Dien cong nghiep 18 md18 gt quan day sua chua may dien nang cao sua lai doc 7511

1 UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: QUẤN DÂY, SỬA CHỮA MÁY ĐIỆN NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 99 /QĐ-KTCNQN ngày 14 tháng năm 2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Bình Định, năm 2018 UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: QUẤN DÂY, SỬA CHỮA MÁY ĐIỆN NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 99 /QĐ-KTCNQN ngày 14 tháng năm 2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghệ Quy Nhơn Bình Định, năm 2018 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Giáo trình biên soạn giáo viên môn Thiết Bị Điện, Khoa Điện trường cao đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Quy Nhơn, sử dụng cho việc tham khảo giảng dạy nghề Điện công nghiệp trường cao dẳng KTCN Quy Nhơn Mọi hình thức chép, in ấn đưa lên mạng Internet không cho phép Hiệu trưởng trường cao đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Quy Nhơn vi phạm pháp luật LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình quấn dây, sửa chữa máy điện có vai trị quan trọng, nhằm giúp sinh viên ngành điện có tài liệu học tập tham khảo việc tính tốn, sửa chữa, vận hành động điện máy phát điện Hiện nay, tài liệu để giảng dạy tham khảo quấn dây, sửa chữa máy điện nhiều chưa sát với chương trình đào tạo trường cao đẳng, nên HSSV khó đọc tham khảo sử dụng làm tài liệu để học vận dụng vào thực tế để sản xuất Chính lí ban biên soạn giáo trình khoa Điện trường cao đẳng kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn viết giáo trình nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy học tập cho giáo viên HSSV trường Trên sở phân tích nêu trên, tài liệu biên soạn bao gồm nội dung sau: Bài 1: Quấn dây động KĐB pha kiểu xếp đơn Bài 2: Quấn dây động KĐB pha kiểu xếp kép Bài 3: Vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa máy phát điện xoay chiều pha Tài liệu bao gồm vấn đề cần thiết cho người đọc nhằm bổ sung kiến thức rèn luyện kỹ nghề, biên soạn dựa sở giáo trình dạy nghề Bộ ban hành với kinh nghiệm giảng dạy nhiều giáo viên trường dạy nghề Trong trình biên soạn khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong độc giả đóng góp ý kiến để tài liệu hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn Bình Định, ngày tháng năm 2018 Tác giả Nguyễn Bình Tài MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC Bài 1: QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KĐB PHA KIỂU XẾP ĐƠN 1.1 Vẽ sơ đồ dây quấn 1.2 Tháo dây cũ, vệ sinh lõi thép, lót cách điện rãnh, lấy lại số liệu cũ 1.3 Quấn bối dây nhóm Lồng dây vào rãnh stato .9 1.5 Lót cách điện đầu nối, hàn dây đai giữ đầu nối 13 1.6 Lắp ráp vận hành thử 14 Bài 2: QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KĐB PHA KIỂU XẾP KÉP 15 2.1 Vẽ sơ đồ dây quấn 15 2.2 Tháo dây cũ, vệ sinh lõi thép, lót cách điện rãnh, lấy lại số liệu cũ 17 2.3 Quấn bối dây nhóm 17 Lồng dây vào rãnh stato lót cách điện nhóm bối 18 2.5 Đầu nối, hàn dây đai giữ đầu nối 21 2.6 Lắp ráp vận hành thử (Thực mục 1.6 Bài 01) 22 Bài 3: VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA 23 3.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện xoay chiều 23 3.1.1 Định nghĩa công dụng 23 3.1.2 Cấu tạo máy phát điện đồng 23 3.1.3 Nguyên lý làm việc máy phát điện đồng 25 3.2 Các đặc tính máy phát điện 25 3.2.1 Phản ứng phần ứng máy phát điện đồng 25 3.2.2 Các đặc tính máy phát điện đồng 26 3.3 Điều chỉnh thông số máy phát điện trình vận hành 29 3.3.1 Trước vận hành máy phát điện cần xem: 29 3.3.2 Khởi động máy phát đóng tải - cắt tải 29 3.3.3 Thực hành 30 3.4 Máy phát điện đồng làm việc song song 30 3.4.1 Điều kiện làm việc song song 30 3.4.2 Các phương pháp hịa đồng xác: 30 3.5 Kiểm tra, bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng 32 3.5.1 Điều kiện bảo dưỡng 32 3.5.2 Kiểm tra, bảo dưỡng máy phát điện động 32 3.5.3 Thực hành 33 3.6 Đấu nối tủ điện ATS với máy phát điện 33 3.6.1 Giới thiệu tủ chuyển nguồn tự động - ATS 33 3.6.2 Đấu nối tủ ATS – Máy phát điện 33 3.6.3 Thực hành 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO 366 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Quấn dây, sửa chữa máy điện nâng cao Mã mô đun: MĐ 18 Thời gian thực mô đun: 90 (Lý thuyết: 30; Thực hành: 58; kiểm tra 02) Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun học sau mơ đun Quấn dây sửa chữa máy điện - Tính chất: Đây mô đun chuyên môn nghề điện công nghiệp; sau trường hành nghề sửa chữa loại động điện, máy phát điện; hành nghề quấn loại động điện dân dụng cơng nghiệp - Ý nghĩa vai trị: Giáo trình quấn dây, sửa chữa máy điện có vai trị quan trọng, nhằm giúp sinh viên ngành điện có tài liệu học tập tham khảo việc tính tốn, sửa chữa, vận hành động điện máy phát điện Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: Vẽ sơ đồ trải, tính tốn số liệu dây quấn động không đồng pha, dây quấn phần ứng máy phát điện pha; Qui trình vận hành, bảo dưỡng máy phát điện - Kỹ năng: Quấn lại dây stato động không đồng pha, dây phần ứng máy phát điện pha; Vận hành bảo dưỡng máy phát điện - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ học tập; vận dụng linh hoạt sáng tạo vào thực tế; đảm bảo an toàn cho người thiết bị Nội dung mô đun: Thời gian Số Tên mô đun Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra Bài 1: Quấn dây động KĐB pha kiểu 25 21 01 xếp đơn Bài 2: Quấn dây động KĐB pha kiểu 34 24 01 xếp kép Bài 3: Vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa 31 18 13 máy phát điện xoay chiều pha Cộng 90 30 58 02 Bài 1: QUẤN DÂY ĐỘNG CƠ KĐB PHA KIỂU XẾP ĐƠN Mã bài: MĐ18 - 01 Thời gian: 25 giờ (LT: 01 giờ, TH: 15 giờ, Tự học: 09 giờ, KT: giờ) Giới thiệu : Dây quấn xếp đơn kiểu dây quấn thông dụng cho động điện không đồng ba pha công suất nhỏ, với kiểu quấn đơn giản, tiết kiệm thời gian, làm việc tin cậy nên nên sử dụng nhiều Mục tiêu: Quấn lại động ba pha bị hỏng theo số liệu có sẵn, đảm bảo hoạt động tốt, đạt thông số kỹ thuật, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện Tính tốn lại số thơng số tần số, điện áp, phù hợp với đặc tính, trạng thái, điều kiện làm việc động cơ, theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện Nội dung chính: Quấn dây động ba pha đồng khn lớp Z = 36; 2p = 1.1 Vẽ sơ đồ dây quấn 1.1.1 Kiến thức liên quan - Bước cực từ: Trong đó: - τ= Z: số rãnh stato; 2p: số cực từ; τ: bước cực từ, tính rãnh Số rãnh phân bố cho pha cực từ: - q= m: số pha dây quấn, m = 3; q: tính rãnh/ pha/ cực; Góc lệch độ điện rãnh kề nhau: - αđ = = αđ tính độ điện (0điện) Khoảng cách đầu đầu đầu cuối pha: Với: = (tính rãnh) - Quan hệ τ y: Đối với dây quấn lớp y = τ 1.1.2 Trình tự thực Bước 1: Xác định số liệu ban đầu: - m=3 - Zs = 36 - 2p = Bước 2: Tính tốn số liệu: - Bước cực từ = (rãnh) - Số rãnh pha cực: - Bước quấn dây: y = τ = (rãnh) = (rãnh) - Góc lệch pha: = (rãnh) Bước 3: Phân bố rãnh theo q τ, αđ Bước 4: vẽ sơ đồ dây quấn cho pha: Bước 5: vẽ sơ đồ dây quấn cho pha: 1.1.3 Thực hành Người học thực hành trình tự bước vẽ sơ đồ dây quấn Giáo viên quan sát dẫn học sinh 1.2 Tháo dây cũ, vệ sinh lõi thép, lót cách điện rãnh, lấy lại số liệu cũ 1.2.1 Kiến thức liên quan - Xác định kiểu dây quấn dây quấn cũ - Xác định số nhóm bối dây pha - Đầu dây liên kết nhóm bối pha - Xác định kiểu dây quấn (tập trung hay phân tán) - Xác định số mạch nhánh song song - Xác định kiểu đấu dây pha - Vẽ lại sơ đồ hoàn chỉnh - Cách thức làm vệ sinh lõi thép stato - Xác định kích thước rãnh stato - Xác định kích thước phim lót rãnh 1.2.2 Trình tự thực Bước : Cắt bỏ dây đai, đầu cuộn dây: Dùng kềm, kéo đục cắt bỏ đầu nối bối dây ý phải giữ lại vài đoạn để lấy số liệu Bước : Bẩy cuộn dây khỏi lõi thép stato: Dùng vít dẹp (loại vít đóng) bẩy mạnh phần đầu nối để tháo bối dây ngồi Có thể chia thành nhiều tao nhỏ để giảm lực thao tác ● Trường hợp cuộn dây tẩm vecni cứng, không thực tiến hành sau: - Dùng vít dẹp (vít đóng) lưỡi cưa sắt phá bỏ nêm tre miệng rãnh - Dùng kềm nhọn tháo tao dây - Khi tháo khoảng 1/3 bẩy phần đầu nối để lấy tồn phần cịn lại ngồi Bước : Lấy lại số liệu - Số vịng dây, đường kính dây khối lượng dây kiểu quấn - Đếm lại xác số vịng bối dây - Đo lại đường kính dây quấn panmer - Ghi số liệu vừa ghi nhận lên sơ đồ vẽ Bước 4: Vệ sinh động - Dùng dao nhọn, lưỡi cưa sắt cạo giấy cách điện, vecni bám bên rãnh - Dùng dao bén, dũa mịn, giấy chỉnh sửa miệng rãnh, bị trầy xướt - Cạo lau khô bụi bẩn Nếu có phương tiện dùng khí nén thổi vật bẩn cạo khỏi rãnh (xem hình 1.5) Bước 5: Đo kích thước rãnh stato: Bước : Xác định kích thước giấy cách điện rãnh - Với động pha có P < 100W: L1 = (3 → 4)mm - Với động pha có 100W < P < 500W: L1 = (4 → 5)mm - Với động pha có 500W < P < 1000W: L1 = (5 → 6)mm Bước 7: Lót cách điện rãnh stato Sau làm rãnh stato đo chu vi rãnh cắt cách điện rãnh Giấy cách điện rãnh gấp mí hai đầu Hình 1.9 Lõi thép stato lót cách điện hoàn chỉnh 1.2.3 Thực hành HSSV thực tháo dây cũ động pha 1KW; Thực vệ sinh lót cách điện lõi thép stato động pha 1KW 1.3 Quấn bối dây nhóm 1.3.1 Kiến thức liên quan - Xác định chu vi bối dây: dựa lõi thép stato động bước dây y sơ đồ dây quấn - Cách cố định khuôn quấn - Cách quấn bối dây dây 11 - Góc lệch pha: = (rãnh) - Bước quấn dây: 2τ/3 ≤ y ≤ τ-1 Vậy ≤ y ≤ - Chọn y = Bước 3: Phân bố rãnh theo q τ, αđ Bước 4: vẽ sơ đồ dây quấn cho pha Bước 5: vẽ sơ đồ dây quấn cho pha: 2.1.3 Thực hành Học viên thực hành trình tự bước vẽ sơ đồ dây quấn 2.2 Tháo dây cũ, vệ sinh lõi thép, lót cách điện rãnh, lấy lại số liệu cũ Tương tự 1.1 2.3 Quấn bối dây nhóm 2.3.1 Kiến thức liên quan - Xác định chu vi bối dây: dựa lõi thép stato động bước dây y sơ đồ dây quấn - Cách cố định khuôn quấn - Cách quấn bối dây dây 2.3.2 Trình tự thực Bước 1: Cố định bàn quấn dây Bước 2: Lắp khuôn quấn vào bàn quấn Bước 3: Chỉnh kích thước khn quấn Bước 4: Quấn dây vào khuôn Bước 5: Tháo khuôn dây 2.3.3 Thực hành HSSV thực việc cố định khuôn quấn, chỉnh kích thước khn, quấn dây dây Lồng dây vào rãnh stato lót cách điện nhóm bối 2.4.1 Kiến thức liên quan - Trình tự lồng lót cách điện nhóm bối dây (kiểu xếp kép): lồng từ nhóm tới nhóm 12 - Xác định bước dây quấn để đặt bối dây vào rãnh - Thống chiều lồng dây nhóm bối dây - Số cạnh chờ để lồng sau 2.4.2 Trình tự thực Bước 1: Chỉnh sửa bối dây trước lồng Uốn nắn bối dây để cạnh tác dụng thẳng, góc bo trịn, khơng bị rối, khơng chồng chéo chiều quấn Bước 2: Đặt stato động nhóm bối dây để chuẩn bị lồng 12 - Đặt stato động bối dây nhóm bối để chuẩn bị lồng - Chiều quấn bối dây trước lồng vào rãnh, đầu dây nhóm bối dây đối diện với stato, sau xoay 1800 để bỏ vào rãnh Bước 3: Lồng dây vào rãnh stato (lồng trình tự từ nhóm đến nhóm 12) - Lồng dây cho nhóm 1: + Lồng bối thứ nhất: lồng cạnh sau, chờ cạnh trước + Lót giấy nêm miệng rãnh: sau lồng xong cạnh dây vào rãnh, ta cần lót giấy nêm miệng rãnh để giữ cho vịng dây quấn khơng thoát khỏi rãnh + Lồng bối thứ hai, bối thứ ba: tương tự bối Lồng nhóm 2: + Lồng nhóm (lồng cạnh sau chờ cạnh trước) + Lót cách điện nhóm nhóm - Tiếp tục lồng dây lót cách điện nhóm 3, 4, 5, , 12 - Lồng dây cho cạnh chờ - Lồng lót cách điện hoàn thiện dây stato 2.4.3 Thực hành HSSV thực việc lồng dây vào lõi thép stato 2.5 Đầu nối, hàn dây đai giữ đầu nối 2.5.1 Kiến thức liên quan - Đấu đầu dây tiếp xúc tốt, dẫn điện tốt - Đai giữ dây trịn đều, chắn 2.5.2 Trình tự thực Bước 1: Hàn đầu dây dây pha, bọc gen cách điện cho mối hàn Bước 2: Nêm giữ chặt dây quấn rãnh Trong trình thực cần dùng nêm tre để nêm giữ chặt dây quấn rãnh Nêm tre phải đóng lớp giấy nêm rãnh Khi nêm rãnh phải đóng nêm cẩn thận để khơng làm rách giấy cách điện rãnh Bước 3: Đai dây Công dụng dây đai xếp gọn đầu nối, giữ chặt cách điện lớp nhóm Phương pháp đai dây phải tạo gút có tính chất mỹ thuật, thực cho hai phía đầu nối 13 2.5.3 Thực hành HSSV thực qui trình hàn dây đai giữ đầu nối dây theo bước 2.6 Lắp ráp vận hành thử (Thực mục 1.6 Bài 01) Chúng ta lắp ráp hoàn chỉnh động tiến hành đo liên lạc pha, đo chạm vỏ với pha dây quấn Đo cách điện pha Nếu cách điện đạt yêu cầu, đấu nối vận hành động đo dòng điện khởi động dịng điện khơng tải Xác định phần trăm dịng điện khơng tải Đo dịng điện khơng tải pha để xác định tính đối xứng pha dây quấn Nếu bước thử nghiệm hoàn tất đạt yêu cầu, thi công thực tháo rời stato rơto sau tiến hành qui trình tẩm sấy cách điện cho dây quấn (Dây quấn sato sau hoàn chỉnh) Câu hỏi tập: Bài 2.1: Tính tốn số liệu vẽ sơ đồ dây quấn động ba pha đồng khuôn hai lớp Z = 24; 2p = Bài 2.2: Tính tốn số liệu vẽ sơ đồ dây quấn động ba pha đồng khuôn hai lớp Z = 48; 2p = 14 Bài 3: VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA Mã bài: MĐ18 – 03 Thời gian: 31 giờ (LT: 06 giờ, TH: 10giờ, Tự học: 15 giờ, KT: giờ) Giới thiệu: Máy phát điện đồng sử dụng rộng rãi cơng nghiệp Phạm vi sử dụng biến đổi thành điện năng, nghĩa làm máy phát điện Điện xoay chiều pha sử dụng chủ yếu kinh tế quốc dân đời sống sinh hoạt Điện sản xuất từ máy phát điện Tuabin khí hay nước Ngoài máy phát điện đồng quay kiểu động khác (Diezen, động đốt trong, xy lanh nước …) chế tạo với công suất vừa nhỏ nhằm dùng cho tải địa phương, nguồn dự phịng, giao thơng vận tải v.v… Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy phát điện xoay chiều pha; - Vận hành máy phát điện xoay chiều 3pha quy trình, đảm bảo an tồn; - Bảo dưỡng phần cơ, phần điện cúa máy phát điện xoay chiều pha; - Kiểm tra sửa chữa mạch kích từ máy phát điện xoay chiều pha; - Kiểm tra sửa chữa hệ thống ổn áp máy phát điện xoay chiều 3pha; Nội dung chính: 3.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện xoay chiều 3.1.1 Định nghĩa công dụng a) Định nghĩa: Những máy điện xoay chiều có tốc độ quay rơto n tốc độ quay từ trường n1, gọi máy điện đồng bộ, chế độ xác lập máy điện đồng có tốc độ quay rơto ln khơng đổi tải thay đổi b) Công dụng: Máy phát điện đồng nguồn điện quan trọng lưới điện cơng nghiệp Trong động cấp tuabin tuabin nước Cơng suất máy đạt đến 500 MW lớn chúng thường làm việc song song Ở lưới điện công suất nhỏ, máy phát điện đồng kéo bời động Diezen tuabin khí, làm việc riêng lẻ hai ba máy làm việc song song với Các máy phát đồng đặt hầu hết trạm phát điện xoay chiều, chúng sử dụng rộng rãi lĩnh vực, sống công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, nguồn điện dự phòng, điện phương tiện di động… 3.1.2 Cấu tạo máy phát điện đồng Cấu tạo máy điện đồng gồm hai phận rơto stato: a) Stato: Stato máy điện đồng giống stato máy điện không đồng bộ, gồm hai phận lõi thép stato dây quấn pha stato Dây quấn stato gọi dây quấn phần ứng b) Rơto: Rơto máy điện đồng có cực từ dây quấn kích từ Có hai loại rơto rơto cực ẩn rơto cực lồi Ở rơto lồi dùng cho máy có tốc độ chậm, có nhiều đơi cực (2p>4) với rơto cực ẩn thường dùng cho máy có tốc độ cao 3000 vg/ph, có đơi cực (2p = 2) Hai đầu dây quấn kích từ luồn trục nối với vành trượt đặt đầu trục, thông qua chổi điện để nối với nguồn kích từ 15 Hình 3.1: Sơ đồ ngun lí máy phát điện 3.1.3 Nguyên lý làm việc máy phát điện đồng Cho dịng điện kích từ (dịng điện chiều) vào dây quấn kích từ tạo nên từ trường rôto động sơ cấp, từ trường rôto cắt dây quấn phần ứng stato cảm ứng dây quấn sức điện động xoay chiều hình sin có trị số hiệu dụng là: E0 = 4,44.f.W1 Kqd φ0 Trong đó: E0 : Sức điện động pha W1 : Số vòng dây pha Kdq: Hệ số dây quấn φ0: Từ thông cực từ rôto f : Tần số máy phát Nếu rơto có p đơi cực, rơto quay vịng, sức điện động (sđđ) phần ứng biến thiên p chu kỳ Do tốc độ quay rơto tính v/ph tần số f 16 Dây quấn pha stato có trục lệch khơng gian góc 1200 điện, sđđ pha lệch góc pha 1200 Khi dây quấn stato nối với tải, dây quấn có dịng điện pha dây quấn tạo nên từ trường quay, với tốc độ quay n1 = 60 f/p, tốc độ quay rôto nên gọi máy phát điện đồng 3.2 Các đặc tính máy phát điện 3.2.1 Phản ứng phần ứng máy phát điện đồng Khi máy phát điện làm việc, từ trường cực từ rôto φ0 cắt dây quấn stato cảm ứng sđđ E0 chậm pha so với từ thơng φ0 góc 900 Dây quấn stato nối với tải tạo nên dòng điện I cung cấp cho tải Dòng điện I dây quấn stato tạo nên từ trường quay gọi từ trường phần ứng φ quay đồng với từ trường cực từ φ0 Góc lệch pha E0 I tính chất tải định - Trường hợp tải trở, góc lệch pha ψ = 0, E0 I pha, dòng điện I sinh từ trường phản ứng φ pha với dòng điện Tác dụng từ trường cực từ, gọi phản ứng ngang trục - Trường hợp tải cảm góc lệnh ψ = 900, dịng điện I sinh từ trương phần ứng φ ngược chiều với φ0 ta gọi phản ứng dọc trục khử từ, có tác dụng làm giảm từ trường tổng - Trường hợp tải dung góc lệch ψ = - 900, dòng điện sinh từ trường phần ứng φ chiều với φ0 ta gọi phản ứng dọc trục trợ từ, có tác dụng làm tăng từ trường tổng - Trường hợp tải bất kỳ, ta phân tích dịng điện I thành hai thành phần, thành phần dọc trục Id – I sinψ thành phần ngang trục Iq = I cosψ, dòng điện sinh từ trường phần ứng vừa có tính chất ngang trục vừa có tính chất dọc trục trợ từ khử từ tùy theo tính chất tải 3.2.2 Các đặc tính máy phát điện đồng Để làm thí nghiệm lấy đặc tính máy phát đồng cần phải có sơ đồ nối dây máy phát điện Tải máy phát tổng trở Z thay đổi Dịng điện kích thích it máy điện lấy từ nguồn điện bên điều chỉnh nhờ biến trở rt Khi vận hành thường máy phát điện đồng cung cấp cho tải đối xứng Chế độ phụ thuộc vào hộ tiêu thụ điện nối với máy phát, công suất cấp cho tải không vượt định mức mà phải định mức Mặt khác đại lượng thông qua đại lượng điện áp, dịng điện, dịng kích từ, hệ số cosφ, tần số f tốc độ quay n Để phân tích đặc tính máy phát điện đồng ta dựa vào đại lượng chủ yếu U, I, If thành lập đặc tính sau: a) Đặc tính khơng tải 17 Đặc tính khơng tải quan hệ E = U0 = f (it) I = f = fđm Máy phát điện đồng cực ẩn cực lồi có dạng đặc tính khơng tải khác khơng nhiều biểu thị theo đơn vị tương đối Trong iiddmo dịng điện khơng tải U = Uđm Ta ý mạch từ máy phát điện tuabin bão hòa mạch từ máy phát điện tuabin nước Khi E = Eđm = 1, máy phát điện tuabin Kμd = Kμ = 1,2; máy phát điện tuabin nước Kμd = 1,06 b) Đặc tính ngắn mạch Đặc tính ngắn mạch quan hệ dịng ngắn mạch dịng kích từ In = f (it) U = 0, Zr = f = fđm Khi dây quấn phần ứng nối tắt đầu máy Xét trường hợp bỏ qua điện trở dây quấn phần ứng (rư = 0) mạch điện dây quấn phần ứng lúc ngắn mạch cảm (ψ = 900) Iq = cosφ = Id = I sinφ = I Đồ thị véctơ máy phát điện lúc ngắn mạch dựa vào phương trình cân điện áp sơ đồ thay thế, ta có E = +j.Ixd Lúc ngắn mạch phản ứng phần ứng khử từ, mạch từ máy khơng bão hịa, từ thông khe hở φδ cần thiết để sinh Eδ = E – I.Xưd = i.Xδư nhỏ Do quan hệ I = f (it) đường thẳng c) Đặc tính ngồi độ thay đổi điện áp ΔUdm máy phát điện đồng - Đặc tính ngồi quan hệ điện áp đầu máy phát với dòng điện phần ứng U = f (I) dịng điện kích thích, tần số góc tải khơng đổi (It = const, f = fđm φ = const) Nó cho thấy lúc giữ kích thích khơng đổi, điện áp máy thay đổi theo tải Khi đặc tính phải thay đổi tải I cho cos φ = const đo U I ứng với trị số khác tải Z Dạng đặc tính ngồi ứng với tính chất khác tải trình bày hình 1-11 Trong trường hợp phải điều chỉnh dịng điện kích thích cho I = Iđm có U = Uđm, cosφđm, f = fđm gọi dịng điện từ hóa định mức Từ hình 1-11 thấy dạng đặc tính ngồi phụ thuộc vào tính chất tải Nếu tài có tính cảm I tăng, phản ứng khử từ phần ứng tăng lên, điện áp giảm đường biểu diễn xuống Ngược lại tải có tính dung I tăng, phản ứng phần ứng trợ từ, điện áp tăng đường biểu diễn lên Khi tải trở đường đặc tính gần song song với trục hồnh - Độ thay đổi điện áp định mức ΔUđm máy phát điện đồng bộ: Theo định nghĩa thay đổi điện áp tải thay đỏi từ định mức với cosφ = cosφđm đến không tải, điều kiện khơng thay đổi dịng điện kích thích Trị số ΔUđm thường biểu thị theo phần trăm điện áp định mức, nghĩa E – Uđm ΔUđm% = 100 Uđm Thơng thường ΔUđm% = 25 ÷ 35% 18 d) Đặc tính điều chỉnh máy phát điện đồng Đặc tính điều chỉnh máy phát điện quan hệ dịng điện kích thích với dịng điện phần ứng it = f (I) U = const, cosφ = const, f = fđm Đặc tính điều chỉnh cho biết chiều hướng điều chỉnh dòng điện it máy phát để giữ cho điện áp U đầu máy khơng đổi Dạng đặc tính trị số cosφ khác hình 1-12 Nhận thấy với tải cảm I tăng, tác dụng khử từ phản ứng phần ứng tăng làm cho U bị giảm Để giữ cho U khơng đổi phải tăng dịng điện từ hóa it Ngược lại tải dung I tăng, muốn giữ U = const phải giảm it Thông thường cosφđm = 0,8 (thuần cảm), nên từ không tải (U = Uđm , I = 0) đến tải định mức (U = Uđm , I = Iđm) phải tăng dòng điện từ hóa it khoảng 1,7 ÷ 2,2 lần 3.3 Điều chỉnh thông số máy phát điện trình vận hành 3.3.1 Trước vận hành máy phát điện cần xem: - Mức nhớt động (trên thăm nhớt) phải vị trí F (Full) - Nước làm mát động phải đầy (sử dụng dung dịch phụ gia) - Quạt gió két nước quạt gió đầu phát có bị vật cản - Kiểm tra mức nhiên liệu thùng chứa ( từ ¾ - đầy thùng) - Van dầu mở - Bình ắcquy cọc dây bắt chặt - Công tắc bình ắcquy vị trí “ON” (đóng) - CB (cầu dao) máy vị trí “OFF” (cắt) - Nút nhấn dừng khẩn cấp (Emergency button) vị trí mở - Nắp đậy pơ có bị kẹt khơng - Đường hút gió phải thơng thống (máy có vỏ giảm ồn) - Bộ điều khiển có báo lỗi khơng (nếu có phải khắc phục) - Ống dẫn để đảm bảo khơng bị rị rĩ 3.3.2 Khởi động máy phát đóng tải - cắt tải Bước 1: Khởi động máy - Bật cơng tắc sang vị trí có biểu tượng bàn tay sau nhấn nút cho động chạy - Chỉ khởi động 30 giây, máy chưa nổ phải nghỉ phút tiếp tục khởi động lại, khơng nổ phải tìm ngun nhân khắc phục Lưu ý: Bộ điều khiển tự khóa đề 03 lần không thành Cách xử lý: - Kiểm tra xem điều khiển có đèn báo lỗi khơng Nếu có khắc phục - Bật cơng tắc vị trí có vịng trịn (số điều khiển) để reset điều khiển Sau bật cơng tắc sang vị trí”AUTO” nhấn giữ nút có biểu tượng bàn tay để khởi động lại Bước 2: Lúc máy nổ vận hành cần thao tác sau: - Cho máy chạy không tải từ - phút đến nhiệt độ tăng dần - Khi máy đủ điện áp, đóng cơng tắc tải lên “ON”, đóng tải, quan sát hệ thống báo hiệu ( điện áp,áp lực nhớt,nhiệt độ) - Điện áp : 220/ 380V (± 1%) - Tần số: 50 Hz(± 3) - Áp lực nhớt: 25 psi – 45psi 19 Ghi máy hoạt động - Trong lúc máy hoạt động thường xuyên theo dõi nhiệt độ máy - Không cho máy chạy tải - Không lau chùi, châm thêm nhiên liệu máy hoạt động - Khơng tiếp tục chạy máy có tượng hư hỏng Bước 3: Đóng cầu dao nơi sử dụng sang nguồn máy phát (nếu có) - Kiểm tra đồng hồ cường độ dòng điện máy cung cấp cho tải - Cường độ dòng điện tối đa (1 pha): Bước 4: Cắt tải tắt máy phát: - Ngắt tải sau bật CB (cầu dao) máy sang vị trí “OFF” - Để máy chạy không tải thêm 3-5 phút - Tắt máy phát cách bật cơng tắc vị trí có biểu tượng vòng tròn Bước 5: Chạy máy phát tự động kết hợp tủ chuyển đổi nguồn tự động (ATS) - Bật cơng tắc (chìa khóa) sang vị trí “AUTO” - Bật CB (cầu dao) máy sang vị trí “ON” - Máy tự khởi động khi, điện lưới thấp, điện lưới cao, điện lưới bị pha, điện lưới - Máy tự động dừng điện lưới ổn định, có điện lưới trở lại 3.3.3 Thực hành HSSV thực trình kiểm tra, vận hành điều chỉnh thông số máy phát theo quy trình 3.4 Máy phát điện đồng làm việc song song 3.4.1 Điều kiện làm việc song song Khi ghép máy phát điện đồng làm việc song song hệ thống điện lực với máy phát điện đồng khác, để tránh dòng điện xung Mđt có trị số lớn gây cố hỏng máy thiết bị khác hệ thống phải đảm bảo điều kiện sau: - Điện áp máy phát phải trùng pha với điện áp lưới (cực tính máy phát phải cần ghép song song phải giống cực tính lưới): UF = UL - Tần sốcác hệ thống ghép vào phải quay tốc độ n): fF = fL - Đối với máy phát điện ba pha cần thêm điều kiện thứ 3: Cùng thứ tự pha Khi ghép song song việc điều chỉnh điện áp UF máy phát điện thực cách thay đổi dịng điện kích thích máy Tần số fF máy điều chỉnh cách thay đổi momen tốc độ quay động sơ cấp kéo máy phát Sự trùng pha điện áp máy phát điện lưới điện kiểm tra đèn, vôn mét không dụng cụ đo đồng Thứ tự pha máy phát điện đồng thường kiểm tra lần sau lắp ráp máy hồ đồng vơi lưới điện lần đầu Việc ghép song song máy phát điện vào hệ thống điện theo điều kiện gọi hịa đồng xác máy phát điện Trong số trường hợp dùng phương pháp hịa đồng khơng xác nghĩa khơng phải so sánh tần số, trị số góc pha điện áp máy phát điện cần ghép song song lướí điện, phương pháp gọi phương pháp tự đồng 3.4.2 Các phương pháp hịa đồng xác: a Hịa đồng kiểu ánh sáng: 20 Ta hịa đồng kiểu ánh sáng hai phương pháp: phương pháp đèn tối (máy phát điện II) phương pháp ánh sáng quay (máy phát điện III) α Phương pháp đèn tối: Sơ đồ hòa đồng phương pháp đèn tối thể hình 4.13 Quay máy phát hai đến n = n1 Điều chỉnh cho UFII = UL UFII trùng pha thứ tự pha với UL khơng có điện áp đặt đèn nên đèn tối Nếu tần số máy phát lưới khơng véctơ điện áp lưới máy phát quay với tốc độ góc khác nhau, góc lệch pha a chúng thay đổi từ đến 1800, điện áp đặt lên đèn thay đổi từ đến hai lần điện áp pha đèn sáng tối, sai khác điện áp máy phát lưới lớn đèn sáng tối nhanh: Khi fFII ≠ fL đèn nhấp nháy nhanh fFII ≈ fL đèn sáng tối chậm Khi đèn tối tương đối lâu (khoảng đến giây) người ta đóng máy phát điện vào lưới Để đóng máy xác người ta mắc thêm vơnmét khơng (có điểm khơng thang đo) β Phương pháp ánh sáng đèn quay: Ta nối đèn vị trí: (A - A2), (B C2), (C-B2) (hình 4.14) đồ thị véc tơ điện áp hình 4.16 Nếu vị trí hình 4.16 đèn tối mờ, đèn sáng nhiều, đèn sáng vừa Ở vị trí A º A2 đèn tắt đèn sáng kết hợp với vơnmét khơng đóng máy hịa đồng Nếu n/ > n đèn sáng dần lên, đèn sáng nhiều lên đèn sáng yếu Vậy nếu: n/ > n ánh sáng quay từ 1-2-3 n/ > n ánh sáng quay từ 1-3-2 n/ = n đèn tắt Do nhìn chiều quay đèn biết cần phải tăng hay giảm tốc độ máy phát ghép với lưới để đến gần vận tốc đồng Chú ý: Nếu ta nối dây theo sơ đồ đèn tối mà kết đèn quay hay ngược lại nối theo đèn quay mà đèn sáng, tối chứng tỏ thứ tự pha m nối sai Lúc cần đổi thứ tự nối hai ba pha máy phát với mạng điện b Hoà đồng kiểu điện từ (dùng cột đồng bộ) Cột đồng dùng ba đồng hồ để kiểm tra điều kiện hồ đồng bộ: - Hai vơn mét để kiểm tra điện áp UL UF - Hai hécmét để kiểm tra tần số fL fF tần số kế kép có hai dãy phiến rung để đồng thời tần số fF fL - Một đồng kế tác động theo khác fL fF định hoà đồng Khi fL= fF kim quay chậm (fL ≈ fF) thời điểm đóng cầu dao lúc kim trùng với đường thẳng đứng hướng lên c) Phương pháp tự đồng 21 Thường sử dụng với máy phát điện công suất nhỏ, đóng vào lưới theo phương pháp tự đồng sau: Nối mạch kích từ qua điện trở để tránh dòng điện cảm ứng dây quấn rotor lớn, cầu dao D2 đóng phía điện trở Quay rotor đến gần tốc độ đồng bộ, đóng D1 để nối máy phát vào lưới điện chưa có kích từ, cuối đóng dây quấn kích từ vào nguồn kích từ, máy làm việc đồng Tuyệt đối khơng đóng stator máy phát điện vào lưới theo phương pháp tự đồng mạch kích từ hở mạch lúc cuộn dây kích từ cảm ứng s.đ.đ lớn làm hỏng cách điện.Phương pháp tự đồng cho phép hồ đồng nhanh chóng cần xử lý khẩn cấp Tuy nhiên có khuyết điểm dịng điện đóng cầu dao lớn 3.5 Kiểm tra, bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng 3.5.1 Điều kiện bảo dưỡng - Các phụ tùng thay bao gồm lọc dầu, lọc nhớt, lọc gió, nước làm mát, dầu bôi trơn - Chế độ thay vào số hoạt động máy Đối với lọc dầu, lọc nhớt, lọc gió từ 150 đến 200 máy chạy - Đối với dây cua-roa vào độ co giãn, nước giải nhiệt vào thời gian hoạt động máy (khoảng 500 máy chạy) 3.5.2 Kiểm tra, bảo dưỡng máy phát điện động Bước 1: Bảo dưỡng máy phát điện - Làm vệ sinh phịng máy máy, xem ốc vít có lỏng, mối nối phần điện có sút lỏng hư hỏng hay không - Lập lý lịch máy, ghi thời gian chạy máy, thời điểm châm thay nhớt, thời điểm châm nước giải nhiệt (nếu có), thời điểm châm nhiên liệu - Kiểm tra mức nhớt máy, châm vào thiếu - Kiểm tra bình lọc gió, dơ phải súc rửa, thay nhớt - Châm đủ nhiên liệu vào thùng chứa - Kiểm tra accu có - Kiểm tra mực nước làm mát châm thêm thiếu Bước 2: Kiểm tra động - Phần làm mát giải nhiệt động - Hệ thống két nước, ống dẫn nước, van lọc chống rỉ, tản nhiệt, van xả nước, quạt gió, bơm đảo đối lưu - Hệ thống áp lực nhớt, ống dẫn áp lực, lọc nhớt, xả nhớt làm vệ sinh chất dơ bẩn bị đóng thời gian máy hoạt động - Hệ thống áp lực dầu, ống áp lực dẫn dầu, van xả dầu dơ bẩn, bơm tạo áp suất, bơm cao áp, lọc dầu - Hệ thống lọc khí động cơ, rotor turbo - Hệ thống soupape, độ hở van động - Kiểm tra độ hao mòn, độ rơ (bạc đạn, bạc dầu phần khí khác) 22 - Hệ thống phun dầu động - Dây courroie quạt, dây cuorroie máy phát điện sạc (DC), demarreur, poulie - Kiểm tra độ bôi trơn, độ rơ bạc đạn, bộn giảm chấn (bạc đạn có thiếu dầu bơi trơn, cao su giảm chấn có bị chai cứng khơng cịn độ giảm rung chân máy - Kiểm tra cốc lắng cặn tách nước giải nhiệt, bình làm mát hồi lưu - Kiểm tra tồn bulon đai ốc có bị nới lỏng khơng Bước 3: Kiểm tra hệ thống máy phát điện - Kiểm tra rotor, stator máy phát điện xoay chiều - Đo cách diện, cảm ứng từ trường, chổi than (nếu có) - Hệ thống dây dẫn, công suất tổn hao đường dây, cơng suất máy đưa vào cho phụ tải sử dụng - Hệ số kích từ AVR - Hệ thống mạch điều khiển - Hệ thống bảo vệ (AC,DC) - Điều chỉnh hệ thống thị, kiểm sốt, cơng tắc khởi động, tắt máy, công tắc chuyển mạch Ampe, Volt - Mức độ nạp điện bình accu độ điện phân - Kiểm tra độ rơ bạc đạn - Kiểm tra hệ số định đồng hồ Volt, Ampe, tần số, dầu, nhớt, nước, giờ, đo tốc độ - Kiểm tra đèn báo áp lực nhớt, nhiệt độ nước, sạc bình, núm chỉnh điện thế, đèn báo sưởi - Đo rờ - le ngắt rị rỉ, cơng tắc khởi, tắt máy - Kiểm tra độ lệch pha 3.5.3 Thực hành HSSV thực trình kiểm tra, bảo dưỡng máy phát điện theo quy trình 3.6 Đấu nối tủ điện ATS với máy phát điện 3.6.1 Giới thiệu tủ chuyển nguồn tự động - ATS Tủ điện ATS (Automatic Transfer Switches) hệ thống chuyển đổi nguồn tự động, có tác dụng nguồn bị ATS khởi động chuyển sang nguồn dự phịng Có ATS chuyển đổi nhiều nguồn hai nguồn Tại thị trường Việt Nam phổ biến loại chuyển đổi hai nguồn Nguồn dự phịng thơng thường máy phát điện Khi nguồn  điện lưới ATS khởi động kiểm soát khởi động máy phát điện Chuyển tải sang sử dụng nguồn điện dự phịng máy phát điện Ngồi dùng kết nối nguồn dự phòng máy phát điện nhà máy điện có sử dụng tủ ATS Đây chức tủ ATS Ngoài ra, Tủ chuyển đổi nguồn tự động (ATS) thường có chức bảo vệ khi điện lưới điện máy phát bị cố như: pha, trung tính, thấp áp (tuỳ chỉnh) thời gian chuyển đổi điều chỉnh Bên cạnh cịn có chức đặt thêm chức tạo định thời theo thời gian thực 3.6.2 Đấu nối tủ ATS – Máy phát điện Bước 1: Đọc sơ đồ kết nối ATS máy phát điện 23 Hình 3.16 Sơ đồ nối dây ATS với máy phát Bước 2: Đấu nối cài đặt Việc đấu nối mạch lực đơn giản theo sơ đồ Đấu nối ATS-máy phát điện có bảng điều khiển bo điện tử có hình thức kết nối phổ thơng tất dòng máy phát điện, tất hãng cung cấp bảng điều khiển khác nhau: - Kết nối tủ ATS - máy phát điện qua cổng truyền thông - Kết nối tín hiệu  điều khiển tủ ATS - máy phát điện qua cổng điều khiển bên (remostart) - Kết nối trực tiếp điện lưới vào bảng điều khiển máy phát điện Kiểu 1:  dùng kiểu kết nối cần khả lập trình nên kết nối nhà má có mạng điều khiển nội Kiểu 2 : tất bảng điều có chức máy phát điện mà bao gồm loại máy máy nén khí, máy làm lạnh nước….Nếu sử dụng chức điều khiển từ xa cho máy phát điện cần để lại kiểu kết nối cho chức Kiểu 3 :  kiểu kết nối hỗ trợ bảng diều khiển máy phát điện có hỗ trợ chức ATS control Khi kết nối tủ ATS-máy phát điện theo kiểu bạn khơng cần lập trình, nguồn ni, hay phần tử điều khiển tủ ATS bạn cần hai MCCB khóa chéo điện + khí (nếu cần) quận hút MCCB cấp nguồn nuôi từ bảng điều khiển xuống Với tủ ATS đặt xa máy phát điện MCCB q lớn  khơng nên cho dịng ni quận hút MCCB qua tiếp điểm bảng điều khiển. Cần qua rơ le trung gian trường hợp Bước 3: Kiểm tra trình đấu nối 24 Bước 4: Vận hành tủ điện ATS 3.6.3 Thực hành HSSV thực trình đấu nối, cài đặt vận hành tủ điện ATS theo quy trình Câu hỏi tập: Câu 1: Nêu đường đặc tính ngồi máy phát điện đồng tải cảm (L) ? Câu 2: Nêu đường đặc tính ngồi máy phát điện đồng tải dung (C) ? Câu 3: Nêu điều kiện hòa đồng máy phát vào lưới điện ? 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Chính (2016), Máy điện lý thuyết tập; NXB Xây dựng; [2] Khoa Điện (2014), Giáo trình Máy điện, lưu hành nội bộ; [3] Nguyễn Văn Tuệ (2012), Thiết kế dây quấn, Quấn dây máy điện; NXB Khoa học kỹ thuật [4] Vũ Gia Hanh-Trần Khánh Hà (2000), Máy điện 1; NXB Khoa học Kĩ thuật [5] Vũ Gia Hanh-Trần Khánh Hà (2001), Máy điện (2001); NXB Khoa học Kĩ thuật [6] Giáo Trình Máy Điện (Sách Dùng Cho Các Trường Đào Tạo Hệ Trung Học Chuyên Nghiệp), Vụ Trung Học Chuyên Nghiệp Dạy Nghề, Nhà Xuất Bản Giáo Dục [7] Nguyễn Trọng Thắng- Ngô Quang Hà (2003), Máy Điện;Trường Đại Học Sư Phạm Kĩ Thuật, Tp Hồ Chí Minh