ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH
Đồ Án Tốt Nghiệp
Đo và bảo vệ các thông
số máy biến áp dầu
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH
Mục Lục
Đo và bảo vệ các thông số máy biến áp dầu 1
Mục Lục 2
CHƯƠNG 1: VÀI NÉT KHÁI QUÁT VỀ MÁY BIẾN ÁP DẦU BA PHA 4
1.TÌM HIỀU MÁY BIẾN ÁP DẦU BA PHA 4
2.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG: 5
3.CÔNG DỤNG CỦA MBA 5
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG KIỂM TRA 9
Thuyết minh chung về mô hình 9
Sơ đồ nguyên lý kết nối các thiết bị 9
Sơ đô kết nối 9
CHƯƠNG 3: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÀN HÌNH HMI 13
Giới thiệu chung về các loại màn hình HMI 13
Màn hình HMI F940GOT-LWD-E 14
Chi tiết kỹ thuật 15
CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ PLC 18
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC 18
Cấu trúc của PLC 19
Những ưu điểm kỹ thuật của bộ điều khiển PLC 20
Phạm vi ứng dụng của PLC 21
KHẢO SÁT PLC FX CỦA MITSUBISHI 22
Đặc tính chung của FX1N 22
Các thiết bị 22
Hằng số K 27
Ngôn ngữ lập trình và các tập lệnh 27

nhớt, độ trong, độ ổn định, góc tổn thất điện môi Để quản lý chất lượng dầu cần phải
trang bị nhiều phương tiện kỹ thuật, cần có các cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật giỏi, biến
chế công nhân đông đảo với tay nghề cao Mặt khác, với số lượng lớn máy biến áp dầu thì
nguy cơ cháy, nổ luôn luôn thường trực, đe doạ sự cố thiết bị và gây tai nạn cho người, ô
nhiễm môi trường xung quanh.
Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện
Nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và nơi tiêu thụ điện lớn, một vấn đề rất lớn đặt ra
và cần được giải quyết là việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh tế nhất và đảm
bảo được các chỉ tiêu kĩ thuật.
Như ta đã biết, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp được
tăng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ giảm xuống, như vậy có thể làm tiết diện
dây nhỏ đi, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống, đồng thời tồn hao năng
lượng trên đường dây cung sẽ giảm xuống. Vì thế, muốn truyền tải công suất lớn đi xa,
ít tổn hao và nết kiệm kim loại mầu trên đường đây người ta phải dùng điện áp cao, dẫn
điện bằng các đường dây cao thế, thường là 35, 110, 220 và 500 KV.
Trên thực tế, các máy phát điện thường không phát ra những điện áp như vậy vì lí
do an toàn, mà chỉ phát ra điện áp từ 3 đến 21KV, do đó phải có thiết bị để tăng điện áp đầu
đường dây lên. Mặt khác các hộ tiêu thụ thường chỉ sử dụng điện áp thấp từ 127V, 500V
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH
hay cùng lắm đến 6KV, do đó trước khi sử dung điện năng ở đây cần phải có thiết bị giảm
điện áp xuống.
Những thiết bị dùng để tăng điện áp ra của máy phát điện tức đầu đường dây dẫn và
những thiết bị giảm điện áp trước khi đến hộ tiêu thụ gọi là các máy biến áp (MBA).
MBA chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không chuyển hóa năng
lượng.
2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG:
Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làm việc dựa trên nguyên lí cảm
ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ
thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi.

khả năng truyền tải và giảm tổn hao công suất trên đường dây phải giảm dòng điện chạy
trên đường dây ,bằng cách nâng cao điện áp truyền ,vì vậy ở đầu đường dây cần lắp đặt
MBA tăng áp 110 KV ; 220KV ; 500 KV v v.và ở cuối đường dây cần đặt MBA hạ áp
để cung cấp điện cho nơi tiêu thụ thường là 127V đến 500V và các động cơ công suất
lớn thường là 3 đến 6KV.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH
1.1.1. VAI TRÒ CỦA MÁY BIẾN ÁP TRONG TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI
ĐIỆN NĂNG
Hiện nay mạng điện trải rộng ở khắp mọi nơi, nhưng điện năng chỉ được sản xuất ở
một số ít nhà máy phát điện , mà các nhà máy này được xây dựng ở những nơi có các
đặc điểm như gần sông hồ lớn , gần mỏ than ….vì vậy mà cách xa nơi tiêu thụ hàng
trăm hàng nghìn Km.
Điện năng có đặc điểm là khi xản xuất ra cần phải tiêu thụ ngay .Chính vì vậy cần
phải truyền tải điện năng tới ngay nơi tiêu thụ . Điện năng được truyền tải bằng các
đường dây điện.Với mạng lưới dài tới hàng trăm hàng nghìn km
Giả sử ta cần truyền tải một công suất P của máy phát trên quãng đường dài. Công
suất P , hiệu điện thế U và dòng điện trên dây dẫn liên hệ với nhau bằng biểu thức
P = U.I
Do hiệu ứng jun-lenxơ,trên đường dây sẽ có một công suất hao phí ΔP sẽ biến
thành nhiệt toả vào môI trường . Ta có biểu thức tính tổn hao :
ΔP= U2/R
Trong đó R là điện trở dây dẫn
Vì ΔP là tổn hao công suất do vậy cần phải giảm ΔP xuống mức thấp nhất .
Chẳng hạn muốn giảm ΔP xuống 100 lần thì ta có thể làm hai cách
• Giảm R xuống 100 lần
• Tăng u lên 100 lần
Nếu làm theo cách thứ nhất thì ta phải tăng tiết diện dây lên 100 lần ,đồng nghĩa
với việc ta phải tăng khối lượng dâu dẫn lên 100 lần .Điều này là quá tốn kém vì ta
phải tăng sức trống đỡ của cột lên 100lần và giá thành vật liệu sẽ quá cao.Như ta đã

bằng các thuật toán để thể hiện đúng giá trị cần đo. Các giá trị này được thể hiện ở các giao
diện trên máy tính và trên màn hình GOT. Đồng thời các giá trị này được lưu trữ trong cơ
sở dữ liệu phục vụ cho các tác vụ ghi nhật ký (history), vẽ đồ thị (trend), xuất báo cáo
(report), cảnh báo (alarm) khi các giá trị vượt ngưỡng cho phép đã đặt trước.
Các thiết bị sử dụng trong mô hình.
 PLC FX1N-24MR (Mitsubishi): đóng vai trò là trạm chủ đặt tại trung tâm, chứa
chương trình điều khiển, nhận tín hiệu được truyền về từ PLC, truyền tín hiệu điều
khiển đến PLC.
 F940 GOT-LWD-E (Mitsubishi): là màn hình thao tác cảm ứng, giao tiếp với PLC
(master) thông qua cable RS-232C, giao tiếp với máy tính thong qua cable RS-422
(làm trung gian giao tiếp PLC với máy tính), cung cấp giao diện người máy (MHI)
tham gia giám sát và điều khiển hệ thống.
 Computer: giao tiếp với PLC master qua phần mềm GX-Developer để giám sát và
điều khiển hệ thống.
 FX2N-4AD (Mitsubishi): module mở rộng chuyên dùng xử lý tín hiệu liên tục, nhận
tín hiệu tương tự từ các Transducer rồi chuyển thành tín hiệu số 12bit vào PLC.
 AC Voltage Transducer (Mitsubishi), Ampere Transducer, Temperature Transducer,
cosphi Transducer: chuyển đổi các tín hiệu điện áp, dong điện, nhiệt đô, cosphi
thành tín hiệu chuẩn dòng hay áp theo tỉ lệ tương ứng.
 Đèn được dùng như các đèn báo, để báo lỗi hệ thống cho người vận hành biết xử lý.
Nguyên lý hoạt động.
Khi có một thông số nào báo động thì đèn báo thông số sẽ nhấp nháy và còi báo động
chung sẽ kêu. Khi đó người vận hành nhấn nút nhấn khẳng định sự cố để xác định thông số
báo động, lúc này đèn báo sự cố sẽ sang hẳn, còi tắt.
Sơ đồ nguyên lý kết nối các thiết bị.
Sơ đô kết nối.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH
2.1.1.1. Sơ đồ kết nối màn hình GOT:
Kết nối màn hình GOT với PC Kết nối màn hình GOT

Một số loại màn hình HMI của hãng Mitsubishi:
- Loại FX-10DU đến FX-50DU.
- Loại GOT-F900 series (handy và Touch Sceen).
- Loại F940GOT-LWD-E.
-Loại A800 Series.
- Loại GOT-1000 Series.
Màn hình GOT kết nối với PLC.
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH
Màn hình HMI F940GOT-LWD-E
3.1.1.1. Tổng quan
Màn hình F940GOT-LWD-E là loại màn hình tuy cho phần giao diện không
lớn song chủng loại màn hình này được tích hợp nhiều chức năng rất mạnh. Ta có
thể sử dụng loại màn hình này để tạo các hình ảnh đồ họa giúp ta có cái nhìn trực
quan hơn về hệ thống. Bên cạnh cái nhìn trực quan về hệ thống thì những hình ảnh
đó còn cho phép ta điều khiển và giám sát hệ thống một cách linh hoạt và dễ dàng.
Loại màn hình này cho phép tới 500 trang màn hình ứng dụng, điều này giúp người
sử dụng có thể giám sát hệ thống sản xuất phức tạp. Bên cạnh đó màn hình còn có
chức năng như một bộ lập trình bằng tay giúp người sử dụng có thể trực tiếp lập
trình cho bộ điều khiển PLC mà không cần phải sử dụng đến máy tính….
Loại màn hình F940GOT có hai loại :
F940GOT-SWD-E: 5.7 STN type LCD (với 8 màu)
F940GOT-LWD-E: 5.7 STN type LCD (với màu trắng và đen)
ĐO VÀ BẢO VỆ CÁC THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP DẦU 1
Màn hình HMI F940GOT-LWD-E
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: LƯ SANH MINH
Chi tiết kỹ thuật.
Kết nối HMI với PLC, nguồn 24VDC có tDùng nguồn nuôi riêng 24VDC.
Có thể dùng chung với PLC hoặc dùng riêng
- Tín hiệu cấp nguồn áp 24 VDC

điều khiển ra thiết bị xuất.
PLC được dùng để điều khiển những hệ thống từ đơn giản tới phức tạp hoặc có thể
kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển một quá trình
phức hợp.
Cấu trúc của PLC.
Cấu trúc phần cứng của PLC gồm các phần cứng sau:
a. Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit): là bộ vi xử lý thực hiện các lệnh
trong bộ nhớ chương trình. Nhập dữ liệu ở ngõ vào, xử lý chương trình, nhớ
chương trình, xử lý kết quả trung gian và các kết quả này được truyền trực tiếp đến
cơ cấu chấp hành để thực hiện chương trình xuất dữ liệu ra các ngõ ra.
b. Bộ nhớ: dùng để chứa chương trình, số liệu với đơn vị nhỏ nhất là Bit. Bộ nhớ là
vùng nắm giữ hệ điều hành và vùng nhớ của người sử dụng (hệ điều hành là một
phần mềm hệ thống mà nó kết nối PLC để PLC thực sự hoạt động được).
c. Các Module xuất – nhập (Input – Output).
Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối với các Module vào (các đầu vào
của PLC), các cơ cấu chấp hành được nối với các Module ra (các đầu ra của PLC).
Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12/24
hoặc 100/240VAC.
Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/O được
cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất
trở nên dễ dàng và đơn giản.
Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON/OFF) để thực hiện việc đóng hay
ngắt mạch đầu ra.
Nguồn điện
Máy tính
Giao
tiếp
ngõ
vào
Giao

càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với hệ thống điều khiển lớn, phức tạp và quá trình lắp đặt hệ
thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác.
Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC nhờ
giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết các hỏng
hóc (Trouble shoding) của hệ thống và báo cho người sử dụng, điều này làm cho việc sửa
chữa thuận lợi hơn.
Chỉ tiêu so sánh Rơle Mạch số Máy tính PLC
Giá thành Khá thấp Thấp Cao Thấp
Kích thước vật lý Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn
Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh
Khả năng chống Rất tốt Tốt Khá tốt Tốt
nhiễu
Lắp đặt Mất thời gian
thiết kế và lắp
đặt
Mất thời
gian để thiết
kế
Lập trình phức
tạp và tốn thời
gian
Lập trình và
lắp đặt đơn
giản
Khả năng điểu
chỉnh các tác vụ
phức tạp
Không có Có Có Có
Thay đổi, nâng
cấp và điều khiển

K: hằng số thập phân
H: hằng số thập lục phân
1.1.1.1. Ngõ vào, ngõ ra.
Ngõ vào và ngõ ra là các bộ nhớ 1 bit, nhưng các bit đó có ảnh hưởng trực tiếp đến
trạng thái của các ngõ vào và ngõ ra trạng thái. Ngõ vào nhận tín hiệu trực tiếp từ cảm
biến và ngõ ra là các Relay, Transistor hay các Triac vật lý. Các ngõ vào và ngõ ra cần
được ký hiệu và đánh số để có địa chỉ xác định và duy nhất. Mỗi nhà sản xuất PLC đều
có kí hiệu và cách đánh số riêng nhưng về ý nghĩa cơ bản là giống nhau
Theo cách đánh số của hãng Mitsubishi, các ngõ vào và ngõ ra được đánh số theo
hệ cơ số 8 (Octal). Các ngõ vào hay ngõ ra liên tiếp sẽ được đánh số liên tiếp nhau.
Ký hiệu ngõ vào: X
Ký hiệu ngõ ra: Y
Ví dụ:
24 ngõ vào: X000 – X007, X010 – X017, X027 – X027.
16 ngõ ra: Y000 – Y007, Y010 – Y017.
1.1.1.2. Thiết bị định thì.
Ký hiệu: T
Công dụng: định khoảng thời gian
Cách dùng:
Y000

Cách đánh số: dùng số thập phân, ví dụ T0 đến T9, T10 đến T19.
Phân loại: không có.
Độ phân giải:
• 100ms: T0 – T199
• 10ms: T200 – T245
• Khả nhớ 1ms: T246 – T249
• Khả nhớ 100ms: T250 – T255
Bộ định kỳ khả nhớ:
• Có khả năng duy trì giá trị hiện hành ngay cả khi công tắc nối với nó là

bộ đếm tốc độ cao và bộ đếm tốc độ cao trên Module chuyên dùng. Khoảng
đếm -2.147.483.648 đến +2.147.483.647.
 Bộ đếm chốt: bộ đếm có đặc tính này có khả năng duy trì nội dung đếm
ngay cả khi PLC không được cấp điện, có nghĩa là khi PLC được cấp điện
trở lại, bộ đếm này có hể tiếp tục thực hiện chức năng đếm tại con số đếm
trước đó
b) Bảng đặc tính kỹ thuật bộ định thì trên PLC FX
PLC FX1S FX1N FX2N FX2NC
Bộ đếm lên 16 bit 16
(C0 – C15)
16
(C0 – C15)
100
(C0 – C99)
Bộ đếm lên 16 bit được chốt 16
(C16 – C31)
184
(C0 – C199)
100
(C100 – C199)
Bộ đếm 2 chiều 32 bit N/A 20
(C200 – C219)
Bộ đếm 2 chiều 32 bit được
chốt
N/A 15
(C220 – C23423)
1.1.1.4. Thanh ghi:
Ký hiệu: D
Công dụng: lưu trữ dữ liệu
Một thanh ghi 16 bit (Word), bit đầu tiên là bit dấu