Download miễn phí Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo điều tốc cho các trạm thủy điện



Theo các thông tin, tài liệu từcác công ty, tổ chức nước ngoài về thủy điện nhỏ
như: Hãng TANAKA (Nhật bản), Trung tâm khu vực Châu á - Thái bình dương về
thủy điện nhỏ(Hàng Châu-Trung Quốc), SHP network. cho thấy điều tốc điều chỉnh
phụtải (Electronic Load Control - ELC) đã được sửdụng rộng rãi trong các trường
hợp như đã phân tích ở trên. Chúng tôi đã có các tài liệu vềELC của Srilanca, Niu-Dilan và Nhật Bản. Loại thứnhất hoàn toàn sửdụng kỹthuật Analog, phù hợp với tổ
máy thuỷ điện cực nhỏ. Thiết bịcủa hãng PowerFlow (Niu-Dilan) sửdụng linh kiện
PLD (Programable Logic Device), phù hợp với các trạm thuỷ điện nhỏ. Cũng sửdụng
cho các trạm thuỷ điện nhỏ, thiết bịcủa TANAKA (Nhật Bản) lại sửdụng vi xửlý.
Trong quá trình thực hiện đềtài, chúng tôi đã nhập một sốbộthiết bịnhưvậy từnước
ngoài đểkhảo sát. Sau khi xem xét thiết bịtrong phòng thí nghiệm và tại hiện trường,
chúng tôi đã có một sốnhận xét sau:
- Thiết bịcó kích thước gọn nhẹ, hoàn toàn phù hợp với các trạm thủy điện nhỏvà
cực nhỏvềlắp đặt, sửdụng, bảo dưỡng thay thế;


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-03-09-nghien_cuu_thiet_ke_che_tao_dieu_toc_cho_cac_tra.mbx9tMdt17.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-3781/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

được sử dụng. Mặt khác, có một đặc
điểm liên quan tới máy phát điện, đó là các tổ máy cực nhỏ ngày nay có xu hướng sử
dụng máy phát điện từ động cơ không đồng bộ (Asynchro-motor). Xu hướng này làm
cho thiết kế máy phát đơn giản, giá thành thấp, thích hợp với các trường hợp không có
yêu cầu cao về chất lượng dòng điện (Chỉ dùng thắp sáng, đun nấu). Trong trường hợp
này, dòng điện phát ra có tần số không ổn định, do nguyên lý “không đồng bộ” của
động cơ, vì vậy chỉ có thể điều khiển theo điện áp. Tuy nhiên, kỹ thuật analog có một
nhược điểm lớn là sự “trôi dạt” điểm công tác do ảnh hưởng của môi trường ngoài như
nhiệt độ, độ ẩm, dẫn đến thay đổi thông số của thiết bị, điều này đã hạn chế việc ứng
dụng các linh kiện và thiết bị analog.
Thứ hai, sử dụng kỹ thuật số cho phép khắc phục nhược điểm của kỹ thuật analog.
Kỹ thuật số dựa trên nền tảng cơ bản là kỹ thuật xung số, vì vậy trong trường hợp này
điều khiển theo tần số phù hợp hơn cả. Điều khiển theo tần số sẽ có chất lượng cao do
có thể đo đếm rất chính xác sự biến động dù rất nhỏ của tần số, thời gian đo lường tần
số nhanh hơn đo điện áp (qua kỹ thuật ADC). Trừ khi sử dụng máy phát “không đồng
bộ”, thiết bị sử dụng kỹ thuật số có thể áp dụng cho tổ máy thuỷ điện có công suất vừa,
nhỏ và cực nhỏ. Ứng dụng kỹ thuật số có thể theo hai khuynh hướng: Linh kiện PLD
(Programable Logic Control) hay Vi xử lý. Sử dụng linh kiện PLD sẽ làm giá thành
thiết bị rẻ hơn so với vi xử lý, nhưng chất lượng điều khiển kém hơn do cấu tạo của
linh kiện. Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử - tin học, các bộ
vi xử lý được tích hợp nhiều chức năng điều khiển trên cùng một vi mạch (On-chip)
NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®iÒu tèc cho c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá ®Ò tµi Kc07-04
ViÖn khoa häc thuû lîi 50
như: Timer, bộ thuật toán số học, các khối nhân/chia...v.v.., tốc độ xung nhịp của
chúng cũng được tăng lên đáng kể, các linh kiện ngoại vi cũng được phát triển rộng
rãi, nên một bộ vi xử lý cho phép thực hiện “đồng thời” nhiều nhiệm vụ khác nhau do
số lượng các đường vào ra lớn, tốc độ xử lý nhanh, kết hợp với sự phát triển về thuật
toán điều khiển. Việc sử dụng một bộ điều khiển để thực hiện đa chức năng có thể thấy
ở mọi lĩnh vực, mọi ứng dụng trong kỹ thuật và đời sống.
III.1.2.3 Phương án thiết kế thiết bị
Tham khảo thiết bị của các hãng nước ngoài và xem xét khả năng áp dụng trong
nước, nhóm đề tài lựa chọn thiết kế bộ điều tốc điều chỉnh phụ tải (ELC) cho dải công
suất 20 - 200 kW như sau:
(11) cách điều khiển
Điều khiển theo góc pha, với số khối tải giả là 2. Đây là cách điều khiển
thông dụng hiện nay, giá thành rẻ nhất.
(12) Tham số điều khiển
Với dải công suất này, không sử dụng máy phát “không đồng bộ”, nên tham số điều
khiển sẽ là tần số.
(13) Điều khiển 1 pha / 3 pha
Chọn kiểu điều khiển kiểu 1 pha. Với thiết kế điều khiển 1 pha, mạch điều khiển sẽ
có kích thước nhỏ. Khi cần thiết, ghép 3 bộ điều khiển 1 pha sẽ thành bộ điều khiển
sử dụng cho máy phát 3 pha.
(14) Lựa chọn chức năng
- Là thiết bị điều tốc điều chỉnh phụ tải;
- Là thiết bị bảo vệ, có khả năng bảo vệ khi quá tốc, tốc độ thấp, đóng máy khi có
sự cố;
- Có các đầu vào bao gồm các giá trị thiết lập thông số PI, thời gian lấy mẫu; - Các
đầu vào cấp năng lượng cho thiết bị, đầu vào đo giá trị tần số;
- Có các đầu ra xung điều khiển tải giả;
NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®iÒu tèc cho c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá ®Ò tµi Kc07-04
ViÖn khoa häc thuû lîi 51
- Có đầu ra kiểu rơ le điều khiển đóng máy sự cố.
(15) Kiểu linh kiện
Với cách điều khiển và các chức năng lựa chọn như trên, xử dụng vi xử lý
họ 8051, cụ thể là 89C2051.
III.2 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
III.2.1 CPU
Sử dụng CPU loại 89C2051, một loại linh kiện vi xử lý trong họ MSC-51, có dung
lượng bộ nhớ tương tự linh kiện 8051 chuẩn (RAM: 128 Bytes, ROM: 2 KB), nhưng
có kích thước gọn hơn.
Với dung lượng bộ nhớ ROM là 2 KB, cho phép chứa chương trình điều khiển lớn
(khoảng 1000 lệnh), có khả năng tăng thêm các chức năng trong tương lai (Hiện tại,
chương trình điều khiển chỉ chiếm gần 1 KB bộ nhớ ROM). Với tổ chức bộ nhớ trong,
toàn bộ các port bên ngoài được sử dụng hoàn toàn cho các chức năng đo lường điều
khiển. Hơn nữa, sử dụng hoàn toàn bộ nhớ trong cho phép tăng tốc độ truy cập tính
toán cũng như bảo vệ được bí mật (bản quyền) của phần mềm điều khiển.
Hình 40 - CPU và các giao tiếp chính
CPU - 89C2051 hoạt động với tần số 12 MHz, như vậy xung nhịp vi xử lý là 1
MHz, mỗi chỉ thị lệnh sẽ thực hiện trong 1 - 2 µs, đủ nhỏ để tiến hành các thao tác xử
lý, tính toán và thực hiện “đồng thời” các chức năng khác nhau.
NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®iÒu tèc cho c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá ®Ò tµi Kc07-04
ViÖn khoa häc thuû lîi 52
Toàn bộ cổng P1 sử dụng để đọc các công tắc số mã nhị phân (8 bits) cùng với các
chân P3.5 và P3.7 điều khiển phân kênh đọc vào (MUX-DEMUX).
Giá trị tần số được nhập vào tại chân P3.2
Các chân P3.0, P3.1 sử dụng để điều khiển rơ le trong trường hợp tần số vượt ngoài
khoảng cho phép.
Các chân P3.3, P3.4 sử dụng để điều khiển 2 khối tải giả.
III.2.2 KHỐI ĐO LƯỜNG TẦN SỐ
Việc đo tần số được tiến hành bằng phần mềm, vì vậy mạch phần cứng chỉ là mạch
biến đổi tín hiệu hình sin thành tín hiệu xung vuông cùng tần số, và được nối với chân
P3.2. Sử dụng chức năng thứ 2 của chân này (Ngắt ngoài INT0), nhờ sự biến đổi sườn
xuống của tín hiệu xung tại chân tương ứng, sẽ kích hoạt ngắt IE0 để thực hiện sự tính
toán tần số nguồn điện.
Mạch điện thực hiện chức năng biến đổi dạng tín hiệu như hình 18, mạch điện này
đảm bảo xác định chính xác điểm “0” của tín hiệu hình sin, rất quan trọng khi điều
khiển góc cắt tải.
Hình 41 - Mạch biến đổi tín hiệu tần số
III.2.3 CÁC CÔNG TẮC THIẾT LẬP GIÁ TRỊ VẬN HÀNH
Khác với điều tốc điều khiển lưu lượng, các thông số của tổ máy thuỷ điện trong
trường hợp này hầu như không thay đổi trong quá trình vận hành, nên việc thiết lập
NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®iÒu tèc cho c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá ®Ò tµi Kc07-04
ViÖn khoa häc thuû lîi 53
thông số hoạt động chỉ phải đặt một lần. Đó là hệ số của thuật điều khiển PI, thời gian
lấy mẫu tín hiệu.
Các công tắc xác định chế độ hoạt động là các công tắc mã nhi phân. Với 8 bit giá
trị của chúng, ta có thể mã hoá 256 giá trị tính toán. Toàn bộ các giá trị của các công
tắc trên được phân ra 3 kênh 8 bit, được điều khiển dồn kênh (MUX-DEMUX), để đọc
vào CPU qua cổng P1.
Hình 42 - Mạch đọc các giá trị công tắc
NC, thiÕt kÕ, chÕ t¹o ®iÒu tèc cho c¸c tr¹m thuû ®iÖn nhá ®Ò tµi Kc07-04
ViÖn khoa häc thuû lîi 54
III.2.4 KHỐI ĐIỀU KHIỂN TẢI
Các tín hiệu điều khiển (tín hiệu ra) triac hay thyristor được thiết kế cách ly bằng ...

---