Thông tin tài liệu
BỘ CÔNG THƯƠNG TONG CONG TY ĐIỆN TỬvA TIN HỌC VIỆT MAM CONG Ty C6 PHAN VIETTRONICS DONG DA BAO CAO KET QUA THUC HIEN DE TAI NGHIEN CUU KHOA HOC & PHAT TRIEN CONG NGHE CAP BO NAM 2007 Tén dé tai: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG KÍCH THICH CHO MAY PHAT DIEN, UNG DUNG TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ THỦY ĐIỆN TRUNG BÌNH VÀ NHỎ, THAY THẾ HÀNG NHAP KHAU Mã số:195-07RD/2007 Cơ quan chủ trì : Chủ nhiệm đê tài : Cơng ty Cổ phần Vietronics Đống Đa Số 56 - Nguyễn Chí Thanh —q Đống Đa — Hà Nội Lưu HoàngLong- £Ƒ s/Điện -Giám đốc Cừy, 6803 12/4/2008 HANOI 12.2007 KY HIEU VA VIET TAT PSS (Power System Stabilizer) AVR (Auto voltage regulator) FCR (Field control regulator) THYRISTOR BRIDGE DIODE BRIDGE IGBT BRIDGE MUB coB Bộ én định hệ thống nguồn Bộ điều ồn áp tự đơng Bộ điều chỉnh kích từ CÀU THYRISTOR CÀU ĐIÓT CAU IGBT Card đo lường Card điều khiến LCP RCP AC DC CROWBAR Panel Panel Dòng Dòng điều điều điện điện khiễn chỗ khiễn từ xa xoay chiều chiều Mạch diệt từ trang MỤC LỤC Giới thiệu chung - Tính cấp thiết mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng/phạm vi nội dung nghiên cứu Tổng quan tình hình nghiên cứu nước Cơ sở lý thuyết 5.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước 5.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 5.3 Phương pháp tiến hành nghiên cứu NNNN Co sé phap lyAcuat xt cla dé tai Ce OR ONS Mo AU DOD Trang: CHUONG | TONG QUAN VE HE THĨNG KÍCH THÍCH I.1 Phân loại kích thích 10 14 16 I.2.Xem xét điều khiển kích thích máy phát I.3 Xem xét mặt điều khiển 14 Chức bảo vệ hệ thống CHƯƠNG I1 Giới 11.2 Đặc 1.3 Cấu II KHẢO SÁT LỰA CHỌN MẪU thiệu hệ thống kích thích UNITROL8000 hãng ABB: điểm kỹ thuật UNITROL 5000 hình hệ thống UNITROL 6000 19 19 19 20 II.3.1 Khối chuyên đỗi công suất 1.3.2 Khối môi từ (Fiald Flashing) diệt từ (Crow bar) II.3.3 Khối đầu chỉnh điện áp 20 21 32 1.3.3.1 Chúc điều chỉnh 1.3.3.2 Chức giám sát bảo vệ 1I.3.3.3 Chức ghi liêu 1.3.3.4 Chức giám sát xử lý 23 3g 23 1.3.3.5 Chúc điều khién én định thẳng gông suất (PSS) 1.3.3.6 Chức truyện thông với hệ thông, 23 24 trang CHƯƠNG II THIẾT KÉ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Quy trình cơng nghệ chế tạo hệ thống điều khiển kích thích tính = CHƯƠNG W _ THIẾT KÉ HỆ THĨNG ĐO LƯỜNG, ĐIỀU KHIỂN TRÊN CƠ SỞ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT SĨ IV.1 Thiết kế mơ hình hệ thống 27 IV.1.1.Mục tiêu chung thiết kê hệ thỗng 21 IV.1.2.Quan điểm thiết kế hệ thông 28 IV.1.3.Thông số yêu câu đáp ứng hệ thống 29 IV.1.4.Thiết kế mô hình cau trúc hệ thống 30 IV.1.5.Nguyên lý điện hệ thống điều khiễn kích thích tính 343 I.2 34 Nghiên cứu xây dựng phân mêm hệ thơng kích thích IV.3 Thiét ké ché tao phan cứng hệ thống kích thích 52 1V.3.2.1 Dac diém cla board đo lường 57 1V.3.2.2 M6 ta 57 IV.3.2.3 Sơ đồ cấu trúc chung board đo lường: 58 IV.3.24 Mô tả chức khói 59 1V.3.2.5 M6 ta DSP TMS320VC5510; 68 IV.3.1.Thiết kế chế tạo hệ thống tủ khến IV.3.2.Chế tạo card (board) đo lường IV.3.3 Chế tạo/ tích hợp điều khién V1000SE 82 57 (COB) 73 IV.3.2.1 Giới thiệu hệ thông môdu| PC104 card 1/0 74 IV.3.2.2 Mô tả Môdul PPM-GX500 75 IV.3.2.3 M6 ta Médul PC104 - PCM-A/D16 78 IV.3.24 Mô tả phản man hinh hién thi LK204-26 cia hang MATRIX ORBITAL, 85 1¥.3.2.5 Thiét ké tong the phần cứng hộp điều khién 85 IV43.26 Thuyet minh chức đáp ứng giao diện phím lệnh điều 86 V34, Ché tao panel hién thị chỗ từ xa 86 IV.3.4.1 Mô tả phan man hinh hién thi cla hang MATRIX ORBITAL 90 IV.3.4.2 Mơ tả cấu trúc, kích thước điểu khiễn chỗ từ xa 91 V3.43 Thuyết minh, chức đáp ứng giao diện phím lệnh điều 91 - PC104 module khiễn loại V1000SE (COB) _ khiển chỗ từ xa loai V1000SE LCP va RCP IV.3.5 Chế tạo/ tích hợp điều khién céng suat trang IV.3.6 Chế :tạo tích hợp từ 96 IV.3.7.Chế tạo/ tích hợp diệt từ 96 CHƯƠNG V THỰC NGHIÊM 98 V.1 Thiết bị, dụng cụ, nguyên vật liệu hoá chất sử dụng cho nghiên _ ga cứu V.2 Lắp ráp chạy thử hệ thống 98 V.3 Hiệu chỉnh hoàn thiện hệ thống 101 V.4 Chạy thủ nghiệm nhà máy phát điện SMW 101 V5 Két thực nghiệm (nêu rõ điều kiện tiền hành thực nghiệm _ kết đạt được) thảo luận ;gị KÉT LUẬN VÀ KIỀN NGHỊ Kết đạt (kết luận) 108 Hướng nghiên cứu (kiến nghị) 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 108 107 108 trang MỞ ĐẦU Giới thiệu chung Làm chủ cơng nghệ, tính tự động hóa, chất lượng điều khiên, tinh én dinh, ệu kinh tế tiêu chí hàng đầu đặt cho việc nghiên cứu c: “Hệ thơng kích thích cho máy phát điện, ứng dụng nhà máy nhiệt điện thủy điện cô cơng suất trung bình nhỏ, thay thê hàng nhập khâu” Việc làm chủ công nghệ chủ động cung cắp hệ thông điều khiễn đồng nội lực yêu cầu cắp bách, nhằm nâng cao tỷ trọng địa hoá sản phẩm sản xuất nước Do chưa làm chủ công nghệ Thiết kế chế tạo nên phần lớn hệ thông thiết bị đồng phụ Thuộc vào tập đoàn Quốc tế Tỷ trọng phần giải pháp công nghệ, thiết kế thông thường chiêm từ 30% đến 60%, chí vài dự án cụ thê chiếm tới 80% tơng giá thành hệ thơng thiết bị đồng Như cho dù điều kiện công nghệ sản xuất nước chưa cho phép 1a sản xuất hết thiết bị điều khiễn đồi hỏi công nghệ cao, đạt tỷ lệ sản xuất nước cao hệ thông thiết bị đồng giá trị công nghệ, thiết kế hệ thông Bài viết đề cập vẻ đề nghiên cứu làm chủ công nghệ thiết kê, tích họp, chế tạo hệ thơng điều khiễn đồng việc điều khiên kích từ (kích thích) máy phát cho nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện công suất trung bình nhỏ trang Cơ sở pháp lý/xuất xứ để tài Công ty Cổ phần Vieronics Đồng Đa đơn vị thực để tài khoa học năm 2007 Theo hợp đồng số 195-0TRD /HĐ-KHCN, ký ngày 01 thánđg 03 năm 2007 vẻ việc *NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỄN CÔNG NGHỆ” với nội dung AK Ww "Nghiên cứu chế tạo Hệ thống kích thích cho máy phát điện, ứng dụng nhà máy nhiệt điện thủy điện trung bình nhỏ, thay hàng nhập khẩu" Giữa bên giao Bộ Công nghiệp bên nhận Công ty Cổ phân Viettronics Đồng Đa .Tính cấp thiết mục Thay hàng ngoại nhập với Thiết kế chế tạo hệ thống điều Xây dựng quy trình cơng nghệ tiêu nghiên cứu đề tài chất lượng tương đương khiển kích thích cho máy phát điện trung bình, nhỏ chế tạo tiên tiền, đảm bảo tính khả thi \\ Đồi tượng/phạm vi nội dung nghiên cứu Nghiên cứu làm chủ cơng nghệ điều khiển kích thích máy phát điện Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển công nghiệp sở kết hợp thiết kế chế tạo khối đo lường ký thuật số, khối mạch công suất, bảo vệ từ linh kiện rời (Chíp DSP xử lý tín hiệu số - DS1609, DSP TMS320VC5510; DSP56303PV100, Dualport RAM - IDT 71342SA, EEPROM nhớ chương trình M29F040B-70K6 AM29F040-120.JC, RAM cho liệu - KôR1008V1C-JC12, Thạch anh 32MHz - SG-615PH C 32.0000M ) ứng dụng điều khiễn tiên tiền chuyên dùng cho công nghệp thuộc dịng PC104 +_ Thử nghiệm hồn thiện thiết kế hệ thống, + Thử nghiệm thực tế hệ thống cho ngành điện nói chung, nhà máy điện cơng suất SMMW nói riêng 5.Tổng quan tinh sở lý thuyết h nghiên cứu nước Cơ 5.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước Hệ thống kích thích cho máy phát điện trung bình, nhỏ nghiên cứu, chế tạo từ rắt lâu nước phát triển Một số hang chế tạo hệ thống điều khiển kích thích tiếng giới như: ABB, AREVA, BASLER, VATech wang Cho đến giải pháp vẻ điều khiển kích thích cho nhà máy điện gân hồn thiên, khơng hồn thiện vẻ tính chất lượng điều khiển mà cịn đáp ứng tính liên quan khác quản lý giám sát từ xa, thu thập lưu giứ liệu, kiểm soát ghi lai trang thai có, giao diện thân thiện 5.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước Các hệ thống kích thích cho nhà máy điên chủ yếu nhập với giá thành cao, thời gian nhập kéo dài nhiều tháng, việc cài đặt hiệu chỉnh phải th chun gia, giá cơng cao tính theo Trong nhu cầu việc xây dựng nhà máy phát điện ngày nhiêu, theo quy hoạch phát triển ngành điện đền năm 2010 nước ta cằn phải xây dựng 50 nhà má/ điện loại Hiện khoa học công nghệ ngày phát triển, việc hội nhập Việt Nam Để chủ động công nghệ kết hợp đội ngũ ký sư sẵn có hồn tồn nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển kích thích phục vụ cho nhà máy điện thay thề thiết bị nhập ngoại, đảm bảo đáp ứng thời gian cung cắp, bảo hành thiết bị kịp thời Lam chủ công nghệ đễ chủ động thiết kề, chế tạo hệ tồng thiết bị đồng nói chung hệ thống điều khiển đồng nhà máy thuỷ điện nói riêng địi hỏi cấp bách nay, vừa hội thử thách đơn vị chế tạo nước Việc chế tạo tất thiết bị công nghệ cao âng cao tỷ lệ sản xuất nước chủ động việc thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị đồng mong muốn toàn Đảng, toàn dân ta giai đoạn Trình độ cơng nghệ chế tạo nước chưa cho phép sản xuất hết thiết bị địi hỏi cơng nghệ, nghiên cứu cao thiết bị PLC, PC thiết bị đo lường đặc biệt để đạt tiêu chuẩn quốc tế với giá thành cạnh tranh giải pháp thiết kế tích hợp lập trình điêu khiển đễ chủ đơng cung cáp hệ thống thiết bị đồng giải pháp tốt nhát Nếu làm tỷ lệ nội địa hố hệ thống thiết bị đồng đá đạt 50%, chưa chế tạo thiết bị công nghệ cao 5.3 Phương pháp tiền hành nghiên cứu +“ + + Khảo sát mẫu nhập ngoại Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển kích thích phù hợp với điều kiện nhà máy điện nước Thử nghiệm hệ thống nhà máy điện 5MW kiểm định thơng số ký thuật trang § CHƯƠNG TỎNG QUAN VỀ HỆ THĨNG KÍCH THÍCH Máy phát điện muốn phát điện được, việc phải có động sơ cấp kéo, cịn phải có dịng điện kích thích Dịng điện kích thích dịng điện chiều, đưa vào Rôto máy phát đễ kích thích từ trường Rơto máy phát Hệ thống thiết bị tạo dòng điện chiêu gọi chung hệ thống kích thích má/ phát Dịng điện kích thích máy phát, ngồi việc tạo từ trường cho Rơto, cịn có thé dung để điều chỉnh điện áp máy phát theo giá trị danh định theo giá trị đặt đế hịa lưới Ngồi ra, dịng điện cịn điều chỉnh cơng suất vơ cơng máy phát máy phát hịa vào lưới Đề thay đối trị số dịng điện kích thích nhằm đáp ứng yêu cầu trên, cần phải có phân điều khiển Hệ thống mạch điện để điều khiển dịng điện kích thích gọi hệ thơng điều khiển điện áp, hay cịn gọi tắt điều áp Hệ thống kích thích, với chức cung cấp dịng kích thích cho máy điện đồng bao gồm tắt cả, công suất, điều chỉnh bảo vệ để điều chỉnh én định điện áp đâu cực máy phát, đời phát triển với máy điện đồng với tính ngày đại đáp ứng yêu cầu cao ổn định điện áp hệ thông điện theo tiêu chuẩn [IEEE std 421.4 - 2004] Hình I.1: Sơ đồ khối hệ thống kích từ điều khiển kích từ Hệ thống điều khiển kich từ điêu khiễn hỏi tiếp bao gồm máy phát điện hệ thống điều khiển kích thích Thơng qua điện áp cảm nhận từ đầu cực máy phát, hệ thống điều khiển kích thích cấp dịng kích thích phù hợp đền cuộn dây kích thích máy phát để én định điện áp đầu cực máy phát theo giá trị mong muôn máy phát điện hoạt động song song với máy phát điện khác nồi lưới, điện áp đầu cực máy phát lưới quy định, trường hợp chức hệ thống điều khiển kích thích cung cấp dịng kích thích cho máy phát điên đồng để giữ công suất cảm kháng lưới, tt dn định điện áp đầu cực máy phát trang 1.1 Phân loại kích thích Căn vào cách tạo dịng kích thích cung cáp cho dây quán kích thích, nguời ta chia hệ thống kích từ thành hai nhóm chính: Hệ thống kích thích quay xây dựng bội kích thích quay chiêu DC (DC Exciter), kích thích quay xoay chiều AC (AC Exciter) hệ thống kích thích tính xây dựng kích thích tinh (Static Exciter) Bộ lách thích AC DC xây dựng sở sử dụng máy phát điện chiều (DC Exciter) xoay chiều có chỉnh lưu (AC Exciter) gắn đồng trục Rotor, quay đồng với Rotor để cấp dịng cho dây quần kích thích Bộ kích thích tĩnh (Staic Exciter) đặt độc lập với máy phát, cáp dịng kích thích cho day quần kích thích qua cấu chỗi qt vịng góp điện Dịng kích thích kích thích tính lấy từ đầu cực máy phát thơng qua khói câu chỉnh luư Thyristor có điều khiển 4) _ Hệ thơng kích thích chiều (DC) Ngày nay, kích thích DC vấn cịn sử dụng nhiều máy phát đồng (Synchronous Generator-SG) có cơng suất tháp 100MVA Nó cấu tạo gồm hai máy phát điện chiêu kiểu vành góp điện DC (DC cornmutator electric generator) đóng vai trị là: Bộ kích thích (Main Exciter- ME) kích thích bổ trợ (Auxiliary Exciter- AE) gắn đồng trục quay đồng với Rotor máy phát (AVR) Hinh I.2: Hệ thống kích thích chiều Khi Rotor quay, máy phát điện AE tạo dòng điện cấp cho máy phát điện ME Tới lượt mình, ME tạo dịng chiều cáp cho dây quần kích thích máy phát để tạo sức điện động cảm ứng đầu cực máy phát Bộ kích thích DC điều khiển AVE thông qua điện áp điều khiển Vcon Hệ AE ME đóng vai trị khuyếch đại công suất với hệ số khuyếch đại lên tới 600/1 (20.30, ta cẩn cơng suất tháp để cáp cho kích thích Tuy nhiên lợi bị trả giá - _ Đáp ứng thời gian chậm, mà nguyên nhân số thời gian cuộn dây kích thích ME AE lớn - _ Vấn để ăn mòn chỗi qt ME AE Bộ kícđ thích DC
Ngày đăng: 06/10/2023, 10:18
Xem thêm:
