ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ điều
khiển máy
nén khí tại Nhà máy thuỷ điện Thác bà

Chủ nhiệm bộ môn : TS. Nguyễn Văn Liễn
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Khang
Sinh viên thực hiện : Lê Đức Thuận
Số hiệu sinh viên : 4124
Lớp : TĐH – K37
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
1 LỜI NÓI ĐẦU

2 PHẦN I
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRẠM NÉN
KHÍ CAO ÁP NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN THÁC BÀ Chương 1- Thiết bị logic khả trình

- Công xuất định mức 47000KVA ( 40000KW).
- Điện áp định mức Stato 10,5 KV.
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
4

Máy phát điện có nhiệm vụ biến đổi năng lượng nước thành cơ năng và
thành điện năng.

* Máy biến áp lực:
- Số lượng 3 máy.
- Công suất định mức 63.000 KVA.
- Điện áp định mức 10,5/110 KV.
Máy biến áp lực có nhiệm vụ tăng áp để truyền tải đi xa.
* Trạm phân phối:
Trạm phân phối gồm hệ thống các máy cắt phân phối có nhiệm vụ
đóng cắt
phân phối điện trong hệ thống lưới điện cao áp 110KV.
- Số lượng 9 máy cắt.
- Kiểu BBH – 132 – T.
- Điện áp định mức 132KV.
- Áp xuất khí nén điều khiển 20 át.
II.2- Các thiết bị phụ:
* Máy điều tốc: Điều chỉnh tốc độ (tần số) máy phát điện.
* Máy kích thích quay:
- Kích thích phụ phát ra điện áp một chiều cung cấp cho máy phát kích
thích chính.
- Kích thích chính phát ra điệ
n áp một chiều cung cấp cho máy phát điện
chính.
* Hệ thống dầu áp lực MHY: Hệ thống dầu áp lực dùng để điều chỉnh cánh

MF – Máy phát.
TPP – Trạm phân phối.
ĐKBV – Hệ thống điều khiểnvà bảo vệ.
TBP – Các thiết bị phụ.

IV- NHẬN XÉT:
- Qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu các thiết bị trong nhà máy đã trải
qua hơn 30 năm vận hành các thiết bị đã già cỗi và hỏng hóc không có các thiết
bị đồng bộ để thay thế, các hệ thống điều khiển nói riêng và các thiết bị nói
chung làm việc kém tin cậy.
- Nhà máy cần phải nâng cấp và thay thế một số hệ thống điều khiển, thiết
bị để đảm bảo cho sự hoạt độ
ng cung cấp điện lâu dài của nhà máy.
T
MF MBA
TPP
ĐKBV
TBP
H
Lưới
Điện

Hình I.1: Sơ đồ khối công nghệ Nhà máy
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
7

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ TRẠM NÉN KHÍ CAO ÁP

thống hạ áp. Việc cung cấp khí hạ áp để nén nước ống xả trong các tổ máy thuỷ
lực trong lúc vận hành ở chế độ bù đồng bộ.

II- QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TRẠM NÉN KHÍ CAO ÁP (TL - 1):
- Các thiết bị của trạm được làm việc hoàn toàn tự động nhờ các đồng hồ
áp lực có tiếp điểm điện điều khiển. Khi các thiết bị chong hệ thống làm việc
không bình thường sẽ báo tín hiệu lên phòng điều khiển Trung tâm.
- Chế độ làm việc của 3 máy nén khí, khoá điều khiển của 2 máy đặt ở vị
trí “Tự động”, một máy đặt ở vị trí “D
ự phòng”. Sau mỗi ngày cho chuyển đổi
phương thức làm việc ( chuyển đổi luân phiên).
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
8

- Hai van giảm áp để ở vị trí “Tự động” tác động mở van khi áp suất khí hệ
thống ORY giảm xuống ≤19Kg/Cm
2
và đóng van khi áp suất khí tăng lên
21Kg/Cm
2
.
- Máy nén khí “tự động” làm việc khi áp suất khí hệ thống 40Kg/Cm
2
giảm
xuống đến ≤ 37Kg/Cm
2
và máy “ Dự phòng” làm việc khi áp suất giảm xuống
đến ≤ 35Kg/Cm
2
.

+ Mất nguồn điều khiển.
+ Áp suất dầu bôi trơn cao, thấp
+ Nhiệt độ dầu bôi trơn cao.
+ Áp suất khí các cấp cao.
Khi có tín hiệu báo sự cố lên phòng điều khiển trung tâm, người vận hành
xuống kiểm tra nguyên nhân sự cố bằng các cờ báo sự cố.
- Máy nén khí chạy cưỡng bức trong các trường hợp:
+ Chạy nghiệm thu sửa chữa đại tu.
+ Khi cần kiểm tra xác minh trong v
ận hành.
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
9

+ Khi mạch tự động hư hỏng.trong thời gian đó trực ban vận hành
phải trực tại trạm nén khí để thao tác chạy máy và dừng máy để duy trì áp
suất của hệ thống.
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
10 Chương 1- Thiết bị logic khả trình
11

III- CÔNG NGHỆ MÁY NÉN KHÍ CAO ÁP BIII – 3 / 40M (TL - 2):
III.1-
Sơ đồ tổng quát cụm máy nén khí BIII – 3 / 40M (Hình I.2.a; b):
1- Động cơ nén khí.
2- Bánh đà.
3- Bầu lọc gió.
4- Động cơ quạt gió.

chạy tuần hoàn trong các te máy nén khí). Bơm dầu được truyền động bởi chính
động cơ nén khí.
- Quạt gió liên tục chạy trong quá trình máy nén khí làm việc.
- Sau khi máy nén khí dừng chạy 10 ÷ 15s, khi đó áp lực cấp I còn 1÷1,6 at
bộ điều khiển van xả tải sẽ điều khiển xả hoàn toàn áp lực cấp II và c
ấp III.
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
12


Hình I.3.b- Sơ đồ tổng quan máy nén khí BIII - 3/40M
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
14

IV- THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG:
IV.1- Thông số máy nén khí (TL - 2):
IV.1.a- Máy nén:
- Kiểu BIII – 3 / 40M.
- Số lượng 3
- Số cấp nén 3 cấp.
+ Cấp I : P = 2,2 ± 0,2 Kg/Cm
2

- Tần số định mức 50Hz.
- Tốc độ định mức 980 Vòng/phút.
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
15

IV.1.c- Động cơ quạt gió:
- Số lượng 3.
- Kiểu AO2 – 31 – 4.
- Công suất 2,2KW.
- Điện áp định mức 220/380VAC.
- Tần số 50Hz.
- Tốc độ 1450 Vòng/phút.
- Đường khính quạt 800mm.
- Lưu lượng quạt 19000m
2
/h.
IV.2- Thông số bình chứa khí cao áp:
- Kiểu BIII – 3 / 40
- Số lượng 2 bình.
- Dung tích chứa 1 bình 5m
3
.
- Áp suất làm việc 40 Kg/Cm
2
.
- Áp suất thử 50 Kg/Cm
2
.
- Áp suất xả van an toàn 43 Kg/Cm
2

- Số lượng 3.
- Dòng định mức 120A.
- Điện áp định mức 220 ÷ 500V.
- Bảo vệ nhiệt 150A.
- Bảo vệ cắt nhanh 840A.
* Áp tô mát quạt gió:
- Kiểu AΠ - 50T – 3MT.
- Số lượng 3.
- Dòng định mức 6,4A.
-
Điện áp định mức 220 ÷ 500VAC.
*Áp tô mát mạch điều khiển:
- Kiểu AΠ - 50T – 3MT.
- Số lượng 4.
IV.4.b- Công tắc tơ khởi động từ:
* Công tắc tơ khống chế động cơ nén khí (ΠMK):
- Kiểu ΠA 512 – T.
- Số lượng 3.
- Dòng định mức 110A.
- Cuận dây điện từ 220VAC.
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
17

* Khởi động từ khống chế quạt gió (ΠMB):
- Kiểu ΠME – 211T.
- Số lượng 3.
- Cuận dây điện từ 220VAC.
* Công tắc tơ khống chế van giảm áp (∃ΠK):
- Kiểu Π 214 – T.
- Số lượng 2

- Kiểu ∃KM – 1YT – Π.
- Cấp chính xác 1,5.
- Số lượng 7.
* Đồng hồ áp lực 0 ÷ 60 Kg/Cm
2
:
- Kiểu ∃KM – 1YT – 3.
- Cấp chính xác 1,5.
- Số lượng 4.
IV.4.e- Đồng hồ nhiệt độ có tiếp điểm điện:
- Kiểu TΠCK.
- Cấp chính xác 2,5.
- Số lượng 3.
IV.4.f- Khoá điều khiển:
* khoá điều khiển 4 vị trí đặt chế độ chạy máy ( 1KY):
- Kiểu KΦT – 7777 /Π I I – 8C.
- Số lượng 3.
* khoá điều khiển 3 vị trí ( 2KY, 3KY):
- Kiểu KΦT – 1155 /Π I I – C.
- S
ố lượng 2.
V- YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN:
- Duy trì áp lực trong bình chứa trong khoảng 37 ÷ 40 Kg/Cm
2
.
+ Áp suất giảm xuống ≤37 Kg/Cm
2
phải chạy máy “tự động”.
+ Áp suất giảm xuống ≤35 Kg/Cm
2
Chương 1- Thiết bị logic khả trình
20

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN

I- CHỨC NĂNG CÁC THIẾT BỊ TRONG SƠ ĐỒ:

Bảng I.1- Thống kê các thiết bị trong sơ đồ điều khiển
STT KÝ HIỆU TRÊN SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG
1 1AB1, 1AB2, 1AB3 Áp tô mát bảo vệ mạch động cơ máy nén khí
2 2AB1, 2AB2, 2AB3 Áp tô mát bảo vệ mạch động cơ quạt gió
3
MΠK1,MΠK2,MΠK3
Công tắc tơ khống chế động cơ nén khí
4
MΠB1,MΠB2,MΠB3
Công tắc tơ khống chế động cơ quạt gió
5
1PT1 ÷ 4PT1
Rơ le nhiệt động cơ nén khí N1
6
1PT2 ÷ 4PT2
Rơ le nhiệt động cơ nén khí N2
7
1PT3 ÷ 4PT3
Rơ le nhiệt động cơ nén khí N3
8 DK1, DK2, DK3 Động cơ máy nén khí N1, N2, N3
9 DB1, DB2, DB3 Động cơ quạt gió máy nén khí N1, N2, N3

24 PB1, PB2, PB3 Rơ le thời gian điều khiển bảo vệ áp lực dầu
25 PZ1, PZ2, PZ3 Rơ le trung gian điều khiển bảo vệ
26
PΠ1, PΠ2, PΠ3
Rơ le trung gian điều khiển bảo vệ nhiêt độ dầu
27 1b1, 1b2, 1b3 Rơ le cờ báo “ Nhiệt độ dầu cao” máy N1,N2,N3
28 2b1, 2b2, 2b3 Rơ le cờ báo “Áp suất cấp I cao” máy N1, N2,
N3
29 3b1, 3b2, 3b3 Rơ le cờ báo “Áp suất cấp II cao” máy N1,N2,
N3
30 4b1, 4b2, 4b3 Rơ le cờ báo “Lỗi áp suất dầu” máy N1, N2, N3
31 5AB Áp tô mát bảo vệ mạch lực van giảm áp
32
1ΠΜ∃, 2ΠΜ∃
Công tắc tơ khống chế ĐK van giảm áp
33 3KY Khoá điều khiển chế độ làm việc 2 van giảm áp
34 6DD, 7DD Đồng hồ áp lực điều khiển đóng mở van giảm áp
35
1PΠ∃, 2PΠ∃
Rơ le trung gian điều khiển mở van giảm áp
36
4PΠ∃
Rơ le trung gian điều khiển đóng van giảm áp
37
1∃ΠK, 2∃ΠK
Van giảm áp tuyến 1, tuyến 2
38 1RT, 2RT Rơ le nhiệt 2 van giảm áp
39 CT Đèn báo tín hiệu sự cố trong hệ thống

Chương 1- Thiết bị logic khả trình


A B C A B C
AB.I
AB.II1AB.1
M
Π
B.1
M
Π

M
Π
K.2
1RT.2
2AB.2
2RT.2
3RT.2
4RT.2
DK2
DB2

Tủ phân
phối
Mạch
quạt gió
máy N1
Mạch
quạt gió
máy N2
Mạch
quạt gió
máy N3
Mạch
động cơ
nén
má
y
N3
Mạch
động cơ