Đồ án tốt nghiệp: Trang thiết bị điện tàu 22500 tấn đi sâu nghiên cứu hệ thống điều khiển từ xa Diesel và đo tốc độ máy chính

………… o0o…………



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 22500 T – ĐI
SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
TỪ XA DIESEL VÀ ĐO TỐC ĐỘ MÁY CHÍNH






MỤC LỤC

Đ
ề

m
ục


Trang
Phần 1: TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 22500T
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU 22500T

1.1 Kích thước chính
1.2. Tải trọng và mớn nước
1.3. Dung tích các khoang hàng ( tính cả miệng khoang )
1.4. Tốc độ và công suất
1.5. Tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động
1.6. Bố trí thuyền viên
1.7. Trạm phát chính
1.8. Trạm phát sự cố
Chương 2: TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU 22500T
2.1. Tổng quan về trạm phát điện chính
2.1.1. Khái niệm
2.1.2. Phân loại
2.1.3. Yêu cầu
2.2. Cấu tạo và thông số của trạm phát điện chính tàu 22500T
2.2.1. Các thông số kỹ thuật của máy phát chính
2.2.2. Cấu tạo mặt ngoài của bảng điện chính
2.2.3. Các phần tử bên trong bảng điện chính và chức năng phần tử
2.3. Nguyên lý hoạt động
2.3.1. Khởi động và dừng Diesel
2.3.2. Ổn định điện áp cho máy phát
2.3.3 Công tác song song các máy phát
2.3.4. Hòa đồng bộ
2.3.5. Hệ thống hòa đồng bộ tàu 22500T
2.3.6. Phân bố tải tác dụng cho các máy phát công tác song song
2.3.7 Phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song
2.4: Bảo vệ hệ thống điện năng trên tàu thuỷ
2.4.1. khái niệm chung và yêu cầu của hệ thống bảo vệ
2.4.2. Bảo vệ trạm phát điện

CHƯƠNG 3: Tổng quan hệ thống truyền động điện máy phụ buồng

máy,trên boong và hệ thống điện yếu
3.1 Hệ thống truyền động điện máy phụ buồng máy.
3.1.1 Hệ thống máy nén khí
1

1

6

6

6

6

6

7

7

7

11

18

18

19

22

24

25

28

31

31

31

32

36

38

42

42

44

49

54

56

56

58

60

60

60

64



3.1.2 Hệ thống bơm chuyển dầu DO
3.1.3 Hệ thống quạt gió buồng máy
3.2 Một số hệ thống truyền động điện trên boong.
3.2.1 Khái quát chung.
3.2.2 Hệ thống làm hàng
3.2.3 Hệ thống khởi động các động cơ thủy lực quay máy lái
3.3 Hệ thống điện yếu
3.3.1 Hệ thống tay chuông truyền lệnh.
3.3.2 Hệ thống đèn hành trình
3.4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI
3.4.1 Giới thiệu về hệ thống nồi hơi
3.4.2 Hệ thống điều khiển nồi hơi tàu 22500T

Phần II : ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐKTX DIESEL VÀ
ĐO TỐC ĐỘ MÁY CHÍNH
Chương 4: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐKTX DIESEL
4.1. Khái niệm, phân loại, đặc điểm của hệ thống ĐKTX Diesel
4.1.1. Khái niệm
4.1.2. Phân loại
41.1.3.Ưu nhược điểm của hệ thống
4.1.4. Cấu trúc cơ bản của hệ thống điều khiển từ xa Diesel
4.2. Chức năng và yêu cầu của hệ thống
4.2.1. Các chức năng cơ bản
4.2.2 Yêu cầu của hệ thống ĐKTX Diesel
Chương 5: HỆ THỐNG ĐKTX DIESEL MÁY CHÍNH TÀU 22500T
5.1.Giới thiệu phần tử sơ đồ khí điều khiển và sơ đồ điện
5.2. Nguyên lý hoạt động
5.2.1.Chuẩn bị máy
5.2.2.Điều khiển tại buồng điều khiển trung tâm
5.2.3.Điều khiển tại máy
5.2.4.Báo động và bảo vệ
5.3.Sơ đồ quạt gió tăng áp máy chính
5.3.1.Giới thiệu phần tử
5.3.2.Nguyên lý hoạt động
5.3.3.Các báo động và bảo vệ

64



64

64

70

70

71

72

72

73

74

75

76

77

78

78


80

80

80

80

80

82

83

83

83

90

92

92

95

95

95

100

102

107

107

108

109

111


1
PHẦN I : TỔNG QUAN TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU 22500T
CHƯƠNG 1: Giới thiệu chung về tàu 22500T
Tàu 22500T là tàu có trọng tải lớn được đóng mới tại nhà máy đóng tàu Bạch Đằng.
Hiện nay công ty đã đóng và bàn giao được 3 tàu cùng seri. Tàu được thiết kế với các hệ
thống và trang thiết bị hiện đại thuận tiện dễ dàng đối với người vận hành.
1.1 Kích thước chính
Chiều dài toàn tầu ( Max ) : 190 m
Chiều dài giữa 2 đường vuông góc : 183.25 m
Chiều rộng thiết kế : 32.26 m
Cao mạn đến boong chính : 10.90 m
Mớn nước mô hình : 12.6m
Chiều cao boong chính ( tại đường tâm )
- Từ boong chính – boong dâng lái 1 : 3.00 m
- Từ boong dâng lái chính – boong dâng lái 5, mỗi boong : 2.80m
- Từ boong dâng lái 5 - đỉnh ca bin ( buồng lái ) : 3.00 m
- Các boong ở : 2.60m
Độ cong ngang tại boong chính tính từ mạn tới 5,6 mm trên đường chuẩn 0.6m
Trên các boong khác không có độ cong ngang và dọc boong

1.2. Tải trọng và mớn nước
Toàn bộ thông số tải trọng dưới đây được đo bằng đơn vị tấn (theo hệ mét) trong nước
biển với trọng lượng riêng là 1.025 t/m
3

Mớn nước mẫu thử, lý thuyết : 12.6 m
Tải trọng tương ứng : 22500T tấn
Mớn nước hàng nhẹ : 10.9 m
Tải trọng tương ứng : 44000 tấn
1.3. Dung tích các khoang hàng ( tính cả miệng khoang )
Hầm hàng số 1 : 120 m
3

Hầm hàng số 2 : 130 m
3

Hầm hàng số3 : 130 m
3

Hầm hàng số 4 : 130m
3

Hầm hàng số 5 : 130 m
3

Tổng dung tích sơ bộ được giao cho chủ tàu tại giai đoạn thiết kế ban đầu.
1.4. Tốc độ và công suất :
Tốc độ khai thác theo mớn nước mẫu thử 12.6 m ở trạng thái ky bằng, có tính đến 15 %
dung sai khai thác ( Trạng thái dự phòng ) 14.0 hải lý.
Tốc độ khai thác tại mớn nước chở hàng nhẹ 10.9 m ở trạng thái ky bằng có tính đến 15%

dung sai khai thác ( trạng thái dự phòng ) 14.2 hải lý

2
Công suất máy tương ứng tại 82 % MCR- vòng tua tối đa liên tục và tốc độ chân vịt 118
vòng / phút  7780KW
1.5. Tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động.
- Lượng dầu nặng F.O tiêu hao hàng ngày trên máy chính tại 82% vòng quay tối đa liên
tục, công suất máy 7780 KW và chân vịt đạt 118 vòng/phút  31.2 tấn.
- Lượng tiêu hao dầu nặng FO được tính dựa trên các điều kiện ISO
- Tiêu hao nhiên liệu hàng ngày của máy móc phụ  2.4 tấn
- Tổng lượng HFO tiêu hao hàng ngày 33.6 tấn
- Lượng tiêu hao được tính dựa trên điều kiện chạy dầu HFO, độ nhớt 380 CST tại 50
0
C
và giá trị hâm 42.700 kj/ kg, mớn nước mẫu thử và 15% dung sai khai thác.
- Thông số trên được xác nhận sau khi thử két mô hình
- Tầm hoạt động  18,000 N dặm
- Dựa trên điều kiện 82% MCR ( vòng tua tối đa liên tục ) 199% dung tích các két HFO.
mớn nước mẫu thử, tốc độ 14 hải lý và 2 ngày dự trữ.
- Tương đương  55 ngày chạy HFO, mỗi ngày 336 dặm ( hải lý )
1.6. Bố trí thuyền viên :

Cấp Boong Máy Khác
Sĩ quan
Cấp trưởng 1- Thuyền trưởng 1-Máy trưởng
1- Đại phó 1-Máy I

1- Phó 2
1- Phó 3
1- MáyII

1- Máy III
1-Điện trưởng

1-Thuỷ thủ trưởng

1-Đầu bếp

3- Thuỷ thủ

3- NV tra dầu
1- NV vệ sinh
2-Phụ bếp

Tổng số thuyền viên 20


3
1.7. Trạm phát chính :
Gồm có 2 máy phát chính:
Công suất toàn phần : 600 KVA
Điện áp định mức : 450 V
Dòng điện định mức : 770 A
Số pha : 3
Tần số : 60Hz
Cos  : 0.8
1.8. Trạm phát sự cố :
Công suất toàn phần : 80 KVA
Điệp áp định mức : 450 V
Dòng điện định mức : 102.6 A.
Số pha : 3

Tần số : 60Hz
Cos  : 0.8



4
CHƯƠNG 2: Tổng quan trạm phát điện tàu 22500T
2.1 Tổng quan về trạm phát điện tàu 22500T
2.1.1 Khái niệm:
Trạm phát điện là nơi biến đổi các dạng năng lượng khác thành năng lượng điện và từ
đó phân phối đến các nơi tiêu thụ.
Với mức độ điện khí hoá, tự động hoá ngày càng cao trên tàu thuỷ nên vị trí và vai
trò của trạm phát điện trên tàu là vô cùng quan trọng. Nó quyết định sự an toàn và khả
năng khai thác trong suốt quá trình hoạt động của con tàu.
2.1.2 Phân loại:
Hiện nay người ta phân loại các máy phát điện trên tàu thủy dựa trên nhiều cơ sở khác
nhau.
- Phân loại dựa theo loại dòng điện:
+ Máy phát điện 1 chiều
+ Máy phát điện xoay chiều.
- Phân loại theo cơ sở nhiệm vụ :
+ Trạm phát điện chính cung cấp năng lượng điện cho toàn mạng
+ Trạm phát chuyên dụng cung cấp năng lượng điện quay chân vịt và các thiết bị
khác.
- Phân loại theo dạng biến đổi năng lượng :
+ Trạm phát nhiệt điện
+ Trạm phát điện nguyên tử
+ Trạm phát thủy điện.
- Phân loại theo cơ sở truyền động:
+ Trạm phát được truyền động bằng động cơ đốt trong

+ Trạm phát được truyền động hỗn hợp
+ Trạm phát đồng trục.
- Phân loai theo mức tự động hoá:
+ Cấp A1: Không cần trực ca dưới buồng máy cũng như buồng điều khiển.
+ Cấp A2: Không cần trực ca dưới buồng máy nhưng phải trực ca trên buồng điều
khiển. Những hệ thống tự động này thường gặp trên các loại tàu có các hệ thống diều
khiển từ xa máy chính, tự động điều chỉnh từ xa máy phát ,tự đông điều khiển phân bố tải
vô công, hữu công, tự động hoà đồng bộ, tự động điều chỉnh điện áp, tần số.
+ Cấp A3: Các loại tàu phải thường xuyên trực ca trên buồng máy .Việc điều khiển ,
kiểm tra hầu như phải bằng tay.





5
2.1.3 Yêu cầu về trạm phát điện tàu thuỷ:
- Yêu cầu cơ bản nhất của trạm phát điện tàu thuỷ là cung cấp năng lượng điện một cách
tin cậy cho các phụ tải điện quan trọng phục vụ cho hành trình của con tàu. Nhất là khi
tàu đang hành trình trong kênh, trong điều kiện sóng to gió lớn hoặc trong điều động luôn
có khả năng xảy ra nguy hiểm cho tàu và thuyền viên.
-Yêu cầu thiết bị điện phải có độ tin cậy cao nhất, được thử nghiệm và khảo sát chất
lượng một cách kỹ lưỡng theo yêu cầu của Đăng kiểm trước khi lắp đặt dưới tàu hoặc qua
một thời gian định kỳ nào đó.
2.2 Đặc điểm kỹ thuật của trạm phát điện chính 22500T.
2.2.1 Máy phát.
Tàu 22500T được trang bị 2 tổ hợp Diezel lai máy phát chính được bố trí ngang với
bảng điện chính.
Trạm phát chính có thể thực hiện khởi động Diezel lai máy phát và hoà các máy phát
khi công tác song song với nhau bằng tay hoặc tự động và có thể điều khiển ở trạm tại

chỗ hoặc từ xa.
Tàu 22500T được trang bị 2 máy phát của hãng TAIYO có thông số kỹ thuật sau:
Công suất toàn phần : 600(KVA)
Tần số : 60 (Hz)
Điện áp định mức : 450 (V)
Dòng điện định mức : 700 (A)
Cosφ : 0,8
Số pha : 3
2.2.2 Cấu tạo mặt ngoài của bảng điện chính.
Bảng điện máy phát số 2 (SNP 2) (No.19-1)
G2-1A~1D Aptomat chính
SY Đồng bộ kế
W21 Đồng hồ đo công suất
A21 Đồng hồ đo dòng máy phát
V21 Đồng hồ đo điện áp máy phát
FM21 Đồng hồ đo tần số máy phát
SYL Đèn kiểm tra điều kiện hoà (đèn quay)
3R-28 Nút reset hệ thống khi sự cố đã được khắc phục
3-28Z Nút ấn tắt chuông
3-28F Nút ấn tắt tín hiệu nhấp nháy
3-11 Nút kiểm tra đèn
43A Công tắc lựa chọn chế độ hoà
SYS Công tắc chuyển mạch chọn máy phát định hoà
CS21 Công tắc chuyển mạch điều khiển động cơ secvo.
GS21 Công tắc dùng cho phân bố tải tác dụng bằng tay
SHS21 Công tắc điều khiển mạch sấy
AS21 Công tắc chuyển mạch đo dòng cho các pha
VFS21 Công tắc chuyển mạch điện áp pha
VR1 Biến trở điều chỉnh điện áp không tải

6
WL Đèn báo máy phát số 2 đang hoạt động
GL Đèn báo máy phát số 2 đang hoạt động trên lưới
RL Đèn báo máy phát số 2 chưa được đóng lên lưới
OCR21 Rơle bảo vệ quá tải
RPR21 Rơle bảo vệ công suất ngược
GSL10, LSG20 là bảng đèn tín hiệu của máy phát số1 và máy phát số2 bao gồm
các tín hiệu sau:
REMOTE CONTROL
LOCAL CONTROL
READY TO START
AUTO ST-BY
AUTO SYNCHRO
AUTO LOAD SHIFT
SPACE HEATER
ACB REVERSE POWER
ACB OVER CURRENT
ACB ABNORMAL TRIP
START FAILURE
ENG SHUTDOWN
GSL50 là bảng đèn tín hiệu khi hoà đồng bộ:
DC-24V CONTROL POWER
EMERG STOP $ PREF TRIP POWER
POWER CONTROL MANUAL
POWER CONTROL AUTO
EMERG STOP $ PREF TRIP POWER FAIL
PREFERENCE TRIP
MSB 440V LOW INSULATION
MSB 220V LOW INSULATION
ACB NON CLOSE

PWC ABNORMAL
ESB 220V LOW INSULATION
ECB ABNORMAL
BATTERY DISCHARG
DC-24V INSULATION
BZ Chuông báo động khi máy phát bị sự cố
* Bảng điện máy phát số 1 (SNP1)(No.19-1)
G1-1A~1D Aptomat chính
WL Đèn báo máy phát số 1 đang hoạt động
W11 Đồng hồ đo công suất máy phát.
A11 Đồng hồ đo dòng máy phát
V11 Đồng hồ đo điện áp máy phát
FM11 Đồng hồ đo tần số máy phát
CS11 Công tắc chuyển mạch điều khiển động cơ secvo.
GS11 Công tắc dùng cho phân bố tải tác dụng bằng tay.
SHS11 Công tắc điều khiển mạch sấy .
AS11 Công tắc chuyển mạch đo dòng cho các pha.
VFS11 Công tắc chuyển mạch điện áp pha.
3-105 Nút dừng máy.

7
3-106 Nút khởi động máy.
VR2 Biến trở điều chỉnh điện áp không tải máy phát.
GL Đèn báo máy phát số 1 đang hoạt động trên lưới.
RL Đèn báo máy phát số 1 chưa được đóng lên lưới.
OCR11 Rơle bảo vệ quá tải
RPR11 Rơle bảo vệ công suất ngược
*/Bảng điện chính tàu 22500T cấu tạo và thiết kế được chia thành 7 panel :
-Nhóm panel khởi động các phụ tải tại bảng điện chính số 1 (No.1 GSP)
-Nhóm panel khởi động các phụ tải tại bảng điện chính số 2 (No.2 GSP)

-Panel máy phát số 1 ( NO.1 GEN PANEL )
-Panel máy phát số 2 ( NO.2 GEN PANEL )
-Panel cấp nguồn 220V ( 220V FEED PANEL )
-Panel cấp nguồn 440V (NO.1 440V FEED PANEL )
-Panel cấp nguồn 440V (NO.2 440V FEED PANEL
2.2.3 Cấu tạo và nguyên lý làm việc trong bảng điện chính.
Sơ đồ bảng điện chính tàu 22500T (MAIN SWITCHBOARD) từ SH(SHEET) 28-1 đến
SH 28-32.
- Bản vẽ SH 28-1 Mạch điều khiển nguồn máy phát số 1
+ G : Máy phát điện số 1(G1-1A~1D)
+ ACB1 : Áptômát chính máy phát số 1
+ CT11 : Biến dòng 1200/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo công suất và bảo vệ
máy phát 1
+ T14 : Biến áp 460/115V, được đưa tới mạch điều khiển áptômát và mạch điện
trở sấy
+ T13 : Biến áp 460/230V, được đưa tới động cơ secvô.
+ PT11 : Biến áp 460/115V, được đưa tới mạch đo, bảo vệ máy phát, hòa đồng bộ
bằng tay và tự động
- Bản vẽ SH 28-2 Mạch điều khiển công suất.
+ G : Máy phát điện số2(G2-1A~1D)
+ ACB2 : Áptômát chính máy phát số 2
+ CT21 : Biến dòng 1200/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo và bảo vệ máy phát
2
+ T24 : Biến áp 460/115V, được đưa tới mạch điều khiển áptômát và mạch điện
trở sấy
+ T23 : Biến áp 460/230V, được đưa tới động cơ secvô.
+ PT21 : Biến áp 460/115V, được đưa tới mạch đo, bảo vệ máy phát, hòa đồng bộ
bằng tay và tự động
- Bản vẽ SH 28-3 . Bus điều khiển công suất.
+ PT51 : Biến áp 460/115V, đưa tới mạch PWC, hòa đồng bộ bằng tay và tự

động
+ MΩ51 : Đồng hồ mêgaôm đo điện trở cách điện
+ EL51 : Đèn thử cách điện
+ 43DV : công tắc chọn đoạn thanh cái cần lấy tín hiệu đo.
+ ES51 : nút ấn thử cách điện.
+ F501, F502, F81, F82, F84, F51, F52, F54,F56 là các cầu chì bảo vệ.




8
- Bản vẽ SH 28-4. Mạch cấp nguồn xoay chiều 220V.
+ VS61 : Công tắc xoay đo điện áp các pha.
+ V61 : Đồng hồ vôn kế
+ EL61 : Đèn thử cách điện
+ MΩ61 : Đồng hồ mêgaôm đo điện trở cách điện cho nguồn xoaychiều 220V.
+ AS61 : Công tắc xoay đo dòng các pha.
+ A61 : Đồng hồ ampekế
-Bản vẽ SH 28-5: Sơ đồ một dây của bảng điên chính.
+ G1, G2 : Máy phát số 1 và số 2.
+ ACB1, ACB2 : Áptômát cấp nguồn từ 2 máy phát lên thanh cái.
+ BOLT LINK : Các cầu nối.
+ DE-100B : Cầu dao phân đoạn.
+ GENERAL TRANS: Biến áp hạ áp 440V/220V cấp điện sinh hoạt
-Bản vẽ SH 28-6: Mạch bảo vệ biến áp.
+ CT51,CT52,CT53 : Biến dòng 100/5A.
- Bản vẽ SH 28-7
+ W11 : Đồng hồ đo công suất máy phát số 1
+ AS11 : Công tắc xoay để đo dòng điện các pha.
+ A11 Đồng hồ ampekế đo dòng điện máy phát số 1

+ VFS11 : Công tắc xoay đo điện áp và tần số máy phát số 1.
+ V11 : Đồng hồ vôn kế để đo điện áp máy phát số 1
+ FM11: Đồng hồ đo tần số máy phát số 1
- Bản vẽ SH 28-8
+ TD21: là bộ biến đổi công suất cần đo.
+ AS21: là công tắc xoay lựa chọn đo dòng cho máy phát
+ VFS21: là công tắc xoay lựa chọn đo điện áp và tần số cho máy phát và của
lưới.
- Bản vẽ SH 28-9
+ SYS : Công tắc xoay dùng để hòa đồng bộ các máy phát.
+ SY : Đồng bộ kế
+ SYL : Ba đèn quay hoà đồng bộ
- Bản vẽ SH 28-10 . Mạch điều khiển động cơ secvô.
+ 115R : Rơ le điều chỉnh tốc độ D-G 1 theo chiều tăng cho máy phát số 1
+ 115L : Rơ le điều chỉnh tốc độ D-G 1 theo chiều giảm cho máy phát số1
+ 215R : Rơ le điều chỉnh tốc độ D-G 2 theo chiều tăng cho máy phát số 2
+ 215L : Rơ le điều chỉnh tốc độ D-G 2 theo chiều giảm cho máy phát số 2
+G1-GM: động cơ servo điều chỉnh tốc độ D-G1
+G2-GM: động cơ servo điều chỉnh tốc độ D-G2
- Bản vẽ SH 28-11 .Mạch tự động điều chỉnh điện áp.
+ CCT1 : Biến dòng lấy tín hiệu đưa tới bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát
số 1
+ AVR1 : Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát số 1
+ CCT2 : Biến dòng lấy tín hiệu đưa tới bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát
số 2

9
+ AVR2 : Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát số 2
- Bản vẽ SH 28-12 . Mạch điện trở sấy các máy phát.
+ 188H : Công tắc tơ điện trở sấy máy phát số 1

+ 288H : Công tắc tơ điện trở sấy máy phát số 2
- Bản vẽ SH 28-13(Mạch điều khiển áp tô mát máy phát số 1)
+ 184T : Rơ le thời gian tạo độ trễ khi đóng áptômát.
+ 152A, 152B : Rơ le trung gian.
+ 152CX :Rơ le trung gian để đóng áptômát.
+ 152TX : Rơ le trung gian để mở áp tô mát.
+ UCV : Cuộn hút để bảo vệ điện áp thấp cho máy phát số 1.
+ RPR : Cuộn hút để bảo vệ điện áp ngược cho máy phát số 1.
- Bản vẽ SH 28-14 ( m ạch điều khiển áp tô mát máy phát số 2)
+ 284T : Rơ le thời gian tạo độ trễ khi đóng áptômát.
+ 252A, 252B : Rơ le trung gian.
+ 252CX :Rơ le trung gian để đóng áptômát.
+ 252TX : Rơ le trung gian để mở áp tô mát.
+ UCV : Cuộn hút để bảo vệ điện áp thấp cho máy phát số 2.
+ RPR : Cuộn hút để bảo vệ điện áp ngược cho máy phát số 2.
- Bản vẽ SH 28-15 (Mạch kết nối điện bờ)
+ CT500 : Biến dòng lấy tín hiệu dòng của mạng điện bờ.
+ UVC : Rơ le để đóng và bảo vệ điện áp thấp của mạng điện bờ.
- Bản vẽ SH 28-16 (Mạch dừng khẩn cấp và ngắt ưu tiên)
+ ESPC : Khối tích hợp dùng để xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu để ngắt lựa chọn
khi có quá tải.
- Bản vẽ SH 28-17 (Mạch dừng khẩn cấp và ngắt ưu tiên)
+ SHC : Cuộn ngắt các phụ tải khi có quá tải
- Bản vẽ SH 28-18 ( Mạch điều khiển một chiều 24V).
+ 114X : Rơ le thực hiện chức năng khởi động D-G 1
+ 105X : Rơ le thực hiện chức năng dừng D-G 1
+ 110X : Rơ le thực hiện chức năng để báo D-G 1 sẵn sàng khởi động
+ 143R : Rơ le thực hiện chức năng điều khiển từ xa D-G 1
+ 148X : Rơ le thực hiện chức năng báo D-G 1 khởi động không thành.
+ 186X : Rơ le thực hiện chức năng để báo D-G 1 bị sự cố

+ 214X : Rơ le thực hiện chức năng khởi động D-G 2
+ 205X : Rơ le thực hiện chức năng dừng D-G 2
+ 210X : Rơ le thực hiện chức năng để báo D-G 2 sẵn sàng khởi động
+ 243R : Rơ le thực hiện chức năng điều khiển từ xa D-G 2
+ 248X : Rơ le thực hiện chức năng báo D-G 2 khởi động không thành.
+ 286X : Rơ le thực hiện chức năng để báo máy số 2 bị sự cố
- Bản vẽ SH 28-19 ( Mạch điều khiển một chiều 24V )
+ 30T1 : Rơ le thời gian, hoạt động khi có cách điện thấp ở mạng 440V.
+ 30T2 : Rơ le thời gian, hoạt động khi có cách điện thấp ở mạng 220V.
+ GRUO1, GRUO2 : Khối tích hợp để xử lý khi có cách điện thấp ở máy phát 1
và máy phát 2.
- Bản vẽ SH 28-20 (Mạch điều khiển một chiều 24V)
+ 91Z: Rơle thực hiện chức năng điều khiển mở áptômát .
- Bản vẽ SH 28-21 (Mạch điều khiển một chiều 24V).


10
- Bản vẽ SH 28-22(Mạch điều khiển hòa đồng bộ)
+ ASD : khối tự động hòa đồng bộ
- Bản vẽ SH 28-23( PWC khối điều khiển công suất).
+ Khối tích hợp để xử lý để bảo vệ quá tải, điện áp cao, điện áp thấp, tần số cao,
tần số thấp và để phân bố tải tác dụng ở chế độ tự động của 2 máy phát.
- Bản vẽ SH 28-24( Tín hiệu đèn báo)
+ Chân L201 đưa tín hiệu đèn (YL) báo điều khiển từ xa
+ Chân L202 đưa tín hiệu đèn (YL) báo điều khiển tại chỗ.
+ Chân L203 đưa tín hiệu đèn (YL) báo sẵn sàng khởi động
+ Chân L204 đưa tín hiệu đèn (YL) báo chế độ tự động sẵn sàng làm việc
+ Chân L205 đưa tín hiệu đèn (YL) báo hòa tự động
+ Chân L206 đưa tín hiệu đèn (YL) báo tự động phân chia tải
+ Chân L208 đưa tín hiệu đèn (OL) sấy máy máy phát số2 đang hoạt động

+ Chân L210 đưa tín hiệu đèn (RL) báo công suất ngược
+ Chân L211 đưa tín hiệu đèn (RL) báo quá tải
+ Chân L213 đưa tín hiệu đèn (RL) báo khởi động bị lỗi
+ Chân L214 đưa tín hiệu đèn (RL) báo diesel đang dừng
- Bản vẽ SH 28-25( Tín hiệu đèn báo)
+ Chân L501 đưa tín hiệu đèn (YL) báo nguồn điều khiển 24V
+ Chân L502 đưa tín hiệu đèn (YL) báo dừng khẩn cấp
+ Chân L503 đưa tín hiệu đèn (RL) báo dừng khẩn cấp khi nguồn lỗi
+ Chân L507 đưa tín hiệu đèn (RL) báo cách điện thấp ở mạch 440V
+ Chân L508 đưa tín hiệu đèn (RL) báo cách điện thấp ở mạch 220V
+ Chân L509 đưa tín hiệu đèn (RL) báo áptômát không đóng
+ Chân L513 đưa tín hiệu đèn (RL) báo cách điện thấp ở mạch 220V bảng điện sự
cố
+ Chân L514 đưa tín hiệu đèn (YL) báo bảng điện sự cố không bình thường
+ Chân L516 đưa tín hiệu đèn (YL) báo điện trở cách điện thấp ở mạch 24V
- Bản vẽ SH 28-26( Tín hiệu đèn báo)
+ Chân SL52 đưa tín hiệu đèn (WL) báo nguồn
+ Chân SL11 đưa tín hiệu đèn (WL) báo máy phát đang hoạt động
+ Chân SL12 đưa tín hiệu đèn (GL) báo áptômát đóng
+ Chân SL13 đưa tín hiệu đèn (RL) báo áptômát mở
+ Chân SL31 đưa tín hiệu đèn (OL) báo máy phát sự cố luôn sẵn sàng
+ Chân SL32 đưa tín hiệu đèn (GL) báo máy phát sự cố chạy
- Bản vẽ SH 28-27 ( Mạch báo động điều khiển bằng PLC).
+ PC-ANN1 : Khối PLC dùng để báo động, xử lý


11
2.3 Hoạt động của trạm phát điện tàu 22500T
2.3.1 Khởi động và dừng diesel
- Khi tất cả các thông số của Diezel lai máy phát đảm bảo cho diesel làm việc, có thể thực

hiện khởi động diesel từ xa,tại chỗ,bằng tay hoặc tự động.
- Khi các thông số đảm bảo thì rơ le 110X(S31) có điện,làm tiếp điểm của nó đóng lại
,đèn vàng YL sáng báo diesel sẵn sàng hoạt động
-Giả sử muốn khởi động từ xa diesel ta ấn nút remote control ở bảng điện chính,khi đó
cuộn hút của rơ le 143R(S31) được cấp điện DC 24V,làm đóng tiếp điểm của nó ở
S61,S92 vào chờ sẵn.Khi đó đèn vàng YL(L103-S61) sáng báo chế độ điều khiển từ xa
sẵn sàng hoạt động
- Muốn khởi động bằng cách ấn nút Start 3-105(No.19-1) , khi đó diesel được khởi
động,đồng thời tiếp điểm ở M015(S31) đóng lại,cuộn hút rơ le 114X(S31) có điện,tiếp
điểm của nó ở 7A đóng và S92 mở ra
- Muốn dừng động cơ ta chỉ cần ấn nút engine stop 3-106(No.19-1) khi đó diesel
dừng,tiếp điểm ở S61 đóng đèn đỏ RL báo diesel dừng
- Khi diesel đã khởi động xong mà tần số vẫn chưa đạt yêu cầu,thì ta có thể điều chỉnh
động cơ servo motor thông qua công tắc Governor SW(S17) để tăng hay giảm nhiên liệu
vào diesel.
2.3.2 Ổn định điện áp cho máy phát
a. Khái quát chung
- Tất cả các thiết bị điện là phụ tải của máy phát điện hay các khí cụ trang bị trong hệ
thống năng lượng nói chung đều được chế tạo để công tác với một giá trị điện áp nhất
định gọi là giá trị điện áp định mức. Từ góc độ kinh tế, kỹ thuật, chất lượng khai thác thì
khi công tác với điện áp ổn định bằng điện áp định mức thì các trang thiết bị sẽ công tác
ở trạng thái tốt nhất, tin cậy nhất. Do vậy mọi sai lệch quá giá trị cho phép của điện áp
đều gây ra sự công tác không ổn định và giảm độ tin cậy cho thiết bị.

-

- Xuất phát từ tầm quan trọng đó, Đăng kiểm của một số nước trong đó có Việt Nam quy
định như sau về hệ thống tự động điều chỉnh điện áp:



U


+3%
U
đm
-3%
∆U
d
∆U
max




t
đc

t

12
*/ Chế độ tĩnh:
Khi phụ tải thay đổi dần từ 0 ÷ I
đm
, với Cos φ
đm
tốc độ quay ổn định bằng tốc độ quay
định mức, sai số là ±

5% thì điện áp máy phát không được phép dao động quá ±

2,
5%U
đm
.
Còn khi Cosφ thay đổi từ 0, 6 ÷ 0, 9 thì sự dao động điện áp máy phát không được vượt
quá ± 3, 5%U
đm.

*/ Chế độ động:
Khi tải thay đổi đột ngột (giả sử tăng tải) khoảng 60%, điện áp máy phát giảm tức thời
một giá trị ∆U
đ
, rồi tiếp tục giảm đến ∆U
đmax

t

đc
: Thời gian điều chỉnh, tính từ khi U
mf
giảm tới khi hệ thống đã điều chỉnh U
mf
trở về
độ chính xác ± 3%. Giá trị t
đc
không vượt quá 1,5s với Cos φ < 0, 4 còn ∆U
đmax
không
được vượt quá giới hạn:
(-15% ÷ +20%)U
đm.

- Để đáp ứng được các quy định về hệ thống tự động điều chỉnh điện áp của đăng kiểm,
các hệ thống hiện nay ngày càng được thiết kế với sự hoạt động chính xác, tin cậy. Tàu
22500 T sử dụng bộ tự động điều chỉnh điện áp cho máy phát không chổi than của hãng
TAIYO.
2.3.3 Công tác song song các máy phát
Hiện nay để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho các phụ tải,hầu hết các trạm phát
đều được bố trí để các máy phát công tác song song nhau điều đó thuận tiện cho việc tự
động hóa trạm phát điện tàu thủy.
*/Ưu nhược điểm khi công tác song song các máy phát
- Ưu điểm
+Tạo điều kiện giảm bớt các thiết bị chuyển mạch và dây cáp nối các thiết bị phần tử với
nhau
+ Bảo đảm nguồn điện liên tục cho các phụ tải trong mọi trường hợp
+ Làm giảm bớt trọng lượng và kích thước của các thiết bị phân phối điện
+ Giảm bớt sự dao động điện áp khi tải dao động

+ Nâng cao hiệu suất sử dụng công suất của các tổ máy phát

- Nhược điểm
+ Đòi hỏi người sử dụng có trình độ cao về chuyên môn hơn
+ Độ lớn dòng ngắn mạch tăng lên cần phải có các thiết bị bảo vệ ngắn mạch phức tạp và
nhất định phải có thiết bị bảo vệ công suất ngược
+ Sự phân chia tải phức tạp hơn khi một trong các động cơ truyền động có sự cố nhỏ.







13
2.3.4 Hòa đồng bộ
Quá trình hoà đồng bộ được coi là thành công khi không gây ra xung dòng lớn và thời
gian quá trình này ngắn. Điều này rất quan trọng cho các máy phát khi công tác song
song.
a. Điều kiện hoà đồng bộ
- Thứ tự pha của các máy phát phải như nhau.
- Điện áp của máy phát phải bằng điện áp của lưới.
- Tần số của máy phát cần hoà bằng tần số của lưới.
- Góc lệch pha giữa véc tơ điện áp của 2 máy phát bằng nhau.
b. Các phương pháp hoà đồng bộ
Hoà đồng bộ thô là thời điểm đóng máy phát lên lưới tất cả các điều kiện hoà thoả
mãn trừ điều kiện góc pha ban đầu của điện áp máy phát và điện áp lưới chưa bằng nhau.
Do đó hiện nay phương pháp này hầu như không còn được dùng trên tàu thuỷ.
Hoà đồng bộ chính xác là tại thời điểm hoà tất cả các điều kiện hoà đều được thoả
mãn phương pháp này được áp dụng chủ yếu trên tàu thuỷ có 3 cách để thực hiện phương

pháp này.Hòa đồng bộ chính xác gồm các phương pháp :
1) Dùng hệ thống đèn tắt.
2) Dùng hệ thống đèn quay.
3) Dùng đồng bộ kế.
2.3.5 Hệ thống hòa đồng bộ tàu 22500T.
Hệ thống hòa đồng bộ giữa các máy phát cho phép đưa các máy phát vào công tác
song song với nhau được thực hiện bằng tay hoặc tự động.

a.Quá trình hòa đồng bộ bằng tay.
Ta giả sử trên lưới máy phát số 2 đang công tác,khi đó ta phải hòa máy phát 1 lên lưới.
Bật công tắc hòa đồng bộ 43A(S32) sang chế độ Manu,bật công tắc SYS(S16) về
NO.1 hệ thống đèn quay và đồng bộ kế được đưa vào hoạt động,tín hiệu áp của máy phát
1 được lấy thông qua 11V sau biến áp PT11, tín hiệu áp của máy phát 2 được lấy thông
qua 21V.
Khi thực hiện hòa đồng bộ thì điều kiện sau phải được thỏa mãn:
-Tần số máy phát và lưới bằng nhau được kiểm tra qua VFS11(S12).
-Điện áp của máy phát và điện áp lưới bằng nhau,kiểm tra thông qua VFS11(S12).
-Góc lệch pha giữa véc tơ điện áp lưới và máy phát bằng nhau được kiểm tra
thông qua đồng bộ kế SYS(S16).
Quan sát đồng bộ kế và hệ thống đèn quay,nếu kim đồng bộ kế quay theo chiều kim đồng
hồ (f1> f lưới) và hệ thống đèn quay quay theo chiều nhanh (FAST) thì ta xoay công tắc
GS11(S17) theo chiều giảm (LOWER),khi đó rơ le 115L(S17) có điện cấp điện vào servo
motor G1-GM quay theo chiều giảm nhiên liệu vào động cơ Diezel máy phát 1.Ngược lại
nếu kim đồng bộ kế quay ngược chiều kim đồng hồ và hệ thống đèn quay theo chiều
giảm (SLOW),thì ta quay công tắc GS11(S17) theo chiều tăng khi đó rơ le 115R(S17) có
điện cấp điện cho servo motor đưa nhiên liệu vào Diezel máy phát 1 theo chiều tăng.

14
Thời điểm đóng máy phát lên lưới là thời điểm kim đồng bộ kế chỉ xấp xỉ 0, còn hệ thống
đèn quay thì chỉ một đèn tắt còn 2 đèn sáng như nhau.

Khi các điều kiện hòa đã thỏa mãn ta bật công tắc CS11(S21) về phía CLOSE để đóng
máy phát 1 lên lưới.khi đó rơ le 152CX(S21) có điện tiếp điểm của nó đóng lại cấp tín
hiệu đến đóng máy phát lên lưới.và đèn GL(S63) sáng báo máy phát 1 được đóng lên
lưới và quá trình hòa kết thúc.
b.Quá trình hòa tự động
Chuyển công tắc 43A(S32) sang vị trí AUTO trước đó tiếp điểm 252A(S32) đã
đóng vì máy phát 2 đã đóng lên lưới,làm rơ le 77AX2 có điện tiếp điểm của nó ở S31
đóng lại cấp điện đến chân 43AX1 của ICU-GP1 chế độ hòa tự động sẵn sàng hoạt động
và tiếp điểm 77AX2 ở S61 đóng làm đèn sáng báo chế độ tự động sẵn sàng hoạt đông.
 Tín hiệu điện áp lưới đưa vào khối ASD(S51) thông qua chân BVRL,BVTL.
 Tín hiệu điện áp máy phát số 1 được đưa vào khối ASD(S51) thông qua chân
1VRO và 1VTO.
 Tín hiệu điện áp máy phát số 2 được đưa vào khối ASD(S51) thông qua chân
2VRO và 2VTO.
Ta chọn máy phát số 1 để hòa lên lưới.Khi các điều kiện hòa đã được kiểm tra tại
ASD và điều chỉnh,đồng thời nó thực hiện cả chức năng hòa.Khi các điều kiện hòa chưa
thỏa mãn về tần số thì bộ tần số thì khối ASD(S51) sẽ xử lý tín hiệu cảm biến được và
đưa ra tín hiệu để đưa đến điều khiển động cơ servo.
Giả sử tần số máy phát số 1 thấp tín hiệu từ khối ASD(S51) đưa tín hiệu qua chân
01,lúc đó tiếp điểm của nó đóng lại cấp điện đến chân 65RX(S38) của ICU-GP1,tiếp
điểm của nó ở S17 đóng lại làm cuộn hút rơ le 115R(S17) có điện khi đó điều chỉnh servo
motor theo chiều tăng.Khi nào tần số máy phát bằng với tần số lưới thì khối ASD(S51)
xử lý,lúc đó tiếp điểm nó mở ra và 65RX mất điện làm rơ le 115RX(S17) mất điện dừng
việc điều chỉnh servo motor,quá trình giảm cũng diễn ra tương tự.
Nếu các điều kiện hòa thỏa mãn thì ASD(S51) sẽ gửi tín hiệu ra chân 013 và 014
tới S21 đóng áptômát máy phát 1 và máy phát 1 được đóng lên lưới kết thúc quá trình
hòa.
2.3.6 Phân bố tải tác dụng cho các máy phát công tác song song
Phân bố tải tác dụng cho các máy phát đồng bộ công tác song song được quyết
định bởi bộ điều tốc của động cơ truyền động cho máy phát

Giả sử khi hoà máy phát 2 đang công tác,máy phát 1 được đóng vào công tác song
song,thì tại thời điểm máy phát 1 mới được đóng vào mạng,máy phát 1 mới nhận một
lượng tải nhất định quá trình phân chia tải như sau:
a. Phân bố tải tác dụng bằng tay.
Chuyển công tắc 43A(S32) sang chế độ MANU,quan sát đồng hồ đo công suất
W21(S12)và W11(S11) sau khi hòa đồng bộ.
Giả sử, công suất tác dụng của máy phát số 2 lớn hơn công suất tác dụng của máy
phát số 1. Khi đó ta quay công tắc điều khiển GS2(S17) theo chiều “LOWER” giảm
nhiên liệu vào diesel máy phát 2,đồng thời quay công tắc GS1(S17) theo chiều “RAISE”
tăng nhiên liệu vào diesel máy phát 1,đến khi nào nhìn công suất 2 máy bằng nhau thì
dừng lại và kết thúc quá trình phân bố tải tác dụng.

15
b. Phân bố tải tác dụng ở chế độ tự động.
Chuyển công tắc 43A(S32) sang chế độ AUTO,khi đó cuộn hút rơ le 43AX(S39)
có điện tiếp điểm thường mở của nó đóng lại ở S62 đèn YL sáng báo phân bố tải tác
dụng ở chế độ tự động,đồng thời tiếp điểm ở S52 đóng cấp nguồn cho khối PWC(S52)
thông qua chân 11 ,khối PWC ở đây là khối thực hiện tự động phân bố tải tác dụng cho 2
máy,tín hiệu áp lấy từ thanh cái từ S05 thông qua chân R và T,tín hiệu áp từ máy 1 đưa
đến PWC từ S11 thông qua chân AN1 và AN2, tín hiệu áp từ máy 2 đưa đến PWC từ S12
thông qua chân AN3 và AN4.Để thực hiện tự động phân bố tải tác dụng phải có tín hiệu
các aptômát của máy phát 1 và máy phát 2 đã đóng lên lưới thông qua chân 12,13,14,15
của khối PWC
Khi có đầy đủ tín hiệu tới PWC đươc xử lý và tự động phân chia tải tác dụng,
Giả sử công suất tác dụng của máy phát số 2 lớn hơn công suất tác dụng của máy phát số
1. Khi đó khối PWC xử lý sẽ đưa tín hiệu tới chân 00 của máy phát số 1 điều khiển
secvo motor tăng nhiên liệu vào diesel máy phát 1,đồng thời đưa tín hiệu tới chân 03 của
máy phát 2 điều khiển servo motor giảm nhiên liệu vào diesel máy phát,cho đến khi công
suất tác dụng của 2 máy bằng nhau thì quá trình kết thúc
Quá trình cũng diễn ra tương tự khi máy phát số 2 dược hòa lên lưới.

2.3.7 Phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song
Theo qui định của Đăng Kiểm thì sự chênh lệch tải vô công giữa hai máy công tác
song song không được vượt quá 10% công suất định mức của máy lớn nhất.Khi các máy
phát công tác song song,nếu có sự phân bố tải vô công không đều,vượt ngoài giới hạn
cho phép sẽ dẫn đến hậu quả sau:
- Máy phát này nhận toàn bộ tải của máy kia dẫn đến cắt một máy ra khỏi mạng do quá
tải
-Hiệu suất của máy có tải vô công lớn sẽ rất thấp
-Tăng tổn hao trong các cuộn dây vì luôn luôn có dòng cân bằng chạy trong hai máy
Để thực hiện phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song thực tế đã áp
dụng phương pháp sau:
1 - Điều khiển đặc tính ngoài
2 - Tự điều chỉnh phân bố tải vô công
3 - Nối dây cân bằng
Việc phân bố tải vô công cho các máy phát song song tàu 22500T sử dụng
phương pháp thay đổi độ nghiêng dặc tính ngoài của máy phát(S18).
CTT
1
: là biến dòng lấy tín hiệu dòng của máy phát số 1,cuộn thứ cấp của nó nối
với chân I,K,chân I
2
,K
2
của khối AVR ở máy phát này được nối cân bằng với chân
I
2
,K
2
của khối AVR ở máy phát kia.
CTT

2
: là biến dòng lấy tín hiệu dòng của máy phát số 2,cuộn thứ cấp của nó nối
với chân I,K,chân I
2
,K
2
của khối AVR ở máy phát này được nối cân bằng với chân
I
2
,K
2
của khối AVR ở máy phát kia.
Khi máy phát nào công tác cấp điện lên lưới thì tiếp điểm áptômát chính và tiếp
điểm 152A(S21) hoặc 252A(S22) sẽ mở ra để sẵn sàng nối dây cân bằng với máy phát
kia để tham gia công tác song song vào mạng.

16
Khi đấu song song các cuộn dây kích từ các máy phát đang công tác song song sẽ
khẳng định được sự thay đổi đồng thời dòng kích từ của các máy phát công tác song
song qua đó khẳng định được sự ổn định phân bố tải vô

2.4: Bảo vệ hệ thống điện năng trên tàu thuỷ
2.4.1. khái niệm chung và yêu cầu của hệ thống bảo vệ
a . Khái niệm
Hệ thống điện năng trên tầu thuỷ có những điều kiện vận hành cũng như hoạt động
của hệ thống rất nghiêm ngặt và có khả năng xảy ra sự cố hoặc hư hỏng ở mỗt chế độ
công tác . Chính vì vậy những hệ thống này phải có những thiết bị bảo vệ đặc biệt .
Việc bảo vệ cho trạm phát điện mang ý nghĩa rất quan trọng sau đây :
+ Tự động ngắt mạch những phần tử có sự cố , tách chúng ra khỏi các phần tử khác
đang hoạt động bình thường . Hình thức bảo vệ này có tác dụng ngăn ngừa những hậu

quả tiếp theo có thể đưa đến ngắt mạch các phần tử khác .
+ Tự ngắt mạch một số phần tử thuộc hệ thống điện năng ( ví dụ : máy phát bị quá tải
, tự động ngắt bớt phụ tải để giảm bớt dòng cho máy phát ) và dự báo những chế độ công
tác khác với chế độ công tác định mức .
b. Yêu cầu của các phần tử bảo vệ
Xuất phát từ tầm quan trọng và ý nghĩa của việc bảo vệ hệ thống , phần tử bảo vệ cần
thoả mãn những yêu cầu sau :
+ Bảo vệ phải có tính chất chọn lọc nghĩa là thiết bị bảo vệ chỉ ngắt mạch các phần tử
hư hỏng , có sự cố thật , tính chất này sẽ đảm bảo độ tin cậy hoạt động liên tục của các
phụ tải tiêu thụ.
+ Bảo vệ phải có tính tác động nhanh , nhờ có tính chất này mà có thể hạn chế ảnh
hưởng xấu đến các máy phát đang công tác song song , đến các phần tử khác , nâng cao
tính ổn định động của máy phát và hệ thống năng lượng .Muốn thế thời gian tác động của
thiết bị bảo vệ phải không quá 0,1

0,5 giây. Tất nhiên ta phải hiểu rằng không phải lúc
nào cũng hoạt động nhanh , ví dụ như : quá tải một thiết bị quan trọng chỉ được dự báo
chứ không được ngắt mạch .
+ Bảo vệ phải có độ tin cậy : Các thiết bị bảo vệ rất ít khi hoạt động vì khi xảy ra sự
cố , song có khi lại sự cố liên tục cách nhau một vài giây , vài giờ , vài tháng , vài năm .
Tuy nhiên một khi xảy ra sự cố thì các thiết bị bảo vệ phải hoạt động được và đúng . Do
đó cấu tạo chúng phải hết sức đơn giản , tin cậy và dễ tháo lắp .
+ Bảo vệ phải có độ nhạy : Đây là tính chất quan trọng để đảm bảo thiết bị phản ứng
ngay với những hiện tượng hư hỏng , sự cố . Độ nhạy của thiết bị bảo vệ được biển thị
bằng hệ số nhạy cảm Kn .
Ví dụ : thiết bị bảo vệ dòng cực đại thì :

I
ng min
là dòng ngắn mạch nhỏ nhất mà thiết bị bảo vệ hoạt động .
I
hd
là dòng hoạt động đã dược ghi trước trên bảng thông số của nó .
Những phần tử bảo vệ chính là rơle cầu chì và Aptômát .



K
n
=
I
ng min
I
hd

17

2.4.2. Bảo vệ trạm phát điện

Trong quá trình vận hành máy phát điện có thể xảy ra những sự cố hư hỏng do nhiều
nguyên nhân khác nhau ( chất cách điện của cuộn dây rôto hay stato bị hỏng , gây ra
ngắn mạch 1 pha , 2 pha , 3 pha với vỏ máy ) vì vậy để đảm bảo an toàn cũng như nâng
cao hiệu suất và tuổi thọ của máy phát cần phải được bảo vệ trên nhiều hình thức khác
nhau như bảo vệ quá tải , bảo vệ ngắn mạch , bảo vệ công suất ngược , bảo vệ thấp áp ,
bảo vệ quá tải .
*/. Bảo vệ ngắn mạch

. Các nguyên nhân gây ngắn mạch
Do hư hỏng các chất cách điện của các phần tử dẫn điện trong các thiết bị dẫn điện
khác nhau . Có hiện tượng đó là do già hoá tự nhiên , sự quá áp , sự bảo dưỡng các thiết
bị không đúng theo quy trình hoặc do hư hỏng cơ khí .
Do hoạt động nhầm lẫn và vi phạm quy trình khi thác kỹ thuật .
. Hậu quả
Tác động nhiệt của dòng ngắn mạch lớn , có thể gây đốt nóng các phần tử dẫn điện
mà nó đi qua đến nhiệt độ vượt quá nhiệt độ cho phép nhiều lần làm cho tiếp điểm của
các khí cụ bị cháy , nếu như khí cụ đó không được tính toán để chịu được dòng ngắn
mạch đó .
Dòng ngắn mạch lớn chạy qua sẽ làm xuất hiện lực tương hỗ rất lớn giữa các phần
dẫn điện của hệ thống điện năng . Lực này sẽ làm hư hỏng các vật liệu cách điện , trụ đỡ
, thanh cái hoặc các vật cố định khác .
Dòng ngắn mạch có thể gây ra sụt áp đột ngột rất lớn , làm xấu đi tính năng công tác
của các phụ tải , đặc biệt đối với dộng cơ có thể bị dừng lại ( dừng dưới điện ) . Điều đó
hết sức nguy hiểm cho sự an toàn của con tầu .
Nếu dòng ngắn mạch kéo dài mà điểm ngắn mạch gần máy phát thì hết sức nguy
hiểm , có thể gây cháy máy phát hay làm mất đồng hồ của các máy phát đang công tác
song song .
. Cách bảo vệ
Sử dụng cầu chì , aptomat tác động nhanh , cuộn cảm .
Trên tầu thuỷ được ứng dụng 3 nhóm aptomat để bảo vệ ngắn mạch và kết hợp
aptomat với cầu chì .
a/ Aptomat cổ điển
Thời gian ngắt mạch khoảng vài ba nửa chu kỳ . Đây là aptomat không sử dụng
thêm các phần tử có thể rút ngắn hay kéo dài thời gian hoạt động . Aptomat cổ điển (hình
10.1)có thể trang bị cho việc bảo vệ quá tải với thời gian trễ và bảo vệ ngắn mạch không
có độ trễ .

18















Hình.10.1. Đặc tính của aptomat cổ điển


t
k

: 10  20s , t
b
: 0,01  0,03s , I
gh
: Giới hạn dòng bảo vệ quá tải .
Nếu dòng đi qua aptomat có trị số từ I
gh
 I
2
, nó sẽ hoạt động theo nguyên tắc bảo vệ
quá tải . Còn khi dòng từ I
2
 I
3
, cơ cấu bảo vệ ngắn mạch sẽ hoạt động với thời gian t =
0,01  0,03s .
b/ Aptomat chọn lọc
Trong cấu trúc của aptomat chọn lọc được lắp đặt thêm phần tử cho phép kéo dài thời
gian hoạt động khi bảo vệ ngắn mạch . Với điều kiện công tác trên tầu thuỷ , kéo dài thời
gian hoạt động của aptomat với độ trễ ngắn , cao nhất là 0,5s .

t
z
: 0,1  0,3s






Hình.10.2. Đặc tính của aptomat chọn lọc



t

I

I
3

I
2

I
g
I
đm
0

t
k
t
b

Quá tải Ngắn mạch
I

I
2

I
1

I
gh

I
đm
0

Qúa tải

Ngắn mạch

t
b
t
z
t

k
t


19

Aptomat chọn lọc (hình 10.2)với phần tử ngắt có độ trễ thời gian ngắn có thể lắp đặt
thêm phần tử ngắt có độ trễ thời gian dài hơn để bảo vệ quá tải , hoặc phần tử không có
độ trễ để bảo vệ ngắn mạch . Các aptomat như vậy sẽ hoạt động không có độ trễ thời
gian nếu có dòng ngắn mạch lớn . Còn nếu dòng ngắn mạch nhỏ thì hoạt động vẫn có độ
trễ ngắn . Như vậy trong aptomat có 2 phần tử bảo vệ ngắn mạch .
c/ Aptomat hoạt động nhanh
Aptomat hoạt động nhanh được cấu trúc thêm phần tử cho phép rút ngắn thời gian
hoạt động của chính bản thân nó . Nó có khả năng đáp ứng hạn chế được trị số dòng
ngắn mạch .










t
s
: Từ vài ms  10 ms .

Hình.10.3. Đặc tính của aptomat hoạt động nhanh

Aptomat hoạt động nhanh (hình 10.3)có khả năng hoạt động ngay nửa chu kỳ đầu
tiên của dòng ngắn mạch . Ta có thể đặt phần tử hoạt động nhanh để nó hoạt động trước
khi xuất hiện dòng xung kích . Như vậy nó có khả năng hạn chế được dòng ngắn mạch .
Với dòng ngắn mạch nhỏ hơn dòng ta đặt ở phần tử hoạt động nhanh thì các phần tử
khác sẽ hoạt động giống như aptomat cổ điển và aptomat chọn lọc .
d/ Kết hợp aptomat và cầu chì để bảo vệ ngắn mạch
Khi ứng dụng aptomat cổ điển và aptomat chọn lọc để bảo vệ ngắn mạch cho máy ta
nhận thấy rằng : Do trong cấu trúc của hai loại trên không có phần tử cho phép rút ngắn
thời gian hoạt động của chúng nên cho dù dòng ngắn mạch lớn đến đâu chăng nữa thì
chúng chỉ có khả năng hoạt động với thời gian nhanh nhất là bằng t
b
= 0,01  0,03s .
Điều đó thật bất lợi , vì nếu dòng ngắn mạch I > I
3
mà sau thời gian t
b
mới cắt thì quá
chậm và có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho hệ thống .
Do vậy ta có thể kết hợp giữa aptomat và cầu chì (hình 10.4)để bảo vệ ngắn mạch
cho những trường hợp ta vừa ví dụ ở trên .
Khi kết hợp đúng giữa aptomat và cầu chì sẽ tạo ra được thời gian cắt mạch t < t
b
vì
lúc này cầu chì sẽ được hoạt động trước .

I

I
4

I
3

I
2

I
1

I
gh
I
đ
t

t
s

t
b

t

z

t
k

Quá t
ải

Ng
ắn mạch

0


20

Hình.10.4. Đặc tính kết hợp aptomat và cầu chì

1 , 2 : Đặc tính của aptomat cổ điển .
3 : Đặc tính của cầu chì kết hợp .
4 : Giới hạn sức bền của phần tử nhiệt .
Cầu chì phải được chọn sao cho đặc tính t = f(I) của nó phải đi qua điểm b , bằng
cách chọn như vậy khi dòng lớn hơn I
3
cầu chì sẽ hoạt động bảo vệ trước aptomat .
Tất cả các loại aptomat trên đều đáp ứng đủ các yêu cầu quy định của đăng kiểm và
cơ quan quy chuẩn thiết bị . Do vậy để bảo vệ cho máy phát là vô cùng quan trọng . Đối
với máy phát có thể các loại bảo vệ khác không có nhưng nhất thiết bảo vệ ngắn mạch
phải có .

*/. Bảo vệ điện áp thấp
a/ Nguyên nhân gây ra thấp áp
- Do khởi động các động cơ dị bộ có công suất lớn .
- Do ngắn mạch tải một điểm nào đó .
- Do hoạt động không bình thường của bộ tự động điều chỉnh điện áp .
b/ Hậu quả .
- Quá tải với dòng lớn gần như dòng ngắn mạch làm cho máy phát bị cắt ra khỏi mạng
( đối với máy phát ) .
- Đối với các động cơ có thể bị dừng dưới điện và dẫn đến cháy động cơ .
- Đối với các khí cụ điện có thể tự động nhả ra hoặc hoạt động không tin cậy .
c/ Bảo vệ thấp áp cho tàu 22500T.
* Điện áp mạng 440V.

Điện áp 440V của máy phát được đưa vào khối GRS51(S05).Khi có cách điện thấp thì
đầu ra 3-4 của khối GRS51(S05) có tín hiệu đóng tiếp điểm GRS51(S32) cấp điện cho rơ
le 30T1 sau 30s nếu cách điện 440V vẫn thấp thì tiếp điểm 30T1(S71) đóng làm đầu vào
102 của khối PC-ANN1 có điện đầu ra của khối có điện đóng tiếp điểm của nó ở S71 đèn
RL sáng báo cách điện 440V thấp.
I

I
3
I
2
I
g
I
đ
0

t

1

2

4

3

Quá t
ải

Ngắn mạch

t
b

t
k


21
* Điện áp mạng 220V.
Điện áp 220V của máy phát được đưa vào khối GRS61(S07).Khi có cách điện thấp thì
đầu ra 3-4 của khối GRS61(S07) có tín hiệu đóng tiếp điểm GRS61(S32) cấp điện cho rơ
le 30T2 sau 30s nếu cách điện 220V vẫn thấp thì tiếp điểm 30T2(S71) đóng làm đầu vào
103 của khối PC-ANN1 có điện đầu ra của khối có điện đóng tiếp điểm của nó ở S71 đèn
RL báo cách điện 220V thấp.
*/. Bảo vệ quá tải
a/ Những nguyên nhân chủ yếu
- Cắt một hoặc vài máy phát đang công tác song song với các máy khác ra khỏi lưới .
- Khởi động trực tiếp các động cơ dị bộ có công suất lớn .
- Tự khởi động hoặc gia tốc các động cơ dị bộ sau khi loại trừ các điểm ngắn mạch của
hệ thống .
- Quá tải của những động cơ có công suất lớn .
- Phân chia tải không đều giữa các máy phát công tác song song .
b/ Hậu quả của quá tải
- Gây ra sự gia tăng nhiệt , quá nhiệt độ cho phép của các thiết bị mà có dòng quá tải đi
qua . Làm già hoá chất cách điện và có thể gây cháy .
- Gây cắt máy phát ra khỏi mạng điện làm mất điện toàn cầu .
c/ Quy định các mức quá tải cho máy phát
- Máy phát được tính toán thiết kế để chịu được dòng quá tải trong thời gian tương đối

dài . Thường cho phép quá tải đến 1,1I
đm
trong thời gian quá 15 phút hoặc dài hơn .
- Khi dòng quá tải ( 1,1  1,5 ) I
đm
thì các thiết bị bảo vệ quá tải phải cắt máy phát với
độ trễ thời gian sao cho đảm bảo nhiệt độ của các thiết bị có dòng đi qua không vượt quá
nhiệt độ cho phép .
- Khi dòng quá tải bằng 1,5I
đm
độ trễ thời gian cắt máy phát không quá 2 phút đối với
máy phát xoay chiều và không vượt quá 15 giây đối với máy phát một chiều .
- Khi dòng tải lớn hơn 1,5I
đm
ta coi là dòng ngắn mạch và các thiết bị bảo vệ ngắn
mạch phải hoạt động .
d/ Bảo vệ quá tải tàu 22500T
Bảo vệ quá tải.
Bảo vệ quá tải máy phát được thực hiện bởi khối PWC,ICU_GP1và khối PC_ANN1.
Tín hiệu điện áp máy phát và tín hiệu dòng tải của máy phát thông qua biến dòng gửi
tới PWC thông qua chân AN1,AN2,AN3và AN4.
Khi máy phát 1 bị quá tải,khối PWC có tín hiệu đóng tiếp điểm PTA ở ACB1 làm
cho đầu vào 52AL(S31) và 52X(S31) của khối ICU_GP1 có tín hiệu tiếp điểm của nó
đóng lại cấp tín hiệu tới khối PC_ANN1 xử lý,làm tiếp điểm của nó ở S61 đóng lại,khi
đó đèn RL sáng báo máy phát số 1 quá tải.Đồng thời khi đó từ khối PWC gửi tín hiệu qua
chân 014V(S52) đến S38 cấp điện cho rơ le PT2X tiếp điểm của nó ở S25 đóng lại cấp
tín hiệu đến chân 512 của khối ESPC khi máy phát 1 bị quá tải thì khối ICU-GP1 cũng
gửi tín hiệu đến ESPC ,từ ESPC gửi tín hiệu đến các cuộn SHC để ngắt các phụ tải không
quan trọng như thiết bị làm lạnh,quạt gió,bếp,máy đốt rác và các hệ thống không quan
trọng khác.

Khi ngắt các phụ tải không quan trọng mà hiện tượng quá tải vẫn còn thì đầu OC3 của
PWC có điện đóng tiếp điểm ở S38 làm rơ le R91Z có điện,truớc đó khi ACB1 đóng thì
tiếp điểm ACB1 đóng làm 152B(S21) có điện đóng tiếp điểm 152B(S39)khi đó làm cho
191X1(S39) có điện đóng tiếp điểm 191X1 cấp điện cho rơ le 152TX đóng tiếp điểm
152TX của nó lại cấp tín hiệu đến mở áp tô mát.

22
*/. Bảo vệ công suất ngược
a/ Nguyên nhân gây ra hiện tượng công suất ngược
Gián đoạn việc cung cấp dầu cho diezel , hỏng khớp nối giữa máy phát và động cơ
truyền động hay hơi vào tuốc bin .
Đối với máy phát một chiều chuyển sang chế độ công tác động cơ còn do điện áp
kích từ hay điện áp máy phát bị giảm , tức là sức điện động của máy phát nhỏ hơn điện
áp trên thanh cái .
b/ Hậu quả
Làm cho các máy phát còn lại bị quá tải dẫn đến cắt toàn bộ các máy phát ra khỏi
mạng .
Mức dầu bị gián đoạn ( hoặc hỏng khớp nối ) , khi dầu có trở lại dẫn đến quá tốc của
động cơ diezel .
c/ Các bảo vệ
Bảo vệ công suất ngược cho máy phát đồng bộ phải có cảm biến chiều của công suất
, phần tử đó gọi là bộ nhạy pha . Trên tàu thuỷ thường được ứng dụng 2 loại rơle công
suất ngược đó là rơle công suất ngược cảm ứng và rơle công suất ngược bán dẫn .

Hình.10.5. Rơle công suất ngược cảm ứng kí hiệu UM- 149

-Cấu tạo rơle UM - 149 bao gồm các phần tử như sau (hình 10.5):
Khung từ 1 và 2 , trên khung từ 1 được quấn cuộn dòng 4 và lấy tín hiệu từ biên
dòng của máy phát . Trên khung từ 2 được quấn cuộn áp 5 và lấy tín hiệu từ biến áp đo
lường . Đĩa 3 bằng nhôm được cố định trên trụ quay có các gối đỡ . Tiếp điểm 8 được cố
định cùng với trụ quay của đĩa nhôm 3 , tiếp điểm 9 đặt cố định , khi đĩa nhôm 3 được
quay theo một chiều nhất định tiếp điểm 8 và 9 được tiếp xúc . Đĩa nhôm 3 chỉ được
quay theo hướng nhất định , hướng ngược lại bị hãm bằng chốt , nếu có hiện tượng công
suất ngược I ngược pha 180
o
gọi là I' và 
I
 
I'
.
Muốn có từ trường quay ta phải tạo ra 2 từ thông 
I
và 
U
lệch pha nhau về không
gian và thời gian .

1

8

9

4


I

5

3

2


U

Nối với
bi
ến dòng

Nối với

bi
ến áp