Đồ án Trang thiết bị điện tàu 34000T. Đi sâu nghiên cứu phân tích vấn đề phân chia tải cho các máy phát đồng bộ khi công tác song song

A220.42 : Các biến dòng một pha cấp đến mạch các thiết bị đo
+ FU220.x : Cầu chì bảo vệ ngắn mạch 
+ h9 : Đèn báo nguồn của biến áp sự cố No1
+ h11 : Đèn báo nguồn của biến áp sự cố No2
+ QF (ETR1) : Aptomat cấp nguồn của biến áp sự cố 1
+ QF (ETR2) : Aptomat cấp nguồn của biến áp sự cố 2
Các mạch đo ( pages 221,222)
+ S41 : công tắc chuyển mạch đo dòng điện các pha.
+ S42 : công tắc chuyển mạch đo điện áp các pha.
+ A,V : các đồng hồ đo dòng điện, điện áp.
+ YT-F96 : đồng hồ đo điện trở cách điện.
+ h1, h2, h3 : các đèn nối đất báo cách điện của máy phát.
6.2.3.Nguyên lý hoạt động
a/. Tự động khởi động:
 + Bật công tắc SA84.41 sang vị trí 2 (vị trí Auto) làm cho các tiếp điểm ( 3-4,11-12) đóng lại chờ sẵn.
 + Giả sử vì một lý do nào đó nguồn từ bảng điện chính bị mất. Khi đó nguồn đến mạch điều khiển aptomat lấy điện từ bảng điện chính,mạch điều khiển rơ le phụ, mạch đèn chỉ báo cũng bị mất.
 + Nguồn cấp đến cuộn giữ của aptomat bị mất làm cho các tiếp điểm của aptomat chuyển trạng thái, đồng thời aptomat lấy nguồn từ bảng điện chính QF BT mở ra. Nguồn xoay chiều 24V cấp điện đến các đèn h22,h23/127 mất làm chúng tắt, báo bảng điện chính bị mất nguồn. 
+ Các rơ le trung gian K105.2 và K105.21,K105.22 mất điện làm cho :
 - Tiếp điểm 1-9/K105.2/084 đóng sẵn sàng cấp nguồn cho cuộn giữ MN của aptomat chính.
 - Tiếp điểm 7-11/K105.2/088 mở ra nhưng K88.4 vẫn được cấp nguồn từ ắc quy sự cố ( nhờ tiếp điểm tự nuôi của nó) nên tiếp điểm 6-10/K88.4/088 vẫn đóng.Tiếp điểm 2-10/K105.2/088 đóng lại cấp nguồn cho rơ le thời gian KT88.7. Sau thời gian trễ, tiếp điểm 67-68/K88.7/089 đóng lại, phát lệnh khởi động máy phát sự cố. Máy phát sự cố sẽ khởi động và tự kích đến điện áp định mức.
 - Tiếp điểm 8-12/K105.2/088 mở ra nhưng K105.91 vẫn mở nên K88.61 và K88.6 vẫn giữ nguyên trạng thái.
 - Tiếp điểm 1-9/K105.21/104 vẫn đóng. Tiếp điểm 6-10/K105.21/105 đóng lại sẵn sàng cấp nguồn cho K105.9. Tiếp điểm của K105.21 ở 107 chuyển trạng thái nhưng đèn h22, h23 vẫn tắt do đã mất nguồn từ bảng điện chính.
 - Tiếp điểm 4-12/K105.21/182 đóng đưa mạch đo điện trở cách điên vào hoạt động.
 - Khi máy phát sự cố đã phát ra điện áp gần định mức thì K87.1 đủ điện áp hút, đóng tiếp điểm 7-11/K87.1/088 lại, cấp nguồn cho các rơ le trung gian K88.2 và K88.21.Tiếp điểm 6-10/K88.2 đóng lại cấp nguồn cho KT88.8. Tiếp điểm 67-68/KT88.8/088 sau thời gian trễ sẽ đóng lại cấp nguồn cho K88.9 (do 5-9/K88.2 đã đóng lại trước đó). K88.9 đóng 6-10/K88.9/088 để tự duy trì đồng thời đóng 7-11/K88.9/084 lại. Nếu điện áp máy phát đạt 95%Uđm thì khối RM4-UA33M sẽ cấp nguồn cho rơ le K82.7 làm đóng tiếp điểm 15-18/K82.7/084 lại cấp nguồn cho động cơ và cuộn đóng Aptomat QF-EG. Bảng điện sự cố bắt đầu nhận nguồn từ máy phát sự cố.
 - Tiếp điểm 8-12/K88.2/235 đóng lại cho phép quạt gió khu vực buồng máy phát sự cố có thể tự khởi động.
+ QF-EG đóng lên làm cho các tiếp điểm của nó chuyển trạng thái làm các rơ le K85.2 và K85.21 có điện.
 - Tiếp điểm 1-9/K85.2 ngắt nguồn vào động cơ và cuộn dây đóng aptomat.
 - Tiếp điểm của K85.2 ở 087 đảo trạng thái làm đèn h13 sáng, đèn h12 tắt báo máy phát sự cố đã đang cấp nguồn sự cố. Đồng thời đèn HL14 vẫn sáng báo máy phát đang chạy.
 - Tiếp điểm 2-10/K85.21 mở ra, ngắt nguồn vào điện trở sấy máy phát, đèn h10 tắt báo điện trở sấy đã được ngắt ra khỏi lưới.
 - Tiếp điểm 8-12/K85.21 đóng lại, đưa tín hiệu báo máy phát sự cố đã được đóng lên lưới.
 - Tiếp điểm 3-11/K85.21 mở ra, ngắt nguồn vào các rơ le trung gian KT105.8, K105.9. Tiếp điểm 67-68/KT105.8/104 đóng lại, sẵn sàng cho mạch đóng aptomat QF-BT nếu bảng điện chính có điên trở lại.
+/ Khi máy phát sự cố đang cấp điện lên lưới mà bảng điện chính có điện trở lại thì nguồn điện sẽ được cấp qua biến áp TC101.81 làm rơ le K105.91 có điện đóng tiếp điểm 6-10/K105.91/088 làm cho K88.6 có điện, ngắt nguồn vào cuộn giữ MN của QF-EG. Đồng thời tiếp điểm 2-10/K88.6 làm ngắt KT88.8 dẫn đến cắt nguồn vào KT88.9. KT88.9 mất nguồn sẽ mở tiếp điểm ở 084 ngắt nguồn vào động cơ và cuộn đóng aptomat QF-EG, ngắt máy phát sự cố ra khỏi lưới.
 Lúc này K85.21 mất nguồn, đóng tiếp điểm đóng tiếp điểm ở 104 lại cấp nguồn cho cuộn giữ của QF-BT, đồng thời K85.21 cũng đóng tiếp điểm của nó ở 105 cấp nguồn cho K105.8. Tiếp điểm 67-68/K105.8/104 sau thời gian trễ sẽ đóng lại làm ngắt nguồn động cơ và cuộn đóng aptomat QF-BT. Như vậy QF-EG được tự động đóng vào còn QF-BT tự động được ngắt ra.
b.Khởi động bán tự động
 - Bật công tắc SA84.41 sang vị trí số1 (vị trí điều khiển bằng tay), muốn đóng áptômát MF sự cố đầu tiên ta phải mở áptômát BT cấp nguồn từ bảng điện chính đến bảng điện sự cố. 
 - Ta ấn nút S16/104 làm cho cuộn giữ MN của áptômát BT bị mất điện, áptômát BT sẽ mở ra rơle K105.2 mất điện, tiếp điểm 3-11/K105.2 đóng lại cấp nguồn cho cuộn giữ MN. Khi điện áp , tần số máy phát sự cố đạt giá trị định mức ta ấn nút SB84.4 cấp điện cho cuộn đóng của áptômát EG, áptômát được đóng cấp điện từ máy phát sự cố đến các phụ tải quan trọng.
 - Để mở áptômát máy phát sự cố ta chỉ việc ấn nút SB84.9 .Cuộn giữ của áptômát MN sẽ bị mất điện, mở tiếp điểm chính của áptômát ngừng cấp điện từ máy phát sự cố đến các phụ tải quan trọng.
c.Khởi động bằng tay.
 Trong trường hợp không thể sử dụng động cơ M để lên dây cót, lúc này ta phải sử dụng tay điều khiển PM để lên dây cót. Khi cót được lên hết thì aptomat được đóng và quá trình tiếp theo như hai trường hợp trên. 
d. Mạch sấy cho cuộn dây của MF
 - Muốn sấy cuộn dây của MF sự cố ta chỉ việc bật công tắc s11 vị trí ON, nếu máy phát đang không công tác thì rơ le K85.21 không có điện. Tiếp điểm 2-10/K85.21/090 đóng lại cấp nguồn cho điện trở sấy hoạt động. Khi điện trở sấy được cấp nguồn, đèn h10 sẽ sáng. Mạch điện trở sấy chỉ có thể hoạt động khi mà máy phát sự cố chưa làm việc, chưa cấp điện lên thanh cái. Nếu MF sự cố đã làm việc thì nó sẽ làm mở tiếp điểm của nó K85.21 EG ra, không cho phép mạch điện trở sấy được hoạt động.
6.2.4. Các báo động và bảo vệ 
a/. Bảo vệ điện áp thấp.
	Khi điện áp máy phát không đủ 95%Uđm thì khối RM4-UA33M sẽ không cho phép đóng aptomat chính cung cấp cho các phụ tải.
b/. Bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
Bảo vệ ngắn mạch mạch điều khiển bằng các cầu chì.Trong mạch sử dụng các cầu chì với dòng định mức khác nhau. Khi xảy ra ngắn thì khối YT-GDJ sẽ cắt máy phát ra khỏi lưới trong thời gian từ 0.01÷1s .Nếu dòng tải máy phát >= 400% dòng định mức máy phát nó sẽ cắt máy phát ra khỏi lưới với thời gian 0.4s. Nếu xảy ra quá tải nó sẽ ngắt với thời gian trễ từ 0.3÷30s tùy vào giá trị đặt .Rơ le K82.3 mở tiếp điểm 4-5/K82.3/084 ngắt nguồn vào cuộn giữ của aptomat QF-EG. Ngoài ra mỗi phụ tải đều được bảo vệ quá tải bằng các aptomat riêng.
c/.Bảo vệ điện trở cách điện thấp.
 Nếu điện trở cách điện của các pha thấp sẽ được phản ánh qua đồng hồ M. Khối YT-F96 sẽ điều khiển đóng tiếp điểm 4-5/K222.4/222 & 4-5/K182.4/182 đưa tín hiệu báo động bằng đèn lên bảng điện sự cố.
.6.2.5.Nhận xét đánh giá. 
	Trạm phát điện sự cố tàu 34.000T gồm 1 máy phát công suất 125KVA chỉ cấp nguồn cho các phụ tải quan trọng và đặc biệt quan trọng. Hệ thống được thiết kế để có thể tự khởi động và cấp điện lên lưới khi nguồn từ bảng điện sự cố bị mất hoặc khởi động bằng tay. Tuy nhiên cấu tạo hệ thống quá phức tạp, có thể bỏ đi một số phần tử để tăng độ tin cậy và tăng hiệu quả kinh tế.
KẾT LUẬN
 	Sau thời gian ba tháng nỗ lực tìm hiểu và nghiên cứu, đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành xong với nội dung gồm hai phần :
Phần I : Tổng quan trang bị điện tàu 34.000T 
Phần III : Đi sâu nghiên cứu phân tích vấn đề phân chi tải cho các máy phát khi công tác song song.
Đồ án tốt nghiệp của em đã hoàn thành với sự nỗ lực cao của bản thân trong việc nghiên cứu tìm hiểu một số hệ thống điện trên tàu 34.000T. Em đã nghiên cứu nguyên lý hoạt động của một số phần tử và sơ đồ nguyên lý của một số hệ thống điển hình như bơm ballast, hệ thống neo, lái, nồi hơi, bảng điện chính, bảng điện sự cố, đồng thời trong phần đi sâu nghiên cứu phân tích vấn đề phân chia tải cho các máy phát khi công tác song song, em đã cố gắng tìm hiểu sâu về các thiết bị để hòa đồng bộ,các phương pháp hòa đồng bộ, phân chia tải và ứng dụng cụ thể với tàu 34.000T. 
Đồ án của em mới dừng lại ở việc nghiên cứu lý thuyết và sơ đồ nguyên lý. Nếu thời gian cho phép em muốn đi sâu nghiên cứu thiết kế chế tạo các thiết bị dùng cho việc hòa đồng bộ nói riêng và bảng điện chính nói chung như : thiết bị hòa đồng bộ bằng đèn LED, hệ thống tự động điều chỉnh điện áp, các thiết bị đo lường,Bởi vì theo em thấy hầu hết các thiết bị đều nhập khẩu nên giá thành đầu tư ban đầu và sửa chữa rất cao nếu thiết kế chế tạo được thì sẽ giảm được giá thành, tăng tỷ lệ nội địa hóa dẫn đến tăng hiệu quả kinh tế.
Bằng những kiến thức đã được trang bị ở trường, kiến thức thực tế trong thời gian thực tập tại nhà máy đóng tàu Phà Rừng và tìm hiểu một số tài liệu tham khảo có liên quan đến vấn đề đang nghiên cứu, em đã cố gắng trình bày đồ án một cách ngắn gọn và đầy đủ nhất. Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế nên đề tài của em còn nhiều thiếu sót. Qua đây em mong muốn nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo trong khoa đặc biệt là Thầy giáo Ths. Phan Đăng Đào để đồ án của em ngày càng hoàn thiện hơn.
 	Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Ths. Phan Đăng Đào, cùng các thầy cô giáo trong Khoa Điện - Điện tử tàu biển đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn ! Hải phòng , tháng 02 năm 2010
 Sinh viên 
 Phạm Xuân Định
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Nguyễn Bính. Điện tử công suất . Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật (2004)
2.KS. Lưu Đình Hiếu. Truyền động điện tàu thủy. Nhà xuất bản Hà Nội( 2004)
3.GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn. TS Nguyễn Tiến Ban. Trạm phát và lưới điện tàu thủy. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật (2008)
4.KS.Bùi Thanh Sơn. Trạm phát điện tàu thủy. Nhà xuất bản giao thông vận tải ( 2000)
5.TS. Lưu Kim Thành. Phần tử tự động. Nhà xuất bản Hải Phòng (2007)
6.Tài liệu kỹ thuật seri tàu 34.000T của phòng công nghệ nhà máy đóng tàu Phà Rừng