Hiện nghiên cứu giải pháp điều khiển cấp điện tự động cho nhà máy từ trạm 110KV

Đây là một ngành sản xuất công nghiệp chịu sự chi phối rất lớn về công nghệ cũng như thiết bị của nước ngoài. Tuy nhiên, việc phân phối điện năng trong một số nhà máy chưa được tự động hoá. Việc điều phối điện năng và xử lí các phương án cấp điện bằng thiết bị điều khiển khả trình sẽ mở ra những tiềm năng lớn cho việc tối ưu hệ thống cung cấp điện. Nhà máy xi măng Bút Sơn là một trong số những nhà máy hiện đại nhất Việt nam. Toàn bộ nhà máy được nối mạng theo tiêu chuẩn mạng công nghiệp Ethernet, điều khiển bằng các PLC S5 của Siemen Đức. Việc cấp điện cho toàn bộ nhà máy hiện nay được điều khiển tại chỗ và liên động tự động. Đồ án này thực hiện nghiên cứu giải pháp điều khiển cấp điện tự động cho nhà máy từ trạm 110KV. Đồ án gồm có 5 chương: Chương 1: Mô tả công nghệ. Chương 2:Giới thiệu về trạm 110kv nhà máy xi măng Bút Sơn Chương 3:Tính chọn các trị số bảo vệ cho trạm 110kv Phân tích hệ thống điều khiển Xác định tín hiệu vào ra Chương 4: Giới thiệu về bộ điều khiểnkhả lập trình PLC S7-200 Chương 5: Thiết kế điều khiển trạm 110kv bằng PLC S7-200. 1 Mô Tả Công Nghệ 1.1 Giới thiệu về nhà máy xi măng Bút Sơn Công ty xi măng Bút Sơn được khởi công xây dựng từ ngày 27 - 08 -1995, có công suất 4000 tấn clinker/ ngày đêm (tương đương 1.4 triệu tấn xi măng/ngày đêm), với số vốn đầu tư là 195.832 triệu USD. Đây là dây truyền sản xuất xi măng hiện đại được đầu tư hoàn toàn bằng vốn trong nước. Nhà máy đặt tại xã Thanh Sơn, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà nam, gần quốc lộ 1, cách Hà nội 60 km về phía nam nên rất thuận tiện cho việc giao thông vận tải. Dây chuyền sản xuất của công ty là kiểu lò quay, phương pháp khô, bao gồm các trang thiết bị hiện đại do các nước Tây Âu chế tạo thuộc loại tiên tiến nhất hiện nay. Toàn bộ dây chuyền sản xuất, từ khâu tiếp nhận nguyên, nhiên vật liệu đến khâu xuất sản phẩm cho khách đều được điều khiển hoàn toàn tự động từ phòng điều khiển trung tâm thông qua hệ thống máy tính và các tủ PLC của hãng Siemens (Cộng hoà liên bang Đức). Việc thiết kế cung cấp thiết bị giám sát, lắp đặt và trợ giúp kĩ thuật do hãng TC CHNIP_dc (Cộng hoà Pháp) thực hiện. Ngoài ra công ty còn được trang bị các thiết bị lọc bụi, xử lí nước thải, chống ồn ... tốt nhất phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu (EC) góp phần bảo vệ cảnh quan môi trường sinh thái. Công ty có nguồn nguyên liệu phong phú với chất lượng cao và ổn định rất phù hợp cho việc sản xuất xi măng. Kết hợp với dây chuyền thiết bị hiện đại, hệ thống phân tích nhanh bằng Xquang, chương trình tối ưu hoá thành phần phối liệu và hệ thống điều khiển tự động với hàng nghìn điểm đo, đảm bảo việc giám sát và điều khiển liên tục toàn bộ quá trình sản xuất, duy trì ổn định chất lượng sản phẩm ở mức cao nhất. Các loại sản phẩm chính của công ty là xi măng porland PC 40, PC 50, xi măng hỗn hợp PCB 30 và các loại xi măng đặc biệt khác theo tiêu chuẩn Việt nam (TCVN), hoặc các tiêu chuẩn khác theo yêu cầu của khách hàng. Sản phẩm xi măng của công ty được đóng trong bao phức hợp KPK, đảm bảo chất lượng xi măng tốt nhất khi đến tay người tiêu dùng. Ngoài ra công ty còn xuất xi măng rời theo yêu cầu của khách hàng một cách nhanh chóng tiện lợi. Xi măng Bút Sơn sử dụng trong các công trình thủy lợi, thủy điện ... Với mục tiêu nâng cao chất lượng sản phẩm và hạ giá thành sản xuất, công ty áp dụng hệ thống quản lí chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9002 đã được chứng nhận bởi QUACERT và DVN (Na Uy). Trong tương lai công ty sẽ đẩy mạnh việc xuất khẩu sản phẩm ra nước ngoài. Đồng thời sẽ đầu tư mở rộng xây dựng thêm một dây truyền sản xuất nữa phục vụ người tiêu dùng. 1.2 Những nét chính của dây chuyền công nghệ công ty xi măng Bút Sơn. 1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu Các nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đất sét người ta còn sử dụng quặng sắt, bô xít và đá silíc làm các nguyên liệu điều chỉnh. Đá vôi khai thác ở mỏ hồng Sơn cách nhà máy 0.6 Km bằng phương pháp khoan nổ mìn, sẽ được bốc xúc lên ô tô có tải trọng lớn (3.2 tấn/xe) để vận chuyển tới máy đập đá vôi. Máy đập đá vôi loại IM PACTAPPR 1822 có năng suất trung bình là 600 tấn/giờ. Loại máy này có thể đập được các cục đá vôi có kích thước tới 1 m và cho ra sản phẩm có kích thưóc 70 mm. Sau khi đập nhỏ, đá vôi sẽ được cân và vận chuyển bằng tải cao su để về kho đồng nhất sơ bộ và được rải thành hai đống, mỗi đống 16 000 tấn theo phương pháp rải đống CHEURON và có mức độ đồng nhất là 8:1. Trong kho đồng nhất sơ bộ có máy đánh đống loại BAH 17,3 - 1.0 - 600 với năng suất rải là 600 tấn/ giờ và hệ thống băng cào loại BKA 30.01.600 có năng suất từ 35 - 350 tấn/giờ. Đất sét khai thác ở mỏ Khả Phong cách nhà máy 9.5 Km, sẽ được vận chuyển bằng ô tô (20 tấn/xe) tới máy cán răng hai trục có năng suất 250 tấn/giờ. Loại máy này cho phép cán được cục đất sét có kích thước đến 800 mm độ ẩm tới 15% và cho ra sản phẩm có kích thước 70 mm. Sau đó đất sét được cân và vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ và rải thành 2 đống, mỗi đống 7 000 tấn, theo phương pháp rải WINDROW với mức độ đồng nhất là 8:1. Hệ thống cầu rải BEDECHI trong mỗi kho có năng suất rải 250 tấn/giờ và hệ thống cầu xúc loại BEL C150/14 có năng suất từ 15 - 150 tấn/giờ. Quắng sắt khai thác từ Thanh Hoá và Hòa Bình. Thạch cao mua từ Lào, Thái Lan hoặc Trung Quốc. 1.2.2 Nghiền nguyên liệu và đồng nhất Các cầu xúc đá vôi, đất sét, quặng sắt, bô xít và đá silíc có nhiệm vụ cấp liệu vào các két chứa của máy nghiền. Từ đó qua hệ thống cân định lượng liệu được cấp vào máy nghiền. Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền con lăn trục đứng hiện đại PFEIFFER MPS 4750, có năng suất 320 tấn/giờ. Bột liệu đạt yêu cầu sẽ được vận chuyển tới si lô đồng nhất bột liệu, có sức chứa 20000 tấn, bằng hệ thống máng khí động và gàu nâng. Si lô đồng nhất bột liệu làm việc theo nguyên tắc đồng nhất và tháo liên tục. Việc đồng nhất bột liệu được thực hiện trong quá trình tháo bột ra khỏi si lô. Mức độ đồng nhất của silô này là 10:1. Đá vôi Đất sét Phụ gia xi sắt Than Máy đập Máy cán Máy đập Két chứa Định lượng Nghiền sấy than Dầu Hâm sấy dầu Thiết bị đồng nhất Két chứa Két chứa Két chứa Định lượng Định lượng Định lượng Lò nung Clinker Thạch cao Máy đập Máy nghiền + sấy Phụ gia Thiết bị làm lạnh Clinker Máy đập Clinker Máy nghiền Xi lô chứa Xi măng Xuất xi măng rời Xi lô chứa ủ Clinker Máy đóng bao Xuất xi măng bao Kho đồng nhất sơ bộ Kho đồng nhất sơ bộ Hình 1. Quá trình công nghệ sản xuất xi măng Porland 1.2.3 Hệ thống lò nung và thiết bị làm lạnh Clinker Lò nung của công ty xi măng Bút Sơn có đường kính 4.5 m, chiều dài 72 m, với hệ thống sấy sơ bộ 2 nhánh 5 tầng cùng hệ thống calciner buồng trộn. Năng suất của lò là 4000tấn Clinker/ngày đêm. Lò được thiết kế sử dụng vòi đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit trong đó đốt tại Calciner là 60% phần còn lại đốt trong lò. Clinker sau khi ra khỏi lò được đổ vào thiết bị làm nguội kiểu ghi MBH- SA được làm lạnh. Đập sơ bộ clinker thu được sau thiết bị làm lạnh vận chuyển tới 2 si lô để chứa và ủ clinker. Có tổng sức chứa là 220 000tấn. Bột toả hoặc clinker phế phẩm được đổ vào si lô bột toả có sức chứa 2 000 tấn có thể rút ra ngoài. 1.2.4 Nhiên liệu Lò được thiết kế chạy 100% than antra xít, đầu MFO chỉ sử dụng trong quá trình sấy lò và chạy ban đầu. Than được sử dụng trong lò là hỗn hợp 40% than cám 3a và 60% than cám 4a. Máy nghiền than là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER năng suất 30 tấn/giờ. Bột than min được chứa trong 2 két than min, một két để dùng cho lò, một két dùng cho calciner. Than mịn được cấp vào lò và calciner qua hệ thống cân định lượng SCHENSK. 1.2.5 Nghiền sơ bộ clinker và nghiền xi măng Clinker, thạch cao và phụ gia (nếu có) sẽ được chuyển lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng. Từ két máy nghiền, clinker và phụ gia sẽ được đưa qua máy nghiền sơ bộ CKP 200 nhằm làm giảm kích thước và làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc của máy nghiền bi xi măng (kích thước bi lớn nhất trong máy nghiền bi là 70 mm). Sau đó clinker, phụ gia (đã qua nghiền sơ bộ) và thạch cao sẽ được cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn. Máy nghiền xi măng là loại máy nghiền bi 2 ngăn làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu SEPA. Xi măng bột được vận chuyển tới bốn xi lô chứa có tổng sức chứa là 4x10000 tấn, bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. 1.2.6 Đóng bao và xuất xi măng Từ đáy các si lô chứa, phải qua hệ thống cửa tháo xi măng sẽ được vận chuyển tới các két chứa của các máy đóng bao hoặc các hệ thống xuất xi măng rời. Một hệ thống xuất xi măng rời gồm hai vòi xuất cho ô tô, năng suất 100 tấn/giờ và một vòi xuất cho tầu hoả năng suất 150tấn /giờ. Hệ thống máy đóng bao gồm bốn chiếc máy đóng bao HAVER kiểu quay và hệ thống cân điện tử năng suất 100tấn/giờ. Các bao xi măng qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển tới các máng xuất xi măng bao xuống tàu hoả và ô tô. Công ty xi măng Bút Sơn bắt đầu đi vào sản xuất thử từ 29/8/1998 đến đầu tháng 11/1998 công ty đã đưa dây chuyền sản xuất vào vận hành ổn định. Đến tháng 4/1999, sau giai đoạn chạy thử để hiệu chỉnh các thông số cơ, điện, công nghệ hoàn thành, công ty đã bước vào sản xuất chính thức. Cũng kể từ đó lực lượng cán bộ kỹ thuật và công nhân của nhà máy đã tự đứng ra đảm nhận toàn bộ việc vận hành của nhà máy mà không cần có sự giúp đỡ của chuyên gia nước ngoài. Sản xuất của nhà máy liên tục ổn định qua các năm, 100% sản phẩm của nhà máy xuất ra đều đạt TCVN. Sản phẩm xi măng Bút Sơn ngày càng được tín nhiệm trên thị trường và được khách hàng ưa dùng. Sản lượng xuất và tiêu thụ qua các năm cụ thể như sau: Năm 1998: - Sản xuất 74.594,20 T clinker 41.314,00 T xi măng - Tiêu thụ 13.218,50 T xi măng Năm 1999: - Sản xuất 793.525,12 T Clinker 452.307,30 T Xi măng - Tiêu thụ 296.676,85 T Clinker 457.848,60 T xi măng Năm 2000: 11 tháng đầu năm 2000 - Sản lượng clinker sản xuất: 955.216,21 tấn đạt 100,02% kế hoạch cả năm. - Sản lượng xi măng xuất : 688.946,54 tấn đạt 105,99% kế hoạch cả năm. - Tiêu thụ : 496.311 tấn Clinker 646.586 tấn xi măng. Năm 2001 sản xuất 1.175.850,1 tấn Clinker. 800.000 tấn xi măng. 1.3 Hệ thống cân của nhà máy 1.3.1 Hệ cân cấp liệu cho máy nghiền thô Cấp đá vôi: ITEN 1214. Mức cân 35 – 350 T/h. Cấp đá sét: ITEN 1206. Mức cân 10 – 100 T/h. Cấp quặng sắt: ITEN 1211. Mức cân 1 – 10 T/h. Cấp silicat: ITEN 1207. Mức cân 2 –20 T/h. 1.3.2 Cân cấp liệu cho lò Có một cân sử dụng để cấp liệu cho lò là ITEN 318, mức cân 35 – 350 T/h (HASLER). 1.3.3 Cân cấp liệu cho nghiền than: gồm hai cân 1504A: Mức cân từ 3.5 – 35 T/h (HASLER). 1504B. 1.3.4 Cân cấp than min: gồm hai cân Cấp cho PRECALCINER: 1533, mức cân 10 – 100 T/h. Cấp cho lò nung: 1523, mức cân 0 – 11 T/h. Do SHENCK chế tạo. 1.3.5 Cân cấp liệu cho máy nghiền xi măng: gồm 3 cân Cấp đá vôi: 1626. Mức cân 10 – 100 T/h. Cấp thạch cao: 1625. Mức cân 2 – 20 T/h. Cấp Clinker: 1622. Mức cân 30 – 300 T/h. Do HASLER sản xuất. 1.4 Hệ thống cung cấp điện của nhà máy xi măng Bút Sơn Nhà máy được cấp điện qua hai lộ 110 kV trên không từ Ninh Bình, qua 2 dao cách ly 110KV - rồi qua hai máy cắt 110KV,50Hz dùng khí SF6 cấp cho hai máy biến áp MS-TR-12-1 và MS-TR-12-2. Hai máy biến áp có công suất 16MVAx2 điện áp 110. Điện áp được cấp sau 2 máy biến áp cung cấp cho hai phụ tải dùng 3 sợi cáp 1x240mm (6/10KV) tới hai máy cắt 3 pha ( 2000A,6KV). Điện áp qua hai máy cắt được cấp xuống qua hai thanh cái BusA và BusB, chúng được liên lạc với nhau bằng máy cắt 6KV- 2000A. Từ thanh cái 6KV trạm 110m, nguồn được phân phối tới 10 trạm biến áp phân xưởng từ LS1 đến LS10 bằng 10 máy cắt hợp bộ. Các máy cắt này có dòng định mức 1200A, dùng khí SF6. Các máy cắt được tác động bởi hệ thống bảo vệ Sepam. Tại các phân xưởng nguồn 6KV được cấp cho các động cơ cao áp(6KV) và các máy biến áp 6/0.4KV. Điện áp 0.4 KV được cấp cho các tủ MCC và AUX cấp cho phụ tải. Hệ thống chiếu sáng của nhà máy được cấp từ các MBA 50KVA tại các phân xưởng và được đấu móc vòng với nhau. Ngoài ra nhà máy còn dùng máy phát điện dự phòng Diezel có công suất 630KVA cung cấp cho một số tải quan trọng như lò, giàn ghi, ... khi mất điện lưới. Hệ thống điều khiển PLC của CCR khi mất điện được dự phòng bằng nguồn UPS. Để bảo đảm cosj đạt 0.9, nhà máy đặt hai bộ tụ bù tại thanh cái 6kV, thuộc trạm 110kV, có công suất 810 kVar – 77 A và bốn bộ tụ bù đặt tại thanh cái tủ MVSW ở các trạm LS1, công suất 540 kVar – 48A, LS6 có công suất 1000 kVar – 96A, LS4 công suất 3150 kVar – 377A, LS7 công suất 3000 kVar – 289A. Hệ thống bù cosj của nhà máy làm việc tự động. 1.5 Một số liệu pháp nhằm ổn định chất lượng và giữ vững thị trường Giám sát chặt chẽ và duy trì ổn định chất lượng ngay từ khâu nguyên liệu đầu vào và trên toàn bộ dây chuyền làm cơ sở cho việc duy trì ổn định và nâng cao chất lượng sản phẩm. Củng cố và hoàn thiện hơn nữa hệ thống quản lý chất lượng trong toàn dây chuyền. áp dụng có hiệu quả hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO9002 vừa được chứng nhận bởi QUACERT và DNV (Na Uy). Thực hiện tốt công tác bảo dưỡng sửa chữa thiết bị để đảm bảo toàn bộ các thiết bị trong dây chuyền hoạt động ổn định đồng bộ với năng suất cao và chất lượng tốt. Không ngừng nâng cao trình độ, tay nghề cho CBCNV. Đặc biệt là đội ngũ cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật và công nhân vận hành bằng cách tổ chức các khoá đào tạo tại công ty, hoặc liên kết đào tạo với các trường đại học, các trung tâm đào tạo chuyên ngành, tổ thăm quan, thực tập tại nước ngoài và tổ chức các buổi báo cáo chuyên đề... Đẩy mạnh công tác pha phụ gia vào xi măng để tăng hiệu quả sản xuất, hạ giá thành sản phẩm. Phấn đấu đến năm 2000 đặt tỉ lệ pha phụ gia từ 20 - 25%. Rà soát lại toàn bộ các định mức vật tư cho sản xuất quản lý chặt chẽ việc sử dụng vật tư sản xuất, phấn đấu giảm mức tiêu hao nguyên, nhiên vật liệu cho một đơn vị sản phẩm, góp phần hạ giá thành sản phẩm tăng tính cạnh tranh trên thương trường. 2 Trạm biến áp 110 KV nhà máy xi măng Bút Sơn Trạm biến áp 110 KV, công ty xi măng Bút Sơn đặt tại đầu dây chuyền sản xuất khu vực nhà máy. Trạm có hai máy làm việc độc lập, hai lộ dây có công suất mỗi máy 16 MA. Toàn bộ thiết bị của trạm do GECLASTHOM, cộng hoà Pháp, cung cấp. Nhiệm vụ của trạm là hạ điện áp từ 110 KV xuống cấp 6 KV cung cấp cho toàn bộ các dây chuyền sản xuất của nhà máy. 2.1 Sơ đồ cung cấp điện Từ lưới điện quốc gia qua hai lộ đường dây trên không 110 kV, điện áp đưa qua các thiết bị truyền dẫn và đóng cắt tới hai máy biến áp (MBA) 110 kV. Hai MBA này hoạt động đồng thời và độc lập với nhau để đưa ra điện áp 6 kV ở thứ cấp. MBA 110 kV của nhà máy là loại biến áp tự động điều chỉnh điện áp dưới tải có dải điều chỉnh điện áp từ 96.8 kV á 123.3 kV chia làm ±8 nấc điều chỉnh. Điện áp 6 kV từ MBA đưa qua các thiết bị truyền dẫn và đóng cắt đến thanh cái, được chia làm hai lộ, ở giữa có đặt máy cắt liên lạc để đóng mạch thanh cái khi có sự cố một trong hai MBA. Từ thanh cái điện áp 6 kV qua 10 máy cắt hợp bộ có Iđm bằng 1250 A và 2500A cung cấp điện cho các trạm LS. Các máy cắt 110 kV và máy cắt 6 kV đều dùng khí SF6 để dập hồ quang. 2.2 Thuyết minh nguyên lý cấp điện 2.2.1 Nguyên lí cấp điện. Nhà máy ximăng Bút sơn được cấp điện từ Ninh Bình bởi hai lộ 175 và 176 có điện áp 110kV. Hai lộ này cấp điện cho hai máy biến áp độc lập T1, T2 có công suất 16MVA x 2. Trên 2 lộ 110kV, hệ thống bảo vệ chống sự cố gồm có các biến áp đo lường T6-1, T6-2, các biến dòng T5-1, T5-2 và chống sét van V1, V2. Ngoài ra trên các cột còn có hệ thống chống sét thu lôi để bảo vệ cột và đường dây. Các thiết bị TU, TI được sử dụng nhằm phát các sự cố chạm đất, đứt pha, đoản mạch... đồng thời báo sự ổn định trên đường dây. Trên mỗi lộ trước khi vào biến áp, các hệ thống dao cách li và tiếp địa được liên động cứng với nhau và sự vận hành phụ thuộc chặt chẽ vào trạng thái đóng cắt của máy cắt Q 50. Dao cách li chỉ có thể đóng mở nếu dòng tải trên dây là rất nhỏ (hoặc = 0) và dao tiếp địa chỉ hoạt động khi dao cách li thay đổi trạng thái. Nếu dao cách li mở thì lập tức dao tiếp địa liên quan đóng lại để nối đất an toàn. Trên sơ đồ hệ thống có thể thấy rằng các cặp dao cách li và tiếp địa liên động với nhau là: Q28-Q38, Q25-Q35, Q24-Q34. Cặp Q28-Q38 nhằm bảo đảm an toàn khi sửa chữa bảo dưỡng thanh cái 110KV, máy cắt Q50. Trong đó Q27 là dao cách li liên hệ giữa hai thanh cái 110kv cấp cho hai máy biến áp độc lập. Trên mỗi máy biến áp đều bố trí các hệ thống bảo vệ về hơi, áp suất, nhiệt độ, chạm vỏ. Đầu ra của MBA sẽ tự động diều chỉnh mức điện áp 6 kV. Bình thường khi không có sự cố , hai MBA sẽ làm việc độc lập với nhau cả về phía sơ cấp lẫn thứ cấp. Có nghĩa là dao cách li Q27 mở ra và máy cắt phân đoạn600 cũng mở.Mỗi MBA sẽ cung cấp cho một số phụ tải riêng của nhà máy. Tuy nhiên nếu sự cố xảy ra trên 1 trong 2 lộ 175, 176 thì dao cách li Q27 sẽ được nối lại để một lộ cấp cho cả 2 MBA, tất nhiên là Q27 sẽ thực hiện khi Q50 của MBA có lộ sự cố cắt tải ra khỏi hệ thống sau đó sẽ đóng lại. Còn nếu một trong hai MBA bị hỏng thì chỉ lộ kia hoạt động bình thường nhưng máy cắt phân đoạn 600 đóng lại để cấp điện cho toàn nhà máy. Một số phụ tải ít quan trọng sẽ bị cắt tạm thời để tránh quá tải cho MBA. Một trường hợp hãn hữu xảy ra nữa cũng được tính đến là đường dây lộ này bị hỏng và MBA lộ kia bị sự cố. Khi đó lộ dây còn lại sẽ cấp điện cho MBA chưa hỏng, máy cắt phân đoạn đóng lại, một số phụ tải sẽ bị cắt tạm thời. Khi hệ thống 1 lộ bị hỏng cả dây và MBA thì chỉ lộ đó bị cắt ra khỏi hệ thống, lộ còn lại vẫn hoạt động bình thường, máy catứ phân đoạn vẫn đóng để cấp nguồn chung. Nếu phương án lộ này cấp điện cho MBA kia thì dao cách li Q27 sẽ nối thanh cái 110kv cấp nguồn cho MBA còn lại. Khi hai lộ cùng mất điện, hệ thống tự động khởi động máy phát điện cấp điện cho một số phụ tải thiết yếu như lò, giàn ghi,hệ thống làm lạnh, chiếu sáng... Khi đó các máy cắt 631,632 sẽ tác động mở ra để cách li mạng điện nội bộ của nhà máy với nguồn sự cố. Trong sơ đồ còn có trạm tự dùng. Trạm này có máy biến áp 6/ 0.38kv và hệ thống chỉnh lưu nhằm cung cấp nguồn 110VDC cho các thiết bị điều khiển. Trạm này được đóng cắt bởi máy cắt 642 có dòng định mức là 1250A. Do tính chất phụ tải của nhà máy - chủ yếu là động cơ - nên nhà máy rất chú trọng đến việc bù hệ số cosj. Trên sơ đồ có hai trạm bù lớn 6KV, các tụ đấu D, và trong mỗi phân xưởng lại có một tủ tụ bù. Dung lượng bù được chia làm hai phần là bù tĩnh và bù động. Lượng bù tĩnh là lượng bù theo tính toán cần phải có tối thiểu. còn bù động đượcđiều khiển tự động bởi các bảng điều khiển NOVAR. Bù được chia làm ba mức liên tiếp nhau, khi hệ số cosj nằm dưới khoảng đặt thì cấp bù thứ nhất được đóng. Nếu cosj vẫn chưa đủ thì cấp bù thứ hai lại được đóng, và rất có thể cấp thứ ba cũng được đóng vào để đạt được trị số cosj theo mong muốn. Nếu cosj lớn hơn mức đặt thì việc ngắt bù lại được thực hiện tuần tự ngược lại cho đến khi đạt chỉ tiêu về cosj.Tuy nhiên , để đảm bảo an toàn cho người và hệ thống, các thiết bị chấp hành sẽ được tác động sau 5s khi có lệnh điều khiển. các cấp bù được đóng vào , cắt ra sẽ cách nhau trong khoảng thời gian ít nhất là 15s. Hệ thống chiếu sáng của nhà máy được thiết kế khá tối ưu. Các điểm đấu dây của trạm được móc vòng với nhau, nếu nguồn cấp trạm này bị hỏng thì sẽ có nguồn khác thay thế. Do đó các điểm sản xuất luôn được duy trì điện chiếu sáng. Toàn bộ các hoạt động vận hành hệ thống, các chỉ thị, báo động đều được đặt tại nhà điều hành trạm 110kV của nhà máy. 2.2.2 Điều kiện cấp điện đến từng lộ Trong quá trình thao tác cấp điện để đảm bảo an toàn và tăng tuổi thọ thiết bị và yêu cầu chất lượng cấp điện cần phải tuân thủ các nguyên tắc sau: a. Để đóng máy cắt Q50 cần các điều kiện: Dao tiếp địa Q38 mở ra, dao cách ly Q28 đóng vào vị trí. Dao tiếp địa Q35 mở ra, dao cách ly Q25 đóng vào vị trí. Dao tiếp địa Q34 mở ra, dao cách ly Q24 đóng vào vị trí. Các rơ le bảo vệ không tác động. Lúc đó máy cắt Q50 mới đóng cấp nguồn 110KV cho hai MBA. b. Để cắt máy cắt Q50: Do tính chất bảo vệ nên khi bất kì lúc nào có sự cố trên hai lộ máy cắt sẽ tác động. Khi đó nguồn 110kV bị cắt ra khỏi hệ thống, tiếp đó hệ thống dao cách ly và tiếp địa tác động để đảm bảo an toàn cho hệ thống. 3.2.3 Điều kiện ưu tiên các hoạt động liên động, bảo vệ a. Điều kiện ưu tiên các hoạt động liên động Trong hệ thống điện ưu tiên chức năng, nhiệm vụ và vị trí của các phần tử chấp hành là rất cần thiết. Dao cách ly: Là khí cụ điện chỉ làm nhiệm vụ cách ly chứ không làm nhiệm vụ đóng cắt mạch điện nên khi thao tác nó chỉ đóng cắt khi máy cắt đang ở vị trí cắt. Các hệ thống dao tiếp địa: Làm nhiệm vụ nối đất khi hệ thống bị cắt nguồn. Dao cách ly và dao tiếp địa được liên động chặt chẽ với nhau, khi cách ly mở thì tiếp địa đóng và ngược lại. Máy cắt: Là khí cụ điện làm nhiệm vụ đóng cắt mạch điện nó chỉ tác động khi có đầy đủ điều kiện liên động cho phép. b. Điều kiện hoạt động bảo vệ Trong hệ thống cung cấp điện cao áp để đảm bảo cấp điện chính xác chất lượng cao, an toàn và tăng tuổi thọ của thiết bị thì công việc lắp đặt các hệ thống bảo vệ là vô cùng quan trọng và nhất thiết phải có. c. Mạch bảo vệ MBA MBA là thiết bị quan trọng của trạm 110KV, nó cung cấp và điều chỉnh toàn bộ năng lượng trong nhà máy, hệ thống bảo vệ như sau: Mạch bảo vệ quá dòng: Dòng sơ cấp MBA qua bộ biến dòng được đưa vào bộ F50/51. Khi có sự cố quá dòng ba pha, nếu dòng qua máy biến dòng có giá trị ³ 0.6A ± 0.02A duy trì 2.2 giây thì rơ le sẽ tác động đóng nguồn cấp cho máy cắt Q50 tác động, máy cắt Q50 sẽ cắt nguồn cho MBA đồng thời gửi tín hiệu báo lỗi sự cố về bảng điều khiển. Mạch bảo vệ chạm đất: Bảo vệ chạm đất vỏ máy biến áp khi có sự cố chạm vỏ MBA xảy ra. Dòng chạm vỏ MBA với đất được đưa qua máy biến dòng và đưa vào bộ F 51 N (tank), nếu dòng qua Rơle có giá trị ³0.16 ±0.04A trong thời gian 1.1s thì Rơle sẽ tác động. Rơle tác động sẽ đóng tiếp điểm cấp nguồn cho mạch điều khiển cắt máy cắt Q50, cắt thiết bị rá khỏi lưới điện và báo lỗi sự cố. Mạch bảo vệ chạm đất sơ cấp MBA: Điểm trung tính sơ cấp MBA được nối đất. Khi có dòng chạm đất, dòng này được đưa qua máy biến dòng tới bộ F51N (Primary). Nếu giá trị dòng chạy qua Rơle ³ 0.036 ± 0.002 A trong thời gian 1.1 s thì Rơle sẽ tác động đóng tiếp điểm cấp nguồn cho mạch điều khiển Q50, tác động cắt thiết bị ra khỏi nguồn và đồng thời báo sự cố. Mạch bảo vệ chạm đất thứ cấp MBA: Dòng chạm đất qua điện trở hạn chế, qua máy biến dòng được đưa tới bộ F 51N (secondary), nếu dòng qua cuộn dây rơ le có giá trị ³ 1.8 ± 0.4A trong thời gian 1.1s, rơ le sẽ tác động đóng tiếp điểm cấp nguồncho mạch điều khiển Q50. Máy cắt Q50 sẽ cắt loại thiết bị ra khỏi lưới điện và đèn tín hiệu báo sự cố sẽ sáng. Như vậy để MBA có thể hoạt động bình thường thì tất cảc các liên động phải đồng thời thoả mãn. Mạch bảo vệ máy cắt: Máy cắt là thiết bị đóng cắt cao áp quan trọng, nó phải đảm bảo tác động nhanh, chính xác để đảm bảo an toànvà chất lượng cấp điện cho hệ thống. Mạch bảo vệ khí SF6: SF6 là khí bảo vệ cách điện và dập tắt hồ quang khi máy cắt đóng, cắt điện. Trung bình áp suất khí là 7 bar, nhưng khi áp suất khí giảm xuống Ê 6.2 bar, rơle 480 tác động cấp nguồn cho K86-1 đóng tiếp điểm cấp nguồn cho mạch điều khiển máy cắt Q50 tác động cắt thiết bị ra khỏi lưới và thông báo sự cố về trung tâm. Muốn đóng máy cắt phải đảm bảo đủ điều kiện sau: Dao cách ly đã đóng. Các điều kiện an toàn và bảo vệ không tác động. Cắt máy cắt Q50: Khi có một trong các sự cố trên máy cắt sẽ cắt. 2.3 Các thiết bị chính của trạm 110 kV 2.3.1 Sứ xuyên tường (Wall Bushing) Chức năng: Dùng cho đầu vào từ đường dây trên không vào dao cách ly và đưa điện từ dao cách ly ra MBA. Số lượng lắp đặt 12 quả. Thông số kỹ thuật: Kiểu: Outdoor _ Indoor. CPW: 17.5kV á 170kV. 2.3.2 Chống sét cao thế Chức năng: Chống sét đánh từ ĐDK lan truyền về trạm. Số lượng lắp đặt : 6 cái. Vị trí: tại đầu vào trạm 110KV. Thông số kỹ thuật: Kiểu PSC: 96 Y. Theo tiêu chuẩn: IEC 99 – 4 10KA. Utb: 96KV r ms. Điện áp xung: 98KV - 10s. Tần số lưới: 50Hz. Iđm: 10KA. Ixung kích: 100KA. 2.3.3 Dao cách ly: Chức năng: Không làm nhiệm vụ đóng cắt mạch điện khi có tải chỉ làm nhiệm vụ cách ly giữa phần mang điện và phần không mang điện(Đóng cắt không tải) tạo khoảng cách an toàn trông thấy phục vụ cho sửa chữa. Số lượng lắp đặt: 15 bộ (Cả dao tiếp địa, dao phân đoạn). Iđm : 1250A. Io đnhiệt: 34KA- 1s. Khối lượng: 200Kg. Loại dòng 2500A/6KV Chức năng đóng ngắt nguồn cấp từ thứ cấp biến áp tới thanh cái 6KV (2 tủ) và đóng cắt phân đoạn thanh cái. Số lượng 3 tủ. Thông số kỹ thuật: Iđm: 2500A. I0 đ nhiệt: 34 KA - 1s. Uđm : 6KV. U xung kích: 60KV. Khối lượng: 250Kg. Tất cả các máy cắt 6KV là loại máy cắt hợp bộ do hãng MERLINGRIN (Pháp) chế tạo. 2.3.4 Máy biến áp 110/6KV Chức năng: Biến đổi điện áp 110 kV xuống điện áp 6 kV cấp cho toàn bộ hệ thống dây chuyền sản xuất của nhà máy. Số lượng: 2 cái. Thông số kỹ thuật: Sđm : 16MVA. Uđm : Cao áp 110 ± 12% KV Hạ áp : 6.2 KV. Iđm : Cao áp : 85A. Hạ áp : 1489.9A. Đầu nối: Cao áp 3 pha trung tính nối đất. Hạ áp 3 pha trung tính nối đất. Điện trở trung gian: Trung tính thứ cấp MBA 110kV/ 6kV được nối đất qua điện trở trung gian để hạn chế dòng ngược. Rđm = 144W. Iđm = 50A. Uđm = 7.2kV. Làm mát cưỡng bức : ONAN 100%. Tiêu chuẩn IEC 761993. Kích thước tổng thể: Dài 4.7 m, rộng 3.6 m, cao 4.4 m. Khối lượng: 29000kg. 2.3.5 Máy biến dòng Chức năng: Chuyển đổi dòng sơ cấp xuống 1A. Chức năng: Phục vụ mạch đo lường điều khiển. Tiêu chuẩn sản xuất : IEC 185 Thông số kĩ thuật: kiểu sản xuất CTA A45-33-130 T1 Uđm =123KV f = 50 Hz Gồm 3 loại: Loại 200/ 1A : 5P – 20, công suất 30VA. Loại 300/ 1A : 5P – 10, công suất 5VA. Loại 50/ 1A : 5P – 10, công suất 5VA. 2.3.6 Máy biến điện áp: Thông số kĩ thuật: Kiểu : CCV 145 - 17 - 130 - 132 - B2 - T1. Tiêu chuẩn sản xuất IEC 186/138. Usơ cấp : 110 / U thứ cấp: 100 / S tiêu thụ : 100VA Kiểu : SR16201 Uđịnh mức : 123KV Iđm: 1600A 2.3.7 Máy cắt * Máy cắt 110 KV Chức năng: Đóng cắt nguồn cấp cho MBA 110 KV, bảo vệ khi sự cố. Thông số kĩ thuật: Kiểu: DBE58309 Uđm : 123KV Iđm : 2500A f : 50Hz I0 đ.nhiệt : 25KA-3s I 0 đ.dòng : 62.5KA I N : 25KA Tổng thời gian: 60 ms Tổng thời gian mở : 37ms áp suất khí SF6: 7bar Ngưỡng 1: 6.4 bar Ngưỡng 2: 6.2 bar * Máy cắt 6 KV - Máy cắt hợp bộ Gồm hai loại: Loại 1250A Uđm = 6kV. f = 50Hz. Điện áp xung kích: 60kV. Dòng ổn định nhiệt (ISC): 34 kA – 1s. Iđm = 1250A. Trọng lượng: 200 kg. Loại 2500A. Uđm = 6kV. Điện áp xung kích: 60kV. Iđm = 2500A. Dòng ổn nhiệt: 34kA – 1s. Số lượng lắp đặt: Loại 1250A có 10 máy cắt do hãng MERLINGRIN chế tạo. Loại 2500A có 3 máy cắt do hãng MERLINGRIN chế tạo. 2.3.8 Dao tiếp địa Chức năng: Dao tiếp địa dùng để khử điện áp dư trên đường dây và dòng cảm ứng của các thiết bị. Thông số kĩ thuật: Kiểu: SR 16201. Uđm = 123kV. Iđm = 16 000A. 2.4 Sơ đồ điều khiển đóng cắt phía cao áp 110kV Hai lộ cấp điện của trạm 110kV giống nhau nên ta có thể chỉ cần nghiên cứu sơ đồ cấp điện của một lộ. 2.4.1 Điều khiển đóng cắt máy cắt Q50 Với chức năng đóng cắt nguồn cấp cho biến áp 110/6KV máy cắt được dập hồ quang bằng khí SF6. Máy cắt được điều khiển tự động cắt nguồn khi có các sự cố sau: Sự cố đường dây (Khi mất nguồn). Bảo vệ MBA. Bảo vệ chạm đất sơ cấp. Bảo vệ chạm đất thứ cấp. Bảo vệ chạm vỏ MBA. Bảo vệ rơ le hơi. Bảo vệ nhiệt độ dầu. Bảo vệ an toàn. Bảo vệ so lệch. Bảo vệ khí SF6 thấp: Khi khí SF6 Ê 6.2bar, rơ le sẽ tác độngđiều khiển cắt máy cắt. Việc điều khiển máy cắt chỉ thực hiện được khi dao cách ly Q25, Q24 đã đóng chắc chắn (bảo vệ chống thao tác nhầm bằng tiếp điểm của Q25, Q24) và khi mạch bảo vệ không tác động. Người vận hành điều khiển máy cắt ở ba vị trí Tại phòng điều khiển (Remote). Điều khiển tại chỗ (Local). Ngoài ra ở chế độ bảo dưỡng (Man), chế độ này chỉ thực hiện khi đã cắt toàn bộ hệ thống ra khỏi lưới điện. * Sơ đồ nguyên lý hoạt động a. ở vị trí Remote Điều khiển đóng: Do dao cách ly Q24,Q25 đã đóng nên tiếp điểm vị trí F1 kín, rơ le K 2501, K 2401 có điện đóng tiếp điểm mạch bảo vệ rơ le không tác động dẫn tới K86 - 1; K86-2 không có điện, tiếp điểm kín, khoá S 10 ở vị trí đóng, tiếp điểm vị trí S1 kín (vì trước đó Q50 ở trạng thái cắt) mạch chuẩn bị làm việc. Người vận hành vặn khoá s2250 về vị trí đóng, chân 2 có nguồn cấp cuộn hút Y2 có điện, hút chốt cơ khí, năng lượng lò xo được giải phóng, tác động đóng máy cắt. Khi máy cắt đã đóng tiếp điểm vị trí S1 mở ra cắt điện cuộn Y1, tiếp điểm S2 đóng lại chuẩn bị cho mạch cắt làm việc. Đồng thời tiếp điểm S4 ; đóng lại cấp điện cho độngcơ M quay nén năng lượng dự trữ cho lò xo. Khi dây cót đã căng, S4 ;bị tác động mở ra cắt điện động cơ M kết thúc quá trình đóng. Điều khiển quá trình cắt: Vặn khoá S 2250 về vị trí cắt, rơ le K50 có điện đóng tiếp điểm , chân 1, 3 có nguồn cấp (khi mạch bảo vệ tác động chân 1, 3 được cấp nguồn). Do khoá S 10 đóng, tiếp điểm S2 ; kín nên cuộn Y3 có điện hút chốt cơ khí, năng lượng lò xo được giải phóng tác động cắt máy cắt. Khi cắt xong tiếp điểm vị trí S2 ; mở ra cắt điện Y3, đồng thời tiếp điểm S1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng làm việc. b. ở vị trí Local Người vận hành vặn khoá S 2250về vị trí đóng hoặc cắt. Hoạt động của mạch diễn ra như khi điều khiển từ xa. c. Chế độ bảo dưỡng MAN Vì là chế độ bảo dưỡng nên chỉ điều khiển đóng cắt khi dao cách ly Q25,Q24 mở (tiếp điểm thường kín NF1 của Q25, Q24 kín). Người vận hành vặn khoá về M, tiếp điểm kín do Q25, Q24 mở , rơ le K2511 có điện đóng tiếp điểm , chân có nguồn cấp. Điều khiển đóng cắt bằng hai nút ấn: S11 là điều khiển đóng. S12 điều khiển cắt. Chúng được đặt tại giá đỡ của máy cắt. Cuộn K1 có chức năng không cho điều khiển đóng máy cắt khi các yếu tố bảo vệ tác động(khi đó chân 1 có nguồn cấp) K1 có điện mở tiếp điểm K1. * Mạch sấy X1-80, X1-81 luôn được cấp nguồn 220V AC để sấy tại tủ điều khiển. Khi nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ yêu cầu thì tiếp điểm B1 mở ra loại R11 được bảo vệ bằng cầu chì F1, F2. * Bảo vệ động cơ Vì động cơ M chỉ hoạt dộng trong thời gian ._.rất ngắn nên chỉ bảo vệ ngắn mạch bằng cầu chì F3, F4. 2.4.2 Điều khiển đóng cắt dao cách li và dao tiếp địa Các dao cáh li và dao tiếp địa đều là những khí cụ điện không dùng để đóng cắt mạch mà chỉ làm nhiệm vụ cách li phần mang điện và không mang điện, chúng có chung mạch lực đóng cắt (thiết kế giống nhau) chỉ khác là mạch điều khiển và các tín hiệu điều khiển đóng cắt. a. Điều khiển dao cách li Q25 Điều kiện để đóng mở dao cáh li Q25 là: Q50 đang ở vị trí cắt (mở). Nếu đóng Q25 thì Q35 mở và ngược lại. Q25 được điều khiển ở ba chế độ: Chế độ điều khiển từ xa (Remote). Chế độ điều khiển tại chỗ (Local). Chế độ bảo dưỡng (Man). * Chế độ điều khiển từ xa (Remote) Điều khiển đóng Q25: Ta đưa khoá S 2225 về vị trí đóng, lúc này dao tiếp địa Q35 đã mở trước nên tiếp điểm NF1 kín, K 3511 có điện đóng tiếp điểm . Mặt khác lúc này Q50 đang mở nên S1 kín, K 5011 có điện đóng tiếp điểm , mạch điều khiển cấp nguồn cho chân 3 chuẩn bị cho mạch làm việc. Do khoá ở vị trí REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng tiếp điểm VW ở mạch lực kín. Cuộn hút EF có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ M. M quay qua cơ cấu truyền động dao Q25 đóng lại. Khi Q25 đóng hết tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra, EF mất điện mở tiếp điểm ở mạch lực động cơ M dừng đồng thời, lúc này tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch điều khiển mở Q25 làm việc. Điều khiển mở Q25: Ta đưa khoá S 2225 về vị trí mở tiếp điểm, kín, chân 1 có điện, cuộn hút của contactor EO có điện đóng tiếp điểm E0, ở mạch lực động cơ M có điện. M quay qua cơ cấu truyền động làm Q25 mở ra. Q25 mở hết tiếp điểm FC01 mở ra cắt điện cuộn hút đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q25. * Chế độ điều khiển tại chỗ (Local) Trong chế độ này ta đưa khoá S 2225 về vị trí đóng hoặc mở, hoạt động của mạch diễn ra như ở chế độ điều khiển từ xa. * Chế độ bảo dưỡng (Man) Chế độ này chỉ hoạt động khi đã cắt hoàn toàn điện lưới khoá S 25011 về vị trí MAN. Tiếp điểm L ở mạch điều khiển và VW ở mạch lực kín. Điều khiển đóng Q25: Ta ấn nút BPF1, contactor E0 có điện, cấp nguồn cho M. Động cơ M quay, đóng Q25, khi đóng hết, tiếp điểm FCF1 mở ra. EF mất điện, M dừng đồng thời FC01 đóng lại. Điều khiển mở Q25: Ta ấn nút BP01, contactor E0 có điện, cấp nguồn cho động cơ M. M quay qua cơ cấu làm mở Q25. Khi Q25 mở hết, tiếp điểm EC01 mở ra cắt điện E0, M dừng, đồng thời FCF1 đóng lại. b. Điều khiển dao tiếp địa Q35 Điều kiện đóng dao tiếp địa Q35: Dao cách li Q25 mở, Q50 không đóng. Điều kiện mở dao tiếp địa Q35: Dao cách li mở, Q50 mở. Đóng dao tiếp địa Q35: Ta đưa khoá S 2235 về vị trí đóng. Lúc này Q25 đang mở nên NF1 kín cuộn K 2511 có điện đóng tiếp điểm . Do khoá đặt ở chế độ REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng, tiếp điểm VW ở mạch lực kín. Cuộn hút EF của contactor có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ m. M quay qua cơ cấu truyền động dao tiếp địa Q35 đóng lại. Khi Q35 đóng hết tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra, EF mất điện mở tiếp điểm, mạch lực động cơ M dừng. Đồng thời lúc này tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch mở Q35 làm việc. Điều khiển mở dao Q35: Ta đưa khoá S 2235 về vị trí mở tiếp điểm , kín, chân 1 có điện cuộn hút contactor E0 cos điẹn đóng tiếp điểm E0 ở mạch lực động cơ có điện, M quay qua cơ câú truyền động làm Q35 mở ra. Khi Q35 mở hết, tiếp điểm FC01 mở ra cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q35. c. Điều khiển dao cách li Q24 * Điều kiện đóng mở: Q50 đang mở. Nếu Q24 đóng thì Q34 mở và ngược lại. * Q24 được điều khiển ở ba chế độ: Chế độ điều khiển từ xa (Remote). Điều khiển tại chỗ (Local). Chế độ bảo dưỡng (Man). * Điều khiển từ xa Điều khiển đóng Q24: Đưa khoá S 2224 về vị trí đóng lúc này dao tiếp địa Q34 đã mở trước nên tiếp điểm NF1 kín, K 3411 có điện đóng tiếp điểm. Lúc này Q50 đang mở nên S1 kín, K 5011 có điện đóng tiếp điểm mạch điều khiển cấp nguồn cho chân 3, chuẩn bị cho mạch làm việc. Do khoá ở vị trí REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng. Tiếp điểm VW ở mạch lực kín, cuộn hút EF có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ m. M quay qua cơ cấu truyền động, dao Q24 đóng lại khi Q24 đóng hết, tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra. EF mất điện mở tiếp điểm ở mạch lực, động cơ M dừng. Đồng thời FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch điều khiển mở Q24 làm việc. Điều khiển mở Q24: Đưa S 2224 về vị trí mở tiếp điểm, đóng kín, chân 1 có điện cuộn hút EO có điện đóng tiếp điểm EO ở mạch lực động cơ M có điện, M quay qua cơ cấu truyền động làm Q24 mở ra. Khi Q24 mở hết tiếp điểmFC01 mở ra, cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q24. * Chế độ điều khiển tại chỗ Trong chế độ này ta đưa khoá S 2224 về vị trí đóng hoặc mở hoạt động của mạch diễn ra như ở chế độ điều khiển từ xa. * Chế độ bảo dưỡng (Man) Chế độ này chỉ hoạt động khi đã cắt hoàn toàn điện lưới khoá về vị trí MAN. Tiếp điểm L ở mạch điều khiển và VW ở mạch lực kín. Điều khiển đóng Q24: Ta ấn nút BPF1, contactor EF có điện, cấp nguồn cho M. Động cơ M quay, đóng Q24, khi đóng hết, tiếp điểm FCF1 mở ra. EF mất điện, M dừng đồng thời FC01 đóng lại. Điều khiển mở Q24: Ta ấn nút BP01, contactor EF có điện, cấp nguồn cho động cơ M. M quay qua cơ cấu làm mở Q24. Khi Q24 mở hết, tiếp điểm EC01 mở ra cắt điện E0, M dừng, đồng thời FCF1 đóng lại. d. Điều khiển dao tiếp địa Q34 Điều kiện đóng dao tiếp địa Q34: Dao cách li Q24 mở, Q50 không đóng. Điều kiện mở dao tiếp địa Q34: Q50 mở. Đóng dao tiếp địa Q34:Ta đưa khoá S 2234 về vị trí đóng. Lúc này Q24 đang mở nên NF1 kín cuộn K 2411 có điện đóng tiếp điểm . Do khoá đặt ở chế độ REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng, tiếp điểm VW ở mạch lực kín. Cuộn hút EF của contactor có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ M. M quay qua cơ cấu truyền động dao tiếp địa Q34 đóng lại. Khi Q34 đóng hết tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra, EF mất điện mở tiếp điểm, mạch lực động cơ M dừng. Đồng thời lúc này tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch mở Q34 làm việc. Điều khiển mở dao Q34: Ta đưa khoá S 2234 về vị trí mở tiếp điểm , kín, chân 1 có điện cuộn hút contactor E0 có điện đóng tiếp điểm E0 ở mạch lực động cơ có điện, M quay qua cơ câú truyền động làm Q34 mở ra. Khi Q34 mở hết, tiếp điểm FC01 mở ra cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q34. e. Điều khiển Q28 * Điều kiện đóng mở: Q50 đang mở. Nếu Q27 mở, Q28 lộ 2 mở. * Q28 được điều khiển ở ba chế độ: Chế độ điều khiển từ xa (Remote). Điều khiển tại chỗ (Local). Chế độ bảo dưỡng (Man). * Điều khiển từ xa Điều khiển đóng Q28: Đưa khoá S 2228 về vị trí đóng lúc này dao tiếp địa Q38đã mở trước nên tiếp điểm NF1 kín, K 3811 có điện đóng tiếp điểm. Lúc này Q27, Q50 lộ 1 và Q 28 lộ 2 đang mở nên mạch điều khiển cấp nguồn cho chân 3, chuẩn bị cho mạch làm việc. Do khoá ở vị trí REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng. M quay qua cơ cấu truyền động, dao Q28 đóng lại khi Q28 đóng hết, tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra. EF mất điện mở tiếp điểm ở mạch lực, động cơ M dừng. Đồng thời FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch điều khiển mở Q28 làm việc. Điều khiển mở Q28: Đưa S 2228 về vị trí mở tiếp điểm, đóng kín, chân 1 có điện, cuộn hút EO có điện đóng tiếp điểm EO ở mạch lực động cơ M có điện, M quay qua cơ cấu truyền động làm Q28 mở ra. Khi Q28 mở hết tiếp điểmFC01 mở ra, cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q28. * Chế độ điều khiển tại chỗ Trong chế độ này ta đưa khoá S 2228 về vị trí đóng hoặc mở hoạt động của mạch diễn ra như ở chế độ điều khiển từ xa. * Chế độ bảo dưỡng (Man) Trong chế độ này S 2228 được đưa về MAN, sau đó mở Y11, do Q28 mở nên NF1 đóng kín, K 2811 có điện đóng tiếp điểm K 2811. Q38 đã đóng nên F1 kín K3801 có điện đóng tiếp K 3802, cuộn có điện hút chốt cài an toàn. Điều khiển đóng Q28: Ta ấn nút BPF1, contactor có điện, cấp nguồn cho M. Động cơ M quay, đóng Q28, khi đóng hết, tiếp điểm FCF1 mở ra. EF mất điện, M dừng, đồng thời FC01 đóng lại. Điều khiển mở Q28: Ta ấn nút BP01, contactor E0 có điện, cấp nguồn cho động cơ M. M quay qua cơ cấu làm mở Q28. Khi Q28 mở hết, tiếp điểm EC01 mở ra cắt điện E0, M dừng, đồng thời FCF1 đóng lại. f. Điều khiển dao tiếp địa Q38 Đóng dao tiếp địa Q38:Ta đưa khoá S 2238 về vị trí đóng. Lúc này Q28 đang mở nên NF1 kín cuộn K 2811 có điện đóng tiếp điểm . Mặt khác mất áp nên tiếp điểm của F27 đóng nên chân 3 có nguồn chờ. Do khoá đặt ở chế độ REMOTE nên tiếp điểm R-L-R ở mạch điều khiển đóng, tiếp điểm VW ở mạch lực kín. Cuộn hút EF của contactor có điện đóng tiếp điểm EF ở mạch lực cấp nguồn cho động cơ M. M quay qua cơ cấu truyền động dao tiếp địa Q38đóng lại. Khi Q38 đóng hết tiếp điểm vị trí FCF1 mở ra, EF mất điện mở tiếp điểm, mạch lực động cơ M dừng. Đồng thời lúc này tiếp điểm FC01 đóng lại chuẩn bị cho mạch mở Q38 làm việc. Điều khiển mở dao Q38: Ta đưa khoá S 2238 về vị trí mở tiếp điểm , kín, chân 1 có điện cuộn hút contactor E0 có điện đóng tiếp điểm E0 ở mạch lực động cơ có điện, M quay qua cơ câú truyền động làm Q38 mở ra. Khi Q38 mở hết, tiếp điểm FC01 mở ra cắt điện cuộn hút, đồng thời tiếp điểm FCF1 đóng lại chuẩn bị cho mạch đóng Q38. 2.5 Mạch điều chỉnh tự động điện áp MBA 110KV Nguyên tắc điều khiển của mạch là điều chỉnh từng nấc một thời gian điều chỉnh 1 nấc là 4.4 giây. Mạch Rơle điều khiển điện áp MBA 110KV * Điều chỉnh tăng điện áp Điều khiển ban đầu để mạch hoạt động là: Khởi động từ Q1 đóng, công tắc an toàn S8 đóng, S6 và S7 đóng. Khi có sự giảm điện áp thứ cấp MBA 110KV. Tín hiệu từ BU đưa tới Z100, Z100 tác động làm tiếp điểm AUG đóng lại chân 8 được cấp nguồn, nguồn qua K20 (51-52) đến . Cuộn K1 có năng lượng đóng các tiếp điểm K1. Mạch động cơ M đóng tiếp điểm K1, đóng K1. Cấp năng lượng cho cuộn hút K21, K21 có điện đóng các tiếp điểm K21 đóng K21và đóng các tiếp điểm K21; cấp điện cho động cơ M. Động cơ M quay đến vòng thứ 4 các vấu cam tỳ lên các công tắc S13; S14; S12 nữa. - S14 mở ra cắt điện K1 động cơ M không quay nữa. Cuộn K1 tác động làm K21 mất điện mở ra các tiếp điểm làm K20 mất điện . - Mạch chống chính: Dùng tiếp điểm đóng chậm K29 khi động cơ M quay đến vòng 28 thì sẽ cắt mạch qua S14. Nhưng trọng trường hợp bị chính thì tiếp điểm K29 đóng chậm sẽ đóng lại. . Cấp nguồn cho cuộn hút của Q1. Cuộn hút có điện sẽ hút các tiếp điểm Q1 cắt mạch lực động cơ M. * Điều chỉnh giảm điện áp: Nếu điện áp bị giảm từ BU có tín hiệu tác động vào Z100, Z100 đóng tiếp điểm DIN chân g có nguồn chờ. Từ chân G nguồn cấp cho cuộn hút K2. Cuộn K2 có năng lượng đóng các tiếp điểm của K2, cuộn K21 có điện, cuộn K21 có điện đóng các tiếp điểm của K21, động cơ M quay đến vòng thứ 4. Các vấu cam tác động nên công tắc S13, S14, S12, cuộn K20 có điện đóng nguồn cho cuộn K485 qua chân 13 và 7, hút tiếp điểm K485 khống chế không cho Z100 tác động. động cơ quay đến vòng 28 tiếp điểm S13, S12 vấu cam không tì lên chúng, nên cắt ra, K20 mất điện. K2 mất điện vì K12 mở, cắt nguồn động cơ, động cơ ngừng quay, kết thúc một nấc điều chỉnh. Khống chế đảo dao được thực hiện qua S37 theo chiều tăng hoặc giảm. 2.6 Một số bộ điều khiển hiện tại 2.6.1 Hệ điều khiển dùng Contactor và Rơ le a. Ưu điểm Dễ nhìn thấy. Giá thành thấp. b. Nhược điểm Cồng kềnh Lắp đặt lâu Liên tục phải bảo dưỡng sửa chữa. 2.6.2. Hệ điều khiển tương tự a. Ưu điểm Kích thước giảm Nhạy cảm với các thay đổi đầu vào, tác động tức thời. Khá phổ biến. Đảm bảo yêu cầu công nghệ, khá chính xác. b. Nhược điểm ảnh hưởng nhiều bởi nhiễu. Thời gian lắp đặt lâu. Thay đổi, sửa chữa khó khăn. 2.6.3. Hệ điều khiển Logo a. Ưu điểm Độ chính xác cao, ít chịu ảnh hưởng của nhiễu. Kích thước nhỏ gọn. Dễ thay đổi do có khả năng lập trình. Đảm baỏ yêu cầu công nghệ. - Hoạt động tin cậy b. Nhược điểm ng có kh Giá thành cao. Khoá khăn đối với hệ điều khiển phức tạp. Khôả năng giao tiếp với máy tính. 2.6.4. Hệ điều khiển dùng PLC a. Ưu điểm: Độ tin cậy cao qua sử dụng những phần tử phi tiếp xúc. Thay đổi dễ dàng nhờ công nghệ phích cắm. Lắp đặt đơn giản. Thay đổi nhanh chóngchương trình điều khiển mà không cần thay dổi phần cứng. Kích thước nhỏ gọn. b. Nhược điểm Bộ thiết bị lập trình thường khá đắt. 2.6.5. Hệ thống điều khiển bằng máy tính. Hiện nay máy tính được áp dụng hầu như trong tất cả các công đoạn sản xuất. Máy tính có thểgiao tiếp rộng với các thiết bị, máy móc hiện đại. Các hệ thống hiện nay thường sử dụng máy tính để điều khiển. Tuy nhiên nhược điểm của nó là khả năng điều khiển chưa mạnh nên chủ yếu nó làm chức năng giám sát trong hệ thống. So sánh đặc tính kĩ thuật giữa các hệ thống điều khiển Chỉ tiêu so sánh Rơ le Mạch số Máy tính PLC Giá thành từng chức năng Khá thấp Thấp Cao Thấp Kích thước vật Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh Khả năng chống nhiễu Xuất sắc Tốt Tốt Tốt Lắp đặt Mất thời gian Mất thời gian thiết kế Mất thời gian lập trình Lập trình và lắp đặt đơn giản Khả năng điều khiển tác vụ phức tạp Không Có Có Có Khả năng thay đổi điều khiển Rất khó Khó Khá đơn giản Đơn giản Công tác bảo trì Kém, phải thực hiện nhiều công đoạn Kém Kém, có nhều mạch điện tử Tốt vì các modul được chuẩn hoá Nhận xét: Qua bảng so sánh ta thấy sử dụng PLC là giải pháp tối ưu vì PLC ngày càng trở nên phổ biến và chức năng điều khiển ngày càng cao do phát triển ngày càng cao của công nghệphần mềm và công nghệ bán dẫn. Khả năng tự động hoá cao, tiện dụng cho những hệ thống phức tạp. Tuy nhiên PLC cũng có những nhược điểm như ngôn ngữ của PLC là ngôn ngữ đọc nên thay thế rất phức tạp. 3 Tính chọn các trị số bảo vệ cho trạm 110 KV Phân tích hệ thống điều khiển xác định tín hiệu vào ra. 3.1. Tính chọn các trị số bảo vệ cho trạm Với bất kì thiết bị nào, để vận hành an toàn nâng cao tuổi thọ của thiết bị, thì yêu cầu bảo vệ luônlà một lĩnh vực ưu tiên hàng đầu. Đặc biệt là hệ thống cung cấp điện áp 110kV công tác bảo vệ càng phải được nâng cao để đảm bảo an toàn cho các thiết bị khi có sự cố. Trạm 110kV công ty xi măng Bút Sơn được trang bị hệ thống bảo vệ rơ le. *Bảo vệ máy biến áp Máy biến áp thực hiện chức năng đổi điện áp, thực hiện liên lạc giữa các mạng điện khác với nhau. Trạm biến áp có các xuất tuyến đường dây, do đó tính toán chỉnh định rơ le cho trạm biến áp gắn liền với tính toán chỉnh định các đường dây. a. Mạch bảo vệ quá dòng Bảo vệ quá dòng điện là bảo vệ tác động khi dòng điện qua chỗ đặt bảo vệ trượt qua trị số định trước gọi là dòng điện chỉnh định, và sẽ tác động cắt mạch trong một thời gian định trước gọi là thời gian chỉnh định. Bảo vệ quá dòng máy biến áp 110 kV được đặt ở sơ cấp máy biến áp. * Tính dòng chỉnh định Trong đó: ICZ : Dòng điện chỉnh định. KtC : Hệ số tin cậy bằng 1.1. Kmm: Hệ số mở máy bằng 1.3. KV: Hệ số trỏ về bằng 1. Có dòng chỉnh định là: * Dòng hiệu chỉnh rơ le: ICp: Dòng hiệu chỉnh rơ le. Ksd: Hệ số sơ đồ. nl: Tỷ số biến dòng BI * Thời gian chỉnh định: Đặt thời gian cho rơ le tác động theo nguyên tắc giai đoạn thời gian bảo vệ phía trước (gần nguồn) có thời gian tác động bằng thời gian tác động phía sau nó cộng với một khoảng thời gian t(i + 1) = t(i) + Thời gian dịch chuyển phía trước lớn hơn thời gian dịch chuyển phía sau. Theo nguyên tắc trên ta chọn thời gian cắt T = 2.2 s. b. Mạch bảo vệ chạm vỏ máy biến áp: Khi lớp dầu cách điện không đảm bảo cách điện hay có một sự cố về độ ẩm mà vỏ MBA có dòng điện rò chạm vỏ khoảng 50%Iđm sơ cấp thì rơ le tác động. Theo tỷ số máy bín dòng 300/1A. Ta có dòng chỉnh định là 48A. Thời gian chỉnh định là : theo nguyên tắc bậc thang đặt thời gian cắt phải nhỏ hơn thời gian trước nó nên chọn t = 1.1s. c. Bảo vệ chạm đất sơ cấp MBA MBA 110kV công ty xi măng Bút Sơn có trung tính nối đất trực tiếp, do đó khi có chạm đất 1 pha dòng ngắn mạch sẽ rất lớn bằng dòng 3 pha do đó ta sẽ tính ngắn mạch tại thanh cái 6kV. Ta có: Scb = 100MA (Tự chọn); Ktc= 1.3. Sđm = 16MA; X0 = 0.4; Un% = 10.5%; L = 20 (km). XồN = 0.06 + 0.65 = 0.71 (W) Dòng hiệu chỉnh rơ le: Thời gian chỉnh định: Chọn 1.1s. d. Bảo vệ chạm đất thứ cấp MBA Với các thông số: Scb = 100MA (Tự chọn). SdmB = 16MA; X0 = 0.4. Un = 10.5%; l = 20 km. Hệ số phân dòng (144 W) nối đất : 2.2 XồN = 0.06 + 0.65 = 0.71 (W) 3.2 Phân tích yêu cầu công nghệ Trạm 110kV cung cấp năng lượng, công suất lớn cho toàn bộ thiết bị các dây chuyền sản xuất của nhà máy, chính vì vậy việc cấp điện liên tục là rất quan trọng. Để trạm vận hành liên tục an toàn, ta xét bốn phương thức cấp điện sau đây. Đường dây trên không 175 và 176 đều cấp điện cho hai lộ hoạt động độc lập. Đường dây trên không 175 cấp điện cho hai lộ hoạt động đồng thời hoạt động. Đường dây trên không 176 cấp điện cho hai lộ hoạt động đồng thời độc lập. Một trong hai biến thế T1 hoặc T2 sự cố chỉ còn một máy hoạt động. 3.2.1 Điều khiển đóng cắt khi 175 và 176 cấp điện cho 2 lộ hoạt động độc lập. a, Điều khiển đóng Q50 cấp điện cho hệ thống các yêu cầu để đóng máy cắt: Q 38 lộ 1 và 2 mở ra. Q 28 lộ 1 và 2 đóng. Q27 mở ra. Q 35 lộ mở ra. Q 25 đóng. Q 34 mở. Q24 đóng. Máy cắt phân đoạn 600 mở ra. K86-1 và k86-2 không tác động. Để kiểm tra trạng thái đóng mở của các dao người ta thường gửi vào các tiếp điểmvà đèn báo tín hiệu. áp lực khí SF6 phải đủ (p=7bar) được thể hiện khống chế bằng rơ le 480. - Khi các điều kiện trên được thoả mãn đủ thì mới cho phép đóng máy cắt Q50, tức lá mới cấp điện cho Nhà máy. b, Điều khiển mở Q50, cắt điện hệ thống. Chỉ cần một trong các điều kiện liên động trên không thoả mãn thì máy cắt sẽ tác động cắt, dừng cấp nguồn cho hệ thống. Q38 mở Q28 đóng Q27 mở Q35 mở Q25 đóng Q34 mở Q24 đóng MC 600 mở AND Kiểm tra K86-1 K86-2 tác động? Không: Thực hiện đóng Q50 Có: Thực hiện cắt Q50 Sơ đồ khối thể hiện điều kiện đóng cắt Q 50 khi 2 lộ hoạt động độc lập: 3.2.2 Điều khiển đóng cắt chỉ có ĐDK 175 cấp điện cho hai MBA Khi có sự cố về đường dây trên không thì một đường dây trên không sẽ phải cấp điện 110kV cho hai MBA hoạt động bình thường. a.Các yêu cầu để đóng máy cắt Các yêu cầu để đóng máy cắt: Q 38 lộ 1 mở. Q 28 lộ 1 đóng. Q 28 lộ 2 mở. Q 38 lộ 2 đóng. Q27 đóng. Q 35 mở ra. Q 25 đóng. Q 34 mở. Q24 đóng. Máy cắt phân đoạn 600 mở ra. K86-1 và k86-2 không tác động. Để kiểm tra trạng thái đóng mở của các dao người ta thường gửi vào các tiếp điểmvà đèn báo tín hiệu. áp lực khí SF6 phải đủ (p=7bar) được thể hiện khống chế bằng rơ le 480. b. Điều khiển đóng Q50 cấp điện cho hệ thống Q38 mở Q28 lộ 1 đóng Q27 đóng Q35 mở Q25 đóng Q34 mở Q24 đóng MC 600 mở AND Kiểm tra K86-1 K86-2 tác động? Không: Thực hiện đóng Q50 Có: Thực hiện cắt Q50 Q28 lộ 2 mở Sơ đồ khối điều kiện đóng, cắt Q50 trường hợp ĐDK 175 cấp điện cho hai MBA. 3.2.3 Điều khiển đóng cắt Q50 khi chỉ có ĐDK 176 cấp điện cho hai lộ. a. Các yêu cầu để đóng máy cắt Q50 cấp điện cho hệ thống Các yêu cầu để đóng máy cắt: Q 38 lộ 1 mở. Q 28 lộ 1 đóng. Q 28 lộ 2 mở. Q 38 lộ 2 đóng. Q27 đóng. Q 35 mở ra. Q 25 đóng. Q 34 mở. Q24 đóng. Máy cắt phân đoạn 600 mở ra. K86-1 và k86-2 không tác động. Để kiểm tra trạng thái đóng mở của các dao người ta thường gửi vào các tiếp điểmvà đèn báo tín hiệu. áp lực khí SF6 phải đủ (p=7bar) được thể hiện khống chế bằng rơ le 480. b. Điều khiển mở Q50 cắt điện hệ thống Chỉ cần một trong các sự cố hoặc điều kiện an toàn không đảm bảo, K86-1 và K86-2 tác động thì lập tức máy cắt Q50 mở ra cắt điện hệ thống. Q38 mở Q28 lộ 2 đóng Q27 đóng Q35 mở Q25 đóng Q34 mở Q24 đóng MC 600 mở AND Kiểm tra K86-1 K86-2 tác động? Không: Thực hiện đóng Q50 Có: Thực hiện cắt Q50 Q28 lộ 1 mở 3.2.4 Điều khiển đóng cắt Q50 khi một trong hai máy biến áp bị sự cố còn một máy cấp điện cho hệ thống. a. Điều khiển đóng máy cắt Q50 cấp đIện cho hệ thống Các yêu cầu để đóng máy cắt: Máy cắt Q50 – 2 cắt Q 38 mở. Q 28 đóng. Q27 đóng. Q 35 mở. Q 25 đóng. Q 34 mở. Q24 đóng. Máy cắt phân đoạn 600 đóng. K86-1 và k86-2 không tác động. Cắt điện nghiền thô. Cắt điện đập đá vôi Để kiểm tra trạng thái đóng mở của các dao người ta thường đặt vào các các tiếp điểm gửi và đèn báo tín hiệu. áp lực khí SF6 phải đủ (p=7bar) được thể hiện khống chế bằng rơ le 480. b. Điều khiển mở máy cắt Q50 cắt điện hệ thống Chỉ cần một trong các đIều kiện an toàn không đảm bảo thì K86-1 và K86-2 tác động ngay lập tức máy cắt Q50 mở ra. Mặt khác để tránh quá tải khi một MBA làm việc, phụ tải nghiền thô, đập đá vôi phải cắt ra thì máy cắt phân đoạn 600 mới đóng và cấp điện cho hai lộ. Sơ đồ một MBA cấp điện cho cả hệ thống Q38 mở Q28 đóng Q27 Mở Q35 mở Q25 đóng Q34 mở Q24 đóng MC 600 đóng AND Kiểm tra K86-1 K86-2, đập đá, nghiền thô, tác động? Không: Thực hiện đóng Q50 Có: Thực hiện cắt Q50 Q50 lộ 2 mở 3.3 Xác định tín hiệu vào ra 3.3.1 Các tín hiệu vào ra tự động a. Động cơ đóng mở dao cách ly Q25 Nhận tín hiệu điều khiển từ các rơ le K5011 đóng khi Q50 ở trạng thái mở, K3511 đóng khi Q35 mở. Tín hiệu vào: 2(digital) từ tiếp điểm K5011 và tiếp điểm K3511. Tín hiệu ra: 2(digital) động cơ M25 nhận tín hiệu quay mở dao E025 và tín hiệu quay đóng dao EF25. b. Động cơ mở dao tiếp địa Q35 Nhận tín hiệu từ tiếp điểm K2511 đóng kh Nhận tín hiệu từ tiếp điểm K2511 đóng khi Q25 mở và mở khi Q25 đóng Tín hiệu vào: 1 (digital) từ tiếp điểm K2511đóng khi Q25 mở Tín hiệu ra: 2 (digital) động cơ M35 nhận tín hiệu quay mở dao EO35 va tín hiệu quay đóng dao EF35 c. Động cơ đóng mở dao cách ly Q24 Nhận tín hiệu từ rơle K5011 đóng khi Q50 mơ và tiếp điểm K3411 đóng khi Q34 mở. Tín hiệu vào : 2 (digital) rơle K3411 đóng khi Q34 mở và tiếp điểm K3411 đóng. Tín hiệu ra : 2 (digital) đọng cơ M 24 nhận tín hiệu đóng dao cách ly EF24 va quay moẻ dao EO24. d. Động cơ đóng mở dao tiếp địa Q34 Nhận tín hiệu từ rơle K2411 đóng khi Q24 mở. Tín hiệu vào : 1 (digital) từ rơle K 2411 đóng. Tín hiệu ra : 2 (digital) từ động cơ M34 nhận tín hiệu quay mở dao EO34 và quay đóng dao EF34. c. Động cơ đóng mở máy cắt Q50 Nhận tín hiệu từ rơle K2501 đóng khi Q25 đóng, tín hiệu K2401 đóng khi Q24 đóng, rơ le K86-1 đóng rơle K86-2 và rơle đóng các tín hiệu an toàn và bảo vệ Tín hiệu vào : 4 (digital) từ rơle K2501, từ rơle K2401, tín hiệu tư rơle K86-1 và tư rơle K86-2. Tín hiệu ra : 4 (digital) động cơ M50 nhận tín hiệu quay lên giây cót từ cuộn Y1, tín hiệu đóng máy cắt từ cuộn Y2 .Tín hiệu mở máy cắt từ cuộn Y3 tín hiệu từ cuộn K1 khống chế không cho đóng máy cắt khi đang có sự cố. e. Động cơ đóng mở dao Q28 Nhận tín hiệu từ rơle đóng cấp C- khi Q50 lộ 1 mở Q50 lộ 2 mở, Q28 lộ2 mở, Q27 mở tín hiệu tư rơle K3811 đóng khi Q38 mở. Tín hiệu vào : 2 (digital) tín hiệu cấp C-, tín hiệu từ rơle K3811. Tín hiệu ra : 2 (digital) động cơ M28 nhận tín hiệu quay đống dao EF28 và tín hiệu mở dao EO28. f. Động cơ mở dao tiếp địa Q38 Nhận tín hiệu từ rơle K2811 đóng khi Q28 mở và từ bộ báo điện áp không F27. Tín hiệu vào: 2(digital) từ rơle K2811, và từ bộ F27. Tín hiệu ra : 2 (digital) động cơ đóng dao M38 nhận tín hiệu quay đóng dao từ cuộn EF38 và quay mở dao từ cuộn EO38. g. Động cơ đóng mở dao liên lạc Q27 Nhận tín hiệu từ máy cắt Q50 lộ 2 mở , tín hiệu từ Q28 lộ 2 mở. Tín hiệu vào : 2 (digital) tiếp điểm gửi đóng khi Q50 lộ 2 mở, tiếp điểm gửi đóng khi Q28 lộ 2 mở. Tín hiệu ra : 2 (digital) động cơ M27 nhận tín hiệu đóng dao EF27 và tín hiệu mở dao EO27. h. Điều khiển đóng cắt máy cắt phân đoạn 600 Nhận tín hiệu đã cắt tải từ trạm đập đá vôi LS1 và tín hiệu đã cắt tải từ nghiền thô LS4. Tín hiệu vào : 3 (digital) tín hiệu từ LS1, từ LS4 và tín hiệu từ các thiết bị bảo vệ an tòan. Tín hiệu ra : 4 (digital) tín hiệu đến động cơ quay lên dây cót Y1, tín hiệu đóng máy cắt Y2, tín hiệu mở máy cắt Y3 và tín hiệu khống chế không cho máy cắt đóng K1. i. Các tín hiệu ra là các thiết bị báo động , báo hiệu khác Đèn báo TC1: báo nguồn 110V DC đã đóng. Đèn báo TC2 : cấp nguồn 220v cho mạch sấy và chiếu sáng tại tủ điều khiển đã có. Đèn báo TC3 : báo dã đóng nguồn 220vAC cho các mô tơ đóng cắt các dao và máy cắt. Đèn báo TC4 : đèn báo phát hiện đóng cắt các dao, máy cắt. Đèn báo TC5: đèn báo sự cố khí SF6. Đèn báo TC6: đèn báo sự cố so lệch. Đèn báo TC7: đèn báo quá dòng. Đèn báo TC8: đèn báo chạm vỏ máy biến áp. Đèn báo TC9 : đèn báo chạm đất sơ cấp máy biến áp. Đèn báo TC10: đèn bao chạm đất thứ cấp máy bién áp. Đèn báo TC11: đèn báo rơle hơi tác động. Đèn báo TC12: đèn báo nhiệt độ dầu quá. Đèn báo TC13: đèn báo mạch máy cắt điều khiển tại chỗ. Còi báo động: báo mức khí SF6. 3.3.2 Các tín hiệu vào bằng tay K22251: Khoá ấn mở dao Q25 K22252: Khoá ấn đóng dao Q25 K22351: Khoá đóng mở dao Q35 K22352 :Khoá đóng dao Q35 K22241:Khoá mở dao Q24 K22242: Khoá đóng dao Q24 K22341:Khoá mở dao Q34 K22342:khoá đóng dao Q34 K22501:Khoá mở máy cắt Q50 K22502: Khoá đóng máy cắt Q50 K22281:Khoá mở dao Q28 K22282:Khoá đóng dao Q28 K222381:Khoá mở dao Q38 K222382:Khoá đóng dao Q38 K222271:Khoá mở dao liên lạc Q27 K222272: Khoá đóng dao Q27 KBPO1:Nút bấm mở dao cách ly KBPF1: Nút bấm đóng dao cách ly KS16:Nút ấn thử đèn KS17:Nút ấn phục hồi KS19:Nút ấn dừng còi Sau khi phân tích tín hiệu và ra ta thấy có 40 tín hiệu vàovà 35 tín hiệu ra Trên cơ sơ số lượng đầu vào, ra và mức độ phức tạp của chương trình điều khiển trạm 110kV, xét theo khả năng cung cấp thiết bị và sự hỗ trợ kỹ thuật của hãng SIEMENS tại Việt Nam, trong đề tài này ta chọn thiết bị điều khiển là bộ điều khiển khả lập trình PLC S7-200 của hãng SEIMENS Cộng hoà liên bang Đức 4 Giới thiệu bộ điều khiển PLC S7 - 200 4.1 Cấu trúc phần cứng S7-200 là thiết bị điều khiển lôgic khả lập trìmh loại nhỏ của hãng SIMENS, có cấu trúc theo kiểu modul và có các môdul mở rộng. Các modul này đuợc sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra. Có khả năng mở rộng thêm bằng 2 môdul mở rộng. CPU214 có 14 cổng và 10 cổng ra, có khả năng được mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng. S7-200 có nhiều loại modul mở rộng kác nhau. 4.1.1 CPU 212 bao gôm 512 từ đơn, tức 1K byl, để lưu chương trình thuộc miền nhớ đọc/ghi. 512 từ đơn để lưu dữ liệu, trong đó có 100 từ nhớ đọc/ghi. 8 cổng vào logíc và 6 cổng ra logíc. Có thể ghép thêm 2 modul mở rộng, bao gồm cả modul tương tự. Tổng số cổng lôgíc vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. 64 bộ tạo thời gian trễ ( Timer), trong đó có 2 Timer có chế độ phân giải 1ms, 8 Timer có độ phân giải 10ms và 54Timer có độ phân giải 100ms. 64 bộ đếm (counter), chia làm 2 loại bộ đếm, chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi. 368 bít nhớ đặc biệt sử dụng làm các bít trạng thái hoặc các bít đặt chế độ làm việc. Có các chế độ ngắt và sử lý tín hiệu ngắt khác bao gồm : Ngắt truyến thống. Ngắt theo sườn lên hay theo sườn xuống. Ngắt theo thời gian. Ngăt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2kHz). Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi. 4.1.2 CPU214 2048 từ đơn (4 kb) thuộc miền nhớ đọc/ghi để lưu chương trình. 2048 từ đơn (4 kb) kiểu đọc /ghi để lưu dữ liệu. 14 cổng vào và 10 cổng ra lôgíc. Có thể dùng 7 modul để mở rộng thêm cổng bào /ra bao gồm cả analog. Tổng số cổng và / ra cực đại là 64 cổng vào va 64 cổng ra. Có 128 Timer chia làm 3 loại: có 4 timer có độ phân giải 1ms, 16 timer có độ phân giải 10 ms và 108 timer có độ phân giải 100ms. 128 bộ đếm chia làm 2 loại: loại chỉ đếm tiến , loai vừa đếm tiến vừa đếm lùi. 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và lắp đặt chế độ làm việc. Các chế độ xử lý ngắt gồm : ngắt truyền thông , ngắt theo sườn lên , hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của lộ đếm tốc độ cao, và ngắt truyền xung. 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2kHz và 7kHz. 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM. 2 bộ điều chỉnh tương tự. Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC mất nguồn nuôi. 4.1.3 Các cổng truyền thông S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 có phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc các PLC khác Sơ đồ bố trí chân Giải thích: chân 1 đất. chân 2 : 24 VDC. chân 3: truyền nhận dữ liệu . chân 4: không sử dụng. chân 5: đất. chân 6: 5 VDC. chân 7: 24 VDC (120 mA tối đa). chân 8: truyền và nhận dữ liệu. chân 9: không sử dụng. 4.1.4 Các chế độ làm việc của PLC Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S 7-200 có 3 vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC: RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ . PLC S7-200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố , hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN. Nếu quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo. STOP : Cưỡng bức PLC dừng công việc thực hiện chương trình đang chạy và chuyền sang chế độ dừng PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới. TERM: cho phép máy máy lập trình tự quyết định một chế độ làm việc cho PLC hoặc ở RUN hoặc ở STOP. 4.1.5 Chỉnh định tương tự Điều chỉnh tương tự ( một bộ trong CPU 212 và 2bộ trong CPU 214) cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình. Núm chỉnh analog đựơc lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bị chỉnh định có thể quay 2700. a. Pin và nguồn nuôi bộ nhớ Nguồn nuôi dùng để ghi chương trình hoặc nạp một chương trình mới. Nguồn pin có thể sử dụng để mở rộng thời gian lưu giữ cho các dữ liệu có trong bộ nhớ. Nguồn pin tự động được chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng bộ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó dể dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi. b. Mở rộng cổng vào/ ra CPU 212 cho phép mở rộng nhiếu nhất 2modul và CPU 214 nhiều nhất 7 modul các modul mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200. Có thể mở rộng cổng vào và ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU, làm thành một móc xích. Địa chỉ của._.