Trong mỗi xí nghiệp sản xuất điện thường đặt nhiều máy điện đồng điệu và nói chung những nhà máy điện đều thao tác trong mạng lưới hệ thống điện lực .
Việc nối những máy phát điện thao tác chung trong mạng lưới hệ thống điện lực là thiết yếu vì nó có ưu điểm :
– Đảm bảo tính liên tục cung ứng điện ,
– Sử dụng hợp lý nguồn năng lượng như về mùa mưa lũ cho các nhà máy thuỷ điện làm việc với công suất lớn để giảm công suất của các trạm nhiệt điện, tiết kiệm than, dầu trong thời gian đó …
– Do bảo vệ tính liên tục cung ứng điện nên đã giảm được vốn góp vốn đầu tư do không phải đặt những máy dự trữ .
1 – Điều kiện để ghép song song hai máy phát điện
Khi ghép một máy phát điện thao tác song song với mạng lưới hệ thống điện lực hoặc với một máy phát điện khác phải bảo vệ những điều kiện kèm theo sau :
- Điện áp của máy phát UF phải bằng điện áp của lưới UL .
- Tần số của máy phát fF phải bằng tần số lưới fL .
- Thứ tự pha của máy phát phải giống thứ tự pha của lưới .
- Điện áp của máy phát và của lưới phải trùng pha nhau .
Khi ghép song song, việc kiểm soát và điều chỉnh điện áp của máy phát UF được triển khai bằng cách biến hóa dòng kích từ của máy, còn tần số fF của máy được kiểm soát và điều chỉnh bằng cách biến hóa mômen quay ( vận tốc ) của động cơ sơ cấp kéo máy phát. Sự trùng pha giữa điện áp của máy phát và điện áp của lưới được kiểm tra bằng đèn, vonmét chỉ không hoặc dụng cụ đồng nhất. Thứ tự pha của máy phát được kiểm tra bằng dụng cụ kiểm tra thứ tự pha và thường chỉ kiểm tra một lần sau khi lắp ráp máy và hòa đồng điệu với lưới lần tiên phong .
Ghép song song máy phát vào lưới theo những điều kiện kèm theo trên gọi là hòa đồng điệu đúng mực .
2. Các chiêu thức hòa đồng điệu đúng chuẩn
– Dùng bộ hòa đồng điệu kiểu ánh sáng đèn .
– Dùng bộ hòa đồng điệu kiểu điện từ .
2.1 Hoà đồng bộ bằng bộ hoà đồng bộ kiểu ánh sáng đèn.
Bộ hòa này dùng cho những máy phát điện có hiệu suất nhỏ. Có hai kiểu nối những đèn trong bộ hòa : kiểu nối “ tối ” ( hình 13-6 a ) và kiểu ánh sáng đèn “ quay ” ( hình 13-6 b ) .
- Hòa đồng nhất bằng bộ hòa kiểu ánh sáng đèn nối theo kiểu nối tối .
Trong sơ đồ hình 13-6 a, F1 là máy phát điện đang thao tác, F2 là máy phát điện cần ghép song song với máy phát F1. Bộ hòa kiểu ánh sáng đèn được hình thành bởi ba ngọn đèn 1, 2 và 3 .
Các đèn của bộ hòa được nối giữa hai đầu tương ứng của cầu dao D2 .
Trong quy trình hòa, phải kiểm soát và điều chỉnh đồng thời điện áp UF và tần số fF của máy phát F2 .
Điện áp máy phát UF được kiểm tra theo điều kiện kèm theo UF = UL bằng vôn mét V có cầu dao đổi nối .
Tần số và thứ tự pha được kiểm tra bằng bộ đồng nhất với ba đèn 1, 2 và 3 .
-
- Điện áp đặt vào ba đèn chính là hiệu số những điện áp pha tương ứng của máy phát và của lưới ( hình 13-7 a ) .
- Hai hình sao điện áp của máy phát và của lưới đang quay với vận tốc ωF = 2 πfF và ωL = 2 πfL .
- Khi tần số fF ≠ fL thì điện áp đặt vào những đèn UF – UL sẽ có tần số fF – fL .
-
Nếu thứ tự pha của máy phát và của lưới giống nhau thì điện áp đặt vào ba đèn sẽ giống nhau và thay đổi trong phạm vi 0 ≤ ΔU ≤ 2UF, cả ba đèn sẽ cùng tối và cùng sáng như nhau với tần số fF – fL.
- F của máy phát F2 sao cho chu kỳ sáng và tối bằng 3 ÷ 5 giây, chờ lúc các đèn tắt hẳn (là lúc điện áp của máy phát và của lưới trùng pha nhau) thì đóng cầu dao hoà D2, việc ghép song song máy phát với lưới được hoàn thành.
Điều chỉnh tần số fcủa máy phát Fsao cho chu kỳ luân hồi sáng và tối bằng 3 ÷ 5 giây, chờ lúc những đèn tắt hẳn ( là lúc điện áp của máy phát và của lưới trùng pha nhau ) thì đóng cầu dao hòa D, việc ghép song song máy phát với lưới được hoàn thành xong .
- Hòa đồng nhất bằng bộ hòa nối theo kiểu ánh sáng đèn “ quay ”
Khi hòa đồng điệu theo kiểu ánh sáng đèn “ quay ” ( hình 13-6 b ) thì hai trong ba đèn phải được nối vào những đầu không tương ứng của cầu dao D2, ví dụ đèn 2 và đèn 3 .
Nếu thứ tự pha giống nhau thì khi tần số fF ≠ fL, những đèn 1, 2, 3 sẽ lần lượt thay nhau sáng, tối tạo thành ánh sáng đèn “ quay ” .
Sở dĩ như vậy là vì điện áp đặt vào những đèn không bằng nhau, chúng đổi khác lần lượt trong khoanh vùng phạm vi 0 ≤ ΔU ≤ 2UF như trên hình 13-7 b .
- Khi fF > fL, ánh sáng quay theo chiều này thì khi fF < fL ánh sáng quay theo chiều ngược lại .
- Điều chỉnh cho fF = fL và vận tốc ánh sáng quay thật chậm ( fF ≈ fL ), chờ đến khi đèn không nối chéo ( đèn 1 ) tắt hẳn, những đèn nối chéo ( 2 và 3 ) sáng bằng nhau ( đó là lúc những điện áp của máy phát và của lưới trùng pha nhau ) thì đóng cầu dao hòa D2 .
- Chú ý : Khi hòa dùng bộ hòa kiểu ánh sáng đèn, nếu nối theo sơ đồ nối “ tối ” mà nhận được tác dụng là ánh sáng đèn “ quay ” hoặc khi nối theo sơ đồ ánh sáng đèn “ quay ” mà hiệu quả nhận được những đèn cùng sáng cùng tối thì thứ tự pha của máy phát đã khác thứ tự pha của lưới. Trong trường hợp đó chỉ cần tráo hai trong ba pha của máy phát điện nối với cầu dao D2 là được .
2.2 Hoà đồng bộ bằng bộ đồng bộ kiểu điện từ2.2 Hòa đồng điệu bằng bộ đồng điệu kiểu điện từ
Ở những nhà máy sản xuất điện có đặt những máy phát có hiệu suất lớn, để kiểm tra những điều kiện kèm theo ghép song song máy phát điện vào lưới người ta dùng bộ đồng nhất kiểu điện từ, gọi là cột đồng điệu .
Cột đồng điệu gồm ba dụng cụ đo sau : một vôn mét có hai kim, một kim chỉ UF và một kim chỉ UL, một tần số kế có hai kim để chỉ đồng thời tần số máy phát fF và tần số lưới fL và một đồng nhất kế thao tác theo nguyên tắc từ trường quay có kim quay với tần số fF – fL. Tốc độ quay của kim đồng bộ kế phụ thuộc vào trị số fF – fL, chiều quay của kim thuận hay ngược chiều kim đồng hồ đeo tay tùy thuộc vào fF > fL hay fF < fL .
Trong quy trình hòa, kiểm soát và điều chỉnh cho fF = fL và kim quay thật chậm ( fF ≈ fL ), thời gian đóng cầu dao hòa là lúc kim của đồng nhất kế trùng với vạch thẳng đứng và hướng lên trên .
Việc hòa đồng nhất đúng mực máy phát điện yên cầu nhân viên cấp dưới quản lý và vận hành phải thao tác thật thành thục và tập trung chuyên sâu quan tâm cao độ để tránh thao tác nhầm, nhất là khi trong lưới đang có sự cố .
Để giảm nhẹ việc làm cho nhân viên cấp dưới thao tác và tránh nhầm lẫn hoàn toàn có thể xảy ra sự cố, ta hoàn toàn có thể dùng bộ hòa đồng điệu tự động hóa : Tự động kiểm soát và điều chỉnh UF và fF của máy phát và tự động hóa đóng cầu dao khi những điều kiện kèm theo hòa được bảo vệ .
Vì khi trong lưới đang có sự cố, UL và fL luôn đổi khác nên quy trình hòa tự động hóa thường lê dài 5 đến 10 phút .
3. Phương pháp hòa tự đồng nhất .
Ghép song song máy phát với lưới điện thep chiêu thức tự đồng điệu được triển khai như sau :
Quay máy phát không được kích thích (UF = 0) với dây quấn kích thích được nối tắt qua điện trở diệt từ đến tốc độ xấp xỉ tốc độ đồng bộ (sai khác khoảng 2%), không cần kiểm tra tần số, trị số và góc pha của điện áp, đóng cầu dao ghép máy phát vào lưới điện. Sau đó lập tức đóng kích thích cho máy phát điện, do tác dụng của mômen đồng bộ, máy phát được lôi vào đồng bộ (fF = fL), việc ghép máy phát vào làm việc song song với lưới được hoàn thành.
Chú ý : Việc đóng cầu dao nối máy phát chưa được kích thích với lưới có UL tương tự với trường hợp ngắn mạch đùng một cái của lưới. Tuy nhiên, do trên lưới có tổng trở của những thành phần ( như máy biến áp tăng áp, đường dây … ) và tổng trở của bản thân máy phát điện nên dòng điện xung chạy trong máy phát điện không vượt quá ba hoặc bốn lần dòng điện định mức .
Hãy san sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn hữu !
