Mục Lục Danh mục các bản vẽ được sử dụng 4 Lời Mở Đầu 5 1 Tính cấp thiết của đề tài 5 2 Mục đích nghiên cứu của đề tài 5 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5 4 Phương pháp nghiên cứu 5 5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 6 Chương 1 Khái quát chung về cầu trục QC của hãng Kalmar 7 1 1 Khái quát về ứng dụng và thông số kĩ thuật cầu trục QC của hãng Kalmar 7 1 2 Cấu trúc động học cầu trục QC của hãng Kalmar 10 1 3 Vai trò ,vị trí lắp đặt của trạm biến áp cầu trục QC của hãng Kalmar 13 Chương 2 Phân tích.
Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, sự phát triển không ngừng của khoa học và kỹ thuật đã dẫn đến sự ra đời của các hệ thống và trang bị điện hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong phát triển công nghiệp Việt Nam, với đường bờ biển dài, thuận lợi cho việc phát triển cảng biển, đang đối mặt với nhu cầu cao về vận chuyển hàng hóa, đặc biệt là công việc bốc xếp container hàng ngày Do đó, các cảng biển thường được trang bị cầu trục, xe nâng và các thiết bị hiện đại khác để đáp ứng yêu cầu công việc Tôi đã được giao đề tài “Phân tích cấu trúc các hệ thống, trang bị điện cấp nguồn và cơ cấu nâng hạ hàng cầu trục QC hãng Kalmar cảng” nhằm tìm hiểu sâu về hoạt động của hệ thống để nâng cao chất lượng điều khiển.
2 M c đích nghiên c u c a đ tài ục đích nghiên cứu của đề tài ứu của đề tài ủa đề tài ề tài
Mục đích của nghiên cứu này là khám phá nguyên lý hoạt động của hệ thống cầu trục QC và cơ cấu nâng hạ hàng hóa của nó.
3 Đ i t ối tượng và phạm vi nghiên cứu ượng và phạm vi nghiên cứu ng và ph m vi nghiên c u ạm vi nghiên cứu ứu của đề tài
Để nâng cao hiệu quả khai thác và bảo trì, cần nghiên cứu các hệ thống cấp nguồn và cơ cấu nâng hạ hàng Trong đồ án này, tôi đã tìm hiểu về hệ thống cấp nguồn cầu trục QC của hãng Kalmar, từ đó có thể áp dụng kiến thức để nghiên cứu các hệ thống cầu trục tại các cảng biển tương tự.
Hệ thống cấp nguồn và cơ cấu nâng hạ hàng của cầu trục QC hãng Kalmar đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất hoạt động Qua việc tìm hiểu, chúng ta có thể nhận thấy những ưu điểm như độ bền cao và khả năng nâng tải lớn, nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm như chi phí bảo trì và sửa chữa Để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng, cần đưa ra các phương án thiết kế cải tiến, nhằm khắc phục những hạn chế hiện tại và nâng cao tính năng hoạt động của hệ thống.
Nghiên cứu này mang lại ý nghĩa khoa học quan trọng bằng cách giúp hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống, từ đó giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành và nâng cao tính ổn định, bền vững của hệ thống Bên cạnh đó, nó còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc nâng cao kiến thức chuyên môn về nguyên lý và hoạt động của cầu trục, đồng thời xây dựng phần mềm điều khiển hệ thống, giúp tối ưu hóa hiệu quả trong khai thác, sử dụng và bảo dưỡng.
Chương 1 Khái quát chung về cầu trục QC của hãng
1.1 Khái quát về ứng dụng và thông số kĩ thuật cầu trục QC của hãng Kalmar a Khái quát về cầu trục QC của hãng Kalmar
Cầu trục giàn QC của hãng Kalmar là thiết bị hiện đại, được thiết kế để xếp dỡ container tại cảng Container Xanh Vip-Vip Green Port Cầu trục này sử dụng cơ cấu liên kết bản lề và di chuyển trên đường ray, với xe con hoạt động bằng cáp kéo và nguồn điện ba pha Đây là một phần quan trọng trong hệ thống cảng, được đầu tư và trang bị ngay từ khi thành lập.
Hình 1.1 : Cầu trục QC của hãng KalmarCác đặc điểm cơ bản:
Cầu trục được điều khiển từ cabin vận hành, được lắp trên cơ cấu xe con, giúp người vận hành thực hiện mọi chuyển động Nhờ trọng lực nhẹ của xe con, toàn bộ kết cấu cầu trục cũng trở nên nhẹ hơn Hệ thống thang giằng đảm bảo cầu trục vững chắc và giảm thiểu rung lắc tối đa.
Việc điều khiển chuyển động cần đảm bảo sự thay đổi tốc độ phù hợp với các cơ cấu chính như cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu nâng hạ boom và cơ cấu di chuyển trên ray.
- Các thiết bị an toàn của cầu trục là các khóa liên động, công tắc giới hạn, các phanh hãm, và các nút dừng khẩn cấp.
- Bộ điều chỉnh chống lắc được điều khiển bằng máy tính.
Cẩu trục được thiết kế với ưu tiên giảm thiểu yêu cầu bảo dưỡng, giúp thiết bị vận hành liên tục và kéo dài tuổi thọ Các thông số kỹ thuật cơ bản của cầu trục QC hãng Kalmar tại cảng Greenport cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị.
- Loại cầu trục: dạng cổng, cơ cấu di chuyển xe con bằng cáp kéo, công song nâng hạ kiểu bản lề.
Contener operation: 51.5 tấn ( nâng hạ dùng khung nâng).
Hook operation: 53.5 tấn ( nâng hạ dùng dầm nâng).
- Khả năng quá tải của cơ cấu: 125% định mức.
- Hành trình xe con mang hàng: 46m
Tầm với ngoài (từ tâm ray ra phía bờ sông ): 26m.
Tầm với trong (từ tâm ray về phái đất ): 20m.
- Số bánh xe: 4 bánh/1 cụm.
Các động cơ truyền động chính: Động cơ nâng hạ hàng:
- Công suất định mức:Pđm= 250 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Tần số : F= 50Hz Động cơ di chuyển xe con:
- Công suất định mức:Pđm= 9.2 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Tần số : F= 50Hz Động cơ di chuyển giàn:
- Công suất định mức:Pđm= 22 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Tần số : F= 50Hz Động cơ nâng hạ boom:
- Công suất định mức:Pđm= 75 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
1.2 Cấu trúc động học cầu trục QC của hãng Kalmar
Hình 1.2-a Các vị trí thiết bị trên cầu trục QC của hãng Kalmar
Hình 1.2-b Các vị trí thiết bị trên cầu trục QC của hãng Kalmar +BO1: Tay vươn cần trục
+GRD: Đường cầu tàu cho cần trục di chuyển
+CH1: Hệ thống kiểm tra cabin
+DC1: Ghế người lái trên cabin
+HB1: Khối đầu trên ngoạm
+LG/ LS: Chân cổng thông tin
+LT2: Cổng truy cập vào tang quấn
+MB1: Buồng động cơ nâng tay vươn cần trục +MH1: Buồng động cơ nâng hạ
+WSA: Chân cổng thông tin phía bờ sông Các động cơ truyền động chính Động cơ nâng hạ hàng:
Công suất định mức: Pđm= 250kW
Tốc độ: 1000/2400 vg/ph Điện áp định mức: Uđm= 400V AC Động cơ di chuyển xe con
Công suất định mức: Pđm=9,2kW
Tốc độ:n45vg/ph Điện áp định mức:Uđm@0 VAC Động cơ di chuyển giàn
Công suất định mức: Pđm"kW
Tốc độ:n00vg/ph Điện áp định mức: UđmD0VAC Động cơ nâng hạ công son
Công suất định mức: PđmukW
Tốc độ: n00vg/ph Điện áp định mức: UđmD0VAC
Ngoài các động cơ truyền động chính thì còn sử dụng các động cơ phanh hãm, động cơ chốt hàng, động cơ quạt gió.
1.3 Vai trò ,vị trí lắp đặt của trạm biến áp cầu trục QC của hãng Kalmar
Trạm biến áp 1000 KVA được đặt tại vị trí trung tâm trên cầu trục Có thông số kích thước như sau: Longh x Width x Height: 500 x 290 x 310 cm
Khối lượng của toàn bộ trạm biến áp: Gross Weight: 7000 Kg
Hình 1.3 Bố trí các buồng chính của cần trục
1: Buồng thiết bị nâng hạ (+MH1)
2: Buồng điện chính E- House (+EH1)
3: Buồng trạm biến áp (+TR1)
4: Buồng thiết bị nâng hạ boom (+MB1)
Cầu trục không chỉ bao gồm các buồng thiết bị chính mà còn được trang bị các cẩu nâng và hệ thống phụ trợ, nhằm hỗ trợ hiệu quả cho công tác bảo trì và bảo dưỡng.
Trạm biến áp nhận nguồn điện cao áp 22kV từ hố cáp ở cầu cảng Nguồn điện này sẽ được chuyển qua bộ chuyển mạch trước khi tới máy biến áp chính, nơi điện áp sẽ được hạ xuống 0.4kV để cung cấp cho toàn bộ hệ thống.
Hình 1.4 Sơ đồ bố trí các thiết bị trong trạm biến áp
Hình 1.5 Sơ đồ từ tang quấn đến trạm
Các thiết bị và chức năng:
- 1W1: Hệ thống tang quấn cáp có chức năng thu và nhả cáp điện khi di chuyển cầu trục.
Thiết bị chuyển mạch cao áp bao gồm cầu chì F1 để bảo vệ quá dòng, máy cắt, đèn cảnh báo cách điện cáp, và cầu dao cao áp Q0, giúp thực hiện việc đóng cắt nguồn cao áp với máy biến áp.
- 3T1: Máy biến áp chính Dyn5 1000kVA, 22kV/400V, IP00 biến đổi điện áp.
- 8E1, 8E2: 2 đèn chiếu sáng phòng máy biến áp.
- 8S1: Công tắc tự động bật đèn khi cửa phòng được mở.
- 5B2: Cảm biến đóng cắt quạt làm mát phòng máy biến áp.
- 4M2:Quạt làm mát trạm biến áp (U = 400V, f = 50Hz, P = 0.48kw,I=1.2A, n = 1350 v/p).
- Q0: Cầu dao đóng cắt nguồn cao áp, bảo vệ chạm mát các pha.
- F1: Cầu chì cao áp, bảo vệ quá dòng.
Thông số chính của trạm biến áp:
- Dung lượng định mức: Sđm = 1000 kVA
- Điện áp định mức: U đm1 = 22 kV
- Tần số của nguồn: f = 50 Hz
- Cấp bảo vệ vỏ : IP00
Máy biến áp nhỏ gọn và tiết kiệm không gian, được thiết kế kín để ngăn chặn độ ẩm xâm nhập Đặc biệt, loại máy biến áp này là máy biến áp khô, không sử dụng dầu, giúp bảo vệ môi trường tốt hơn và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành, đặc biệt khi được lắp đặt ở vị trí cao.
Chương 2 Phân tích trang bị điện hệ thống cấp nguồn cầu trục QC của hãng Kalmar
2.1 Phân tích mạch động lực,hệ thống nối mát an toàn của hệ thống cấp nguồn cầu trục QC của hãng Kalmar
Nguồn điện cao áp được chuyển đến máy biến áp, nơi điện áp 22kV được hạ xuống 400V Sau đó, nguồn điện này được phân phối đến các tủ điện trong buồng điện chính, bắt đầu từ hai tủ phân phối nguồn EF10 và EF12.
Hình 2.1 Sơ đồ buồng điện
Nguồn điện cho các động cơ điện của cơ cấu bao gồm 2 loại:
Nguồn điện 1 chiều DC 675V là nguồn năng lượng thiết yếu cho bộ biến tần điều khiển các động cơ truyền động trong các cơ cấu chính, bao gồm nâng hạ hàng hóa, di chuyển giàn, di chuyển xe con và nâng hạ boom.
- Nguồn 3 pha 400V, 50Hz: Được sử dụng để cấp nguồn cho các động cơ bơm thủy lực, các quạt làm mát, các cuộn phanh điện từ,…
Nguồn điện cấp cho mạch điều khiển:
- Nguồn 1 pha 230V, 50Hz cung cấp cho các rơ le, công tắc tơ trong mạch điều khiển, đầu ra của các PLC và cho các van điện từ.
- Nguồn điện 1 chiều 24V cấp cho các đầu vào PLC
Hình 2.2 Sơ đồ mạch động lực hệ thống cấp nguồn của cầu trục QC hãng
Phương pháp nghiên cứu
Khám phá hoạt động của hệ thống cấp nguồn và cơ cấu nâng hạ hàng trên cầu trục QC của hãng Kalmar Từ những thông tin thu thập được, chúng ta có thể đưa ra những nhận xét và đánh giá về ưu nhược điểm của hệ thống này, đồng thời đề xuất phương án thiết kế cải tiến phù hợp.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nắm vững nguyên lý hoạt động của hệ thống cầu trục không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành mà còn nâng cao tính ổn định và bền vững của hệ thống Việc nâng cao kiến thức chuyên môn về nguyên lý và hoạt động của cầu trục cùng với việc phát triển phần mềm điều khiển sẽ tối ưu hóa hiệu suất làm việc, khai thác và bảo dưỡng hệ thống, từ đó đảm bảo hoạt động hiệu quả hơn.
Khái quát chung về cầu trục QC của hãng Kalmar
Khái quát về ứng dụng và thông số kĩ thuật cầu trục QC của hãng Kalmar.7 1.2 Cấu trúc động học cầu trục QC của hãng Kalmar
a Khái quát về cầu trục QC của hãng Kalmar
Cầu trục giàn QC của hãng Kalmar là thiết bị hiện đại, được thiết kế để xếp dỡ container lên xuống tàu tại cảng Container Xanh Vip-Vip Green Port Thiết bị này hoạt động trên hệ thống ray, với xe con di chuyển bằng cáp kéo và sử dụng nguồn điện ba pha, mang lại hiệu suất cao trong quá trình vận chuyển hàng hóa Cầu trục QC đã được đầu tư và trang bị ngay từ khi cảng được thành lập, đảm bảo đáp ứng nhu cầu vận tải container hiện đại.
Hình 1.1 : Cầu trục QC của hãng KalmarCác đặc điểm cơ bản:
Cầu trục được điều khiển từ cabin vận hành, lắp đặt trên cơ cấu xe con, giúp mọi chuyển động diễn ra linh hoạt Nhờ trọng lực nhẹ của xe con, toàn bộ kết cấu cầu trục cũng trở nên nhẹ hơn, trong khi hệ thống thang giằng đảm bảo cầu trục vững chắc và giảm thiểu rung lắc tối đa.
Việc điều khiển chuyển động cần đảm bảo sự thay đổi tốc độ hợp lý cho các cơ cấu chính như cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu nâng hạ boom và cơ cấu di chuyển trên ray.
- Các thiết bị an toàn của cầu trục là các khóa liên động, công tắc giới hạn, các phanh hãm, và các nút dừng khẩn cấp.
- Bộ điều chỉnh chống lắc được điều khiển bằng máy tính.
Cẩu trục được thiết kế với ưu tiên giảm thiểu yêu cầu bảo dưỡng, giúp thiết bị hoạt động liên tục và kéo dài tuổi thọ Các thông số kỹ thuật cơ bản của cầu trục QC từ hãng Kalmar tại cảng Greenport đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy cao trong quá trình vận hành.
- Loại cầu trục: dạng cổng, cơ cấu di chuyển xe con bằng cáp kéo, công song nâng hạ kiểu bản lề.
Contener operation: 51.5 tấn ( nâng hạ dùng khung nâng).
Hook operation: 53.5 tấn ( nâng hạ dùng dầm nâng).
- Khả năng quá tải của cơ cấu: 125% định mức.
- Hành trình xe con mang hàng: 46m
Tầm với ngoài (từ tâm ray ra phía bờ sông ): 26m.
Tầm với trong (từ tâm ray về phái đất ): 20m.
- Số bánh xe: 4 bánh/1 cụm.
Các động cơ truyền động chính: Động cơ nâng hạ hàng:
- Công suất định mức:Pđm= 250 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Tần số : F= 50Hz Động cơ di chuyển xe con:
- Công suất định mức:Pđm= 9.2 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Tần số : F= 50Hz Động cơ di chuyển giàn:
- Công suất định mức:Pđm= 22 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
- Tần số : F= 50Hz Động cơ nâng hạ boom:
- Công suất định mức:Pđm= 75 kW
- Điện áp định mức: U đm= 400V
1.2 Cấu trúc động học cầu trục QC của hãng Kalmar
Hình 1.2-a Các vị trí thiết bị trên cầu trục QC của hãng Kalmar
Hình 1.2-b Các vị trí thiết bị trên cầu trục QC của hãng Kalmar +BO1: Tay vươn cần trục
+GRD: Đường cầu tàu cho cần trục di chuyển
+CH1: Hệ thống kiểm tra cabin
+DC1: Ghế người lái trên cabin
+HB1: Khối đầu trên ngoạm
+LG/ LS: Chân cổng thông tin
+LT2: Cổng truy cập vào tang quấn
+MB1: Buồng động cơ nâng tay vươn cần trục +MH1: Buồng động cơ nâng hạ
+WSA: Chân cổng thông tin phía bờ sông Các động cơ truyền động chính Động cơ nâng hạ hàng:
Công suất định mức: Pđm= 250kW
Tốc độ: 1000/2400 vg/ph Điện áp định mức: Uđm= 400V AC Động cơ di chuyển xe con
Công suất định mức: Pđm=9,2kW
Tốc độ:n45vg/ph Điện áp định mức:Uđm@0 VAC Động cơ di chuyển giàn
Công suất định mức: Pđm"kW
Tốc độ:n00vg/ph Điện áp định mức: UđmD0VAC Động cơ nâng hạ công son
Công suất định mức: PđmukW
Tốc độ: n00vg/ph Điện áp định mức: UđmD0VAC
Ngoài các động cơ truyền động chính thì còn sử dụng các động cơ phanh hãm, động cơ chốt hàng, động cơ quạt gió.
1.3 Vai trò ,vị trí lắp đặt của trạm biến áp cầu trục QC của hãng Kalmar
Trạm biến áp 1000 KVA được đặt tại vị trí trung tâm trên cầu trục Có thông số kích thước như sau: Longh x Width x Height: 500 x 290 x 310 cm
Khối lượng của toàn bộ trạm biến áp: Gross Weight: 7000 Kg
Hình 1.3 Bố trí các buồng chính của cần trục
1: Buồng thiết bị nâng hạ (+MH1)
2: Buồng điện chính E- House (+EH1)
3: Buồng trạm biến áp (+TR1)
4: Buồng thiết bị nâng hạ boom (+MB1)
Cầu trục không chỉ bao gồm các buồng thiết bị chính mà còn được trang bị cẩu nâng và hệ thống phụ trợ, giúp hỗ trợ hiệu quả cho công tác bảo trì và bảo dưỡng.
Trạm biến áp nhận nguồn điện cao áp 22kV từ hố cáp ở cầu cảng Nguồn điện này được chuyển qua bộ chuyển mạch trước khi đến máy biến áp chính, nơi điện áp được hạ xuống 0.4kV để cung cấp cho toàn bộ hệ thống.
Hình 1.4 Sơ đồ bố trí các thiết bị trong trạm biến áp
Hình 1.5 Sơ đồ từ tang quấn đến trạm
Các thiết bị và chức năng:
- 1W1: Hệ thống tang quấn cáp có chức năng thu và nhả cáp điện khi di chuyển cầu trục.
Thiết bị chuyển mạch cao áp bao gồm cầu chì (F1) để bảo vệ quá dòng, máy cắt, đèn cảnh báo cách điện cáp và cầu dao cao áp (Q0) nhằm thực hiện việc đóng cắt nguồn cao áp với máy biến áp.
- 3T1: Máy biến áp chính Dyn5 1000kVA, 22kV/400V, IP00 biến đổi điện áp.
- 8E1, 8E2: 2 đèn chiếu sáng phòng máy biến áp.
- 8S1: Công tắc tự động bật đèn khi cửa phòng được mở.
- 5B2: Cảm biến đóng cắt quạt làm mát phòng máy biến áp.
- 4M2:Quạt làm mát trạm biến áp (U = 400V, f = 50Hz, P = 0.48kw,I=1.2A, n = 1350 v/p).
- Q0: Cầu dao đóng cắt nguồn cao áp, bảo vệ chạm mát các pha.
- F1: Cầu chì cao áp, bảo vệ quá dòng.
Thông số chính của trạm biến áp:
- Dung lượng định mức: Sđm = 1000 kVA
- Điện áp định mức: U đm1 = 22 kV
- Tần số của nguồn: f = 50 Hz
- Cấp bảo vệ vỏ : IP00
Máy biến áp có thiết kế nhỏ gọn, tiết kiệm không gian và được bọc kín để ngăn chặn độ ẩm xâm nhập Đặc biệt, loại máy biến áp này là máy biến áp khô, không sử dụng dầu, giúp bảo vệ môi trường tốt hơn và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành, đặc biệt khi được lắp đặt ở vị trí cao.
Phân tích trang bị điện hệ thống cấp nguồn cầu trục QC của hãng Kalmar
Phân tích mạch động lực,hệ thống nối mát an toàn của hệ thống cấp nguồn cầu trục QC của hãng Kalmar
Nguồn điện cao áp 22kV được hạ xuống 400V qua máy biến áp, sau đó được phân phối tới các tủ điện trong buồng điện chính, bắt đầu từ hai tủ phân phối nguồn EF10 và EF12.
Hình 2.1 Sơ đồ buồng điện
Nguồn điện cho các động cơ điện của cơ cấu bao gồm 2 loại:
Nguồn điện 1 chiều DC 675V là nguồn cung cấp thiết yếu cho bộ biến tần điều khiển động cơ trong các cơ cấu chính, bao gồm nâng hạ hàng, di chuyển giàn, di chuyển xe con và nâng hạ boom.
- Nguồn 3 pha 400V, 50Hz: Được sử dụng để cấp nguồn cho các động cơ bơm thủy lực, các quạt làm mát, các cuộn phanh điện từ,…
Nguồn điện cấp cho mạch điều khiển:
- Nguồn 1 pha 230V, 50Hz cung cấp cho các rơ le, công tắc tơ trong mạch điều khiển, đầu ra của các PLC và cho các van điện từ.
- Nguồn điện 1 chiều 24V cấp cho các đầu vào PLC
Hình 2.2 Sơ đồ mạch động lực hệ thống cấp nguồn của cầu trục QC hãng
Nguồn điện cao áp 22kV 50Hz được cung cấp từ đường dây điện cho cảng, kết nối với các trụ đấu dây của tang quấn cáp theo bản vẽ 2.1a (11.C+LT1) Đường dây này được nối vào máy cắt, như trình bày trong bản vẽ 2.1a (11.C+TR1), và đầu ra của máy cắt được đưa đến biến áp để hạ áp từ 22kV xuống 400V với công suất 1000kVA Phía thứ cấp của máy biến áp được chia thành 2 nhánh, trong đó nhánh 1 được ký hiệu là -3T1 và nhánh 2 được phân chia thành các nhánh khác.
Biến dòng 1.6kA/1A được sử dụng để cấp tín hiệu cho các thiết bị đo, cho phép đo các thông số quan trọng như điện áp, dòng điện, công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất toàn phần.
+ Được đấu vào bộ bảo vệ hệ thống chiếu sang thông qua cầu chì 1Q2 160/125A.
+ Được đấu vào bộ thiết bị bảo vệ thấp áp, quá dòng và máy cắt đóng cắt bằng động cơ
Phân tích điều khiển hệ thống cấp nguồn cầu trục QC của hãng Kalmar
Hình 2.3 Sơ đồ cấp nguồn các hệ thống chính
Kí hiệu các phần tử thiết bị ở hình 2.3
.C+LT1-1W: hệ thống tang quấn cáp có chức năng thu và nhả cáp điện khi di chuyển cầu trục.
C+TR1-2A1 là thiết bị chuyển mạch cao áp với cầu chì (F1) để bảo vệ quá dòng, bao gồm máy cắt, đèn cảnh báo cách điện cáp và cầu dao cao áp (Q0) nhằm đóng cắt nguồn cao áp với máy biến áp.
.C+TR1-3T1: máy biến áp chính Dyn5 1000kVA, 22kV/400V
-1Q1: cầu dao đóng ngắt bộ đo 1A1
-1Q2: cầu chì bảo vệ ngắn mạch
-1A1: thiết bị đo dòng và áp
-2Q1: cầu dao phân đoạn cấp nguồn cho các hệ thống phụ tải chính
-3Q1: cầu dao cấp nguồn điều khiển 1 chiều 24V
Nguồn điện cao áp 22kV 50Hz được cung cấp cho cảng và kết nối đến trụ đấu dây của tang quấn cáp theo bản vẽ 11.C+LT1-1W Đường dây này được nối vào máy cắt được mô tả trong bản vẽ 11.C+TR1-2A1, sau đó đầu ra của máy cắt được đưa đến biến áp để giảm điện áp từ 22kV xuống 400V với công suất 1000kVA Tại phía thứ cấp của máy biến áp, có hai nhánh: nhánh 1 ký hiệu -3T1 dẫn đến bản vẽ số 3 cột 1, và nhánh 2 đi qua biến dòng 1.6kA/1A để cấp tín hiệu cho các cơ cấu đo (-1A1) như điện áp, dòng điện, công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất toàn phần Ngoài ra, nhánh 2 còn được kết nối với bộ giám sát tần số pha (-1F1), qua cầu chì -1Q2 vào bộ bảo vệ chống sét, và qua cầu dao -2Q1 cung cấp nguồn đến vị trí bản vẽ 2 cột 3, đồng thời cầu dao -3Q1 cấp nguồn điều khiển 1 chiều 24V tới vị trí bản vẽ 2 cột 7.
Hình 2.4 Sơ đồ cấp nguồn cho biến tần
Kí hiệu các phần t ử thiết bị ở hình 2.4
-4A1, -5A1: hai biến tần để chuyển điện áp xoay chiều 400V thành điện áp 1 chiều
Nguồn 3 pha lấy từ 2 nhánh của bản vẽ số 1 ở cột 7 và 8 được đi qua 2 cuộn cảm -4L1 và -5L1 vào 2 biến tần -4A1 và -5A1 để chuyển thành điện 1 chiều DC 675V cấp nguồn cho cơ cấu di chuyển giàn (bản vẽ 7 cột 1), cơ cấu nâng hạ (bản vẽ 8 cột
1) và cơ cấu di chuyển xe con (bản vẽ 9 cột 1)
Hình 2.5 Sơ đồ cấp nguồn 1 số cơ cấu
Kí hiệu các phần tử thiết bị ở hình 2.5
-1A1: thiết bị đo dòng và áp
-1Q1: cầu dao đóng ngắt bộ đo -1A1
-1Q2: cầu chì bảo vệ ngắn mạch
-3F3: rơ le thời gian chuyển mạch
Nguồn điện xoay chiều 400V từ nhánh -3T1 ở bản vẽ số 1 cột 2 được kết nối với biến dòng, hạ dòng từ 1kA xuống 5A để cung cấp tín hiệu cho các cơ cấu đo lường (-1A1) Nguồn này cũng được kết nối với thiết bị chống sét (-1A2) và bộ giám sát tần số pha (-1F1) Ngoài ra, nó còn cấp nguồn cho các hệ thống như động cơ ở bản vẽ 21 cột 2, động cơ ở bản vẽ số 4 cột 1, hệ thống chiếu sáng ở bản vẽ 24 cột 1, biến tần ở bản vẽ số 5 cột 1, quạt gió động cơ ở bản vẽ 7 cột 4, cùng với hệ thống nguồn điều khiển 24V và 230V Để đảm bảo hoạt động liên tục trong trường hợp mất điện, nguồn này được nối với nguồn dự phòng sử dụng UPS cho tủ điều khiển PLC EF91 ở bản vẽ số 36 cột 1.
Hình 2.6 Sơ đồ cấp nguồn 1 số cơ cấu
Kí hiệu các phần tử thiết bị ở hình 2.6
-5Q1: cầu dao cấp nguồn 400V điều khiển xe con
-5Q2: cầu dao cấp nguồn 400V cho tủ tín hiệu vào ra EF23
-5Q3: cầu dao cấp nguồn 400V cho tủ EF41
-5Q4: cầu dao cấp nguồn 400V cho kẹp ray phía dưới đất liền
-5Q5: cầu dao cấp nguồn 400V cho kẹp ray phía dưới bờ song
Nguồn AC 400V được cung cấp từ đầu 12K1 qua cầu dao -5Q2 cho các động cơ như động cơ nguồn khí nén, động cơ nguồn thủy lực, động cơ bơm dầu làm mát, động cơ phanh -4Y1, và cơ cấu khớp nối giữa HO1 và HO2 Ngoài ra, qua cầu dao -5Q3, nguồn này cũng cấp cho động cơ đẩy -6Y11 và động cơ phanh an toàn bằng thủy lực Cầu dao -5Q4 cung cấp nguồn cho động cơ phanh của cơ cấu di chuyển giàn và phanh chống bão phía trên bờ, trong khi cầu dao -5Q5 cấp nguồn cho động cơ phanh của cơ cấu di chuyển giàn và phanh chống bão phía bờ sông Cuối cùng, nguồn AC 400V cũng được lấy từ đầu -2Q3 qua cầu dao -5Q1 để cấp nguồn cho động cơ phanh của cơ cấu di chuyển xe con.
Hình 2.7 Sơ đồ cấp nguồn cho biến tần 1 số cơ cấu
Kí hiệu các phần tử thiết bị ở hình 2.7
-7Q1: cầu dao cấp nguồn nuôi 400V cho biến tần điều khiển hoạt động của các truyền động chính
-7Q2: cầu dao cấp nguồn nuôi 400V cho biến tần điều khiển hoạt động của các truyền động chính
-7Q3: cầu dao cấp nguồn nuôi 400V cho biến tần điều khiển hoạt động của các truyền động chính
-7Q4: cầu dao cấp nguồn nuôi 400V cho biến tần điều khiển hoạt động của các truyền động chính
Nguồn điện từ bản vẽ số 3 cột 6 được phân chia thành ba nhánh chính: nhánh qua cầu dao -7Q1 cung cấp điện cho biến tần của cơ cấu nâng hạ hoist 1 tại bản vẽ số 7 cột 1; nhánh qua cầu dao -7Q2 cấp nguồn cho biến tần của cơ cấu nâng hạ hoist 2 tại bản vẽ số 8 cột 1; và nhánh qua cầu dao -7Q3 cấp điện cho biến tần của cơ cấu di chuyển xe con tại bản vẽ số 9 cột 1.
Hình 2.8 Sơ đồ cấp nguồn các thiết bị điều khiển
Kí hiệu các phần tử thiết bị ở hình 2.8
-10F3: cấp nguồn 24V DC cho module điều khiển động cơ nâng hạ 1-10F4: cấp nguồn 24V DC cho module điều khiển động cơ nâng hạ 2
-10F5: cấp nguồn 24V DC cho module điều khiển cơ cấu di chuyển xe con
-10F6: cấp nguồn 24V DC cho module điều khiển cơ cấu di chuyển giàn
-11F1: cấp nguồn 24V DC cho các thiết bị điều khiển trong tủ EF10
-11F2: cấp nguồn 24V DC cho các thiết bị điều khiển trong tủ EF14
-11F3: cấp nguồn 24V DC cho các thiết bị điều khiển trong tủ EF23
-11F4: cấp nguồn 24V DC cho các thiết bị điều khiển trong tủ EF91
-8F1: cấp nguồn 230V AC cho các cảm biến
-8F2: cấp nguồn 230V AC cho các thiết bị trong tủ EF10
-8F3:cấp nguồn 230V AC cho các thiết bị trong tủ EF23
-8F4: cấp nguồn 230V AC cho các thiết bị điều khiển chính
-9F1, -9F3, -9F4: cấp nguồn 230V AC cho các thiết bị phụ trợ khác
-9F2: cấp nguồn 230V AC cho PLC điều khiển cơ cấu di chuyển xe con
-9F5: cấp nguồn 230V AC cho tang quấn
-9F6: cấp nguồn 230V AC cho PLC điều khiển các thiết bị phía bờ
-9F7: cấp nguồn 230V AC cho PLC điều khiển các thiết bị phía song
Nguồn điện từ bản vẽ số 3 cột 7 (-3Q1) được chuyển đến bộ chỉnh lưu -3G1, giảm điện áp xuống 24VDC Nguồn này cung cấp cho các thiết bị phụ qua -10F1 và -10F2, đồng thời cung cấp cho module điều khiển động cơ nâng hạ 1 qua -10F3, động cơ nâng hạ 2 qua -10F4, cơ cấu di chuyển xe con qua -10F5, và cơ cấu di chuyển giàn qua -10F6 Ngoài ra, nguồn còn được cấp cho các thiết bị điều khiển trong các tủ EF10 qua -11F1, EF14 qua -11F2, EF23 qua -11F3, và EF91 qua -11F4.
Nguồn điện từ bản vẽ số 3 cột 8 (-3Q2) được chuyển đến máy biến áp -3T2 để hạ điện áp xuống 230VAC Nguồn điện này được cung cấp qua các điểm -8F1 cho cảm biến, -8F2 cho thiết bị trong tủ EF10, -8F3 cho thiết bị trong tủ EF23, -8F4 cho thiết bị điều khiển chính, và các điểm -9F1, -9F3, -9F4 cho thiết bị phụ trợ khác Ngoài ra, nguồn cũng được cấp qua -9F2 cho PLC điều khiển cơ cấu di chuyển giàn, -9F5 cho tang quấn, -9F6 cho PLC điều khiển thiết bị phía bờ, và -9F7 cho PLC điều khiển thiết bị phía sông.
Bảo vệ hệ thống cấp nguồn cầu trục QC của hãng Kalmar
Khi xảy ra sự cố chạm mát thanh cái phía cao áp, bảo vệ ngắn mạch với cầu chì F1 sẽ làm đứt cầu chì, ngắt máy biến áp -3T1 khỏi lưới Đồng thời, đèn báo chạm mát pha sẽ sáng, và PLC sẽ nhận tín hiệu sự cố để ngắt cầu dao Q0, ngắt nguồn cao áp khỏi hệ thống.
Bảo vệ ngắn mạch thanh cái và cầu dao phân đoạn hệ thống được thực hiện thông qua cầu dao -1Q1 và -1Q2 Khi xảy ra chạm mát ở phía hạ áp, thiết bị thứ tự pha - 1F1 sẽ phát hiện lỗi và đèn báo lỗi sẽ sáng Ngay lập tức, tín hiệu sẽ được gửi về PLC để điều khiển ngắt cầu dao -1Q1 và -1Q2, qua đó ngắt toàn bộ nguồn điện ra khỏi hệ thống.
Việc bảo vệ an toàn cho từng thiết bị và tủ điều khiển được thực hiện thông qua các cầu dao tự động, nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống và thiết bị.
Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và trình tự đóng trạm biến áp cầu trục QC của hãng Kalmar vào hoạt động
Khái quát chung về quy trình kiểm tra bảo dưỡng, kiểm định trạm biến áp
Trạm biến áp là thiết bị chuyển đổi điện năng giữa các cấp điện áp, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống cung cấp điện cho các cơ sở sản xuất Trong quá trình vận hành, trạm biến áp có thể gặp hư hỏng và cần được sửa chữa Để duy trì hiệu quả hoạt động và ngăn ngừa hư hỏng, việc bảo dưỡng và kiểm định định kỳ là cần thiết Công tác sửa chữa được phân chia thành nhiều cấp độ tùy thuộc vào khối lượng công việc thực hiện.
- Tiểu tu: Tu sửa chữa máy biến áp có cắt điện nhưng không tháo dầu và không mở ruột máy
- Đại tu định kỳ: Rút bỏ máy hoặc rút ruột máy ra khỏi vỏ Kiểm tra sửa chữa toàn diện máy Có thể bao gồm cả sấy máy
Đại tu phục hồi cuộn dây có thể thực hiện bằng cách thay thế hoàn toàn, quấn lại một phần hoặc sửa chữa cục bộ tùy thuộc vào tình trạng của cuộn dây Quy trình này cũng bao gồm việc sửa chữa lõi tôn và phục hồi cách điện cho các lá tôn.
Định kỳ sửa chữa đối với các trạm biến áp như sau:
1) Tiểu tu máy biến áp tiến hành theo các định kỳ sau:
- Đối với các máy biến áp có độ ĐAT: mỗi năm một lần
- Đối với các máy biến áp chính của nhà máy điện và trạm biến áp, các máy biến áp tự dùng ít nhất một lần trong một năm
- Đối với các máy biến áp đặt ở nơi có nhiều bụi bẩn thì thuỳ theo điều kiện cụ thể mà có quy định riêng
- Đối với tất cả các máy biến áp khác ít nhất một lần trong 2 năm
Tiểu tu các bộ ĐAT được thực hiện sau một số lần chuyển mạch theo quy trình của nhà chế tạo Hệ thống làm mát dạng QG, KD, ND cần được tiểu tu hàng năm Bên cạnh đó, khi tiến hành tiểu tu máy biến áp, cũng phải thực hiện tiểu tu các sứ đầu vào.
1) Đại tu định kỳ máy biến áp tiến hành: Đối với tất cả các máy biến áp: Tuỳ thuộc vào kết quả thí nghiệm và tình trạng máy
2) Đại tu phục hồi tiến hành sau khi các máy biến áp bị sự cố cuộn dây hoặc lõi tôn hoặc khi có nhu cầu cải tạo máy biến áp.
Viết quy trình tiến hành bảo dưỡng trạm biến áp cầu trục QC của hãng Kalmar
Trạm biến áp đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống cầu trục QC Kalmar, tương tự như trái tim trong cơ thể, cung cấp điện cho hoạt động của cầu trục Để đảm bảo hiệu suất làm việc và tránh hư hỏng, việc bảo trì và sửa chữa trạm biến áp cần được thực hiện định kỳ Quy trình này chỉ được tiến hành khi máy biến áp đã được tách ra khỏi nguồn điện, nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình bảo dưỡng.
Thời gian: Mỗi năm một lần.
Để đảm bảo hiệu suất tối ưu của máy, cần vệ sinh sạch sẽ bề mặt bên ngoài và lau chùi các bộ phận tản nhiệt Ngoài ra, hãy kiểm tra và siết chặt các bu lông, đai ốc cũng như các bộ phận khác nếu phát hiện bị lỏng.
Kiểm tra tình trạng các phụ kiện của máy, bao gồm van, gioăng đệm, sứ cách điện và bộ điều chỉnh điện áp không tải Đặc biệt, cần chú ý đến các tủ điện điều khiển của máy Nếu phát hiện hư hỏng, cần xử lý ngay để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn.
Kiểm tra độ chính xác của các thiết bị đo lường và bảo vệ máy là rất quan trọng, bao gồm van an toàn, rơ le ga, rơ le dòng dầu, chỉ thị nhiệt độ dầu và cuộn dây, chỉ thị mức dầu, cùng với biến dòng chân sứ.
+ Lấy mẫu dầu trong máy để thử nghiệm các chỉ tiêu lý hóa.
+ Bổ sung, lọc lại hoặc thay thế tùy theo kết quả sau khi thử nghiệm.
+ Kiểm tra thử nghiệm MBA sau sửa chữa.
Thời gian: tùy theo kết quả thí nghiệm và tình trạng máy, thông thường đại tu lần đầu 10-12 năm, sau đó giảm dần.
Việc đại tu định kỳ phải được chuẩn bị kỹ, do cán bộ, kỹ sư và công nhân kỹ thuật có kinh nghiệm chuyên môn thực hiện.
+ Kiểm tra thử nghiệm và ghi chép các số liệu kỹ thuật cơ bản của máy trước khi sửa chữa.
+ Xem xét hồ sơ vận hành và tình trạng cụ thể của máy để xác định các hư hỏng, khiếm khuyết hiện có.
+ Tháo rút dầu khỏi máy.
Tháo rời các bộ phận chi tiết lắp kèm bao gồm hệ thống làm mát, bình dầu phụ, hệ thống đường ống, hệ thống điện điều khiển liên quan và các sứ cách điện để đảm bảo quá trình bảo trì được thực hiện hiệu quả và an toàn.
Kiểm tra toàn bộ phần ruột máy là rất quan trọng, bao gồm việc xác định tình trạng của các bulông và đai ốc định vị, đảm bảo chúng được siết chặt Cần kiểm tra các bối dây và đầu dây xem có bị xê dịch hay không, đồng thời đánh giá màu sắc của các vật liệu cách điện để đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động của máy.
+ Khắc phục các khiếm khuyết nếu có.
+ Kiểm tra tình trạng làm việc của bộ diều chỉnh điện áp không tải nếu có hư hỏng phải được sửa chữa.
+Dùng dầu cách điện sạch vệ sinh các vị trí đọng bẩn.
+ Vệ sinh sạch sẽ và kiểm sửa chữa các hư hỏng của tất cả các phụ kiện nếu có.
Kiểm tra và sửa chữa thiết bị đo lường, điều khiển và bảo vệ là rất quan trọng, bao gồm cả việc hiệu chỉnh các thiết bị như máy ngắt, dao cách ly và cáp đấu nối Cần thực hiện bảo dưỡng đồng bộ cho các thiết bị đo lường và bảo vệ liên quan đến máy để đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.
+ Lọc lại dầu cách điện (nếu các chỉ tiêu chất lượng vẫn không đạt phải thay dầu mới)
+ Thực hiện sấy ruột máy.
+ Lắp ráp toàn bộ máy, bơm dầu theo quy trình.
+ Kiểm tra thử nghiệm theo theo tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng với các MBA sau sửa chữa Các số liệu thử nghiệm được lưu vào hồ sơ máy.
+ Xem xét kết luận, báo cáo cấp có thẩm quyền cho phép đóng điện đưa máy vào vận hành theo quy trình hiện hành.
Quy trình kiểm tra, trình tự đóng trạm biến áp cầu trục QC của hãng Kalmar vào làm việc
Trạm biến áp nhận nguồn 22kV từ lưới điện qua hệ thống tang quấn cáp, được bảo vệ bởi cầu chì F1 với khả năng chịu dòng lên tới 200A Hệ thống đèn cảnh báo chạm pha, và nếu không có sự cố, cầu dao Q0 sẽ được đóng để cung cấp nguồn 22kV cho phía sơ cấp của máy biến áp, sau đó hạ xuống 0.4kV ở phía thứ cấp.
Trạm biến áp được trang bị hai hệ thống đèn chiếu sáng 15.A + TR1 – 8E1 và 15.A + TR1 – 8E2, đặt ở hai bên phòng, cùng với công tắc 15.A + TR1 - 8S1 ngay cửa ra vào để thuận tiện cho việc bật/tắt đèn Cảm biến nhiệt độ 16.A + TR1 – 5B2 ở cửa phòng có nhiệm vụ đo và thu thập nhiệt độ, gửi tín hiệu về bộ PLC để xử lý tự động Khi nhiệt độ tăng cao, cảm biến sẽ kích hoạt quạt 16.A + TR1 – 4M2 để làm mát, giúp duy trì nhiệt độ và độ ẩm ổn định cho cả phòng và máy biến áp.
