Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Khởi động động cơ điện không đồng bộ ba pha công suất trung bình và lớn trong các trạm bơm thuỷ nông
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o
Tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp I
------------------
§ç M¹nh C−êng
Khëi ®éng ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé
ba pha c«ng suÊt trung b×nh vµ lín
trong c¸c tr¹m b¬m thuû n«ng
LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt
Chuyªn ngµnh: ðiện khí hoá sản xuất nông nghiệp và nông thôn
M4 sè: 60 52 54
Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: TS. Bïi §øc Hïng
Hµ Néi - 2007
i
Lêi cam ®oan
Hµ Néi, ngµy 25 th¸ng 9 n¨m 2007
T¸c gi¶ luËn v¨n
§ç M¹nh C−êng
T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu thùc sù cña t«i. C¸c sè
liÖu, kÕt qu¶ nªu trong b¶n luËn v¨n lµ trung thùc vµ ch−a ®−îc c«ng bè trong
bÊt kú c«ng tr×nh khoa häc nµo tr−íc ®ã.
ii
Lêi c¶m ¬n
Trong thêi gian nghiªn cøu hoµn thµnh luËn v¨n, t¸c gi¶ ®1 gÆp kh«ng Ýt
khã kh¨n. Mét mÆt do tr×nh ®é cßn h¹n chÕ, mÆt kh¸c do thiÕu th«ng tin t− liÖu
vµ tµi liÖu tham kh¶o, song ®−îc sù gióp ®ì tËn t×nh cña TS. Bïi §øc Hïng
Gi¶ng viªn bé m«n ThiÕt bÞ ®iÖn - §iÖn tö, Tr−êng §HBK Hµ Néi, lµ ng−êi trùc
tiÕp h−íng dÉn t«i hoµn thµnh b¶n luËn v¨n nµy.
T¸c gi¶ ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o khoa C¬ ®iÖn tr−êng §¹i häc
N«ng nghiÖp I, ®1 ®ãng gãp nh÷ng ý kiÕn quý b¸u cho b¶n luËn v¨n.
T¸c gi¶ ch©n thµnh c¶m ¬n §¶ng uû, Ban gi¸m hiÖu tr−êng Cao ®¼ng
NghÒ c¬ giíi Ninh B×nh, n¬i t¸c gi¶ ®ang c«ng t¸c, ®1 dµnh thêi gian vµ t¹o mäi
®iÒu kiÖn thuËn lîi cho t¸c gi¶ trong thêi gian häc tËp vµ nghiªn cøu.
T¸c gi¶ ch©n thµnh c¶m ¬n tËp thÓ l1nh ®¹o vµ c«ng nh©n viªn cña tr¹m
b¬m Cæ §am, tr¹m b¬m VÜnh TrÞ, tr¹m b¬m Cèc Thµnh, tr¹m b¬m Gia viÔn ®1
t¹o ®iÒu kiÖn cho t«i ®−îc th¨m quan thùc tÕ, tiÕp cËn thiÕt bÞ, tµi liÖu.
Cuèi cïng t¸c gi¶ ch©n thµnh c¸m ¬n l1nh ®¹o khoa C¬ ®iÖn - Tr−êng Cao
®¼ng NghÒ c¬ giíi Ninh B×nh - n¬i t¸c gi¶ ®ang c«ng t¸c ®1 t¹o mäi ®iÒu kiÖn
thuËn lîi gióp ®ì t«i hoµn thµnh khãa häc nµy. T¸c gi¶ xin ch©n thµnh c¶m ¬n
tíi tËp thÓ gi¸o viªn khoa C¬ ®iÖn tr−êng Cao ®¼ng NghÒ c¬ giíi Ninh B×nh ®1
gióp ®ì t«i vÒ tµi liÖu, tinh thÇn vµ thêi gian ®Ó t«i hoµn thµnh ®−îc khãa häc.
Do thêi gian cã h¹n, khã kh¨n vÒ tµi liÖu vµ h¹n chÕ vÒ tr×nh ®é nªn ch¾c
ch¾n b¶n luËn v¨n sÏ cßn nhiÒu thiÕu sãt, t¸c gi¶ mong nhËn ®−îc sù th«ng c¶m
vµ ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n ®ång nghiÖp.
Xin ch©n thµnh c¶m ¬n!
T¸c gi¶ luËn v¨n
§ç M¹nh C−êng
iii
Môc lôc
Trang
Lêi cam ®oan i
Lêi c¶m ¬n ii
Môc lôc iii
Danh môc b¶ng vi
Danh môc h×nh vÏ vi
Më ®Çu 1
ch−¬ng 1. Tæng quan vÒ ®éng c¬ ®iÖn c«ng suÊt trung b×nh vµ lín trong
c¸c tr¹m b¬m thñy n«ng vµ c¸c biÖn ph¸p khëi ®éng 5
1.1 Kh¸i qu¸t chung 5
1.2 Kh¸i qu¸t hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn c¸c m¸y b¬m hiÖn nay 10
1.2.1 ChÊt l−îng cña hÖ thèng truyÒn ®éng thñy lîi 10
1.2.2 HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn c¸c m¸y b¬m hiÖn nay 10
1.3 Khëi ®éng vµ dõng m¸y b¬m 13
1.3.1 Kh¸i qu¸t chung 13
1.3.2 T×nh h×nh trong n−íc 15
1.3.3 T×nh h×nh n−íc ngoµi 16
1.4 §éng c¬ kh«ng ®ång bé vµ c¸c biÖn ph¸p khëi ®éng 17
1.4.1 Giíi thiÖu chung vÒ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 17
1.4.2 Kh¶o s¸t hiÖn tr¹ng thiÕt bÞ khëi ®éng ë c¸c tr¹m b¬m 18
1.4.2.1 Ph−¬ng ph¸p khëi ®éng trùc tiÕp 19
1.4.2.2 Khëi ®éng ®éng c¬ b»ng ®æi nèi sao - tam gi¸c 20
1.4.2.3 Khëi ®éng ®éng c¬ b»ng ph−¬ng ph¸p dïng MBA 21
1.4.2.4 Khëi ®éng ph−¬ng ph¸p dïng cuén kh¸ng 24
1.4.2.5 Khëi ®éng b»ng ph−¬ng ph¸p dïng ®iÖn trë phô 27
1.4.2.6 Khëi ®éng ®éng c¬ dïng bé khëi ®éng thyristor 28
1.5 §éng c¬ ®ång bé vµ c¸c biÖn ph¸p khëi ®éng 31
iv
1.5.1 Giíi thiÖu chung vÒ ®éng c¬ ®ång bé 31
1.5.2 Kh¶o s¸t hiÖn tr¹ng thiÕt bÞ khëi ®éng ë c¸c tr¹m b¬m 32
1.5.2.1 Më m¸y theo ph−¬ng ph¸p kh«ng ®ång bé 32
1.5.2.2 Më m¸y theo ph−¬ng ph¸p hoµ ®ång bé 36
1.5.2.3 Giíi thiÖu hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®ång bé tr¹m b¬m
VÜnh trÞ 1 36
1.6 Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu triÓn khai 37
1.6.1 §iÒu tra kh¶o s¸t 38
1.6.2 Nghiªn cøu thùc nghiÖm vµ gi¶i ph¸p kü thuËt 38
1.7 KÕt luËn ch−¬ng 1 38
Ch−¬ng 2. TÝnh hiÖu qu¶ trong viÖc lùa chän ®éng c¬ ®iÖn vµ c¸c biÖn
ph¸p khëi ®éng 40
2.1 T×nh tr¹ng hiÖn t¹i vÒ viÖc lùa chän s¬ ®å cÊp ®iÖn, m¸y biÕn ¸p,
®éng c¬ ®iÖn vµ biÖn ph¸p khëi ®éng khi thiÕt kÕ tr¹m b¬m thuû n«ng 40
2.1.1 M¸y biÕn ¸p 40
2.1.2. §éng c¬ ®iÖn 41
2.1.3 BiÖn ph¸p khëi ®éng (tr¹m b¬m VÜnh TrÞ 1) 43
2.2 Mét sè ®Ò xuÊt kh¾c phôc c¸c tån t¹i ®1 nªu 46
2.2.1 Ph−¬ng ¸n chän ®éng c¬ phï hîp 46
2.2.2 Ph−¬ng ¸n chän biÖn ph¸p khëi ®éng phï hîp 47
2.2.3 Gi¶i ph¸p tiÕt kiÖm ®iÖn n¨ng trong qu¸ tr×nh vËn hµnh 48
2.3 KÕt luËn ch−¬ng 2 49
Ch−¬ng 3. Gi¶i ph¸p cho mét tr¹m b¬m cô thÓ 50
3.1 T×nh tr¹ng hiÖn t¹i tr¹m b¬m Gia ViÔn 50
3.2 Ph©n tÝch −u nh−îc ®iÓm cña viÖc lùa chän ®éng c¬ vµ biÖn ph¸p
khëi ®éng cña tr¹m b¬m Gia ViÔn - Ninh B×nh 52
3.2.1 VÒ viÖc lùa chän ®éng c¬ 52
3.2.2 VÒ biÖn ph¸p khëi ®éng 53
v
3.3 C¸c ®Ò xuÊt nÕu thiÕt kÕ tr¹m b¬m t−¬ng tù 55
3.4 Lùa chän biÖn ph¸p ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh khëi ®éng ®éng c¬ 58
3.5 Ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn tÇn sè ®Æt vµo stato ®éng c¬ trong qu¸
tr×nh khëi ®éng 60
3.5.1 Nguyªn lý lµm viÖc c¬ b¶n cña biÕn tÇn. 60
3.5.2 ¦u ®iÓm cña biÕn tÇn trong ®iÒu khiÓn m¸y b¬m n−íc 61
3.5.3 C¸c tiªu chÝ lùa chän 62
3.5.3.1 §Æc ®iÓm chÝnh 62
3.5.3.2 C¸c th«ng sè chÝnh 63
3.5.3.3 C¸c ®Æc ®iÓm vËn hµnh 63
3.5.3.4 C¸c chøc n¨ng b¶o vÖ 63
3.5.4 Giíi thiÖu bé biÕn tÇn chuyªn dïng cho b¬m vµ qu¹t cña h1ng
Siemens lo¹i: MICROMASTER 430 64
3.6 Ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p ®Æt vµo stato ®éng c¬ trong qu¸ tr×nh
khëi ®éng 66
3.6.1 §¸nh gi¸ chung 66
3.6.2 Khëi ®éng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng ®iÖn kh¸ng phô m¾c
vµo m¹ch stato 68
3.6.3 Khëi ®éng b»ng bé biÕn ®æi thyristor 77
3.6.4 Giíi thiÖu kh¸i qu¸t vÒ bé khëi ®éng mÒm 83
3.7 KÕt luËn ch−¬ng 3 85
NhËn xÐt vµ kiÕn nghÞ 87
KÕt luËn 88
Tµi liÖu tham kh¶o 90
vi
Danh môc c¸c B¶ng
Sè
b¶ng
Tªn b¶ng Trang
1.1 KÕt qu¶ ®iÒu tra hiÖn tr¹ng cung cÊp ®iÖn mét sè tr¹m b¬m 10
1.2
Mét sè lo¹i b¬m h−íng trôc ®ang sö dông phæ biÕn t¹i c¸c tr¹m
b¬m hiÖn nay 13
1.3 KÕt qu¶ ®iÒu tra thiÕt bÞ khëi ®éng t¹i mét sè tr¹m 17
3.1
B¶ng th«ng sè kü thuËt, gi¸ tiÒn biÕn tÇn lo¹i Micromaster 430 -
®iÖn ¸p lµm viÖc 308 ÷480V 3AC; 50/60Hz 66
3.2
KÕt qu¶ ®o khi khëi ®éng ®éng c¬ 200kW - 590 vg/ph b»ng cuén
kh¸ng kh« 70
3.3 Sè liÖu ®éng c¬ 200 kW - 590vg/ph 71
3.5 KÝch th−íc l¾p ®Æt mét sè lo¹i cuén kh¸ng kh« 72
vii
Danh môc c¸c h×nh vÏ
Sè
h×nh
Tªn h×nh Trang
1.1 S¬ ®å cung cÊp ®iÖn cho tr¹m b¬m 7
1.2 S¬ ®å 1 MBA c«ng suÊt lín cung cÊp cho toµn bé c¸c m¸y b¬m 8
1.3 S¬ ®å dïng nhiÒu MBA vËn hµnh song song 9
1.4 S¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng T§§ m¸y b¬m n−íc thñy lîi 11
1.5 §Æc tÝnh c¬ b¶n cña b¬m h−íng trôc 15
1.6 S¬ ®å K§ trùc tiÕp ®éng c¬ K§B 3 pha dïng CD hoÆc AT 20
1.7 S¬ ®å khëi ®éng ®éng c¬ b¬m b»ng ®æi nèi Υ -∆ 21
1.8 S¬ ®å nguyªn lý khëi ®éng ®éng c¬ b¬m b»ng MBA tù ngÉu qua
3 cÊp (60%; 80%; 100%)U®m cña ®éng c¬ 23
1.9 S¬ ®å khëi ®éng ®éng c¬ b¬m b»ng cuén kh¸ng 25
1.10 S¬ ®å cung cÊp ®iÖn 1 sîi tr¹m b¬m VÜnh TrÞ 1 27
1.11 S¬ ®å ®iÒu khiÓn ®éng c¬ b¬m n−íc b»ng ph−¬ng ph¸p dïng
®iÖn trë phô sö dông khëi ®éng tõ vµ r¬le thêi gian 28
1.12 §Æc tÝnh m«men khi thªm ®iÖn trë vµo r«to ®Ó më m¸y 28
1.13 S¬ ®å nguyªn lý bé khëi ®éng thyristor lo¹i K§T 30
3.1 S¬ ®å khèi nguyªn lý lµm viÖc cña biÕn tÇn 62
3.2 S¬ ®å khëi ®éng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng ®iÖn kh¸ng phô
m¾c vµo m¹ch stato 69
3.3 ¶nh chôp cuén kh¸ng kh« 71
3.4 KÝch th−íc l¾p ®Æt cuén kh¸ng kh« 71
3.5 S¬ ®å tÝnh to¸n khëi ®éng b»ng kh¸ng phô stato 74
3.6 S¬ ®å ®Êu cuén kh¸ng khëi ®éng trong thùc tÕ 74
3.7 §Æc tÝnh m«men khi khëi ®éng kh«ng t¶i 75
3.8 §Æc tÝnh m«men khi khëi ®éng cã t¶i 75
viii
3.9 §Æc tÝnh tèc ®é khi khëi ®éng kh«ng t¶i 75
3.10 §Æc tÝnh tèc ®é khi khëi ®éng cã t¶i 75
3.11 §Æc tÝnh dßng ®iÖn khi khëi ®éng kh«ng t¶i 76
3.12 §Æc tÝnh dßng ®iÖn khi khëi ®éng cã t¶i 76
3.13 §Æc tÝnh ®iÖn ¸p khi khëi ®éng kh«ng t¶i 77
3.14 §Æc tÝnh ®iÖn ¸p khi khëi ®éng cã t¶i 77
3.15 §Æc tÝnh ®Þªn ¸p r¬i trªn mét pha cuén kh¸ng vµ ®iÖn ¸p pha
®éng c¬ khi khëi ®éng ®éng c¬ 200 theo s¬ ®å h×nh 3 -6
78
3.16 S¬ ®å nguyªn lý bé khëi ®éng thyristor lo¹i K§T 79
3.17 D¹ng ®iÖn ¸p pha sau bé ®iÒu khiÓn thyristor 80
3.18 §Æc tÝnh m«men khi khëi ®éng b»ng thyristor 81
3.19 §Æc tÝnh tèc ®é khi khëi ®éng b»ng thyristor 82
3.20 §Æc tÝnh dßng ®iÖn khi khëi ®éng b»ng thyristor 82
3.21 §Æc tÝnh gãc më α thyristor 83
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật------------------------------------ 1
Më ®Çu
N−íc ta lµ mét n−íc n«ng nghiÖp, tØ lÖ d©n sèng b»ng nghÒ n«ng t−¬ng
®èi cao. ChØ tÝnh riªng khu vùc ®ång b»ng s«ng Hång cã diÖn tÝch 1,7 triÖu
hecta, trong ®ã cã 80 v¹n hecta canh t¸c víi 17,5 triÖu ng−êi. §©y lµ vïng cã
®iÒu kiÖn thuËn lîi cho ph¸t triÓn s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, víi nguån n−íc
phong phó, ®Êt ®ai mµu mì, nh©n lùc dåi dµo, khÝ hËu kh¸ thuËn [16]. §Ó chñ
®éng trong viÖc t−íi tiªu lµ hÕt søc cÇn thiÕt cho s¶n xuÊt ®em l¹i hiÖu qu¶
kinh tÕ cao vµ gi¶i quyÕt nhiÒu vÊn ®Ò kinh tÕ xG héi kh¸c.
C¸c hÖ thèng c«ng tr×nh thuû lîi ë ®ång b»ng s«ng Hång chñ yÕu phôc
vô t−íi, tiªu trong s¶n xuÊt n«ng nghiÖp. Trõ mét sè hå chøa võa vµ nhá
kh«ng phô thuéc nguån n−íc s«ng Hång, cßn l¹i hÇu hÕt c¸c c«ng tr×nh thuû
lîi ®Òu lÊy n−íc (qua cèng, qua tr¹m b¬m…) tõ s«ng Hång vµ sù ®iÒu tiÕt cña
thuû ®iÖn Hoµ B×nh nhÊt lµ vµo mïa kh«.
Ngoµi phôc vô t−íi, tiªu c¸c c«ng tr×nh thuû lîi cßn cÊp n−íc cho nu«i
trång thuû s¶n, cÊp n−íc cho c«ng nghiÖp, sinh ho¹t n«ng th«n, tiªu n−íc n¬i
óng ngËp, c¶i thiÖn m«i tr−êng sinh th¸i.v.v…Nh−ng do x©y dùng trªn 40 n¨m
nªn nhiÒu c«ng tr×nh thuû lîi ®G xuèng cÊp nghiªm träng nªn rÊt cÇn thiÕt
ph¶i ®Çu t− n©ng cÊp, söa ch÷a.
§ång b»ng s«ng Hång cã kho¶ng 55 hÖ thèng thuû lîi, thuû n«ng võa,
gåm 500 cèng, 1.700 tr¹m b¬m ®iÖn chÝnh, 35.000 tr¹m b¬m nhá néi ®ång,
h¬n 5 v¹n kªnh trôc chÝnh cÊp 1,2,3; 35 hå cã søc chøa tõ 0,5 triÖu m3
®Õn 230
triÖu m3
, nhiÒu hå chøa nhá, nhê ®ã, ®¶m b¶o t−íi cho 765.000 ha (580.000
ha lóa mïa, 178.000 ha mµu vµ c©y c«ng nghiÖp ng¾n ngµy, 7.000ha c©y c«ng
nghiÖp dµi ngµy) ®¶m b¶o tiªu n−íc cho 510.000 ha [16].
Chñ tr−¬ng cña Côc thuû lîi - Bé n«ng nghiÖp & PTNT lµ tËn dông nhµ
tr¹m b¬m, chØ cÇn thay míi m¸y b¬m, c¶i tiÕn biÖn ph¸p khëi ®éng cho phï
hîp víi c¸c m¸y b¬m trôc ngang do trong n−íc chÕ t¹o tõ nh÷ng n¨m 1970,
1980 (kho¶ng 800 tæ m¸y b¬m lo¹i 4.000 m3
/h) ch¹y tèn ®iÖn, khëi ®éng rÊt