Đồ án Trang thiết bị điện tàu chở ô tô 4900 chiếc – đi sâu nghiên cứu hệ thống lái

…………..o0o………….. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRANG THIẾT BỊ ĐIỆN TÀU CHỞ Ô TÔ 4900 CHIẾC – ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC MỤC LỤC Trang Lời nói đầu. ..................................................................................................................... 4 PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ TÀU CHỞ Ô TÔ 4900 CHIẾC. Chương 1: Giới thiệu chung về tàu chở ô tô 4900 chiếc. 1. Giới thiệu về tàu chở ô tô 4900 chiếc. .......................................................................... 6 2. Các thông số chính của tàu chở ô tô ............................................................................. 6 3. Giới thiệu về hệ thống điện tàu chở ô tô 4900 chiếc. .................................................... 7 Chương 2: Giới thiệu về trạm phát tàu ô tô 4900 chiếc I. Tổng quan về trạm phát điện chính ............................................................................... 8 II. Cấu tạo và thông số trạm phát điện chính tàu chở ô tô 4900 chiếc. .............................. 9 1. Cấu tạo chung của bảng điện chính tàu chở ô tô 4900 chiếc ......................................... 9 2. Giới thiệu và chức năng của các phần tử trên bảng điện chính ................................... 10 2.1 Panel số 1................................................................................................................. 10 2.2 Panel số 2. ................................................................................................................ 11 2.3 Panel số 3. ................................................................................................................ 12 2.4 Panel số 4................................................................................................................. 13 2.5 Panel số 5. ................................................................................................................ 14 2.6 Panel số 6. ................................................................................................................ 14 2.7 Panel số 7. ................................................................................................................ 15 2.8 Panel số 8. ................................................................................................................ 15 2.9 Panel số 9. ................................................................................................................ 15 2.10 Panel số 10. ........................................................................................................... 15 2.11 Panel số 11. ............................................................................................................ 15 2.12 Panel số 12. ............................................................................................................ 16 2.13 Panel số 13 ............................................................................................................. 18 2.14 Panel số 14. ............................................................................................................ 19 2.15 Panel số 15. ............................................................................................................ 21 2.16 Panel số 16. ............................................................................................................ 22 III. Sơ đồ nguyên lý của bảng điện chính tàu chở ô tô 4900 chiếc. ................................. 22 1. Cấu tạo của sơ đồ. ...................................................................................................... 22 2. Mạch động lực của máy phát số 1. ............................................................................. 23 3. Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp ..................................................................... 24 4. Mạch điều khiển aptomat chính của máy phát. ........................................................... 25 GVHD: Th.S BÙI VĂN DŨNG - 1 - SVTH : TRẦN ĐÌNH BÁU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 5. Quá trình công tác song song giữa các máy phát. ....................................................... 26 5.1 Mạch hòa đồng bộ cho máy phát số 1 ................................................................... 26 5.2. Tự động phân chia tải vô công cho các máy phát công tác song song....... ............... 27 5.3. Mạch điều chỉnh tần số và phân chia tải tác dụng cho các máy phát............. ........... 28 IV. Trạm phát điện sự cố tàu chở ô tô 4900 chiếc 1. Giới thiệu chung ........................................................................................................ 29 2. Cấu tạo của bảng điện sự cố tàu chở ô tô 4900 chiếc....................................................29 2.1 Panelsố1.......................................................................................................................29 2.2 Panel số 2.....................................................................................................................31 2.3 Panel số 3.....................................................................................................................32 2.4 Panel số 4.....................................................................................................................33 2.5 Panel số 5.....................................................................................................................35 Chương 3. Một số hệ thống điện điển hình. I. Hệ thống tời neo.............................................................................................................37 1. Giới thiệu chung về hệ thống................ ...................................................................... 37 2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống.... ......................................................................... 37 II. Hệ thống máy nén khí..... ..............................................................................................46 1. Chức năng và phân loại máy nén khí. ......................................................................... 46 2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống. ............................................................................ 47 III. Hệ thống nồi hơi. ..................................................................................................... 49 1. Định nghĩa, phân loại, chức năng và yêu cầu. ............................................................ 49 2. Hệ thống nồi hơi tàu chở ô tô 4900 chiếc. .................................................................. 50 IV. Hệ thống cứu hỏa CO2 áp lực thấp. .......................................................................... 63 1. Tổng quan về hệ thống cứu hỏa bằng CO2 áp lực thấp tàu ô tô. ................................. 63 2. Quy trình khai thác hệ thống. ..................................................................................... 63 V. Hệ thống điều khiển cầu dẫn mạn............... ............................................................... 66 1. Giới thiệu chung hệ thống cầu dẫn mạn tàu chở ô tô 4900 chiếc. ............................... 66 2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ............................................................................. 66 PHẦN II : ĐI SÂU NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG LÁI Chương 4. Giới thiệu chung về hệ thống lái I. Tổng quan về hệ thống lái........................................................................................... 74 1. Khái niệm, phân loại, đặc điểm của hệ thống lái. ....................................................... 74 2. Chức năng và yêu cầu. ............................................................................................... 76 II. Giới thiệu chung hệ thống lái tàu chở ô tô ................................................................. 78 1. Giới thiệu chung ........................................................................................................ 78 GVHD: Th.S BÙI VĂN DŨNG - 2 - SVTH : TRẦN ĐÌNH BÁU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 2. Các chế độ lái sử dụng trên tàu chở ô tô 4900 chiếc ................................................... 78 3. Hệ thống máy lái Rolls-Royce ................................................................................... 78 4. Hệ thống thủy lực ...................................................................................................... 79 Chương 5. Hệ thống lái tàu chở ô tô 4900 chiếc I. Hệ thống điều khiển động cơ lai bơm thủy lực ............................................................ 81 1. Mạch khởi động động cơ lai bơm số 1. ...................................................................... 81 2. Mạch khởi động động cơ lai bơm số 2. ...................................................................... 83 3. Mạch điều khiển van thủy lực .................................................................................... 85 4. Hoạt động của mạch báo động ................................................................................... 87 II. Hệ thống thủy lực và máy lái thủy lực ....................................................................... 88 1. Giới thiệu phần tử của hệ thống ................................................................................. 88 2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ............................................................................. 89 3. Các chế độ bảo vệ của hệ thống ................................................................................. 90 III. Hệ thống điều khiển lái ............................................................................................ 90 1. Giới thiệu hệ thống lái hãng Raytheon Anchuzt. ........................................................ 90 2. Cấu tạo của hệ thống .................................................................................................. 91 3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống .............................................................................. 94 3.1 Chế độ lái đơn giản .................................................................................................. 94 3.2 Chế độ lái lặp bằng tay trên trụ lại ............................................................................ 95 3.3 Chế độ lái tự động .................................................................................................... 95 3.4 Chế độ lái vượt cấp (sự cố) ...................................................................................... 96 3.5 Chế độ lái lặp từ xa .................................................................................................. 96 Chương 6. Triển khai lắp đặt, đấu nối hệ thống lái tàu chở ô tô 4900 chiếc. 1. Sơ đồ khối tổng thể. ................................................................................................... 97 2. Bảng số liệu cáp. ........................................................................................................ 98 3. Triển khai đấu nối. ................................................................................................... 100 Tài liệu tham khảo. .................................................................................................... 115 GVHD: Th.S BÙI VĂN DŨNG - 3 - SVTH : TRẦN ĐÌNH BÁU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Lời nói đầu Giao thông vận tải biển là một ngành quan trọng trong ngành kinh tế quốc dân. Đặc biệt trong công cuộc phát triển đất nước hiện nay, chúng ta đã thiết lập quan hệ ngoại giao và buôn bán với nhiều nước trên thế giới, do đó yêu cầu vận chuyển hàng hoá giữa nước ta với các nước trên thế giới và giữa các vùng trong nước càng được đòi hỏi lớn. Để thực hiện nhiệm vụ nặng nề đó, ngành Hàng Hải Việt Nam phải không ngừng đổi mới và nâng cao trình độ chuyên môn của cán bộ thuyền viên mà còn phải từng bước hiện đại hoá đội tàu và tự động hoá toàn bộ các hệ thống trên tàu để nâng cao độ tin cậy, an toàn cho con người, con tàu và hàng hóa; giảm bớt thời gian hành trình, giảm bớt số người phục vụ đồng thời cải thiện điều kiện làm việc của thuyền viên nhằm đem lại hiệu quả kính tế cao. Trong suốt quá trình nghiên cứu và học tập tại trường Đại HọcHàng Hải Việt Nam em đã được sự dìu dắt, dạy bảo của các thầy cô giáo trong trường và trong khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển, cùng với việc trao đổi, học hỏi và sự giúp đỡ của bạn bè đồng nghiệp. Suốt thời gian thực tập tốt nghiệp tại nhà máy đóng tàu Hạ Long em đã được sự chỉ bảo của các thày giáo trong khoa về kiến thức cũng như công việc. Kết thúc đợt thực tập, em đã được Khoa và nhà trường giao cho đề tài: “ Trang thiết bị điện tàu chở ô tô 4900 chiếc. Đi sâu nghiên cứu hệ thống lái.” Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển, đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Bùi Văn Dũng cùng các bạn bè đồng nghiệp và sự nỗ lực cố gắng của bản thân, đến nay em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp. Đồ án bao gồm các nội dung sau: Phần I : Tổng quan về tàu chở ô tô 4900 chiếc Phần II : Đi sâu nghiên cứu hệ thống lái Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian có hạn và trình độ còn hạn chế, nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp của các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện Tử Tàu Biển và các bạn để đồ án tốt nghiệp của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.s Bùi Văn Dũng, cùng các thầy cô và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày … tháng 01 năm 2010 Sinh viên thực hiện Trần Đình Báu GVHD: Th.S BÙI VĂN DŨNG - 4 - SVTH : TRẦN ĐÌNH BÁU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ TÀU CHỞ Ô TÔ 4900 CHIẾC GVHD: Th.S BÙI VĂN DŨNG - 5 - SVTH : TRẦN ĐÌNH BÁU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC `Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TÀU CHỞ Ô TÔ 4900 CHIẾC. Tàu chở ô tô là con tàu có trọng tải lớn và hiện đại lần đầu tiên đóng tại Việc Nam do Công ty đóng tàu Hạ Long trực tiếp thi công dưới sự giám sát của đăng kiểm DNV. Đây là con tàu đầu tiên trong series tàu chở ôtô đóng mới tại công ty đóng tàu HẠ LONG, nó có thể vận chuyển các loại xe ô tô bus, xe con, xe rơmóoc …với sức chứa khoảng 4900 chiếc. 1. Giới thiệu về tàu chở ô tô 4900 chiếc. Tàu được thiết kế là loại tàu chở ô tô, loại chân vịt đơn, lái bằng động cơ diesel, phù hợp cho việc chuyển ô tô có chứa nhiên liệu trong két (và ăc qui được kết nối) gồm các loại ôtô buýt mini, xe con, xe rơ moóc, và các loại xe khác thuộc phạm vi đặc tính độ bền và kết cấu hình học của khu vực chở hàng và phục vụ cho việc buôn bán mậu dịch trên toàn thế giới. Tàu sẽ có sống mũi nghiêng, mũi quả lê, đuôi vuông (đuôi mặt vát); hệ lực đẩy (máy chính) được bố trí tại phía đuôi tàu, một nhà boong khu buồng ở dài được bố trí trên đỉnh gara ô tô. Tàu được thiết kế với 8 boong cố định (gồm các boong 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9 và 10) và 2 boong nâng hạ (gồm boong 6 và 8). 2. Các thông số chính của tàu chở ô tô 4900 chiếc. - Chiều dài toàn bộ khoảng :185,60m - Chiều dài giữa hai đường vuông góc : 174,00m - Chiều rộng theo lý thuyết : 32,26m - Cao mạn tới boong 5 ( boong dâng mũi) :14,10m - Cao mạn tới boong 1(mặt đáy đôi) :3,50m - Cao mạn tới boong 2 :5,84m - Cao mạn tới boong 3 :8,18m - Cao mạn tới boong 4 :10,87m - Cao mạn tới boong 6 (boong nâng hạ) :17,33m (Vị trí thay đổi tối thiểu là 17,83m) - Cao mạn tới boong 7 :20,36m - Cao mạn tới boong 8 (boong nâng hạ) :23,34m (Vị trí thay đổi tối thiểu là 23,74m) - Cao mạn tới boong 9 :26,14m - Cao mạn tới boong 10 :26,60m - Cao mạn tới boong 11(boong liên tục trên cùng): 30,96m (31,06m –C.L) - Cao mạn tới boong 12 (đỉnh nhà boong) :33,81m GVHD: Th.S BÙI VĂN DŨNG - 6 - SVTH : TRẦN ĐÌNH BÁU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC - Cao mạn tới boong 13 (buồng lái) : 36,56m - Mớn nước theo thiết kế : 8,40m - Trọng tải toàn phần tương ứng với mớn nước thiết kế khoảng 10300m tấn - Mớn nước mô hình : 9,35m - Trọng tải toàn phần tương ứng với mớn nước mô hình khoảng 14700m tấn - Công suất liên tục tối đa (MCR)/rpm : 13560 kw/105. - Tốc độ chạy thử tại mớn nước thiết kế với 90% công suất liên tục tối đa: khoảng 20,5 hải lý. - Tốc độ khai thác tại mớn nước thiết kế với 90% công suất liên tục tối đa và 15% dự phòng: khoảng 19,8 hải lý. 3. Giới thiệu về hệ thống điện tàu chở ô tô 4900 chiếc 3.1. Trạm phát chính. Gồm có 3 máy phát chính : Công suất tác dụng : 1470 KW Điện áp : 450 V Dòng điện: 2358A Số pha: 3 Tần số: 60Hz Cos  : 0.8 3.2. Trạm phát sự cố. Có 1 máy phát sự cố Công suất tác dụng : 200 KW Điệp áp : 450 V Dòng điện định mức : 328A Số pha : 3 Tần số: 60Hz Cos  : 0.8 GVHD: Th.S BÙI VĂN DŨNG - 7 - SVTH : TRẦN ĐÌNH BÁU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chương 2: TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU CHỞ Ô TÔ 4900 CHIẾC. I/ TỔNG QUAN VỀ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH 1. Khái niệm Trạm phát điện là tổ hợp các thiết bị biến đổi từ năng lượng cơ điện thành năng lượng điện và phân phối năng lượng điện cho tất cả các phụ tải sử dụng điện 2. Phân loại - Theo loại dòng điện: + Trạm phát điện 1 chiều. + Trạm phát điện xoay chiều. - Theo cơ sở truyền động: + Trạm phát được truyền động bằng động cơ đốt trong. + Trạm phát đồng trục. + Trạm phát được truyền động hỗn hợp. - Theo dạng biến đổi năng lượng: + Trạm phát nhiệt điện. + Trạm phát điện nguyên tử. - Theo mức độ tự động: Kết hợp với hệ thống động lực, trạm phát điện có những cấp tự động sau: + Cấp A1: Không cần trực ca dưới buồng máy cũng như buồng điều khiển. + Cấp A2: Không cần trực ca dưới buồng máy nhưng phải trực ca trên buồng điều khiển. + Cấp A3: Các loại tàu thường xuyên trực ca trên buồng máy.Việc điều khiển, kiểm tra hầu như phải thực hiện bằng tay. - Theo cơ sở nhiệm vụ: + Trạm phát chung cung cấp năng lượng điện cho toàn mạng. + Trạm phát cung cấp năng lượng quay chân vịt. 3. Yêu cầu - Về độ tin cậy: Hệ thống trạm phát phải đáp ứng được các chức năng nhiệm vụ và yêu cầu của nó. Các phần tử đều có dự trữ (máy phát, cáp dẫn, thiết bị đóng ngắt) và phân ra những mạch và mỗi mạch có thể công tác độc lập. Tự động khởi động máy phát dự trữ, tự động cắt các phụ tải không quan trọng khi bị quá tải. - Về tính cơ động: Thoả mãn yêu cầu này để đảm bảo vận hành tàu an toàn thuận lợi và chuyển đổi không những ở chế độ công tác bình thường mà ngay cả khi một vài phần tử bị hỏng. Tức là cho phép tiến hành kiểm tra khắc phục sai sót thay đổi thiết bị hư hỏng sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng. - Vận hành và sử dụng thuận tiện: Sơ đồ phải đơn giản, cấu tạo phải hoàn chỉnh, ít sửa chữa, tăng thời gian khai thác, áp dụng điều khiển từ xa tập trung và dễ dàng phát GVHD: Th.S BÙI VĂN DŨNG - 8 - SVTH : TRẦN ĐÌNH BÁU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC hiện những hư hỏng. - Kinh tế trong vận hành và khai thác: Phải ứng dụng các hệ thống tự động rộng rãi, có thể dùng nguồn điện bờ khi tàu nằm trong cảng và ứng dụng máy phát đồng trục khi tàu hành trình, phải chia phụ tải ra những nhóm có mức độ cần thiết khác nhau. II/ CẤU TẠO VÀ THÔNG SỐ TRẠM PHÁT ĐIỆN CHÍNH TÀU CHỞ Ô TÔ Trạm phát điện tàu chở ô tô 4900 chiếc được trang bị gồm có 4 tổ hợp diesel - máy phát (D-G), trong đó có 3 tổ hợp diesel - máy phát chính và một tổ hợp diesel máy phát sự cố. Ngoài ra còn có nguồn năng lượng điện sử dụng ắc quy 24V.  Các thông số kĩ thuật của các diesel máy phát chính: - Điện áp định mức : 450V - Dòng điện định mức : 2358 A - Công suất định mức : 1470KW - Tần số định mức : 60Hz - Hệ số công suất cos : 0.8 - Số pha : 3 pha - Số vòng quay : 720 RPM - Loại : NTAKL - Điện áp mạch kích từ : 105 V  Các thông số kĩ thuật của máy phát sự cố: - Điện áp định mức : 450V - Tần số định mức : 60Hz - Công suất định mức : 200 KW - Hệ số công suất cos ` : 0.8 - Số pha : 3 pha 1. Cấ