CHƯƠNG VII điều KHIỂN điện áp hệ THỐNG

Chương VIII: ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP HỆ THỐNG HỆ THỐNG ĐIỆN mm N Turbine S Boiler Fuel Transformer if Vr θr θs IL ≠ f Vs Load BIẾN ĐỔI CƠ NĂNG THÀNH ĐIỆN NĂNG AC GENERATOR Alternating Current (AC)  The first commercial AC power was set up by George Westinghouse in 1886  AC power was found to be much cheaper to distribute, it because the obvious preference  The primary characteristic of AC power is to change the voltage levels by using transformers Power is distributed as widely as needed  AC voltage and current are changed circle 60 (50) times per second Sine wave characteristics Biên độ (Amplitude)  The amplitude is the maximum is the value of current or voltage  These voltage (current) level is also referred to as the peak voltage, and can be either positive or negative  A negative number does not mean that the voltage or current flow are less than zero, only that the current flows in the opposite direction Chu ký (Cycles)  A cycle is one complete repetition of the sine wave pattern  It is produced by one complete revolution (3600) of the AC generator Tần số (Frequency)  The number of time the sine wave pattern cycle occurs in a second is called the frequency  Frequency was originally measured in cycles per second  The unit of measurement for frequency is called Herzt (Scientist George Herzt) Giá trị hiệu dụng Peak to peak  Peak to peak voltage is the voltage measured between the maximum positive and negative amplitudes on the sine wave  The value is the maximum voltage available, but is not all useable in practical applications Root Mean Square (RMS)  Value of voltage is the actual voltage (RMS)  RMS is the standard way of measuring and reporting alternating current and voltage It is the average  The RMS is found by multiplying the peak amplitude by the square root (approximate 0.707) NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN Máy phát (Định luật sức điện động)    e = v l.B Sức điện động e cảm ứng dẫn có Động điện (Định luật luậtchiều điệndài từl f)chuyển động với tốc độ v từ trường đứng yên có từ cảm B    f = i l.B Lực điện từ f tác dụng lên dẫn có chiều dài l có dịng điện l nằm từ trường có từ cảm B CÁC LOẠI MÁY ĐIỆN QUAY Máy điện không đồng Máy điện đồng Máy điện chiều Máy điện xoay chiều có vành góp Single – phase • • • • • • Single bar magnet rotating inside a single coil shaped loop of wire The magnetic lines of force cut through the coiled wires The strength of the field created depends on the number of these lines of that are cut each second Constant speed, more coils of wire → one-fourth revolution point → generated voltage reaches maximum One-half revolution point → fewer wire coils are being cut per second → voltage decreases and goes to zero → magnetic field is parallel to the coils of wire The south pole’s magnetic field cuts the coiled wire in the opposite direction → producing an opposing voltage → builds up to maximum at three-fourth revolution point The north-pole moves from three-fourth to one full revolution → voltage decreases to zero Three - phase • • • • There are three separate windings, each producing its own separate single-phase voltage These windings are staggered around the generator circumference, each of the singlephase voltages is “out of phase” with one another Each of the three reaches the maximum and minimum points in the AC cycle at different times Why not four, five or six phases? Theoretically, these would be even better, but equipment manufactures would have to build motors to use it → would not be cost effective → must continue to be powered MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA (Vận hành) M đ = Pωđb Điều kiện làm việc bình thường M co + M đ = MÁY PHÁT TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 60 f n= p  Quay với vận tốc cao  Rơto phải có độ bền cao  Đường kính khơng thể lớn – lực ly tâm  Kích thước máy phát nhiệt điện nhỏ  Không thể tăng công suất phát đột ngột – hạn chế giản nở nhiệt  Máy phát nhiệt điện làm việc liên hồn (Lị – Tuabin – Máy phát) – phát cơng suất giới hạn  Công suất cực tiểu thường = 30~40% công suất định mức MÁY PHÁT TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 60 f n= p  Quay với tốc độ chậm (60 ~ 750 vg/phút)  Có nhiều đơi cực (có dạng cực lồi)  Kích thước máy lớn  Vận hành linh hoạt CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN Cơng suất định mức Điện định mứcđịnh mức (Pđm): định tuabin Côngáp suất tác dụng Công suất áp biểu kiến định6,3 mức (Sđm Mức định điện máy phát: ~ 30 kV): định phát nóng cho phép Dịng mức Cơng suất lớn –suất điệnvàápđiện  Quyết địnhcàng cơng ápcao – giảm dịng định mức Hệ số cơng suất định mức phát lớn có cơng suất < stato 100 MW có mức điện vài áp 6,3 kV song song  Máy Khi dòng – cuộn dây phảithường chế tạo nhánh  Hệ số công suất 0,8 ~ 0,9  Hệ số công suất > 0,9 – làm việc với độ dự trữ ổn định tĩnh Pmax = EqU ht Xd CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN  Chế độ đồng ổn định: vận tốc rôto từ trường quay phần tĩnh vận tốc đồng nhờ cân Mco Mđ  Chế độ đối xứng: dịng áp ba pha có module tưng ứng nhau, lệch 1200 chúng  Các thông số máy phát: P, Q, cosϕ, dòng điện phần tĩnh I, phần quay If, sức điện động ngang trục, điện áp thay đổi không vượt giới hạn cho phép làm việc bình thường CHẾ ĐỘ KHƠNG ĐỒNG BỘ  Mômen đồng máy phát (cân Mco Mđ) M đb EqU = sin δ ωđb X d  Mômen thừa trục rôto M th = M co − M đb  Ngun nhân đồng  Dịng kích từ If – tức s.đ.đ Eq giảm xuống – Mđb giảm – trục rôto xuất Mth – vận tốc quay rôto nhanh vận tốc đồng  Khi ngắn mạch – điện áp tụt xuống – Mđb giảm – Mth xuất – số vịng quay rơto nhanh vận tốc đồng CHẾ ĐỘ KHÔNG ĐỐI XỨNG  Định nghĩa: chế độ làm việc khơng bình thường máy phát điện, dịng điện áp ba pha khơng đối xứng tức có module khơng tương ứng góc lệch pha liên tiếp chúng khác 1200  Nguyên nhân: Do phụ tải không đối xứng: phụ tải hàn, điện phân, v.v… Do đường dây tải điện ba pha không hóan vị hóan vị khơng hịan tịan Do áp dụng chế độ làm việc khơng tịan pha (sự cố pha, MBA pha tổ hợp từ MBA pha) Do cố ngắn mạch pha, hai pha, v.v… ĐÓNG MÁY PHÁT VÀO LÀM VIỆC SONG SONG VỚI LƯỚI Phương pháp hòa đồng xác Nhờ tuabin, máy phát điện quay đến vận tốc gần đồng đóng kích từ vào thỏa mãn điều kiện sau:  Điện áp máy đóng vào lưới phải có trị số bắng nhau: hiệu điện áp máy đóng vào lưới khơng – khơng có dịng cân chạy tuần hịan máy đóng vào máy khác lưới làm việc (nhờ điều khiển kích từ)  Tần số máy phát đóng vào lưới phải nhau: thay đổi M co  Điện áp máy phát đóng vào lưới phải đồng pha với nhau: thay đổi M co Đặc điểm hịa đồng xác là: 1) Phức tạp điều chỉnh tần số điện áp cân 2) Thời gian thao tác lâu (vài phút đến vài chục phút) 3) Nếu phạm sai lầm đóng máy vào lưới góc lệch pha hai điện áp lớn – cố nghiêm trọng – phá họai máy phát tuabin ĐÓNG MÁY PHÁT VÀO LÀM VIỆC SONG SONG VỚI LƯỚI (tt) Phương pháp hòa đồng tự đồng  Mạch rôto máy phát gắn điện trở dập tắt cấu tự động điều chỉnh kích từ  Máy phát quay khơng kích từ, vận tốc quay đạt 96~98% tốc độ đồng - đóng máy phát vào làm việc song song – liền sau đóng kích từ  Máy phát tự hịa đồng  Việc đóng tiến hành độ trược ±5~10% Ưu điểm phương pháp tự đồng  Thao tác đơn giản  Quá trình diễn tự động  Lọai trừ khả đóng nhầm  Q trình đóng diễn nhanh (3 ~ giây) ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐiỆN ΦL mm Φ Transformer N Turbine -+ V nP = 60f IL ≠ Vs if Fuel θs f S Boiler Vr θr mf Load NHỮNG NỘI DUNG CẦN NHỚ Nguyên làm việc máy phát Điều khiển máy phát Vận hành máy phát Hoà lưới Tài liệu: Hệ thống điện – truyền tải phân phối (tr122-tr146 Máy điện I, II ...  f = i l.B Lực điện từ f tác dụng lên dẫn có chiều dài l có dịng điện l nằm từ trường có từ cảm B CÁC LOẠI MÁY ĐIỆN QUAY Máy điện không đồng Máy điện đồng Máy điện chiều Máy điện xoay chiều... tuabin Côngáp suất tác dụng Công suất áp biểu kiến định6,3 mức (Sđm Mức định điện máy phát: ~ 30 kV): định phát nóng cho phép Dịng mức Cơng suất lớn –suất điệnv? ?áp? ?iện  Quyết địnhcàng cơng ápcao... Phương pháp hịa đồng xác Nhờ tuabin, máy phát điện quay đến vận tốc gần đồng đóng kích từ vào thỏa mãn điều kiện sau:  Điện áp máy đóng vào lưới phải có trị số bắng nhau: hiệu điện áp máy đóng