Bài giảng chuyên đề tự động điều chỉnh U và phân phối Q

OVERCURRENT PROTECTION OVERVIEW I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ (HTKT) Điện áp sụt giảm có thể dẫn đến: - Giảm khả năng truyền tải điện của đường dây. - Giảm hiệu quả phát sáng của các đèn chiếu sáng. - Quá tải công suất phản kháng ở các nguồn điện. - Mất ổn định ở các MF làm việc song song. Còn quá điện áp có thể gây già cỗi cách điện của các TBĐ, làm tăng dòng rò và có thể làm hư hỏng thiết bị. Duy trì U ổn định là biện pháp đảm bảo chất lượng điện năng của HTĐ. U có thể được duy trì ổn định nhờ các phương pháp vận hành hợp lý. Cũng có thể duy trì ổn định nhờ các thiết bị tự động điều chỉnh kích từ của MF và máy bù đồng bộ, thiết bị tự động điều chỉnh tỷ số BI, BU…. HTKT cơ bả là cung cấp I DC cho cuộn dây tạo từ trường của MĐ đồng bộ. HTKT được điều khiển và BV nhằm đáp ứng Q cho HT thông qua điều khiển U bằng cách điều khiển kích từ I kt Chức năng điều khiển bao gồm: điều chỉnh U, phân bố công suất, nâng cao ổn định HT. Chức năng BV là bảo đảm sự đồng bộ, HTKT và các thiết bị khác không vượt quá giới hạn. Yêu cầu HTKT cung cấp và điều chỉnh I kt của MF đồng bộ để duy trì U ra và giữ cho U ra biến thiên trong phạm vi cho phép I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ (HTKT) Bộ điều chỉnh AVR Bộ kích từ Máy phát Bộ hạn chế & bảo vệ Bộ cảm biến điện áp & Bù tải tạo đặc tuyến Bộ ổn định Tới hệ thống Bộ kích từ: cung cấp I DC cho cuộn dây tạo từ trường của MĐ đồng bộ, tạo nên công suất của HTKT. Bộ điều chỉnh điện áp AVR: xử lý và khuếch đại tín hiệu điều khiển đầu vào là U đầu cực MF tạo ra cách thức thích hợp điều khiển bộ kích từ. Bộ biến điện áp ra và bù tải: cảm nhận U đầu cực MF, chỉnh lưu và lọc thành DC, so sánh với trị số đặt là U đầu ra mong muốn. Bộ bù tải còn có thể được cung cấp nếu muốn U không đổi tại điểm xa đầu cực MF. Bộ ổn định hệ thống công suất: cung cấp thêm tín hiệu ở ngõ vào để hạn chế dao động công suất của HT. Tín hiệu thường là độ lệch tốc độ rotor, sự tăng công suất và độ lệch tần số. Bộ hạn chế và bảo vệ: gồm một HT điều khiển và BV rộng nhằm đảm bảo bộ kích từ và MF đồng bộ không vượt quá giới hạn. 1.1 Các loại HT kích từ a. Hệ thống kích từ một chiều 1.1 Các loại HT kích từ b. Hệ thống kích từ xoay chiều 1.1 Các loại HT kích từ c. Hệ thống kích từ tĩnh 1.2 Đánh giá đáp ứng động của HTKT Điều khiển (bộ điều chỉnh) Khuếch đại công suất (máy kích từ) Thiết bị (MF và hệ thống điện) Các phần tử hồi tiếp Σ a. Đo lường đặc tính tín hiệu lớn [...]... đáp ứng động của HTKT b Đo lường đặc tính tín hi u nhỏ II NHỮNG CHỨC NĂNG ĐI U KHIỂN VÀ BẢO VỆ 2.1 Bộ đi u chỉnh AC và DC Bộ đi u chỉnh AC: Chủ y u duy trì điện áp stator MF Ngoài ra còn BV và đi u khiển phụ khác như: đi u khiển Ukt của MF thông qua bộ đi u chỉnh AC Bộ đi u chỉnh DC: Giữ cho Ukt của MF không đổi và thường được đi u khiển bằng tay Kiểm tra và khởi động, dự phòng khi bộ đi u chỉnh AC... nên Ipt phụ thuộc không tuyến tính vào UF Itt UF Tuyến tính Ipt Phi tuyến U1 U0 U2 UF c Đi u chỉnh theo độ lệch điện áp (corrector điện áp) Tín hi u đi u chỉnh tỷ lệ với độ lêch điện áp là hi u số của hai dòng điện If = f(∆Uf) = f(Itt-Ipt) I ∆Uf = Itt - Ipt Phương pháp này đơn giản, hi u quả với các MF có U thấp, I nhỏ Thường dùng trong các MF có công suất khoảng vài MVA hay MF không quan trọng trong... định: • U TG = U F 1 − jI Q1 xT 1 UTG T1 T2 UF1 UF2 • = U F 2 − jI Q 2 xT 2 ~ AVR ~ xT1 và xT2 : kháng trở của MBA T1 và T2 IQ1, IQ2: dòng công suất kháng cung cấp bởi MF 1 và 2 I Q1 xT 2 = Các bộ AVR được đi u chỉnh để UF1=UF2 nên I Q1 xT 1 = I Q 2 xT 2 I Q 2 xT 1 Tải kháng của các MF điện làm việc song song tỷ lệ nghịch với kháng trở của MBA AVR 4.1 phương pháp thay đổi đặc tính đi u chỉnh phụ thuộc... trở không tuyến tính khi được nối song song với cuộn kích từ MF, nó nối tắt cuộn kích từ trong chế độ điện áp cảm ứng cao Khi Ukt bình thường, điện trở có giá trị rất lớn nên có thể bỏ qua dòng qua nó Khi Ukt tăng lên R giảm xuống và dòng qua nó tăng lên rất nhanh Do đó biến trở cung cấp đường dẫn cho Ikt cảm ứng và giới hạn U hai đ u cuộn kích từ và máy kích từ IV ĐI U CHỈNH U VÀ PHÂN PHỐI Q GIỮA CÁC... bộ đi u chỉnh AC và chuyển sang đi u khiển bộ đi u chỉnh DC và xác định lại điểm đặt ở một giá trị đáp ứng đạt trị số định mức N u cả hai bộ AC và DC đi u không làm giảm Ikt đến giá trị an toàn thì BGH sẽ tác động cắt bộ MC kích từ và MF III CÁC BỘ HẠN CHẾ VÀ BẢO VỆ 3.4 Bộ giới hạn (BGH) V/Hz và bảo vệ Dùng để bảo vệ MF và MBA tăng không bị dư do vượt quá dòng từ hoá kết quả của tần số thấp và quá... Thông thường tín hi u ngõ vào của bộ ổn định HTĐ là tốc độ của trục, tần số và công suất ở đ u cực Σ Bộ kích từ và II NHỮNG CHỨC NĂNG ĐI U KHIỂN VÀ BẢO VỆ 2.3 Bộ bù phụ tải (bộ tạo đặc tuyến) AVR bình thường đi u chỉnh U đ u cực MF không đổi Đặc tuyến đi u chỉnh UMF là đường thẳng không phụ thuộc vào phụ tải MF gọi là đặc tuyến độc lập Đôi khi bộ bù phụ tải được thêm vào để đi u khiển điện áp không... đặc tính phụ thuộc dương có dạng: UF = Ud – s.IQ Ud: trị số đặt điện áp lúc không tải; S: là hệ số phụ thuộc IQ: tải kháng của MF N u Ud=const thì khi IQ thay đổi sẽ làm UF thay đổi Thông thường, khi Ptải tăng lên thì Umạng từ MF đến tải giảm Vì thế khi Ptải tăng cần tăng UF để duy trì U phụ tải ở mức cho phép Do đó, Ud ≠ const và tự động thay đổi dưới tác động của bộ đi u chỉnh theo quy luật ... tác động theo nhi u nên không thể giữ điện áp của MF không đổi, cần có hi u chỉnh phụ Do đó phương pháp này cũng ít được sử dụng c Đi u chỉnh theo độ lệch điện áp (corrector điện áp) Là thiết bị đi u chỉnh kích từ tác động theo độ lệch điện áp (∆Uf) Thường kết hợp với compound kích từ để đi u chỉnh U ở đ u cực MF một cách hi u quả I Phần tử tuyến tính tạo nên Itt tỷ lệ với điện áp UF Phần tử phi tuyến... Khi đó đặc tuyến đi u chỉnh UMF là đường dốcU hoặc xuống được gọi là đặc lên F tuyến phụ thuộc dương hoặc âm I II NHỮNG CHỨC NĂNG ĐI U KHIỂN VÀ BẢO VỆ 2.3 Bộ bù phụ tải (bộ tạo đặc tuyến) Bộ bù có thể thay đổi Rb, Xb dựa theo trở kháng giữa cực MF và tại điểm mà U cần đi u chỉnh theo ý muốn độ lớn điện áp được bù để cung cấp cho bộ AVR là: • • Vb = E F + ( Rb + jX b ) I F Tạo đặc tuyến phụ thuộc dương... hoặc là P và Q của MF N u vợt quá giá trị đặt thì tác động Một số BGH hoạt động theo sai số điện áp của bộ AVR III CÁC BỘ HẠN CHẾ VÀ BẢO VỆ 3.3 Bộ giới hạn (BGH) quá kích từ Dùng để bảo vệ MF không bị quá nhiệt do quá dòng kích từ, còn gọi là BGH kích từ cực đại Nó phát hiện ra Ikt cao, sau thời gian trễ, tác động thông qua bộ đi u chỉnh AC làm giảm độ dốc kích từ đến giá trị đặt trước N u không đạt . điện áp U F Phần tử phi tuyến tạo nên I pt phụ thuộc không tuyến tính vào U F . U F I U 1 U 0 U 2 c. Đi u chỉnh theo độ lệch điện áp (corrector điện áp) U F I U 1 U 0 U 2 Tín hi u đi u chỉnh. còn BV và đi u khiển phụ khác như: đi u khiển U kt của MF thông qua bộ đi u chỉnh AC Bộ đi u chỉnh DC: Giữ cho Ukt của MF không đổi và thường được đi u khiển bằng tay. Kiểm tra và khởi động, . bị đi u chỉnh kích từ tác động theo độ lệch điện áp ( U f ). Thường kết hợp với compound kích từ để đi u chỉnh U ở đ u cực MF một cách hi u quả. Tuyến tính Phi tuyến I tt I pt U F Phần tử tuyến