Bài giảng Kỹ thuật điện đại cương_Chương 3 pot

Bài giảng Kỹ Thuật ðiện ðại Cương TB Chương 6: Máy ñiện ñồng bộ 1 Chương 3: MÁY ðIỆN ðỒNG BỘ VI.1. Tổng quan V.1.1. Khái ni ệm: Máy ñiện ñồng bộ là các máy ñiện xoay chiều có tốc ñộ của rôto bằng với tốc ñộ của từ trường quay. Dây quấn stato ñược nối với lưới ñiện xoay chiều, dây qu ấn rôto ñược kích thích (kích từ) bằng dòng ñiện một chiều. Ở chế ñộ xác lập, máy ñiện ñồng bộ có tốc ñộ quay của rôto luôn không ñổi khi tải thay ñổi. Máy ñiện ñồng bộ thường ñược dùng làm máy phát trong hệ thống ñiện, với cơ năng ñược cung cấp bằng một ñộng cơ sơ cấp (các loại tuabin, ñộng cơ kéo, ). Công su ất của máy phát có thể ñến 1000 MVA hay lớn hơn, và các máy phát thường làm việc song song với nhau trong hệ thống. ðộng cơ ñồng bộ ñược sử dụng khi cần công suất truyền ñộng lớn, có thể ñến hàng chục MW. Ngoài ra, ñộng cơ ñồng bộ còn ñược dùng làm các máy bù ñồng bộ (ñộng cơ ñồng bộ làm việc ở chế ñộ không tải), dùng ñể cải thiện hệ số công su ất và ổn ñịnh ñiện áp cho lưới ñiện. VI.1.2. Cấu tạo: Stator: Y hay ∆ (giống ðCKðB) Rotor: Cực lồi hay Cực ẩn (Chỉ phân tích cho máy cực ẩn) Có thêm bộ kích từ một chiều, (có ch ổi than hay không có chổi than) Công suất cơ hữu ích trên trục P ñm (W, kW, HP) ñối với ñộng cơ, công suất biểu kiến S ñm (VA, kVA) ñối với máy phát ðiện áp dây stato U 1ñm (V, kV) Dòng ñiện dây stato I 1ñm (A) T ần số dòng ñiện stato f (Hz) Tốc ñộ quay rôto n ñm (vòng/phút) H ệ số công suất cosϕ ñm (ñối với ñộng cơ) Hi ệu suất η ñm VI.1.3. Nguyên lý làm việc: 60 n pf = , n tính bằng vòng/phút (rpm). mdqm .N.k.f.2E Φπ= e a = 2 E m .cos(ωt) e b = 2 E m .cos(ωt – 120 o ) e c = 2 E m .cos(ωt – 240 o ) VI.1.4. ðặc ñiểm cơ bản: Tần số khi máy phát hoạt ñộng ñộc lập và song song. ðộng cơ ðB không tự mở máy ñược. Ph ản ứng phần ứng: Ngang: Tải thuần trở D ọc: Thuần cảm (khử từ) hay thuần dung (trợ từ) Bài giảng Kỹ Thuật ðiện ðại Cương TB Chương 6: Máy ñiện ñồng bộ 2 VI.2. Mạch tương ñương ðiện kháng ñồng bộ: X ñb là là tổng của ñiện kháng tản phần ứng và ñiện kháng phản ứng phần ứng. Z = R ư + jX ñb M ạch tương ñương: ( ) uudbu IZUIjXRUE & & & & +=++= 100. U UE %U − =∆ ■ Gốc U: ( ) ( ) ϕ−ϕ++= sinjIcosIjXRUE uudbu & ■ Gốc I: ( ) ( ) udbuu IXsinUjIRcosUE +ϕ++ϕ= & VI.3. ðặc tính không tải, ngắn mạch Thí nghiệm không tải: Xác ñịnh tổn hao không tải P q và tổn hao sắt từ P s . Thí nghi ệm ngắn mạch: ðo ñược P, E n , I 1n . P ñ = P – P s Từ ñó tính ñược R n = R ư = P ñ /3I 2 1n . Tính ñược Z ⇒ X ñb . VI.4. ðặc tính công suất - góc VI.5. Các ñặc tính vận hành Giản ñồ phân bố công suất – ñặc tính hiệu suất: Hiệu suất max khi tổn hao không phụ thuộc tải = tổn hao phụ thuộc tải ðặc tính ñiều chỉnh: I k (I ư ) ðặc tính ngoài: U t (I ư ) ðặc tính hình V: ðộng cơ ñồng bộ I ư (I k ) khi công suất không ñổi I ư (I k ) khi hệ số công suất không ñổi cosϕ(I k ) khi công suất không ñổi Thi ếu kích từ (I ư trễ) Thừa kích từ (I ư sớm) M ở máy ñộng cơ ñồng bộ: ðộng cơ ñồng bộ không tự mở máy ñược: Gắn ñộng cơ một chiều Momen t ừ trở, cuộn ñệm (cuộn cản): giống một ñộng cơ KðB Mở máy non tải hay không tải (do gia tốc lớn), hay M ở máy ở ñiện áp thấp ñể dòng ñiện phần ứng không quá cao Cuộn ñệm không có tác dụng khi ñã ñồng bộ Bài giảng Kỹ Thuật ðiện ðại Cương TB Chương 6: Máy ñiện ñồng bộ 3 VI.6. Ghép song song máy phát ñiện ñồng bộ _____ Tần số không ñổi Các ñiều kiện cần ñảm bảo trước khi ñóng máy phát vào hệ thống: – S ức ñiện ñộng của máy phải bằng ñiện áp hệ thống. – Tần số của máy phải bằng tần số hệ thống. – Thứ tự pha của các sức ñiện ñộng của máy phải giống với thứ tự pha của hệ th ống. Góc pha giữa các sức ñiện ñộng và các ñiện áp hệ thống phải bằng không. Khi các ñiều kiện trên ñược thoả và ñiện áp hai ñầu máy ngắt bằng không, ta ñóng máy ng ắt ñể hoà ñồng bộ. Sau khi hoà ñồng bộ, cần chú ý: – Vi ệc thay ñổi dòng ñiện kích từ I kt chỉ làm thay ñổi công suất phản kháng mà máy nhận từ hệ thống, ñiện áp của máy phát sẽ không thay ñổi và bằng ñiện áp chung cho cả hệ thống. – ðể ñiều chỉnh công suất tác dụng cho hệ thống, phải tăng công suất của ñộng cơ sơ cấp, trong khi vẫn giữ tốc ñộ của máy không ñổi. . Bài giảng Kỹ Thuật ðiện ðại Cương TB Chương 6: Máy ñiện ñồng bộ 1 Chương 3: MÁY ðIỆN ðỒNG BỘ VI.1. Tổng quan V.1.1. Khái ni ệm: . ứng không quá cao Cuộn ñệm không có tác dụng khi ñã ñồng bộ Bài giảng Kỹ Thuật ðiện ðại Cương TB Chương 6: Máy ñiện ñồng bộ 3 VI.6. Ghép song song máy phát ñiện ñồng bộ _____ Tần số không. ứng: Ngang: Tải thuần trở D ọc: Thuần cảm (khử từ) hay thuần dung (trợ từ) Bài giảng Kỹ Thuật ðiện ðại Cương TB Chương 6: Máy ñiện ñồng bộ 2 VI.2. Mạch tương ñương ðiện kháng ñồng bộ: