCAL khi đó các tiếp điểm (5-6) (page 2) đóng , K102 (page 2) có điện, đóng tiếp điểm K102 (2/D6) chờ sẵn và đóng tiếp điểm thường mở K102(4/D3), mở tiếp điểm thường đóng K102 (4/D3), đèn HL12 sáng báo D/G đang chế độ sẵn sàng hoạt động. Sau đó ta ấn nút khởi động tại chỗ LOCAL SB12 (page 2), rơle K104 có điện và rơle thời gian KT101 có điện . Quá trình khởi động tương tự như điều khiển từ xa REMOTER như đã thuyết minh ở trên . 2. Dừng Diesel – Generator : Muốn dừng D/G ta có thể dừng tại chỗ LOCAL hoặc dừng từ xa REMOTE : - Dừng tại chỗ : Khi D/G đang hoạt động muốn dừng D/G ta ấn nút SB11 (page 2), K108 (page 2) có điện, đóng tiếp điểm K108 (2/D10), rơle K107 (page 2) có điện, đóng tiếp điểm K107 (2/D13), van điện từ 105V có điện đưa khí đóng cửa dầu đốt FO. Mở tiếp điểm K107 (2/E2) dừng cấp điện cho các rơle điều khiển quá trình khởi động D/G, Động cơ D/G dừng hoạt động . - Dừng từ xa : Để dừng D/G từ xa ta ấn nút SB (S3A-S4A), rơle K108 có điện, đóng tiếp điểm K108 (2/D10), rơle K107 (page 2) có điện, đóng tiếp điểm K107 (2/D13), van điện từ 105V có điện đưa khí đóng cửa dầu đốt FO. Mở tiếp điểm K107 (2/E2) dừng cấp điện cho các rơle điều khiển quá trình khởi động D/G, Động cơ D/G dừng hoạt động . 4.1.3. Các báo động và bảo vệ. 1. Bảo vệ khi D/G quá tốc: Nếu động cơ D/G bị quá tốc tiếp điểm cảm biến tốc độ SP1(12c-12a) đóng lại làm cho các rơle K114 (page 3) có điện, K117(page 3) có điện, K120 (page 3) có điện. Khi K114 (page 3) có điện, đóng các tiếp điểm K114 (3/E7), K114(3/D12), K114 (4/D5), mở tiếp điểm K114 (5/C7) : - K114 (3/D12) đóng, rơle K118 (page 3) có điện, mở tiếp điểm K118 (4/C9) chờ sẵn. - K114 (4/D5) đóng, đèn HL15 sáng báo D/G bị quá tốc. - K114 (5/C7) mở, mạch tự động dừng khi D/G quá tốc hoạt động. Khi K117 có điện, đóng tiếp điểm K117 (3/D12), K117 (3/D13), K117 (2/D9) : - K117 (2/D9) đóng, rơle K107 có điện, đóng K107 (2/D9) duy trì, đóng K107 (2/D13) cấp điện cho van điện từ dừng dầu đốt 105V, mở tiếp điểm K107 (2/E2) cắt điện cho mạch điều khiển D/G. - K117 (3/D12), K117 (3/D13) đóng . Van điện từ đóng cửa dầu 105S có điện và rơle K121 (page 3) có điện đóng tiếp điểm K121 (3/E14) cấp điện cho rơle K119 (page 3) có điện, đóng tiếp điểm K119 (4/G9) khối dừng D/G A106 (page 4) hoạt động làm cho K130 (page 3) có điện, đóng tiếp điểm K130 (1/G7), chuông kêu báo động D/G quá tốc. 58 Đóng tiếp điểm K119 (4/D6) đèn HL18 sáng báo D/G dừng an toàn. Muốn tắt chuông báo động ta ấn nút SB13 làm K130 (page 4) mất điện, chuông dừng kêu . 2. Bảo vệ khi áp lực dầu bôi trơn thấp : - Khi diesel- máy phát hoạt động thì làm cho rơle K111 có điện. Tiếp điểm của K111 ở 3/E7 đóng lại sẵn sang cấp điện cho rơle K115. Khi áp suất dầu LO giảm thì tiếp điểm của cảm biến 163Q2 đóng lại làm cho rơle trung gian K115 và K117 có điện, làm cho: - Tiếp điểm của K115 ở 3/D12 đóng vào làm cho rơle trung gian K118 có điện. - Tiếp điểm của K115 ở 4/D5 đóng vào cấp điện cho đèn báo áp lực dầu LO thấp sáng. - Tiếp điểm của K117 ở 3/D12 đóng vào cấp điện cho 105S là van cắt dầu FO cấp cho diesel- máy phát. - Tiếp điểm của K117 ở 3/D13 đóng vào làm cho rơle K119 có điện. - Rơle K118 có điện đóng tiếp điểm của nó ở 4/G9 cấp điện cho khối A106 báo diesel- máy phát bị dừng sự cố. - Tiếp điểm của K119 ở 4/D6 đóng lại cấp điện cho đèn HL18 sáng báo diesel- máy phát bảo vệ dừng máy. - Quá trình dừng máy do bảo vệ giống như quá trình dừng khi ta ấn nút STOP ở chế độ điều khiển dừng diesel- máy phát. 3. Bảo vệ khi nhiệt độ nước làm mát cao : - Khi máy phát đã hoạt động thì rơle trung gian K112 có điện làm cho tiếp điểm của K112 ở 3/E8 đóng vào đưa mạch bảo vệ nhiệt độ nước làm mát vào hoạt động. - Khi nhiệt độ nước làm mát cao quá giới hạn cho phép đã đặt thì cảm biến 126W2 hoạt động đóng tiếp điểm của nó vào. Điện được cấp cho các rơle trung gian K116 và K117, làm cho: - Tiếp điểm của K116 ở 3/D13 đóng vào làm cho rơle trung gian K118 có điện. - Tiếp điểm của K116 ở 4/D5 đóng vào cấp điện cho đèn HL17 sáng báo nhiệt độ nước làm mát cao. - Tiếp điểm của K117 ở 3/D12 đóng vào cấp điện cho 105S là van cắt dầu FO cấp cho diesel- máy phát. - Tiếp điểm của K117 ở 3/D13 đóng vào làm cho rơle K119 có điện. - Rơle K118 có điện đóng tiếp điểm của nó ở 4/G9 cấp điện cho khối A106 báo diesel- máy phát bị dừng sự cố. - Tiếp điểm của K119 ở 4/D6 đóng lại cấp điện cho đèn HL18 sáng báo diesel- máy phát bảo vệ dừng máy. - Quá trình dừng máy do bảo vệ giống như quá trình dừng khi ta ấn nút STOP ở chế độ điều khiển dừng diesel- máy phát. 59 4. Báo động khi áp lực dầu bôi trơn LO thấp: - Khi máy phát đã hoạt động thì rơle K111 có điện làm cho tiếp điểm của K111 mở ra và lúc này đưa các cảm biến áp lực dầu LO vào hoạt động. - Ở chế độ hoạt động bình thường thì ở khối A101 có hai rơle K1 và K2 đều có điện làm cho đèn HL19 không được cấp điện sáng. - Khi áp lực dầu LO thấp thì tiếp điểm của cảm biến ở 18a-18x (page4) mở ra làm điện áp cấp cho khối A101 mất đi, lúc này làm cho rơle K1 mất điện và rơle K2 vẫn có điện. Các tiếp điểm của K1 và K2 đóng vào cấp nguồn cho đèn HL19 sáng báo sự cố áp lực dầu LO của diesel- máy phát thấp. - Sau khi phát hiện sự cố, để khẳng định sự cố ta ấn nút SB13. Khi ta ấn nút SB13 thì làm cho rơle K2 mất điện đóng tiếp điểm của nó sẵn sàng cấp điện cho K1, các tiếp điểm của K1 và K2 khống chế ngừng cấp điện cho đèn HL19 làm đèn HL19 tắt. Nếu máy bị sự cố thực thì sau khi ta bỏ tay ra không ấn SB13 nữa thì đèn HL19 lại sáng báo áp lực dầu LO thấp. - Ở chế độ hoạt động bình thường ở khối A101 có hai rơle K1 và K2 đều có điện làm cho đèn HL19 tắt. Khi sảy ra sự cố thì rơle K1 mất điện K2 vẫn có điện cấp nguồn từ L13+ qua nút ấn SB13 tới LS1 qua các tiếp điểm K1, K2 tới AS1 cấp cho rơle K103 có điện. Tiếp điểm của K130 ở 1/G7 đóng vào cấp điện cho chuông kêu. - Các đầu 75A-76A của khối A101 được đưa tới trang 5 để điều khiển cho các đèn báo. 5. Báo động khi nhiệt độ nước làm mát cao: -Khi nhiệt độ nước ngọt làm mát cao lúc này tiếp điểm cảm biến 126W2 (page 3) đóng lại làm rơle K116 (page 3) có điện, đóng tiếp điểm K116 (3/D13) cấp điện cho rơle K118, mở tiếp điểm K118(4/G9) đưa khối A106 (page 4) vào hoạt động, đóng tiếp điểm K116 (4/D5), đèn HL17 sáng báo nhiệt độ nước ngọt làm mát cao. 6. Báo động khi áp lực dầu bôi trơn ở tuabin thấp : Khi áp lực dầu bôi trơn ở tuabin thấp thì tiếp điểm 163QT (P4) mở ra, K1 mất điện, đèn HL19 (page 4) sáng báo áp lực dầu bôi trơn tuabin thấp và rơle K130 (page 4) có điện, đóng tiếp điểm K130 (2/G7), chuông HA kêu báo động áp lực dầu bôi trơn tua bin thấp, tắt chuông ta ấn nút SB13. 7. Báo động khi áp lực khí điều khiển thấp : Khi áp lực khí điều khiển thấp thì tiếp điểm 163AC (page 4) mở ra, K1 mất điện, đèn HL110 sáng báo áp lực khí điều khiển thấp và rơle K130 (page 4) có điện, đóng tiếp điểm K130 (2/G7), chuông HA kêu báo động áp lực khí điều khiển thấp, tắt chuông ta ấn nút SB13. 8. Báo động khi mức dầu LO trong cácte thấp : Khi mức dầu trong két thấp thì tiếp điểm 133Q (page 4) mở ra, K1 mất điện, đèn HL111(page 4) sáng báo mức dầu trong cácte thấp và rơle K130 (page 4) có điện, đóng 60 tiếp điểm K130 (2/G7), chuông HA kêu báo động mức dầu trong két thấp, tắt chuông ta ấn nút SB13. 9. Báo động khi có sự rò rỉ dầu FO: Khi dầu FO bị rò rỉ cao thì tiếp điểm 133F mở ra, rơle thời gian KT106 mất điện sau thời gian trễ 10s đóng tiếp điểm KT106 (4/G5), đèn HL112 sáng báo dầu FO bị rò rỉ cao và rơle K130 (page 4) có điện, đóng tiếp điểm K130 (2/G7), chuông HA kêu báo động mức dầu trong két bị rò rỉ cao, tắt chuông ta ấn nút SB13. 10. Báo động phin lọc dầu FO bị tắc: Khi áp lực dầu lọc LO giảm thì tiếp điểm ( L1A-L2A ) mở ra, đèn HL113 sáng báo áp lực dầu lọc LO giảm và rơle K130 (page 4) có điện, đóng tiếp điểm K130 (2/G7), chuông HA kêu báo động áp lực dầu lọc giảm, tắt chuông ta ấn nút SB13. 11. Báo động khởi động không thành công: - Nếu diesel lai máy phát khởi động không thành công thì sau thời gian trễ là 20 giây thì tiếp điểm của rơle thời gian KT101 sẽ tác động làm đóng tiếp điểm của nó ở 2/D8 vào cấp điện cho các rơle K106, K107 và rơle thời gian KT102 hoạt động. - K106 và K107 đóng các tiếp điểm tự nuôi của nó lại. - Tiếp điểm K106 ở D4 (page4) đóng lại cấp điện cho đèn báo diesel lai máy phát khởi động không thành công sáng. - Tiếp điểm K106 ở G9 (page4) mở ra làm cho A106 hoạt động báo động diesel lai máy phát khởi động không thành công. - Tiếp điểm K107 ở D13 (page2) đóng vào cấp điện cho van ngừng cấp dầu FO cho diesel lai máy phát. - Tiếp điểm K107 ở D3 (page2) mở ra làm cho các rơle trung gian K102, K104, KT101 mất điện. Tiếp điểm K104 ở D13 mở ra làm cho van cấp khí khởi động mất điện ngừng cấp khí khởi động cho diesel lai máy phát. Tiếp điểm của rơle thời gian KT101 ở D8 (page2) mở ra chuẩn bị cho lần khởi động sau. 12. Báo động áp lực gió điều khiển thấp: Khi áp lực gió điều khiển thấp thì tiếp điểm 163AC (page 4) mở ra làm điện áp cấp cho khối A102 mất.Tương tự như mạch báo áp lực dầu bôi trơn thấp, lúc này đèn HL110 sáng báo áp lực gió điều khiển thấp và rơle K130 (page 4) có điện, đóng tiếp điểm (1/G7) đóng vào cấp điện cho chuông kêu, tắt chuông ta ấn nút SB13. 13. Báo động dừng sự cố không bình thường: Khi xảy ra tín hiệu sự cố thì tiếp điểm K116 (page 4) mở ra làm điện áp cấp cho khối A106 mất. lúc này rơle K130 (page 4) có điện, đóng tiếp điểm (1/G7) đóng vào cấp điện cho chuông kêu báo sự cố, tắt chuông ta ấn nút SB13. 61 4.2. Thuật toán điều khiển hệ thống D – G tàu 53000T. Khối khởi đầu và kết thúc Khối thực hiện Khối điều kiện Khối so sánh Khối tác động bằng tay Khối tác động bằng nút ấn Khối đèn báo 62 4.2.1. Thuật toán khởi động D – G: 63 4.2.2. Thuật toán dừng D – G: 64 4.2.3. Thuật toán báo động và bảo vệ hệ thống D – G: 65 4.3. Thiết kế hệ thống điều khiển D – G bằng PLC S7-300 : 4.3.1. Gán địa chỉ cho các tín hiệu vào – ra: Địa chỉ Chức năng I0.0 Nút ấn (Start)cấp nguồn cho hệ thống. I0.1 Nút ấn dừng hệ thống. I0.2 Nút ấn khởi động tại chỗ. I0.3 Nút ấn khởi động từ xa. I0.4 Khóa via máy. I0.5 Tiếp điểm của cảm biến ngưỡng tốc độ 300 vòng/phút. I0.6 Tiếp điểm của cảm biến ngưỡng tốc độ 600 vòng/phút. I1.0 Tiếp điểm cảm biến áp lực dầu LO thấp. I1.1 Tiếp điểm cảm biến nhiệt độ nước làm mát cao. I1.2 Tiếp điểm cảm biến quá tốc. I1.3 Nút ấn Reset hệ thống. Q0.0 Van khí khởi động. Q0.1 Van giới hạn dầu FO. Q0.2 Báo động khí khởi động thấp. Q0.3 Van cắt dầu FO. Q0.4 Van điện từ cắt dầu FO vào từng xilanh. Q1.0 Đèn báo nguồn. Q1.1 Đèn báo trạng thái Stand by. Q1.2 Đèn báo D-G đang hoạt động. Q1.3 Đèn báo dừng an toàn. Q1.4 Đèn báo khởi động lỗi. Q1.5 Đèn báo quá tốc. Q1.6 Đèn báo áp lực dầu LO thấp. Q1.7 Đèn báo nhiệt độ nước làm mát cao. Q2.0 Chuông báo động. 66 4.3.2. Lập trình trên PLC S7-300: 67 68 69 70 71 Kết luận: Sau 3 tháng, với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Th.s Kiều Đình Bình em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp : “Trang thiết bị điện tàu 53000T,đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển D – G”. Trong đồ án em đã trinh bầy hai phần: Phần I : Tổng quan về tầu 53000T. Phần II : Đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển DIEZEL của tàu 53000T. Trong phần I, em đã trình bầy và giới thiệu các thông số cơ bản của tàu 53000T cũng như về tổ hợp D – G của trạm phát điện, bảng điện chính tầu 53000T, một số hệ thống truyền động điện điển hình như hệ thống quạt gió buồng máy, bơm balast, hệ thống máy nén khí và một số hệ thống tự động điện điển hình như hệ thống lái tự động, hệ thống tự động hoà đồng bộ và phân chia tải tác dụng. Trong phần II, sau khi đi tìm hiểu và nghiên cứu cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển D – G em đã lập được lưu đồ thuật toán điều khiển hệ thống và thông qua đó em đã viết chương trình lập trình cho PLC S7-300 với các đầu vào và đầu ra như em đã giới thiệu ở trên để điều khiển hệ thống. Qua quá trình tìm hiểu, nghiên cứu em thấy tàu 53000T được tranh bị trang thiết bị điện hiện đại, đáp ứng được các tiêu chuẩn về vận hành khai thác,độ an toàn cũng như độ tin cậy. Nhưng do sự hiểu biết của em còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót, kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô cùng các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em mong rằng đồ án của em có thể làm tài liệu phục vụ cho quà trình học tập của các bạn sinh viên cũng như trong quá trình nghiên cứu giảng dạy của các thầy cô trong trường. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Kiều Đình Bình cùng các thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án. 72 Tài liệu tham khảo: 1. TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THUỶ Tác giả: KS. BÙI THANH SƠN Nhà xuất bản Giao Thông Vận Tải Hà Nội – 2000. 2. TRẠM PHÁT VÀ LƯỚI ĐIỆN TÀU THUỶ Tác giả: GS.TSKH THÂN NGỌC HOÀN TS. NGUYỄN TIẾN BAN Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội – 2008. 3. TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU THUỶ Tác giả: KS. LƯU ĐÌNH HIẾU Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam Hải Phòng – 1998. 4. MÁY ĐIỆN. Tác giả: VŨ GIA HANH TRẦN KHÁNH HÀ – PHAN TỬ THỤ. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật. 5. HỒ SƠ VỀ TÀU 53000 TẤN Nhà máy Đóng Tàu Nam Triệu. 73 Mục lục Trang Lời mở đầu PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ TÀU 53000T. Giới thiệu chung về tàu 53000T. Chương I: GIỚI THIỆU VỀ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 53000T. 1.1. Giới thiệu về tổ hợp D – G. 1.2. Cầu tạo chung của bảng điện chính. 1.3. Giới thiệu các phần tử trên bảng điện chính. 1.3.1. Panel số 1. 1.3.2. Panel số 2. 1.3.3. Panel số 3. 1.3.4. Panel số 4. 1.3.5. Panel số 5. 1.3.6. Panel số 6 và số 7. 1.3.7. Panel số 8. 1.3.8. Panel số 9. 1.3.9. Panel số 10. 1.3.10. Panel số 11. 1.4. Sơ đồ nguyên lý của bảng điện chính tàu 53000T. 1.4.1. Cấu tạo của sơ đồ. 1.4.2. Mạch động lực của máy phát số 1. 1.4.3. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp AVR. 1.4.4. Mạch điều chỉnh aptomat chính của máy phát. 1.4.5. Mạch hoà đồng bộ cho máy phát số 1 1.4.6. Tự động phân chia tải vô công cho các máy phát công tác song song. 1.4.7. Điều chỉnh tần số và phân chia tải tác dụng cho các máy phát. 1.4.8. Các mạch đo và bảo vệ cho máy phát. Chương II: MỘT SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỂN HÌNH. 2.1. Hệ thống quạt gió buồng máy. 2.1.1. Giới thiệu các phần tử. 2.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống. 2.2. Hệ thống bơm ballast. 2.2.1. Giới thiệu các phần tử của hệ thống. 2.2.2. Nguyên lí hoạt động. 2.3. Hệ thống máy nén khí. 1 2 3 5 5 5 6 6 7 8 9 10 10 11 11 12 14 15 15 15 16 17 18 20 23 25 28 28 28 28 29 29 30 33 74 2.3.1.Giới thiệu phần tử. 2.3.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống. 2.3.3. Bảo vệ hệ thống. Chương III: MỘT SỐ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỂN HÌNH . 3.1. Hệ thống lái tự động. 3.1.1. Giới thiệu hệ thống lái tự động tàu 53000T. 3.1.2. Sơ đồ động cơ lai bơm. 3.1.3. Sơ đồ điều khiển thủy lực. 3.1.4. Hệ thống điều khiển lái tự động. 3.2. Hệ thống tự động hoà đồng bộ và phân chia tải tác dụng. 3.2.1. Giới thiệu sơ đồ. 3.2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống. tự động hoà đồng bộ và phân chia tải tác dụng. PHẦN II: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DIESEL – MÁY PHÁT TÀU 53000T. Chương IV: Nghiên cứu hệ thống điều khiển diesel – máy phát tàu 53000T. 4.1. Hệ thống điều khiển diezel – máy phát tàu 53000T. 4.1.1.Giới thiệu các phần tử. 4.1.2. Nguyên lý hoạt động. 4.1.3. Các báo động và bảo vệ. 4.2. Thuật toán điều khiển hệ thống D – G tàu 53000T. 4.2.1. Thuật toán khởi động D – G. 4.2.2. Thuật toán dừng D – G. 4.2.3. Thuật toán báo động và bảo vệ hệ thống D – G. 4.3. Thiết kế hệ thống điều khiển D – G. 4.3.1. Gán các địa chỉ cho các tín hiệu vào - ra. 4.3.2. Lập trình điều khiển bằng PLC S7-300. Kết luận. Tài liệu tham khảo. 33 34 35 36 37 39 43 45 46 46 46 50 51 51 51 54 57 61 62 63 64 65 65 66 71 72

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfdo_an_hoan_thien_195.pdf
Luận văn liên quan