Giáo trình Trang bị điện trạm bơm (Phần 2)

Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 24 Chương 4 Trang bị điện trạm bơm dùng động cơ điện hạ thế Đ 4.1 mạch điều khiển động cơ dùng cầu dao – cầu chì 1. Mạch điện điều khiển động cơ dùng cầu dao - cầu chì không có bảo vệ đứt một pha Mạch điện điều khiển và bảo vệ động cơ dùng cầu dao – cầu chì không có bảo vệ đứt một pha là loại mạch điện đơn giản nhất dùng một cầu dao ba cực và một bộ cầu chì gồm ba cầu chì lắp ở ba pha như hình 4 – 1. Hình 4.1. Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ bằng cầu dao. Cầu dao ba cực thao tác trực tiếp bằng tay để khởi động và dừng động cơ. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch đoạn cáp từ cầu dao xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ. Mạch điện này chủ yếu dùng để điều khiển các động cơ có công suất nhỏ ( dưới 4,5 kW ), nhưng trong thực tế ở nước ta hiện nay một số trạm bơm trục ngang trang bị các động cơ 33kW vẫn còn dùng sơ đồ này và dùng cầu dao để điều khiển. Do đó gây nên những nhược điểm sau : - Thao tác nặng và không an toàn cho người vận hành. - Không linh hoạt trong quá trình sử lý sự cố và điều khiển máy. - Dễ xảy ra tình trạng đứt một pha làm cháy động cơ. Để khắc phục nhược điểm này người ta trang bị thêm bảo vệ đứt một pha. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 25 2. Mạch điện điều khiển động cơ dùng cầu dao - cầu chì có bảo vệ đứt một pha Hình 4.2. Sơ đồ mạch điện bảo vệ động cơ khi bị đứt một pha. Mạch điện bảo vệ động cơ khi bị đứt một pha làm việc dựa trên nguyên lý phản ứng sự mất đối xứng điện áp trên các đầu ra của động cơ trong hệ thống ba pha. Trong chế độ ba pha, khi dây quấn stato của động cơ đấu hình sao, trung tính của mạng điện nối đất, nếu điện áp đặt vào động cơ thực đối xứng thì điện áp U 01- 0 giữa điểm trung tính 01 của động cơ và trung tính 0 của mạng có giá trị xấp xỉ bằng không. Nhưng do điện áp không thực đối xứng nên bao giờ cũng có trị số U 01- 0 vào khoảng 18 – 19 V đối với mạng điện 380/220 V. Khi bị đứt một pha điện áp đặt vào động cơ trở nên không đối xứng , điện áp U 01- 0 tăng lên vào khoảng 24 – 25 V. Dựa trên sự thay đổi điện áp U 01- 0 này, giữa điểm trung tính 01 và 0 người ta mắc một rơ le điện áp để bảo vệ đứt một pha có điện áp tác động trong giới hạn : Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 26 U 01- 0  U tđ  U’ 01- 0 Trong đó : U’ 01- 0 là điện áp giữa 01 và 0 khi bị đứt một pha. Trong quá trình động cơ vận hành, nếu một trong ba cầu chì bị đứt , điện áp đặt vào động cơ không đối xứng làm rơ le RG tác động , tiếp điểm thường mở của nó đóng lại làm đèn tín hiệu sáng và chuông kêu báo tín hiệu cho người vận hành biết để sử lý. Đ 4.2 mạch điều khiển động cơ dùng công tắc tơ và khởi động từ I. Mạch điện điều khiển động cơ dùng công tắc tơ Hình 4.3 . Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ bằng công tắc tơ. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 27 1. Giới thiệu mạch Hình 4- 3 là sơ đồ mạch điện điều khiển và bảo vệ động cơ điện 33 kW và 75 kW dùng công tắc tơ kết hợp với cầu chì và rơ le bảo vệ quá tải. Công tắc tơ dùng để điều khiển động cơ từ xa và tại chỗ. Nút ấn NC2 và NĐ2 đặt tại nơi lắp động cơ, nút ấn NC1 và NĐ1 lắp tại bàn điều khiển. Cầu chì CC làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch đoạn cáp từ cầu dao xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ. Rơ le RT là rơ le dòng điện cảm ứng có đặc tính thời gian tác động phụ thuộc có thang thời gian từ 0 -16 giây. 2.Thuyết minh mạch a.Khởi động Đóng cầu dao P, điện áp ba pha nằm chờ ở má trên của các tiếp điểm chính K1 của công tắc tơ. ấn nút ấn NĐ1 hoặc NĐ2 cuộn dây của công tắc tơ K có điện sẽ đóng các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực đưa điện xoay chiều ba pha vào động cơ và động cơ bắt đầu được khởi động. Đồng thời : - Tiếp điểm phụ K2 đóng lại để tự duy trì điện cho cuộn dây của công tắc tơ khi bỏ tay khỏi nút ấn NĐ1 hoặc NĐ2. - Tiếp điểm phụ K3 đóng, đèn tín hiệu ĐĐ sáng báo máy đang vận hành. b. Bảo vệ *. Bảo vệ ngắn mạch Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ cầu dao xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì cầu chì CC sẽ tác động cắt dừng động cơ. *. Bảo vệ quá tải Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quă tải hoặc đứt một pha, dòng điện phụ tải tăng lên vượt quá dòng điện định mức. Khi tới trị số chỉnh định của rơ le dòng điện cảm ứng RT , rơ le sẽ tác động đóng tiếp điểm RT1 làm rơ le trung gian RG có điện: - Tiếp điểm RG1 mở ra cắt điện cuộn dây công tắc tơ K làm mở các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực cắt dừng động cơ. - Tiếp điểm RG2 đóng lại để tự duy trì điện cho rơ le trung gian RG vì sau khi cắt động cơ , không có dòng điện chạy qua rơ le RT nên rơ le không tác động nữa dẫn tới rơ le trung gian RG bị mất điện làm mất tín hiệu báo sự cố ( thời gian 1 - 2 giây ). - Tiếp điểm RG3 đóng lại đèn vàng ĐV sáng báo tín hiệu quá tải bằng ánh sáng. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 28 - Tiếp điểm RG4 đóng lại còi kêu báo tín hiệu quá tải bằng âm thanh. Cần lưu ý rằng còi điện tuy vẽ như vậy nhưng là còi chung cho toàn trạm bơm. Người vận hành khi thấy tín hiệu sự cố thì sẽ tiến hành kiểm tra để phát hiện tổ máy bị sự cố. Sau khi đã phát hiện được thì ấn nút NK để kử tín hiệu âm thanh và ánh sáng. c- Dừng máy Muốn dừng máy án nút NC1 hoặc NC2 , cuộn dây của công tắc tơ K bị mất điện sẽ mở các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lựccắt dừng động cơ. đồng thời tiếp điểm phụ K4 đóng lại đèn ĐX sáng báo động cơ đã ngừng vận hành. *. Nhược điểm của sơ đồ : Nếu trong quá trình vận hành mà bị đứt pha B thì rơ le dòng điện RT không tác động, do đó không bảo vệ được trường hợp đứt pha trên đó có đặt máy biến dòng. Để khắc phục nhược điểm trên và hoàn thiện mạch điện nên dùng áp tô mát có bộ phận bảo vệ quá tải và ngắn mạch thay cho cầu dao – cầu chì. *. Chú ý : Đồng hồ am pe kế A dùng để theo dõi dòng điện phụ tải của động cơ trong quá trình vận hành, khi thấy dòng điện phụ tải của động cơ tăng lên quá dòng điện định mức thì người vận hành cần cắt máy tìm nguyên nhân để sử lý. II. Mạch điện điều khiển động cơ dùng khởi động từ Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 29 Hình 4. 4. Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ bằng khởi động từ. Sơ đồ mạch điện như hình 4- 4. Sơ đồ này về cơ bản cũng giống như sơ đồ điều khiển bằng công tắc tơ, nhưng có điểm khác ở chỗ : dùng rơ le nhiệt lắp sẵn trong khởi động từ để bảo vệ quá tải cho động cơ mà không dùng rơ le dòng điện. Nguyên lý làm việc như sau : 1. Khởi động Đóng cầu dao CD, ấn nút bấm M, cuộn dây công tắc tơ K có điện sẽ đóng các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực, đưa điện xoay chiều 3 pha vào động cơ và động cơ bắt đầu được khởi động . Đồng thời : - Tiếp điểm phụ K2 đóng lại để tự duy trì điện cho cuộn dây của công tắc tơ K. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 30 - Tiếp điểm phụ K4 đóng lại, đèn đỏ ĐĐ sáng báo động cơ đã vận hành. 2. Bảo vệ mạch a. Bảo vệ ngắn mạch - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ cầu dao xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì cầu chì CC1 sẽ tác động cắt điện vào động cơ. Động cơ được dừng lại. - Nếu có sự cố ngắn mạch ở mạch điều khiển thì cầu chì CC2 sẽ tác động cắt điện mạch điều khiển. Động cơ dừng vận hành. b. Bảo vệ quá tải Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quá tải, dòng điện chạy đến động cơ tăng lên. Khi tới trị số chỉnh định của rơ le nhiệt RN ,sau một khoảng thời gian rơ le sẽ tác động mở tiếp điểm RN1 ,cắt điện cuộn dây công tắc tơ K. Các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực mở ra. Động cơ ngừng vận hành. c- Dừng máy ấn nút D, cuận dây công tắc tơ K bị mất điện sẽ mở các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực, cắt dừng động cơ. Đồng thời tiếp điểm phụ K3 đóng lại, đèn xanh ĐX sáng báo động cơ ngừng vận hành. Sơ đồ này có ưu điểm là khi đứt một pha bất kỳ trong ba pha lúc động cơ đang vận hành đều dẫn đến tác động rơ le nhiệt, cắt dừng động cơ. Nhược điểm của sơ đồ so với sơ đồ dùng công tắc tơ là không đưa được hệ thống tín hiệu vào trạm bơm nhằm báo tín hiệu sự cố bằng âm thanh và ánh sáng cho người vận hành. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 31 Đ 4.3 mạch điều khiển động cơ dùng áp tô mát I. Mạch điện điều khiển động cơ dùng áp tô mát có bảo vệ điện áp thấp Hình 4. 5. Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ dùng áp tô mát có bộ phận bảo vệ điện áp thấp 1.Trang bị điện cho mạch Sơ đồ mạch điện như hình 4 - 5. Mạch điều khiển động cơ dùng áp tô mát đóng cắt bằng tay có bộ phận cắt ngắn mạch ( bộ phận điện từ ), bộ phận cắt điện áp thấp ( cuộn dây điện áp thấp AB ) và bộ tiếp điểm phụ. Để bảo vệ quá tải cho động cơ và báo tín hiệu sự cố trong mạch có lắp rơ le dòng điện cảm ứng RT loại PT - 82 hoặc PT - 84 . Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 32 2. Thuyết minh mạch a. Khởi động Đóng cầu dao hoặc công tắc xoay CT ở mạch điều khiển, cuộn dây điện áp thấp AB có điện hút phần ứng của nó vào mạch dẫn từ để không cho tay đòn gắn trên phần ứng tỳ vào thanh cắt của áp tô mát gây cắt áp tô mát. Sau đó đóng áp tô mát bằng tay để khởi động động cơ điện. Khi áp tô mát AB đóng tiếp điểm phụ AB1 của nó đóng lại đèn đỏ ĐĐ sáng báo máy đã vận hành. b. Bảo vệ mạch *. Bảo vệ ngắn mạch - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ áp tô mát xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì bộ phận điện từ của áp tô mát AB sẽ tác động gây cắt trực tiếp áp tô mát , làm dừng động cơ. - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch ở mạch điều khiển thì cầu chì CC sẽ tác động cắt điện mạch điều khiển làm cuộn dây điện áp thấp AB bị mất điện gây cắt áp tô mát , làm dừng động cơ. *. Bảo vệ quá tải Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quá tải, thì dòng điện phụ tải tăng lên vượt quá dòng điện định mức. Khi tới trị số chỉnh định của rơ le dòng điện cảm ứng RT , rơ le sẽ tác động đóng tiếp điểm RT1 cấp điện cho rơ le trung gian TG: - Tiếp điểm TG1 mở ra cắt điện cuộn dây điện áp thấp AB dẫn tới cắt áp tô mát, làm dừng động cơ. - Tiếp điểm TG2 đóng lại để tự duy trì điện cho rơ le trung gian TG khi rơ le dòng điện RT thôi tác động. - Tiếp điểm TG3 đóng lại đèn vàng ĐV sáng báo tín hiệu quá tải bằng ánh sáng. - Tiếp điểm TG4 đóng lại còi kêu báo tín hiệu quá tải bằng âm thanh. Người vận hành sau khi nhận biết được vị trí sự cố và nơi xảy ra sự cố thì ấn nút NK để khử tín hiệu âm thanh và ánh sáng. *. Bảo vệ điện áp thấp Nếu trong quá trình vận hành mà điện áp của nguồn giảm thấp quá trị số chỉnh định thì cuộn dây điện áp thấp AB không đủ sức giữ phần ứng ở vị trí hút . Phần ứng được nhả ra làm tayđòn gắn trên phần ứng đập vào thanh cắt của áp tô mát , gây cắt áp tô mát, làm dừng động cơ. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 33 c. Dừng máy Dừng máy có thể điều khiển tại hai nơi: tại bàn điều khiển khi ấn nút NC1 và tại nơi đặt động cơ khi ấn nút NC2, dù ấn nút nào cũng làm cho cuộn dây điện áp thấp AB bị mất điện dẫn tới cắt áp tô mát , làm dừng động cơ. Khi áp tô mát AB cắt tiếp điểm phụ AB2 đóng lại, đèn xanh ĐX sáng báo động cơ đã ngừng vận hành. II. Mạch điện điều khiển động cơ dùng áp tô mát có bộ phận cắt từ xa Hình 4. 6. Sơ đồ mạch điện điều khiển động cơ dùng áp tô mát có bộ phận cắt từ xa Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 34 Sơ đồ mạch điện như hình vẽ. Trong mạch sử dụng áp tô mát có hệ thống tiếp điểm chính, các tiếp điểm phụ, có bộ phận cắt ngắn mạch ( bộ phận điện từ ) và có bộ phận cắt từ xa ( cuộn dây cắt từ xa AB ). Sơ đồ này khác sơ đồ trên ở phần mạch điện lắp cuộn dây cắt AB của áp tô mát. Các nút ấn NC1, NC2 và tiếp điểm TG1 mắc song song với nhau. Khi ấn nút NC1, NC2 hoặc tiếp điểm TG1 đóng đều làm cho cuộn dây cắt AB có điện dẫn đến cắt áp tô mát , làm dừng động cơ. III. Mạch điện điều khiển động cơ dùng áp tô mát truyền động bằng động cơ Hình 4. 7. Sơ đồ mạch điện điều khiển và bảo vệ động cơ dùng áp tô mát truyền động bằng động cơ Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 35 1.Trang bị điện cho mạch Sơ đồ mạch điện như hình vẽ. áp tô mát làm nhiệm vụ đóng cắt điện đưa vào động cơ và bảo vệ ngắn mạch động cơ. Rơ le dòng điện RT dùng để bảo vệ quá tải cho động cơ. Công tắc CT nối song song với rơ le dùng để khoá rơ le khi động cơ khởi động vì dòng điện tác động của rơ le được chỉnh định nhỏ hơn dòng điện khởi động của động cơ . Trong áp tô mát có lắp động cơ con ĐC dùng để đóng áp tô mát. CTX là cuộn dây cắt từ xa của áp tô mát. TS là cuộn dây bảo vệ điện áp thấp. Z là phanh hãm trục động cơ con ĐC. C và JO là hai công tắc tơ để thao tác khống chế mạch điều khiển. HT là công tắc hành trình. Trong mạch sử dụng rơ le trung gian TG làm nhiệm vụ trung chuyển tín hiệu khi rơ le dòng điện RT tác động. 2.Thuyết minh mạch a. Khởi động Đóng cầu dao CD, ấn nút bấm NĐ, điện áp 380 V đặt vào cuộn dây công tắc tơ C qua các tiếp điểm thường đóng JO2, DF1 và tiếp điểm của công tắc hành trình HT. Cuộn dây công tắc tơ C có điện sẽ đóng các tiếp điểm chính C1 ở mạch động lực, động cơ con ĐC được khởi động theo chiều đóng áp tô mát chính AB. Đồng thời tiếp điểm phụ C2 đóng lại làm cuộn dây công tắc tơ JO có điện, dẫn tới đóng tiếp điểm thường mở JO1 để tự duy trì và mở tiếp điểm JO2 . Lúc này cuộn dây công tắc tơ C lấy điện qua tiếp điểm chính C1. Khi động cơ con quay được một vòng thì các tiếp điểm chính của áp tô mát AB đóng lại, động cơ bơm chính bắt đầu được khởi động. Khi đó cơ cấu cam gắn trên trục động cơ con ĐC sẽ đập vào tay đòn của công tắc hành trình HT làm mở tiếp điểm HT. Cuộn dây công tắc tơ C mất điện sẽ mở các tiếp điểm chính C1 cắt dừng động cơ con ĐC kết thúc quá trình đóng áp tô mát. Phanh điện Z lúc này bị mất điện sẽ bóp chặt trục động cơ con ĐC không cho nó quay theo quán tính. Khi áp tô mát AB đóng, tiếp điểm phụ ĐF1 của nó mở ra ngăn ngừa hiện tượng đóng lặp lại động cơ con ĐC khi ấn nhầm nút bấm NĐ; tiếp điểm phụ ĐF2 đóng, đèn ĐĐ sáng báo động cơ bơm chính đã vận hành. Khi kết thúc quá trình khởi động động cơ bơm chính, người vận hành vặn công tắc CT về vị trí mở tiếp điểm CT ,đưa rơ le dòng điện RT vào trong mạch để bảo vệ quá tải cho động cơ. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 36 b. Bảo vệ mạch *. Bảo vệ ngắn mạch: - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ áp tô mát xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì bộ phận điện từ của áp tô mát AB sẽ tác động gây cắt trực tiếp áp tô mát , làm dừng động cơ. - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch ở mạch điều khiển thì cầu chì CC sẽ tác động cắt điện mạch điều khiển, cuộn dây điện áp thấp TS bị mất điện gây cắt áp tô mát , làm dừng động cơ. *. Bảo vệ điện áp thấp Nếu trong quá trình vận hành mà điện áp của nguồn giảm thấp quá trị số chỉnh định thì điện áp đặt vào cuộn dây điện áp thấp TS không đủ sức giữ phần ứng ở vị trí hút . Phần ứng được nhả ra làm tayđòn gắn trên phần ứng đập vào thanh cắt của áp tô mát , gây cắt áp tô mát, làm dừng động cơ. *. Bảo vệ quá tải Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quá tải, thì dòng điện phụ tải tăng lên vượt quá dòng điện định mức. Khi tới trị số chỉnh định của rơ le dòng điện cảm ứng RT , rơ le sẽ tác động đóng tiếp điểm RT1 cấp điện cho rơ le trung gian TG: - Tiếp điểm TG1 đóng lại làm cuộn dây cắt từ xa CTX có điện sẽ hút phần ứng của nó vào mạch dẫn từ, làm tay đòn gắn trên phần ứng đập vào thanh cắt của áp tô mát AB dẫn tới cắt áp tô mát, làm dừng động cơ. - Tiếp điểm TG2 đóng lại để tự duy trì điện cho rơ le trung gian TG khi rơ le dòng điện RT thôi tác động. - Tiếp điểm TG3 đóng lại đèn vàng ĐV sáng báo tín hiệu quá tải bằng ánh sáng. - Tiếp điểm TG4 đóng lại còi kêu báo tín hiệu quá tải bằng âm thanh. Người vận hành sau khi nhận biết được vị trí sự cố và nơi xảy ra sự cố thì ấn nút NK để khử tín hiệu âm thanh và ánh sáng. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 37 c. Dừng máy ấn nút NC, cuộn dây cắt từ xa CTX có điện sẽ hút phần ứng của nó vào mạch dẫn từ làm tay đòn gắn trên phần ứng đập vào thanh cắt của áp tô mát AB dẫn tới cắt áp tô mát, động cơ bơm chính ngừng vận hành. Khi áp tô mát AB cắt tiếp điểm phụ ĐF3 đóng lại, đèn xanh ĐX sáng báo động cơ đã ngừng vận hành. Người vận hành lúc này vặn công tắc CT về vị trí đóng nối tắt cuộn dây RT để chuẩn bị cho lần khởi động sau. Đ 4.4 mạch điều khiển khởi động động cơ bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác Hình 4. 8. Sơ đồ mạch điện điều khiển khởi động động cơ bằng phương pháp đổi nối sao - tam giác Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 38 1. Trang bị điện cho mạch Để giảm nhỏ dòng điện mở máy khi khởi động người ta nối dây quấn stato theo hình sao. Sau một thời gian nhờ rơ le thời gian PB tác động , cuộn dây stato được tự động chuyển sang nối hình tam giác để làm việc bình thường. Phương pháp này chỉ áp dụng được cho các động cơ nối hình tam giác trong chế độ làm việc bình thường. Các thiết bị điều khiển chính trên mạch gồm : - Công tắc tơ K dùng để đóng động cơ vào lưới điện. - Công tắc tơ KS để nối dây quấn stato thành hình sao. - Công tắc tơ KT để nối dây quấn stato thành hình tam giác. 2.Thuyết minh mạch a. Khởi động Đóng cầu dao CD, ấn nút bấm M cuộn dây công tắc tơ K, KS và rơ le thời gian PB có điện. Công tắc tơ K có điện sẽ đóng các tiếp điểm chính K ở mạch động lực, đưa điện xoay chiều 3 pha vào động cơ . Công tắc tơ KS có điện đóng ba tiếp điểm chính KS ở mạch động lực, dây quấn ststo được nối theo hình sao và động cơ bắt đầu được khởi động. Rơ le thời gian PB có điện bắt đầu tính thời gian khởi động. Sau một khoảng thời gian đã chỉnh định trước ( phụ thuộc vào thời gian khởi động của động cơ ), rơ le thời gian PB sẽ tác động làm mở tiếp điểm thường đóng mở chậm PB ( 5- 7 ), cắt điện công tắc tơ KS, làm ba tiếp điểm KS nối hình sao ở mạch động lực mở ra. Đồng thời , tiếp điểm thường mở đóng chậm PB ( 3- 9 ) đóng lại tiếp điện cho công tắc tơ KT ( mạch 1- 3 - 9 - cuộn KT - 8 - 4 - 2 ). Công tắc tơ KT có điện sẽ đóng ba tiếp điểm chính KT ở mạch động lực, chuyển dây quấn stato sang hình tam giác. Động cơ đã khởi động xong và làm việc bình thường. Hai tiếp điểm phụ KS ( 8 - 4 ) và KT ( 6 - 4 )của hai công tắc tơ KS và KT ở mạch điều khiển có tác dụng đảm bảo an toàn tránh tác động nhầm cùng một lúc gây sự cố ngắn mạch. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 39 b. Bảo vệ mạch *. Bảo vệ ngắn mạch - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ cầu dao xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì cầu chì CC sẽ tác động cắt điện vào động cơ. Động cơ được dừng lại. *. Bảo vệ quá tải Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quá tải, dòng điện chạy đến động cơ tăng lên. Khi tới trị số chỉnh định của rơ le nhiệt PT ,sau một khoảng thời gian rơ le sẽ tác động mở tiếp điểm PT ( 2 - 4 ) ,cắt điện mạch điều khiển. Động cơ ngừng vận hành. c. Dừng máy ấn nút D, cuận dây công tắc tơ K và KT bị mất điện sẽ mở các tiếp điểm chính ở mạch động lực, cắt dừng động cơ. Đ 4.5 mạch điều khiển khởi động động cơ qua cuộn kháng trạm bơm 8000 m3/h 1. Trang bị điện cho mạch Mạch điện này dùng để điều khiển các động cơ trạm bơm 8000 m3/h. Mỗi tổ máy bơm trục đứng lưu lượng 8000 m3/h được trang bị một động cơ điện không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc, trục đứng, kiểu bảo vệ, công suất định mức 200 kW, điện áp định mức 380 V, dòng điện định mức 380 A, cuộn dây stato đấu hình tam giác. Các thiết bị điều khiển chính trên mạch gồm : - áp tô mát tổng AB làm nhiệm vụ đóng cắt và bảo vệ ngắn mạch đoạn cáp từ áp tô mát xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ. - áp tô mát AT ở mạch điều khiển làm nhiệm vụ đóng cắt và bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển. - Công tắc tơ 5AA làm nhiệm vụ khởi động động cơ qua cuộn kháng. - Công tắc tơ 10AB làm nhiệm vụ đóng điện trực tiếp vào động cơ sau khi kết thúc khởi động. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 40 - Rơ le thời gian 8PB làm nhiệm vụ khống chế thời gian khởi động. - Rơ le nhiệt RN và rơ le dòng điện 6PT làm nhiệm vụ bảo vệ quá tải cho động cơ. Rơ le dòng điện 6PT được nối tắt trong quá trình động cơ khởi động và được tự động đưa vào sau khi kết thúc khởi động. - Trong mạch sử dụng hai rơ le trung gian 7P và 9P dùng để chung chuyển tín hiệu. - Hệ thống tín hiệu gồm: + Đèn Đ1 báo mạch điều khiển đã có điện. + Đèn xanh ĐX báo động cơ đang khởi động. + Đèn đỏ ĐĐ báo động cơ đang làm việc trực tiếp với lưới điện. + Đèn vàng ĐV và chuông CH báo tín hiệu quá tải động cơ do rơ le dòng điện 6PT tác động. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 41 H ìn h 4. 9 . S ơ đ ồ m ạc h đ iệ n đi ều k hi ển k hở i độ ng đ ộn g cơ q ua c uộ n k há ng t rạ m b ơm 8 00 m 3 /h . Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 42 Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 43 2.Thuyết minh mạch a. Chuẩn bị khởi động Đóng áp tô mát tổng AB ở mạch động lực, đóng áp tô mát AT ở mạch điều khiển, rơ le trung gian 7P có điện: - Tiếp điểm 7P1 đóng lại để chuẩn bị cho công tắc tơ 5AA có điện. - Tiếp điểm 7P2 đóng lại nối tắt rơ le dòng điện 6PT ngay trước khi động cơ khởi động. - Tiếp điểm 7P4 đóng lại, đèn Đ1 sáng báo cho người vận hành biết mạch điều khiển đã có điện. b. Khởi động ấn nút 3NA1 cuộn dây công tắc tơ 5AA có điện sẽ đóng các tiếp điểm chính 5AA ở mạch động lực đưa điện xoay chiều ba pha qua cuộn kháng vào động cơ và động cơ bắt đầu được khởi động. Đồng thời : - Tiếp điểm phụ 5AA1 đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm phụ 5AA2 đóng lại làm rơ le thời gian 8PB có điện bắt đầu tính thời gian khởi động. - Tiếp điểm phụ 5AA3 đóng đèn xanh ĐX sáng báo động cơ đang khởi động. Sau một khoảng thời gian đã chỉnh định trước, rơ le thời gian 8PB tác động đóng tiếp điểm thường mở đóng chậm 8PB1, cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ 10AB. Công tắc tơ 10AB có điện sẽ đóng các tiếp điểm chính 10AB ở mạch động lực, đưa điện xoay chiều ba pha trực tiếp vào động cơ. Đồng thời : - Tiếp điểm phụ 10AB1 đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm phụ 10AB2 mở ra cắt điện rơ le trung gian 7P. Rơ le trung gian 7P mất điện sẽ tác động các tiếp điểm sau : + Tiếp điểm 7P1 mở ra, cắt điện cuộn dây công tắc tơ 5AA, làm mở các tiếp điểm chính 5AA ở mạch động lực, loại cuộn kháng ra khỏi mạch động cơ. Tiếp điểm 5AA2 mở ra, cắt điện rơ le thời gian 8PB. Tiếp điểm 5AA3 mở ra, đèn xanh ĐX tắt. + Tiếp điểm 7P2 mở ra đưa rơ le dòng điện 6PT vào trong mạch để bảo vệ quá tải cho động cơ. + Tiếp điểm 7P4 mở ra và Tiếp điểm 7P3 đóng lại , đèn Đ1 tắt và đèn đỏ ĐĐ sáng báo động cơ đã vận hành trực tiếp với lưới điện. c. Bảo vệ mạch *. Bảo vệ ngắn mạch: Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 44 - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ áp tô mát xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì bộ phận điện từ của áp tô mát tổng AB sẽ tác động gây cắt trực tiếp áp tô mát , làm dừng động cơ. - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch ở mạch điều khiển thì áp tô mát AT ở mạch điều khiển sẽ tác động cắt điện mạch điều khiển, cuộn dây công tắc tơ 10AB bị mất điện, sẽ mở các tiếp điểm chính 10AB ở mạch động lực, động cơ ngừng vận hành. *. Bảo vệ quá tải bằng rơ le nhiệt RN Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quá tải, dòng điện chạy đến động cơ tăng lên. Khi tới trị số chỉnh định của rơ le nhiệt RN, sau một khoảng thời gian rơ le sẽ tác động mở tiếp điểm RN1, cắt điện cuộn dây công tắc tơ 10AB , làm mở các tiếp điểm chính 10AB ở mạch động lực, động cơ ngừng vận hành. *. Bảo vệ quá tải bằng rơ le dòng điện 6PT Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quá tải nặng hơn, thì dòng điện phụ tải tiếp tục tăng lên . Khi tới trị số chỉnh định của rơ le dòng điện 6PT , rơ le sẽ tác động đóng tiếp điểm 6PT1 cấp điện cho rơ le trung gian 9P : - Tiếp điểm 9P4 mở ra cắt điện cuộn dây công tắc tơ 10AB , làm mở các tiếp điểm chính 10AB ở mạch động lực, động cơ ngừng vận hành. - Tiếp điểm 9P1 đóng lại để tự duy trì điện cho rơ le trung gian 9P khi rơ le dòng điện 6PT thôi tác động. - Tiếp điểm 9P2 đóng lại chuông kêu báo tín hiệu quá tải bằng âm thanh. - Tiếp điểm 9P3 đóng lại đèn vàng ĐV sáng báo tín hiệu quá tải bằng ánh sáng. Người vận hành sau khi nhận biết được vị trí sự cố và nơi xảy ra sự cố thì cắt áp tô mát AT để khử tín hiệu âm thanh và ánh sáng. d. Dừng máy ấn nút 3NA2, cuận dây công tắc tơ 10AB bị mất điện, sẽ mở các tiếp điểm chính 10AB ở mạch động lực, động cơ ngừng vận hành. Đồng thời tiếp điểm 10AB2 đóng lại tiếp điện cho rơ le trung gian 7P . Tiếp điểm 7P3 mở ra, đèn đỏ ĐĐ tắt ; tiếp điểm 7P4 đóng lại, đèn Đ1 sáng báo cho người vận hành biến động cơ đã dừng vận hành. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 45 Đ 4.6 mạch điều khiển khởi động động cơ dùng thiết bị bán dẫn trạm bơm 8000 m3/h 1. Giới thiệu chung Mạch điện này dùng để điều khiển các động cơ trạm bơm 8000 m3/h. Mỗi tổ máy bơm trục đứng lưu lượng 8000 m3/h được trang bị một động cơ điện không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc, trục đứng, kiểu bảo vệ, công suất định mức 200 kW, điện áp định mức 380 V, dòng điện định mức 380 A, cuộn dây stato đấu hình tam giác. Các thiết bị điều khiển chính trên mạch gồm : - Bộ biến đổi ( BBĐ ) gồm có 6 thyristo, mỗi chiếc 1000 A, mối pha có 2 thyristo mắc song song ngược nhau. - Hộp điều khiển làm nhiệm vụ cung cấp xung đưa vào các cực của các thyristo. - Công tắc tơ K1 làm nhiệm vụ đóng điện vào động cơ sau khi kết thúc khởi động. - Công tắc tơ K2 làm nhiệm vụ cung cấp điện vào hộp điều khiển. - Để bảo vệ quá tải cho động cơ trong quá trình làm việc người ta sử dụng rơ le nhiệt RN và rơ le dòng điện RI. Nguyên lý chung khi khởi động như sau : Trong giai đoạn khởi động, động cơ được nối vào bộ biến đổi. Điện áp đầu ra của bộ biến đổi ( trên đầu cực động cơ ) tăng dần đảm bảo cho động cơ khởi động êm, dòng điện khởi động vào khoảng 2 - 2,5 lần dòng điện định mức. Khi tốc độ động cơ đạt đến tốc độ định mức, dòng điện của động cơ giảm xuống giá trị định mức, thì bộ biến đổi được cắt ra khỏi hệ thống. Động cơ được nối vào lưới điện nhờ công tắc tơ K1 và làm việc bình thường. 2.Thuyết minh mạch a. Chuẩn bị khởi động Đóng áp tô mát tổng AB trong tủ, bộ khởi động được nối vào nguồn điện xoay chiều ba pha 380/220 V; công tắc tơ K2 có điện, đóng nguồn cho mạch điều khiển. Các đèn chỉ thị LED ”+ E, - E, nguồn công suất ” trên mặt tủ sáng cho biết trạng thái sẵn sàng làm việc của hệ thống. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 46 H ìn h 4 .1 0 . S ơ đ ồ m ạc h đi ện đ iề u kh iể n k hở i đ ộn g độ ng c ơ d ùn g th iế t bị b án d ẫn t rạ m b ơm 8 00 m 3 / h. Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 47 b. Khởi động ấn nút khởi động KĐ trên mặt tủ, rơ le RKĐ có điện, đóng nguồn một chiều cho mạch điều khiển các thyristo của bộ biến đổi ( BBĐ ). Các thyristo được mở ra, đưa điện áp vào động cơ và động cơ bắt đầu được khởi động. Điện áp trên đầu cực động cơ tăng dần, tốc độ động cơ tăng dần, dòng điện khởi động của động cơ được hạn chế ở mức độ cho phép. Sau một khoảng thời gian kể từ lúc ấn nút khởi động, tốc độ động cơ đã đạt tới tốc độ định mức và dòng điện động cơ giảm xuống giá trị định mức thì rơ le RC sẽ tác động đóng tiếp điểm RC ( 1 - 7 ), làm công tắc tơ K1 có điện. Các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực đóng lại, đưa điện xoay chiều ba pha trực tiếp vào động cơ. Đồng thời : - Tiếp điểm phụ K1 ( 1 - 5 ) đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm phụ K1 ( 1 -13 ) mở ra cắt điện công tắc tơ K2 làm các tiếp điểm chính K2 mở ra, cắt nguồn cung cấp cho hộp điều khiển và các thyristo sẽ bị khoá . - Tiếp điểm phụ K1 ( 1 - 15 ) đóng lại, đèn Đ trên mặt tủ sáng báo động cơ đã làm việc trực tiếp với điện áp lưới. c. Bảo vệ mạch *. Bảo vệ động cơ trong quá trình khởi động Nếu trong quá trình khởi động mà xảy ra mất pha hoặc dòng điện khởi động của động cơ vượt quá trị số cho phép thì hộp điều khiển sẽ không đưa xung sang cực điều khiển của các thyristo và các thyristo sẽ bị khoá, động cơ bị cắt khỏi lưới điện. Đồng thời các đèn LED ” mất pha ” ” quá dòng ” trên mặt tủ sẽ nhấp nháy báo cho người vận hành biết tín hiệu sự cố. Muốn khởi động lại thì phải ấn nút phục hồi trên mặt tủ. *. Bảo vệ ngắn mạch: - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ áp tô mát xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì bộ phận điện từ của áp tô mát tổng AB sẽ tác động gây cắt trực tiếp áp tô mát , làm dừng động cơ. - Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch ở mạch điều khiển thì cầu chì CC sẽ tác động cắt điện mạch điều khiển. Công tắc tơ K1 bị mất điện. Động cơ dừng vận hành. *. Bảo vệ quá tải - Bảo vệ quá tải bằng rơ le nhiệt RN Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quá tải, dòng điện chạy đến động cơ tăng lên. Khi tới trị số chỉnh định của rơ le nhiệt RN, sau một khoảng Giỏo trỡnh Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 48 thời gian rơ le sẽ tác động mở tiếp điểm RN ( 9 - 11 ), cắt điện cuộn dây công tắc tơ K1 , làm mở các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực, động cơ ngừng vận hành. - Bảo vệ quá tải bằng rơ le dòng điện cảm ứng RI Nếu trong quá trình vận hành mà động cơ bị quá tải nặng hơn, thì dòng điện phụ tải tiếp tục tăng lên . Khi tới trị số chỉnh định của rơ le dòng điện RI , rơ le sẽ tác động đóng tiếp điểm RI ( 1 - 3 ) cấp điện cho rơ le trung gian RTr. Tiếp điểm RTr ( (5 - 7 ) mở ra cắt điện công tắc tơ K1. Động cơ ngừng vận hành. d. Dừng máy - Muốn dừng động cơ trong quá trình vận hành người vận hành ấn nút D trên mặt tủ. Công tắc tơ K1 bị mất điện sẽ mở các tiếp điểm chính K1 ở mạch động lực. Động cơ ngừng vận hành. - Trong quá trình khởi động nếu người vận hành phát hiện thấy có hiện tượng không bình thường thì ấn nút DKĐ. Rơ le RKĐ bị mất điện sẽ cắt nguồn điện một chiều cấp cho các mạch điện trong hộp điều khiển. Các tín hiệu điều khiển cấp sang cực điều khiển của các thyristo sẽ bị mất và các thyristo sẽ bị khoá. Động cơ bị cắt khỏi lưới điện. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 49 Chương 5 Trang bị điện trạm bơm dùng động cơ điện cao thế Đ 5.1. Mạch điều khiển và bảo vệ động cơ điện không đồng bộ cao thế trạm bơm 11000 m3/h ( trạm bơm điện như trác ) I. Sơ đồ cung cấp điện cho trạm bơm Hệ thống điện 35 kV từ trung gian Phủ Lý qua đường dây trên không AC - 35 được đưa đến thanh cái cao áp của trạm. Từ thanh cái cao áp, điện áp 35 kV qua cầu dao cách ly có dao tiếp đất và qua cầu chì tự rơi được đưa đến cuộn sơ cấp của các máy biến áp lực T1, T2 và máy biến áp tự dùng. Cầu dao cách ly làm nhiệm vụ đóng cắt không tải các máy biến áp. Cầu chì làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch cho các máy biến áp . Để bảo vệ chống sóng sét đánh vào đường dây truyền đến trạm, người ta lắp một bộ chống sét van 35 kV ở phía cao áp của máy biến áp tự dùng. Để bảo vệ chống sét đáng trực tiếp tại trạm biến áp có đặt cột thu lôi. Phía thứ cấp của các máy biến áp lực, điện áp 6kV qua hệ thống cáp tổng, qua máy biến dòng tổng, qua máy ngắt chân không đặt tại tủ đầu vào được đưa đến hai phân đoạn của thanh cái 6 kV nằm trong các tủ điện 6kV trong trạm bơm. Từ thanh cái 6 kV trong trạm, điện áp 6 kV được đưa qua công tắc tơ chân không, qua máy biến dòng tải, qua cáp tải và qua máy biến dòng cáp được đưa đến động cơ bơm chính. Điện áp 6 kV từ thanh cái 6 kV trong trạm cũng được đưa qua công tắc tơ chân không, qua thanh cái, qua máy biến dòng, qua cuộn kháng đến tủ tụ bù công suất cos cho lưới điện. Mỗi động cơ đặt một tủ tụ bù. Để bảo vệ động cơ khi có sóng sét truyền vào trạm, tại tủ điều khiển động cơ người ta có đặt chống sét van. Để đảm bảo việc vận hành kinh tế cho trạm, giữa hai phân đoạn của thanh cái 6 kV người ta đặt máy ngắt liên lạc. Hệ thống đo lường cho tủ đầu vào ( cho máy biến áp lực ) gồm có: - Đồng hồ đo kỹ thuật số tổng hợp để đo dòng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, tần số, cos. - Đồng hồ vôn kế V0 để báo tín hiệu chạm đất một pha. - Đồng hồ đo điện năng tác dụng. - Đồng hồ đo điện năng phản kháng Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 50 Hệ thống đo lường cho động cơ dùng đồng hồ đo kỹ thuật số tổng hợp để đo dòng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, tần số, cos. Hệ thống đo lường cho tủ tụ bù gồm có: - Đồng hồ đo cos. - Đồng hồ am pe kế có khoá chuyển đổi AS để đo dòng điện các pha của tụ điện. Hệ thống tự dùng nhận điện qua máy biến áp tự dùng 35/0,4 kV – 100 kVA. Phía thứ cấp của máy biến áp tự dùng điện áp 0,4 kV được đưa qua cáp tổng, qua máy biến dòng tổng, qua áp tô mát tổng được cấp đến thanh cái hạ thế đặt trong tủ tự dùng. Từ đây điện áp 0,4 kV được đưa qua các áp tô mát, qua hệ thống cáp cấp cho các phụ tải tự dùng như bơm nước kỹ thuật, bơm tiêu, bơm cứu hoả, hệ thống chiếu sáng, khu gia đình, cơ quan và các cống. Hệ thống đo lường cho tủ tự dùng gồm có đồng hồ đo dòng điện, điện áp và điện năng tác dụng. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 51 S ơ đ ồ c u n g c ấ p đ iệ n c h o t r ạ m b ơ m Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 52 M ạ c h đ iề u k h iể n v à b ả o v ệ đ ộ n g c ơ b ơ m c h ín h Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 53 II. Mạch điều khiển và bảo vệ động cơ bơm chính 1. Giới thiệu các thiết bị điện chính trên mạch Mạch điện này dùng để điều khiển các động cơ điện không đồng bộ xoay chiều ba pha rô to lồng sóc trục đứng kiểu bảo vệ có điện áp định mức 6 kV, công suất định mức 320 kW, dòng điện định mức 41 A, tốc độ định mức 600 vòng/ phút . Các động cơ này kéo máy bơm có lưu lượng 11000 m3/h. Các thiết bị điều khiển chính trên mạch gồm: - Công tắc tơ chân không 52- F1- VCS làm nhiệm vụ đóng cắt điện cho động cơ và bảo vệ ngắn mạch đoạn cáp từ công tắc tơ xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ. - Máy biến dòng tải có tỷ số biến 50/5 A. Phía thứ cấp của nó có hai cuộn dây. Cuộn thứ cấp thứ nhất được mắc với đồng hồ đo kỹ thuật số tổng hợp để đo dòng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, tần số, cos. Cuộn thứ cấp thứ hai được nối với rơ le dòng điện bảo vệ tổng hợp ( 50/51 và 51G ) . rơ le này bảo vệ được các sự cố quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất. - Máy biến dòng ZCT dùng để cung cấp tín hiệu chạm đất cho rơ le 50/51 và 51G. - Chống sét van 3XLA dùng để bảo vệ chống sóng sét đánh vào đường dây truyền đến động cơ. - áp tô mát 10 AT dùng để đóng cắt và bảo vệ cho mạch điều khiển. - CTD là bộ chỉnh lưu - Tụ điện dùng để cắt công tắc tơ khi có sự cố mất điện lưới. - Khoá điều khiển hai vị trí SS có nhiệm vụ xác định vị trí điều khiển động cơ ở tại tủ hay ở xa tủ. - Khoá điều khiển động cơ CS đặt tại ba nơi : tại tủ điều khiển, bàn điều khiển trung tâm ( CD - 1 ), tủ điều khiển gần động cơ ( LOP - 1 ). Các khoá này có nhiệm vụ cung cấp điện cho cuộn dây đóng và cuộn dây cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS. - Hệ thống tín hiệu gồm: + Đèn G là đèn xanh báo động cơ ngừng vận hành. + Đèn R là đèn đỏ báo động cơ đang vận hành. + Đèn W1 báo tín hiệu quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất. + đèn W2 báo tín hiệu mức nước ở cửa buồng hút của máy bơm thấp quá mức quy định. - Trong mạch có lắp các rơ le trung gian : 52CX, 52TX, 51X, 52X, LLX. 2. Thuyết minh mạch Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 54 a. Khởi động *. Khởi động tại tủ Đẩy công tắc tơ chân không 52- F1- VCS vào vị trí làm việc. Đóng áp tô mát 10AT ở mạch điều khiển, đèn xanh G trên mặt tủ, tủ bảo vệ - đo lường, bàn điều khiển trung tâm và tủ điều khiển gần động cơ sáng báo mạch điều khiển đã có điện và công tắc tơ đang cắt. Vặn khoá điều khiển SS về vị trí ” LOCAL ” ( điều khiển tại tủ ). Vặn khoá CS trên mặt tủ về vị trí ” ON ”, rơ le trung gian 52CX có điện sẽ đóng tiếp điểm 52CX ( 13 – 14 ) làm cuộn đóng của công tắc tơ tắc tơ chân không 52- F1- VCS có điện lập tức đóng công tắc tơ. Động cơ bơm chính bắt đầu được khởi động. Khi công tắc tơ chân không 52- F1- VCS đóng các tiếp điểm phụ cũng tác động theo : - Tiếp điểm 52F1 ( 9 – 10 ) mở ra đèn xanh tắt. - Tiếp điểm 52F1 ( 7 – 8 ) đóng lại đèn R trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ đã đóng. - Tiếp điểm 52F1 ( 11 – 12 ) đóng lại, rơ le trung gian 52X có điện. Tiếp điểm 52X ( 13 – 14 ) gửi sang tủ đo lường và tín hiệu đóng lại làm đèn đỏ tại đó sáng báo công tắc tơ 52- F1- VCS đã đóng. Tiếp điểm 52X ( 43 – 44 ) gửi sang bàn điều khiển trung tâm đóng lại làm đèn đỏ tại đó sáng báo công tắc tơ 52- F1- VCS đã đóng. Động cơ đã vận hành. *. Khởi động tại bàn điều khiển trung tâm hoặc tại tủ điều khiển gần động cơ Đóng áp tô mát 10AT ở mạch điều khiển, đèn xanh G trên mặt tủ, tủ bảo vệ - đo lường, bàn điều khiển trung tâm và tủ điều khiển gần động cơ sáng báo mạch điều khiển đã có điện và công tắc tơ đang cắt. Vặn khoá điều khiển SS về vị trí ” RE ” ( điều khiển xa tủ ). Tiếp điểm SS ( 3 - 4 ) đóng. Vặn khoá CS tại bàn điều khiển trung tâm hoặc tại tủ điều khiển gần động cơ về vị trí ” ON ”, rơ le trung gian 52CX có điện sẽ đóng tiếp điểm 52CX ( 13 - 14 ) làm cuộn đóng của công tắc tơ tắc tơ chân không 52- F1- VCS có điện lập tức đóng công tắc tơ. Động cơ bơm chính bắt đầu được khởi động. Khi công tắc tơ chân không 52- F1- VCS đóng các tiếp điểm phụ của nó cũng tác động và quá trình diễn ra tương tự như ở phần trên. b. bảo vệ động cơ Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 55 *. Bảo vệ quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất bằng rơ le dòng điện tổng hợp 50/51&51G Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất cuộn dây stato thì rơ le dòng điện tổng hợp 50/51&51G sẽ tác động. Tiếp điểm IPR- A ( 1 - 2 ) đóng lại làm rơ le trung gian 51X có điện: - Tiếp điểm 51X ( 13 - 14 ) đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS có điện làm cắt công tắc tơ. - Tiếp điểm 51X ( 43 - 44 ) gửi sang tủ đo lường và tín hiệu đóng lại, làm còi BZ tại đó kêu báo tín hiệu sự cố. - Tiếp điểm 51X ( 33 - 34 ) đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm 51X ( 73 -74 ) đóng lại, đèn W1 trên mặt tủ sáng báo tín hiệu sự cố. - Tiếp điểm 51X ( 53 - 54 ) gửi sang tủ đo lường và tín hiệu đóng lại, làm đèn sự cố trên mặt tủ đó sáng báo tín hiệu sự cố quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất. - Tiếp điểm 51X ( 83 - 84 ) gửi sang bàn điều khiển trung tâm đóng lại làm đèn sự cố ở đó sáng báo tín hiệu sự cố quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất. *. Bảo vệ ngắn mạch Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ công tắc tơ xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì cầu chì CC lắp kèm với công tắc tơ sẽ tác động cắt điện vào động cơ. Động cơ được dừng lại. *. Bảo vệ mức nước bể hút thấp Nếu trong quá trình vận hành mà mực nước ở cửa buồng hút xuống thấp thì khi tới trị số chỉnh định của rơ le phao lắp ở cửa buồng hút, rơ le sẽ tác động đóng tiếp điểm của nó lại, cấp điện cho rơ le trung gian LLX. Rơ le LLX sẽ tác động : - Tiếp điểm LLX ( 13 - 14 ) đóng lại làm làm cuộn cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS có điện làm cắt công tắc tơ. - Tiếp điểm LLX ( 63 -64 ) đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm LLX ( 43 - 44 ) gửi sang tủ đo lường và tín hiệu đóng lại, làm còi BZ tại đó kêu báo tín hiệu sự cố. - Tiếp điểm LLX ( 73 -74 ) đóng lại, đèn W2 trên mặt tủ sáng báo tín hiệu sự cố mực nước bể hút thấp. - Tiếp điểm LLX ( 53 - 54 ) gửi sang tủ đo lường và tín hiệu đóng lại, làm đèn sự cố trên mặt tủ đó sáng báo tín hiệu sự cố mực nước bể hút thấp. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 56 - Tiếp điểm LLX ( 83 – 84 ) gửi sang bàn điều khiển trung tâm đóng lại làm đèn sự cố ở đó sáng báo tín hiệu sự cố mực nước bể hút thấp. *. Bảo vệ nhiệt nồi dầu trên, nồi dầu dưới của động cơ và nhiệt độ vòng bi cú máy bơm - Bảo vệ nhiệt nồi dầu trên của động cơ Nếu trong quá trình vận hành mà nhiệt độ nồi dầu trên của động cơ tăng lên quá mức chỉnh định thì tín hiệu nhiệt lắp tại nồi dầu trên của động cơ sẽ làm rơ le KN2200 lắp tại tủ đo lường và tín hiệu tác động làm rơ le trung gian W1X1 có điện. Tiếp điểm W1X1 ( 13 -14 ) gửi sang tủ điều khiển động cơ đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS có điện làm cắt công tắc tơ. Động cơ được cắt khỏi lưới điện. Đồng thời: + Tiếp điểm W1X1 ( 33 - 34 ) ở tủ đo lường và tín hiệu đóng lại làm còi BZ tại đó kêu báo tín hiệu sự cố. + Tiếp điểm W1X1 ( 73 - 74 ) ở tủ đo lường và tín hiệu đóng lại, làm đèn sự cố trên mặt tủ đó sáng báo tín hiệu sự cố quá nhiệt nồi dầu trên của động cơ. - Bảo vệ nhiệt nồi dầu dưới của động cơ Nếu trong quá trình vận hành mà nhiệt độ nồi dầu dưới của động cơ tăng lên quá mức chỉnh định thì tín hiệu nhiệt lắp tại nồi dầu dưới của động cơ sẽ làm rơ le KN2200 lắp tại tủ đo lường và tín hiệu tác động làm rơ le trung gian B1X1 có điện. Tiếp điểm B1X1 ( 13 - 14 ) gửi sang tủ điều khiển động cơ đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS có điện làm cắt công tắc tơ. Động cơ được cắt khỏi lưới điện. Đồng thời: + Tiếp điểm B1X1 ( 33 - 34 ) ở tủ đo lường và tín hiệu đóng lại làm còi BZ tại đó kêu báo tín hiệu sự cố. + Tiếp điểm B1X1 ( 73 - 74 ) ở tủ đo lường và tín hiệu đóng lại, làm đèn sự cố trên mặt tủ đó sáng báo tín hiệu sự cố quá nhiệt nồi dầu dưới của động cơ. - Bảo vệ nhiệt vòng bi của máy bơm Nếu trong quá trình vận hành mà nhiệt độ vòng bi của máy bơm tăng lên quá mức chỉnh định thì tín hiệu nhiệt lắp tại ổ bi bơm cơ sẽ làm rơ le KN2200 lắp tại tủ đo lường và tín hiệu tác động làm rơ le trung gian B1X3 có điện. Tiếp điểm B1X3 ( 13 -14 ) gửi sang tủ điều khiển động cơ đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS có điện làm cắt công tắc tơ. Động cơ được cắt khỏi lưới điện. Đồng thời: + Tiếp điểm B1X3 ( 33 -34 ) ở tủ đo lường và tín hiệu đóng lại làm còi BZ tại đó kêu báo tín hiệu sự cố. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 57 + Tiếp điểm B1X3 ( 73 - 74 ) ở tủ đo lường và tín hiệu đóng lại, làm đèn sự cố trên mặt tủ đó sáng báo tín hiệu sự cố quá nhiệt ổ bi của máy bơm. *. Bảo vệ động cơ khi bị mất điện lưới Nếu trong quá trình vận hành mà bị mất điện lưới thì nguồn điện một chiều trong bộ chỉnh lưu và tụ điện CTD sẽ cấp điện trực tiếp cho cuộn cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS , làm cắt công tắc tơ. Động cơ được cắt khỏi lưới điện. *. Bảo vệ khi mất nguồn điện hạ thế ở tủ tự dùng Khi động cơ đang vận hành mà mất nguồn điện hạ thế cấp cho các mạch điều khiển và các thiết bị tự dùng trong trạm như bơm nước kỹ thuật, bơm tiêu, bơm cứu hoả, hệ thống ánh sáng... thì rơ le 27TX lắp tại tủ điện tổng hạ thế sẽ tác động nhả. Tiếp điểm 27TX của nó gửi sang tủ máy ngắt liên lạc sẽ mở ra. Rơ le trung gian 27X1 lắp tại tủ máy ngắt liên lạc sẽ bị mất điện. Tiếp điểm thường đóng của nó 27X1 ( 31 - 32 ) gửi sang tủ điều khiển động cơ đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS có điện làm cắt công tắc tơ. Động cơ ngừng vận hành. c. Dừng máy Nếu khởi động máy ở tại tủ điều khiển động cơ thì khi dừng động cơ ta có thể dừng được ở ba vị trí : tại tủ, tại bàn điều khiển trung tâm, tại tủ điều khiển gần động cơ. Nếu khởi động máy ở xa tủ điều khiển động cơ thì khi dừng động cơ ta có thể dừng được ở hai vị trí : tại bàn điều khiển trung tâm và tại tủ điều khiển gần động cơ. Khi muốn dừng động cơ tại vị trí nào ta vặn khoá CS tại vị trí đó về vị trí ”OFF” , rơ le trung gian 52TX có điện. Tiếp điểm 52TX ( 13 – 14 ) đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ 52- F1- VCS có điện làm cắt công tắc tơ. Động cơ ngừng vận hành. Khi công tắc tơ 52- F1- VCS cắt : - Tiếp điểm phụ 52- F1 ( 9 - 10 ) đóng lại làm đèn G tại tủ điều khiển động cơ và tủ điều khiển gần động cơ sáng báo công tắc tơ đã cắt, động cơ đã ngừng vận hành. - Tiếp điểm phụ 52- F1 ( 7 - 8 ) mở ra làm đèn R tại tủ điều khiển động cơ và tủ điều khiển gần động cơ tắt báo công tắc tơ đã cắt, động cơ đã ngừng vận hành. - Tiếp điểm phụ 52- F1 ( 11 - 12 ) mở ra, rơ le trung gian 52X bị mất điện: Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 58 + Tiếp điểm 52X ( 31 - 32 ) gửi sang bàn điều khiển trung tâm đóng lại làm đèn xanh ở đó sáng báo công tắc tơ đã cắt, động cơ đã ngừng vận hành. + Tiếp điểm 52X ( 43 - 44 ) gửi sang bàn điều khiển trung tâm mở ra làm đèn đỏ ở đó tắt báo công tắc tơ đã cắt, động cơ đã ngừng vận hành. + Tiếp điểm 52X ( 21 - 22 ) gửi sang tủ đo lường và tín hiệu đóng lại làm đèn xanh ở đó sáng báo công tắc tơ đã cắt, động cơ đã ngừng vận hành. + Tiếp điểm 52X ( 33 - 14 ) gửi sang tủ đo lường và tín hiệu mở ra làm đèn đỏ ở đó tắt báo công tắc tơ đã cắt, động cơ đã ngừng vận hành. Đ 5.2 Mạch điều khiển và bảo vệ động cơ điện không đồng bộ cao thế trạm bơm 25000 m3/h ( trạm bơm điện nhân hoà - lý nhân ) I. Sơ đồ cung cấp điện cho trạm bơm Hệ thống điện 35 kV từ trung gian Phủ Lý qua đường dây trên không và qua cầu dao cách ly được cấp đến thanh cái cao áp của trạm. Trong trạm đặt hai máy biến áp lực T1 và T2 công suất mỗi máy là 2000 kVA điện áp 35/6 kV tổ đấu dây Y/-11 để cung cấp điện cho 4 tổ máy bơm chính. Động cơ kéo máy bơm là động cơ KĐB 3 pha rôto lồng sóc công suất 600 kW điện áp 6 kV. Đóng cắt các máy biến áp lực phía cao thế dùng cầu dao cách ly. Để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp dùng cầu chì tự rơi. Để đo điện năng tiêu thụ, phía cao thế có lắp máy biến dòng và máy biến điện áp đo lường. Để bảo vệ chống sét đánh vào đường dây truyền đến trạm, trên thanh cái cao áp có lắp chống sét van. Ngoài ra trong trạm còn lắp đặt một máy biến áp tự dùng 100 kVA điện áp 35/04 kV để phục vụ cho các phụ tải tự dùng trong trạm. Phía thứ cấp của các máy biến áp lực, điện áp 6 kV qua hệ thống cáp tổng, qua máy biến dòng tổng, qua máy ngắt nhận điện 1 và 2 được cấp lên hai phân đoạn của thanh cái 6 kV. Giữa hai phân đoạn của thanh cái 6kV có lắp máy ngắt liên lạc. Từ các phân đoạn của thanh cái 6 kV, điện áp được đưa qua các công tắc tơ chân không, qua cuộn kháng, qua máy biến dòng, qua hệ thống cáp được cấp đến động cơ kéo máy bơm. Mỗi động cơ kéo máy bơm có lắp đặt thêm một tủ tụ bù để nâng cao hệ số công suất cos cho lưới điện. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 59 ở phân đoạn 1: điện áp 6 kV được cấp cho tủ điều khiển của động cơ số 1, tủ tụ của động cơ số 1, tủ điều khiển của động cơ số 2 và tủ tụ của động cơ số 2. ở phân đoạn 2: điện áp 6 kV được cấp cho tủ điều khiển của động cơ số 3, tủ tụ bù của động cơ số 3, tủ điều khiển của động cơ số 4 và tủ tụ bù của động cơ số 4. Điện áp 6 KV được cấp đến máy biến điện áp đo lường Y/Yo/ (sao-sao không  hở ) để cung cấp điện áp cho các dụng cụ đo và rơ le. Để cung cấp dòng điện cho các dụng cụ đo và rơ le tại các tủ nhận điện có lắp các máy biến dòng 200/5A . Các dụng cụ đo lường cho máy biến áp lực gồm có: Đồng hồ đo công suất tác dụng, đồng hồ đo điện năng tác dụng, đồng hồ đo cos, đồng hồ am pe kế, đồng hồ vôn kế có khoá chuyển mạch để đo điện áp dây và điện áp pha, đồng hồ vôn kế V0 để báo tín hiệu chạm đất một pha trong lưới 6 kV. Các dụng cụ đo lường cho động cơ gồm : đồng hồ đo công suất tác dụng, đồng hồ am pe kế có khoá chuyển mạch AS để đo dòng điện các pha của động cơ. Điện áp 0,4 kV phía hạ thế của máy biến áp tự dùng qua hệ thống cáp tổng, qua áp tô mát tổng, qua máy biến dòng tổng được cấp đến thanh cái hạ thế trong tủ tự dùng. Từ đây điện áp 0,4 kV qua các áp tô mát được cấp đến hai LIOA 240/110 V để cấp cho các mạch điều khiển của các tủ điện trong trạm. Điện áp 0,4 kV được cấp đến máy biến áp ba pha 380/220 V để cấp điện cho động cơ bơm mỡ làm mát cho vòng bi của máy bơm. Ngoài ra điện áp 0,4 kV còn cung cấp đến các phụ tải tự dùng khác trong trạm như bơm cứu hoả, hệ thống chiếu sáng, sửa chữa Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 60 S ơ đ ồ c u n g c ấ p đ iệ n c h o t r ạ m b ơ m Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 61 S ơ đ ồ m ạ c h đ iề u k h iể n v à b ả o v ệ đ ộ n g c ơ b ơ m c h ín h Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 62 S ơ đ ồ m ạ c h đ iề u k h iể n v à b ả o v ệ đ ộ n g c ơ b ơ m c h ín h Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 63 S ơ đ ồ m ạ c h đ iề u k h iể n v à b ả o v ệ đ ộ n g c ơ b ơ m c h ín h Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 64 S ơ đ ồ m ạ c h đ iề u k h iể n v à b ả o v ệ đ ộ n g c ơ b ơ m c h ín h Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 65 S ơ đ ồ m ặ t b ằ n g n h à m á y Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 66 II. Sơ đồ mạch điều khiển và bảo vệ động cơ bơm chính 1. Giới thiệu các thiết bị điện chính trên sơ đồ Các thiết bị chính trên mạch gồm: - 01 đồng hồ đo công suất tác động (W) - 01 đồng hồ Ampekế (A) có khoá chuyển đổi AS để đo dòng điện các pha của động cơ. - 03 đèn tín hiệu hình vuông để báo tín hiệu sự cố do rơ le, cầu chì tác động và dự trữ (F11,F12,F13). - 01 rơle dòng điện 4E dùng để bảo vệ quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất. - Nút ấn LT dùng để thử tín hiệu đèn báo sự cố. - Nút ấn RE (reset) dùng để khử tín hiệu báo sự cố. - Hai đèn tín hiệu F1 (RL - GL) báo tín hiệu công tắc tơ chân không VCS- 52 - F1) đóng hoặc cắt . - Hai đèn tín hiệu S1 (RL- GL) báo tín hiệu công tắc tơ VCS 42 - S1) đóng hoặc cắt . - Hai đèn tín hiệu W1 Và W2 chỉ báo vị trí thử và vị trí làm việc của công tắc tơ chân không VCS -52- F1 . - Một khoá động cơ đóng và cắt công tắc tơ chân không VCS -52F1 có vị trí (ON, OFF) thao tác tại tủ khoá CS . - 01 khoá SS có hai vị trí (LOCAL - REMOTE) dùng để điều khiển động cơ tại tủ MV- 20 hay ở xa tủ. Điều khiển ở xa tủ có thể thực hiện ở hai vị trí: tại bàn điều khiển trung tâm (DESK) và tủ điều khiển đặt gần động cơ (LCP). - Ba khoá điều khiển động cơ CS đặt tại tủ, đặt tại bàn điều khiển trung tâm và đặt tại tủ điều khiển gần động cơ, dùng để đóng cắt điện đưa vào động cơ có hai vị trí (ON, OFF) . - 01 bộ cầu nối CTT dùng để chuyển tín hiệu từ cuộn thứ cấp của máy biến dòng đi các mạch đo lường và bảo vệ. - Trong tủ đặt 1 công tắc tơ chân không VCS - 52 - F1 dùng để khởi động động cơ qua cuộn kháng và làm việc bình thường. Trong công tắc tơ có lắp cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch đoạn cáp từ công tắc tơ xuống động cơ hoặc bên trong động cơ. - Trong tủ đặt một công tắc tơ chân không VCS - 42 - S1 dùng để đóng điện trực tiếp vào động cơ sau khi kết thúc khởi động. - Trong tủ đặt 3 máy biến dòng 100/5A dùng cho mạch đo lường và bảo vệ. - Trong tủ đặt 3 cuộn kháng 6 kV dùng để khởi động động cơ. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 67 - 01 bộ chống sét gồm 3 chống sét van mắc ở ba pha để chống sóng sét đánh vào đường dây truyền đến động cơ. - 01 máy biến dòng cáp điện dùng để bảo vệ chạm đất 1 pha cuộn dây stato. - 1 bộ chỉnh lưu và tụ điện (CTD) dùng để cấp nguồn điện một chiều cho cuộn cắt của công tắc tơ VCS-52-F1 và VCS-42-S1 và dùng để cắt hai công tắc tơ khi có sự cố mất điện áp lưới. - 01 Aptomat MCP-10A để cung cấp nguồn điện 110V cho mạch điều khiển. - Trong mạch có lắp các rơle trung gian 52X, 42X, 4EX, 29X, 86X, 33TX, 33SX làm nhiệm vụ trung chuyển tín hiệu và hai rơle thời gian TX1 và TX2 để khống chế thời gian khởi động và bảo vệ động cơ khi khởi động không thành công. - Trong tủ có lắp đặt một công tắc TS và 1 cầu chì 4A dùng cho mạch sấy động cơ. 2. Thuyết minh quá trình khởi động a. Khởi động động cơ Đ1 tại tủ Đóng AB ở mạch điều khiển MCB -1, hai đèn xanh GR sáng báo hai công tắc tơ đang ở vị trí cắt. Đẩy công tắc tơ VCS-52-F1 vào vị trí làm việc tiếp điểm 33S (1-2) đóng làm rơle trung gian 33SX có điện: tiếp điểm 33SX (33-34) đóng làm đèn W2 trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ ở vị trí làm việc, tiếp điểm 33SX (13-14) và 33SX(43-44) đóng để chuẩn bị cho việc đóng hai công tắc tơ. Khởi động động cơ bơm mỡ tại tủ MV-30. Công tắc tơ MR1 có điện sẽ đóng tiếp điểm MR1 ở mạch cuộn đóng của công tắc tơ VCS-52-F1 . Vặn khoá điều khiển SS về vị trí (LOCAL) (điều khiển tại tủ) tiếp điểm SS (1-2) đóng. Vặn khoá CS tại tủ về vị trí “ON” tiếp điểm CS (3-4) đóng làm cuộn đóng của công tắc tơ VCS - 52F1 có điện làm đóng công tắc tơ. Động cơ bơm chính bắt đầu được khởi động qua cuộn kháng. Khi công tắc tơ VCS - 52F1 đóng tiếp điểm phụ: + 52F1 (9-10) mở ra đèn GL tắt. + 52F1 (7-8)đóng lại đèn RL trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ đã đóng. Đồng thời rơle trung gian 52X có điện sẽ tác động đóng tiếp điểm của nó lại đưa tín hiệu đến tủ tín hiệu và bảo vệ, tủ điều khiển gần động cơ và bàn điều khiển trung tâm. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 68 + Tiếp điểm 52F1 (11-12) đóng lại làm hai rơle thời gian TX1 và TX2 có điện. Sau một khoảng thời gian đã chỉnh định trước (phụ thuộc vào thời gian khởi động động cơ) tiếp điểm thường mở đóng chậm TX1(1-3) đóng lại làm cuộn đóng của công tắc tơ VCS - 42-S1 có điện làm đóng công tắc tơ. Động cơ được chạy trực tiếp từ điện áp lưới và cuộn kháng coi như được loại ra khỏi mạch động cơ. + Tiếp điểm 52F1(13-14) mở ra không cho cuộn cắt của công tắc tơ VCS- 42S1 có điện. Khi công tắc tơ VCS-42-S1 đóng: + Tiếp điểm phụ 42S1(9-10) mở ra đèn GL tắt. + Tiếp điểm 42S1(7-8) đóng lại đèn RL trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ đã đóng. + Tiếp điểm 42S1(11-12) đóng làm rơle trung gian 42x có điện sẽ đưa tín hiệu đến bàn điều khiển trung tâm, tủ điều khiển gần động cơ, tủ tín hiệu và bảo vệ làm các đèn tín hiệu ở đó sáng báo cho người vận hành biết công tắc tơ VCS- 42-S1 đã đóng. + Tiếp điểm 42S1 (13-14) mở ra cắt điện rơle thời gian TX2. b. Khởi động động cơ tại bàn điều khiển trung tâm hoặc tủ điều khiển gần động cơ Vặn khoá điều khiển SS về vị trí (REMOTE) (điều khiển xa tủ) tiếp điểm SS (3-4) đóng. Muốn điều khiển động cơ ở bàn điều khiển trung tâm ta vặn khoá CS tại đó về vị trí “ ON “, còn muốn điều khiển động cơ tại tủ điều khiển gần động cơ ta vặn khoá CS tại đó về vị trí “ ON “. Cuộn đóng của công tắc tơ VCS - 52-F1 có điện làm đóng công tắc tơ. Động cơ bơm chính bắt đầu được khởi động qua cuộn kháng và quá trình diễn ra tương tự như ở trên. 3. Thử công tắc tắc tơ VCS-52F1. Kéo công tắc tơ 52F1 ra phía ngoài (vị trí thử), tiếp điểm 33 T(1-2) đóng làm rơle trung gian 33TX có điện. + Tiếp điểm 33TX (33-34) đóng lại đèn W1 trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ VCS-52F1 đang ở vị trí thử. + Tiếp điểm 33TX (13-14) đóng lại để chuẩn bị cung cấp điện cho cuộn đóng công tắc tơ VCS-52F1. - Vặn khoá SS tại tủ về vị trí “LOCAL”. - Vặn khoá CS tại tủ về vị trí “ON” cuộn đóng công tắc tơ VCS-52F1 có điện lập tức đóng công tắc tơ. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 69 Muốn cắt công tắc tơ ta vặn khoá CS tại tủ về vị trí “OFF” cuộn cắt của công tắc VCS-52F1 có điện làm ngắt công tắc tơ. 4. Bảo vệ động cơ trong qúa trình khởi động và vận hành a. Bảo vệ động cơ trong quá trình khởi động Nếu trong quá trình khởi động mà hết thời gian khởi động vì một lý do nào đó công tắc tơ VCS-42-S1 không đóng được thì tiếp điểm 42S1(13-14) vẫn đóng rơle thời gian TX2 vẫn có điện. Sau một khoảng thời gian chỉnh định tiếp điểm thường mở đóng chậm TX2 (1-3) đóng lại làm rơle trung gian 86X có điện. Tiếp điểm 86X(13-14) đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ VCS-52F1 có điện sẽ cắt công tắc tơ động cơ được ngắt khỏi lưới điện. b. Bảo vệ quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất thì rơle dòng điện 4E sẽ tác động. Tiếp điểm 4E (TC-TQ) đóng lại làm rơle trung gian 4EX có điện. - Tiếp điểm 4EX (23-24) đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm 4EX (33-34) đóng lại làm rơle trung gian 86X có điện sẽ đóng tiếp điểm 86X (13-14) làm cuộn cắt của công tắc tơ (máy ngắt chân không) VCS-52-F1 có điện sẽ cắt công tắc tơ. Động cơ ngừng vận hành. Khi công tắc tơ VCS-52-F1cắt thì tiếp điểm phụ 52F1(13-14) đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ VCS-42-S1 có điện, sẽ cắt công tắc tơ. - Tiếp điểm 4EX (83-84) đóng lại đèn F11 trên mặt tủ sáng báo tín hiệu sự cố. - Khi rơ le 4EX có điện các tiếp điểm của nó gửi sang bàn điều khiển trung tâm, tủ điều khiển gần động cơ, tủ tín hiệu và bảo vệ sẽ đóng lại, các đèn sự cố ở đó sáng báo tín hiệu sự cố. Muốn khử tín hiệu sự cố ta ấn vào nút RE rơle trung gian 4EX bị mất điện sẽ mở các tiếp điểm thường mở của nó làm hệ thống đèn báo sự cố tắt. c. Bảo vệ ngắn mạch Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ công tắc tơ VCS-52-F1 xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì cầu chì lắp ở công tắc tơ VCS-52-F1 sẽ tác động làm đóng tiếp điểm FUSE (19-20) rơle trung gian 29X sẽ tác động. - Tiếp điểm 29X (23-24) đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm 29X (33-34) đóng lại làm rơle trung gian 86X có điện sẽ cắt công tắc tơ VCS-52F1 dần tới ngắt công tắc tơ VCS-42S1. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 70 - Tiếp điểm 29X (83-84) đóng lại đèn F12 trên mặt tủ sáng báo tín hiệu sự cố. - Các tiếp điểm 29X gửi sang bàn điều khiển trung tâm, tủ điều khiển gần động cơ, tủ tín hiệu và bảo vệ đóng lại, làm các đèn sự cố ở đó sáng báo tín hiệu sự cố. d. Bảo vệ động cơ khi bị mất điện lưới Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố mất điện áp lưới thì bộ chỉnh lưu và tụ điện sẽ đưa nguồn điện một chiều đến cuộn cắt của công tắc tơ VCS-52-F1 . Tụ C lắp trong bộ chỉnh lưu sẽ phóng điện vào cuộn cắt làm ngắt công tắc tơ VCS-52-F1. Động cơ được ngắt ra khỏi lưới điện. 5. Dừng máy Có thể dừng tại 3 nơi: Tại tủ MV-20 khi vặn khoá CS về vị trí “OFF”, tại bàn điều khiển trung tâm khi vặn khoá điều khiển động cơ số 1 về vị trí “OFF” hoặc vặn khoá điều khiển ở tủ điều khiển gần động cơ về vị trí “OFF”, cuộn cắt của công tắc tơ VCS-52-F1 có điện làm cắt công tắc tơ. Khi công tắc tơ VCS-52- F1 cắt tiếp điểm 52F1 (7-8) mở ra đèn RL tắt; tiếp điểm 52F1(9-10) đóng lại đèn GL sáng báo công tắc tơ đã cắt; tiếp điểm 52F1(13-14) đóng lại làm cuộn cắt của công tắc tơ VCS-42-S1 có điện sẽ cắt công tắc tơ. Khi công tắc tơ VCS-42- S1 cắt tiếp điểm 42S1(7-8) mở ra đèn RL tắt; tiếp điểm 42S1(9-10) đóng lại đèn GL trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ đã cắt. Hai rơ le trung gian 52X và 42X bị mất điện. Các tiếp điểm thường mở của nó gửi sang bàn điều khiển trung tâm, tủ điều khiển gần động cơ và tủ tín hiệu và bảo vệ mở ra làm các đèn đỏ ở đó tắt; các tiếp điểm thường đóng ở đó đóng lại, đèn xanh ở đó sáng báo hai công tắc tơ đã cắt. Đ 5.3. Mạch điều khiển và bảo vệ động cơ điện không đồng bộ cao thế trạm bơm 25000 m3/h ( trạm bơm điện vĩnh trị II - ý Yên ) I. Sơ đồ cung cấp điện cho trạm bơm Trạm bơm Vĩnh Trị I và II lấy điện từ trạm biến áp trung gian Trình Xuyên điện áp 35KV qua đường dây AC70 được đưa đến trạm. Điện áp 35KV qua cầu dao cách ly tổng được đưa đến thanh cái cao áp của trạm. Điện áp 35KV qua cầu dao cách ly và qua cầu chì tự rơi được đưa đến cuộn sơ cấp của máy biến áp lực T1, T2, T3 và máy biến áp tự dùng. Cầu dao cách ly làm nhiệm vụ đóng cắt không tải cho các máy biến áp cầu chì làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch cho các Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 71 máy biến áp. Để bảo vệ chống sóng sét đánh vào đường dây truyền đến trạm trên thanh cái cao áp có lắp chống sét van. Các máy biến áp lực T1, T2, T3 giống nhau có dung lượng định mức 1600KVA, điện áp 35/6KV . Tổ đấy dây Y/-11. Mỗi máy biến áp sẽ cung cấp điện cho một động cơ kéo máy bơm chính. Điện áp 6 KV ở thứ cấp của các máy biến áp lực qua cáp tổng, qua máy biến dòng tổng, qua máy ngắt QF ở tủ đầu vào được đưa đến thanh cái 6KV của tủ điện. Từ hệ thống thanh cái 6KV điện áp được cấp qua công tắc tơ chân không Q2, Q3, qua cuộn kháng, qua máy biến dòng và qua đường cáp cấp cho động cơ bơm chính. Từ thanh cái 6KV điện áp được cấp qua công tắc tơ chân không Q4 qua máy biến dòng và qua đường cáp được cấp đến hệ thống tụ bù. Để bảo vệ chống sóng sét đánh vào đường dây truyền đến trạm ở tủ điều khiển và tủ tụ có lắp chống sét van. - Hệ thống đo lường đo tủ đầu vào gồm có 3 máy biến dòng và một máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ nối Y/Yo/ hở dùng để cấp điện cho dụng cụ đo và rơle. Các dụng cụ đo gồm có Apekế, đồng hồ đo Cos  , Vôn kế, đồng hồ đo công suất tác dụng, đồng hồ điện năng tác dụng và điện năng phản kháng. - Hệ thống đo lường cho tủ điều khiển động cơ gồm 3 máy biến dòng, 1Ampe kế , 1 đồng hồ đo Cos. - Hệ thống đo lường cho tủ tụ bù gồm 3 máy biến dòng cấp điện cho Ampe kế, đồng hồ đo công suất tác dụng, đồng hồ đo điện năng phản kháng. - Máy biến áp tự dùng dùng để cung cấp điện áp cho các phụ tải tự dùng trong trạm bơm Vĩnh Trị I và II như chiếu sáng, sinh hoạt, tủ điều khiển, tủ tụ. Dung lượng của máy 320KVA điện áp 35/0,4KV. Phía hạ thế của máy biến áp điện áp 0,4KV qua cáp tổng, qua máy biến dòng tổng, qua aptomat tổng. Được cấp lên hệ thống thanh cái 0,4KV trong tủ tự dùng. Từ hệ thống thanh cái hạ thế, điện áp 0,4 KV qua các aptomat tải, qua cáp tải được cấp đến các phụ tải tự dùng trong trạm. - Hệ thống đo lường cho tủ tự dùng gồm có 3 máy biến dòng và 3 ape kế để theo dõi dòng điện từng pha, 1 vôn kế, 1 công tơ đo điện năng tác dụng. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 72 S ơ đ ồ c u n g c ấ p đ iệ n c h o t r ạ m b ơ m Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 73 S ơ đ ồ m ạ c h đ iề u k h iể n v à b ả o v ệ t ủ đ ầ u v à o Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 74 Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 75 II. Sơ đồ mạch điều khiển và bảo vệ tủ đầu vào 1. Giới thiệu các thiết bị điện chính trên sơ đồ - WCL và WCN là hai thanh cái nhận điện từ tủ tự dùng đến. - 1F và 2F là cầu chì bảo vệ mạch điều khiển, đặt ở tủ đầu vào. - S1 là công tắc động cơ lên dây cót, đặt ở tủ đầu vào. - S2 là công tắc hành trình động cơ lên dây cót, đặt trong máy ngắt QF. - Khoá KK là khoá điều khiển máy ngắt đóng hoặc cắt, đặt ở bàn điều khiển trung tâm. - QF1 là cuộn dây đóng máy ngắt. - QF2 là cuộn dây cắt máy ngắt. - V1 là cầu chỉnh lưu để cung cấp điện một chiều cho cuộn dây đóng cắt máy ngắt. - Đi ốt V2 làm nhiệm vụ nạp điện cho tụ C1 và ngăn không cho tụ phóng điện ngược về lưới. - S3 là nút ấn dùng để kiểm tra dung lượng của tụ điện. - R1 và R2 là điện trở hạn chế dòng điện nạp cho tụ và khử điện tích dư tích luỹ trên tụ sau khi đã cắt máy ngắt. - K13U, K13V, K13W là các rơ le bảo vệ điện áp thấp, lấy điện từ máy biến điện áp đo lường. - K3 là tiếp điểm của rơ le trung gian lắp tại tủ khởi động. - KU, KV, KW là các rơ le dòng điện để bảo vệ ngắn mạch từ máy ngắt QF xuống đến động cơ. - 1SLT, 2SLT, 3SLT là cuộn dây cắt trực tiếp máy ngắt QF khi có ngắn mạch xảy ra. Nó được đặt trong máy ngắt. - Rơ le điện áp K14 dùng để bảo vệ chạm đất 1 pha 6 kV. Nó được lấy điện từ cuộn dây tam giác hở của máy biến điện áp đo lường. - Đồng hồ Wh, Varh dùng để đo điện năng tác dụng và phản kháng , đặt tại tủ đầu vào. - PA1 là am pe kế đặt tại bàn điều khiển trung tâm. - cos là đồng hồ đo hệ số công suất đặt tại bàn điều khiển trung tâm. - kW là đồng hồ đo công suất tác dụng đặt tại bàn điều khiển trung tâm. - 3 vôn kế PV1, PV2, PV3 dùng để đo điện áp dây. - Hệ thống đèn tín hiệu gồm: + HW là đèn báo động cơ đã lên căng dây cót xong, đặt tại bàn điều khiển trung tâm. + 1HG là đèn báo máy cắt cắt, đặt tại tủ đầu vào. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 76 + 2HG là đèn báo máy cắt cắt, đặt tại bàn điều khiển trung tâm. + 1HR là đèn báo máy cắt đóng, đặt tại tủ đầu vào. + 2HR là đèn báo máy cắt đóng, đặt tại bàn điều khiển trung tâm. + HY là đèn kiểm tra dung lượng tụ, đặt tại tủ đầu vào. 2. thuyết minh sơ đồ a. Đóng máy ngắt tủ đầu vào Đóng áp tô mát tại tủ tự dùng, vặn công tắc S1 để cấp điện cho động cơ lên dây cót M lên căng dây cót cho bộ truyền động để chuẩn bị cho việc đóng máy ngắt. Sau khi lên căng dây cót xong, tiếp điểm hành trình S2 sẽ tác động làm tiếp điểm thường đóng S2 mở ra cắt dừng động cơ lên căng dây cót M. Đồng thời tiếp điểm thường mở S2 đóng lại làm đèn HW ở bàn điều khiển trung tâm sáng báo dây cót đã lên căng xong. Vặn khoá KK về vị trí “đóng”, cuộn dây đóng máy ngắt QF1 có điện làm đóng máy ngắt QF. Các tiếp điểm chính ở mạch động lực của máy ngắt QF đóng lại, điện áp 6 kV được đưa lên thanh cái tới các tủ của các công tắc tơ. Khi máy ngắt đóng, tiếp điểm phụ thường đóng QF mở ra, đèn xanh 1HG và 2HG tắt; tiếp điểm phụ thường mở QF đóng lại, đèn đỏ 1HR và 2HR sáng báo máy ngắt đã đóng. Đồng thời, tiếp điểm phụ QF ( 9 – 11 ) đóng lại để chuẩn bị cho việc cắt máy ngắt. b. Bảo vệ mạch *. Bảo vệ ngắn mạch Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch từ máy ngắt trở xuống động cơ thì dòng điện trong mạch tăng lên. Khi tới trị số chỉnh định của các rơ le dòng điện KU,KV,KW, các rơ le sẽ tác động: Các tiếp điểm thường đóng KU,KV,KW mở ra và các tiếp điểm thường mở sẽ đóng lại . Dòng điện từ thứ cấp máy biến dòng chạy qua các cuộn dây 1SLT, 2SLT, 3SLT dẫn tới thúc chốt máy ngắt làm cắt máy ngắt. Các tiếp điểm chính QF mở ra loại sự cố ra khỏi lưới điện. *. Bảo vệ quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất cho động cơ Khi có sự cố quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất đoạn cáp từ công tắc tơ xuống động cơ hoặc bên trong động cơ thì rơ le bảo vệ tổng hợp K12 lắp ở tủ khởi động sẽ tác động làm đóng tiếp điểm thường mở K12 cấp điện cho rơ le trung gian K3 ( đặt ở tủ khởi động ) . Tiếp điểm K3 gửi sang tủ đầu vào đóng lại làm cuộn dây cắt máy ngắt QF2 có điện sẽ cắt máy ngắt QF. Các tiếp điểm chính QF ở mạch động lực mở ra, động cơ ngừng vận hành. *. Bảo vệ điện áp thấp Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 77 Nếu trong quá trình vận hành mà điện áp nguồn giảm thấp quá trị số quy định thì các rơ le điện áp thấp K13U, K13V, K13W sẽ tác động ( tác động nhả ). Các tiếp điểm thường đóng K13U, K13V, K13W ( 9 – 13 ) sẽ đóng lại, dòng điện một chiều qua cầu chỉnh lưu V1, điốt V2 được đưa đến cuộn cắt QF2 làm cắt máy ngắt QF. Động cơ ngừng vận hành. *. Bảo vệ chạm đất lưới điện 6 kV Nếu trong quá trình vận hành mà xảy ra chạm đất một pha trong lưới 6 kV thì trong cuộn dây tam giác hở của máy biến điện áp đo lường sẽ xuất hiện suất điện động cảm ứng. Rơ le điện áp K14 sẽ tác động. Tiếp điểm K14 gửi sang tủ tín hiệu trung tâm sẽ đóng lại làm rơ le trung gian K37 ở đó sẽ tác động . Tiếp điểm K37 đóng lại làm đèn 3HL ở đó sáng báo tín hiệu chạm đất một pha. Đồng thời tiếp điểm K37 đóng làm chuông ở đó kêu báo tín hiệu sự cố. *. Bảo vệ mất điện lưới Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố mất điện lưới thì các rơ le điện áp thấp K13U, K13V, K13W sẽ nhả. Các tiếp điểm thường đóng K13U, K13V, K13W ( 9 – 13 ) sẽ đóng lại. Tụ điện C1 sẽ phóng điện qua các tiếp điểm đó vào cuộn dây cắt máy ngắt QF2 làm cắt máy ngắt QF. Các tiếp điểm chính QF ở mạch động lực mở ra loại động cơ ra khỏi lưới điện. c. Cắt máy ngắt tủ đầu vào Vặn khoá KK về vị trí “cắt “, cuộn dây QF2 có điện làm cắt máy ngắt QF. Khi máy ngắt cắt tiếp điểm phụ thường mở QF mở ra, đèn 1HR và 2HR tắt; tiếp điểm phụ thường đóng QF đóng lại, đèn 1HG và 2HG sáng báo cho người vận hành biết máy ngắt đã cắt. Sau đó cắt áp tô mát tại tủ tự dùng để cắt điện mạch điều khiển. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 78 Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 79 III. Sơ đồ mạch điều khiển và bảo vệ tủ khởi động 1. Giới thiệu các thiết bị điện chính trên sơ đồ - WCL và WCN là hai thanh cái nhận điện từ tủ tự dùng đến. - 1F và 2F là cầu chì bảo vệ mạch điều khiển. - Công tắc tơ Q2 dùng để đóng điện trực tiếp từ lưới điện vào động cơ sau khi kết thúc khởi động. - Công tắc tơ Q3 dùng để đóng điện vào động cơ trong quá trình khởi động qua cuộn kháng. - 1STP là nút ấn dừng đặt tại bàn điều khiển trung tâm. - 2STP là nút ấn dừng máy đặt tại tủ điều khiển gần động cơ. - S1 là nút ấn đóng mạch bằng chìa khoá đặt tại tủ điều khiển gần động cơ. Muốn khởi động máy phải cho chìa khoá vào ổ của nút ấn mới nối thông mạch điện để đảm bảo an toàn. - 1ST là nút ấn khởi động đặt tại bàn điều khiển trung tâm. - 2ST là nút ấn khởi động đặt tại tủ điều khiển gần động cơ. - S8 là khoá điều khiển đặt tại bàn điều khiển trung tâm dùng để đặt chế độ làm việc tự động hay bằng tay. Nếu vặn khoá về vị trí “bằng tay” tiếp điểm S8 (217-224) mở (255-257) đóng. Nếu vặn khoá về vị trí “ tự động” thì tiếp điểm S8 (217-224) đóng và S8(255-257) mở. - Trong mạch có lắp rơle trung gian. K31, K32 . Chúng tác động nhờ các rơle phao FK1 Và FK2 lắp ở bể hút. Nếu mực hút bể hút xuống mức (- 0,5m) thì tiếp điểm của rơle phao FK1 mở. Nếu mức nước bể hút xuống mức (+1,3m) thì tiếp điểm FK2 mở. - Trong mạch có lắp các rơle trung gian KC, K2, K3, KC2, để trung chuyển tín hiệu . - Rơle thời gian K7 làm nhiệm vụ khống chế thời gian khởi động động cơ. - Trong mạch có lắp hai cầu chỉnh lưu để cung cấp dòng điện một chiều cho cuộn dây của hai công tắc tơ Q2 và Q3. - Hệ thống đèn tín hiệu gồm: + Đèn xanh 11HG, 12HG, 13HG đặt tại tủ khởi động, bàn điều khiển trung tâm và tủ điều khiển gần động cơ báo động cơ chưa vận hành . + Đèn đỏ 11HR, 12HR, 13HR đặt tại tủ khởi động, bàn điều khiển trung tâm và tủ điều khiển gần động cơ báo động cơ đang làm việc trực tiếp với lưới điện . + Đèn vàng 11HY, 12HY, 13HY đặt tại tủ khởi động, bàn điều khiển trung tâm và tủ điều khiển gần động cơ báo động cơ đang khởi động . Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 80 - Trong tủ có đặt các rơle dòng điện K11U, K11V, K11W dùng để bảo vệ động cơ trong quá trình khởi động. - Rơle K12 là rơle bảo vệ tổng hợp dùng để bảo vệ chế độ quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất cho động cơ. - Đồng hồ am pe kế PA11 để đo dòng điện của động cơ đặt tại bàn điều khiển trung tâm. am pe kế PA12 đặt tại tủ điều khiển gần động cơ. - Đồng hồ đo cos đặt tại bàn điều khiển trung tâm. 2. Thuyết minh sơ đồ a. Khởi động động cơ bằng tay - Đóng aptomat ở tủ tự dùng để cấp điện cho mạch điều khiển. Điện áp xoay chiều 220V được cấp lên thanh cái WCL – WCN. - Đóng máy ngắt QF ở tủ đầu vào. Khi mát ngắt QF ở tủ đầu vào đã đóng thì tiếp điểm phụ QF ( 209 – 211) và ( 251 – 263 ) đóng lại. - Bẻ chìa khoá nút ấn S1 ở tủ điều khiển gần động cơ về vị trí đóng. - Muốn điều khiển động cơ bằng tay ta vặn khoá điều khiển S8 về vị trí “điều khiển bằng tay”, tiếp điểm S8 (217-224) mở, S8(225-257) đóng. - ấn nút 1ST trên bàn điều khiển trung tâm hoặc 2ST tại tủ điều khiển gần động cơ, cuộn dây công tắc tơ Q3 có điện sẽ đóng các tiếp điểm chính Q3 ở mạch động lực đưa điện xoay chiều 3 pha qua cuộn kháng vào động cơ và động cơ bắt đầu được khởi động. Đồng thời các tiếp điểm phụ Q3 sẽ tác động: + Tiếp điểm Q3 (217-219) đóng lại để tự duy trì. + tiếp điểm Q3 (221-213) mở ra đưa điện trở R vào nối tiếp với cuộn dây công tắc tơ Q3 để giảm điện áp đặt vào cuộn dây công tắc tơ. + Tiếp điểm Q3 (225-227) mở ra, đèn xanh 11HG, 12HG, 13HG tắt. + Tiếp điểm Q3 (201-203) đóng lại, rơle trung gian KC2 có điện: - Tiếp điểm KC2 (233-235) đóng lại, đèn vàng 11HY, 12HY, 13HY sáng báo động cơ đang khởi động. - Tiếp điểm KC2 (201-247) đóng lại, rơle thời gian K7 có điện bắt đầu tính thời gian khởi động. Sau một khoảng thời gian đã chỉnh định trước rơle thời gian K7 sẽ tác động đóng tiếp điểm thường mở đóng chậm K7 (201- 237) làm rơle trung gian K2 có điện: + Tiếp điểm K2 (201-243) đóng lại để tự duy trì. + Tiếp điểm K2 (251-261) đóng làm cuộn dây công tắc tơ Q2 có điện sẽ đóng tiếp điểm chính Q2 ở mạch động lực đưa điện xoay chiều 3 pha trực tiếp vào động cơ. Đồng thời: Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 81 -Tiếp điểm Q2 (257-267) mở ra đưa điện trở R vào trong mạch cuộn dây Q2 để giảm điện áp. - Tiếp điểm Q2 (261-251) đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm Q2 (247 - 249) mở ra, cắt điện rơle thời gian K7. - Tiếp điểm Q2 (201-205) đóng lại, rơle trung gian KC có điện sẽ mở tiếp điểm KC (201-233) đèn khởi động tắt; tiếp điểm KC(201-229) đóng lại để chuẩn bị cấp điện cho đèn báo tín hiệu động cơ đang vận hành. - Tiếp điểm Q2 (219-221) mở ra, công tắc tơ Q3 bị mất điện sẽ mở tiêu điểm chính Q3 ở mạch động lực loại cuộn kháng ra khỏi mạch động cơ. Đồng thời tiếp điểm Q3(229-231) đóng lại đèn 11HR, 12HR, 13HR sáng báo động cơ đã chạy trực tiếp ở điện áp lưới. Tiếp điểm Q3 (201-203) mở ra, cắt điện rơle trung gian KC2. Khi rơle trung gian KC mất điện, tiếp điểm KC (243-245) mở ra cắt điện rơle trung gian K2. Quá trình khởi động kết thúc. b. Khởi động tự động Vặn khoá S8 về vị trí “khởi động tự động”, tiếp điểm S8 (217-224) đóng và S8(225-227)mở. Khi mức nước bể hút lớn hơn + 1,3m tiếp điểm của rơle phao FK2 đóng làm cho rơle trung gian K32 có điện sẽ đóng tiếp điểm K32 (224-219). khi mức hút cao hơn – 0,5m thì tiếp điểm của rơle phao FK1 đóng, rơle trung gian K31 có điện sẽ đóng tiếp đỉêm K31 (255-257). Khi đóng máy ngắt QF ở tủ đầu vào, tiếp điểm QF (209-211) và ( 251 – 263) đóng lại, công tắc tơ Q3 có điện và quá trình lặp lại giống như khởi động bằng tay. c. Bảo vệ mạch * Bảo vệ mức nước bể hút thấp Nếu trong quá trình vận hành mà mức nước bể hút giảm xuống dưới – 0,5m thì rơle phao FK1 sẽ mở tiếp điểm của nó, cắt điện rơle trung gian K31 và nếu động cơ đang chạy ở chế độ tự động thì tiếp điểm K31 (255-257) mở ra cắt điện công tắc tơ Q2 làm mở tiếp điểm chính Q2 ở mạch động lực động cơ ngừng vận hành. Đồng thời tiếp điểm của rơle trung gian K31 gửi sang tủ tín hiệu trung tâm đóng lại, đèn tín hiệu ở đó sáng báo tín hiệu mức nước bể hút xuống rất thấp thấp. * Bảo vệ động cơ trong quá trình khởi động Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 82 Nếu trong quá trình khởi động mà dòng điện động cơ tăng lên quá chỉnh định thì rơle dòng điện cảm ứng K11U, K11V, K11W sẽ tác động mở tiếp điểm thường đóng K11U (237-239), K11V(239-241), K11W(241-243) không cho rơle trung gian K2 có điện. Do đó công tắc tơ Q2 không thể có điện được, động cơ vẫn tiếp tục chạy qua cuộn kháng và rơi vào trạng thái quá tải. Khi đó rơle bảo vệ tổng hợp K12 sẽ tác động đóng tiếp điểm K12 (201-259) làm rơle trung gian K3 có điện sẽ đưa tín hiệu đi cắt máy ngắt QF ở tủ đầu vào, động cơ ngừng vận hành. Tiếp điểm QF ( 209 – 211 ) mở ra, công tắc tơ Q3 bị mất điện sẽ mở các tiếp điểm chính Q3 ở mạch động lực loại cuộn kháng ra khỏi mạch động cơ. * Bảo vệ quá tải, mất pha, ngược pha, chạm đất Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố quá tải mất pha ngược pha, chạm đất thì rơle bảo vệ tổng hợp K12 sẽ tác động làm đóng tiếp điểm K12 ( 201 – 259 ) làm cho rơ le trung gian K3 có điện. Tiếp điểm K3 gửi sang tủ đầu vào đóng lại làm cuộn dây cắt máy ngắt QF2 có điện sẽ cắt máy ngắt QF. Động cơ ngừng vận hành. Tiếp điểm QF ( 251- 263 ) mở ra cắt điện công tắc tơ Q2. d. Dừng máy ấn nút 1STP tại bàn điều khiển trung tâm hoặc 2STP tại tủ điều khiển gần động cơ, công tắc tơ Q2 mất điện sẽ mở tiếp điểm chính Q2 ở mạch động lực động cơ ngừng vận hành. Đồng thời tiếp điểm Q2 (201-205) mở ra rơle trung gian KC bị mất điện sẽ mở tiếp điểm KC (201-205) đèn đỏ 11HR, 12HR, 13HR tắt; tiếp điểm KC (201-225) đóng lại đèn xanh 11HG, 12HG, 13HG sáng báo động cơ đã ngừng vận hành. Đ 5.4. Mạch điều khiển và bảo vệ động cơ điện đồng bộ cao thế trạm bơm 32000 m3/h A- Phương pháp mở máy động cơ đồng bộ Để mở máy động cơ đồng bộ người ta thực hiện phương pháp mở máy không đồng bộ. Để thực hiện phương pháp mở máy này trên rô to người ta đột các rãnh tròn, lồng vào đó hệ thống thanh dẫn rồi hàn hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch tạo thành lồng sóc. Phương pháp mở máy như sau : - Nối tắt cuộn dây kích từ bằng một điện trở diệt từ để hạn chế điện áp cảm ứng lúc mở máy. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 83 - Đóng điện vào dây quấn stato. Từ trường quay ở dây quấn stato sẽ cắt qua các thanh dẫn lồng sóc ở rôto làm xuất hiện suất điện động cảm ứng và mô men quay như một động cơ không đồng bộ. Tốc độ động cơ tăng dần. - Khi tốc độ động cơ đạt tới tốc độ xấp xỉ tốc độ đồng bộ, người ta loại điện trở diệt từ ra khỏi mạch và đưa dòng điện một chiều vào cuộn dây kích từ. Máy sẽ tự vào đồng bộ. Khi tốc độ động cơ đạt tới tốc độ đồng bộ thì từ trường quay ở dây quấn stato không cắt qua các thanh dẫn lồng sóc ở rô to. Do đó không làm xuất hiện suất điện động cảm ứng và mô men quay, không ảnh hưởng gì đến chế độ làm việc của động cơ. Hình 5.4. Sơ đồ mở máy động cơ điện đồng bộ Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 84 B. Sơ đồ quá trình hệ thống nước kỹ thuật H ìn h 5 . 5 S ơ đồ q uá t rì nh k ỹ th uậ t củ a h ệ th ốn g n ướ c kỹ t h uậ t Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 85 Hình vẽ trình bày Sơ đồ quá trình kỹ thuật của hệ thống nước kỹ thuật . Nguồn cung cấp nước được lây từ phía hạ lưu ( bể xả ) bằng một đường ống tự chảy dẫn vào bể lọc qua hai van truyền động điện 1D3 và 2D3. Nước trong sau khi đã lọc được dẫn bằng đường ống có van vào bể chứa nước trong. Trong bể chứa nước có bố trí 4 rơ le phao ở các độ cao khác nhau: - Rơ le 1DY dùng để điều khiển động cơ cứu hoả, được đặt ứng với mức nước trung bình. - Rơ le 2DY được đặt ứng với mức nước thấp nhất và dùng để điều khiển động cơ bơm nước kỹ thuật khi mức nước trong bể chứa nước trong cao hơn mức nước thấp nhất. - Rơ le 3DY được đặt ứng với mức nước tràn và khi nước trong bể cao hơn mức nước tràn thì tác động cho tín hiệu báo nước tràn. - Rơ le 4DY được đặt ứng với mức nước thấp nhất và cho tín hiệu báo mức nước thấp. Từ bể chứa nước trong có hai đường ống cung cấp nước và một đường ống thu hồi nước tạo thành một chu trình khép kín ( trừ nước làm mát cutsinê trên của máy bơm thì thải ra ). Hai bơm nước kỹ thuật lắp ở hai đầu đường ống cung cấp nước, đường ống hút có lắp tay van và đường ống xả có lắp van truyền động điện 1DV và 2DV. Lượng nước của hai máy bơm được dẫn chung vào một đường ống, trong đó một bơm làm việc và một bơm dự phòng. Từ đường ống chung có các đường ống nhánh dẫn đến từng tổ máy. Đầu mỗi ống nhánh có lắp một van sắt điện từ CM , đầu đoạn ống nhánh vào cutsinê trên của máy bơm có lắp một rơ le dòng nước 1DC và cuối đoạn nhánh thu hồi nước về cũng lắp một rơ le dòng nước 2DC. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 86 Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 87 Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 88 S IE M E N S S I EM E N S S I E M E N S S IE M E N S S I E M E N S S I E M E NS S IE M E N S S I E M E N S S IE M E N S S I EM E N S S I E M E N S S I E M E NS S IE M E N S S I EM EN S S IE M E N S S I EM E N S S I E M E N S S IE M E N S Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 89 (M ?t s àn ) M 1 6 x1 50 35 65 # C hi t i? t A # C h i t i? t B S IE M E N S S I EM EN S S IE M E N S S IE M E N S S IE M E N S SI E M E N S S IE M E NS S I E M E NS S IE M E N S S I EM EN S S IE M E N S S I E M E NS S IE M E NS S I E M E NS S IE M E N S S I EM EN S S IE M E N S S IE M E N S Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 90 21 43 21 43 21 43 21 43 21 43 Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 91 21 43 21 43 21 43 21 43 21 43 21 43 Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 92 SI EM E N S S IE M E N S Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 93 R T S Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 94 1 4 -- - 5 1 X 1 3 8 6 X A 2 C O N T A C T S P E E D A 1 A 2 A 1 WC1X1 2 4 2 3 W C 1 X 1 W L 1 X 1 O IL L 1 X 1 O IL H 1 X 1 O IL L 1 X 2 O IL H 1 X 2 21 3 C S 2 8 6 X 1 4 -W L 1 X 1 1 3 1 4 -W C 1 X 1 3 1 4 -O IL L 1 X 1 1 3 1 4 -O IL H 1 X 1 1 3 1 4 -5 1 X 1 3 1 4 -4 6 X 1 3 4 - -T C 1 X - A C 1 2 N C 1 2 A C 7 2 N C 7 2 C S 4 C S 5 C S 8 W C 1 X 1 4 -O IL H 1 X 2 1 3 1 4 -O IL L 1 X 2 1 3 1 4 -K T 1 X 1 1 3 1 4 -6 4 G 1 3 1 4 -3 3 S X 1 3 C S 3 1 4 -3 3 T X 1 3 2 3 2 4 3 3 S X A 2 A 1 WL1X1 2 4 2 3 W L 1 X A 2 A 1 OILL1X 2 4 2 3 O IL L 1 X A 2 A 1 OILH1X1 2 4 2 3 O IL H 1 X A 2 A 1 OILL1X2 2 4 2 3 O IL L X 2 A 2 A 1 OILH1X2 2 4 2 3 O IL H X 2 A 2 A 1 KT1X1 2 4 2 3 K T X 3 3 T X 2 T E S T 3 3 T 1 3 3 S X 4 S E R V IC E 3 3 S 3 A 2 R E L A Y L E V E L A 1 A 2 -K T A 1 A 2 R E L A Y L E V E L A 1 A 2 R E L A Y L E V E L A 1 A 2 R E L A Y L E V E L A 1 S 2 R E L A Y W L S 1 K T 1 X 1 3 3 T X 3 3 S X C S 1 C S 6 C S 7 T X S X 3 4 -- 3 3 2 2 -- 2 1 C S 9 1 4 -K T 1 1 3 Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 95 4 6 X 5 1 X T C 1 X 6 4 G 3 0 X E 1 E 2 E 3 4 T E S T L A M P 3 2 - 1 R S . N C 7 2 A C 7 2 5 0 /5 1 ,6 4 G ,4 6 4 6 X 4 6 X 2 4 -4 6 X 2 3 5 1 X 5 1 X 2 4 -5 1 X 2 3 6 4 G 6 4 G 2 4 -6 4 G 2 3 3 0 X 3 0 X 7 S K 8 0 F I1 F I1 F I2 F I2 F I3 F I3 F I4 F I4 R G R L 1 G L 1 7 2 8 4 7 1 8 3 6 2 6 1 Y L 1 Y 4 4 -3 3 T X 4 3 G L 2 G 4 4 -3 3 S X 4 3 0 1 0 2 0 3 0 9 1 0 0 4 0 5 0 6 0 7 4 4 -3 0 X 4 3 0 8 0 7 0 7 0 7 1 1 4 4 -5 0 X 4 3 4 4 -6 4 X 4 3 4 4 -2 7 X 4 3 0 4 0 5 0 6 0 4 0 5 0 6 3 0 X 4 6 X 5 1 X 6 4 G WC1X1 4 4 4 3 1 3 1 2 WL1X1 4 4 4 3 1 3 1 2 OILT1X1 4 4 4 3 1 2 OILT1X2 4 4 4 3 OILC1X1 4 4 4 3 1 2 OILC1X2 4 4 4 3 KT1X1 4 4 4 3 1 3 1 2 F I5 F I5 D F X 3 2 2 D F X 1 2 1 2 2 D F X 2 2 1 Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 96 C. Sơ đồ cung cấp điện cho trạm bơm I. Sơ đồ cung cấp điện chính Trạm bơm Cổ Đam được lấy điện từ trạm biến áp trung gian Trình Xuyên điện áp 35KV qua đường dây AC70 được đưa đến thanh cái cao áp của trạm. Điện áp 35KV qua cầu dao cách ly và qua cầu chì tự rơi được đưa đến cuộn sơ cấp của máy biến áp lực T2 ( 1800 kVA ) và máy biến áp tự dùng. Điện áp 35KV qua cầu dao cách ly và qua máy cắt 35 kV được đưa đến cuộn sơ cấp của máy biến áp lực T1 ( 5600 kVA ). Cầu dao cách ly làm nhiệm vụ đóng cắt không tải cho các máy biến áp cầu chì làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch cho các máy biến áp. Để bảo vệ chống sóng sét đánh vào đường dây truyền đến trạm trên thanh cái cao áp có lắp chống sét van. Các máy biến áp lực T1, T2 có điện áp 35/6KV, tổ đấy dây Y/-11. Phía thứ cấp của các máy biến áp lực, điện áp 6 kV qua hệ thống cáp tổng, qua máy biến dòng tổng, qua máy ngắt nhận điện 1 và 2 được cấp lên hai phân đoạn của thanh cái 6 kV. Giữa hai phân đoạn của thanh cái 6kV có lắp máy ngắt liên lạc. Từ các phân đoạn của thanh cái 6 kV, điện áp được đưa qua các công tắc tơ chân không, qua máy biến dòng tải, qua hệ thống cáp, qua máy biến dòng cáp được cấp đến động cơ kéo máy bơm. Mỗi động cơ kéo máy bơm có lắp đặt thêm một tủ kích từ để cấp nguồn điện 1 chiều cho roto của động cơ đồng bộ. ở phân đoạn 1: điện áp 6 kV được cấp cho tủ điều khiển của động cơ số 1,tủ điều khiển của động cơ số 2 , tủ điều khiển của động cơ số 3 và tủ điều khiển của động cơ số 4. ở phân đoạn 2: điện áp 6 kV được cấp cho tủ điều khiển của động cơ số 5, tủ điều khiển của động cơ số 6 , tủ điều khiển của động cơ số 7 và tủ điều khiển máy biến áp tự dùng trong nhà 320 kVA- 6/0,4 kV. ở tủ nhận điện 1 ( từ MBA 5600 kVA cấp đến ) và tủ nhận điện 2 ( từ MBA 1800 kVA cấp đến ) điện áp 6 KV được cấp cho 2 máy biến điện áp đo lường Y/Yo/ hở (sao-sao không-  hở ) để cung cấp điện áp cho các dụng cụ đo và rơ le. Để cung cấp dòng điện cho các dụng cụ đo và rơ le tại các tủ nhận điện có lắp các máy biến dòng 500/5/5 A có 2 cuộn thứ cấp. Để bảo vệ động cơ khi có sóng sét truyền vào động cơ, tại tủ điều khiển động cơ người ta có đặt chống sét van. Hệ thống đo lường cho tủ đầu vào ( cho máy biến áp lực ) gồm có: - Đồng hồ đo kỹ thuật số tổng hợp để đo dòng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, tần số, cos. - Đồng hồ vôn kế V0 để báo tín hiệu chạm đất một pha. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 97 - Đồng hồ đo điện năng tác dụng. - Đồng hồ đo điện năng phản kháng Hệ thống đo lường cho động cơ dùng đồng hồ đo kỹ thuật số tổng hợp để đo dòng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, tần số, cos và đồng hồ am pe kế đo dòng điện ở rô to. Hệ thống tự dùng nhận điện qua máy biến áp tự dùng ngoài trời 35/0,4 kV – 560 kVA hoặc máy biến áp tự dùng trong nhà 320 kVA- 6/0,4 kV. Phía thứ cấp của các máy biến áp tự dùng điện áp 0,4 kV được đưa qua cáp tổng, qua máy biến dòng tổng, qua áp tô mát tổng được cấp đến thanh cái hạ thế đặt trong tủ tự dùng. Từ đây điện áp 0,4 kV được đưa qua các áp tô mát, qua hệ thống cáp cấp cho các phụ tải tự dùng như mạch sấy và đèn chiếu sáng trong tủ, mạch điều khiển các tủ điện và bàn điều khiển trung tâm, bơm nước kỹ thuật, bơm tiêu, bơm cứu hoả, hệ thống chiếu sáng, khu gia đình, cơ quan và các cống. Hệ thống đo lường cho tủ tự dùng gồm có 3 đồng hồ đo dòng điện, 1 đồng hồ đo điện áp có khóa AS và đồng hồ đo điện năng tác dụng. Trong nhà máy bố trí 11 tủ điện 6kv gồm: Tủ nhận điện 1, 6kV, nhận điện từ máy biến áp 5600 kVA Tủ điều khiển động cơ số 1 Tủ điều khiển động cơ số 2 Tủ điều khiển động cơ số 3. Tủ điều khiển động cơ số 4. Tủ đặt máy ngắt liên lạc. Tủ điều khiển động cơ số 5 Tủ điều khiển động cơ số 6. Tủ điều khiển động cơ số 7. Tủ nhận điện số 2; 6kv nhận điện từ MBA 1800 kVA. Tủ bảo vệ MBA tự dùng. Ngoài ra trong trạm còn bố trí 1 tủ điện hạ thế 0,4kv lấy điện từ MBA tự dùng để cấp cho một số phụ tải tự dùng trong trạm; 01 bàn điều khiển trung tâm; 02 tủ tín hiệu và đo lường; 07 tủ điều khiển gần động cơ. Hệ thống tự dùng còn cung cấp điện cho mạch sấy và chiếu sáng trong các tủ điện. II. Sơ đồ mạch sấy và chiếu sáng trong các tủ điện Mạch sấy và chiếu sáng cho các tủ thuộc phân đoạn I và tủ máy ngắt liên lạc được dùng chung 1 áp tô mát 15 A lắp đặt tại tủ nhận điện I. Trong mỗi tủ có Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 98 lắp đặt 1 đèn chiếu sáng 220V- 10W, 1 công tắc đặt tại thành tủ, 1 bộ khống chế nhiệt độ sấy và 1 điện trở sấy 220V – 100W. Mạch sấy và chiếu sáng cho các tủ thuộc phân đoạn II được dùng chung 1 áp tô mát 15 A lắp đặt tại tủ nhận điện II. Trong mỗi tủ có lắp đặt 1 đèn chiếu sáng 220V- 10W, 1 công tắc đặt tại thành tủ, 1 bộ khống chế nhiệt độ sấy và 1 điện trở sấy 220V – 100W. Riêng tủ đặt máy biến áp trong nhà có lắp đặt 1 đèn chiếu sáng 220V- 10W, 1 công tắc đặt tại thành tủ, 1 bộ khống chế nhiệt độ sấy và 1 quạt điện làm mát. III. Sơ đồ mạch điện nguồn điều khiển Mạch nguồn điều khiển cung cấp cho hệ thống điều khiển của các tủ điện được lấy từ máy biến áp tự dùng qua MBA 1 pha 380 / 220 V – 5kVA cung cấp đến áp tô mát 2 pha 25 A tới tủ nhận điện I. Tại tủ nhận điện I có lắp đặt 1 áp tô mát nhận điện 25A để đóng cắt nguồn điều khiển cho các tủ. Từ đây nguồn điều khiển sẽ được cung cấp tới tủ nhận điện I, tủ điều khiển động cơ số 1, tủ điều khiển động cơ số 2, tủ điều khiển động cơ số 3, tủ điều khiển động cơ số 4, tủ máy ngắt liên lạc, tủ điều khiển động cơ số 5, tủ điều khiển động cơ số 6, tủ điều khiển động cơ số 7, tủ nhận điện II, tủ máy biến áp tự dùng trong nhà và hệ thống điều khiển của bàn điều khiển trung tâm, tủ điều khiển gần động cơ, tủ đo lường và tín hiệu . Tại mỗi tủ điện có lắp 1 áp tô mát 2 pha 15 A để đóng , cắt nguồn điều khiển. Ngoài ra tại tủ điện tự dùng đặt cạnh tủ máy biến áp tự dùng có lắp đặt 1 bộ lưu nguồn UPS để dự phòng khi có sự cố mất điện lưới hoặc khi máy biến áp cấp nguồn điều khiển có sự cố xáy ra. Bộ lưu nguồn UPS được nối vào mạch điều khiển thông qua áp tô mát 2 pha 25 A. D. sơ đồ mạch điều khiển và bảo vệ động cơ bơm chính I. Giới thiệu các thiết bị điện chính trên sơ đồ 1. Các thiết bị trên mặt cánh tủ - 06 đèn hình vuông cảnh báo sự cố : + Báo lỗi rơ le ( F11 ). + Quá dòng ( F12 ) + Mất cân bằng pha ( F 13 ). + chạm đất cuận dây Stato ( F 14 ). + Báo lỗi quá nhiệt động cơ ( F15 ) + dự phòng. - 02 đèn hình tròn chỉ báo: + Đèn báo VCS ở vị trí TEST ( màu vàng ). Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 99 + Đèn báo VCS ở vị trí SERVICE ( màu xanh ). - 01 Rơ le kỹ thuật số 50/51, 64G, 46 để bảo vệ quá tải , chạm đất, mất cân bằng pha . - 01 Đồng hồ đo dòng điện 1 chiều rô to 0- 300 A . - 01 Đồng hồ đo kỹ thuật số tổng hợp để đo dòng điện, điện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng, tần số, cos. - 01 Chuyển mạch lựa chọn LOCAL- REMOTE dùng để chọn vị trí thao tác công tắc tơ chân không tại tủ hay ở xa tủ. Đóng cắt động cơ ở xa tủ có thể điều khiển tại bàn điều khiển trung tâm hay ở tủ điều khiển gần động cơ. - 01 Đèn báo VCS OFF- màu xanh - 01 Đèn báo VCS ON- màu đỏ - 01 Nút ấn LAMP TEST ( LT- màu xanh ) dùng để thử tín hiệu đèn báo sự cố. - 01 Nút ấn RS (reset- màu vàng ) dùng để khử tín hiệu báo sự cố. - 01 Khoá đóng và cắt công tắc tơ chân không VCS có 2 vị trí (ON, OFF) loại tự trả về ( khoá CS ) . 2. Các thiết bị trong tủ - Thanh cái và hệ thống sứ đỡ 7,2 kV. - 01 Công tắc tơ chân không VCB 7,2 kV- 400 A loại kéo ra kéo vào. - 03 Máy biến dòng 7,2 kV, 100/5/5A có hai cuộn thứ cấp dùng cho mạch đo lường và bảo vệ. - 01 Máy biến dòng thứ tự không 7,2 kV, 100/5 A để cung cấp điện cho các rơ le bảo vệ . - 01 Bộ chống sét van để chống sóng sét đánh vào trạm truyền đến động cơ. - 01 Bộ thử nghiệm mạch dòng 4p. - 01 Bộ thử nghiệm mạch áp 4 p - 01 Bộ cầu nối mạch dòng 10 A dùng để trung chuyển tín hiệu . - 02 Bộ cầu nối mạch áp dùng để trung chuyển tín hiệu . - 01 Bộ điều khiển mức nước - Trong tủ có lắp các rơle trung gian 86X, WC1X1, WL1X1, OILL1X1, OILH1X1, OILL1X2, OILH1X2, KT1X1, 33TX, 33SX, 30X, 46X, 51X , 64G, DFX3 làm nhiệm vụ trung chuyển tín hiệu. - 01 áp tô mát cấp điện cho mạch điều khiển. II. Thuyết minh quá trình khởi động 1. Khởi động động cơ Đ1 tại tủ Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 100 - Đóng áp tô mát ở mạch điều khiển 52- C1 ( tủ máy ngắt nhận điện số 1 ), rơ le trung gian DFX1 có điện sẽ đóng tiếp điểm DFX1 ở cuộn Yo để cấp điện áp cho các đồng hồ đo và rơ le bảo vệ ( mạch điện điều khiển tủ đầu vào số I ). Đồng thời tiếp điểm DFX1( 21-22 ) đóng lại để chuẩn bị cấp nguồn cho rơ le trung gian DFX3 - Đóng áp tô mát 15AT ở mạch điều khiển, rơ le trung gian DFX3 có điện sẽ đóng tiếp điểm chính DFX3 nối nguồn điện từ máy biến điện áp đo lường với mạch liên động nguồn điều khiển. - Đẩy công tắc tơ chân không VCS-52-F1 vào vị trí làm việc: tiếp điểm 33S (3-4) đóng lại làm rơle trung gian 33SX có điện: tiếp điểm 33SX (43-44) đóng làm đèn xanh ( G ) trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ chân không VCS-52- F1 ở vị trí làm việc, tiếp điểm 33SX (13-14) và 33SX(23-24) đóng để chuẩn bị cho việc đóng công tắc tơ chân không VCS-52-F1. Đồng thời tiếp điểm phụ thư- ờng đóng của công tắc tơ chân không VCS-52-F1 (61- 62 ) vẫn đóng nên đèn xanh G trên mặt tủ sáng báo công tắc tơchân không VCS-52-F1 đang cắt. - Vặn khoá điều khiển 2 vị trí LOCAL- RE về vị trí LOCAL (điều khiển tại tủ) tiếp điểm LOCAL (1-2) đóng. - Khởi động hệ thống kích từ tại tủ kích từ để cấp nguồn điện một chiều cho rô to của động cơ đồng bộ , tiếp điểm KT1 ( 13- 14 ) đóng. - Vặn khoá 3-52 tại tủ về vị trí “ON” tiếp điểm 3-52 (3-4) đóng cuộn đóng của công tắc tơ chân không VCS-52-F1 có điện làm đóng công tắc tơ. Động cơ bơm chính bắt đầu được khởi động. Khi công tắc tơ VCS – 52F1 đóng tiếp điểm phụ: + 52F1 (61-62) mở ra đèn G tắt. + 52F1 (83-84) đóng lại đèn R trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ đã đóng. + 52F1 (21-22) gửi sang bàn điều khiển trung tâm mở ra, 52F1 (13-14) gửi sang bàn điều khiển trung tâm đóng lại, đèn xanh ở đó tắt và đèn đỏ ở đó sáng báo công tắc tơ đã đóng. + 52F1 (31-32) gửi sang tủ điều khiển gần động cơ mở ra, 52F1 (53-54) gửi sang gửi sang tủ điều khiển gần động cơ đóng lại, đèn xanh ở đó tắt và đèn đỏ ở đó sáng báo công tắc tơ đã đóng. + 52F1 (101-102) gửi sang tủ kích từ mở ra, 52F1 (93-94) gửi sang gửi sang tủ kích từ đóng lại, đèn xanh ở đó tắt và đèn đỏ ở đó sáng báo công tắc tơ đã đóng. Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 101 + 52F1 (121-122) gửi sang tủ đo lường và tín hiệu số 1 mở ra, 52F1 (113- 114) gửi sang gửi sang tủ đo lường và tín hiệu số 1 đóng lại, đèn xanh ở đó tắt và đèn đỏ ở đó sáng báo công tắc tơ đã đóng. Động cơ được khởi động và tự vào đồng bộ. 2. Khởi động động cơ tại bàn điều khiển trung tâm hoặc tủ điều khiển gần động cơ Vặn khoá điều khiển 2 vị trí LOCAL- RE về vị trí (REMOTE) (điều khiển xa tủ) tiếp điểm RE (3-4) đóng. Muốn điều khiển động cơ ở bàn điều khiển trung tâm ta vặn khoá 3-52 tại đó về vị trí “ ON “, còn muốn điều khiển động cơ tại tủ điều khiển gần động cơ ta vặn khoá 3-52 tại đó về vị trí “ ON “. Cuộn đóng của công tắc tơ VCS – 52-F1 có điện làm đóng công tắc tơ. Động cơ bơm chính bắt đầu được khởi động và quá trình diễn ra tương tự như ở trên. 3. Thử công tắc tắc tơ VCS-52F1 Kéo công tắc tơ 52F1 ra phía ngoài (vị trí thử), tiếp điểm 33 T(1-2) đóng làm rơle trung gian 33TX có điện. + Tiếp điểm 33TX (43-44) đóng lại đèn Y trên mặt tủ sáng báo công tắc tơ VCS-52F1 đang ở vị trí thử. + Tiếp điểm 33TX (13-14) đóng lại để chuẩn bị cung cấp điện cho cuộn đóng công tắc tơ VCS-52F1. + Vặn khoá điều khiển 2 vị trí LOCAL- RE về vị trí LOCAL (điều khiển tại tủ) tiếp điểm LOCAL (1-2) đóng. + Khởi động hệ thống kích từ tại tủ kích từ để cấp nguồn điện một chiều cho rô to của động cơ đồng bộ , tiếp điểm KT1 ( 13- 14 ) đóng. + Vặn khoá 3-52 tại tủ về vị trí “ON” tiếp điểm 3-52 (3-4) đóng, cuộn đóng của công tắc tơ chân không VCS-52-F1 có điện làm đóng của công tắc tơ. Muốn cắt công tắc tơ ta vặn khoá 3-52 tại tủ về vị trí “OFF” cuộn cắt của công tắc VCS-52F1 có điện làm ngắt công tắc tơ. 4. Bảo vệ động cơ trong qúa trình vận hành 4.1. Bảo vệ ngắn mạch Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố ngắn mạch đoạn cáp từ công tắc tơ VCS-52-F1 xuống động cơ hoặc ngắn mạch bên trong động cơ thì cầu chì lắp ở công tắc tơ VCS-52-F1 sẽ tác động làm cắt công tắc tơ VCS-52F1 động cơ ngừng vận hành. 4.2. Bảo vệ quá tải (50/51) Giáo trình Trang bị điện trạm bơm Khoa Điện - Điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 102 Nếu trong quá trình vận hành mà có sự cố quá tải thì rơle dòng điện 50/51,64G,46 sẽ tác động. Tiếp điểm (C11- C9) đóng lại làm rơ le trung gian 51X có điện. - Tiếp điểm 51X (23-24) đóng lại để tự duy trì. - Tiếp điểm 51X (13-14) đóng lại cấp nguồn điện vào cuộn cắt của công tắc tơ VCS-52-F1 làm cắt công tắc tơ. Động cơ ngừng vận hành. Đồng thời rơ le trung gian 86X có điện sẽ mở tiếp điểm thường đóng 86X (21-22) không cho cuộn đóng của công tắc tơ VCS-52-F1 có điện để đảm bảo an toàn. - Tiếp điểm 51X ( 53