Luận Văn Nghiên cứu nâng cao chất lượng truyền điện động máy bơm nước thuỷ lợi công suất bằng và lớn hơn 75 K

[TABLE="width: 100%"]
[TR]
[TD="class: rows1, bgcolor: #DEE4FE, align: left"]Nghiên cứu nâng cao chất lượng truyền điện động máy bơm nước thuỷ lợi công suất bằng và lớn hơn 75 Kw

[/TD]
[/TR]
[/TABLE]





Mở đầu






Thuỷ lợi giữ vai trò hàng đầu trong các khâu thâm canh, canh tác lúa và


cây trồng. Hiện nay, nước ta đứng hàng thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo,


đạt khoảng 3,5ữ4,0 triệu tấn/năm nhờ hệ thống tưới tiêu được cơ-điện khí hoá khá phát triển và các thành tựu trong công tác tuyển chọn, lai tạo các giống cây trồng chất lượng cao trong nhiều năm qua.
Tuy nhiên, hệ thống máy bơm và các trang thiết bị điện đầu tư qua


nhiều giai đoạn, khá cũ kỹ chưa đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao của thực tiễn sản xuất hiện nay. Nhiều trạm bơm đang sử dựng các thiết bị khởi
động chất lượng thấp, thiếu đồng bộ, độ an toàn trong vận hành và thao tác thấp kém, ảnh hưởng lớn đến chất lượng và hiệu quả khai thác các công trình và máy bơm thuỷ lợi, cần được cải tiến và nâng cấp.
ở các nước tiên tiến, người ta đã áp dụng rộng rãi các hệ thống thiết bị truyền động điện, trong đó có bộ “bộ khởi động mềm” chất lượng cao cho các trạm bơm thuỷ lợi, có tính năng kỹ thuật và trình độ tự động hoá cao, an toàn cho người và thiết bị, đảm bảo cho hiệu quả sản xuất kinh doanh cao.
Từ những năm 1980 ở nước ta đã có các nghiên cứu thử nghiệm ứng


dụng các thiết bị khởi động bằng điện trở, cuộn kháng, biến áp tự ngẫu và bộ khởi động Thyristo trong sản xuất. Thiết bị khởi động, điều khiển và dừng mềm động cơ máy bơm công suất lớn trên 75 kW đã được nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm nhằm giảm chi phí điện năng, nâng cao độ ổn định, tin cậy và an toàn bước đầu đã cho các kết quả khả quan.
Nghiên cứu ứng dụng các thành tựu khoa học công nghệ tiên tiến của các nước phát triển vào điều kiện Việt nam là việc làm thiết thực và bổ ích, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn góp phần thúc đẩy thực hiện công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, tiến tới hội nhập kinh tế khu vực toàn cầu.



Chương I


Tổng quan tình hình trang bị và sử dụng điện năng
Trong các trạm bơm thuỷ lợi ở Việt Nam










1.1. Khái quát chung


Tục ngữ có câu “Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống“. Nước giữ vị trí hàng đầu trong các khâu thâm canh canh tác lúa và cây trồng. Tưới tiêu là biện pháp trước tiên để nâng cao năng suất mùa màng và hiệu quả kinh tế của diện tích canh tác, ổn định an ninh lương thực và thực phẩm cho toàn xã hội; nhất là đối với nước ta có địa hình phức tạp và khí hậu khắc nghiệt, mang tính mùa vụ.
Nước ta là một nước nông nghiệp, tỉ lệ dân số sống bằng nghề nông chiếm khoảng 75% dân số cả nước. Hiện nay nước ta có khoảng hơn 9 triệu ha trong đó việc tưới tiêu nước cho cây trồng hầu hết phải dựa vào hệ thống mương máng các công trình thuỷ lợi và các trạm bơm nước. Gần 7,6 triệu ha
được chủ động tưới tiêu bởi hàng trăm các công trình thuỷ lợi lớn và hàng triệu máy bơm các loại đang hoạt động để phục vụ sản xuất nông nghiệp. Nhờ có hệ thống kênh mương và các trạm bơm thuỷ lợi mà nước ta đã tăng từ một vụ lên hai đến ba vụ trên năm [22].
Chỉ riêng các tỉnh đồng bằng bắc bộ và bắc khu 4 cũ ta đã xây dựng


được gần 40 công trình thuỷ lợi lớn và gần 120 hệ thống vừa và nhỏ, với gần


5000 trạm bơm được lắp đặt với số lượng máy bơm khoảng hơn 13.300 máy các loại có lưu lượng từ 540 m3/h đến 32.000 m3/h, hầu như 100% các trạm bơm nước cố định đã được điện khí hoá, theo số liệu điều tra của cục quản lý nước Bộ NN & PTNT năm 2002 [18]
Các máy bơm hiện đang sử dụng rất đa dạng về chủng loại, hình thức, kết cấu, công suất thiết kế (trục đứng, trục ngang, trục xiên, bơm chìm ).



Hầu hết những bơm lớn có cấu tạo phức tạp và có trang thiết bị kỹ thuật tương


đối hoàn chỉnh, đa số nhập từ nước ngoài, một số lượng lớn bơm được sản xuất trong nước. Điện năng tiêu thụ phục vụ cho tưới, tiêu hàng năm lên tới trên 300 triệu kWh (chiếm gần 85% điện sử dụng cho nông nghiệp)., trong đó công suất thiết kế cho tưới khoảng trên 230.000kW và cho tiêu nước khoảng
300.000kW, ngoài ra còn có hàng vạn máy bơm nhỏ hoạt động ở khắp nơi Nhiều trạm bơm có tới hàng chục máy bơm công suất lớn như: Gia Viễn – Ninh Bình, Quế – Hà Nam, Vân Đình – Hà Tây; Thanh Điềm; Đại Định Vĩnh Phú . Thường số lượng bơm cỡ lớn (lưu lượng trên 4000m3/h, công suất động cơ bằng và lớn hơn 75kW) chiếm khoảng 30-40% trong tổng số đầu máy sử dụng. Các trạm bơm này luôn là những trợ thủ đắc lực phục vụ cho việc tưới tiêu trong nông nghiệp [18].
Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng, hiệu quả của các công trình thuỷ lợi và của các trạm bơm điện đối với sản xuất nông nghiệp là vấn đề có ý nghĩa rất lớn, cần phải được nghiên cứu một cách đồng bộ và đầy đủ. Song song với các giải pháp về công trình, về cơ khí, các giải pháp truyền
động điện có ý nghĩa cực kỳ quan trọng.


1.2. Đặc điểm cung cấp và sử dụng điện của các trạm bơm thuỷ lợi


Hầu hết các trạm bơm thuỷ lợi hiện có được cung cấp điện từ lưới điện trung áp 6 đến 35 kV qua trạm biến áp hạ áp đặt tại trạm bơm, tuỳ thuộc đặc
điểm địa bàn cụ thể của các trạm bơm, đa số các trạm bơm đều xa hệ thống


đường dây tải điện (thường từ 3 đến 5 km) để cấp điện cho các trạm bơm phải dùng đường dây phân nhánh riêng, hầu hết các máy biến áp (MBA) của các trạm đều sử dụng loại máy biến áp ngoài trời. Năng lượng điện từ lưới điện
được dẫn tới máy bơm theo sơ đồ khối như hình 1.1.


Các MBA có nhiệm vụ phải cung cấp đủ điện năng và dư công suất để


đáp ứng điều kiện khởi động cho các máy bơm. Thường công suất của MBA


được lắp bằng 125% tổng công suất máy bơm.