Xem mẫu
- …………..o0o…………..
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TRANG THIẾT BỊ CỦA Ụ FS05 – ĐI SÂU
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG NỒI HƠI CỦA Ụ
- Đồ án tốt nghiệp
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình này là của riêng tôi. Các kết quả và số liệu trong đề
tài là trung thực, chưa được đăng trên bất kỳ tài liệu nào.
Hải phòng, ngày tháng năm 2009
Sinh viên thực hiện
Lê Văn Thành
1
- Đồ án tốt nghiệp
Phần 1
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.
- Giảm bớt số người phục vụ
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 và Ụ . 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.
Trong quá trình học tập và rèn luyện tại khoa Điện- Điện tử tàu biển thuộc trường Đại
Học Hàng Hải Việt Nam, em rất làm vinh dự và thấy rõ trách nhiệm của mình trong học
tập cũng như việc phục vụ cho ngành giao thông vận tải biển sau này.
Sau khi học tập và rèn luyên tại trường cùng với những quá trình thực tập tai các nhà
máy, phân xưởng và đặc biệt là quá trình thực tập tốt nghiệp tại Viện Khoa học và Công
Nghệ hàng Hải em được khoa Điện - Điện tử tàu biển giao cho đề tài thiết kế tốt nghiệp
như sau: Trang thiết bị điện của Ụ FS05. Đi sâu nghiên cứu hệ thống nồi hơi của Ụ.
Qua quá trình học tập và nỗ lực nghiên cứu của mình, cùng với sự hướng dẫn tận tình
của thầy giáo Trương Công Mỹ. 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 !
Hải Phòng ngày 14 tháng 12 năm 2009
Sinh Viên : Lê Văn Thành
2
- Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC TRANG
Lời cam đoan...............................................................................................................
Phần 1: lời mở đầu.....................................................................................................
Phần 2:TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN Ụ FSO…………………...................................
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ụ FSO………………………………..
1.1 Giới thiệu về Ụ FSO…………………………………………………….……6
1.1.2 Bố trí chung………………………………………………………….…..…6
1.1.3 Trạng thái, sự ổn định và cân bằng tàu..……………………………………6
1.1.4 Mức độ tiếng ồn……………………………………………………..……...6
1.1.5 Kích thước và đặc điểm..……………………………………..…………..7
1.1.6 Các thiết bị………………………………………………………………….7
1.1.7 Dung tích các két dầu và két nước …………...………………….…………8
1.1.8 Mức tiêu thụ dầu.……………….………………….……………….………10
1.2. Giới thiệu về hệ thống điện của Ụ FSO..……………………….……….…...11
1.2.1 Trạm phát điện chính……………………………………………….……..11
1.2.2. Trạm phát điện sự cố……………………………………………………....11
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ TRẠM PHÁT ĐIỆN CỦA Ụ FSO……….…...12
2.1 TỔNG QUAN VỀ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH…………………………...12
2.1.1 Khái niệm………………………………………………………...………...12
2.1.2 Phân loại trạm phát điện ………………………………………………......12
2.1.3 Chọn các thông số cơ bản cho trạm phát điện tàu thuỷ………………...….13
2.2 CẤU TẠO & THÔNG SỐ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH Ụ FS05……….….15
2.2.1 Các thông số kỹ thuật của máy phát chính………………………….……...15
2.2.2 Cấu tạo mặt ngoài của bảng điện chính. …………………………….…….15
2.2.3 Các phần tử bên trong bảng điện chính và chức năng phần tử……….…….17
2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG………………………………………….……..21
2.3.1. Mạch điều khiển ACB…………………………………………..……...…..21
2.3.2. công tác song song các máy phát, và phân bố tải……….………….…...….21
2.3.3 Phân bố tải cho các máy phát công tác song song………..……….…...........24
2.3.4. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp……………………...…………...…...25
2.3.5. Báo động và bảo vệ cho trạm phát………………………..……………......32
CHƯƠNG III: MỘT SỐ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRÊN Ụ……...40
3.1 Khái niệm chung……………………………………………………………..40
3.2 BƠM CỨU HỎA…………………………………………….………………40
3.2.1 Các thông số của động cơ………………………………………………….40
3.2.2 Giới thiệu phần tử………………………………………………………….42
3.2.3 Nguyên lý hoạt động……………………………………………………….42
3.2.4 Các bảo vệ.....................................................................................................42
3
- Đồ án tốt nghiệp
3.3 QUẠT GIÓ BUỒNG MÁY...........................................................................42
3.3.1 Các thông số của động cơ...........................................................................42
3.3.2 Giới thiệu phần tử.......................................................................................42
3.3.3 Nguyên lý hoạt động...................................................................................42
3.4 HỆ THỐNG MÁY NÉN KHÍ KHỞI ĐỘNG..........................................................45
3.4.1.Chức năng và yêu cầu của hệ thống ……………………………………..45
3.4.2 Giới thiệu phần tử…………………………………………………… …45
3.4.3 Nguyên lý hoạt động………………………………………………… .. ..46
3.4.3 Bảo vệ và báo động…………………………………………………..….47
Chương 4 : MỘT SÔ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG TRÊN Ụ FS05........................ ..48
4.1 HỆ THỐNG MÁY LẠNH .....................................................................................48
4.1.1 Giới thiệu phần tư............................................................................... .................48
4.1.2 Nguyên lý hoạt động................................................................. ................51
4.1.3 Bảo vệ và báo động của hệ thống………………………………… … ...52
4.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DIESEL……………………………… … ..53
4.2.1Khái niệm chung và chức năng …………………………………………… … .53
4.2.2 Các yêu cầu đối với hệ thống điều khiển Diesel – Generator……… … .54
4.2.3 Giới thiệu phần tử…………………………………………………… …55
4.2.4 Khởi động D/G. …………………………………………………… … .56
4.2.5 Quá trình dừng DIESEL…………………………………………… … .57
Phần 2 : ĐI SÂU NGHIÊN CỨU NỒI HƠI Ụ FS05………………………… 57
Chương 5 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG NỒI HƠI TRÊN TÀU THUỶ.
5.1. KHÁI QUÁT CHUNG……………………………………………… …….58.
5.1.1 Chức năng nồi hơi…………………………………………………………58
5.1.2. Phân loại nồi hơi………………………………………………………….58
5.1.5. Một số yêu cầu với nồi hơi tàu thủy…………………………… ………61
5.2. CÁC CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN NỒI HƠI………………… …………61
5.2.1. Chức năng cấp nước………………………………………………………61
5.2.2. Chức năng tự động hâm sấy dầu……………………………… ………..62
5.2.4. Chức năng tự động điều chỉnh áp suất hơi………………………………..64
5.2.5. Chức năng tự động kiểm tra báo động bảo vệ nồi hơi…………… …….65
5.3. THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH VÀ BẢO VỆ NỒI HƠI…………………………66
5.3.1. Công dụng, phân loại thiết bị điều chỉnh quá trình làm việc của nồi hơi…66
4
- Đồ án tốt nghiệp
5.4 THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH VÀ BẢO VỆ MỨC NƯỚC NỒI HƠI… …...67
5.4.1 Rơle cảm biến mức kiểu phao………………………………………… 67
5.4.2. Rơle cảm biến mức dạng thanh điện cực………………………...……..68
5.4.3. Rơle cảm biến áp suất…………………………………………..………68
5.4.4. Cảm biến nhiệt độ dầu…………………………………………….……69
Chương 6 : NGHIÊN CỨU NỒI HƠI Ụ FS05…………………………………...71
6.1 CÁC THÔNG SỐ NỒI HƠI…………………………………………...…. 71
6.2 GIỚI THIỆU PHẦN TỬ……………………………………………..…… 71
6.2.1 Các phần tử trên POWER PANEL……………………………………… 71
6.2.2 Các phần tử trên LOCAL CONTROL PANEL………………………….73
6.3 Các chức năng của nồi hơi Ụ FS05...............................................................74
6.3.1 Chức năng cấp nước..................................................................................74
6.3.2 chức năg hâm dầu……………………………………………….…….….76
6.3.3 Chức năng đố nồi………………………………………………….……. 76
6.3.4 chức năng tự đông diều chỉnh áp suất hơi………………………..………81
6.3.5 Chức năng kiểm tra báo động và bảo vệ nồi hơi…………………..….… 82
KẾT LUẬN…………………………………………………………………... 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………….…… 85
5
- Đồ án tốt nghiệp
Phần 2
TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN Ụ FS05
Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ụ FSO5.
1.1 GIỚI THIỆU VỀ Ụ FSO5.
1.1.2 Bố trí chung
- Tàu phải là Kho nổi chứa xuất dầu được neo buộc bằng hệ thống tháp neo ngoài ở mũi
tàu. Buồng máy, buồng bơm và khu sinh hoạt phải ở phía đuôi. Boong trực thăng phải ở
trên cùng khu sinh hoạt.
- Thân chính phải bao gồm két nhọn mũi ở đầu, một buồng máy bơm cứu hỏa, các két
hàng và két ba lát, buồng bơm, buồng máy ở đuôi và ở mũi, các két dầu điêzen và dầu
đốt, két nước ngọt, nước uống, các két lắng, két nhọn mũi ở đuôi và két rỗng.
- Khu vực hàng phải là vỏ đôi và phân chia thành 5 cặp két dầu hàng và 1 cặp két lắng
bằng các vách ngăn dọc và ngang.
- Khu vực dầu và khu vực xử lý phải được bảo vệ bằng 2 lớp vỏ và đáy đôi tránh hỏng
hóc do va chạm làm tràn dầu.
- Khu vực đáy đôi sẽ được sử dụng cho các đường ống dẫn và các két nước ba lát được
phân chia thành 6 cặp.
- Buồng máy và0 kho chứa cáp phía mũi được được bố trí ở cạnh kết cấu bệ đỡ tháp ở
phần mũi của tàu.
1.1.3 Trạng thái, sự ổn định và cân bằng tàu
- FSO-5 là một Kho nổi chứa xuất dầu đóng mới. Mũi phải là kiểu mũi tròn để giảm tác
động của sóng vào FSO. Bản phân tích neo đối với hệ thống tháp neo phải do Nhà thầu
thực hiện. Không thử mô hình. Nhà thầu sẽ gửi bản tính toán độ cân bằng và ổn định sơ
bộ trên điều kiện tải hàng và điều kiện ba lát đối với vận hành đặc trưng của tàu với
thông tin về dung tích của các két có liên quan.
- Nước ba lát có thể rỗng hoặc đầy để điều chỉnh độ chúi, mômen uốn và lực cắt đối với
các điều kiện tải như trên.
- Tính toán sự khấu hao ổn định phải được thực hiện phù hợp với MARPOL ( trừ nguyên
tắc 13 ~ 13G) và phải được phê duyệt bởi Cơ quan Đăng kiểm. Nhà thầu phải trình “Bản
hướng dẫn về tải trọng” dựa trên kết quả thử nghiêng.
1.1.4 Mức độ tiếng ồn
- Nhà thầu phải nỗ lực để hạn chế mức ồn trong khu sinh hoạt và buồng máy trong phạm
vi sau dựa vào Quyết định A.468(XII) IMO “Luật về mức độ ồn trên tàu”, (dung sai cho
phép 3dB(A) được áp dụng bên cạnh các trị giá sau).
Buồng máy 110 dB(A).
Buồng thiết bị trung tâm 75 dB(A).
6
- Đồ án tốt nghiệp
Xưởng 85 dB(A).
Các cabin và bệnh viện 60 dB(A).
Các văn phòng 65 dB(A).
Lầu lái 65 dB(A).
Khu vực thiết bị vô tuyến 60 dB(A).
Buồng điều khiển trung tâm 65 dB(A).
Các buồng ăn và các buồng sinh hoạt 65 dB(A).
- Đo mức ồn phải được thực hiện trong điều kiện mô phỏng đang xuất dầu, nơi hai bơm
dầu hàng dẫn động bằng tuabin hơi đang hoạt động.
- Nói chung, mức ồn phải được đo cho một điểm ở mỗi buồng gần trung tâm và 1.2 mét
trên sàn.
- Mức ồn ở buồng máy phải đo cách trung tâm 1.0 m theo tiêu chuẩn IMO.
Phương pháp đo phải phù hợp với quy trình của Nhà thầu và thiết bị đo phải phù hợp với
các yêu cầu.
- Qui trình thử nghiệm về đo mức ồn phải trình lên Chủ tàu và Cơ quan Đăng kiểm.
1.1.5 Kích thước và đặc điểm
a, Kích thước.
Chiều dài toàn bộ khoảng 276.14m.
Chiều dài toàn bộ (Thân) tối đa 249.39m.
Chiều dài vuông góc 245.82m.
Bề rộng, thiết kế 46.40m.
Độ sâu, thiết kế 24.00m.
Mớn nước thiết kế, lý thuyết 18.00m.
Mớn nước tối đa, lý thuyết 20.00m.
Độ cong dọc của boong trên (tại đường tâm tàu) 0.
Độ cong ngang của boong trên (đường thẳng) 0.15m.
b, Chiều cao boong, lý thuyết
- Các buồng trên boong của khu sinh hoạt (tại đường tâm)
Boong chính đến boong “A” 3.20m.
Boong “A” đến boong “B” 2.80m.
Boong “B” đến boong “C” 2.80m.
Boong “C” đến boong “D” 2.80m.
Boong “D” đến boong “E” 2.80m.
Boong “E” đến boong máy bay trực thăng 2.90m.
c, Trọng tải toàn phần
- Trọng tải toàn phần tối thiểu ở mớn nước thiết kế 150,000 tấn.
- Trọng tải toàn phần tối thiểu ở mớn nước tối đa 150,000 tấn.
1.1.6 Các thiết bị.
7
- Đồ án tốt nghiệp
a, Thiết bị sinh hơi.
Nồi hơi
Loại Đứng, nồi hơi dùng cho hàng hải loại hình trụ.
Số lượng 2 bộ.
Công suất ~25 tấn/h.
Áp suất hoạt động 1.57Mpa.
b,Bơm hàng và bơm ba lát.
- Bơm dầu hàng
Loại Loại tuabin hơi dẫn động hình trụ đứng.
Số lượng 2 bộ.
Công suất ~ 4000m³/h x 150m.
- Bơm dầu hàng
Loại Loại máy điêzen dẫn động hình trụ đứng.
Số lượng 1 bộ.
Công suất ~ 4000m³/h x 150m.
- Bơm hút dầu hàng
Loại Loại hơi dẫn động tương hỗ.
Số lượng 1 bộ.
Công suất ~ 100m³/h x 100m.
- Máy phun hút dầu hàng
Số lượng 1 bộ.
Công suất ~ 400m³/h.
- Bơm nạp hydrocyclone
Loại Loại động cơ dẫn động hình trụ đứng.
Số lượng 2 bộ.
Công suất ~ 100m³/h x 70m.
- Bơm ba lát
Loại Loại tuabin hơi dẫn động hình trụ đứng.
Số lượng 1 bộ.
Công suất ~ 2000m³/h x 35m.
- Máy phun hút ba lát
Số lượng 1 bộ.
Công suất ~ 100m³/h.
1.1.7 Dung tích các két dầu và két nước.
a, Két dầu hàng. Công suất xấp xỉ (100% đầy).
Số C1.P. 9.868m³.
Số C1.S. 9.868m³.
Số C2.P. 15.893m³.
8
- Đồ án tốt nghiệp
Số C2.S. 15.893m³.
Số C3.P. 20.661m³.
Số C2.S. 20.661m³.
Số C4.P. 15.893m³.
Số C4.S. 15.893m³
Số C5.P. 15.893m³.
Số C5.S. 15.893m³.
Số C6-SLOP.P&S. 12.444m³.
SỰ CỐ.S 4.934m³.
TỔNG 173.796m³
Tổng dung tích két
Sử dụng Số lượng két
98%(m³)
Các két qui trình Số.C3.P&C3.S Khoảng 40.690
Các két hàng cho cùng
Số C1,2,3,4,5.P&S 113.540
loại bơm
b, Két nước balát. Dung tích xấp xỉ (100% đầy).
Forepeak.c 6.800m³.
TK.1.P&S 3.690m³.
TK.2.P&S 7.040m³.
TK.3.P&S 9.190m³.
TK.4.P&S 7.040m³.
TK.5.P&S 7.040m³.
TK.6.P&S 3.520m³.
TK.7.P&S 4.380m³.
Tổng 48.700m³.
c Két dầu đốt. Dung tích xấp xỉ (100% đầy)
Sự trữ-1,2,3.P&S 5.165m³.
Trực nhật.P 75m³.
Lắng-1,2,3.P&S 150m³.
D-Trực nhật 75m³.
D-Dự trữ.S 375m³.
Tổng 5.840m³.
9
- Đồ án tốt nghiệp
d Két nước ngọt. Dung tích xấp xỉ (100% đầy)
Nước ngọt uống được.S 271m³.
Nước ngọt vệ sinh.P 271m³.
Tổng 542m³.
1.1.8 Mức tiêu thụ dầu
- Mức tiêu thụ dầu trong điều kiện nạp và xuất đặc trưng được dự kiến như sau,
dựa trên một năng suất toả nhiệt thấp là 10.200 kcal/kg
- Trong điều kiện nạp : 1D/G và một nồi hơi phụ hoạt động
Nồi hơi phụ Sau khi tính thời gian/ngày.
Máy phát điêzen Sau khi máy được lựa chọn thời gian/ngày.
- Tại điều kiện bơm : 2-D/G và 2 nồi hơi phụ hoạt động.
Nồi hơi phụ như trên thời gian/ngày.
Máy phát điêzen như trên thời gian/ngày.
- Trong quá trình hoạt động bình thường dựa trên điều kiện đặc trưng của mức
tiêu thụ như đã nêu trên, trong khi thời gian dự kiến nạp là 9 ngày và xuất là 1
ngày.
Dầu điêzen khoảng 68 ngày.
Dầu nặng khoảng 61 ngày.
- Mức tiêu thụ dầu của các nồi hơi sẽ khác nhau với nhiều yếu tố, ví dụ, điều
kiện hoạt động, điều kiện xung quanh,….Mức tiêu thụ dầu của các nồi hơi chỉ được dự
kiến theo giả thuyết điều kiện xung quanh như sau:
Nhiệt độ nước biển 24.00(ºC).
Nhiệt độ không khí xung quanh 21.00(ºC).
- Mức tiêu thụ dầu và lượng yêu cầu hơi nước sẽ được tính toán lại và cập nhật
sau để kiểm tra.
1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA FS05
1.2.1 Trạm phát điện chính.
Gồm có 3 máy phát điện chính chủa hãng TERASAKI có các thông số kĩ thuật
của các máy phát điện chính là:
- Điện áp định mức : 450V
- Dòng điện định mức : 15641A
- Công suất định mức : 1219KW
- Tần số định mức : 60Hz
- Hệ số công suất cos : 0.8
- Số pha : 3 pha
10
- Đồ án tốt nghiệp
- TYPE : TERASAKI
- Điện áp mạch kích từ : 76 V
- Dòng điện kich từ kích từ : 7,18 A
- Trọng lượng : 4,85 tấn
1.2.2. Trạm phát điện sự cố.
Các thông số kĩ thuật của máy phát sự cố là:
- Điện áp định mức : 450V
- Tần số định mức : 60Hz
- Công suất định mức : 200KW
- Hệ số công suất cos : 0.8
- Số pha : 3 pha.
11
- Đồ án tốt nghiệp
Chương 2: TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH Ụ FS05
2.1 TỔNG QUAN VỀ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH
2.1.1 Khái niệm.
Trạm phát điện là nơi biến đổi các dạng năng lượng khác sang năng lượng điện và từ
đó phân bố xuống cho các phụ tải. Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học
kĩ thuật, hệ thống năng lượng điện trên tàu thuỷ đang hoàn thiện một cách triệt để theo
các hướng phát triển sau:
Tăng độ bền vững và tính kinh tế các trạm phát điện, các hệ thống năng lượng điện
bằng cánh nâng cao mức độ điện khí hoá , tự động hoá.
Tự động hoá từng phần, rồi tiếp đến tự động hoá toàn phần trạm phát điện trên tàu
thuỷ.
Cải tiến tính chất khai thác điện năng bằng cách làm ổn định hơn các thông số của
máy phát điện như điện áp, tần số và công suất.
Hoàn chỉnh các máy móc, khí cụ điện, các thiết bị đo và kiểm tra tập trung từ xa.
Nghiên cứu và phát minh ra các nguồn năng lượng mới và các phương pháp biến đổi
nguồn năng lượng đó thành năng lượng điện. Đây là một trong những nhiệm vụ khó khăn
và quan trọng của ngành kĩ thuật điện trong thế kỷ 21 này.
2.1.2 Phân loại trạm phát điện
Phân loại dựa trên cơ sở nhiệm vụ gồm có :
+ Trạm phát điện cung cấp năng lượng cho toàn bộ mạng điện.
+ Trạm phát điện cung cấp năng lượng điện để quay chân vịt chạy tàu.
+ Trạm phát điện sự cố : trạm này chỉ hoạt động khi trạm phát chính không phát ra điện,
nó thường đặt trên mớm nước của tàu.
Phân loại dựa theo loại dòng điện gồm có :
+ Trạm phát dòng điện một chiều.
+ Trạm phát dòng điện xoay chiều.
Phân loại dựa theo cách biến đổi năng lượng gồm có :
+ Trạm phát nhiệt điện : là trạm phát năng lượng hoá học của nhiên liệu biến thành nhiệt
năng rồi từ nhiệt năng biến đổi thành năng lượng điện.
+ Trạm phát điện nguyên tử : là trạm phát năng lượng phản ứng hạt nhân biến đổi thành
năng lượng điện.
+ Trạm phát điện - thuỷ điện : là trạm phát lợi dụng sức nước tạo ra cơ năng để biến đổi
thành năng lượng điện.
Phân loại dựa theo mức độ tự động, bao gồm:
+ Cấp A1 : Không cần sĩ quan trực ca dưới buồng máy cũng như buồng điều khiển.
+ Cấp A2 : Không cần sĩ quan trực ca dưới buồng máy nhưng cần sĩ quan trên buồng
điều khiển. Những hệ thống tự động thường gặp ở trên tàu này như: điều khiển từ xa máy
12
- Đồ án tốt nghiệp
chính, điều khiển từ xa diesel lai máy phát, tự động phân bố tải vô công, tải phản tác
dụng, tự động hoà đồng bộ, điều chỉnh điện áp và tần số.
+ Cấp A3 : Các loại tàu phải thường xuyên kiểm tra ở buồng điều khiển thao tác điều
khiển và kiểm tra phần lớn bằng tay.
Phân loại dựa theo cơ sở truyền động bao gồm :
+ Trạm phát điện truyền động bằng động cơ đốt trong.
+ Trạm phát điện đồng trục.
Tóm lại tuy có nhiều cơ sở phân loại khác nhau nhưng trong thực tế, để thuận tiện cho
việc khai thác và sửa chữa đồng bộ thì loại động lực nào truyền động cho chân vịt cũng
chính là loại động lực truyền đồng cho máy phát.
2.1.3 Chọn các thông số cơ bản cho trạm phát điện tàu thuỷ :
Những thông số cơ bản của hệ thống điện năng tàu thuỷ : loại dòng điện, cấp điên áp,
cấp tần số … Các thông số này được chọn để thoả mãn mức độ cao nhất với những yêu
cầu cần thiết.
A, Chọn loại dòng điện
Chọn loại dòng điện cho trạm phát điện, yếu tố quyết định là số lượng phụ tải sử dụng
dòng một chiều hay dòng xoay chiều. Nếu số phụ tải xoay chiều nhiều thì chọn dòng trạm
phát điện là dòng xoay chiều.
Các thiết bị sử dụng năng lượng điện là loại thiết bị dùng dòng một chiều hay dòng
xoay chiều lại phụ thuộc vào các yếu tố tiêu chuẩn như : độ chắc chắn, đơn giản, nhỏ về
kích thước, giá thành thấp của các loại máy điện và khí cụ điện. Đáp ứng được các yêu
cầu đó chỉ có các thiết bị sử dụng dòng xoay chiều :
a. So sánh về độ vững bền
Thiết bị xoay chiều vững chắc và tin cậy hơn nhiều, đặc biệt là động cơ, khí cụ điện
khởi động. Đơn giản hơn, khi dùng xoay chiều ta còn phân ra được làm hai mạng : mạng
động lực và mạng chiếu sáng với cấp điện khác nhau.
b. So sánh về lưới điện
Nếu cùng cấp điện áp, trọng lượng dây cáp của mạng điện xoay chiều và mạng điện
một chiều gần như nhau. Nhưng nếu tăng điện áp lên thì lưới điện xoay chiều có trọng
lượng dây cáp giảm đi.
c. So sánh về kích thước và trọng lượng
Trọng lượng và kích thước của máy phát xoay chiều và máy phát một chiều gần như
nhau, nhưng kích thước của động cơ xoay chiều nhỏ hơn kích thước của động cơ một
chiều.
13
- Đồ án tốt nghiệp
d. So sánh về sự điều chỉnh tốc độ quay
Động cơ một chiều có ưu điểm là điều chỉnh tốc độ quay láng hơn và phạm vi điều
chỉnh rộng hơn.
Với ưu điểm dòng xoay chiều như vậy, trạm phát điện Ụ FS05 được chọn là dòng
xoay chiều.
B, Chọn cấp điện áp
Nếu là sử dụng dòng một chiều trên tàu thuỷ thì theo yêu cầu các cấp điện áp được áp
dụng như : 220V, 110V, 24V, 12V. Để có cấp điện áp như thế phải có điện áp nguồn là :
230V, 150V, 28V, 14V.
Nếu là sử dụng dòng xoay chiều thì theo yêu cầu các cấp điện áp được áp dụng như :
+ Để cấp điện áp phụ tải : 380V, 220V, 110V, 24V, 12V ( f=50Hz ).
+ Để có cấp điện áp như thế phải có điện áp nguồn là : 400V, 230V, 115V, 28V, 14V (
f=50Hz ).
+ Để cấp cho tải : 440V ( f=60Hz ).
+ Để có cấp điện áp nguồn là : 450V ( f=60Hz ).
Cấp điện áp phụ thuộc vào công suất và khoảng cách truyền năng lượng từ trạm phát
điện đến nơi tiêu thụ. Khi càng nâng được cấp điện áp lên càng giảm được kích thước của
các thiết bị điện, nhưng điện áp càng cao lên thì độ tin cậy và an toàn cho người sử dụng
càng kém. Do vậy, chọn cấp điện áp phải quan tâm đến hai vấn đề nêu ở trên.
Trên Ụ được lắp đặt 3 máy phát có công suất mỗi máy là 1219KVA và một máy phát
cảng s( máy phát sự cố có công suất 200 KVA ). Với cấp điện áp 380V tương ứng với
điện áp nguồn là 450V.
C, Chọn cấp tần số
Sự phát triển không ngừng về trạm phát điện trên tàu thuỷ gây nên những vấn đề trong
việc bố trí các thiết bị điện. Vì vậy, việc giảm trọng lượng và kích thước không chỉ thực
hiện bằng cách tăng điện áp mà còn bằng việc tăng tần số của máy phát điện.
+ Công suất : P = M.n
M=F.d
n = 60f/p
+ Trong đó : M : là mômen
F : là lực điện từ
d : là khoảng cách
Do đó khi tăng tần số f ( tức là tăng n ) của bất kì thiết bị quay nào đó mà
P = const thì phải giảm M, tức là kích thước d phải giảm, do vậy ta có thể giảm được kích
thước d của rôto mà vẫn giữ nguyên được lực F của nó.
Các vật liệu chịu lực có thể chịu được tốc độ n = 12000 v/p. Nếu tăng n từ
300012000 v/p thì trung bình có thể giảm được trọng lượng từ 2,53,5 lần và giảm
được kích thước là 2 lần.
14
- Đồ án tốt nghiệp
Vì vậy trên Ụ FS05, tần số của lưới điện được chọn là f = 60 Hz, phù hợp với các yêu
cầu đã nêu ở trên.
2.2 CẤU TẠO & THÔNG SỐ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH Ụ FS05
Ụ FS05 có 3 máy phát chính lai bởi 3 động cơ Diesel.
Trạm phát chính có thể thực hiện khởi động Diesel 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 hay từ xa.
Máy phát chính là loại máy phát không chổi than. Máy phát không chổi than có rất
nhiều ưu điểm như kích thước và trọng lượng gọn nhẹ; sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản và
đặc biệt là độ tin cậy cao.
2.2.1 Các thông số kỹ thuật của máy phát chính.
Số lượng máy: 3
Công suất: 1219(KVA)
Tần số: 60 (Hz)
Điện áp: 450 (V)
Dòng điện: 1564A
Cosφ: 0,8
2.2.2 Cấu tạo mặt ngoài của bảng điện chính.
a, Bảng điện chính Ụ FS05 cấu tạo và thiết kế được chia thành 7 panel :
- Panel máy phát số 1 (NO.1 GEN PANEL)
- Panel máy phát số 2 (NO.2 GEN PANEL)
- Panel máy phát số 3 (NO.3 GEN PANEL)
- Panel cấp nguồn 220V (220V FEED PANEL)
- Panel cấp nguồn 440V (NO.1 440V FEEDER PANEL)
- Panel cấp nguồn 440V (NO.2 440V FEEDER PANEL)
- Panel hòa đồng bộ (SYNCHRO PANEL)
b, Bảng điện máy phát số 1 (No. 1)
AR220S 2000AF : Aptomat chính máy phát số 1.
A: Ampe kế đo dòng máy phát.
V: Volt kế đo điện áp máy phát.
KW : Watt kế đo công suất máy phát.
HZ : Đồng hồ đo tần số máy phát.
WL121 : Đèn màu trắng báo máy phát số 1 đang hoạt động.
AS : Công tắc chuyển mạch đo dòng các pha.
VFS : Công tắc chuyển mạch điện áp pha.
GCS : Công tắc dùng cho phân bố tải tác dụng bằng tay.
SHS : Công tắc điều khiển mạch sấy.
15
- Đồ án tốt nghiệp
PB2G1: Nút dừng máy.
PB1G1: Nút khởi động máy
GL122: Đèn báo máy phát số 1 đang hoạt động trên lưới.
RL123: Đèn báo máy phát số 1 chưa được đóng lên lưới.
1VRYA: Rơle bảo vệ điện áp cao.
1VRYB: Rơle bảo vệ điện áp thấp.
1FRQA: Rơle bảo vệ tần số cao.
1FRQB: Rơle bảo vệ tần số thấp.
PMS : khối xử lý tín hiệu
COS-P: Công tắc chọn đóng ACB bằng tay hoặc tự động.
PB3G1: Nút ấn đóng ACB ở chế độ bằng tay.
PB4G1: Nút ấn cắt ACB ở chế độ bằng tay.
G1R: Nút ấn reset ACB.
c,Bảng điện máy phát số 2 (No. 2)
AR220S 2000AF : Aptomat chính máy phát số 1.
A: Ampe kế đo dòng máy phát.
V: Volt kế đo điện áp máy phát.
KW : Watt kế đo công suất máy phát.
HZ : Đồng hồ đo tần số máy phát.
WL121 : Đèn màu trắng báo máy phát số 1 đang hoạt động.
AS : Công tắc chuyển mạch đo dòng các pha.
VFS : Công tắc chuyển mạch điện áp pha.
GCS : Công tắc dùng cho phân bố tải tác dụng bằng tay.
SHS : Công tắc điều khiển mạch sấy.
PB2G2: Nút dừng máy.
PB1G2: Nút khởi động máy
GL122: Đèn báo máy phát số 1 đang hoạt động trên lưới.
RL123: Đèn báo máy phát số 1 chưa được đóng lên lưới.
2VRYA: Rơle bảo vệ điện áp cao.
2VRYB: Rơle bảo vệ điện áp thấp.
2FRQA: Rơle bảo vệ tần số cao.
2FRQB: Rơle bảo vệ tần số thấp.
PMS : khối xử lý tín hiệu
COS-P: Công tắc chọn đóng ACB bằng tay hoặc tự động.
PB3G2: Nút ấn đóng ACB ở chế độ bằng tay.
PB4G2: Nút ấn cắt ACB ở chế độ bằng tay.
G2R: Nút ấn reset ACB.
Bảng điện máy phát số 3 (No. 3)
16
- Đồ án tốt nghiệp
AR220S 2000AF : Aptomat chính máy phát số 1.
A: Ampe kế đo dòng máy phát.
V: Volt kế đo điện áp máy phát.
KW : Watt kế đo công suất máy phát.
HZ : Đồng hồ đo tần số máy phát.
WL121 : Đèn màu trắng báo máy phát số 1 đang hoạt động.
AS : Công tắc chuyển mạch đo dòng các pha.
VFS : Công tắc chuyển mạch điện áp pha.
GCS : Công tắc dùng cho phân bố tải tác dụng bằng tay.
SHS : Công tắc điều khiển mạch sấy.
PB2G3: Nút dừng máy.
PB1G3: Nút khởi động máy
GL122: Đèn báo máy phát số 1 đang hoạt động trên lưới.
RL123:
Đèn báo máy phát số 1 chưa được đóng lên lưới.
3VRYA: Rơle bảo vệ điện áp cao.
3VRYB: Rơle bảo vệ điện áp thấp.
3FRQA: Rơle bảo vệ tần số cao.
3FRQB: Rơle bảo vệ tần số thấp.
PMS : khối xử lý tín hiệu
COS-P: Công tắc chọn đóng ACB bằng tay hoặc tự động.
PB3G3: Nút ấn đóng ACB ở chế độ bằng tay.
PB4G3: Nút ấn cắt ACB ở chế độ bằng tay.
G3R: Nút ấn reset ACB
2.2.3 Các phần tử bên trong bảng điện chính và chức năng phần tử
Sơ đồ bảng điện chính Ụ FS05 (MAIN SWITCHBOARD) từ G1 đến LV
-G1: Mạch điều khiển nguồn máy phát số 1.
+ G: Máy phát điện số 1
+ ACB: Áptômát chính máy phát số 1.
+1CT1: Biến dòng 1200/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo công suất và đo dòng.
+ 1CT2: Biến dòng 1200/5A,lấy tín hiệu dòng tới PMS.
+1PT1: Biến áp hạ áp 450/220V, được đưa bộ hòa đồng bộ.
+ 1TR1: Biến áp hạ áp 450/220V, đưa tơi mạch điều khiên ACB.
-G11: Mạch điều khiển ACB
+ 152CX: Rơle trung gian để đóng aptomat.
+ 152TC: Rơle trung gian để cắt aptomat.
+ 152X: Rơle trung gian
-G13: Mạch điều khiển động cơ secvo và mạch sấy.
17
- Đồ án tốt nghiệp
+ GCS công tăc lựa chọn.
+265L: rơle trung gian điều khiển giảm tốc.
+265R: rơle trung gian điều khiển tăng tốc.
+SHS : Công tắc sấy.
-G2: Mạch điều khiển nguồn máy phát số 2.
+ G: Máy phát điện số 1
+ ACB: Áptômát chính máy phát số 1.
+2 CT1: Biến dòng 1200/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo công suất và đo dòng.
+ 2CT2: Biến dòng 1200/5A,lấy tín hiệu dòng tới PMS.
+2PT1: Biến áp hạ áp 450/220V, được đưa bộ hòa đồng bộ.
+ 2TR1: Biến áp hạ áp 450/220V, đưa tơi mạch điều khiên ACB.
-G21: Mạch điều khiển ACB
+ 252CX: Rơle trung gian để đóng aptomat.
+ 252TC: Rơle trung gian để cắt aptomat.
+ 252X: Rơle trung gian
-G23: Mạch điều khiển động cơ secvo và mạch sấy.
+ GCS công tăc lựa chọn.
+165L: rơle trung gian điều khiển giảm tốc.
+165R: rơle trung gian điều khiển tăng tốc.
-G3: Mạch điều khiển nguồn máy phát số 3.
+ G: Máy phát điện số 1
+ ACB: Áptômát chính máy phát số 1.
+3CT1: Biến dòng 1200/5A, lấy tín hiệu dòng đưa tới bộ đo công suất và đo dòng.
+ 3CT2: Biến dòng 1200/5A,lấy tín hiệu dòng tới PMS.
+3PT1: Biến áp hạ áp 450/220V, được đưa bộ hòa đồng bộ.
+ 3TR1: Biến áp hạ áp 450/220V, đưa tơi mạch điều khiên ACB.
+A : Ampe kế đo dòng máy phát.
+V : Volt kế đo điện áp máy phát.
+KW : Watt kế đo công suất máy phát.
+HZ : Đồng hồ đo tần số máy phát
+AS : Công tắc chuyển mạch đo dòng các pha.
+VFS : Công tắc chuyển mạch điện áp pha1
+3VRYA: Rơle bảo vệ điện áp cao.
+3VRYB: Rơle bảo vệ điện áp thấp.
+3FRQA: Rơle bảo vệ tần số cao.
+3FRQB: Rơle bảo vệ tần số thấp
-G21: Mạch điều khiển ACB
+ 352CX: Rơle trung gian để đóng aptomat.
18
- Đồ án tốt nghiệp
+ 352TC: Rơle trung gian để cắt aptomat.
+ 352X: Rơle trung gian
-G33: Mạch điều khiển động cơ secvo và mạch sấy.
+ GCS công tăc lựa chọn.
+365L: rơle trung gian điều khiển giảm tốc.
+365R: rơle trung gian điều khiển tăng tốc.
-DC : Mạch cấp nguồn điều khiển một chiều.
-BT1: mạch điều khiển Bus
+ BT1A: Rơle trung gian tao thồ gian trễ đóng.
+ BX1A: Công tắc tơ đóng BUS.
+ BX1B: Công tắc tơ đóng BUS
-BT11: mạch điều khiển đóng ACB BT1
+ BCL1 : nút ấn để đóng ở chế độ bằng tay.
+ BOP1 : nút ấn để cắt ở chế độ bằng tay.
+ BT1CX : Rơle trung gian đóng ACB.
+ BT1TC : Rơle trung gian cắt ACB.
+ GL : đèn báo ACB đóng.
+ RL : đèn báo ACB mở.
- S1A : Mạch đo điên trở cách điện máy phát 1.
+ IRM1 : bộ đo điện trở.
+ BTR1 : biến áp
+ ELS : nút thử cách điện.
+ACB : aptomat
+BT1A> biến áp 450/220V
+TL-R126,TL-S126,TR-T126 : đèn báo cách điện.
- S1B : Mạch đo điên trở cách điện máy phát 2.
+ IRM2 : bộ đo điện trở.
+ BTR2 : biến áp
+ ELS : nút thử cách điện.
+ACB : aptomat
+BT2A> biến áp 450/220V
+TL-R126,TL-S126,TR-T126 : đèn báo cách điện.
- S1C : Mạch đo điên trở cách điện máy phát 3.
+ IRM3 : bộ đo điện trở.
+ BTR3 : biến áp
+ ELS : nút thử cách điện.
+ACB : aptomat
+BT3A> biến áp 450/220V
19
nguon tai.lieu . vn
