Giáo trình mô đun Vận hành trạm phát điện - Nghề: Điện tàu thủy
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẰNG HÀNG HẢI I
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: VẬN HÀNH TRẠM PHÁT ĐIỆN
NGHỀ: ĐIỆN TÀU THỦY
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số: ngày tháng năm 2017 của Hiệu trường
Trường Cao đẳng Hàng hải I
Năm 2017
1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và
tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bꢀ nghiêm cꢁm.
2
LỜI GIỚI THIỆU
Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tàu thủy ở trình độ
Cao đẳng, giáo trình Vận hành trạm phát điện là một trong những giáo trình mô
đun chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình chi tiết đã được
Hiệu trưởng nhà trường phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích
hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới
có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo,
nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong
sản xuꢁt đồng thời có tính thực tiễn cao.
Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 90
giờ gồm có 07 bài:
Bài 1: Vận hành, khai thác máy phát điện đồng bộ ba pha làm việc độc lập.
Bài 2: Vận hành, khai thác máy phát điện đồng bộ ba pha làm việc song song.
Bài 3: Vận hành, khai thác máy phát điện đồng trục.
Bài 4: Vận hành, khai thác máy phát điện sự cố.
Bài 5: Thử tải trạm phát điện khi làm việc độc lập.
Bài 6: Thử tải trạm phát điện khi làm việc song song.
Bài 7: Vận hành và duy trì hệ thống điện vượt quá 1000V.
Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo
nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rꢁt mong nhận được đóng góp ý
kiến của người sử dụng, người đọc để nhóm biên soạn sẽ hiện chỉnh hoàn thiện
hơn sau thời gian sử dụng.
Hải Phòng, ngày tháng năm 2017
Tham gia biên soạn
Chủ biên Ths. Nguyễn Đức Thuần
3
MỤC LỤC
STT Nội dung
1. Lời giới thiệu
2. Mục lục
Trang
3. Danh mục ký hiệu, từ viết tắt, thuật ngữ chuyên ngành
4. Danh mục bảng, biểu và hình vẽ
5. Nội dung
Bài mở đầu
Bài 1: Vận hành, khai thác máy phát điện đồng bộ ba pha làm
việc độc lập
Bài 2: Vận hành, khai thác máy phát điện đồng bộ ba pha làm
việc song song
Bài 3: Vận hành, khai thác máy phát điện đồng trục
Bài 4: Vận hành, khai thác máy phát điện sự cố
Bài 5: Thử tải trạm phát điện khi làm việc độc lập
Bài 6: Thử tải trạm phát điện khi làm việc song song
Bài 7: Vận hành và duy trì hệ thống điện vượt quá 1000V
6. Tài liệu tham khảo
4
Danh mục hình vẽ
STT
Tên hình vẽ
Trang
1.
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý Máy phát điện đồng bộ ba pha
10
kích từ độc
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý Máy phát điện đồng bộ ba pha
tự kích có chổi than
11
11
12
11
13
14
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý Máy phát điện đồng bộ ba pha
tự kích không chổi than
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý Máy phát điện đồng bộ ba pha
kích từ tại stato
Hình 1.5. Đường đặc tính không tải của máy phát đồng
đồng bộ
Hình 1.6. Đường đặc tính ngoài của máy phát đồng đồng
bộ
Hình 1.7. Đặc tính điều chỉnh của máy phát điện đồng bộ
khi hệ số cosφ khác nhau
8.
Hình 1.8. Đặc tính ămpe - giây của cầu chì
Hình 1.9. Đặc tính ămpe - giây của áp tô mát cổ điển
Hình 1.10. Cầu chì lắp trước Aptômat
Hình 1.11.Cầu chì lắp sau Aptômat
17
18
18
18
20
21
21
22
23
23
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Hình 1.12.Sơ đồ bảo vệ quá tải
Hình 1.13.Sơ đồ khối hệ thống bảo vệ
Hình 1.14.Sơ đồ khối hệ thống bảo vệ
Hình 1.15. Sơ đồ nguyên lý cảm biến cho rơ le quá tải
Hình 1.16. Đồ thꢀ véc tơ
Hình 1.17. Cꢁu tạo của rơ le công suꢁt ngược UM- 149 của
Nga
18.
19.
Hình 1.18.Sơ đồ đꢁu dây rơ le công suꢁt ngược UM- 149
24
28
Hình 2.1. Đồ thꢀ véc tơ khi điện áp máy phát không thỏa
mãn
20.
21.
22.
Hình 2.2. Đồ thꢀ véc tơ khi tần số máy phát không thỏa
mãn
29
29
30
Hình 2.3. Đồ thꢀ véc tơ khi điều kiện về thứ tự pha không
thỏa mãn
Hình 2.4. Đồ thꢀ véc tơ khi góc lệch pha φ không thỏa mãn
5
23.
24.
Hình 2.5. Sơ đồ sử dụng hệ thống đèn tắt kiểm tra điều kiện
hòa
31
32
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý và đồ thꢀ véctơ khi hòa bằng
phương pháp đèn quay
25.
26.
27.
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý cꢁu tạo của đồng bộ kế.
Hình 2.8. Sơ đồ nối dây của đồng bộ kế
33
33
34
Hình 2.9. Đặc tính ngoài của hai máy phát điện khi làm
việc song song với nhau
28.
29.
Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý về việc phân tải phản tác dụng
bằng cách lꢁy tín hiệu từ dòng điện kích từ.
35
36
Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý về việc phân tải phản tác dụng
bằng cách lꢁy tín hiệu từ dòng điện tải của máy phát
Hình 2.12. Đồ thꢀ véc tơ điện áp
30.
31.
36
37
Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lý một dây của phương pháp nối
dây cân bằng ở mạch một chiều.
32.
33.
Hình 2.14. Đặc tính bộ điều tốc khi hai máy phát làm việc
song song với nhau
38
38
Hình 2.15. Đặc tính chuyển tải từ máy phát số 1 sang máy
phát số 2
34.
35.
Hình 2.16. Sơ đồ nguyên lý của động cơ sécvô
39
45
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý của sự liên hệ giữa bảng điện
chính và bảng điện sự cố
36.
Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý trạm phát sự cố
46
6
Danh mục bảng, biểu,
STT
1
Tên bảng, biểu
Trang
49
Bảng 5.1. Minh họa các thông số của máy phát điện đồng
bộ(loại MP-H-100-4)
2
3
4
5
6
7
Bảng 5.2. Ghi kết quả thử máy phát số 1
Bảng 5.3. Ghi kết quả thử Diesel lai máy phát số 1
Bảng 5.4. Ghi kết quả thử máy phát số 2
Bảng 5.5. Ghi kết quả thử Diesel lai máy phát số 2
Bảng 5.6. Ghi kết quả kiểm tra điện trở cách điện
Bảng 6.1. Bảng thử tải cho các máy phát cùng làm việc trong
trạm phát
50
51
51
51
52
55
Bảng 6.2. Bảng ghi kết quả thử tải cho các máy phát cùng
làm việc trong trạm phát
56
8
7
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: Vận hành trạm phát điện
Mã môn đun: MĐ.6520228.23
Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết 26 giờ; Thực hành, thí
nghiệm. thảo luận, bài tập: 60 giờ; Kiểm tra: 04 giờ).
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vꢀ trí: Mô đun được bố trí sau khi học xong môn học máy điện.
- Tính chꢁt:
+ Vận hành trạm phát điện là nhiệm vụ quan trọng của nghề điện tàu thủy.
Mô đun này nhằm trang bꢀ cho sinh viên những kiến thức và kỹ năng cơ bản về
khai thác vận hành trạm phát điện trên tàu thủy.
+ Vận hành bảo quản, bảo dưỡng và sửa chữa được những hỏng nhỏ của
máy phát điện và một số khí cụ điện theo đúng quy trình với độ tin cậy cao.
Cùng với sử dụng trang thiết bꢀ, vật tư, với thời gian hợp lý, đảm bảo được an
toàn và vệ sinh công nghiệp.
- Ý nghĩa và vai trò của mô đun
+ Trang bꢀ kiến thức cho người học về khai thác vận hành trạm phát điện
trên tàu thủy;
+ Tạo kỹ năng nghề nghiệp cho người học.
Mục tiêu của mô đun:
- Về kiến thức: Hiểu được quy trình vận hành và theo dõi sự hoạt động
của máy phát điện và bảng điện chính;
- Về kỹ năng: Vận hành và theo dõi sự hoạt động của máy phát điện; Vận
hành bảng điện chính theo đúng quy trình đảm bảo an toàn và hiệu quả; Bảo
dưỡng và sửa chữa được một số hư hỏng nhỏ máy phát điện và khí cụ điện;
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có ý thức cẩn thận, nghiêm túc,
chính xác khi thực hiện vận hành và vệ sinh công nghiệp.
Nội dung mô đun:
8
BÀI MỞ ĐẦU
1.1. Khái quát chung về trạm phát điện tàu thủy
Trạm phát điện tàu thuỷ là nơi phát ra năng lượng điện để cung cꢁp cho
các thiết bꢀ sử dụng năng lượng điện có ở trên tàu.
Công suꢁt của trạm phát điện trên tàu thuỷ phụ thuộc vào mức độ điện
khí hoá trên tàu và số lượng phụ tải có ở trên tàu.
1.2. Vấn đề về dòng điện
a. Dòng điện một chiều
Dòng điện một chiều hiện nay chỉ còn dùng trên các tàu nhỏ hoặc trên
các tàu có các cơ khí sản xuꢁt được truyền động bằng dòng điện một chiều. Ví
dụ trên các tàu cá, hoặc trên một số tàu có chân vꢀt điện. Trạm phát điện một
chiều là trạm phát có lắp đặt máy phát điện một chiều.
Công suꢁt lớn nhꢁt của máy phát điện một chiều được chế tạo không vượt
quá 10MW, và điện áp đꢀnh mức thường là 120V, 220V, 440V, 500V, 1000V.
b. Dòng điện xoay chiều
Hiện nay trên tàu thuỷ năng lượng điện được dùng chủ yếu là dòng xoay
chiều ba pha.
Dòng điện xoay chiều được ứng dụng rộng rãi trên tàu thuỷ vì nó có các
ưu điểm sau đây:
b.1. Ưu điểm:
- Về phương diện bảo đảm tính năng công tác lâu dài:
+ Động cơ điện rô to lồng sóc là loại có cꢁu tạo đơn giản, rẻ tiền, độ tin
cậy cao, ít phải chăm sóc và bảo dưỡng.
+ Bảng khởi động động cơ xoay chiều đơn giản hơn động cơ điện một chiều.
+ Dòng điện xoay chiều có thể dùng máy biến áp để biến đổi điện áp cho
thích hợp ứng với từng loại phụ tải.
+ Máy phát điện xoay chiều hoạt động tin cậy hơn so với máy phát điện
một chiều.
- Về trọng lượng thiết bꢀ:
+ Động cơ một chiều và động cơ xoay chiều cùng công suꢁt thì động cơ xoay
chiều có trọng lượng và kích thước nhỏ hơn động cơ một chiều khoảng 30 - 40%
+ Trọng lượng cáp của lưới điện xoay chiều nhỏ hơn rꢁt nhiều so với
trọng lượng cáp của lưới điện một chiều:
- Về mạng điện:
+ Dễ nhận điện từ bờ vì trên bờ chỉ dùng nguồn điện xoay chiều.
+ Hoạt động của các thiết bꢀ tín hiệu và theo dõi rꢁt đơn giản. Điều đó rꢁt
quan trọng cho quá trình tự động hoá tàu thuỷ.
9
Tuy nhiên dòng điện xoay chiều có những nhược điểm sau:
b.2. Nhược điểm:
- Khó điều chỉnh tốc độ quay của động cơ điện. Tuy nhiên nhược điểm
này được khắc phục nhờ sự phát triển của công nghệ điện tử công suꢁt, người ta
đã chế tạo ra được ra được bộ biến đổi tần số bằng tiristo.
- Bảng phân phối điện năng phức tạp.
1.3. Vấn đề về điện áp
a. Nguồn điện một chiều
Trong trạm phát điện tàu thuỷ điện áp đꢀnh mức trong lưới điện một chiều
là 110V, 110V, 440V, 500V, 1000V.
b. Nguồn điện xoay chiều
Điện áp ở lưới điện xoay chiều dùng cho các thiết bꢀ công suꢁt nhỏ là
110V hoặc 220V. Các thiết bꢀ công suꢁt lớn là 380V hoặc 440V. Không những
vậy ngày nay người ta đã ứng dụng điện áp cao hơn ví dụ dùng điện áp 3,3 KV.
Điện áp này cꢁp cho động cơ hút hàng hoá và bơm ba lát có công suꢁt tổng cộng
lên tới 5000 KW. Trong khi đó các hộ tiêu thụ vẫn dùng điện áp 380V.
1.4. Vấn đề về tần số
a. Tần số 50 héc
Chọn tần số phù hợp tức là chọn chế độ công tác phù hợp của động cơ
điện. Đối với nước ta và một số nước Đông âu thường dùng tần số là 50 Hz, hệ
thống năng lượng điện có điện áp là 380V thì tần số là 50Hz.
b. Tần số 60 héc
Một số nước người ta sử dụng tần số là 60Hz, hệ thống năng lượng điện
có điện áp là 440V thì tần số là 60Hz.
Có thể trạm phát điện và thiết bꢀ điện có tần số cao (100-200 Hz). Tần số
càng cao thì tốc độ quay càng nhanh, như vậy có thể giảm trọng lượng và kích
thước của thiết bꢀ song khó phù hợp với thiết bꢀ điện trên bờ, tốc độ quay cao
cũng gặp nhiều trở ngại.
Khi cꢁp điện từ bờ có tần số khác với tần số dưới tàu thuỷ, các thiết bꢀ
động lực vẫn làm việc được nhưng tốc độ thay đổi, vì ta có
380 440 U
const là không đổi. Trong khi đó lưới chiếu sáng được đưa qua
50
60
f
máy biến áp có hệ số biến áp thay đổi.
10
BÀI 01:
VẬN HÀNH, KHAI THÁC MÁY PHÁT ĐIỆN
ĐỒNG BỘ BA PHA LÀM VIỆC ĐỘC LẬP
Mã bài: MĐ.6520228.23.01
Giới thiệu:
Nguồn năng lượng điện trên tàu biển do máy phát điện đồng bộ ba pha tạo
ra, số lượng máy phát trên tàu có ít nhꢁt từ 02 chiếc. Máy phát điện có thể làm
việc độc lập hoặc làm việc song song tùy thuộc vào chế độ hoạt động của tàu.
Khi công suꢁt tiêu thụ ít máy phát điện có thể làm việc độc lập.
Mục tiêu của bài:
- Nêu được mối quan hệ giữa các thông số của máy phát điện;
- Điều chỉnh được các thông số khi vận hành và theo dõi khi máy phát
hoạt động; Biết cách kiểm tra và điều chỉnh các thông số kỹ thuật đảm bảo máy
phát hoạt động bình thường ổn đꢀnh và tin cậy;
- Có ý thức cẩn thận, chính xác khi kiểm tra, điều chỉnh các thông số.
Nội dung chính:
1.1. Các đường đặc tính của máy phát điện đồng bộ
1.1.1. Một số máy phát điện đồng bộ ba pha thường dùng trên tàu thủy
+ Máy phát điện đồng bộ ba pha kích từ độc lập (máy phát kích từ ngoài)
- Sơ đồ nguyên lý:
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý Máy phát điện đồng bộ ba pha kích từ độc lập
- Đặc điểm
Trước đây máy phát điện đồng bộ kích từ bằng máy phát điện một chiều
đặt cùng trục với máy phát điện chính. Tuy nhiên máy phát điện một chiều có
11
chổi than nên độ tin cậy kém, nên loại máy phát này hiện nay ít được sử dụng.
+ Máy phát điện đồng bộ ba pha tự kích có chổi than
- Sơ đồ nguyên lý:
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý Máy phát điện đồng bộ ba pha tự kích có chổi than
- Đặc điểm
Loại máy phát này có dòng điện kích từ được chỉnh lưu từ sức điện động
xoay chiều của phần ứng, sau đó đưa vào cuộn dây kích từ qua chổi than và
vòng trượt.
+ Máy phát điện đồng bộ ba pha tự kích không chổi than
- Sơ đồ nguyên lý:
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý Máy phát điện đồng bộ ba pha tự kích không chổi than
12
- Đặc điểm
Gần đây máy phát điện đồng bộ không chổi than được sử dụng rộng rãi.
Loại máy phát này, máy phát chính và máy phát kích từ được đặt chung trong
một vỏ máy có trục và rô to chung. Phần ứng của máy phát kích từ là cuộn dây
ba pha được đặt ở rô to cung cꢁp dòng điện cho cuộn kích từ máy phát chính qua
bộ chỉnh lưu cầu ba pha, các diốt lắp ngay trên rô to.
- Ưu nhược điểm
Ưu điểm, là do không có vòng trượt và chổi than nên làm việc tin cậy
hơn, không có tia lửa điện ở chổi than và vòng trượt nên được dùng rộng rãi và
đặc biệt quan trọng đối với các tàu dầu, bảo quản, bảo dưỡng và khai thác vận
hành dễ dàng hơn.
Nhược điểm, khó cho việc sửa chữa nếu chỉnh lưu trong rô to bꢀ hỏng.
+ Máy phát điện đồng bộ ba pha kích từ tại stato
- Sơ đồ nguyên lý
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý Máy phát điện đồng bộ ba pha kích từ tại stato
- Đặc điểm
Loại máy phát này có phần ứng đặt ở rô to còn phần cảm đặt ở stato. Máy
phát này nguồn điện xoay chiều ba pha được lꢁy ra ở Rôto thông qua ba chổi
than tỳ lên ba vòng trượt bằng đồng. Cuộn dây kích từ được đặt ở Stato, hay
được gọi là máy phát điện kích từ ở Stato.
1.1.2. Các đường đặc tính của máy phát điện đồng bộ
a. Đặc tính không tải:
Như ta đã biết dây quꢁn Stato chưa được nối với phụ tải (không tải) thì
điện áp giữa hai đầu của mỗi pha của nó U0 = E0. Do đó đặc tính không tải là
đường biểu diễn hàm số.
U0 = E0 = f (Ikt) khi n = const; I = 0
Từ nguyên lý làm việc của máyphát, ta có:
13
E0 = 4,44.f. W1.Kdq. q
Khi n = const thì f không đổi. Do đó: E0 = q, còn q phụ thuộc vào Ikt
theo đường cong từ hóa của máy phát. Do đó đặc tính không tải có dạng sau:
Eo ( Uo)
kt
I
Hình 1.5. Đường đặc tính không tải của máy phát đồng đồng bộ
Khi tăng Ikt, giá trꢀ E0 sẽ tăng lên. Độ dốc của đường đặc tính phụ thuộc
vào mạch từ của máy phát điện. Khi tăng Ikt đến một giá trꢀ nào đó, mạch từ sẽ
bão hòa và E0 sẽ không tăng lên nữa.
b. Đặc tính ngoài
Đặc tính ngoài U = f(I) là sự phụ thuộc giữa điện áp phát ra của máy phát
với dòng điện của máy phát, khi tốc độ quay của máy phát không đổi, hệ số
công suꢁt cosφ của phụ tải không đổi và dòng điện kích từ không đổi.
Hình 1.6. Đường đặc tính ngoài của máy phát đồng đồng bộ
Tải của máy phát điện đồng bộ trong thực tế mang tính chꢁt cảm kháng
(φ > 0). Khi tải tăng làm cho sụt áp ở mạch phần ứng tăng, phản ứng phần ứng
tăng và là phản ứng khử từ làm cho sức điện động cảm ứng trong cuộn dây phần
ứng giảm (U = E - I.Rư ). Vì vậy khi tải của máy phát tăng thì điện áp của máy
phát giảm đi rꢁt nhiều. Sự thay đổi điện áp của máy phát điện đồng bộ trong
14
khoảng từ 40 -50% điện áp đꢀnh mức. Chính vì vậy mỗi một máy phát điện đồng
bộ đều có bộ tự động điều chỉnh điện áp nhằm giữ cho điện áp phát ra của máy
phát là luôn không đổi.
c. Đặc tính điều chỉnh
Đặc tính điều chỉnh là mối quan hệ giữa dòng điện kích từ và dòng điện
tải của máy phát, với mục đích giữ cho điện áp của máy phát không đổi, khi tốc
độ quay của máy phát không đổi, hệ số công suꢁt cosφ của phụ tải không đổi
Hình 1.7. Đặc tính điều chỉnh của máy phát điện đồng bộ khi hệ số cosφ khác nhau
Trong thực tế tải của máy phát điện đồng bộ có tính chꢁt cảm kháng (φ >
0) vì vậy khi tải tăng muốn giữ cho điện áp của máy phát không đổi ta phải tăng
dòng điện kích từ cho máy phát.
Các thông số của máy phát điện đồng bộ
- Điện áp đꢀnh mức Uđm (V)
- Công suꢁt biểu kiến đꢀnh mức Sđm(KVA) hoặc Pđm( KW)
- Dòng điện đꢀnh mức Iđm( A)
- Tần số đꢀnh mức fđm( Hz)
- Hệ số công suꢁt đꢀnh mức cosφ
- Dòng điện kích từ đꢀnh mức IKTđm(A)
- Điện áp kích từ đꢀnh mức UKTđm(V)
- Tốc độ quay đꢀnh mức nđm (vòng/ phút)
- Cách đꢁu cuộn dây phần ứng
Công suꢁt đꢀnh mức của máy phát điện đồng bộ thường được đo bằng
công suꢁt biểu kiến (KVA) hay (MVA) nhằm xác đꢀnh giới hạn tải xuꢁt phát từ
vꢁn đề phát nhiệt của cuộn dây phần ứng.
Nếu công suꢁt đꢀnh mức của máy phát điện đồng bộ được đo bằng công
suꢁt tác dụng (KW) hay (MW) thì có nghĩa là xuꢁt phát từ giới hạn công suꢁt
của động cơ sơ cꢁp.
15
Vꢁn đề phát nhiệt của máy phát không phải do hệ số công suꢁt quyết đꢀnh.
Nhưng cần thiết phải cho hệ số công suꢁt cosφdm vì lý do giới hạn dòng điện
kích từ của máy phát.
Ví dụ cho cosφdm = 0,8 nghĩa là nếu máy phát chꢀu tải với Iđm mà lúc đó
cosφ < cosφdm là điều không cho phép vì lúc đó hệ thống tự động điều chỉnh
điện áp sẽ phải điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát Ikt> Iktđm mới giữ được
ổn đꢀnh điện áp cho máy phát U = Uđm
1.2. Điều chỉnh điện áp và tần số.
1.2.1. Điều chỉnh điện áp
Từ công thức Eo = 4,44.W1.Kdq.f.o
Trong đó: Eo- sức điện động cảm ứng; W1- số vòng dây một pha dây
quꢁn Stato; Kdq- hệ số quꢁn dây; 0 -từ trường cực từ.
Tăng Eo để tăng điện áp
- Điều chỉnh tăng điện áp
+ Tác động lên biến trở điều chỉnh tăng dòng kích từ (tăng 0) theo chiều
tăng
+ Quan sát điện áp máy phát bằng điện áp đꢀnh mức
- Điều chỉnh giảm điện áp
+ Tác động lên biến trở điều chỉnh giảm dòng kích từ (giảm 0) theo chiều
giảm
+ Quan sát điện áp máy phát bằng điện áp đꢀnh mức.
1.2.2. Điều chỉnh tần số
Tần số của máy phát điện được xác đꢀnh theo công thức sau:
p.n
Từ công thức f =
60
Trong đó: f- tần số; p- số cặp cực từ; n- tốc độ quay của máy phát
- Điều chỉnh tăng tần số
+ Tác động lên công tắc điều khiển động cơ séc vô của máy phát theo
chiều tăng
+ Quan sát tần số máy phát bằng tần số đꢀnh mức
+ Dừng tác động lên công tắc điều khiển động cơ séc vô của máy phát
- Điều chỉnh giảm tần số
+ Tác động lên công tắc điều khiển động cơ séc vô của máy phát theo
chiều giảm
+ Quan sát tần số máy phát bằng tần sô đꢀnh mức
+ Dừng tác động lên công tắc điều khiển động cơ séc vô của máy phát
16
1.3. Vận hành máy phát điện đồng bộ ba pha khi làm việc độc lập
1.3.1. Đóng máy phát điện lên lưới
- Bước 1: Kiểm tra và khởi động động cơ Diesel truyền động cho máy
phát điện;
- Bước 2: Điều chỉnh tốc độ quay của máy phát về giá trꢀ đꢀnh mức;
- Bước 3: Điều chỉnh tần số bằng tần số đꢀnh mức (Theo dõi qua đồng hồ
đo vòng quay);
- Bước 4: Điều chỉnh điện áp bằng điện áp đꢀnh mức(Theo dõi qua đồng
hồ đo điện áp);
- Bước 5: Đóng cầu dao máy phát cꢁp điện lên lưới;
- Bước 6: Đóng cầu dao cꢁp điện đến các phụ tải
- Bước 7: Cho máy phát nhận tải;
- Bước 8: Kiểm tra sự hoạt động của máy phát.
1.3.2. Ngắt máy phát điện
- Bước 1: Ngắt dần các phụ tải cho đến khi hết tải
- Bước 2: Ngắt cầu dao máy phát khỏi thanh cái
- Bước 3: Giảm dần tốc độ quay
- Bước 4: Dừng máy
1.4. Kiểm tra sự hoạt động bình thường của máy phát điện khi khai thác
1.4.1. Kiểm tra, sửa chữa mạch điện báo động và bảo vệ cho máy phát điện
a. Bảo vệ ngắn mạch
a1. Nguyên nhân dẫn đến ngắn mạch
Trong quá trình vận hành và khai thác hệ thống năng lượng điện có rꢁt
nhiều nguyên nhân gây nên ngắn mạch đó là:
Do hỏng cách điện của những phần tử dẫn điện, do già hoá tự nhiên, do
bảo dưỡng không đúng đꢀnh kỳ, do hư hỏng các phần tử cơ khí, do hoạt động
nhầm của các thiết bꢀ.
a2. Hậu quả khi ngắn mạch
- Dòng điện ngắn mạch có giá trꢀ rꢁt lớn đạt đến 100.000A nên gây ra hậu
quả là rꢁt lớn cụ thể là:
- Dòng điện ngắn mạch đốt nóng các phần tử dẫn điện. Nhiệt độ đốt nóng
vượt quá nhiệt độ cho phép nhiều lần, làm cho tiếp điểm của các khí cụ bꢀ cháy
nếu khí cụ đó không được tính toán để có khả năng chꢀu được dòng điện ngắn
mạch lớn
- Dòng điện ngắn mạch làm xuꢁt hiện lực tương hỗ giữa các phần tử dẫn
điện của hệ thống điện năng. Lực này sẽ làm hư hỏng các vật cách điện hoặc các
vật cố đꢀnh khác
17
- Dòng điện ngắn mạch lớn gây ra sụp áp đột ngột lớn, làm ảnh hưởng xꢁu
đến các đặc tính của các phụ tải đang hoạt động trong lưới. Điều đó đặc biệt
nguy hiểm cho an toàn của con tàu
- Dòng điện ngắn mạch lớn và kéo dài, mà điểm ngắn mạch càng gần máy
phát thì càng nguy hiểm có thể làm cháy máy phát hoặc mꢁt đồng bộ khi các
máy phát công tác song song với nhau
Nếu dòng điện trong máy phát I > 1,5Iđm của máy phát thì coi như máy
phát đã ngắn mạch
Qua các phân tích trên ta thꢁy rằng bảo vệ ngắn mạch là vô cùng quan
trọng và không thể thiếu được trong trạm phát điện tàu thuỷ. Để bảo vệ ngắn
mạch ta có thể dùng cầu chì hoặc Aptômát hoặc cầu chì kết hợp với Aptômát.
a3. Phương pháp bảo vệ ngắn mạch
- Bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì
Các tàu cũ dùng cầu chì để bảo vệ ngắn mạch, đặc tính của cầu chì cũng
gần giống đặc tính của áp tô mát.
Dòng điện đꢀnh mức của dây chảy Idc(ký hiệu là Idc) là dòng điện lớn nhꢁt
đi qua dây chảy trong một thời gian dài mà không làm nó bꢀ đứt, cầu chì phải
được chọn Idc ≈ (1,2 -1,25 ) Iđm. Trong đó Iđm là dòng điện đꢀnh mức của máy
phát.
Hình 1.8.Đặc tính ămpe - giây của cầu chì
- Bảo vệ ngắn mạch bằng áp tô mát
Trên tàu thuỷ được ứng dụng ba loại ap tô mát để bảo vệ ngắn mạch:
+ Ap tô mát cổ điển
+ Ap tô mát chọn lọc
+ Ap tô mát tác động nhanh
18
Tꢁt cả ba loại này đều đáp ứng đủ các yêu cầu quy đꢀnh của đăng kiểm
Hình 1.9. Đặc tính ămpe - giây của áp tô mát cổ điển
Nếu dòng đi qua aptômát có trꢀ số từ I2 ≥ I >Iđm thì áptômát sẽ hoạt động
theo nguyên tắc bảo vệ quá tải.
Nếu dòng điện đi qua aptômát có trꢀ số I > I2 thì áp tô mát hoạt động theo
nguyên tắc bảo vệ ngắn mạch.
Nếu dùng cả cầu chì và Aptômát để bảo vệ thì cầu chì có thể được lắp đặt
phía trước hoặc phía sau Aptômat theo chiều cꢁp nguồn.
Hình 1.10.Cầu chì lắp trước Aptômat Hình 1.11.Cầu chì lắp sau Aptômat
Bảo vệ ngắn mạch bằng áp tô mát có cuộn dây dòng điện cực đại. Trong
trường hợp thử nghiệm rơ le dòng điện cực đại phải mang về phòng thí nghiệm
chuyên dùng và cho dòng điện trực tiếp vào để thử.
b. Bảo vệ quá tải cho máy phát điện
Để thử quá tải ta làm như sau: Cho máy phát điện làm việc độc lập tăng
19
dần tải cho máy phát đến khi máy phát quá tải hệ thống bảo vệ quá tải phải hoạt
động. Nếu hệ thống này không hoạt động cần phải kiểm tra, chỉnh đꢀnh.
b1. Nguyên nhân dẫn đến quá tải
Máy phát điện quá tải do các nguyên nhân sau đây:
- Cắt bớt một vài máy phát khi đang công tác song song với nhau mà công
suꢁt phụ tải đang lớn;
- Khởi động trực tiếp các động cơ có công suꢁt lớn;
- Phân chia tải không đồng đều khi các máy phát làm việc song song với nhau
b2. Hậu quả khi quá tải
Nếu máy phát điện bꢀ quá tải lâu nhiệt độ đốt nóng cuộn dây lớn hơn nhiệt
độ cho phép trong một thời gian dài, làm cho cuộn dây máy phát bꢀ om, cách
điện hỏng dẫn đến ngắn mạch và làm cháy máy phát.
b3. Phương pháp bảo vệ quá tải
Máy phát điện được tính toán thiết kế để chꢀu được quá tải trong một thời
gian dài. Thường cho phép quá tải I = 1,1Iđm trong thời gian là 15 phút hoặc dài
hơn. Sau thời gian đó thiết bꢀ báo quá tải bằng chuông hoặc bằng còi hoạt động.
Nếu xuꢁt hiện dòng điện quá tải I = ( 1,1 - 1,5 ) Iđm. Sau độ trễ thời gian nhꢁt
đꢀnh Aptômat phải hoạt động ngắt máy phát. Khi máy phát bꢀ quá tải I = 1,5Iđm
độ trễ ngắt Aptômat không được phép vượt quá 20 giây đối với máy phát điện
xoay chiều, và không được phép vượt quá 15 giây đối với máy phát điện một
chiều. Khi dòng điện ngắn mạch I > 1,5 Iđm thì thiết bꢀ bảo vệ ngắn mạch hoạt
động tức thời ngắt máy phát ra khỏi trạm phát.
Khi máy phát điện bꢀ quá tải mà ngắt máy phát ra khỏi mạng điện thì dẫn
đến nguồn điện bꢀ gián đoạn. Nguồn cꢁp cho phụ tải quan trọng bꢀ mꢁt như vậy
gây nên sự cố nguy hiểm cho tàu
Để tăng thêm độ tin cậy cꢁp nguồn cho các phụ tải quan trọng. Khi máy
điện bꢀ quá tải việc bảo vệ đựơc thực hiện bằng cách cắt bớt các phụ tải không
quan trọng. Việc cắt máy phát chỉ được thực hiện sau khi đã cắt hết các phụ tải
mà máy phát vẫn bꢀ quá tải.
Sau đây là giới thiệu sơ đồ bảo vệ quá tải được sử dụng
- Sơ đồ
20
Tải về để xem bản đầy đủ
61 trang
23240
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Vận hành trạm phát điện - Nghề: Điện tàu thủy", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_van_hanh_tram_phat_dien_nghe_dien_tau_thuy.pdf
