câu hỏi và đáp án chọn lọc tự động hoa

Ý nghĩa ,yêu cầu TĐL ý nghĩa, các yêu cầu, nguyên tắc thực hiện TST Trình bày TĐLT Đặt độ dốc đặc tính điểu chỉnh, phân phối Q giữa các MF làm việc song song, ý nghĩa của việc hòa điện . Phân tích những trường hợp tần số giảm ngắn hạn

Câu 2: Ý nghĩa ,yêu cầu TĐL

1. Ý nghĩa:

Hình vẽ

- Đường dây trên không 80% là sự cố thoáng qua

- Xác xuất thành công của TĐL là 80%

2. Phân loại

- Phân loại theo số pha đóng lại: TĐL 1 pha, TĐL 3 pha

- Phân loại theo số lần đóng lại: 1 lần (dung trong thực tế là chủ yếu), nhiều lần (2, 3 lần)

- Phân loại theo việc kiểm tra điều kiện hòa: có kiểm tra điều kiện hòa và không kiểm tra điều kiện hòa

3. Yêu cầu của TĐL

- Tác động nhanh nhưng phải thỏa mãn chỗ sự cố đã khôi phục hoàn toàn tính chất cách điện

- Sau khi tác động thành công thì TĐL phải trở về vị trí đầu để chuẩn bị cho lần làm việc sau

- TĐL không được tác động lặp đi lặp lại nhiều lần (quá số lần qui định)

- Khi cắt máy cắt bằng khóa điều khiển (KĐK, bằng tay) …

- Khi đóng máy cắt bằng KĐK và đường dây có sự cố TĐL không được tác động

Câu 5: ý nghĩa, các yêu cầu, nguyên tắc thực hiện TST

1/ ý nghĩa

- Trong tình trạng làm việc bình thường:

P = P + ∆ +P P

Trong đó: f được giữ ổn định ở fdm=50Hz+∆f(0, 2Hz)

- Nếu xảy ra mất cân bằng về cstd thì tần số bị thay đổi

+ nếu F tai

P >P

thì tần số tăngcó thể ngừng tổ máy 1 cách dễ dàng + nếu F tai

P <P

thì tần số giảmphải huy động đến nguồn cs dự phòng, tăng nguồn năng lượng sơ cấp

- Nếu lượng cs dự phòng đủ thì tần số được khôi phục

- Nếu lượng cs dự phòng k đủ thì phải dùng biện pháp sa thải phụ tải thực hiện bằng TST

- Khi f=47Hz thì các tổ máy của hệ thống có nguy cơ tự dừng

2/ các yêu cầu với TST

- Lượng cs TST cắt phải đủ lớn để đủ bù lại lượng công suất thiếu hụt max có thể xảy ra

- TST phải đảm bảo chắc chắn ngăn chặn đc hệ thống sụp đổ điện áp và tần số không được phép để tần số giảm xuống 45Hz và ở 47Hz quá 20s

- TST chỉ được đưa vào làm việc sau khi đã huy động hết lượng công suất dự phòng

- Sau khi TST tác động thì f phải đảm bảo khôi phục lại từ 49-49,5Hz

- Ngăn ngừa TST tác động không cần thiết trong những trường hợp tần số giảm ngắn hạn( ngắn mạch, tác động của TĐD,TDL )

3/ các nguyên tắc thực hiện TST: gồm 2 giai đoạn

- TST1: đây là giai đọan yêu cầu tác động nhanh

Giai đoạn ngăn chặn tần số suy giảm

Thời gian tác động: 0,1 đến 0,15s

Nhưỡng đặt tối thiểu thường là 48,5Hz

Gồm nhiều đợt sa thải với các tần số khởi động khác nhau

- TST2: đây là giai đoạn phục hồi tần số

Gồm nhiều đợt với các thời gian khác nhau

Nhưỡng đặt tối thiểu thường là 48,5Hz

Thời gian tác động 5,10 đến 60s

Câu 7: Trình bày TĐLT

Việc sa thải phụ tải dựa trên sự thay đổi của tần số Khi tần số giảm, mà nguồn công suất

dự phòng không đủ để có thể phục hồi lại được tần số thì khi đó TGT sẽ tác động để sa thải phụ tải

Việc cần thiết là khi tần số đã ổn định, cần nhanh chóng khôi phục lại nguồn cung cấp cho các phụ tải bị sa thải Khi đó ta sử dụng TĐLT

TĐLT là thiết bị tự động hóa để tang nhanh tốc độ khôi phục lại nguồn điện cung cấp cho các phụ tải đã được cắt ra do TGT

Thiết bị TĐLT tác động ở f=49,2 - 50 Hz, thực hiện gồm nhiều đợt, thời gian tác động của lần đầu tiên là 10 – 20 s, khoảng TĐLT thường được phân chia đồng đều Thiết bị đóng phụ tải bằng TĐLT ngược với thứ tự cắt phụ tải của TGT

TĐLT phải đảm bảo chỉ đóng lại 1 lần, tránh trường hợp TGT phải tác động lại khi tần số giảm thấp ngay sau khi đóng lại nguồn.Đồng thời cũng phải loại trừ khả năng chuyển mạch

đã bị cắt ra bởi TGT, và khi tần số được khôi phục cần phải đóng lại nguồn cho những phụ tải đó nhanh nhất có thể được

Giải thích sơ đồ:

Khi f giảm đến giá trị f khởi động cũ role RF, tiếp điểm của RF đóng lại Rowle 1RT bắt đầu tính thời gian, Sau khoảng thời gian TTRT các rơ le 1RG, 2RG tác động cắt bớt phụ tải, lúc này tiếp điểm của rowle RF chỉ mở ra khi tần số của hệ thống khôi phục lại đến trị số đặt mới vào khoảng 45,5-50 Hz Tiếp điểm 1RG2 đóng mạch cuộn 3RG, tiếp điểm 3RG1 thực hiện tự giữ, tiếp điểm 3RG2 đóng lại, nhưng 2RT chưa tác động do tiếp điểm 1RG3 đã mở Khi tần số được khôi phục tiếp điểm RF mở ra, sau đó tiếp điểm 1RT mở Các role 1RG, 2RG trở về Tiếp điểm 1RG3 đóng làm cho cuộn dây 2RT làm việc Tiếp điểm 2RT đóng làm role 4RG làm việc Tiếp điểm 4RG1 đóng lại để tự giữ Tiếp điểm 4RG2 và 4RG3 đóng đưa xung đi đóng MC của các hộ tiêu thụ đã bị cắt ra bởi TGT

Sơ đồ trở về trạng thái ban đầu sau khi tiếp điểm 2RT3 đóng lại, Role 3RG trở về và mở tiếp điểm 3RG2, làm cuộn dây rơle 2RT trở về Các rowle tín hiệu 1Th và 2Th để báo hiệu trạng thái khởi động của thiết bị TGT và TĐLT

8 Phân tích những trường hợp tần số giảm ngắn hạn

Khi mất liên lạc với hệ thống (cắt cả 2 đường dây nối với hệ thống hoặc cắt máy biến áp B1 trong sơ đồ), các hộ tiêu thụ điện nối vào phân đoạn I thanh góp hạ áp của trạm sẽ bị mất điện Sau một thời gian ngắn nhờ tác động của các thiết bị tự động hóa như TĐL đường dây hoặc TĐD máy cắt phân đoạn, nguồn cung cấp lại được khôi phục cho các hộ tiêu thụ Tuy nhiên, trong khoảng thời gian đó các hộ tiêu thụ của trạm có thể bị cắt ra bởi tác động nhầm của thiết bị TGT Tình huống này xảy ra là do sau khi mất nguồn cung cấp, điện áp trên thanh góp trạm có máy bù đồng bộ hoặc động cơ không bị mất ngay mà duy trì trong một thời gian nào đó do quán tính

Các động cơ không đồng bộ có thể duy trì điện áp trên thanh góp trạm vào khoảng 40 đến 50% điện áp định mức trong vòng 1 giây, còn máy bù và động cơ đồng bộ duy trì điện áp cao hơn trong khoảng vài giây Tốc độ quay của các máy bù và động cơ đồng bộ lúc này bị giảm thấp, nên tần số của điện áp duy trì cũng bị giảm xuống và TGT nối vào điện áp đó có thể tác động nhầm cắt các hộ tiêu thụ trước khi TĐL và TĐD kịp tác động.Thực tế để ngăn ngừa tác động nhầm trong trường hợp này, người ta đặt một bộ khóa liên động vào sơ đồ thiết bị TGT

IaR IAR Ia

Ip IA

UTĐKUBC

ỏ

UA

Câu 9: Đặt độ dốc đặc tính điểu chỉnh, phân phối Q giữa các MF làm việc song song, ý nghĩa của việc hòa điện

1 Đặt độ dốc của đặc tuyến điều chỉnh.

Khi các máy phát điện làm việc song song để có thể phân bố công suất giữa các máy phát một cách ổn định đặc tuyến điều chỉnh điện áp của máy phát theo dòng điện stato phải

có một độ dốc dương nhất định (H6.18a) Để tạo nên độ dốc này có thể đưa thành phần điện

áp tỷ lệ với dòng điện stato vào điện áp đầu vào UTĐK của máy tự động điều chỉnh kích từ

UTĐK = U + IR

Hình 6.18: Đặt độ dốc (hệ số phụ thuộc) dương của đặc tính điều chỉnh điện áp (a); Sơ

đồ đấu dây (b) và đồ thị véc tơ (c)

Nếu chọn dòng điện của một pha nào đó (chẳng hạn IA) thì điện áp sẽ là điện áp dây của hai pha kia (UBC) Từ hình 6.18c có thể nhận thấy rằng, thành phần phản kháng của IP

của dòng điện stato sẽ có ảnh hưởng quyết định đến việc thay đổi trị số của điện áp đầu vào

UTĐK của máy điều chỉnh kích từ

Khi dòng điện stato tăng lên thì điện áp đầu vào của TĐK cũng tăng theo, TĐK sẽ cảm nhận như điện áp ở đầu cực máy phát tăng và sẽ tác động theo hướng giảm bớt điện áp, tạo nên độ dốc dương của đặc tuyến điều chỉnh

Thành phần điện áp do dòng điện stato đặt vào bộ phận đo lường của TĐK ở chế độ làm việc danh định bằng:

F dd

R R I

U =

trong đó: R - điện trở mắc ở phía thứ cấp của máy biến dòng,

Idd – dòng điện danh định của máy phát, n1 – tỷ số biến của máy biến dòng

Hệ số phụ thuộc (độ dốc) của đặc tính điều chỉnh có thể được xác định gần đúng theo công thức sau:

% 100 cos

%, 100 / cos

I

u

dd

dd c

u dd

R c

n

n U

I R

k

n U

U k

α

α

≅

∆

≅

a)

a) U0

R1 R2 R1> R2

I

U

1 2

I2

U01

b)

I1

U02

I U

trong đó: α - góc lệch pha giữa dòng điện và áp được đưa vào bộ phận đo lường của TĐK (hình 6.18c),

Udd - điện áp danh định của máy phát điện,

nu – tỷ số biến đổi của máy biến điện áp

Từ đó có thể tính được trị số của điện trở R tương ứng với hệ số phụ thuộc của đặc tính điều chỉnh cần đặt:

cos 1 0 1

1

α

dd

dd c

u

U k n

n

UR≅

Hệ số kc thường được điều chỉnh trong khoảng kc = 3 – 4 %

Hình 6.19 Thay đổi các đặc tính điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi hệ số phụ thuộc (a) và dịch chuyển (tịnh tiến) đặc tính điều chỉnh (b)

Vì vậy, khi R có trị số càng lớn thì hệ số phụ thuộc kc càng lớn và mức độ phụ thuộc của điện áp đầu cực máy phát vào dòng điện stato càng cao (hình 6.19a) Để giữ điện áp đầu cực máy phát điện không thay đổi thành phần điện áp từ BU đặt vào bộ phận đo lường để thay đổi UTĐK bằng biến trở hoặc biến áp tự ngẫu đặt ở phía thứ cấp của BU (hình 6.20b)

Khi thay đổi trị số đặt của điện áp, đặc tính điều chỉnh sẽ bị dịch chuyển nhưng hệ số phụ thuộc sẽ không thay đổi (hình 6.19b)

Nếu đổi chiều dòng điện qua điện trở đặt R (hình 6.20b) điện áp đặt vào bộ phận đo lường của TĐK sẽ bằng

UTĐK= U- IR

Đặc tính điều chỉnh sẽ có độ dốc âm ( kc <0 ) đôi khi còn được gọi là đặc tính điều chỉnh khác thường

2 Điều chỉnh công suất phản kháng và điện áp trên thanh cái nhà máy điện bằng thiết bị TĐK

c)

Hình 6.20: Đặt độ dốc (hệ số phụ thuộc) âm của đặc tính điều chỉnh điện áp (a); Sơ đồ đấu dây (b) và đồ thị véc tơ (c)

Thiết bị TĐK của máy phát điện có thể làm việc với đặc tính điều chỉnh phụ thuộc

hoặc độc lập

Với đặc tuyến điều chỉnh phụ thuộc (hình 6.19a) mỗi trị số của điện áp trên cực máy

phát UF tương ứng với một trị số xác định của thành phần phản kháng IP của dòng điện stato

(hoặc công suất phản kháng tương ứng)

Phương trình của đặc tuyến điều chỉnh hình 6.19a có dạng:

UF = U0 – KcIp

Hoặc dưới dạng các số gia (độ lệch):

∆UF + kc∆Ip = 0

Vế trái có thể xem như tín hiệu đầu vào của TĐK với đặc tính điều chỉnh tự nhiên

không phụ thuộc ở cuối quá trình điều chỉnh với trị số U0 không đổi Trị số đặt U0 có thể

được điều chỉnh bằng tay hoặc tự động

Hệ số phụ thuộc kc của đặc tính điều chỉnh có thể tính trong hệ đơn vị có tên (kV/kA)

hoặc bằng %

kA kV I

U k

P

F

∆

∆

−

=

hoặc

100 100

100

.

*

*

Fdd

Fdd P

Fdd Fdd

F

P

F c

U

I kc I

I U

U I

U

∆

∆

−

=

∆

∆

−

=

Điện áp trên thanh góp của nhà máy điện gồm nhiều máy phát điện làm việc song song

và phân bố công suất phản kháng giữa các máy phát điện phụ thuộc vào tác động phối hợp

giữa TĐK của các máy phát điện

Sau đây sẽ đề cập đến một số phương pháp thường gặp để điều chỉnh công suất phản

kháng và điện áp giữa các máy phát điện làm việc song song lên thanh góp chung của nhà

máy điện

a Điều chỉnh theo đặc tuyến có độ phụ thuộc dương Phương pháp đơn giản nhất

để điều chỉnh điện áp trên thanh góp nhà máy điện và phân bố công suất phản kháng giữa các máy phát nối với thanh góp là điều chỉnh ở tất cả các máy có TĐK với đặc tính được chỉnh định với hệ số phụ thuộc dương

Vì độ biến thiên điện áp trên thanh góp giống nhau cho tất cả máy phát nên phương trình đặc trưng cho quan hệ điều chỉnh của một máy thứ i nào đó có thể việt dưới dạng:

∆U + kci∆Ipi = 0; ∀i = 1,n Chia mỗi phương trình cho kci và cộng n phương trình lại ta có:

∆U +

0 1

1 1 1

=

∆

∑

=

n

i pi n

i ci

I k

Thay ∆U từ phương trình này vào phương trình điều chỉnh của các máy i và k ta có:

pNMD ci

cNMD n

i ci

n

i pi

ci

k k k

I k

∆

∑

∑

=

=

1

1 1 1

ci

ck pk

pi k

k I

I

=

∆

∆

Như vậy, khi sử dụng phương pháp này điện áp trên thanh góp nhà máy điện được điều chỉnh với hệ số phụ thuộc dương:

∑

=

= n

i ci

cNMD

k

k

1 1 1

còn phụ tải phản kháng phân bố tỉ lệ nghịch với các hệ số phụ thuộc tương ứng

Trường hợp có hai máy phát điện làm việc song song với các đặc tính điều chỉnh 1 và

2 (hình.6.21a) ta có:

IPNMĐ = IPI + IP2

UF1 = UF2 = UF

Khi phụ tải của nhà máy điện thay đổi một lượng ∆UNMĐ sẽ làm giảm điện áp một lượng ∆U và sự phân bố dòng điện phản kháng giữa các máy phát cũng thay đổi

Để khôi phục lại điện áp đầu cực máy phát chẳng hạn bằng điện áp danh định UFdđ có thể dịch chuyển đặc tính điều chỉnh của một máy phát điện nào đó ( chẳng hạn

∆

1

2

2

∑

∑

∆

Ip2

Udđ

Ip

U

∑

Udđ

∆ ∆

0

0

U a)

Hình 6.21 Đặc tuyến điều chỉnh có hệ số phụ thuộc kc >0 (a) và kc <0 (b)

đặc tính của máy 2 trên hình 6.21a), chỉnh định cho nó làm việc ở chế độ độc lập Máy phát điện được chỉnh định ở chế độ độc lập sẽ tiếp nhận toàn bộ sự biến động công suất phản kháng của nhà máy điện ( tất nhiên là trong giới hạn khả năng mang công suất của nó )

Khi có nhiều máy phát đựoc chỉnh định ở các chế độ độc lập hoặc có đặc tuyến điều chỉnh với hệ số phụ thuộc âm cùng nối lên thanh góp chung thì cần phải có một thiết bị riêng

để tự động điều khiển việc phân bố công suất ( dòng điện ) phản kháng giữa các máy phát điện Chẳng hạn, khi có hai máy phát điện với đặc tuyến điều chỉnh có hệ số phụ thuộc âm cùng nối với thanh góp ( hình.6.21b) thì sự phân bố ban đầu của dòng điện phản kháng I P01 và

0

2

P

I giữa hai máy phát sẽ không ổn định

Ví dụ khi có một biến động ngẫu nhiên nào đó của công suất (dòng điện) phản kháng,

ở máy 1 dòng điện phản kháng giảm 1 lượng -∆IP còn ở máy 2 tăng +∆IP, tổng dòng điện phản kháng của hai máy phát không thay đổi nên điện áp trên thanh góp sẽ không thay đổi Theo đặc tính làm việc của mình thiết bị TĐK máy 1 sẽ tác động giảm kích từ, còn máy 2 tăng kích từ kéo theo sự biến động của dòng điện phản kháng giữa 2 máy càng lớn: máy 1 tiếp tục giảm IP1, còn máy 2 tiếp tục tăng IP2, quá trình này làm cho sự phân bố dòng điện phản kháng giữa hai máy trở nên không ổn định

Nếu các máy phát nối lên thanh góp chung qua máy biến áp tăng thì có thể sử dụng

thiết bị TĐK với đặc tính độc lập hoặc hệ số phụ thuộc âm Thật vậy, điện áp trên thanh góp bằng:

U = U’F – I’PxB

trong đó: U’F và I’P là điện áp và dòng điện phản kháng của máy phát được tính đổi về phía cao áp của máy biến áp;

xB - điện kháng của máy biến áp

Nếu TĐK của máy phát được chỉnh định ở chế độ độc lập (U’F = const) thì đặc tuyến điều chỉnh của bộ máy phát điện – máy biến áp sẽ có hệ số phụ thuộc dương, là:

UF = U0 + KcIp

Khi ấy điện áp trên thanh góp bằng:

U = (U0 + KcIp)N - I’PxB

= U’0 + KcNIP - I’PxB

= U’0 – (xB – K’c)I’P

trong đó: N - hệ số biến đổi của máy biến áp

Máy điều chỉnh kích từ khi làm việc sẽ bù một phần điện áp giáng trong máy biến áp Phân bố công suất phản kháng tỷ lệ nghịch với đại lượng (xB – K’c)

b Dịch chuyển đặc tính điều chỉnh có độ phụ thuộc dương Phương trình của đặc

tuyến điều chỉnh của máy phát điện có dạng;

UF = Ud – kcQF

Trong đó: QF – công suất phản kháng của máy phát điện

kc – hệ số phụ thuộc của đặc tuyến điều chỉnh theo công suất phản kháng Q

Ud - điện áp đặt của máy phát điện khi QF = 0 Nếu giữ Ud = U0 = const thì điện áp trên thanh góp của nhà máy điện sẽ giảm khi công suất phản kháng tăng

Đã biết rằng trong nhiều trường hợp khi tiêu thụ công suất tác dụng tăng, tiêu thụ công suất phản kháng cũng tăng (cosϕ= const ), và do đó tổn thất điện áp trên lưới điện tăng theo.

Như vậy khi tăng công suất tác dụng cần phải tăng điện áp trên thanh góp của nhà máy điện

để giữ cho điện áp ở hộ tiêu thụ trong giới hạn cho phép

Khi điều chỉnh điện áp theo phương pháp dịch chuyển đặc tính điều chỉnh có độ phụ thuộc dương, trị số của điện áp đặt Ud không giữ cố định mà sẽ tự động thay đổi theo quan hệ

Ud = U0 + kP Trong đó: P – công suất tác dụng của máy phát điện; k – hệ số tỷ lệ (không đổi)

Khi ấy đặc tính điều chỉnh điện áp của máy phát điện theo công suất phản kháng vẫn

có độ phụ thuộc dương để đảm bảo phân bố ổn định phụ tải phản kháng giữa các máy phát, nhưng khi phụ tải tác dụng thay đổi, đặc tính điều chỉnh sẽ được tự động dịch chuyển Nếu phụ tải tác dụng P1 tương ứng với dải thay đổi công suất phản kháng ∆Q1, còn P2 tương ứng với ∆Q2 thì khi tổng công suất tác dụng thay đổi, điện áp trên thanh góp nhà máy điện không vượt ra khỏi vùng gạch chéo trên đồ thị hình 6.22, nghĩa là đảm bảo được việc điều chỉnh khác thường và phân bố công suất phản kháng theo tỷ lệ giữa các tổ máy phát điện Phương pháp này thường được sử dụng khi cosϕ≈ const