Trang thiết bị điện tàu 22500 tấn đi sâu nghiên cứu hệ thống trạm phát điện sự cố tàu 22500 tấn

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy, cô giáo trong ngành điện tự động
tàu thủy nói riêng và các thầy cô trong khoa Điện- Điện tử nói chung đã tạo điều
kiện cho em rất nhiều. Đặc biệt em cảm ơn thầy Tô Văn Hƣng và các bạn trong
lớp đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này một cách tốt nhất có thể.
Hải Phòng, ngày 12 tháng 12 năm 2015
Sinh viên
Phạm Thị Phƣơng

1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình này là do tôi làm và có tham khảo thêm một ít
tài liệu có liên quan (nhƣng không đáng kể). Các kết quả và số liệu trong đề tài
là trung thực, chính xác.
Hải Phòng, ngày 12 tháng 12 năm 2015
Sinh viên
Phạm Thị Phƣơng

2


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. 2
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................... 5
TỔNG QUAN VỀ TÀU 22500T ........................................................................ 6
1. Tàu có các thông số cơ bản sau đây: ............................................................... 6
2. Bố trí thuyền viên : ......................................................................................... 7

3. Dung tích các dầu và két nƣớc ........................................................................ 8
4. Trạm phát chính và trạm phát điện sự cố ........................................................ 8
5. Máy chính ...................................................................................................... 8
PHẦN I: TRANG THIẾT BỊ TÀU 22500 TẤN ................................................. 9
CHƢƠNG 1. TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH ....... Error! Bookmark not defined.
1.1. Các đặc điểm của máy phát chính tàu 22500T ........................................... 10
1.2. Bảng điện chính tàu 22500T ........................ Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Cấ u ta ̣o mặt trƣớc của bảng điện chính tàu 22500T Error! Bookmark not
defined.
a. Panel điều khiển máy phát số 1 và số 2: SNP1, SNP2 (No.19-1) .......... Error!
Bookmark not defined.
b. Panel cấp nguồn phu ̣ tải 440V số 2 : SNP4 (SHEET NO.19-1 ). ........... Error!
Bookmark not defined.
c. Panel phu ̣ tải 440V số 1: SNP3 (SHEET NO.19-2 )...... Error! Bookmark not
defined.
d. Panel cấp nguồn phu ̣ tải 220V : SNP5 (SHEET NO.19-2 ) . Error! Bookmark
not defined.
1.2.2. Cấ u ta ̣o bên trong bảng điê ̣n chính . ......................................................... 12
1.3. Hoạt động của bảng điện chính .................... Error! Bookmark not defined.
1.3.1. Nguyên lý hoạt động mạch đo lƣờng (S11) ............ Error! Bookmark not
defined.
1.3.2. Mạch điều khiển đóng, mở aptomat .......... Error! Bookmark not defined.
a/Giới thiệu phần tử :.......................................... Error! Bookmark not defined.
b/Phân tích nguyên lí hoạt động: ........................ Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Hệ thống hòa đồng bộ ............................... Error! Bookmark not defined.
3


1.3.4. Phân bố tải tác dụng cho các máy phát công tác song song ..................... 20
1.3.5. Phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song

. .............. 21

1.3.6. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp ...................................................... 22
1.3.7. Báo động và bảo vệ cho trạm phát .......................................................... 23
a.Bảo vệ quá tải ................................................................................................ 23
b.Bảo vệ ngắn mạch ......................................................................................... 24
c.Bảo vệ công suất ngƣợc ................................................................................. 24
d.Bảo vệ điện áp thấp ....................................................................................... 24
e. Báo động cách điện thấp ............................................................................... 25
CHƢƠNG 2: MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỂN HÌNH TÀU 22500T ..................... 26
2.1. Hê ̣ thố ng làm hàng thủy lƣ̣c ....................................................................... 26
2.2. Hệ thống TĐĐ buồng máy ........................................................................ 29
2.3. Hệ thống tay chuông truyền lệnh ............................................................... 32
a. Nguyên lý hoạt động của tay chuông chính: ................................................. 34
b. Nguyên lý hoạt động của tay chuông phụ: .................................................... 35
PHẦN II: ĐI SÂU NGHIÊN CỨU TRẠM PHÁT ĐIỆN SỰ CỐ..................... 37
CHƢƠNG 3. TRẠM PHÁT ĐIỆN SỰ CỐ TÀU 22500T ............................... 38
3.1. Tổng quan về trạm phát điện sự cố ............................................................ 38
3.2. Các thông số kỹ thuật của máy phát sự cố. ................................................ 38
3.3. Trạm phát điện sự cố tàu 22500T. ............................................................. 39
3.3.1. Mặt trƣớc của bảng điện sự cố (SHEET NO.28-1).................................. 39
3.3.2. Cấu tạo bên trong các Panel của bảng điện sự cố: ....................................... 40
3.4. Nguyên lý hoạt động về việc cấp nguồn đến các phụ tải: ........................... 41
3.5. Quá trình khởi động, dừng cho Diesel máy phát sự cố. .............................. 42
3.6 Lƣu đồ thuật toán điều khiển bảng điện sự cố (SHEET NO.17).................. 42
3.6.1. Đối với chế độ bằng tay. ......................................................................... 42
3.6.2. Đối với chế độ tự động. .......................................................................... 43
3.6.3. Ở chế độ thử sự cố .................................................................................. 43
3.7. Nguyên lý hoạt động của bảng điện sự cố .................................................. 43

3.7.1. Chế độ tự động: ....................................................................................... 44
3.7.2 Ở chế độ điều khiển bằng tay:................................................................... 47
3.7.3 Test thử máy phát sự cố. ........................................................................... 47
3.8. Các báo động và bảo vệ ............................................................................. 48
4


KẾT LUẬN ...................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................. Error! Bookmark not defined.

LỜI MỞ ĐẦU
Từ thập niên 70 trở lại đây, ngành Hàng Hải thế giới đang bƣớc vào giai đoạn
phát triển hết sức mạnh mẽ. Cùng với sự lớn mạnh của hàng hải thế giới, ngành
Hàng Hải Việt Nam cũng đang dần hoàn thiện và phát triển không ngừng. Trong
công cuộc cải cách và mở cửa nền kinh tế nƣớc ta hiện nay, nhu cầu xuất nhập
khẩu hàng hoá tăng lên rất nhanh. Nhằm đáp ứng công tác vận chuyển hàng hoá
và cạnh tranh trên thị trƣờng vận tải biển, đội tàu biển Việt Nam cũng dần phát
triển cả về quy mô và chất lƣợng, đồng thời nhiều tuyến vận tải mới đƣợc mở ra.
Xu hƣớng nhanh hơn, lớn hơn, an toàn và hiện đại hơn của đội tàu thế giới đã và
đang là thách thức đối với đội tàu biển Việt Nam. Để thực hiện nhiệm vụ quan
trọng đó, ngành hàng hải Việt Nam cũng không ngừng đƣợc đổi mới, không chỉ
nâng cao trình độ chuyên môn của cán bộ thuyền viên mà từng buớc hiện đại
hoá đội tàu. Xu thế của ngành đóng tàu hiện nay là tăng tải trọng của tàu và tự
động hoá toàn bộ hệ thống trên tàu để nâng cao độ tin cậy, an toàn cho con tàu,
cải thiện đƣợc điều kiện làm việc của thuyền viên.
Sau 4,5 năm học tại trƣờng, em đã đƣợc ban chủ nhiệm khoa Điện-Điện tử
giao cho đề tài “Trang thiết bị tàu 22500T. Đi sâu nghiên cứu trạm phát
điện sự cố”. Bằng sự cố gắng của bản thân cùng với sự chỉ bảo và hƣớng dẫn
tận tình của thầy Th.s Tô Văn Hƣng cùng các thầy cô giáo trong khoa cùng sự
giúp đỡ của bạn bè đến nay em đã hoàn thành bản luận văn. Do bản thân còn có

nhiều hạn chế về mặt kiến thức, nên tuy đã cố gắng hết sức nhƣng bản luận văn
vẫn có những thiếu sót nhất định. Em kính mong đƣợc sự chỉ bảo và hƣớng dẫn
của các thầy cô để em hiểu biết thêm về kiến thức nghề nghiệp sau này.
5


Em xin chân thành cảm ơn!
Hải Phòng, ngày 12 tháng 12 năm 2015
Sinh viên
Phạm Thị Phƣơng

TỔNG QUAN VỀ TÀU 22500T
Tàu 22500T là tàu đƣợc thiết kế và đóng mới tại công ty đóng tàu Bạch
Đằng, là con tàu thứ 7 đã đƣợc đóng. Tàu có tên là Lucky Star. Tàu đƣợc thiết
kế theo đơn đặt hàng của công ty vận tải viễn dƣơng VOSCO. Tàu đƣợc trang bị
các hệ thống và thiết bị hiện đại, dễ dàng, thuận lợi cho con ngƣời trong việc vận
hành và khai thác.

1.Tàu có các thông số cơ bản sau đây:
- Chiều dài

: 190 (m)

- Chiều rộng

: 32,26 (m)

- Chiều cao mạn đến boong chính

: 10,90 (m)

- Chiều dài giữa 2 đƣờng vuông góc : 183,25 (m)
- Mớn nƣớc mẫu thử

: 12,6 (m)

Tải trọng

: 22500 (t)

- Mớn nƣớc hàng nhẹ

: 10,9 (m)

Tải trọng

: 44000 (t)

- Tàu có 5 hầm hàng, dung tích các khoang hàng (tính cả miệng khoang) nhƣ
sau:
Hàng rời (m3)

Hàng kiện (m3)

1

3,472

3,434

2

5,695

5649

3

6,883

6841

4

6,883

6841

Khoang hàng số

6


5

6,241

6201

Tổng

29,174 m3

28,966 m3

- Tốc độ và tiêu hao nhiên liệu:
Thử tốc độ ở điều kiện đã dằn: Khoảng 15 hải lý.
Tốc độ phục vụ trong điều kiện tải thiết kế tại nơi nƣớc sâu ở công suất ra
khoảng 13,5 hải lý.
Suất tiêu hao nhiên liệu thiết kế 173,4g/Kwh.
Tầm hoạt động ở kết quả tính toán tốc độ phục vụ đã đề cập ở trên từ sự tiêu thụ
nhiên liệu và sự tiêu hao nhiên liệu kể trên không bao gồm dầu Diesel là khoảng
17.000 dặm.
2. Bố trí thuyền viên :
Phần boong

Phần máy

Phần business

Thuyền trƣởng

1

Máy trƣởng

1

Sĩ quan trƣởng

1

Máy nhất

1

Sĩ quan 2

1

Máy 2

1

Sĩ quan 3

1

Máy 3

1

Thợ điện

1

Tổng số sĩ quan 9 ngƣời
Boong trƣởng

1

Thợ chấm dầu 1

1

Phục vụ trƣởng

1

Thuỷ thủ AB

3

Thợ chấm dầu

3

Phục vụ

2

Thuỷ thủ boong

3

Nhân viên lau 3
chùi

Tổng số thuỷ thủ 17 ngƣời
Thợ điện dự bị

1

Sĩ quan dự bị

1
7


Thuỷ thủ dự bị

2

Tổng số các thuỷ thủ khác 4 ngƣời
Tổng số ngƣời: 30
3. Dung tích các dầu và két nƣớc
Két dầu F.O:

1.573m3

Két dầu D.O:

260m3

Két nƣớc ngọt:

237m3

Két nƣớc ballast:

6.923m3

4. Trạm phát chính và trạm phát điện sự cố
Tàu 22500T có trạm phát chính bao gồm có 2 máy phát chính có các thông số
nhƣ nhau :
Stt Thông số

Trạm phát điện

Trạm phát điện

chính

sự cố

Đơn vị

1

Công suất Sdm

600

80

KVA

2

Công suất Pdm

480

64

KW

3

Điện áp Uđm

450

450

V

4

Dòng điện Iđm

700

102.6

A

5

Tần số f

60

60

Hz

6

Tốc độ nđm

1200

1200

v/p

7

Hệ số công

0.8

0.8

3

3

suất Cosφ

8

Số pha

8


5. Máy chính
Máy chính của tàu 22500T là loại động cơ Diesel kiểu 2 thì, quét thẳng qua
xupap, tác dụng đơn, đảo chiều trực tiếp, một hàng xilanh thẳng đứng, đầu chữ
thập, tuabin khí xả tăng áp.

PHẦN I
TRANG THIẾT BỊ TÀU 22500 TẤN

9


CHƢƠNG 1. TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH
1.1 . Các đặc điểm của máy phát chính tàu 22500T
Trên tàu 22500T đƣợc lắp đặt 2 máy phát chính loại không chổi than của hãng
TAIYO. Trạm phát chính của tàu 22500T gồm 2 máy phát của hãng TAIYO
(Nhật Bản) có các thông số kỹ thuật đƣợc nêu ở bảng thông số phần trên.
1.2.Bảng điện chính tàu 22500T
1.2.1. Cấ u ta ̣o mặt trƣớc của bảng điện chính tàu 22500T
Bảng điện chính tàu 22500T bao gồm 7 panel chính mỗi panel có chức năng và
nhiệm vụ khác nhau.
- Panel khởi động các phụ tải tại bảng điện chính số 1 (No.2 GSP,N0.19-1)
- Panel khởi động các phụ tải tại bảng điện chính số 2 (No.1 GSP,N0.19-2)
- Panel G1 (NO.1 GEN PANEL,N0.19-1)

- Panel G2 (NO.2 GEN PANEL,N0.19-1)
- Panel cấp nguồn 220V (220V FEED PANEL,N0.19-2)
- Panel cấp nguồn 440V (NO.1 440V FEEDER PANEL,N0.19-2)
- Panel cấp nguồn 440V (NO.2 440V FEEDER PANEL,N0.19-1)
a. Panel điều khiển máy phát số 1 và số 2: SNP1, SNP2 (No.19-1)
G1-1A~1D; G2-1A~1D : Aptomat chính.
A11; A21:

Thiết bị đo dòng.

V11; V21:

Thiết bị đo điện áp.
10


W11; W21:

Thiết bị đo công suất.

FM11; FM21:

Thiết bị đo tần số (frequency metter).

WL:

Đèn báocó nguồn máy 1 và máy 2 (white lamp).

AS11; AS21:

Là công tắc chuyển mạch đo dòng của từng pha (ampe

switch).
VFS11; VFS21:

Là công tắc chuyển mạch điện áp và tần số giữa cácpha

(voltage frequency switch).
Công tắc chuyển mạch điều khiển động cơ secvo (control

CS11; CS21:
switch).
GS11; GS21:

Công tắc phân bố tải tác dụng bằng tay.

SHS11; SHS21:

Công tắc điều khiển mạch sấy.

3-105; 3-205:

Nút ấn dừng.

3-106; 2-206:

Nút ấn khởi động.

VR2; VR1:

Biến trở.

OCR11; OCR21: Rơle bảo vệ quá tải.
RPR11; RPR21:

Rơle bảo vệ công suất ngƣợc cho G.No.1.

GL:

Đèn báo nguồn cấp đang hoạt động trên lƣới (green lamp).

RL:

Đèn báo chƣa đƣợc đóng lên lƣới (red lamp).

GSL10:

Nhóm đèn tín hiệu máy phát (SHEET NO.15-1):

b. Panel cấp nguồn phu ̣ tải 440V số 2 : SNP4 (SHEET NO.19-1 ).
2MP1:

Aptomat nối với bảng điện sự cố.

2MP12:

Aptomat cấp nguồn cho bơm nƣớc ngọt sinh hoạt.

2MP3:

Aptomat cấp nguồn cho tời nâng hạ cầu thang.

2MP13:

Aptomat cấp nguồn cho hệ thống máy lọc dầu nặng số 2.

2MP14 :

Aptomat cấp nguồn cho hệ thống máy lọc dầu nhẹ số 2.

2MP15:

Aptomat cấp nguồn cho hệ thống xử lý nƣớc thải.

2MP18:

Aptomat cấp nguồn cho máy hút ẩm số 3

2MP19:

Aptomat cấp nguồn cho máy hút ẩm số 4

2MP20:

Aptomat cấp nguồn cho máy hút ẩm số 5.
11


2MP22÷2MP24: Aptomat dự trữ.
c. Panel phu ̣ tải 440V số 1: SNP3 (SHEET NO.19-2 ).

MΩ51:

Đồng hồ megaom đo điện trở cách điện toàn trạm phát.

ES51:

Nút kiểm tra cách điện pha.

SC:

Hộp kết nối với điện bờ (shore connection).

SL52:

Đèn báo nguồn điện bờ.

1MP1:

Aptomat cấp nguồn cho bơm cấp dầu thủy lực.

1MP2:

Aptomat cấp nguồn cho tời nâng hạ cứu sinh.

1MP4:

Aptomat cấp nguồn cho cẩu số 1.

1MP5:

Aptomat cấp nguồn cho cẩu số 2.

1MP11:

Aptomat cấp nguồn cho bơm nƣớc ngọt.

1MP12:

Aptomat cấp nguồn cho máy lọc dầu nặng số 1.

1MP13 :

Aptomat cấp nguồn cho máy lọc dầu nặng số 1.

1MP15:

Aptomat cấp nguồn cho nồi hơi phụ.

1MP18:

Aptomat cấp nguồn cho máy lọc dầu D.O .

1MP19:

Aptomat cấp nguồn cho máy hút ẩm số 1.

1MP20:

Aptomat cấp nguồn cho máy hút ẩm số 2.

1MP21:

Aptomat cấp nguồn cho máy phát số 1.

1MP25:

Aptomat cấp nguồn cho transformer chung (pha RS).

1MP26:

Aptomat cấp nguồn cho transformer chung (pha ST).

1MP27:

Aptomat cấp nguồn cho transformer chung (pha TR).

1MP22÷1MP24:

Aptomat dự trữ.

d. Panel cấp nguồn phu ̣ tải 220V : SNP5 (SHEET NO.19-2 )
EL61:

Đèn báo cách điện giữa các pha với nhau (earth lamp).

ES61:

Nút ấn kiểm tra cách điện giữa các pha với nhau (earth switch).

A61 :

Ampe kế đo dòng.

MΩ61:

Megaom kế đo điện trở.

V61:

Vôn kế đo điện áp.

AS61:

Công tắc xoay để chuyển đo dòng điện của từngpha.
12


VS61:

Công tắc xoay để chuyển đo điện áp giữa cácpha.

NL, ND :

Aptomat cấp nguồn cho đèn hành trình và các thiết bị thông tin.

LD1 ÷ LD8 :

Aptomat cấp nguồn ánh sáng trên tàu.

1.2.2.Cấ u ta ̣o bên trong bảng điêṇ chính .

- Sơ đồ (SH 28-1) và (SH 28-1): Mạch nguồn điều khiển
- Sơ đồ (SH 28-3): Bus điều khiển công suất (bus control power circuit).
- Sơ đồ (SH 28-4): Mạch cấp nguồn xoay chiều 220V.
- Sơ đồ (SH 28-5): Sơ đồ một dây của bảng điện chính (one line digram).
- Sơ đồ (SH 28-6): Mạch bảo vệ biến áp (trans protect circuit).
- Bản vẽ (SH 28-7) và (SH 28-8): Mạch đo lƣờng và bảo vê ̣ G.No.1 và G.No.2
(measure and No.1 Gen protect circuit; measure and No.2 Gen protect circuit).
- Sơ đồ (SH 28-10): Mạch điều khiển động cơ secvô (governor motor circuit):
- Sơ đồ (SH 28-11): Là sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh điện áp (AVR circuit)
- Sơ đồ (SH 28-12): Mạch sấy các máy phát (space heater circuit):
- Sơ đồ (SH 28-13) và (SH 28-14): Mạch điều khiển ACBG1 và ACB G2:
- Sơ đồ (SH 28-15): Sơ đồ mạch kết nối với nguồn điện bờ (shore connection
circuit)
- Sơ đồ (SH 28-16): Mạch dừng khẩn cấp ES và ngắt ƣu tiên (motor emerg stop
& pref trip circuit)
- Sơ đồ (SH 28-17): Mạch dừng khẩn cấp ES và ngắt ƣu tiên (motor emerg stop
& pref trip circuit)
- Sơ đồ (SH 28-18)÷ (SH 28-21): Mạch nguồn điều khiển một chiều 24V (DC
24V control circuit)
- Sơ đồ (SH 28-22). Mạch điều khiển hòa đồng bộ (ASD control circuit)
- Sơ đồ (SH 28-23). PWC khối điều khiển công suất (power control)
- Sơ đồ (SH 28-24). Nhóm đèn báo tín hiệu (signal lamp circuit).
- Sơ đồ (SH 28-25). Đèn báo tín hiệu (signal lamp)
- Sơ đồ (SH 28-26). Đèn báo tín hiệu (signal lamp)

13


- Sơ đồ (SH 28-27). Mạch báo động đƣợc điều khiển bằng PLC (PLC alarm
circuit)

- Sơ đồ (SH 28-28, SH 28-29). Mạch kết nối với bên ngoài (outside connect
circuit).
- Sơ đồ (SH 28-30). Sơ đồ mạch GRU-80
- Sơ đồ (SH 28-31). Sơ đồ khối ICU-GP đƣa tín hiệu ra máy tính

- Sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh điện ápAVR :
Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu 22500T là hệ thống điều chỉnh điện áp
theo nguyên tắc kết hợp giữa phức hợp pha song song và điều chỉnh theo độ
lệch:
* Phần mạch phức hợp pha:
+ G: Máy phát đồng bộ ba pha không chổi than.
+ EX: Máy phát kích từ.
+ F1: Cuộn kích từ của máy phát chính.
+ F2: Cuộn kích từ của máy phát kích từ.
+ RT: Cuộn kháng lấy tín hiệu điện áp máy phát.
+ CT: Biến dòng lấy tín hiệu dòng tải.
+ Si1,Si2: Các bộ chỉnh lƣu.
* Phần mạch điều chỉnh theo độ lệch:
+ Deviation detecting circuit: Mạch tạo tín hiệu độ lệch.
+ PID circuit: Mạch PID.
+ Phase contort circuit: Mạch điều chỉnh pha.
+ Power source circuit: Mạch cấp nguồn.
+ Main thysistor circuit: Mạch thysistor chính.
+ Synchronize control circuit: Mạch điều khiển đồng bộ.
+ CTT: Biến dòng lấy tín hiệu dòng cho mạch phân bố tải vô công.
+ TP1: Biến áp cảm biến điện áp thực của máy phát.
14


+ CCR: Biến trở điều chỉnh tải vô công.

+ D1: Cầu chỉnh lƣu 3 pha.
+ VR: Biến trở điều chỉnh điện áp máy phát.
+ Q1: Khuếch đại thuật toán.
+ Tụ C8, C9 và R11: Bù tần số tạo ra tính ổn định cho Q1.
+ Q3, Q4: Các transistor.
+ Q5: Transistor 1 tiếp giáp UJT tạo xung.
+ Z1, Z2: Các điot zener ổn áp.
+ D9: Cầu chỉnh lƣu 2 pha.
+ TP3: Biến áp xung.
+ AA-049: Bộ lọc sóng hài bậc cao.
+ SCR1, SCR2: Các thysistor thực hiện chức năng điều chỉnh.
+ TP2: Biến áp cấp nguồn cho mạch điều khiển pha.
+ Q2: Khuếch đại thuật toán tạo điện áp đồng bộ.
+ C16,C15,R31: Bù tần số tạo tính ổn định cho Q2.
1.3. Hoạt động của bảng điện chính
1.3.1. Nguyên lý hoạt động mạch đo lƣờng (S11)
Với máy phát số 1:
Mạch đo dòng điện:
Dòng 3 pha R,S,T đƣợc lấy từ biến dòng CT11(S01) đƣa đến đầu 11A(S11) qua
bộ biến đổi công suất TD11, pha R vào 1 ra 2 qua 1C4 vào chân R của công tắc
chuyển mạch đo AS11, pha T vào 3 ra 4 qua 1C5 đƣa vào chân T của AS11).
- Nếu ta đo dòng pha R thì xoay công tắc AS11 sang vị trí pha R.
lúc đó, pha R nối với A2 đƣa vào 1 đầu của đồng hồ đo dòng A11, T nối S nối
với A1 đƣa vào đầu còn lại của A11, điện bờ ngắn mạch => số liệu trên đồng hồ
A11 chính là dòng pha R.
- Nếu ta đo dòng pha S thì xoay công tắc AS11 sang vị trí pha S.

15

Lúc đó, pha S nối với A1 đƣa vào 1 đầu của A11, T nối R nối với A2 qua 1M2
tới đầu còn lại của A11, điện bờ ngắn mạch => số liệu trên đồng hồ A11 chính
là dòng pha S.
-Nếu ta đo dòng pha T thì xoay công tắc AS11 sang vị trí pha T.
Lúc đó, pha T nối với A2 qua 1M2 tới 1 đầu của A11, pha S nối R nối với A1 tới
đầu còn lại của AS11, điện bờ ngắn mạch => số liệu trên đồng hồ A11 chính là
dòng pha T.
- Nếu ta đo dòng điện bờ thì xoay công tắc AS11 sang vị trí SHORE khi đó pha
R, S, T nối với nhau, khi đó K nối với A2 qua 1M2 tới 1 đầu của AS11, L nối
với A1 đƣa tới đầu còn lại của AS11=> ampe kế chỉ dòng điện bờ.
Mạch đo điện áp, tần số:
- Dùng công tắc VFS11, vôn kế V11 và đồng hồ đo tần số FM11.
- Điện áp 3 pha của máy phát đƣợc lấy từ biến áp PT11(S01) đƣa đến 11V.
- Điện áp trên thanh cái đƣợc lấy từ biến áp PT51(S05) đƣa đến 52V
- Điện áp bờ đƣợc lấy từ biến áp PT500 (S24) đƣa đến SCV.
+ Nếu ta đo điện áp, tần số pha R-S ta xoay công tắc VFS11 về vị trí R-S
Khi đó, pha R qua 1VRO đƣa vào chân 1 ra chân 2 và đƣa vào 1V1 của V11 và
FM11, pha S qua 1VS đƣa vào chân 5 ra chân 6 và đƣa vào 1V2 của V11và
FM11=> đo điện áp, tần số pha R-S.
+ Nếu ta đo điện áp, tần số pha S-T ta xoay công tắc về vị trí S-T
Khi đó, pha S đƣa vào chân 5 ra chân 6 và đƣa vào 1V2 của V11và FM11, pha T
đƣa vào chân 11 ra chân 12 và đƣa vào 1V1 của V11và FM11 => đo điện áp, tần
số pha S-T.
+ Nếu ta đo điện áp, tần số pha T-R ta xoay công tắc về vị trí T-R
Khi đó, pha R qua 1VR0 đƣa vào chân 9 ra chân 10 và đƣa vào 1V2của V11và
FM11, pha T qua 1VT0 đƣa vào chân 11 ra chân 12 và đƣa vào 1V1 của V11và
FM11 => đođiện áp, tần số pha T-R.
+ Nếu ta đo điện áp, tần số trên thanh cái ta xoay công tắc về BUS

16

Khi đó, pha R qua BVRL vào chân 13 ra chân 14 và đƣa vào 1V1 của V11và
FM11, pha S qua BVS đƣa vào chân 17 ra chân 18 và đƣa vào 1V2 của V11và
FM11 => đo điện áp, tần số BUS.
+ Nếu ta đo điện áp, tần số bờ ta xoay công tắc về SHORE.
Khi đó, pha R qua SCR đƣa vào chân 3 ra chân 4 và đƣa vào 1V1 của V11và
FM11, pha Tqua SCT đƣa vào chân 7 ra chân 8 và đƣa vào 1V2 của V11và
FM11 => đo đƣợc điện áp, tần số bờ.
Mạch đo công suất:
- Các tín hiệu áp từ các chân R, S, T qua 1VR0, 1VS, 1VT0 đƣa tới chân 5, 6, 7
của TD11.
- Các tín hiệu dòng từ các chân R, S, T qua 1CR, 1CS, 1CT đƣa tới các chân 1,
2, 3, 4 của TD11.
- Các tín hiệu từ nguồn 1 chiều 24V từ các chân P, N qua PC, NC đƣa tới chân
9, 8 của TD11.
=> Tất cả các tín hiệu trên đƣợc đƣa vào khối TD11 để chuyển đổi công suất
thành dòng điện, sau đó đƣợc đƣa đến cơ cấu chỉ thị từ điện W11 hoặc gửi đến
khối PWC đƣa đến PLC xử lý.
Với máy phát số 2 (tƣơng tự nhƣ máy phát số 1)
1.3.2. Mạch điều khiển đóng, mở aptomat
a/Giới thiệu phần tử :
Sơ đồ S21 điều khiển ACB của máy phát số 1
+ 184T : Rơ le thời gian
+ 152A; 152B; 152CX; 152TX: Rơ le trung gian.
+ UVC; RPR : Cuộn hút để bảo vệ điện áp thấp, điện áp ngƣợc cho G1.
+ BCS11:Công tắc chuyển vị trí.
b/Phân tích nguyên lí hoạt động:


Đóng ACB (của máy phát số 1)
Việc đóng ACB có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động
17


- Ở chế độ bằng tay thì ta thực hiện nhƣ sau:
+ Khởi động D-G, điều chỉnh nF1=nđm1, điều chỉnh kích từ U=Udm, f=fdm.
+ Bật công tắc 43A về vị trí tại chỗ (local).
+ Xoay công tắc SYS sang vị trí máy phát cần hòa No.1.
+ Bật công tắc BCS11(S21) về vị trí CLOSE, khi đó tiếp điểm 2 nối với 4, tiếp
điểm CS11(S21) đóng cấp nguồn cho rơle 152CX(S21) có điện, tiếp điểm
152CX(S21) của nó đóng lại => đóng ACB và hòa máy phát 1 lên lƣới.
- Ở chế độ tự động ta thực hiện nhƣ sau:
+ Khởi động D-G.
+ Bật công tắc 43A(S32) sang chế độ AUTO
+ Sau khi khởi động máy phát, bộ tự động không điều chỉnh cho điện áp máy
phát lên bằng điện áp lƣới, ACB của máy phát số 1 chƣa đóng, không có tín hiệu
quá tải. Nếu UF=Uđặt (hoặc 96% Uđặt) thì rơle 184X (S38) có điện, tiếp điểm
184X(S39) đóng lại dẫn đến rơle 125X1(S39) có điện, đóng tiếp điểm
125X1(S21) lại. Sau khi có đủ điều kiện cho ACB máy phát 1 đóng lên lƣới,
khối ASD(S51) sẽ đƣa tín hiệu tới chân (013-014) (S51), làm tiếp điểm ASD
(013-014) ở S21 đóng lại cấp điện cho rơle 152CX(S21), đóng tiếp điểm
152CX(S21) của nó lại, điều khiển đóng ACB và hòa máy phát 1 lên lƣới.
-Việc đóng ACB của máy phát số 2 cũng tƣơng tự nhƣ đóng ACB của máy phát
số 1.


Mở ACB:(của máy phát số1)

- Mở ACB đƣợc thực hiện bằng tay:

+ Khởi động D-G, điều chỉnh nF1=nđm1, điều chỉnh kích từ U=Udm, f=fdm.
+ Khi máy phát số 1 đã đƣợc hòa lên lƣới với các điều kiện thỏa mãn, nếu ta
muốn ngắt máy phát 1 ra khỏi lƣới thì tiến hành các bƣớc sau:

18


+ Ta xoay công tắc BCS11(S21) về vị trí OPEN thì tiếp điểm 1 nối với 3, 5 nối
với 7, dẫn đến tiếp điểm CS11(5-7)(S21) đóng lại, cấp nguồn cho rơle 152TX
(S21), tiếp điểm 152TX(S21) có điện, điều khiển mở ACB, ngắt máy phát 1 ra
khỏi lƣới.
+ Khi có hiện tƣợng công suất ngƣợc ACB 1 cũng đƣợc mở. Lúc đó khối RPT
tự động đóng tiếp điểm của nó ở S31 cấp điện đến đầu 67X của khối ICUGP1(S31) và nó sẽ xử lý đƣa tín hiệu tới chân 07 của PC_ANN1(S71) để ngắt
aptomat ra khi đó đèn RL sáng.
- Mở ACB tự động:
+ Nếu UFcho role 125X1(S39) mất điện, tiếp điểm 125X1(S21) mở, ngắt ACB của máy
phát ra khỏi lƣới.
-Với ACB2 cũng nhƣ máy phát số 1
1.3.3. Hệ thống hòa đồng bộ
Quá trình hòa bao gồm hòa đồng bộ bằng tay hoặc hòa đồng bộ tự động.
- Quá trình hòa đồng bộ bằng tay :
Ở đây ta kết hợp phƣơng pháp đồng bộ kế và phƣơng pháp đèn quay để kiểm
tra các điều kiện của hòa đồng bộ chính xác.
Ta giả sử trên lƣới máy phát số 2 đang công tác, khi đó ta phải hòa máy phát 1
lên lƣới :
+ Khởi động D-G, điều chỉnh nF1=nđm1, điều chỉnh kích từ U=Udm => f=fdm. Nếu
chƣa đạt thì ta tiếp tục điều chỉnh.
+ Bật công tắc hòa đồng bộ 43A(S32) sang chế độ Manu
+ Xoay công tắc SYS(S16) sang vị trí máy phát cần hòa G.No.1.

+ Khi đó, hệ thống đèn quay và đồng bộ kế vào làm việc, tín hiệu áp của máy
phát 1 đƣợc lấy thông qua 11V sau biến áp PT11, tín hiệu áp của máy phát 2
đƣợc lấy thông qua 21V.

19


+ Hệ thống đồng bộ kế và hệ thống đèn quay vào làm việc, quan sát thấy: nếu
kim đồng bộ kế quay phải (f1> f lƣới, ωL> ω1) và hệ thống đèn quay quay theo
chiều nhanh (FAST) thì ta xoay công tắc GS11(S17) theo chiều giảm (LOWER)
tiếp điểm 2 nối với 4, cấp điện cho rơle 115L(S17) cấp vào servo motor G1-GM
quay trái theo chiều giảm nhiên liệu vào D-G.No.1. Ngƣợc lại, nếu kim đồng bộ
kế quay trái (f1< fL) và hệ thống đèn quay theo chiều giảm (SLOW), thì ta quay
công tắc GS11(S17) theo chiều tăng (RAISE) thì tiếp điểm 1 nối với 3, tiếp
điểm 2 và 4 của GS11(S17) mở ra, khi đó rơle 115R(S17) có điện cấp điện cho
servo motor đƣa nhiên liệu vào D-G No.1 theo chiều tăng.
- Khi các điều kiện hòa đã thỏa mãn, ta chọn thời điểm đóng thích hợp sau đó
bật công tắc BCS11(S21) về phía CLOSE để đóng máy phát 1 lên lƣới => rơle
152CX(S21) có điện=> tiếp điểm của nó đóng lại cấp tín hiệu đến đóng máy
phát lên lƣới và đèn GL(S63) sáng báo và quá trình hòa kết thúc.
- Quá trình hòa tự động :
Quá trình hòa tự động tiến hành thông qua khối ICU-GP1 :
+ Khởi động D-G, điều chỉnh nF1=nđm1, điều chỉnh kích từ U=Udm, f=fdm.
+ Xoay công tắc SYS (S16) về vị trí máy phát cần hòa, G.No.1
+ Chuyển công tắc 43A(S32) sang vị trí AUTO, do máy phát 2 đã đƣợc đóng lên
lƣới do đó tiếp điểm 252A(S32) đóng => rơ le 77AX2(S32) có điện=> tiếp điểm
77AX2(5-9)(S31) đóng lại, cấp điện khối ICU-GP1 thông qua chân 43AX1 và
tiếp điểm 77AX2(7-11)(S61) đóng, đèn YL sáng báo chế độ tự động sẵn sàng
hoạt động.
+ Giả sử f1 thấp, tín hiệu từ khối ASD(S51) đƣa tín hiệu qua chân 01, lúc đó

tiếp điểm của nó đóng lại cấp điện đến chân 65RX(S38) của ICU-GP1(S31),
đóng tiếp điểm 65RX(S17) => rơle 115R(S17) có điện khi đó điều chỉnh servo
motor theo chiều tăng. Khi nào f1=fL thì khối ASD(S51) xử lý, lúc đó tiếp điểm
của nó mở => role 65RX mất điện => rơ le 115R(S17) mất điện dừng việc điều
chỉnh servo motor.
+ Quá trình giảm cũng diễn ra tƣơng tự thông qua 65LX và role 115L.
20


Nếu các điều kiện hòa thỏa mãn thì ASD(S51) sẽ gửi tín hiệu ra chân 013 và
014(5A,S51) tới S21 đóng ACB No.1 và G.No.1 đƣợc đóng lên lƣới kết thúc
quá trình hòa.
1.3.4. Phân bố tải tác dụng cho các máy phát công tác song song
- Phân bố tải tác dụng bằng tay :
+ Bật công tắc 43A sang chế độ bằng tay
+ Điều chỉnh động cơ secvo thông qua bộ điều tốc để điều chỉnh thanh răng
nhiên liệu. Việc điều chỉnh động cơ secvo bằng tay đƣợc điều chỉnh thông qua
công tắc điều chỉnh GOVERNOR CONTROL để điều chỉnh động cơ theo chiều
tăng, giảm nhiên liệu.
+ Cụ thể: khi hòa máy phát 2 vào công tác song song với máy phát 1. Muốn điều
chỉnh tải tác dụng từ máy phát 1 sang máy phát 2 ta tiến hành đồng thời bằng
cách tác động vào công tắc GOVERNOR CONTROL của máy phát 1 và máy
phát 2 theo chiều máy phát 2 sang phía RAISE, máy phát 1 sáng phía LOWER.
Khi đó, congtacto 215R tác động để động cơ secvo lai điều tốc của máy 2 sẽ
hoạt động theo chiều tăng nhiên liệu, đồng thời congtacto 215L của máy 1 cũng
tác động điều khiển động cơ secvo của máy 1 theo chiều giảm nhiên liệu. Cho
tới khi đồng hồ công suất của 2 máy chỉ đều nhau thì dừng lại, kết thúc quá trình
hòa.
-

Phân bố tải tác dụng ở chế độ tự động :

+ Chuyển công tắc 43A(S32) sang chế độ AUTO, khi đó tín hiệu công suất từ
máy 1 thông qua 11W(S11) và tín hiệu công suất của máy 2 thông qua
21W(S12) đƣa vào khối PWC- khối cảm nhận tín hiệu công suất trong khối ICU
(S52). Thông qua khối xử lí trung gian sẽ đƣa tín hiệu điều khiển :
+ Nếu P2ra 02, khi đó tín hiệu 02=1 logic đƣa tác động đến động cơ secvo theo chiều tăng
nhiên liệu. Đồng thời tín hiệu 01 của PWC (S52)= 1 logic đƣa đến tác động
động cơ secvo của máy 1 theo chiều giảm nhiên liệu, cho đến khi P1= P2 thì quá
trình hòa kết thúc.
21


Quá trình cũng diễn ra tƣơng tự khi máy phát số 1 đƣợc hòa lên lƣới.
1.3.5. Phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song.
- Tàu 22500T sử dụng phƣơng pháp thay đổi độ nghiêng đặc tính ngoài lấy tín
hiệu từ biến dòng CCT1 VÀ CCT2 kết hợp nối dây cân bằng phía xoay chiều
qua k2, l2 để phân bố tải vô công cho các máy phát.
- Khi máy phát nào công tác cấp điện lên lƣới thì tiếp điểm aptomat chính ACB1
hoặc ACB2 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.
1.3.6. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp
- Quá trình tự kích ban đầu:
+ Khởi động D-G, điều chỉnh nF=nđm (∆n≤5%nđm).
+ Nhờ từ dƣ có sẵn trong cực từ trong máy phát nên sức điện động E du=(2÷
5)%Uđm
+ Tín hiệu điện áp từ pha RT qua cuộn cảm 3 pha RT, qua cầu chỉnh lƣu Si2 tạo
dòng kích từ 2 tạo ra từ thông 2, từ thông này cảm ứng lên cuộn phần ứng EX2
một sức điện động 3 pha:

E= 4,44.Kqd2.f2.WEX.Φ2 ; n=

60f2
p2

Sức điện động trên EX đặt vào cầu chỉnh lƣu Si1 tạo dòng kích từ 1, dòng này
tạo ra từ thông 1 cảm ứng lên cuộn dây phần ứng 1 sdd:
E= 4,44.Kqd1.f1.W1.Φ1 ; n=

60f1
p1

+ Quá trình nhƣ vậy cho đến khi điện áp máy phát tăng lên 110% điện áp định
mức thì phần hiệu chỉnh sẽ hiệu chỉnh giảm dòng kích từ xuống làm cho điện áp
máy phát bằng điện áp định mức.
- Hoạt động của A.V.R
+ Khi UF>Uđm. Thì thế âm đặt vào cửa vào của Q1 sẽ âm càng lớn làm cho cửa
ra khuyếch đại Q1 sẽ dƣơng càng lớn dẫn đến Q3 mở càng nhiều, tụ C10 nạp

22


càng nhanh, Q5 phát xung càng sớm do đó SCR1, SCR2 mở càng nhiều làm cho
dòng rẽ nhánh về cuộn kích từ của máy phát số 2 giảm kéo theo U F=Uđm.
- Quá trình ổn định điện áp cho máy phát:
+ Khi cho máy phát nhận hoặc cắt tải thì dòng tải Itải↑↓→UF↓↑(do phản ứng
phần ứng trong máy phát gây ra).
+ Trong hệ thống này có biến dòng cảm nhận sự thay đổi của dòng tải làm cho
(I∑=IU+IT)↑↓→tín hiệu đƣa đến chân Si2↑↓→Ikt2↑↓→EX↑↓→sức điện động 3
pha đặt lên Si1↑↓ làm cho IKT(F1) ↑↓→UF↑↓ . Ở đây UF>Uđm (do biến dòng CT

luôn bù thừa). Sau đó A.V.R. sẽ hiệu chỉnh kéo Ukt giảm xuống để đƣa UF về
định mức.
1.3.7. Báo động và bảo vệ cho trạm phát
Trong quá trình vận hành, khai thác luôn có khả năng xảy ra sự cố hoặc hƣ
hỏng, chính vì vậy hệ thống nào cũng bao gồm một hoặc nhiều thiết bị bảo vệ
riêng biệt.
+ Ý nghĩa:
- Tự động ngắt mạch những phần tử có sự cố, tách khỏi những phần tử khác
đang hoạt động bình thƣờng. Nó tác dụng ngăn ngừa những hậu quả tiếp theo,
có thể đƣa đến ngắn mạch phần tử khác.
- Tự động ngắt mạch một số phần tử, dự báo những chế độ công tác khác với
chế độ công tác định mức.
- Ngắt mạch khi dòng công tác xấp xỉ hoặc lớn hơn dòng định mức, điện trở của
hệ thống giảm quá giới hạn.
- Yêu cầu:

+ Có tính chọn lọc.
+ Có độ nhạy cao.
+ Có tính tác động nhanh.
+ Có độ tin cậy.

a. Bảo vệ quá tải
Những nguyên nhân chủ yếu gây quá tải:
23


- Phân bố tải không đều giữa các máy phát công tác song song.
- Những động cơ có công suất lớn bị quá tải.
- Khởi động trực tiếp các động cơ dị bộ có công suất lớn.
- Do tổng công suất tải lớn hơn công suất của máy phát.

- Cắt một hoặc vài máy phát đang công tác song song với các máy phát khác.
Bảo vệ quá tải tàu 22500T:
- Bảo vệ quá tải máy phát đƣợc thực hiện bởi khối PWC, ESPC, ICU-GP1, ICUGP2 và 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, AN3 và AN4.

b. Bảo vệ ngắn mạch
Các nguyên nhân gây ra ngắn mạch:
- Vì một lí do nào đó mà điện trở cách điện giảm.
- Sự hoạt động nhầm lẫn của ngƣời khai thác và vận hành.
- Hỏng hóc cơ khí giữa các vòng bi, bạc trục dẫn đến va quẹt cọ sát giữa roto và
stato
- Trong trạm phát điện tàu thủy khi IF>1.5 Iđm thi coi nhƣ ngắn mạch.
Các biện pháp bảo vệ ngắn mạch:
- Có thể sử dụng aptomat hoặc cầu chì để bảo vệ ngắn mạch cho máy phát.
- Khi xảy ra ngắn mạch tùy từng trƣờng hợp của dòng tải lớn hơn so với dòng
định mức mà aptomat thực hiện bảo vệ với thời gian khác nhau để phù hợp.
c. Bảo vệ công suất ngƣợc
Các nguyên nhân gây ra công suất ngƣợc:
- Do phân chia tải không đều giữa các máy phát.
- Do lƣợng dầu trong D-G giảm.
- Do hỏng hóc từ bộ điều tốc, kẹt thanh răng nhiên liệu.
- Do hỏng khớp nối D-G.
24


Các tại hại do công suất ngƣợc gây ra:
- Khi 1 máy phát bị công suất ngƣợc, 1 máy kia bị quá tải=> mất điện toàn tàu.
- Khi máy phát bị quá tải, Momen động cơ thay đổi theo M điện từ làm xoắn
trục động cơ D, nếu không bảo vệ kịp thời sẽ làm gãy trục động cơ.

- Máy phát bị công suất ngƣợc làm cho điện áp và tần số giảm=> ảnh hƣởng khả
năng cung cấp điện năng cho các phụ tải.
- Bảo vệ công suất ngƣợc đƣợc thực hiện bởi khối RPT(S31).
d. Bảo vệ điện áp thấp
Theo quy định của đăng kiểm khi điện áp máy phát chỉ đƣợc 70% điện áp định
mức thì không cho phép đƣợc đóng máy phát lên thanh cái hoặc khi máy phát
đang công tác mà vì một lí do nào đó điện áp máy phát giảm chỉ còn 70% điện
áp định mức thì Aptomat cắt máy phát ra khỏi mạng.
Nếu điện áp chỉ còn 70% điện áp định mức mà vẫn cấp cho phụ tải có thể gây
ra hiện tƣợng ngắn mạch đồng nghĩa với việc các động cơ dừng dƣới điện. Vì
vậy bất cứ 1 Aptomat chính của máy phát nào hoặc các loại Aptomat cấp điện
cho các máy phát có công suất tƣơng đối lớn đều có thể đƣợc trang bị các cuộn
bảo vệ thấp áp. Theo quy định, nó bảo vệ thấp áp với thời gian trễ là 5s.
Sau thời gian đó nếu hệ thống tự động điều chỉnh điện áp không cƣờng kích
đƣợc thì phải bảo vệ.
Bảo vệ điện áp thấp đƣợc thực hiện bởi khối UVC(S24), vì UF<80%Uđm nên
khối UVC(S24) có tác động gửi tín hiệu ngắt aptomat ra khỏi lƣới điện
e. Báo động cách điện thấp
- Với mạng 440V và 220V:
Điện áp đƣợc đƣa vào khối GRS51(S05), GRS61(S07). Nếu cách điện thấp thì
đầu ra 3-4 của khối GRS51(S05), GRS61(S07) có tín hiệu đóng GRS51(S32),
GRS61(S32) làm cho rơle 30T1(S32), 30T2(S32)có điện, sau 30s nếu cách điện
vẫn thấp thì 30T1(S71), 30T2(S71) đóng làm khối PC-ANN1(S71) có đóng tiếp
điểm của nó ở S71 đèn RL sáng báo cách điện thấp.
25