Xem mẫu

  1. …………..o0o………….. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG TÀU ALS ALBATROSS – ĐI SÂU TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT ĐIỆN VÀ CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN
  2. Mục Lục Trang Lời nói đầu ........................................................................................................................... 4 Phần I : TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU ALS ALBATROSS ......................................... 4 Chương 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU ALS ALBATROSS ......................................... 4 1.1.Giới thiệu chung và trang thiết bị điện tàu ALS ALBATROSS ...................................... 5 1.1.1.Kích thước chính của tàu.............................................................................................. 5 1.1.2.Tải trọng và mớn nước ................................................................................................. 5 1.1.3.Dung tích : Các khoang hàng ....................................................................................... 5 1.1.4.Tốc độ và công suất ..................................................................................................... 6 1.1.5.Tiêu hao nhiên liệu và tầm hoạt động ........................................................................... 6 1.1.6.Nguyên lý thiết kế và mô phỏng chung . ...................................................................... 6 1.2.Hệ thống điều khiển diesel – generator tàu ALS ALBATROSS. .................................... 7 1.2.1.Giới thiệu sơ đồ nguyên lý ........................................................................................ 8 1.2.2.Nguyên lí hoạt động của hệ thống điều khiển D/G ..................................................... 11 1.2.3.Báo động và bảo vệ diesel – generator ....................................................................... 14 1.3.Trạm phát điện sự cố tàu ALS ALBATROSS ............................................................... 17 1.3.1.Tổng quan chung về trạm phát điện sự cố .................................................................. 17 1.3.2.Giới thiệu về trạm phát sự cố tàu ALS ALBATROSS ................................................ 18 1.3.3.Nguyên lý hoạt động của trạm phát sự cố ................................................................... 23 1.3.4.Các báo động và bảo vệ ............................................................................................. 25 1.4.Hệ thống điều khiển động cơ lai bơm thuỷ lực .............................................................. 25 1.4.1.Mạch khởi động động cơ lai bơm số 1........................................................................ 26 1.4.2.Mạch khởi động động cơ lai bơm số 2........................................................................ 29 1.4.3.Sơ đồ cấu trúc cơ bản của hệ thống lái tự động… ....................................................... 31 1.5.Hệ thống điều khiển neo tàu ALS ALBATROSS .......................................................... 34 1.5.1.Chức năng,Yêu cầu……………… ............................................................................. 34 1.5.2.Giới thiệu đồ điều khiển hệ thống truyền động điện neo tàu als albatross ................... 35 1.5.3.Nguyên lý điều khiển thuỷ lực tời neo ...................................................................... 36 1.5.4.Tay điều khiển…… .................................................................................................... 36 Phần II.HỆ THỐNG NĂNG LƯƠNG TÀU ALS ALBATROSS ................................... 38 ĐI SÂU TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT VÀ TRỌN MÁY PHÁT ĐIỆN.... 38 Chương 2:TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU ALS ALBATROSS.................................................. 38 2.1.Khái niệm chung……… ................................................................................................... 38 2.2.Giới thiệu chung về trạm phát tàu ALS ALBATROSS.................................................. 42 2.2.1.Trạm phát chính ......................................................................................................... 42 1
  3. 2.2.2.Thông số của máy phát chính…………………………… .......................................... 42 Chương 3:ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO MÁY PHÁT TÀU ALS ALBATROSS ................. .43 3.1. Khái niệm chung…………… ...................................................................................... 43 3.2.Các hệ thống tự động điều chỉnh điện áp thường dùng………………… ...................... 44 3.3.Giới thiệu phân tích nguyên tắc hoạt động hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tàu ALS ALBATROSS ……………………………………………………………………….. ......... 46 3.3.1.Giới thiệu phần tử………………………………………………………...................... 46 3.3.2.Nguyên lý hoạt động…………………………………………………………………. 47 Chương 4:BẢNG ĐIỆN CHÍNH VÀ CÁC MẠCH ĐIỀU KHIỂN ..................................... 49 4.1.Giới thiệu chung cấu tạo và các phần tử trong bảng điện chính………………….. ........ 49 4.1.1.Cấu tạo chung bảng điện chính của tàu ALS ALBATROSS………………………… 49 4.1.2.Giới thiệu một số panel tàu ALS ALBATROSS………………………………........... 50 4.1.3.Giới thiệu thanh cái chính và aptomat chính của tàu als albatross………………… .... 52 4.2.Mạch điều khiển aptomat chính của máy phát……………………………......... ............ 53 4.2.1.Giới thiệu các phần tử của mạch ……………………………………….................... .. 53 4.2.2.Hoạt động của mạch điều khiển aptomat chính……………………………………… 53 4.3.Mạch hoà đồng bộ cho máy phát…………………………………………………… ..... 55 4.3.1.Công tác song song của các máy phát điện đồng bộ……………………................... .. 55 4.3.2.Mạch hoà đồng bộ cho máy phát số một.................................................................... ... 59 4.4.Phân bố tải cho các máy phát đồng bộ công tác song song……………........... .............. 61 4.4.1.Khái niệm chung ....................................................................................................... 61 4.4.2.Qui định của đăng kiểm ............................................................................................ 61 4.4.3.Tự động phân chia tải vô công cho các máy phát công tác song song của tàu als albatross … ......................................................................................................................... 61 4.4.4 Phân bố tải tác dụng của các máy phát đồng bộ công tác song song…………… ........ 63 4.4.5.Phân chia tải tác dụng cho các máy phát tàu als albatross……………………..... ...... 65 Chương 5:BẢO VỆ CHO HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG .................................................... 67 5.1.Khái niệm chung………………………… .................................................................... 67 5.2.Bảo vệ cho máy phát điện……………………………………………………………… 67 5.3 Các mạch đo và bảo vệ cho máy phát………………………………………………….. 72 5.3.1.Giới thiệu các phần tử có trong mạch……………………………… ........................... 72 5.3.2.Hoạt động của các mạch đo……………………………………………………........... 73 5.3.3.Hoạt động của các mạch bảo vệ………………………………………………………. 73 Chương 6.TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT ĐIỆN VÀ CHỌN MÁY ĐIỆN ....... 76 6.1.Khái niệm chung…………………………………………………………………........... 76 6.2.Các nguyên tắc và phương pháp tính chọn công suất trạm phát………………………...76 2
  4. 6.3.Tính toán công suất và chọn số lượng máy phát cho tàu ALS ALBATROSS…………. 81 6.3.1.phương pháp phân tích………………………………………………………………...82 6.3.2.phương pháp bảng tải…………………………………………………………............. 86 6.4.Kết luận tính chọn………………………………………………………………………. 86 6.5. Nhận xét và đánh giá hệ thống………………………………………………….............86 Phần III: KẾT LUẬN CHUNG…………………………………………………………... ... 88 Phần Phụ lục:Bảng tải tàu ALS ALBATROSS…………………………………………. .... 89 3
  5. LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình phát triển của nền kinh tế quôc dân, đi đôi với các lĩnh vực như: Công nghiệp, nông nghiệp… thì ngành giao thông vận tải biển cũng chiếm một vị trí quan trọng ở mỗi quốc gia. Nó là mạch máu giao thông nối liền giữa các vùng kinh tế của một đất nước và giữa các nước trên thế giới với nhau. Nó đáp ứng và phục vụ tích cực cho đời sống mọi mặt của nhân dân nói chung. Đất nước ta bờ biển dài, trải dọc từ Bắc tới Nam, lại có nhiều sông ngòi. Đó là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của ngành vận tải biển. - Chi phí xây dựng cầu cảng ít hơn. - Vốn tích lũy ít, lợi nhuận cao, có hiệu suất kinh tế cao hơn - Có khả năng vận chuyển hàng hóa với khối lượng lớn vận chuyển được - tất cả các loại hàng hóa khác nhau như: Hàng kiện, hàng rời hàng lỏng… - Tốc độ vận chuyển tương đối nhanh chóng. Chính vì lợi ích kinh tế to lớn và tầm quan trọng đó mà ngày nay đội tàu của nước ta đã phát triển hết sức mạnh mẽ về số lượng, tải trọng cũng như mức độ hiện đại của trang thiết bị trên tàu.Chúng ta cũng đã có những thuyền viên, kỹ thuật viên có trình độ kỹ thuật cao, nắm vững được những nguyên lý cơ bản, nắm vững được bản chất của quá trình làm việc và đặc điểm kỹ thuật của các hệ thống tự động, để từ đó có thể sử dụng hiệu quả các thiết bị trên tàu và tiến tới có thể thiết kế, chế tạo những trang thiết bị mới. Sau khi học tập và rèn luyên tại trường cùng với những quá trình thực tập tại các nhà máy,phân xưởng và đặc biệt là quá trình thực tập tốt nghiệp tai nhà máy đóng tàu Nam Triệu em được khoa Điện _ Điện tử tàu biển giao cho đề tài thiết kế tốt nghiệp như sau: Hệ thống năng lượng tàu als albatross. Đi sâu tính toán công suất trạm phát điện và chọn máy phát điện. Qua quá trình học tập và nỗ lực nghiên cứu của mình, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Bùi Thanh Sơn.Em đã tìm hiểu và nghiên cứu để hoàn thành thiết kế tốt nghiệp này. Trong quá trình làm do trình độ bản thân có hạn, cho nên đề tài của em không tránh khỏi những thiếu sót. Để giúp cho đề tài thiết kế tốt nghiệp này được hoàn chỉnh hơn nữa, em kính mong sự giúp đỡ của các thầy giáo trong khoa. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh Viên BÙI VIỆT HÙNG Hải Phòng,Ngày......tháng.....năm 2010 4
  6. Phần I TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU ALS ALBATROSS Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU ALS ALBATROSS 1.1.Giới thiệu chung và trang thiết bị điện tàu ALS ALBATROSS Tàu ALS ALBATROSS là tàu có trọng tải lớn nhất từ trước đến giờ mà chúng ta đã từng đóng. Theo đơn đặt hàng của Anh với tổng công ty đóng tàu Việt Nam, cụ thể là do nhà máy Nam Triệu thi công. 1.1.1.Kích thước chính của tàu 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 bông 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. 1.1.2. 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/m3 Mớn nước mẫu thử, lý thuyết :12.6 m Tải trọng tương ứng :53000 tấn Mớn nước hàng nhẹ :10.9 m Tải trọng tương ứng :44000 tấn 1.1.3. Dung tích : Các khoang hàng ( tính cả miệng khoang ) Hầm hàng số 1 1200 m3 Hầm hàng số 2 1300 m3 Hầm hàng số3 1300 m3 Hầm hàng số 4 1300 m3 Hầm hàng số 5 1300 m3 5
  7. Tổng dung tích sơ bộ được giao cho chủ tàu tại giai đoạn thiết kế ban đầu 1.1. 4. Tốc độ và công suất : - Tốc độ khai thác theo mớn nước mẫu thử 12.6 m,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,có tính đến 15% dung sai khai thác ( trạng thái dự phòng ) 14.2 hải lý - Công suất máy tương ứng tại 82 % MCR- vòng tua tối đa liên tục và tốc độ chân vịt 118 vòng / phút  7780KW 1.1. 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 F.O 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 500C 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) 1.1.6.Nguyên lý thiết kế và mô phỏng chung Tàu như mô tả là loại tàu viễn dương,1chân vịt lai bằng máy Diezen phù hợp chuyên chở các loại hàng rời.Thông thường như than,quặng,ngũ cốc,xi măng,nhôm ô xít,cát khoáng,thép cuộn và gỗ đóng kiện. Tàu được đóng và trang bị cho việc chuyên chở các loại hàng nguy hiểm trong phạm vi quy định IMDG,cấp 4.1,4.2,4.3,và 5.1 cũng như hàng BC code MHB.Tầu có mũi quả lê,1 boong dâng mũi và 1 boong sống đuôi.Phần vỏ dưới boong chính được phân cách bằng các vành kín nước như sau : +Két mũi +5 hầm hàng khô +Buồng máy +Két lái 6
  8. 1.2.Hệ thống điều khiển diesel – generator tàu ALS ALBATROSS Như chúng ta đã biết trên tàu thuỷ người ta thường sử dụng động cơ truyền động cho máy phát chính là loại động cơ Diesel *Chức năng của hệ thống điều khiển Diesel : - Chức năng tự động hâm nóng Diesel - Chức năng khởi động từ xa Diesel - Chức năng dừng từ xa Diesel - Chức năng tự động kiểm tra, báo động và bảo vệ. *Các yêu cầu đối với hệ thống điều khiển diesel -Tùy từng loại tàu mà hệ thống có trạm điều khiển dự phòng ngoài trung tâm điều khiển chính ở buồng lái, nên đặt trạm điều khiển phụ ở cánh gà . Khi trạm điều khiển chính hoạt động thì trạm điều khiển phụ cũng hoạt động theo . -Khi mất nguồn chính cần có bộ tự động đóng mở nguồn sự cố, nguồn sự cố cần phải ngắt ra khi điều khiển bằng tay . -Có thể thay đổi tốc độ Diesel theo chương trình, có 3 loại chương trình : Chương trình chậm, bình thường, nhanh ( sự cố ). Trong đó chương trình chậm dùng cho máy tốc độ thấp để tránh ứng suất toả nhiệt cho máy, chương trình sự cố có thể dùng cho tàu hoặc máy có sự cố và được điều khiển khẩn cấp cho những trường hợp sau : + Có thể khởi động Diesel với lượng nhiên liệu lớn. + Có thể thực hiện ngược lại khi tốc độ chiều kia đang cao. + Đưa Diesel đạt tới tốc độ ổn định nhanh. + Cho Diesel chịu tải cực đại. + Có thể tác động trực tiếp lên thanh răng nhiên liệu để dừng Diesel khẩn cấp. -Hệ thống có thể khởi động lại khi lần khởi động trước không thành công. + Số lần khởi động lại từ 4->7 lần, lần khởi động cuối cùng không thành công thì không cho phép khởi động nữa . + Cần có rơle trung gian khống chế thời gian giữ các lần khởi động cũng như tổng thời gian các lần khởi động. -Phải đảm bảo Diesel vượt nhanh qua vùng tốc độ cộng hưởng, nếu tay điều khiển vô tình đặt vào vùng tốc độ cộng hưởng thì hệ thống phải tự động làm việc ở dưới hoặc trên vùng cộng hưởng ( bằng cách giảm hay tăng lượng nhiên liệu vào động cơ) . -Để thực hiện điều khiển động cơ Diesel đạt hiệu quả cao, an toàn, trong hệ thống điều khiển có rất nhiều các thiết bị phải hoàn thành các chức năng khác nhau, do đó hệ thống có rất nhiều thông số cần phải quan tâm, theo dõi và xử lý (từ vài chục đến vài trăm thông số). Tất cả các thông số đó cần được bảo vệ khi máy làm việc. Trong một loạt các thông số đó có các thông số quan trọng liên quan tới tính an toàn của hệ thống động lực và có những thông số ít 7
  9. quan trọng hơn. Nhưng tất cả các thông số đó đều được theo dõi và kiểm tra thường xuyên. Để các thiết bị bảo vệ hoạt động một cách an toàn và tin cậy thì cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Số lượng thông số kiểm tra phải đạt giá trị tối thiểu để hệ thống đơn giản, mặt khác số lượng thông số đó cần phải đủ để đánh giá trạng thái của đối tượng Diesel. + Hoạt động chính xác, không nhầm lẫn, không bỏ sót. + Hệ thống cần phải phát ra tín hiệu bằng âm thanh và ánh sáng khi các thông số được kiểm tra vượt ra ngoài giới hạn cho phép hoặc hệ thống hoạt động bảo vệ, hệ thống mất nguồn cung cấp chính và chuyển sang nguồn cung cấp sự cố. + Tuỳ theo thiết kế tín hiệu ánh sáng phải chỉ rõ nguyên nhân sự cố. Khi nhận biết được sự cố thì ánh sáng vẫn nhấp nháy (hoặc sáng rõ), khi con người nhận biết sự cố (ấn nút khẳng định sự cố) thì ánh sáng vẫn sáng bình thường và chỉ khi tắt loại trừ sự cố và ấn nút (RESET) + Trong quá trình khia thác Diesel, cá đại lượng và các thông số luôn được kiểm tra, đo lường, theo dõi và cập nhật. Trong các đại lượng và thông số thì có những đại lượng thông số chỉ kiểm tra khi đạt đến các giá trị đặt (ngưỡng) tín hiệu về các đại lượng thông số này được gửi tới trung tâm xử lý, ở đó thông tin được xử lý và gửi đến các thiết bị chấp hành thực hiện báo động. -Cần có máy tự ghi lệnh và hoàn thành lệnh theo tốc độ Diesel. -Cần sử dụng bộ điều chỉnh tốc độ nhiều chế độ, ngoài điều chỉnh tốc độ nó cần phải có chức năng khác như hạn chế quá tải động cơ, giảm tốc độ Diesel khi các thông số chính vượt quá giá trị quy định và có thể thực hiện ngắt nhanh nhiên liệu khi dừng và đảo chiều quay Diesel . -Trụ điều khiển từ xa Diesel chỉ nên đặt tối thiểu số đèn báo như báo cấp nguồn, báo hệ thống quá tải và báo một số thông số chính . Hệ thống cần xây dựng trên các thiết bị thống nhất, ít chủng loại để có thể thay đổi lắp lẫn cho nhau 1.2.1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lí a. Sơ đồ mạch cấp nguồn ( A20041009 – 200ZZ, Page 1 ) + 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. 8
  10. + 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. b. 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. + K108 : Rơle dừng từ xa. + KT103 : Rơle thời gian . 9
  11. c. 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. d. 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. 10
  12. + 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. 1.2.2.Nguyên lí hoạt động của hệ thống điều khiển D/G a. 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 SA01(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 AC 220V,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 bị 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. 11
  13. -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. -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) mở 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=>đưa mạch bảo vệ áp lực khí điều khiển A102 vào hoạt động. -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 12
  14. (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 . + 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 3) 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 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. +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: 13
  15. +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 -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, 7-8) (page) 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 . b. 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 1.2.3. Báo động và bảo vệ Diesel – Generator a.Bảo vệ khi D/G quá tốc. -Nếu động cơ D/G bị quá tốc (tốc độ vượt quá 800 vòng/phút tương đương với 112-115% tốc độ định mức của Diesel) 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. 14
  16. -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. 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. b.Bảo vệ khi áp lực dầu bôi trơn thấp : -Cảm biến áp lực dầu bôi trơn thấp đóng tiếp điểm khi áp lực
  17. -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. d.Báo động khi áp lực dầu bôi trơn LO thấp: -Cảm biến áp lực dầu bôi trơn thấp đóng tiếp điểm báo động khi áp lực
  18. 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. f.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. g.Báo động khi áp lực khí điều khiển thấp . -áp lực khí điều khiển trong khoảng 0,69-0,98Mpa(7-10Kgf/cm2) khi áp lực khí điều khiển 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. h.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 tiếp điểm K130 (2/G7) => chuông HA kêu báo động mức dầu trong két thấp, tắt chuông ta ấn nút SB13. i.Báo động khi có sự rò rỉ dầu -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 k. 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. 1.3.Trạm phát sự cố tàu ALS ALBATROSS 1.3.1 Tổng quan chung về trạm phát điện sự cố. -Trạm phát điện sự cố cấp nguồn tới bảng điện sự cố được đặt ở một nơi riêng biệt trên mớn nước của tàu. Bảng điện sự cố chỉ cấp nguồn cho một số phụ tải rất quan trọng đã được tính toán xác định trên các tàu cụ thể. Ví dụ : Máy lái, một phần ánh sáng ( ánh sáng sự cố, bơm cứu đắm, thiết bị vô tuyến điện ) Trong chế độ công tác bình thường của hệ thống điên năng tầu thuỷ bảng điện sự cố được cấp nguồn từ bảng điện chính. 17
  19. -Máy phát sự cố hoàn toàn tự động khởi động và đóng lên thanh cái bảng điện sự cố nếu trên thanh cái đã mất nguồn điện từ bảng điện chính.Sẽ có một côngtắctơ khống chế không cho phép hoà song song giữa máy phát sự cố và các máy phát trên bảng điện chính. -Trên tàu thủy máy phát sự cố có thể đảm nhiệm hai chức năng : 1.Là trạm phát sự cố 2.Là máy phát cảng -Máy phát sự cố thường có công suất nhỏ chỉ cấp cho các phụ tải rất quan trọng đã được tính toán xác định trước ví dụ :máy lái,một phần ánh sáng (ánh sáng sự cố),bơm cứu đắm và thiết bị vô tuyến điện.Trạm phát sự cố được đặt ở nơi riêng biệt trên mớn nước của tàu.Trong chế độ công tác bình thường bảng điện sự cố được cấp điện từ bảng điện chính.Trong trường hợp bảng điện chính mất điện theo qui định của đăng kiểm thì 10s sau máy phát sự cố phải khởi động đóng bảng điện sự cố. 1.3.2. Giới thiệu về trạm phát sự cố tàu ALS ALBATROSS. Trạm phát điện sự cố gồm có một máy phát sự cố : Công suất tác dụng : 125 KW Dòng điện định mức: 250A Tốc độ định mức: 2070 rpm Điệp áp : 450 V Số pha : 3 Tần số: 60Hz Cos  : 0.8 a. Cấu tạo bảng điện sự cố: - Chiều dài : 1.9 m - Chiều rộng : 0,6 m - Chiều cao : 2 m Bảng điện sự cố gồm có 3 panel : Panel 1 : EMERGENCY GENERATOR  MSB TIE PANEL ( bảng điện máy phát sự cố và bảng điện chính ) Panel 2 : GROUP STARTER  440V FEEDER PANEL ( Nhóm khởi động và bảng cấp nguồn 440V ) Panel 3 : 220V FEEDER PANEL ( bảng phân phối điện 220V ) b. Giới thiệu phần tử của bảng điện sự cố tàu ALS ALBATROSS: Panel 1 : EMERGENCY GENERATOR  MSB TIE PANEL - FL : bóng đèn huỳnh quang - h1, h2, h3 : 3 đèn trắng để phục vụ cho việc kiểm tra cách điện của 18
  20. 3pha R, S, T với mát. - A: đồng hồ ampe kế - KW : đồng hồ công suất để đo công suất - F : đồng hồ để đo tần số của máy phát - V : đồng hồ đo điện áp của máy phát - HR : đồng hồ tính thời gian chạy của máy phát - IRM : đồng hồ đo điện trở cách điện - S31: công tắc chuyển mạch đô dòng các pha - S32 : công tắc chuyển mạch đo điện áp - S35 : côngtắc chọn chế độ điều khiển bằng tay hoặc tự động - S39 : côngtắc khởi động và dừng Diesel lai máy phát sự cố - EG : áptômát máy phát sự cố - BT : áptômát cấp nguồn từ bảng điện chính Panel 2 : GROUP STARTER  440V FEEDER PANEL - GS1 : áptômát cấp nguồn cho quạt gió buồng máy - GS2 : áptômát cấp nguồn cho quạt gió buồng máy phát sự cố - 2-1: áptômát cấp nguồn cho máy lái phải - 2-2: áptômát cấp nguồn cho TYFON - 2-3: áptômát cấp nguồn cho bơm cứu hoả - 2-4: áptômát cấp nguồn cho bơm dầu DO Diesel phụ No.1 - 2-5: áptômát cấp nguồn cho bơm dầu DO Diesel phụ No.2 - 2-6: áptômát cấp nguồn cho bơm dầu mồi LO Diesel phụ - 2-7: áptômát cấp nguồn cho máy nén khí phụ - 2-8: áptômát cấp nguồn cho tủ nạp ắcquy - 2-9: áptômát cấp nguồn cho biến áp sự cố T3 - 2-10: áptômát cấp nguồn cho biến áp sự cố T4 - 2-11: áptômát cấp nguồn cho phòng dụng cụ xưởng buồng máy. - 2-12: áptômát dự trữ - 2-13: áptômát cấp nguồn cho quạt buồng máy lái Panel 3 : 220V FEEDER PANEL - h1, h2, h3 : 3 đèn kiểm tra điện trở cách điện của 3 pha - ETR1: áptômát chuyển nguồn từ biến áp sự cố No.1 - ETR1: áptômát chuyển nguồn từ biến áp sự cố No.2 - h9 : đèn báo nguồn 220V của TR3 đã sẵn sàng - h11: đèn báo nguồn 220V của TR4 đã sẵn sàng - h31: đèn xanh báo áptômát nối với biến áp sự cố 3 đã đóng 19
nguon tai.lieu . vn