Bài giảng Điện tàu thủy đại cương: Phần 1 - Nguyễn Bảo Trung

Chia sẻ: Cố Tiêu Tiêu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:119

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 của tập bài giảng "Điện tàu thủy đại cương" cung cấp cho sinh viên những nội dung về: máy phát đồng bộ và các thiết bị nguồn điện năng; trạm phát điện tàu thủy; tự động điều khiển quá trình máy phát điện; cáp điện và các thiết bị phân phối, bảo vệ; động cơ dị bộ 3 pha và khí cụ điện; truyền động điện tàu thủy;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tàu thủy đại cương: Phần 1 - Nguyễn Bảo Trung

ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01năm 2010 Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 0
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG CHÖÔNG 1: MAÙY PHAÙT ÑOÀNG BOÄ VAØ CAÙC THIEÁT BÒ NGUOÀN ÑIEÄN NAÊNG. §1 CAÁU TRUÙC TRAÏM PHAÙT ÑIEÄN. Caáu truùc traïm phaùt ñieän taøu thuûy : Hieän nay treân caùc taøu thuûy thöôøng söû duïng traïm phaùt ñieän diesel xoay chieàu goàm ñoäng cô diesel trung toác hoaëc cao toác lai maùy phaùt xoay chieàu ñoàng boä 3 pha ñieän aùp 380V taàn soá 50Hz hoaëc ñieän aùp 440V taàn soá 60 Hz. Trong giôùi haïn taøi lieäu naøy, chuùng ta nghieân cöùu traïm phaùt ñieän diesel xoay chieàu. Tuøy thuoäc vaøo loaïi taøu maø traïm phaùt ñieän coù theå bao goàm 2 ñeán 6 maùy phaùt chính vaø 1 maùy phaùt söï coá. Taøu haøng khoâ, taøu container thöôøng coù 2 ñeán 3 maùy phaùt, taøu khaùch thöôøng coù 4 ñeán 6 maùy phaùt, … Caùc maùy phaùt naøy coù theå coâng taùc ñoäc laäp hoaëc song song nhau. Hình 1.1 veõ sô ñoà moät daây traïm phaùt ñieän coù 3 maùy phaùt chính trong ñoù 2 maùy phaùt cuøng coâng suaát, 1 maùy phaùt coù coâng suaát nhoû hôn vaø 1 maùy phaùt söï coá. Ñaây laø moät traïm phaùt ñieån hình thöôøng thaáy ôû caùc taøu haøng, taøu container. Trong caáu truùc naøy söû duïng theâm moät maùy phaùt coâng suaát nhoû ñeå taêng tính linh hoaït vaø tính kinh teá trong khai thaùc traïm phaùt ñieän. Khi taøu ñoã beán khoâng laøm haøng thì taûi tieâu thuï nhoû, luùc naøy maùy phaùt coâng suaát nhoû naøy ñöôïc söû duïng. phuï taûi phuï taûi raát quan troïng CB CB1 CB2 CB3 CB5 EG DE1 G1 DE2 G2 DE3 G3 D.E Hình 1.1 Traïm phaùt ñieän ñieån hình ôû taøu haøng 02 maùy phaùt coâng suaát lôùn 400KVA-380V-50Hz (G1, G2) 01 maùy phaùt coâng suaát nhoû 180KVA-380V-50Hz (G3) 01 maùy phaùt söï coá 50KVA-380V-50Hz (G4) Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 1
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG Hình 1.2 veõ sô ñoà moät daây traïm phaùt ñieän coù 2 maùy phaùt chính cuøng coâng suaát, 1 maùy phaùt söï coá vaø 2 maùy phaùt ñoàng truïc. Ñaây laø moät traïm phaùt ñieån hình ôû caùc taøu dòch vuï, taøu cöùu hoä, … Hai maùy phaùt ñoàng truïc chuû yeáu caáp ñieän cho caùc phuï taûi coâng suaát lôùn nhö chaân vòt muõi, chaân vòt maïn, bôm cöùu hoûa, … Caáu truùc naøy coù öu ñieåm laø naâng cao hieäu suaát söû duïng maùy chính, giaûm chi phí khai thaùc baûo döôõng traïm phaùt (caùc diesel lai maùy phaùt). phuï taûi raát quan troïng phuï taûi phuï taûi coâng suaát lôùn CB6 CB7 CB5 CB1 CB2 CB3 CB4 EDE EG DE1 G1 DE2 G2 SG1 DE3 SG2 DE4 Hình 1.2 Traïm phaùt ñieän ñieån hình ôû taøu dòch vuï Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 2
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG §2 MAÙY PHAÙT ÑOÀNG BOÄ 3 PHA. 2.1. Caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maùy phaùt ñoàng boä : thöôøng coù hai loaïi laø maùy phaùt cöïc aån vaø maùy phaùt cöïc hieän. 2.1.1. Caáu taïo : thöôøng coù hai phaàn laø stator vaø rotor a- Stator 1- Maïch töø : Laø loiõ theùp kyõ thuaät ñieän coù ñoä daøy töø 0,3-0,5 mm daäp hình vaønh khaên xeû raõnh trong, caùc laù theùp kyõ thuaät ñieän gheùp caùc ñieän ñeå giaûm doøng Fuco. 2- Voû maùy: thöôøng baèng theùp ñuùc hoaëc gang, caùc maùy phaùt ñieän coâng suaát nhoû hai phía coù naép maùy, caùc maùy phaùt ñieän coâng suaát lôùn caùc naép thöôøng khoâng chòu löïc oå ñôõ, maø moät phía gaén cöùng vôùi ñoäng cô sô caáp, phía beân kia ñaët treân oå ñôõ gaén vôùi voû satxi. 3-Caùc cuoän daây ba pha laáy ñieän ra goïi laø cuoän daây phaàn öùng. Cheá taïo töø daây ñoàng hoaëc hôïp kim coù ñoä daãn ñieän cao, chòu ñöôïc nhieät ñoä, beân treân traùng moät lôùp emay, men caùch ñieän, tô sôïi toång hôïp, hoaëc sôïi thuyû tinh, muïc ñích laøm caùch ñieän giöõa caùc daây trong cuoän daây, daây ñöôïc quaán trong caùc raõnh theo quy luaät nhaát ñònh, soá ñaàu daây ra cuûa cuoän 3 pha coù theå laø 3, 6 9… tuøy theo haõng cheá taïo. Caùc ñaàu daây ñöôïc ñaët trong hoäp kín nöôùc, coù truï noái ñeå noái vôùi maïch ngoøai. Giöõa loõi cöïc töø vaø cuoän daây ñieän töø loùt moät lôùp caùc ñieän baèng giaáy caùch ñieän, mica caùch ñieän, ñaëc ñieåm cuûa lôùp biaø hay mica laø dai, deûo, chòu ñöôïc ñoä aåm vaø ñieàu kieän moâi tröôøng, coù tuoåi thoï cao thoâng thöôøng thì phaàn caùch ñieän naøy phaûi chòu ñöôïc nhieät ñoä laøm vieäc töø 135-1800C. Phaàn naøy laáy ñieän ra ñöôïc goïi laø phaàn öùng, goàm coù 3 cuoän daây, caùc cuoän daây ñieän töø naøy ñaët leäch nhau 120 ñoä ñieän, ngöôøi ta quaán caùc cuoän daây thaønh 3 pha ñoái xöùng vaø coù soá caëp cöïc tuøy thuoäc vaøo toác ñoä Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 3
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG cuûa ñoäng cô lai ñeå coù taàn soá phuø hôïp, Toaøn boä phaàn öùng ñöôïc ñaët trong voû maùy theo thieát keá coù khe hôû thoùang thoaùng ñeå coù theå giaûi nhieät deã daøng. Hình 2.1 Caáu taïo stator cuûa maùy phaùt ñoàng boä. b. Rotor: Laø phaàn kích töø coù caáu taïo goàm maïch töø vaø cuoän daây kích töø: 1. Maïch töø laøm baèng theùp ñuùc: Coù 2 daïng keát caáu kieåu cöïc loài vaø kieåu cöïc aån, phaàn moûm cöïc tieáp giaùp vôùi khe khí Stato thöôøng cheá taïo töø caùc laù theùp kyõ thuaät ñieän gheùp laïi ñeå giaûm doøng Fuco khi laøm vieäc. Soá cöïc töø laø soá chaün, vôùi moät toác ñoä quay coá ñònh rotor, soá cöïc caøng nhieàu thì taàn soá nguoàn ñieän caøng cao, hay ngöôùc laïi vôùi moät taàn soá nguoàn ñieän caàn taïo coá ñònh (50,60Hz) soá cöïc caøng ít thì toác ñoä ñoäng cô sô caáp caøng phaûi cao. 2. Cuoän daây: Cuoän daây ñieän töø ñöôïc cheá taïo baèng kim loïai ñoàng hoaëc hôïp kim coù ñoä daãn ñieän cao ñöôïc caáp doøng ñieän moät chieàu goïi laø doøng kích töø, caùc cuoän daây kích töø ñöôïc noái theo quy luaät ñeå hình thaønh caùc cöïc nam chaâm xen keõ nhau, coù theå noái song song hoaëc noái tieáp caùc cuoän daây cöïc töø . Treân phaàn moûm cöïc cuûa rotor coù theå coù caùc thanh daãn kim loaïi luoàn theo doïc caùc cöïc töø vaø ñöôïc haøn hai phía theo kieåu loàng soùc ñoù laø loàng oån ñònh (choáng dao ñoäng maùy khi taûi thay ñoåi). Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 4
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG Hình 2.2 Caáu taïo rotor cuûa maùy phaùt ñoàng boä. c. Caùc chi tieát cuûa maùy phaùt ñoàng boä: Vaønh tröôït - hai ñaàu daây quaán kích töø ñi luoàn trong truïc vaø noái vôùi hai vaønh tröôït ôû ñaàu truïc, thoâng qua hai choåi ñieän ñeå noái vôùi nguoàn kích töø beân ngoøai,(caàn löu yù raèng caùc maùy phaùt ñieän khoâng choåi than khoâng coù chi tieát naøy- xem maùy phaùt ñieän khoâng choåi than) Maùy phaùt ñieän taøu thuûy thöôøng ñöôïc laøm maùt baèng khoâng khí nhôø heä thoáng quaït laøm maùt gaén hai ñaàu truïc maùy vaø keát caáu thoâng gioù trong thaân maùy. Quaït gioù ñöôïc boá trí phía khoâng coù vaønh tröôït – choåi than. Khe khí giöõa rotor, stator thöôøng töø 5 –15mm tuyø theo coâng suaát. 2.1.2. Nguyeân lyù hoaït ñoäng : Khi cuoän daây kích töø ñöôïc caáp doøng ñieän moät chieàu DC thì rotor trôû thaønh moät nam chaâm ñieän vaø hình thaønh caùc cöïc töø N-S xen keõ þ, ñoä lôùn þ tyû leä vôùi giaù trò cuûa doøng ñieän kích thích: þ =K.Ikt [1-1] Neáu rotor ñöôïc quay bôûi ñoäng cô sô caáp thì töø tröôøng naøy seõ laø töø tröôøng quay so vôùi Stator vaø coù toác ñoä laø n=60f/P. Töø tröôøng naøy seõ queùt qua maët phaúng caùc cuoän daây 3 pha laø suaát hieän trong cuoän daây 3 pha moät söùc ñieän ñoäng coù giaù trò töùc thôøi ñöôïc tính theo coâng thöùc: [1-2] k- laø heä soá caáu taïo coù lieân quan tôùi kích thöôùc daây quaán kq - laø heä soá quaán daây maùy phaùt w - laø soá voøng daây cuûa cuoän daây maùy phaùt Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 5
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG - laø toác ñoä goùc cuûa rotor:   2* * f [1-3] f- laø taàn soá cuûa s.ñ.ñ ñöôïc hình thaønh : [1-4] Neáu vieát döôùi daïng hieäu duïng thì : E = 4,44*K*f* þ*w Vì truïc caùc cuoän daây 3 pha ñaët leäch nhau 120 0 trong khoâng gian, neân heä thoáng söùc ñieän ñoäng 3 pha ñöôïc vieát laïi nhö sau: eA(t) = E max sinωt (V) eB(t) = E max sin(ωt -1200) (V) eC(t) = E max sin(ωt - 2400) (V) Caùc söùc ñieän ñoäng naøy coù theå gheùp noái Y (hình 1.3c) hoaëc ∆ (hình 1.3d), Thoâng thöôøng thöïc teá maùy phaùt ñieän taøu thuûy chæ noái Y ea a x y Ik Ik N n + z + Uk c - z - ec y S b x c eb (a) (b) a a a a ea ec ea a n ec b b c b b c eb eb c c (c) (d) Hình 2.3. a) Maùy phaùt ñoàng boä ba pha hai cöïc ñôn giaûn; b) Bieåu dieãn ñôn giaûn maùy phaùt ñoàng boä; c) ñaáu hình sao; d) ñaáu hình tam giaùc. Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 6
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG 2.2. Caùc ñaëc tính cuûa maùy phaùt ñoàng boä : Khi nghieân cöùu maùy ñieän xoay chieàu coù caùc ñaëc tính sau: 1. Ñaëc tính khoâng taûi : U o = E = f (Ikt) Khi It = 0, f = const. 2. Ñaëc tính ngaén maïch: I ng = f (Ikt) Khi U = 0, f = const. 3. Ñaëc tính ngoaøi: U = f (It ) Khi Ikt = const, f = const. cos  = const 4. Ñaëc tính taûi : U = f (Ikt) Khi It = const, f= const. cos  = const 5. Ñaëc tính ñieàu chænh: Ikt = f (It ) Khi U = const, f= const. cos  = const Ñaëc tính khoâng taûi: trong ñieàu kieän Ñaëc tính ngoaøi:trong ñieàu kieän U o = E = f (Ikt) Khi Itaûi = 0, f = U = f (Itaûi ) Khi Ikt =const,f = const. const. cos  = const Ñaëc tính ngaén maïch:trong ñieàu kieän I ng = f (Ikt) Khi U Ñaëc tính taûi:trong ñieàu kieän =0 , f = const. U= f(Ikt) Khi I u = const,f = const. Phaàn öùng cuoän daây ñöôïc noái taét ngay ñaàu maùy cos  =const. Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 7
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG Ñaëc tính ñieàu chænh: trong ñieàu kieän Ikt = f (It) Khi U = const, f = const. cos  = const Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 8
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG §3. AÉC QUY TREÂN TAØU THUÛY. I. Khaùi nieäm chung * Chöùc naêng Acqui ñöôïc duøng laøm nguoàn ñieän naêng döï tröõ cho caùc phuï taûi nhö aùnh saùng söï coá, heä thoáng thoâng tin lieân laïc, nguoàn khôûi ñoäng ñoäng cô diesel lai maùy phaùt söï coá, … *Yeâu caàu ñoái vôùi acqui vaø söû duïng acqui treân taøu thuûy Acqui taøu thuûy phaûi chòu ñöôïc chaán ñoäng, coù theå coâng taùc trong ñieàu kieän taøu bò nghieâng maø dung dòch khoâng bò ñoå ra ngoaøi, tuoåi thoï cao vaø deã daøng thay theá caùc baûn cöïc. Daây caùp noái acqui axit ñöôïc laøm baèng hôïp chaát ñoàng - chì, caùp noái acqui kieàm ñöôïc laøm baèng hôïp chaát ñoàng – niken. Acqui ñöôïc ñaët trong caùc thuøng goã coù sôn chòu ñöôïc dung dòch ñieän phaân. Acqui ñöôïc ñaët trong phoøng coù thoâng gioù ñeå traùnh chaùy noå. Acqui axít vaø acqui kieàm khoâng ñöôïc ñaët chung phoøng vì hôi axit H2SO4 coù theå phaûn öùng hoùa hoïc vôùi dung dòch ñieän phaân cuûa acqui kieàm. *Caùc thoâng soá kyõ thuaät cô baûn cuûa acqui: Ñieän aùp: ñöôïc ño baèng V, acqui thöôøng ñöôïc cheá taïo coù ñieän aùp 6V, 12V, 24V. Muoán coù ñieän aùp cao hôn ta phaûi gheùp noái tieáp nhieàu bình. Dung löôïng: Q   Idt ñöôïc ño baèng Ah (ampe giôø) Ví duï moät acqui 12V-50Ah nghóa laø ñieän aùp cuûa acquy laø 24V, dung löôïng 50Ah. Neáu phoùng lieân tuïc vôùi doøng 5A thì söû duïng ñöôïc trong 10 giôø. Nhöõng loaïi acquy söû duïng döôùi taøu thuûy: a. Acqui axit: Caáu taïo cuûa acqui axit goàm moät bình laøm baèng vaät lieäu choáng axit nhö nhöïa ebonit, beân trong ñaët xen keû caùc baûn cöïc döông vaø aâm. Moãi baûn cöïc döông ñöôïc xen keû giöõa hai baûn cöïc aâm, nhö vaäy soá baûn cöïc aâm bao giôø cuõng nhieàu hôn soá baûn cöïc döông moät baûn. Caùc baûn cöïc coù keát caáu daïng löôùi chì coù pha theâm 6 – 8% angtimon ñeå taêng ñoä beàn cô hoïc. Caùc baûn cöïc döông ñöôïc laøm baèng ñioxit chì PbO2 vaø ñöôïc noái vôùi nhau taïo thaønh moät toå baûn cöïc döông. Caùc baûn cöïc aâm ñöôïc laøm baèng chì Pb vaø ñöôïc noái vôùi nhau taïo thaønh moät toå baûn cöïc aâm. Ñeå giaûm kích thöôùc vaø ñieän trôû Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 9
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG trong cuûa acqui thì khoaûng caùch caùc baûn cöïc phaûi nhoû. Ñeå traùnh ngaén maïch thì giöõa hai baûn cöïc coù ñaët taám ngaên löôùi baèng nhöïa ebonit. Dung dòch ñieän phaân cuûa acqui axít laø dung dòch axit sunfurich H2SO4. Tuøy ñieàu kieän coâng taùc maø noàng ñoä dung dòch khaùc nhau. Noàng ñoä dung dòch cao thì kích thöôùc vaø troïng löôïng acqui nhoû, ñieän trôû trong acqui nhoû. Tuy nhieân noàng ñoä dung dòch cao seõ sinh ra hieän töôïng sun phaùt hoùa baûn cöïc laø m giaûm tuoåi thoï cuûa acqui. Troïng löôïng rieâng cuûa dung dòch ñieän phaân cuûa acqui ñaët tónh laø 1,20g/cm 2, acqui di ñoäng laø 1,28g/cm2. Söùc ñieän ñoäng cuûa acqui khi naïp no laø 2,1 – 2,2 V. Ñeå ñöôïc 6 hay 12 V ta phaûi noái 3 hoaëc 6 bình thaønh toå acqui. Nguyeân lí hoaït ñoäng cuûa acquy axit: Khi acqui phoùng ñieän, thì phaûn öùng hoùa hoïc xaûy ra nhö sau: PbO2 + 2H2SO4 + Pb => 2PbSO4 + 2H2O Noàng ñoä dung dòch giaûm, ñieän trôû trong taêng, ñieän aùp treân caùc baûn cöïc cuûa acqui giaûm, doøng phoùng caøng lôùn thì ñieän aùp giaûm caøng nhanh. Khi ñieän aùp chæ coøn 1,8V thì phaûi döøng laïi, neáu khoâng thì sun phaùt chì taïo ra treân thaønh cöïc quaù daøy, acqui seõ bò hoûng vaø khoâng naïp laïi ñöôïc nöõa. Khi naïp ñieän cho acqui, quaù trình xaûy ra ngöôïc laïi: e . . 2PbSO4 + 2H2O => PbO2 + 2H2SO4 + Pb Noàng ñoä dung dòch taêng, ñieän aùp treân caùc baûn cöïc taêng, ñieän trôû trong taêng. Hieän töôïng töï phoùng ñieän: maëc duø khoâng cho acqui Pb PbO2 phoùng ñieän nhöng dung löôïng cöù giaûm daàn, khoaûng 1-2% dung löôïng ñònh möùc trong moät ngaøy ñeâm. Nguyeân nhaân laø do trong dung dòch ñieän phaân vaø caùc Hình 3.1 Nguyeân lyù hoaït baûn cöïc coù laãn nhieàu taïp chaát ñoäng cuûa aêc qui chì Hieän töôïng sun phaùt hoùa: caùc baûn cöïc bò bao phuû bôûi moät lôùp tinh theå sun phaùt chì maøu traéng. Lôùp tinh theå naøy khoâng daãn ñieän vaø ngaên caùch caùc baûn cöïc vaø dung dòch laøm cho ñieän trôû trong raát lôùn. Khi phoùng, ñieän aùp giaûm raát nhanh vaø haàu nhö khoâng söû duïng ñöôïc. Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 10
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG b. Acqui kieàm: Acqui kieàm coù caáu taïo töông töï acqui axít vaø coù hai loaïi phuï thuoäc vaøo chaát taùc duïng ôû baûn cöïc aâm. Caùc baûn cöïc aâm laø Ni-Fe vôùi loaïi acqui saét kieàm vaø laø Ni- Cd vôùi loaïi acqui cadmi kieàm. Caùc baûn cöïc döông laø hydroxit kieàm Ni(OH)3. Dung dòch ñieän phaân trong acqui kieàm laø dung dòch hydro kali KOH. Söùc ñieän ñoäng cuûa acqui kieàm ít phuï thuoäc vaøo noàng ñoä cuûa dung dòch ñieän phaân, vaø khoaûng 1,25V sau khi naïp no. Phaûn öùng hoùa hoïc khi phoùng vaø naïp acqui kieàm nhö sau: Vôùi acqui saét kieàm: 2Ni(OH)3 + KOH + Fe  2Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2 Vôùi acqui Cadmi kieàm: 2Ni(OH)3 + KOH + Cd  2Ni(OH)2 + KOH + Cd(OH)2 Noàng ñoä dung dòch ñieän phaân haàu nhö khoâng thay ñoåi trong quaù trình phoùng naïp acqui. Do ñoù chæ caàn ít dung dòch ñieän phaân cho neân acqui kieàm coù troïng löôïng kích thöôùc nhoû hôn acqui axit. Ñieän trôû trong cuûa acqui kieàm lôùn cho neân suït aùp treân acqui lôùn. So saùnh acqui kieàm vôùi acqui axit Ñieän aùp acqui axit lôùn hôn, hieäu suaát cao hôn, giaù thaønh treân ñôn vò coâng suaát thaáp, dung löôïng ít phuï thuoäc nhieät ñoä. Acqui kieàm coù ñoä beân cô hoïc cao hôn, tuoåi thoï daøi hôn, vaø quaù trình töï phoùng ít hôn. Noäi trôû acqui kieàm lôùn hôn acqui axit neân chòu ngaén maïch toát hôn. Acqui kieàm coù thôøi gian phoùng daøi hôn acqui axit. II. Vaän haønh AÊc Quy : Khi naïp AQ caàn ñoå ñaày dung dòch ñieän phaân ngaäp treân baûn cöïc 10 – 15 cm. Nhieät ñoä nhoû hôn 25 o . Khi naïp nhieät ñoä lôùn hôn 45 0 , khi naûo nhieät ñoäxuoáng döôùi 30 o laïi tieáp tuïc naïp. Ñeå yeân trong 4 – 12h sau khi ñoå dung dòch môùi ñöôïc naïp. Caàn coù doøng moät chieàu ñeå naïp, coù hai caùch naïp : doøng ñieän khoâng ñoåi vaø ñieän aùp khoâng ñoåi. Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 11
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG Naïp AQ vôùi doøng khoâng ñoåi : Naïp hai caáp. Caáp 1 : Naïp vôùi Iñm trong 10 giôø hay 8 giôø, khi dung löôïng ñaït 90% naïp caáp 2. Caáp 2 : Naïp vôùi I = 0.5Iñm. Ñoái vôùi AQ kieàm coù theå naïp Iñm ngay töø ñaàu ñeán cuoái. Daáu hieäu cuûa naïp no laø coù hieän töôïng thoaùt khí maïnh vaø ñieän aùp khoâng ñoåi trong 3 h. Öu ñieåm : Ñaáu noái tieáp ñöôïc nhieàu Acquy coù cuøng dung löôïng. Coù theå ñieàu chænh ñieän aùp naïp ñeå Acquy no hoaøn toaøn. Phöông phaùp naøy toát cho Acquy naïp laàn ñaàu vaø Acquy bò sun phaùt hoaù. Nhöôïc ñieåm : Thôøi gian naïp laâu vaø ta phaûi ñieàu chænh doøng naïp . Naïp AQ vôùi aùp khoâng ñoåi : Ñaët leân moät phaàn töû vôùi ñieän aùp laø 2.35v ( ñoái vôùi Acquy axít), ñieän aùp laø 2v ( ñoái Acquy kieàm). Öu ñieåm : Thôøi gian naïp nhanh, nhöng khoâng söû duïng cho acquy naïp laàn ñaàu, vaø Acquy bò sunphaùt hoaù. Coù theå naïp cho nhieàu acquy coù dung löôïng khaùc nhau( vì ñaáu song song). Nhöôïc ñieåm : Acquy naïp khoâng ñöôïc no hoaøn toaøn. III. Baûo döôûng AÉc quy Treân taàu AÉc quy duøng cho aùnh saùng söï coá , duøng ñeå khôûi ñoäng Ñiezen coâng suaát nhoû, phuïc vuï cho vieäc khoáng cheá ñieàu khieån. Trong buoàng AÉc quy phaûi coù thoâng gioù, ñaëc bieät vaøo muøa heø. AÉc quy phaûi ñöôïc coá ñònh choáng rung vaø coù giaù ñôõ. Beà maët AÉc quy phaûi luoân saïch seõ ñeå choáng doøng doø vaø söï ñaùnh löûa giöõa caùc cöïc vôùi nhau. Vaän chuyeån AÉc quy phaûi an toaøn veà ngöôøi vaø hoaù chaát, caùc ñaàu noái daây phaûi duøng ñaàu boïp. Tuyeät ñoái khoâng gaây tia löûa ñieän trong buoàng AÉc quy (khoâng huùt thuoác, ñeøn phaûi coù chuïp) , trong phoøng AÉc quy phaûi saïch seõ . Dung dòch luoân ngaäp caùc baûn cöïc (khoâ nöôùc deã bò sunfaùt hoaù vaø cong veânh baûn cöïc ), moãi naép ñaäy phaûi coù loã thoâng hôi. Suùc xaïc AÉc quy phaûi theo ñuùng chu trình. Khi pha dung dòch, phaûi pha baèng thieát bò baèng söù hay thuyû tinh, khoâng ñöôïc pha baèng thieát bò kim loaïi. Trong quaù trình pha phaûi chuù yù: ñoå Axít töø töø vaøo nöôùc caát ( ngöôïc laïi coù theå noå vaø bò boûng ). Trong quaù trình söû duïng AÉc quy khoâng ñeå AÉc quy phoùng heát, neáu taàu coù hai nhaùnh AÉc quy phaûi thay nhau ñeå naïp (ngaøy ñoài moät laàn). Caám naïp chung vaø caát giöõ chung aéc quy a-xít vaø aéc quy kieàm. Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 12
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG Chæ söû duïng aéc quy khi noàng ñoä dung dòch ñaûm baûo. Ñeå baûo quaûn, baûo döôõng Acquy toát caàn coù caùc thieát bò nhö : tyû troïng keá, thieát bò thöû Acquy, nhieät keá vaø caùc bình dung dòch ( thôøi haïn söû duïng ít nhaát laø 3 naêm). Phaûi ñaûm baûo dung dòch ngaäp treân baûn cöïc 5–15 mm, nhöõng choã gæ taïi Acquy chæ ñöôïc duøng vaûi taåm daàu diezen ñeå taåy, caùc muoái ñoïng vaø buïi duøng gieû quaùn vaøo ñaàu que ñeå laáy ra. Phaûi naïp ñieän cho Acquy khi ñieän aùp giaûm (kieàm : döôùi 1V; axít döôùi 1,8 V/1 phaàn töû). Trong quaù trình naïp caàn quan saùt ñieän aùp naïp vaø doøng naïp, kieåm tra loã thoâng hôi, kieåm tra möùc dung dòch, sau moät thôøi gian caàn kieåm tra noàng ñoä dung dòch, kieåm tra nhieät ñoä dung dòch (quaù 450C phaûi ngöøng naïp), kieåm tra quaù trình thoâng gioù. Luoân kieåm tra ñoä tin caäy cuûa caùc ñaàu noái cöïc caùc thanh noái vaø caùc ñaàu keïp. Daáu hieäu cuûa Acquy no laø ñieän aùp vaø tyû troïng cuûa chaát ñieän phaân khoâng thay ñoåi trong 3h cuõng nhö hieän töôïng khí soâi maïnh. Thöïc teá moät soá taàu ngöôøi ta ñaët cheá ñoä naïp daøi haïn hay thöôøng xuyeân (floating charge) 26.4V/12 phaàn töû. Cheá ñoä naïp khaån caáp ( Equalizing charge) 28.8 v/ 12 phaàn töû trong voøng 2h. Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 13
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG CHÖÔNG 2: TRAÏM PHAÙT ÑIEÄN TAØU THUÛY. §1. ÑÒNH NGHÓA VAØ PHAÂN LOAÏI TRAÏM PHAÙT ÑIEÄN. 1. Ñònh nghóa : Ñònh nghóa : traïm phaùt ñieän laø heä thoáng naêng löôïng ñieän laøm nhieäm vuï cung caáp, truyeàn taûi, phaân phoái naêng löôïng töø löôùi ñeán caùc phuï taûi. Moät traïm phaùt toái thieåu phaûi bao goàm caùc phaàn sau : Nôi taïo ra nguoàn ñieän : Caùc maùy phaùt xoay chieàu, caùc maùy phaùt moät chieàu hoaëc caùc acquy (nguoàn ñieän söï coá). Nôi phaân phoái ñieän naêng : heä thoáng baûng ñieän chính, heä thoáng daây daãn, caùc thieát bò ño vaø kieåm tra. Caùc phuï taûi : chuû yeáu laø caùc motor ñieän vaø caùc thieát bò söû duïng naêng löôïng ñieän. 2. Phaân loaïi traïm phaùt: a.Phaân loaïi theo ñoäng cô lai Traïm phaùt diesel: coù ñoäng cô lai laø diesel Traïm phaùt turbin: coù ñoäng cô lai laø turbin Traïm phaùt hoãn hôïp: coù ñoäng cô lai laø diesel vaø turbin Treân moät soá taøu söû duïng theâm moät soá maùy phaùt ñoàng truïc ñöôïc lai bôûi ñoäng cô diesel lai chaân vòt. CB1 CB2 CB3 D.E1 G1 D.E2 G2 D.E3 G3 a) Diesel lai maùy phaùt Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 14
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG CB1 CB2 CB3 NH1 TB1 G1 NH2 TB2 G2 NH3 TB3 G3 b) Turbin lai maùy phaùt CB1 CB2 CB3 N.H1 TB1 G1 D.E2 G2 D.E3 G3 c) Hoãn hôïp Hình 1.1:Sô ñoà traïm phaùt ñieän taøu thuûy b.Phaân loaïi theo doøng ñieän Traïm phaùt moät chieàu: caùc maùy phaùt laø maùy phaùt moät chieàu. Traïm phaùt xoay chieàu: caùc maùy phaùt laø maùy phaùt ñieän xoay chieàu ñoàng boä 3 pha phuï taûi phuï taûi CB1 CB2 CB3 CB1 CB2 CB3 G1 G2 G3 G1 G2 G3 (a) (b) Hình 1.2: Sô ñoà traïm phaùt ñieän taøu thuûy: a) Maùy phaùt ñieän moät chieàu; b) Maùy phaùt ñieän xoay chieàu Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 15
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG c.Phaân loaïi theo chöùc naêng Traïm phaùt ñieän chính: traïm phaùt hoaït ñoäng thöôøng xuyeân, ñaûm baûo cung caáp ñuû nguoàn ñieän naêng cho moïi cheá ñoä hoaït ñoäng cuûa taøu. Traïm phaùt ñieän söï coá: traïm phaùt hoaït ñoäng ôû cheá ñoä söï coá khi vì moät nguyeân nhaân naøo ñoù maø traïm phaùt chính khoâng hoaït ñoäng ñöôïc. Traïm phaùt ñieän söï coá chæ coù 1 maùy phaùt coù coâng suaát nhoû ñuû cung caáp ñieän cho caùc thieát bò quan troïng trong tröôøng hôïp söï coá nhö caùc thieát bò voâ tuyeán ñieän, heä thoáng chieáu saùng söï coá, heä thoáng phaùt tín hieäu, … Maùy phaùt söï coá thöôøng ñaët cao hôn maët boong chính ñeà phoøng tröôøng hôïp söï coá nöôùc ngaäp buoàng maùy. Coâng suaát maùy phaùt söï coá thöôøng töø 20kVA ñeán 200KVA. §2. CAÙC THOÂNG SOÁ CÔ BAÛN CUÛA TRAÏM PHAÙT ÑIEÄN TAØU THUÛY. 1. Loaïi doøng ñieän: Cô sôû ñeå choïn laø caùc taûi cuûa noù( taûi chuû yeáu laø ñoäng cô), xu höôùng hieän nay laø duøng traïm xoay chieàu. Nhöõng thieát bò duøng ñieän moät chieàu thì qua boä bieán ñoåi. Sôû dó hay duøng ñieän xoay chieàu vì nhöõng lyù do sau ñaây: - Ñoä tin caäy cao, cheá taïo deã, ít hoûng hoùc. - Chi phí baûo döôõng reû hôn raát nhieàu so vôùi moät chieàu. - Möùc ñoä phöùc taïp khi quaán daây xoay chieàu deã hôn moät chieàu. - Troïng löôïng vaø kích thöôùc beù( rieâng maùy faùt xoay chieàu lôùn hôn moät chieàu). - Thay ñoåi toác ñoä ñoái vôùi ñoäng cô xoay chieàu khoù hôn moät chieàu( ngaøy nay ñaõ coù nhöõng boä bieán ñoåi taàn soá ñeå ñieàu chænh laùng ñoäng cô xoay chieàu). - Caùp daãn ñieän : Ñoäng cô xoay chieàu vaø moät chieàu töông ñöông. Nhöng beân xoay chieàu coù khaû naêng taêng aùp deã hôn neân coù theå giaûm doøng. - Veà thieát bò khôûi ñoäng: Beân xoay chieàu nhoû hôn moät chieàu. - Contactor, relay : Contator moät chieàu tin caäy hôn xoay chieàu, nhöng kích thöôùc xoay chieàu nhoû hôn moät chieàu vì thieát bò daäp hoà quang beù hôn. Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 16
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG 2. Caáp ñieän aùp: Theo quy ñònh cuûa Ñaêng kieåm Vieät nam coù caùc caáp ñieän aùp sau: - AÙp xoay chieàu : 380v, 440v. - AÙp moät chieàu : 12v, 24v, 36v, 110v, 220v. - 12v : duøng cho nôi aåm öôùt. - 24v : duøng cho nôi coù ñoä aåm cao. - 110v, 220v : duøng cho maïch aùnh saùng, ñoäng löïc. 3. Taàn soá cuûa traïm phaùt : Thöôøng choïn theo tieâu chuaån nhaø nöôùc cheá taïo ra traïm faùt ñoù: Xu höôùn g laø taêng taàn soá. Khi f taêng  n taêng  M giaûm( P = const )  d ( ñöôøng kính rotor) giaûm  giaûm ñöôïc kích thöôùc troïng löôïng maùy ñieän nhöng keùo theo ñoù laø moät soá vaán ñeà veà baïc ñôõ vaø oå bi. Taøu Nhaät, taøu Chaâu AÂu: 60hz, Taøu caùc nöôùc XHCN : 50hz 4. Coâng suaát traïm phaùt : Thoâng thöôøng thì coâng suaát cuûa moät traïm phaùt cuï theå döôùi taøu thuûy thì phuï thuoäc vaøo toång coâng suaát cuûa thieát bò ñöôïc trang bò treân taøu. Vieäc boá trí cuõng nhö soá löôïng vaø coâng suaát cuûa moãi maùy phaùt phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu sau : Traïm phaùt phaûi cung caáp ñuû coâng suaát cho caùc phuï taûi hoaït ñoäng trong moïi cheá ñoä hoaït ñoäng cuûa taøu. Baét buoäc phaûi coù traïm phaùt ñieän söï coá vaø ñöôïc ñaët treân môùn nöôùc cuûa taøu treân boong hôû vaø ñaûm baûo caáp nguoàn cho moät soá taûi quan troïng treân taøu theo quy ñònh cuûa ñaêng kieåm. Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 17
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG §3. BAÛNG ÑIEÄN CHÍNH VAØ HEÄ THOÁNG PHAÂN CHIA ÑIEÄN NAÊNG. 1. Baûng phaân phoái ñieän chính : Baûng phaân phoái ñieän treân taàu thuyû laø moät tuû saét, trong ñoù ngöôøi ta ñaët caùc thieát bò ñoùng ngaét, thieát bò ñieàu khieån, ño löôøng tín hieäu vaø caùc thieát bò baûo veä. Baûng phaân phoái ñieän chính duøng ñeå ñieàu khieån, kieåm tra coâng taùc cuûa maùy phaùt ñieän vaø phaân phoái ñieän naêng cho caùc thieát bò tieâu thuï trong moät vuøng nhaát ñònh. Ngoaøi baûng ñieän chính coøn coù caùc baûng ñieän phuï duøng ñeå ñieàu khieån,cung caáp ñieän cho caùc phuï taûi rieâng. Theo caáu truùc baûng phaân ñieän chính chia thaønh : Caáu truùc kín : nhaèm che caùc thieát bò ñeå traùnh con ngöôøi ñoäng vaøo caùc phaàn töû coù ñieän, nhöng khoâng coù khaû naêng choáng tia nöôùc loït vaøo. Caáu truùc choáng tia nöôùc rôi vaøo döôùi goùc 45 o hay töø treân rôi xuoáng. Caáu truùc kín nöôùc : hoaøn toaøn coù theå laøm vieäc bình thöôøng döôùi ñoä saâu10m Maët baûng ñieän chính thöôøng ñaët caùc thieát bò kieåm tra coâng taùc cuû a maùy phaùt ñeå ñöa chuùng vaøo laøm vieäc song song, ño ñieän trôø caùch ñieän, caùc thieát bò ngaét maùy phaùt khoûi heä thoáng thanh caùi khi chuùng khoâng coøn laøm vieäc treân löôùi hay khi coù söï coá, coù caùc nguoàn saùng treân maët baûng ñieän chính ñeå chieáu saùng thieát bò ño. Caáu truùc baûng ñieän chính phaûi thoaû maõn caùc yeâu caàu sau : Thuaän tieän söû duïng vaø coù khaû naêng tieáp caän caùc thieát bò ñaët beân trong. Deã daøng vaän chuyeån, laép raùp treân taàu. Söï phaân boá caùc thieát bò ôû maët phaûi ñeïp, goïn gaøng saùng suûa. Ñaûm baûo an toaøn cho ngöôøi vaän haønh. Maët tröôùc, maët sau phaûi coù tay vòn ñeå cho ngöôøi baùm khi taàu laéc, vaø phaûi coù thaûm caùch ñieän. Trong baûng ñieän chính, ngoaøi caàu dao chính coøn coù caàu dao phaân ñoaïn nhaèm ñaûm baûo caét caùc phuï taûi khoâng quan troïng khi traïm phaùt coù söï coá. Trong baûng ñieän chính phaûi ñöôïc boá trí caùc thieát bò sau : Ampe metter ñeå kieåm tra doøng taûi caùc maùy phaùt, caùc pha, caùc thieát bò tieâu thuï. Voltage metter ñeå kieåm tra ñieän aùp caùc maùy phaùt, caùc pha. Caùc thieát bò baûo veä maùy phaùt : baûo veä quaù taûi, ngaén maïch, coâng suaát ngöôïc ... Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 18
ĐIỆN TÀU THỦY ĐẠI CƢƠNG Boä töï ñoäng ñieàu chænh ñieän aùp. Boä ñieàu chænh doøng kích töø baèng tay. Thieát bò ño ñieän trôû caùch ñieän cuûa traïm phaùt Caàu chì baûo veä maïch ñoäng löïc, maïch ñieàu khieån, tín hieäu. Baûng ñieän doøng xoay chieàu. Boä ñieàu chænh töø xa ñoäng cô seùcvoâ ñeå ñöa löông daàu vaøo ñoäng cô diezen. Hz metter ñeå kieåm tra taàn soá. Wat metter ñeå kieåm tra coâng suaát. Cosϕ metter ñeå kieåm tra heä soá coâng suaát. Thieát bò hoaø ñoàng boä : ñeøn vaø ñoàng boä keá. Caàu dao töï ñoäng cho maùy phaùt vaø caùc thieát bò ñoäng löïckhaùc(ACB,MCB,MCCB). Hình 3.1 : Baûng ñieän chính thöïc teá 2. Caùc phöông phaùp phaân phoái ñieän naêng Maïng ñieän taøu thuûy thöôøng coù caùc loaïi heä thoáng phaân phoái ñieän naêng sau: Heä thoáng phaân phoái hình tia ñôn giaûn: taát caû caùc maùy phaùt caáp ñieän leân baûng ñieän chính vaø töø ñoù caáp tröïc tieáp ñeán caùc phuï taûi. Heä thoáng phaân phoái thöôøng ñöôïc aùp duïng treân caùc taøu coù troïng taûi trung bình vaø nhoû. Heä thoáng phaân phoái hình tia phöùc taïp: taát caû caùc maùy phaùt caáp ñieän leân baûng ñieän chính vaø töø ñoù caáp tröïc tieáp ñeán caùc phuï taûi vaø caùc baûng ñieän phuï, caùc Nguyeãn Baûo Trung-Khoa Điện-ĐTVT 19