Microsoft Word 6803 doc BỘCÔNGTHƯƠNG TỔNGCÔNGTYĐIỆNTỬVÀTINHỌCVIỆTMAM CÔNGTYCỔPHẦNVIETTRONICSĐỐNGĐA BÁOCÁO KẾTQUẢTHỰCHIỆNĐỀTÀINGHIÊNCỨUKHOA HỌC&PHÁTTRIỂNCÔNGNGHỆCẤPBỘ NĂM2007 Tênđềtài NGHIÊNCỨUCHẾTẠOHỆ[.]
BỘCƠNGTHƯƠNG TỔNGCƠNGTYĐIỆNTỬVÀTINHỌCVIỆTMAM CƠNGTYCỔPHẦNVIETTRONICSĐỐNGĐA BÁOCÁO KẾTQUẢTHỰCHIỆNĐỀTÀINGHIÊNCỨUKHOA HỌC&PHÁTTRIỂNCƠNGNGHỆCẤPBỘ NĂM2007 Tênđềtài: NGHIÊNCỨUCHẾTẠOHỆTHỐNGKÍCHTHÍCHCHOMÁYPHÁTĐIỆN ,ỨNGDỤNGTRONGCÁCNHÀMÁYNHIỆTĐIỆNVÀTHỦYĐIỆNTRUN GBÌNHVÀNHỎ,THAYTHẾHÀNGNHẬPKHẨU Mãsố:195-07RD/2007 Cơquanchủtrì: Chủnhiệmđềtài: CơngtyCổphầnViettronicsĐốngĐa Số56-NguyễnChíThanh–q.ĐốngĐa–tp.HàNội LưuHồngLong- KỹsưĐiện-GiámđốcCty 6803 12/4/2008 HÀNỘI12.2007 KÝHIỆU VÀ VIẾTTẮT PSS(PowerSystemStabilizer) : BộổnđịnhhệthốngnguồnA V R (Autovoltageregulator) BộđiềuổnáptựđộngFCR(Fieldcontrolregulator) : : BộđiềuchỉnhkíchtừT H Y R IS TO R BRIDGE : CẦUTHYRISTOR DIODEBRIDGE : CẦUĐIỐT IGBTBRIDGE : CẦUIGBT MUB : Cardđolường COB : Cardđiềukhiển LCP : Panelđiềukhiểntạichỗ RCP : Panelđiềukhiểntừxa AC : Dòngđiệnxoaychiều DC : Dòngđiệnmộtchiều CROWBAR : Mạchdiệttừ trang MỤCLỤC Trang: MỞĐẦU Giớithiệuchung Cơsởpháplý/xuấtxứcủađềtài Tínhcấp thiếtvàmụctiêunghiêncứu củađềtài Đốitượng/phạmvivànộidungnghiêncứu TổngquantìnhhìnhnghiêncứutrongvàngồinướcvàCơsởlý thuyết 5.1 Tổngquantìnhhìnhnghiêncứungồinước 5.2 Tổngquantìnhhìnhnghiêncứutrongnước 5.3 Phươngpháptiếnhànhnghiêncứu CHƯƠNGI TỔNGQUANVỀHỆTHỐNGKÍCHTHÍCH I.1 Phân loạikíchthích I.2 Xemxétđiềukhiểnkíchthíchmáyphát I.3 Xemxétvềmặtđiềukhiển I.4 Chứcnăngbảovệhệthống CHƯƠNGII.K H ẢOSÁTLỰACHỌNMẪU II.1 GiớithiệuhệthốngkíchthíchUNITROL5000củahãngABB: II.2 ĐặcđiểmkỹthuậtcủaUNITROL5000 II.3 CấuhìnhhệthốngUNITROL5000 II.3.1 Khốichuyểnđổicơngsuất II.3.2 Khốimồitừ(FieldFlashing)vàdiệttừ(Crowbar) II.3.3 Khốiđiềuchỉnhđiệnáp II.3.3.1 Chứcn ăngđ iềuchỉnh II.3.3.2 Chứcn ănggiám sát vàb ảovệ II.3.3.3 Chứcn ăngghi d ữli ệu II.3.3.4 Chứcnănggiám sát b ộxửlý II.3.3.5 Chứcn ăngđ iềukhiểnổ nđịnhh ệthốngcông su ất(PSS) II.3.3.6 Chứcn ăngtruyềnthôngvớihệthống 7 7 8 10 14 16 17 19 19 19 20 20 21 22 22 23 23 23 23 24 CHƯƠNGIII THIẾTKẾQUYTRÌNHCƠNGNGHỆ Quytrìnhcơngnghệchếtạohệthốngđiềukhiểnkíchthíchtĩnh CHƯƠNGIV THIẾTKẾHỆTHỐNGĐOLƯỜNG,ĐIỀUKHIỂN TRÊNCƠSỞỨNGDỤNGCƠNGNGHỆKỸTHUẬTSỐ IV.1 Thiếtkếmơhìnhhệthống IV.1.1 26 27 27 Mụcti êuchungkhithiếtkếhệthống 27 IV.1.2 Quan điểmthiếtkếhệthống 28 IV.1.3 Thôn gsốucầuđápứngcủahệthống 29 IV.1.4 Thiết kếmơhìnhcấutrúchệthống 30 IV.1.5 IV.2 26 Nguy ênlýđiệncủahệthốngđiềukhiểnkíchthíchtĩnh 33 Nghiêncứuxâydựngphầnmềmhệthốngkíchthích 34 IV.3 Thiếtkếchếtạophầncứnghệthốngkíchthích IV.3.1 kếchếtạohệthốngtủđiềukhển 52 Thiết 52 IV.3.2 Chết ạocard(board)đolường IV.3.2.1 Đặcđiểmcủaboardđolường: 57 57 IV.3.2.2 Môtả: 57 IV.3.2.3 Sơđồcấutrúcchungcủaboardđolường: IV.3.2.4 Mơtảchứcnăngcủacáckhối: 59 IV.3.2.5 MơtảDSPTMS320VC5510: 68 IV.3.3.Chếtạo/tíchhợpbộđiềukhiểnV1000SE(COB) IV.3.2.1 GiớithiệuhệthốngmôdulPC104vàcáccardI/O IV.3.2.2 MôtảMôdulPPM-GX500 PC104module 58 75 73 74 - IV.3.2.3 MơtảMơdulPC104-PCM-A/D16 IV.3.2.4 MơtảphầnmànhìnhhiểnthịLK204-25củahãngMATRIXORBITAL IV.3.2.5 Thiếtkếtổngthểphầncứnghộpbộđiềukhiển IV.3.2.6 Thuyếtminhchứcnăngđápứngvềgiaodiệnvàphímlệnhcủabộđiều khiểnloạiV1000SE(COB) IV.3.4 Chếtạopanelhiểnthịtạichỗvàtừxa 85 86 90 IV.3.4.2 Mơtảcấutrúc,kíchthướcbộđiềukhiểntạichỗvàtừxa IV.3.4.3 Thuyếtminhchứcnăngđápứngvềgiaodiệnvàphímlệnhcủabộđiều khiểntạichỗvàtừxaloạiV1000SELCPvàRCP IV.3.5 96 IV.3.7 85 86 IV.3.4.1 MơtảphầnmànhìnhhiểnthịcủahãngMATRIXORBITAL ạo/tíchhợpbộđiềukhiểncơngsuất IV.3.6 78 91 91 Chết 93 Chếtạo/tíchhợpbộmồitừ Chếtạo/tíchhợpbộdiệttừ 96 CHƯƠNG V.THỰCNGHIỆM V.1 Thiếtbị,dụngcụ,ngunvậtliệuvàhốchấtsửdụngchonghiên ứu 98c V.2 Lắprápchạythửhệthống V.3 Hiệuchỉnhhoànthiệnhệthống V.4 Chạythủnghiệmtạinhàmáyphátđiện5MW 98 98 101 101 V.5 Kếtquảthựcnghiệm(nêurõcácđiềukiệntiếnhànhthựcnghiệmv kết quảđạtđược)vàthảoluận 101 Kếtquảđạtđược(kếtluận) 106 Hướngnghiêncứutiếp theo(kiếnnghị) KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 106 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 107 PHỤLỤC 108 MỞĐẦU Giớithiệu chung Làmchủcơngnghệ,tínhtựđộnghóa,chấtlượngđiềukhiển,tínhổnđịnh,hiệuquảkin htếlàcáctiêuchíhàngđầuđặtrachoviệcnghiêncứuchếtạo“Hệthốngkíchthíchch omáyphátđiện,ứngdụngtrongcácnhàmáynhiệtđiệnvàthủyđiệncócơngsuấttru ngbìnhvànhỏ,thaythếhàngnhậpkhẩu” Việclàmchủcơngnghệvàchủđộngcungcấpcáchệthốngđiềukhiểnđồngbộbằngn ộilựchiệnnaylàmộtucầucấpbách,nhằmnângcaotỷtrọngnộiđịahốcácsảnphẩ msảnxuấttrongnước.Dochưalàmchủđượccơngnghệthiếtkếchếtạonênphầnlớn cáchệthốngthiếtbịđồngbộchúngtavẫnphụthuộcvàocáctậpđồnQuốctế.Tỷtrọn gphầngiảiphápcơngnghệ,thiếtkếthơngthườngchiếmtừ30%đến60%,thậmchítr ongmộtvàidựáncụthểnóchiếmtới80%tổnggiáthànhcủahệthốngthiếtbịđồngbộ.N hưvậychodùcácđiềukiệncơngnghệsảnxuấttrongnướcchưachophéptasảnxuất hếtđượccácthiếtbịđiềukhiểnđịihỏicơngnghệcao,chúngtavẫnđạtđượctỷlệsảnx uấttrongnướccaotrongcáchệthốngthiếtbịđồngbộbằnggiátrịcơngnghệ,thiếtkếtr onghệthống.Bàiviếtnàyđềcậpvềvấnđềnghiêncứulàmchủcơngnghệthiếtkế,tíchh ợp,chếtạohệthốngđiềukhiểnđồngbộvềviệcđiềukhiểnkíchtừ(kíchthích)máyphá tchocácnhàmáythuỷđiện,nhiệtđiệncơngsuấttrungbìnhvànhỏ 2.Cơsởpháplý/xuấtxứcủađềtài CơngtyCổphầnViettronicsĐốngĐalàđơnvịthựchiệnđềtàikhoahọcnăm2007T h e o hợp đồngsố195-07RD/HĐ-KHCN,kýngày01thánđg03năm2007vềviệc “NGHIÊNCỨUKHOAHỌCVÀPHÁTTRIỂNCƠNGNGHỆ” vớinộidung “NghiêncứuchếtạoH ệthốngkíchthíchchom y p h t điện,ứngdụngtrongc c n h m y nhiệt điệnvàthủyđiệntrungbìnhvànhỏ,thaythếhàngnhậpkhẩu” GiữabêngiaolàBộCơngnghiệpvàbênnhậnlàCơngtyCổphầnViettronicsĐốngĐ a 3.Tínhcấp thiếtvàmụctiêunghiêncứucủađềtài Thaythếhàngngoạinhậpvớichấtlượngtươngđương Thiếtkếchếtạohệthốngđiềukhiểnkíchthíchchomáyphátđiệntrungbình,nhỏ Xâydựngquytrìnhcơngnghệchếtạotiêntiến,đảmbảotínhkhảthi Đối tượng/phạmvivànộidungnghiêncứu Nghiêncứulàmchủcơngnghệđiềukhiểnkíchthíchmáyphátđiện Thiếtkếchếtạomộthệthốngđiềukhiểncơngnghiệptrêncơsởkếthợpthiếtkếchết ạoracác kh ốiđolườngkỹthuậtsố,khốimạchcơngsuất,bảovệ… từnhữnglinhkiệnrời(ChípDSPxửlýtínhiệusốDS1609;DSPTMS320VC5510;DSP56303PV100,DualportRAMIDT71342SA,EEPROMnhớchươngtrình-M29F040B-70K6& AM29F040120JC,R A M c h o dữliệu- K6R1008V1C-JC12,Thạchanh32MHz- S G P H C 32.0000M…)vàứngdụngcácb ộđiềukhiểntiêntiếnchundùngchocơngnghệpthu ộcdịngPC104 Thửnghiệmvàhồnthiệnthiếtkếhệthống Thửnghiệmthựctếhệthốngchongànhđiệnnóichung,nhàmáyđiệncơngsuất5 M W nóir iêng 5.Tổngquantìnhhình nghiên cứutrongvàngồinướcvàCơs ởlýthuyết 5.1 Tổngquantìnhhìnhnghiêncứungồinước Hệthốngkíchthíchchomáyphátđiệntrungbình, nhỏđãđượcnghiêncứu,chếtạotừr ấtlâutạic c n ướcpháttriển.M ộtsốhangchếtạohệthốngđiềukhiểnkíchthíchn ổitiếngtrênthếgiớinhư:ABB,A REVA,BASLER,VATech… Chođếnnaycácgiảiphápvềđiềukhiểnkíchthíchchonhàmáyđiệnđãgầnnhưhồnt h i ện,khơ ngnhữnghồnthiệnvềtínhnăngvàc h ấtlượngđ iềukhiểnmàc ị n đápứ ngc c t í n h năngliênqua nkhácn h ưquảnl ý giámsáttừxa,thuthậpv lưug i ữd ữliệu,kiểmsốtghilạicáctrạngtháisựcố,gi aodiệnthânthiệnhơn… 5.2 Tổngquantìnhhìnhnghiêncứutrongnước Cáchệthốngk í c h t h í c h c h o cácnhàmáyđiệnhiệnn a y chủyếuvẫnl nhậpkhẩuvớig i thànhc a o , t h ờigiannhậpkhẩukéod i nhiềut h n g , việccàiđ ặ thiệuchỉnhcũngphảithchungia, giácơngcaotínhtheogiờ Trongk h i đ ón h u cầuvềviệcx â y dựngc c nhàmáyp h t điệnn g y càngn h i ều,t h e o q u y ho ạchpháttriểnngànhđiệnđếnnăm2010nướctacầnphảixâydựng50nhàmáyđiệncácloại Hiệnn a y khoah ọccơngnghện g y càngpháttriển,cũngn h ưviệchộinhậpcủaViệtNam.Đểchủ độngvềcơngnghệcũngnhưkếthợpđộingũkỹsưsẵncóchúngtahồnt o n cóthểnghiêncứu,th iếtkếvàchếtạohệthốngđiềukhiểnkí ch t hí ch phụcvụcho c c nhàmáyđiệnthaythếcácthiếtbị nhậpngoại,đảmbảođápứngthờigiancungcấp,b ảohànhthiếtbịkịpthời Làmchủcơngnghệđểchủđộngtrongthiếtkế,chếtạocáchệthốngthiếtbịđồngbộnóichungvàhệth ốngđiềukhiểnđồngb ộn h máyt h u ỷđiệnn ó i riênglàmộtđịih ỏicấpb c h hiệnn a y , nóvừal c ơhộivàcũnglàt h ửtháchđ ố ivớicácđơnvịchếtạotrongn ước.Việcchếtạođ ợ ctấtcảcácthiếtb ịc ôngnghệc a o đểnângcaotỷl ệsảnxuấtt r o n g nướcvàchủđộngtrongviệcthiếtkếchếtạocách ệth ốngthiếtb ịđồngb ộlàmongmuốncủatồnĐảng,tồndânt a tronggiaiđoạnhiệnnay.Trìnhđộcơng nghệchếtạotrongnướcchưachophépchúngtasảnxuấthếtđượccácthiếtbịđịihỏicơngn g h ệ,n ghiêncứucơbảnrấtcaonhưc c thiếtb ịPLC,PCthiếtbịđ olườngđ ặ cbiệt đ ể đạttiêuchuẩnquốc tếvớigiáthànhcạnhtranhthìgiảiphápthiếtkếtíchhợpvàlậpt r ì n h điềukhiểnđểchủđộngcungc ấpcáchệthốngthiếtbịđồngbộlàgiảipháptốtnhấthiệnn a y N ếul m đượcn h ưvậythìtỷl ệnộiđịah ốc c hệthốngthiếtbịđồngbộđãđ ttrên50%,mặcdùchúngtachưachếtạođượccácthiếtbịcô ngnghệcao 5.3 Phươngpháptiếnhànhnghiêncứu Khảosátmẫunhậpngoại Nghiêncứu,t h i ếtkếvàc h ếtạoh ệthốngđ iềukhiểnkícht h í c h p h ù hợpvớiđ iềukiệncácnh àmáyđiệntrongnước Thửnghiệmhệthốngtạinhàmáyđiện5MWvàkiểmđịnhcácthôngsốkỹthuật CHƯƠNGITỔNGQUANVỀHỆTHỐNGKÍCHTHÍCH Máyphátđ iệnmuốnphátr a điệnđược,ngồiviệcphảicóđộngcơsơcấpkéo,cịnphảicódịngđiệnk íchthích.Dịngđiệnkíchthíchlàm ộtdịngđiệnmộtchiều,đ ợ cđ avàoRơtocủamáyphátđểkíc hthíchtừtrườngcủaRơtomáyphát Hệthốngthiếtb ịtạor a dịngđ iệnmộtchiềun y g ọichunglàh ệthốngkíchthíchmáyp h t Dịngđi ệnkíchthíchmáyphát,ngồiviệctạotừtrườngchoRơto,cịncóthểdùngđ ể điềuchỉnhđiệnápmá ypháttheogiátrịdanhđịnhhoặctheogiá trịđặtđểhịalưới.Ngồir a , dịngđiệnnà y cịnđiềuchỉn hcơngs u ấtvôcôngcủam y p h t khim y phátđ ãhịavàolưới Đểcóthểthayđổitrịsốcủadịngđiệnkíchthíchnhằmđápứngđượccácucầutrên,cầnphảicóm ộtbộphậnđiềukhiển.Hệthốngmạchđiệnđểđiểukhiểndịngđiệnkícht h í c h gọilàhệthốngđiềuk hiểnđiệnáp,haycịngọitắtlàbộđiềp Hệthốngkíchthích,vớichứcnăngcungcấpdịngkíchthíchchomáyđiệnđồngbộbaog ồmtấtcả,c ơngsuất,sựđiềuchỉnhvàbảovệđểđiềuchỉnhổnđịnhđ iệnápđầucựcm y phát,r ađờ ivàpháttriể ncùngvớimáyđiệnđồngbộvớicáctínhnăngngàycànghiệnđạivàđápứngucầucaovềổnđịnh điệnápcủahệthốngđiệntheotiêuchuẩn[ I E E E std421.4-2004] HìnhI.1:Sơđồkhốihệthốngkíchtừvàđiềukhiểnkíchtừ Hệthốngđiềukhiểnkichtừlàmộtbộđiềukhiểnhồitiếpbaogồmmáyphátđiệnvàhệthốngđiềukhiển kíchthíchcủanó.Thơngquađiệnápcảmnhậnđượctừđầucựcmáyphát,hệthốngđiềukhiểnkích thíchsẽcấpdịngkích thíchphùhợpđếncuộndâykích t h í c h máyphátđểổnđịnhđiệnápđầuc ựcmáypháttheogiátrịmongmuốn Khimáyphátđiệnhoạtđộngsongsongvớicácmáyphátđiệnkháchoặcnốilưới,điệná p đầucực máyphátlàdolướiquyđịnh,trongtrườnghợpnàychứcnăngchínhcủahệthốngđiềukhiểnkícht hí c hl cungcấpdịngkíchthíchc h o máyp h t điệnđồngbộđ ể g i ữcơngsuấtcảmkhángtrênlưới,t ừđóổnđịnhđiệnápđầucựcmáyphát I.1.Phânloạikíchthích Căncứvàocáchtạoradịngkíchthíchcungcấpchodâyquấnkíchthích,nguờitachiah ệthốngkich từthànhhainhóm chính: Hệthốngkí ch thíchquay xâydựngtrêncácbộk í c h t h í c h q u a y mộtchiềuDC(DCE x c i t e r ) , bộkícht h í c h quayxoaychiềuA C (ACExciter)vàhệthốngkícht híchtĩnhxâydựngtrêncácbộkíchthíchtĩnh(StaticExciter).BộkíchthíchACvàDCđ ợ cxâydựn gtrêncơsởsửdụngcácm y phátđiệnmộtchiều(DCExciter)hoặcxoaychiềucóchỉnhl ưu( A C Exc iter)gắnđồngtrụcc ủaRotor,q u a y đồngbộvớiRotorđểcấpdịngchodâyquấnkíchthích Bộkíchthíchtĩnh(StaticExciter)đặtđộclậpvớimáyphát,cấpdịngkíchthíchchodâyquấnkí ch t híchquacơcấuchổiqt vịnggóp điện.Dịngkíchthí ch củabộkích t hí ch tĩnhđượclấytừđầu cựcmáyphátthơngquakhốicầuchỉnhluưThyristorcóđiềukhiển a) Hệthốngkíchthíchmộtchiều(DC) Ngàynay,bộkíchthíchDCvẫncịnđượcsửdụngởnhiềumáyphátđồngbộ(SynchronousGener atorSG)c ó c n g suấtthấphơn100MVA.N ó đ ợ ccấut ạog ồmh a i máyphátđiệnmộtchiềukiểu vànhgópđiệnDC(DCcommutatorelectricgenerator)đóngvaitrịlà:Bộkíchthíchchính(MainExc iter-ME)vàbộkíchthíchbổtrợ(AuxiliaryExciterAE)gắnđồngtrụcvàquayđồngbộvớiRotormáyphát HinhI.2:Hệthốngkíchthíchmộtchiều KhiRotorquay,m y phátđiệnAEsẽtạor a dịngđiệncấpchom áy phátđiệnME.Tớil ượtmình,ME sẽtạoradịngmộtchiềucấpchodâyquấnkíchthíchmáyphátđểtạorasứcđiệnđộngcảmứngtrênđ ầucựcm áy phát.BộkíchthíchD C đ ợ cđiềuk hi ểnbởiA V R thơngquađiệnápđiềukhiểnVcon HệAEvàMEđóngvaitrịnhưmộtbộkhuyếchđạicơngsuấtvớihệsốkhuyếchđạilêntới600/1(20.3 0),dovậytachỉcầncơngsuấtthấpđểcấpchobộkíchthích.Tuynhiênl ợithếnàybịtrảgiábởi: - Đápứngthờigian chậm,màngunnhânlàhằngsốthờigianở cuộnd â y kíchthíchởMEvà AElớn VấnđềănmịnchổiqtởMEvàAE trang 10