Khi điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát điện đồng nhất thao tác trong lưới đện vô cùng lớn ( u = const ; f = const ) khi công suất tính năng của máy phát được giữ không đổi bỏ lỡ tổn hao trên dây quấn phần ứng ( rư = 0 ). Trong trường hợp này, đồ thị vectơ suất điện động có dạng sau :
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trong đó U, xd không đổi nên P E0sin OB const và mút của vecto E0
luôn nằm trên đường thẳng 2, thẳng góc với OB.
Kết quả nghiên cứu và phân tích cho thấy, muốn điều chỉnh công suất phản kháng Q. thì phải đổi khác dòng điện kích thích i1 của máy phát điện .
Với mỗi trị số của p = const, đổi khác Q. và vẽ đồ thị vecto suất điện động như trên sẽ xác lập được quan hệ I = f ( i1 ), còn gọi là đặc tính hình V của máy phát điện đồng điệu .
Hình 2-9. Họ các đặc tính hình V của máy phát đồng bộ.
Trên hình hình 2-17 đường Am đi qua những điểm cực tiểu của họ đặc tính tương ứng khi có cos = 1. Khu vực bên phải đường Am ứng với tải có tính cảm ( φ > 0 ) là chính sách thao tác quá kích thích của máy phát điện, còn bên trái ứng với tải có tính dung ( φ < 0 ) và máy phát điện thao tác ở chính sách thiếu kích thích. Đường Bn ứng với số lượng giới hạn thao tác không thay đổi với lưới khi máy phát điện thao tác ở chính sách thiếu kích thích .
Máy phát điện công suất bằng nhau thao tác song song, nếu tăng dòng điện kích thích it của một máy mà vẫn giữ nguyên dòng điện kích thích của máy kia thì do công suất phản kháng của máy 1 tăng sẽ làm tổng công suất phản kháng tăng làm biến hóa điện áp U của lưới điện vậy để duy trì trạng thái thao tác thông thường của lưới điện U = const, khi tăng dòng điện kích
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
thích của một máy thì phải giảm tương ứng dòng điện kích thích của máy kia và sẽ triển khai được sự phân phối lại công suất phản kháng Q. giữa 2 máy .
2.5. Kết luận chương II
Như vậy trong chương II đã trình diễn quy mô toán học của máy phát thủy điện nhỏ từ quy mô toán của máy điện đồng điệu, quy mô toán mạch kích từ nguyên tắc quy đổi từ hệ pha sang hệ trục vuông góc để hoàn toàn có thể xử lý hệ phương trình, thông số phụ thuộc vào thành thông số hằng ship hàng cho quy trình giám sát. Nghiên cứu quy trình điều chỉnh công suất công dụng và công suất phản kháng nhìn nhận được sự biến hóa góc tải, Giao hàng cho những công dụng khác. Trong chương này đã xử lý được yếu tố chuyển từ quy mô thực SI sang quy mô tương đối pu để thuận tiện cho quy trình mô phỏng và tăng trưởng mạng lưới hệ thống khi cần đổi khác tham số thuận tiện .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chương 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KÍCH TỪ
3.1. Mô hình hệ điều chỉnh máy phát đồng bộ
Thiết bị điều khiển và tinh chỉnh điều tốc SGC, thiết bị ARV và PSS được thế kế quản lý và vận hành theo những cách khác nhau theo bộ tỷ suất ( PI ), bộ dẫn tỷ suất PID so với những cấu trúc khác nhau, logic mờ, mạng lưới tự tạo ANNs, μ ∞ và những thứ tựa như như thế. Cũng có rất nhiều những bộ hạn chế bên trong và những giải pháp bảo vệ khác nhau hình 3-1 .
Hình 3-1. Sơ đồ hệ thống điều khiển máy phát đồng bộ
Trong đó :
• Bộ tự động hóa tinh chỉnh và điều khiển phát điện ( AGC )
• Bộ tự động hóa điều khiển và tinh chỉnh công suất phản kháng ( AQC )
• Biểu đồ vận tốc / công suất và và sụt giảm điện áp kháng hay điện năng • Bộ điều khiển và tinh chỉnh vận tốc và mạng lưới hệ thống kích thích
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
• Động cơ chính/ tua-bin và SG
• Tốc độ, điện áp, và những cảm ứng điện
• Máy biến thế, lưới điện ( XT ), và trường điện từ của mạng lưới hệ thống điện ( emf ), Es • PSS Bộ điều khiển và tinh chỉnh điện áp phản hồi đầu vào
Sự tham chiếu công suất thuần P * được triển khai qua AGC. Biểu đồ vận tốc ( tần suất ) ( dòng thẳng ) dẫn đến sự tham chiếu ωr *. sai số vận tốc ωr * – ωr khi đó đi vào mạng lưới hệ thống trấn áp máy điều tốc với thiết bị đầu ra dẫn tới van và tương ứng những cổng ra của những loại khác nhau của động cơ phụ thiết bị điều tốc tua-bin .
AGC là một phần của thiết bị tinh chỉnh và điều khiển tần số tải của mạng lưới hệ thống công suất mà có SG. Trong thiết bị được gọi là thiết bị bổ trợ, AGC chuyển dời những dòng ωr / P nhằm mục đích mong ước san sẻ sự truyền tải giữa những máy phát điện. Mặt khác, AQC hoàn toàn có thể phân phối sự tham chiếu dòng điện phản ứng của máy phát điện tương ứng Q * < > 0 .
Các dòng điện phản ứng / điện áp ( dòng thẳng ) sẽ dẫn đến sự tham chiếu điện áp VC *. Điện áp VG đo được được tăng thêm bởi sự ngăn cản sụt giảm điện áp IG ( RC + jXC ) nhằm mục đích giữ lại điện áp bù VC. Sai số điện áp VC * – VC đi vào thiết bị trấn áp điện áp kích thích ( AVR ) để điều chỉnh sự kích thích điện áp Vf theo phương pháp mà điện áp tham chiếu VC * được duy trì can đảm và mạnh mẽ .
PSS thêm vào thiết bị đầu vào AVR tín hiệu có ý nghĩa cung cấp tác động suy
giảm tích cực của AVR đối với tốc độ (dòng điện thuần) tấn số riêng tấn số thấp.
Mục đích thiết kế SGC, ARV, PSS, tua-bin chính xác, thiết bị điều tốc và SG các
mẫu được đơn giản hoá đã được đặt ra. Vì SG lớn hơn trong các hệ thống điện,
thiết bị kiểm soát tốc độ và điện áp kích thích đặt trong dải thông chỉ với 0,3 Hz
và các mẫu được đơn giản hoá là khả thi và tối ưu hoá.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3.2.Xây dựng hệ điều khiển kích từ
Một trong những hệ thống thiết bị quan trọng nhất quyết định hành động đến sự thao tác bảo đảm an toàn của máy phát điện, là mạng lưới hệ thống kích từ .
Hệ thống kích từ có trách nhiệm phân phối dòng điện một chiều cho những cuộn dây kích thích của máy phát điện đồng nhất .
Dòng kích từ phải có năng lực điều chỉnh bằng tay hoặc tự động hóa để bảo vệ chính sách thao tác luôn không thay đổi, kinh tế tài chính của máy phát điện với chất lượng điện năng cao trong mọi trường hợp .
Trong chính sách thao tác thông thường, điều chỉnh dòng kích từ sẽ điều chỉnh được điện áp đầu cực máy phát, đổi khác lượng công suất phản kháng phát vào lưới. Một yếu tố đáng chăm sóc khi máy phát điện thao tác ở chính sách quá độ. Chế độ quá độ hoàn toàn có thể xảy ra trong quy trình khởi động máy hoặc khi nối máy phát điện thao tác với lưới .
Quá trình quá độ xảy ra hoàn toàn có thể làm chất lượng điện năng giảm ( khi máy phát nối vào lưới ) nếu không khống chế kịp thời gây nên tàn phá máy. Thông thường thời hạn quá độ của máy phát điện nói chung yên cầu phải tắt rất nhanh biên độ xê dịch của những quy trình quá độ trong máy phải nằm trong khoanh vùng phạm vi được cho phép. Do đó, yếu tố tự động hóa điều chỉnh dòng kích từ có vai trò rất là quan trọng. Để tự động hóa điều chỉnh dòng kích từ của máy phát điện đồng nhất, người ta sử dụng Bộ hiệu chỉnh tự động hóa điện áp ( AVR.Automatic Voltage Regulater ) .
Thiết bị này có trách nhiệm giữ cho điện áp đầu cực máy phát là không đổi ( với độ đúng mực nhất định ) khi phụ tải biến hóa và nâng cao số lượng giới hạn công suất truyền tải của máy phát vào mạng lưới hệ thống lưới điện. Đặc biệt khi máy phát được nối với mạng lưới hệ thống qua đường dây dài .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
– Điều chỉnh không thay đổi điện áp máy phát điện
– Điều chỉnh điện áp theo công suất kháng, để giảm sụt áp trên đường dây hoặc giảm sụt áp qua tổng trở máy biến áp khi máy quản lý và vận hành độc lập. Phân phối công suất kháng giữa những máy với nhau trong mạng lưới hệ thống khi máy quản lý và vận hành nối lưới. – Đảm bảo không thay đổi cho mạng lưới hệ thống khi nối lưới trong trường hợp thiếu kích thích. – Bộ AVR còn có chính sách kích thích cưỡng bức, khi máy phát thao tác ở chính sách sự cố ( ngắn mạch trong lưới ) thì chỉ có bộ phận kích thích cưỡng bức thao tác là hầu hết, nó được cho phép duy trì điện áp của lưới và giữ không thay đổi cho mạng lưới hệ thống .
Hiệu quả thực thi những trách nhiệm trên nhờ vào vào đặc trưng và thông số kỹ thuật của mạng lưới hệ thống kích từ cũng như cấu trúc của bộ AVR.
Để cung ứng một cách an toàn và đáng tin cậy dòng điện một chiều cho cuộn dây kích từ của máy phát điện đồng điệu, cần phải có mạng lưới hệ thống kích từ thích hợp với công suất kích từ đủ lớn. Thông thường yên cầu công suất kích từ ( 0,2 – 0,6 ) % công suất định mức của máy phát điện. Việc tạo ra những mạng lưới hệ thống kích từ có công suất lớn như vậy thường gặp rất nhiều khó khăn vất vả. Đó là vì công suất sản xuất những máy phát điện một chiều bị hạn chế bởi điều kiện kèm theo thao tác của bộ phận đổi chiều, khi máy phát điện một chiều có công suất lớn bộ phận này thao tác kém an toàn và đáng tin cậy và mau hỏng do tia lửa điện phát sinh. Với những máy phát điện có công suất lớn người ta phải dùng mạng lưới hệ thống kích từ dùng máy phát điện xoay chiều và chỉnh lưu. Ngày nay, người ta đang vận dụng mạng lưới hệ thống kích từ tĩnh, dùng bộ chỉnh lưu có tinh chỉnh và điều khiển .
Ngoài công suất định mức và điện áp định mức, hệ thống kích từ còn được đặc
trưng bởi hai thông số quan trọng khác là điện áp kích từ giới hạn (Ufgh) và hằng
số thời gian (Te).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Điện áp kích từ là điện áp lớn nhất hoàn toàn có thể tạo ra được những mạng lưới hệ thống kích từ. Giá trị điện áp này càng lớn thì khoanh vùng phạm vi điều chỉnh dòng kích từ càng rộng và càng có năng lực điều chỉnh nhanh. Đối với máy phát điện tuabin hơi thường có Ufgh 2U fđm. Trong nhiều trường hợp để phân phối nhu yếu bảo vệ không thay đổi mạng lưới hệ thống người ta sản xuất Ufgh = ( 3 – 4 ) Ufđm. Tuy nhiên Ufgh càng cao yên cầu mạng lưới hệ thống kích từ phải có năng lực cách điện cao .
Hằng số thời hạn Te đặc trưng cho vận tốc đổi khác dòng kích từ. Te được xác lập bởi quán tính điện từ của những cuộn dây điện cảm. Te có trị số càng nhỏ thì vận tốc điều chỉnh dòng kích từ càng nhanh. Đặc trưng cho tính ảnh hưởng tác động nhanh của mạng lưới hệ thống kích từ bằng vận tốc điện áp kích từ khi có kích cỡ cưỡng bức .
