Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển máy nén khí tại Nhà máy Thuỷ điện Thác bà

nghệ nói riêng hoặc điều khiển một quy trình công nghệ hoặc toàn bộ một Xí nghiệp nói chung. Hệ thống tự động hoá đảm bảo quy trình công nghệ xảy ra trong điều kiện cần thiết và bảo đảm nhịp độ sản xuất của từng công đoạn trong quy trình công nghệ. Chất lượng sản phẩm, năng suất lao động của các nhà máy xí nghiệp phụ thuộc rất lớn vào các hệ thống tự động hoá. Để phát triển sản xuất ngoài việc nghiên cứu hoàn thiện các quy trình công nghệ hoặc ứng dụng công nghệ mới thì một hướng nghiên cứu không kém phần quan trọng là nâng cao mức độ tự động hoá trong quá trình công nghệ. Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ vi mạch vi điện tử đã cho ra các hệ thống tự động, các thiết bị đo lường, điều khiển ngày càng ưu việt có độ tin cậy ngày càng cao. Là người kỹ sư Tự động hoá ta phải biết ứng dụng các kỹ thuật công nghệ mới thiết kế mới và nâng cấp các hệ thống tự động công nghệ ngày càng hoàn thiện hơn. Trong khuôn khổ đồ án này em được nhận đề tài “Nghiên cứu thiết kế hệ điều khiển máy nén khí tại Nhà máy Thuỷ điện Thác bà” nhằm ứng dụng các công nghệ mới vào thực tế và đảm bảo cho sự vận hành an toàn, tin cậy lâu dài của hệ thống nén khí nói riêng và của nhà máy nói chung. Phần I Nghiên cứu hệ thống điều khiển trạm nén khí cao áp nhà máy thuỷ điện thác bà Chương 1 : Tổng quan về nhà máy thuỷ điện thác bà I - quá trình hình thành và phát triển của nhà máy: - Nhà máy Thuỷ điện Thác bà được xây dựng trên sông chảy thuộc địa phận Thị trấn Thác bà - Huyện Yên bình - Tỉnh Yên bái. Nhà máy khởi công xây dựng tháng 8 năm 1964 đến tháng 7 năm 1975 nhà máy được xây dựng và lắp đặt song hoàn toàn với công xuất phát điện 120MW. - Công trình Thuỷ điện Thác bà có 4 nhiệm vụ lớn: + Chống lũ. + Phát điện. + Phục vụ tưới tiêu. + Đảm bảo giao thông đường thuỷ. - Hồ chứa nước Nhà máy Thuỷ điện Thác bà có diện tích mặt hồ 124 Km2, dung tích chứa hơn 3 tỷ mét khối. - Gian máy gồm 3 tổ máy phát điện mỗi máy có công suất 40.000KW, điện áp định mức 10,5 KV, qua máy biến áp tăng áp 10,5/110 KV đưa ra trạm phân phối. - Trải qua hơn 30 năm vận hành đến nay nhà máy đã sản xuất được hơn 10 tỷ KWh điện năng cung cấp cho sinh hoạt và các nghành công nghiệp trong nước. II- Các thiết bị trong nhà máy: II.1- Các thiết bị chính trong nhà máy: * Máy phát điện: - Kiểu CB 1 – 845 / 140 - 44T. - Công xuất định mức 47000KVA ( 40000KW). - Điện áp định mức Stato 10,5 KV. 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 điện 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 hướng nước và cánh tua bin tổ máy phát. * Hệ thống nâng hạ cửa van: Đóng mở cửa van trong vận hành và sửa chữa, bảo vệ tổ máy khi có sự cố. * Hệ thống khí nén: - Hệ thống khí nén cao áp cung cấp khí nén cao áp cho các máy cắt không khí 110 KV. Hệ thống khí nén hạ áp cung cấp khí nén phục vụ cho chạy bù đồng bộ máy phát và dùng trong sửa chữa vệ sinh.III. sơ đồ khối công nghệ của nhà máy: T MF MBA TPP ĐKBV TBP H Lưới Điện Hình I.1: Sơ đồ khối công nghệ Nhà máy Chức năng của các khối trong sơ đồ ( hình I.1). H – Hồ chứa. T – Tua bin. 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 động cung cấp điện lâu dài của nhà máy. chương 2: công nghệ trạm nén khí cao áp I- nhiệm vụ trạm nén khí cao áp (TL - 1): - Trạm nén khí của nhà máy đặt ở cao trình 26,6, gồm có 2 hệ thống cao áp (40Kg/Cm2) và hạ áp ( 8Kg/Cm2). - Hệ thống khí cao áp cung cấp cho các máy cắt không khí 110KV tại trạm phân phối ORY, các bình áp lực MHY (hệ thống dầu áp lực) của 3 tổ máy. - Hệ thống nén khí cao áp (hình I.2) gồm có: 3 máy nén khí và 2 bình chứa khí 40Kg/Cm2. Khí từ bình chứa được đưa đến thanh góp chung cấp khí cho MHY bằng van tay, cấp khí cho các máy cắt 110KV bằng 2 van giảm áp từ 40Kg/Cm2 xuống 21Kg/Cm2. - Hai van giảm áp cấp khí cho hệ thống ORY bằng hai tuyến đường ống tới 2 bình chứa áp suất 21Kg/Cm2 và các máy cắt 110KV. - Từ hệ thống 40Kg/Cm2 có van nối liên thông sang hệ thống khí hạ áp 8Kg/Cm2, khi cần thiết có thể lấy khí từ hệ thống cao áp sang hỗ chợ cho hệ 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 “Dự phòng”. Sau mỗi ngày cho chuyển đổi phương thức làm việc ( chuyển đổi luân phiên). - Hai van giảm áp để ở vị trí “Tự động” tác động mở van khi áp suất khí hệ thống ORY giảm xuống Ê19Kg/Cm2 và đóng van khi áp suất khí tăng lên 21Kg/Cm2. - Máy nén khí “tự động” làm việc khi áp suất khí hệ thống 40Kg/Cm2 giảm xuống đến Ê 37Kg/Cm2 và máy “ Dự phòng” làm việc khi áp suất giảm xuống đến Ê 35Kg/Cm2 . - Máy nén khí tự động ngừng trong các trường hợp: + áp suất dầu bôi trơn Ê 0,8Kg/Cm2 và ³ 3Kg/Cm2. + áp suất khí cấp I ³ 3Kg/Cm2. + áp suất khí cấp II ³ 13Kg/Cm2. + Nhiệt độ dầu bôi trơn ³ 70oc. + Rơ le nhiệt của các động cơ tác động. + áp tô mát mạch lực hoặc điều khiển tác động bảo vệ. + áp lực trong hệ thống ³ 40Kg/Cm2. - Các trường hợp báo tín hiệu lên phòng điều khiển trung tâm: + áp suất khí ORY không bình thường (Ê18Kg/Cm2; ³ 22Kg/Cm2). + áp suất khí nén trong bình cao ³ 41Kg/Cm2. + Máy dự phòng làm việc. + 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 vận hành. + 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.  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. 5- Dàn làm mát khí đầu ra. 6- Bơm dầu bôi trơn. 7- Các te chứa dầu. 8- Bình phân ly. 9- Xi lanh cấp I. 10- Xi lanh cấp II. 11- Xi lanh cấp III. Van xả an toàn. 13- Điều khiển van xả tải. 14- Van xả tải. III.2-Công nghệ máy nén khí: - Chạy động cơ quạt gió và động cơ nén khí, động cơ nén khí truyền động cho 3 xi lanh nén cấp I, cấp II, cấp III. - Không khí được hút vào xi lanh cấp I qua bầu lọc khí có chứa dầu và màng lọc để lọc sạch không khí. Xi lanh cấp I nén không khí lên áp suất P = 2,2 ± 0,2 Kg/Cm2, đẩy qua bình phân ly để tách nước và qua dàn làm mát ( dàn làm mát được làm mát bằng quạt gió). Xi lanh cấp II hút khí nén của xi lanh cấp I đưa đến và nén lên áp suất P = 10 ± 1 Kg/Cm2 sau đó qua bình phân ly, qua dàn làm mát đến xi lanh cấp III. Xi lanh cấp III hút khí nén của xi lanh cấp II đưa đến và nén lên áp suất P = 40 Kg/Cm2 sau đó qua bình phân ly, qua dàn làm mát và đưa vào bình chứa. -Việc bôi trơn xi lanh và pít tông được thực hiện bởi bơm dầu áp lực ( dầu 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 á 15s, khi đó áp lực cấp I còn 1á1,6 at bộ điều khiển van xả tải sẽ điều khiển xả hoàn toàn áp lực cấp II và cấp III. Hình I.3.a- Sơ đồ tổng quan máy nén khí BIII - 3/40M Hình I.3.b- Sơ đồ tổng quan máy nén khí BIII - 3/40M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/Cm2. + Cấp II : P = 10 ± 12 Kg/Cm2. + Cấp III: P = 40 Kg/Cm2. - Công suất máy nén 37 KW. - áp suất mở van an toàn: + Cấp I – 3Kg/ Cm2. + Cấp II – 14Kg/ Cm2. + Cấp III – 46Kg/ Cm2. - áp suất dầu bôi trơn 0,8 á 3Kg/Cm2. - Nhiệt độ cho phép của dầu trong các te 10 á 70oc. IV.1.b- Động cơ nén khí: - Số lượng 3. - Kiểu AO2 - 91 – 6T. - Công suất định mức 40KW. - Điện áp định mức 220/380VAC. - Dòng điện định mức 123/71,5A. - Tần số định mức 50Hz. - Tốc độ định mức 980 Vòng/phút. 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 19000m2/h. IV.2- Thông số bình chứa khí cao áp: - Kiểu BIII – 3 / 40 - Số lượng 2 bình. - Dung tích chứa 1 bình 5m3. - áp suất làm việc 40 Kg/Cm2. - áp suất thử 50 Kg/Cm2. - áp suất xả van an toàn 43 Kg/Cm2. - Nhiệt độ cho phép làm việc - 40 á 100oc. IV.3- Thông số van giảm áp: - Kiểu $PK – 19. - Số lượng 2 cái. - áp xuất khí nén phía cao áp 36 á 40 Kg/Cm2. - áp suất khí nén phía hạ áp 19 á 21 Kg/Cm2. - Khả năng truyền khí 55m3/phút. - Tần số làm việc cho phép 20 lần/phút. - Điện áp cuận van 220VDC. - Dòng điện khi chuyển đổi tiếp điểm 12,5A. IV.4- Thông số các trang thiết bị trong mạch điều khiển: IV.4.a. áp tô mát: * áp tô mát phân đoạn: - Kiểu T I I P - 313417. - Số lượng 2. - Dòng định mức 500A. * áp tô mát lực một máy nén khí. - Kiểu 1I I P A – 334. - Số lượng 3. - Dòng định mức 120A. - Điện áp định mức 220 á 500V. - Bảo vệ nhiệt 150A. - Bảo vệ cắt nhanh 840A. * áp tô mát quạt gió: - Kiểu AP - 50T – 3MT. - Số lượng 3. - Dòng định mức 6,4A. - Điện áp định mức 220 á 500VAC. *áp tô mát mạch điều khiển: - Kiểu AP - 50T – 3MT. - Số lượng 4. IV.4.b- Công tắc tơ khởi động từ: * Công tắc tơ khống chế động cơ nén khí (PMK): - Kiểu PA 512 – T. - Số lượng 3. - Dòng định mức 110A. - Cuận dây điện từ 220VAC. * Khởi động từ khống chế quạt gió (PMB): - Kiểu PME – 211T. - Số lượng 3. - Cuận dây điện từ 220VAC. * Công tắc tơ khống chế van giảm áp ($PK): - Kiểu P 214 – T. - Số lượng 2 - Dòng định mức 19A. - Cuận dây điện từ 220VDC. IV.4.c- Rơ le điện từ: * Rơ le thời gian PB: - Kiểu BC – 10 – 31 – T. - T = 2 á 60s. - Điện áp cuận dây 220VAC. - Số lượng 3. * Rơ le trung gian PP, PZ. - Kiểu PP - 251 – T. - Điện áp cuận dây 220VAC. - Số lượng 13. * Rơ le cờ: - Kiểu PY – 21 – T. - Điện áp cuận dây 220VAC. - Số lượng 16. IV.4.d- Đồng hồ áp lực có tiếp điểm điện: * Đồng hồ áp lực 0 á 6 Kg/Cm2: - Kiểu $KM – 1YT – H. - Cấp chính xác 1,5. - Số lượng 9. * Đồng hồ áp lực 0 á 25 Kg/Cm2: - Kiểu $KM – 1YT – P. - Cấp chính xác 1,5. - Số lượng 7. * Đồng hồ áp lực 0 á 60 Kg/Cm2: - Kiểu $KM – 1YT – 3. - Cấp chính xác 1,5. Số lượng 4. IV.4.e- Đồng hồ nhiệt độ có tiếp điểm điện: - Kiểu TPCK. - 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 KFT – 7777 /P I I – 8C. - Số lượng 3. * khoá điều khiển 3 vị trí ( 2KY, 3KY): - Kiểu KFT – 1155 /P I I – C. - Số lượng 2. V- Yêu cầu điều khiển: - Duy trì áp lực trong bình chứa trong khoảng 37 á 40 Kg/Cm2. + áp suất giảm xuống Ê37 Kg/Cm2 phải chạy máy “tự động”. + áp suất giảm xuống Ê35 Kg/Cm2 phải chạy máy “dự phòng. + áp suất tăng đến ³40 Kg/Cm2 phải dừng máy. - Máy nén khí làm việc theo đúng chế độ vận hành : “Tự động”, “ Dự phòng”, “ Bằng tay”, “ Cắt”. - Đảm bảo các yêu cầu bảo vệ công nghệ: + Bảo vệ quá tải động cơ. + Bảo vệ áp suất các cấp nén cao. + Bảo vệ áp suất dầu bôi trơn cao, thấp. + Bảo vệ nhiệt độ dầu bôi trơn cao. - Báo tín hiệu khi có sự cố trong hệ thống: + Báo tín hiệu khi áp suất trong hệ thống không bình thường ( Cao, thấp). + Các rơ le cờ báo đúng nguyên nhân sự cố. +Các sự cố đều có tín hiệu báo trung lên phòng điều khiển trung tâm. - Đảm bảo cung cấp khí cho hệ thống OPY trong khoảng áp suất làm việc cho phép 19 á 21 Kg/Cm2. 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 MPK1,MPK2,MPK3 Công tắc tơ khống chế động cơ nén khí 4 MPB1,MPB2,MPB3 Công tắc tơ khống chế động cơ quạt gió 5 1PT1 á 4PT1 Rơ le nhiệt động cơ nén khí N1 6 1PT2 á 4PT2 Rơ le nhiệt động cơ nén khí N2 7 1PT3 á 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 10 4ABI, 4ABII áp tô mát bảo vệ mạch điều khiển chung 11 2KY Khoá điều khiển chế độ làm việc mạch điều khiển chung 12 4DD, 5DD Đồng hồ áp lực điều khiển chế độ “ Tự động” 13 10DD, 11DD Đồng hồ áp lực điều khiển chế độ “ Dự phòng” 14 8DD, 9DD Đồng hồ báo áp lực OPY không bình thường 15 PPH Rơ le giám sát điện áp mạch điều khiển chung 16 2PP Rơ le trung gian điều khiển chế độ “ Tự Động” 17 4PP Rơ le trung gian điều khiển chế độ “ Dự phòng” 18 3PP Rơ le trung gian điều khiển chế độ ngừng máy 19 6b Rơ le cờ báo máy “ Dự phòng làm việc” 20 7b Rơ le cờ báo “ áp suất khí trong bình cao” 21 8b Rơ le báo “áp suất khí OPY không bình thường” 22 9b Rơ le cờ báo “ Mất nguồn điều khiển chung” 23 1KY1, 1KY2, 1KY3 Khoá đặt chế độ làm việc máy 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 PP1, PP2, PP3 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 1PM$, 2PM$ 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 1PP$, 2PP$ Rơ le trung gian điều khiển mở van giảm áp 36 4PP$ Rơ le trung gian điều khiển đóng van giảm áp 37 1$PK, 2$PK 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 II- sơ đồ nguyên lý mạch động lực, điều khiển trạm nén khí : - Sơ đồ nguyên lý mạch động lực và điều khiển trạm nén khí gồm có: - Sơ đồ nguyên lý mạch động lực – Hình I.3 - Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển chung – Hình I.4 - Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển các máy nén khí – Hình I.5(a;b;c) + Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển các máy nén khí – Hình I.5.a + Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển các máy nén khí – Hình I.b + Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển các máy nén khí – Hình I.5.c - Sơ đồ nguyên lý mạch lực và điều khiển van giảm áp – Hình I.6 - Sơ đồ nguyên lý mạch báo tín hiệu sự cố trung tâm – Hình I.7  A B C A B C AB.I AB.II 1AB.1 MPB.1 MPK.1 1RT.1 2AB.1 2RT.1 3RT.1 4RT.1 DK1 DB1 1AB.3 MPB.3 MPK.3 1RT.1 2AB.3 2RT.3 3RT.3 4RT.3 DK3 DB3 1AB.2 MPB.2 MPK.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 máyN3 Mạch động cơ nén máyN2 Mạch động cơ nén máyN2 HìnhI.3 - Sơ đồ nguyên lý mạch lực trạm nén khí cao áp 220/380VAC  4ABI 4ABII AI OV AII PPH 4PP PPH PPH 3PP 2PP 2PP 3PP 3PP 2KY P PĐ1 PĐ2 5DD 4DD 4DD 5DD 10DD 10DD 11DD 11DD 3PP 3PP 6b 4PP 7b 9b 4ABI 4ABII +BIIIC 1 4 3 2 2 3 1 11 12 11 12 1 2 3 4 5 12 11 11 12 2 3 1 2 2 1 1 3 9 10 1 1 1 2 2 2 Chuyển đổi nguồn Điều khiển dừng tự động và dự phòng Điều khiển chạy tự động Điều khiển chạy dự phòng Báo tín hiệu chạy máy dự phòng Báo tín hiệu áp lực hệ thống cao Báo tín hiệu mất nguồn điều khiển 6 7 8 Hình I.4 - Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển chung 3 +220VAC 22 24 23 21 20 18 17 19  2PP1 PZ1 2DD1 4PP1 PP2 3DD1 3DD1 1DD1 4b1 PZ1 2b1 1DT1 3PT1 3AB1 BT 1KY1 O TĐ DP PMB1 PMK1 PP1 PZ1 2b1 3b1 4b1 1b1 PB1 PMB1 1PT1 2PT1 PB1 3b1 1 1 1 1 2 2 2 2 6 5 1 2 3 3 2 2 3 6 7 3 5 5 3 5 3 14 13 3 4 11 12 12 11 3 2 5 6 1 2 2 1 2 6 7 5 4 2 áp tô mát mạch điều khiển PB1 7 8 1 2 9 10 Mạch khởi động và dừng máy Bảo vệ nhiệt độ dầu Mạch điều khiển bảo vệ áp lực dầu, áp lực cấp I, áp lực cấp II. Báo tín hiệu sự cố áp lực cấp I Báo tín hiệu sự cố áp lực cấp II Báo tín hiệu sự cố nhiệt độ dầu Báo tín hiệu sự cố áp lực dầu Hình I.5.a - Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển máy nén khí N1 PP2 +220VAC 0V PMB2 3DD2 1DT2 4PP2 8 1 PP2 PB2 3DD2 2DD2 1DD2 4b2 PZ2 2PT2 3PT2 PZ2 PP2 3AB2 BT 1KY2 O TĐ DP PMB2 PMK2 PP2 PZ2 2b2 3b2 4b2 1b2 2PP2 1PT2 2b2 PB2 3b2 1 1 1 1 2 2 2 2 6 5 1 2 3 3 2 2 3 6 7 3 5 5 3 5 3 14 13 3 4 11 12 12 11 3 2 5 6 3 4 6 5 2 6 7 5 4 2 áp tô mát mạch điều khiển PB2 7 2 9 10 Mạch khởi động và dừng máy Bảo vệ nhiệt độ dầu Mạch điều khiển bảo vệ áp lực dầu, áp lực cấp I, áp lực cấp II. Báo tín hiệu sự cố áp lực cấp I Báo tín hiệu sự cố áp lực cấp II Báo tín hiệu sự cố nhiệt độ dầu Báo tín hiệu sự cố áp lực dầu Hình I.5.b - Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển máy nén khí N2 0V +220VAC PP3 3DD3 3DD3 1DT3 PZ3 1DD3 4b3 2b3 3PT3 2PT3 1PT3 3AB3 BT 1KY3 O TĐ DP PMB3 PMK3 PP3 PZ3 2b3 3b3 4b3 1b3 2DD3 4PP3 2PP1 PMB3 PB3 3b3 1 1 1 1 2 2 2 2 6 5 1 2 3 3 2 2 3 6 7 3 5 5 3 5 3 14 13 3 4 11 12 12 11 3 2 5 6 5 6 8 7 2 6 7 5 4 2 PZ3 áp tô mát mạch điều khiển PB3 7 8 1 2 9 10 Mạch khởi động và dừng máy Bảo vệ nhiệt độ dầu Mạch điều khiển bảo vệ áp lực dầu, áp lực cấp I, áp lực cấp II. Báo tín hiệu sự cố áp lực cấp I Báo tín hiệu sự cố áp lực cấp II Báo tín hiệu sự cố nhiệt độ dầu Báo tín hiệu sự cố áp lực dầu Hình I.5.c - Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển máy nén khí N3 +220VAC 0V PB3 2$PK 2$PK 1$PK 1$PK 3 7DD 9DD 8DD 2PP$ 8b 6DD 1 2 6 8DD +IIIY -IIIY 1PM$ 5AB 2PM$ 2PT 1PT 1R 2R 10W 10W 47W 47W 6DD 7DD T1 T2 P 10 11 1 4 4PP $ 1PP $ 2PP $ 4PP$ 4PP$ 1PP$ 1PP$ 2PP$ 1PM$ 2PM$ 1PT 2PT 9DD 1 3 3 1 2 5 6 5 3 3 4 4 2 12 11 3 4 1 2 3 1 12 11 Mạch đóng van Mạch mở van 1$PK Mạch mở van 2$PK Mạch tự dữ Mạch ĐK, bảo vệ cuận van 1$PK Mạch ĐK, bảo vệ cuận van 2$PK Mạch báo tín hiệu áp lực khí hệ thống ORY không bình thường áp tô mát lực 220VDC Mạch lực cuận van 2$PK Mạch lực cuận van 2$PK 220VAC 0V Hình I.6 - Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển và mạch lực van giảm áp 1$PK, 2$PK 3KY -BIIIC +BIIIC 3AB2 7b 6b 3b3 3b1 2b2 1b3 3AB3 4b3 4b1 Mất nguồn ĐK máy nén khí N2 8b 1b2 2b3 áp lực hệ thống ORY không bình thường áp lực hệ thống 40 át cao 1b1 2b1 3b2 4b2 9b 3AB1 5AB Nguồn 220VDC Đèn tín hiệu trung tâm Nhiệt độ dầu nén khí N1 Nhiệt độ dầu nén khí N2 áp lực cấp I nén khí N1 Nhiệt độ dầu nén khí N3 áp lực cấp I nén khí N2 áp lực cấp I nén khí N3 áp lực cấp II nén khí N1 áp lực cấp II nén khí N2 áp lực cấp II nén khí N3 áp lực dầu nén khí N1 áp lực dầu nén khí N2 áp lực dầu nén khí N3 Máy dự phòng làm việc mất nguồn ĐK mạch ĐK chung Mất nguồn ĐK máy nén khí N1 Mất nguồn ĐK máy nén khí N3 Mất nguồn một chiều van giảm áp Hình I.7 - Sơ đồ nguyên lý mạch báo tín hiệu trung tâm CT III- thuyết minh sơ đồ nguyên lý mạch lực: - Sơ đồ nguyên lý mạch lực của 3 máy nén khí (Hình I.3). - Nguồn điện cung cấp cho 3 máy nén khí có điện áp 220/380VAC. Nguồn được cung cấp đến từ 2 phân đoạn của 2 máy biến áp tự dùng thông qua 2 áp tô mát phân đoạn AB1, AB2. - Các áp tô mát 1AB1, 1AB2, 1AB3 dùng để đóng cắt nguồn điện 3 pha và bảo vệ ngắn mạch cho 3 máy nén khí. - áp tô mát 2AB1, 2AB2, 2AB3 dùng để đóng cắt nguồn mạch lực và bảo vệ ngắn mạch cho động cơ quạt gió các máy nén khí. - Khống chế các động cơ nén khí DK1, DK2, DK3 bằng các công tắc tơ MPK1, MPK2, MPK3. - Khống chế các động cơ quạt gió DB1, DB2, DB3 bằng các công tắc tơ MPB1, MPB2, MPB3. - Các động cơ nén khí DK và động cơ quạt gió DB được bảo vệ quá tải bằng rơ le nhiệt: + Bảo vệ động cơ DK bằng rơ le nhiệt 1PT, 2PT. + Bảo vệ động cơ DB bằng rơ le nhiệt 3PT, 4PT. IV- thuyết minh sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển chung: * Nguồn cấp cho mạch điều khiển chung được lấy từ 2 phân đoạn I và II có điện áp 220VAC, qua 2 áp tô mát 4ABI và 4AB2. Để đảm bảo liên tục cung cấp điện cho mạch điều khiển mạch chuyển đổi nguồn được khống chế bởi rơ le giám sát điện áp PPH. Khi 2 áp tô mát 4ABI và 4AB2 đóng, rơ le PPH có điện đóng tiếp điểm thường hở PPH (3 – 4) và mở tiếp điểm thường kín PPH (1 – 2), nguồn được lấy từ phân đoạn II cấp qua tiếp điểm thường hở PPH ( 3 – 4). Vì một lý do nào đó làm mất điện phân đoạn II rơ le PPH mất điện, tách tiếp điểm thường hở PPH ( 3 – 4) và đóng tiếp điểm thường kín PPH (1 – 2), mạch điều khiển chung được cung cấp điện từ phân đoạn I qua tiếp điểm thường kín PPH (1 – 2). Khi có sự cố ngắn mạch trong mạch điều khiển, lúc đó áp tô mát 4ABI hoặc 4ABII hoặc cả hai đều tác động bảo vệ và đóng các tiếp điểm phụ thường kín của nó, rơ le cờ 9b có điện làm rơi cờ báo “Mất nguồn điều khiển mạch điều khiển chung”, đồng thời đóng tiếp điểm thường hở gửi tín hiệu sự cố đến phòng điều khiển trung tâm. * Đồng hồ áp kế 4DD và 5DD được đặt điều khiển chế độ làm việc của các máy “Tự động” ở mức áp suất giảm xuống Ê 37Kg/Cm2 và ở mức “Dừng máy” khi áp suất tăng lên đến ³40Kg/Cm2. * đồng hồ áp kế 10DD và 11DD được đặt điều khiển chế độ làm việc của các máy “Dự phòng” ở mức áp suất giảm xuốngÊ 35Kg/Cm2 và ở mức ³41Kg/Cm2 báo “áp lực khí trong hệ thống cao”. * Khoá KY có 3 vị trí: - Khi đặt ở vị trí “PĐ1” mạch dùng 2 đồng hồ 4DD và 5DD. - Khi đặt ở vị trí “PĐ2” mạch dùng 2 đồng hồ 10DD và 11DD. - Khi đặt ở vị trí “P” mạch dùng 4 đồng hồ 4DD, 5DD,10DD, 11DD. * Điều khiển các máy làm việc ở chế độ “ Tự động”: - Khi áp suất trong bình chứa giảm xuống Ê 37Kg/Cm2, tiếp điểm thường kín của đồng hồ áp lực 4DD (2 – 1) hoặc 5DD ( 2 –1) khép lại, nguồn được cấp qua tiếp điểm 2KY(17 – 19) hoặc 2KY (18 – 20) dẫn đến rơ le 2PP có điện. Rơ le 2PP có điện đóng tiếp điểm thường hở 2PP (9 – 10) để tự dữ, đồng thời đóng các tiếp điểm thường hở của nó trong các mạch điều khiển riêng của các máy nén khí để điều khiển chạy máy ở chế độ làm việc “Tự động” ( Được thuyết minh ở phần mạch điều khiển riêng các máy nén khí hình I.5.a; I.5.b; I.5.c). Khi áp suất trong bình chứa tăng lên đến ³ 40Kg/Cm2, tiếp điểm đồng hồ áp lực 4DD (2 – 3) hoặc 5DD (2 – 3) khép lại dẫn đến rơ le 3PP có điện. Rơ le 3PP có điện tác động mở 2 cặp tiếp điểm thường kín 3PP (1 – 2) và 3PP (3 – 4) dẫn đến rơ le 2PP mất điện mở các cặp tiếp điểm thường hở của nó trong các mạch điều khiển riêng các máy nén khí, các máy máy đang chạy ở chế độ “Tự động” ngừng hoạt động. - Khi áp suất trong bình giảm xuống <40Kg/Cm2 các tiếp điểm 4DD (2 – 3) hoặc 5DD (2 – 3) mở ra dẫn đến rơ le 3PP mất điện. Rơ le 3PP mất điện tác động đóng các tiếp điểm của nó trong mạch rơ le 2PP để chuẩn bị cho một chu trình làm việc tiếp theo. * Điều khiển các máy làm việc ở chế độ “ Dư phòng”: - Khi áp suất trong bình chứa giảm xuống Ê 35 Kg/Cm2, tiếp điểm thường kín của đồng hồ áp lực 10DD (2 – 1) hoặc 11DD (2 –1) khép lại, nguồn được cấp qua tiếp điểm của khoá 2KY (21 – 23) hoặc (22 – 24) dẫn đến rơ le 4PP có điện. Rơ le 4PP có điện đóng tiếp điểm thường hở 4PP (9 – 10) để tự dữ và cấp điện cho rơ le cờ 6b, đồng thời đóng các tiếp điểm thường hở của nó trong các mạch điều khiển riêng của các máy nén khí để điều khiển chạy máy ở chế độ làm việc “Dự phòng” (Được thuyết minh ở phần mạch điều khiển riêng các máy nén khí hình I.5.a; I.5.b; I.5.c). Rơ le cờ 6b có điện làm rơi cờ báo “Máy dự phòng làm việc” đồng thời gửi tín hiệu sự cố đến phòng điều khiển trung tâm. Khi áp suất trong bình chứa tăng lên đến ³ 41Kg/Cm2, tiếp điểm của đồng hồ áp lực 10DD (2 – 3) hoặc 11DD (2 – 3) khép lại dẫn đến rơ le cờ 7b có điện. Rơ le 7b có điện tác động làm rơi cờ báo “áp lực trong bình cao” đồng thời gửi tín hiệu báo sự cố đến phòng điều khiển trung tâm. - Khi áp suất trong bình chứa tăng lên đến ³ 40Kg/Cm2, tiếp điểm của đồng hồ áp lực 4DD (2 – 3) hoặc 5DD (2 – 3) khép lại, dẫn đến rơ le 3PP có điện. Rơ le 3PP có điện tác động mở 2 cặp tiếp điểm thường kín của nó 3PP (5 – 6) và 3PP (7 – 8), dẫn đến rơ le 4PP mất điện mở các cặp tiếp điểm thường hở của nó trong các mạch điều khiển riêng các máy nén khí, các máy máy đang chạy ở chế độ “Dự phòng” ngừng hoạt động và chuẩn bị một chu trình mới tương tự như chế độ điều khiển “Tự động” V-thuyết minh nguyên lý mạch điều khiển riêng các máy nén khí: - Mạch điều khiển riêng các máy nén khí có nguyên lý làm việc tương tự nhau ở đây ta chỉ thuyết minh mạch nguyên lý điều khiển cho một máy ( Máy nén khí N1), hai máy nén khí N2, N3 được thuyết minh tương tự. Nguyên lý điều khiển máy nén khí N1 ( Hình I.5.a). V.1- Chế độ chạy “Tự động”: - Đóng áp tô mát 3AB1 mạch điều khiển có điện. * Chạy máy: Khoá 1KY1 đặt ở vị trí làm việc “Tự động - TĐ”. Khi áp suất trong bình chứa giảm xuống Ê 37Kg/Cm2, rơ le 2PP trong mạch điều khiển chung có điện (được thuyết minh ở phần mạch điều khiển chung), khi đó nguồn được cấp qua tiếp điểm của khoá 1KY1 (2 – 4), qua tiếp điểm 2PP (1 – 2) mạch được liền qua cuận dây của khởi động từ PMB1. Cuận dây khởi động từ PMB1 có điện đóng tiếp điểm lực cấp điện khởi động động cơ quạt gió DB1, đồng thời đóng tiếp điểm PMB1 (5 – 6) dẫn đến cuận dây PMK1 có điện đóng tiếp điểm lực cấp điện khởi động động cơ nén khí DK1, máy nén khí được khởi động hoàn toàn. * Dừng máy chế độ chạy “Tự động”: khi áp suất trong bình chứa tăng lên ³ 40 Kg/Cm2, rơ le 2PP trong mạch điều khiển chung mất điện tác động mở tiếp điểm thường hở 2PP(1 – 2) trong mạch ngừng máy làm hở mạch, máy nén khí dược dừng ở chế độ chạy tự động. * Bảo vệ công nghệ: - Bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp: Cùng lúc PMB1 có điện rơ le thời gian PB1 khởi động, sau thời gian 20s tiếp điểm thường mở đóng chậm PB1 (7 - 6) đóng lại, khi đó nếu áp suất dầu bôi trơn tăng lên ³0,8 Kg/Cm2 thì tiếp điểm thường kín của đồng hồ áp lực 3DD1 (1 – 2) mở ra trước khi tiếp điểm PB1 (7– 6) đóng lại, mạch được hở rơ le cờ 4b1 không có điện bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp không tác động máy nén khí làm việc bình thường. Ngược lại hết khoảng thời gian đặt 20s của tiếp điểm PB1 (7 – 6) mà áp suất dầu bôi trơn chưa tăng lên ³ 0,8 Kg/Cm2 thì tiếp điểm PB1 (7 – 6) đóng lại khi tiếp điểm 3DD1 (1 – 2) chưa mở ra, mạch được liền, rơ le cờ 4b1 có điện tác động làm rơi cờ báo sự cố “Chênh lệch áp suất dầu bôi trơn”, tiếp điểm thường hở của rơ le cờ 4b1 (3 – 5) đóng lại dẫn đến rơ le trung gian PZ1 có điện đóng tiếp điểm PZ1(3 – 4) để tự duy trì và mở tiếp điểm thường kín PZ1(1 – 2) trong mạch ngừng máy (Trong mạch rơ le PZ1 có tiếp điểm thường mở mở chậm PB1(13 – 14) được đặt thời gian 20s nhằm mục đích để các bảo vệ thông qua rơ le trung gian RZ tác động chắc chắn), máy nén khí được ngừng do bảo vệ áp lực dầu bôi trơn thấp, đồng thời tiếp điểm gửi tín hiệu báo sự cố đến phòng điều khiển trung tâm. - Bảo vệ áp lực dầu bôi trơn cao: Trong quá trình máy làm việc nếu áp suất dầu bôi trơn tăng lên ³3 Kg/Cm2 thì tiếp điểm thường hở của đồng hồ áp lực 3DD1(1 – 2) khép lại dẫn đến rơ le cờ 4b1 có điện tác động bảo vệ và báo tín hiệu như sự cố áp lực dầu bôi trơn thấp. - Bảo vệ nhiệt độ dầu bôi trơn cao: Máy nén khí được ngừng do bảo vệ nhiệt độ dầu bôi trơn khi nhiệt độ dầu tăng lên ³70oc lúc đó tiếp điểm của đồng hồ nhiệt độ DT1(3 – 2) khép lại làm rơ le trung gian PP1 có điện. Rơ le PP1 có điện tác động mở tiếp điểm thường đóng PP1(7 – 8) trong mạch để dừng máy, đồng thời đóng tiếp điểm thường hở PP1(5 – 6) dẫn dến rơ le cờ 1b1 có điện. rơ le cờ 1b1 có điện tác động làm rơi cờ báo sự cố “Nhiệt độ dầu bôi trơn cao”. - Bảo vệ áp suất cấp I cao: Khi máy nén khí làm việc áp lực khí trong xi lanh cấp I được đặt bảo vệ áp lực khí cao ở mức ³ 3 Kg/Cm2. Nếu áp suất khí cấp I tăng lên ³3 Kg/Cm2, thì tiếp điểm thường hở của đồng hồ áp lực 1DD1(3 – 2) khép lại dẫn đến rơ le cờ 2b1 có điện tác động làm rơi cờ báo “áp suất cấp I cao”, đồng thời đóng tiếp điểm thường hở 2b1(3 – 5) để khởi động rơ le trung gian PZ1 tác động ngừng máy và báo tín hiệu sự cố. Máy nén khí được bảo vệ áp suất cấp I cao. - Bảo vệ áp suất cấp II cao: Khi máy nén khí làm việc áp lực khí trong xi lanh cấp II được đặt bảo vệ áp lực khí cao ở mức ³ 14 Kg/Cm2. Nếu áp lực khí cấp II tăng lên đến ³14 Kg/Cm2, thì tiếp điểm thường hở của đồng hồ áp lực 2DD1(3 – 2) khép lại dẫn đến rơ le cờ 3b1 có điện tác động làm rơi cờ báo “áp suất cấp II cao”, đồng thời đóng tiếp điểm thường hở 2b1(3 – 5) để khởi động rơ le trung gian PZ1 tác động ngừng máy và báo tín hiệu sự cố. Máy nén khí được bảo vệ áp lực cấp II cao. V.2- Chế độ chạ._.