NGHIÊN cứu hệ THỐNG KÍCH từ UNITROL 6800 NHÀ máy THỦY điện IALY

Khu vực miền Trung và Tây nguyên từ trước đến nay có rất ít nguồn điện lớn tham giavào lưới điện, nguồn điện dùng chủ yếu là truyền tải từ miền Bắc vào kể từ khi đường dây500kV đưa vào v

LỜI CẢM ƠN - -

Năm năm học tập tại trường Đại học Quy Nhơn Em cảm thấy mình

lớn hơn rất nhiều Nhà trường và Thầy Cô không chỉ truyền đạt cho Em những kiến thức chuyên môn về ngành mà còn giáo dục cho Em về lý tưởng đạo đức trong cuộc sống Đây là những hành trang không thể thiếu cho cuộc sống và

sự nghiệp của Em Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý Thầy cô toàn

trường, đặc biệt là các Thầy Cô trong khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ đã tận tình

chỉ bảo, dìu dắt Em đến ngày hôm nay.

Đồ án tốt nghiệp đã đánh dấu việc hoàn thành trong những năm cố gắng

đó Để có được như ngày hôm nay là nhờ sự dạy dỗ, chỉ bảo của quý Thầy Cô trong trường Qua đây Em xin chân thành cảm ơn đến cha mẹ, thầy cô, người thân, bạn bè và đồng nghiệp, những người luôn cố gắng tạo mọi điều kiện để Em

có được như ngày hôm nay.

Riêng đối với đồ án tốt nghiệp này, Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

đến Anh Nguyễn Minh Khứ là quản đốc phân xưởng sửa chữa nhà máy thuỷ

điện Ialy.Anh đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn cho Em, cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp Em có thể vượt qua mọi khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận văn Đồng thời Em cũng xin cảm ơn đến Ban Giám Đốc và các anh chị CBCNV Công ty Thủy điện Ialy đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt cuốn đồ án này Do thời gian làm luận văn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót kính mong quý Thầy Cô và bạn bè chỉ dẫn thêm.

Xin chân thành cám ơn!

TP.QUY NHƠN, Ngày 5 tháng 5 năm 2009

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN VĂN TRÍ

CHƯƠNG I

SƠ LƯỢT VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN TRONG LƯU VỰC SÔNG SÊ SAN

Hình 1.1: Hệ thống bậc thang các thủy điện trên sông Sêsan

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN

Sông Sê San là sông có trữ năng thủy điện đứng thứ 3 sau sông Hồng và sông ĐồngNai Sông Sê San là phụ lưu bên bờ trái của sông Mê Công Sông bắt nguồn từ phía bắc caonguyên Gia Lai – Kom Tum với 2 nhánh chính thượng nguồn là sông Prông Pôkô và sôngĐăkBla Sau khi 2 nhánh này nhập với nhau tạo thành dòng chính sông Sê San rồi tiếp tụcchảy theo hướng Đông bắc – Tây nam ra hướng biên giới Việt Nam - Campuchia Tại đâysông tiếp nhận sông Sa Thầy ở bờ phải rồi chảy vào đất Campuchia qua 2 tỉnh Ratanakiri vàStung Treng rồi đổ về sông Mê Công tại thị trấn Stung Treng Tổng diện tích lưu vực sông SêSan trên đất Việt Nam là 11.450 km2 chủ yếu trong 2 tỉnh Kon Tum và Gia Lai, bằng 61,65%

tổng diện tích lưu vực sông Sê San (18.570km2 ) Đặc trưng hình thái một số nhánh sôngchính của lưu vực sông Sê San trên đất Việt Nam được trình bày trong bảng 1.1

Bảng 1.1

TT Sông suối Diện tích

Lưu vực (km 2 )

Chiều dài Sông (km)

Độ rộng Trung bình (km)

Độ dốc Trung bình (%o)

Địa hình lưu vực Sê San khá phức tạp, bị chia cắt mạnh Phần phía Bắc của lưu vực địahình là khối núi Ngọc Linh có đỉnh 2598 m, phần phía Tây là khối núi Ngọc Bin San có đỉnhcao 1939 m và phía Đông có dãy Ngọc Cơ Rinh cao 2025 m Do đặc điểm địa hình vùng nàychia cắt mạnh dẫn đến sự khác biệt đáng kể về khí hậu trên từng phần của lưu vực đặc biệt làchế độ mưa, độ ẩm không khí

Khí hậu của lưu vực mang đặc điểm của khí hậu Tây Trường Sơn, thể hiện cả trong chế

độ nhiệt, mưa, ẩm và nhiều yếu tố khác Mùa mưa trên lưu vực từ tháng 5 đến tháng 10.Lượng mưa trung bình năm dao động từ 2600 ÷ 3000 mm ở vùng núi phía Bắc và vùng caonguyên Pleiku; ở phía Tây Nam lưu vực khoảng 1700 ÷ 1800 mm; ở vùng trũng KomTum do

bị chắn gió và bị bao bởi các dãy núi, ở phía Nam lưu vực mưa vào khoảng 1700 mm

Dòng chảy trên sông Sê San được chia làm 2 mùa: mùa kiệt và mùa lũ Mùa lũ bắt đầu

từ tháng 8 và kết thúc vào tháng 11, mùa kiệt bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau

1.2 KẾ HOẠCH PHÁT TRIỂN THỦY ĐIỆN TRONG LƯU VỰC

Nghiên cứu quy hoạch phát triển thủy điện trên sông Sê San trải qua thời gian dài donhiều cơ quan khác nhau Nghiên cứu mới nhất đã được Thủ tướng chính phủ thông qua tạivăn bản số 496/CP-CN ngày 07/06/2001 Trên lưu vực sông Sê San có 6 công trình thủy điệnlớn trên dòng chính với các thông số kỹ thuật trình bày trong bảng 1.2

Bảng 1.2

TT Tên công trình Flv MNDBT Whi Nlm Năm XD Năm

có tác động đáng kể đến chế độ dòng chảy hạ lưu sông Sê San Công trình Sê San 3 và Sê San3A là công trình có hồ điều tiết ngày Công trình Thượng Kon Tum là hồ điều tiết nhiều năm

và chuyển dòng chảy về lưu vực sông Trà Khúc nhưng diện tích lưu vực của hồ rất nhỏ so vớidiện tích lưu vực của sông Sê San (<4%) cho nên không ảnh hưởng nhiều đến lưu lượng vàdòng chảy trên toàn tuyến sông

Tổng hợp thông số cơ bản các công trình thuỷ điện trên sông Sê San (bảng 1.3)

Plei krông Ialy Sê San 3 Sê San 3a

Sê San 4

1 Vị trí xây dựng

2 Thủy văn

3 Hồ chứa

Hình 1.2: Biểu đồ dự án thuỷ điện trên sông Sê san

1.3 CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN IALY

1.3.1 Vị trí địa lý và đặc điểm khí hậu

Sông Sê san là một trong các nhánh bên trái của sông Mê công, bắt nguồn từ phía Bắccao nguyên Gialai, Kontum và đổ vào sông Mê công gần thị trấn Xê rông tơ ren củaCampuchia

Thượng nguồn sông Sê san gồm hai nhánh lớn: Đackbla bắt nguồn từ phía Nam núiNgọc Cơ rinh (2025m) chảy theo hướng Đông Bắc -Tây Nam, và nhánh Krông Pô kô bắtnguồn từ phía Nam núi Ngọc linh (2500m) chảy theo hướng Bắc - Nam Hai nhánh sông hợplưu tại địa điểm cách thác nước Ialy về phía thượng lưu 16 km và chảy theo hướng Đông Bắc

- Tây Nam đến biên giới Việt nam - Campuchia

Lưu vực sông Sê san nằm trọn trong vùng cao nguyên giữa hai tỉnh Gialai và Kontumphần phía Bắc Tây nguyên

Từ tháng 5 Gialai và Kontum thực sự bước vào mùa mưa, do đón gió mùa Tây nam từvịnh Thái lan thổi đến Tháng mưa lớn nhất ở Gialai và Kontum thường là tháng 8 và tháng 9.Lưu vực sông Sê san nằm trong vùng nhiệt đới mang đặc điểm khí hậu Tây Trường sơn vàđược chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến hết tháng 10 thời tiết mát dịu; Mùakhô từ tháng 11 đến hết tháng 4 hằng năm thời tiết ít lạnh

Lượng mưa trung bình năm của Lưu vực là 2200mm Số ngày mưa trung bình là 136ngày/năm, lượng mưa của ngày lớn nhất là 282 mm

Sông Sê san có hai mùa nước : Mùa lũ và mùa khô Mùa lũ bắt đầu từ tháng 8 và kếtthúc vào tháng 11 Mùa kiệt kéo dài từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau Các tháng 6, 7 mứcnước sông thường nâng lên do có lũ tiểu mãn Mức nước cao nhất thường xảy ra vào cáctháng 8 đến tháng 11.

1.3.2 Tầm quan trọng của NMTĐ Ialy đối với nền kinh tế quốc dân

Công trình thuỷ điện Ialy là thuỷ điện có nguồn điện lớn và có vị trí nằm ở Cao nguyênTrung bộ Nhà máy thuỷ điện Ialy cung cấp một lượng điện năng đáng kể 3,6 tỉ kWh/ năm,hơn 10% sản lượng điện Quốc gia cho khu vực Miền trung, Tây nguyên và miền Nam, giảmcông suất lớn truyền tải điện 500kV từ NMTĐ Hoà bình vào khu vực này

Hệ thống điện Quốc gia hiện nay đang thiếu hụt công suất rất nhiều nên vận hành lướiđiện trong những giờ cao điểm gặp rất nhiều khó khăn nên khi NMTĐ Ialy phát lượng côngsuất 720 MW sẽ làm tăng độ ổn định lưới điện trong các chế độ vận hành và cải thiện chấtlượng điện năng (tần số và điện áp)

Vị trí địa lý của NMTĐ Ialy nằm ở đoạn giữa của đường dây 500kV sẽ tạo điều kiệnthuận lợi cho việc vận hành và khai thác đường dây truyền tải 500kV có hiệu quả hơn

Khu vực miền Trung và Tây nguyên từ trước đến nay có rất ít nguồn điện lớn tham giavào lưới điện, nguồn điện dùng chủ yếu là truyền tải từ miền Bắc vào kể từ khi đường dây500kV đưa vào vận hành nên việc phát triển các phụ tải công nghiệp gặp rất nhiều hạn chế.Nên khi NMTĐ Ialy đi vào hoạt động sẽ tạo điều kiện cho việc phát triển các ngành côngnghiệp trong vùng như:

 Vùng cao nguyên trung bộ: Phát triển công nghiệp chế biến các loại sảnphẩm từ cây công nghiệp như cà phê, chè, cao su và công nghiệp chếbiến sản phẩm từ gỗ

thuỷ hải sản, công nghiệp ép dầu từ cây họ đậu và dừa, phát triển côngnghiệp đóng tàu, phát triển mở rộng khu cảng biển và thành lập các khucông nghiệp

 Ở miền Nam có nền công nghiệp nhẹ phát triển với nhịp độ rất cao do đóNMTĐ Ialy sẽ cung cấp một phần điện năng đáng kể cho khu vực miềnNam và tạo điều kiện cho việc duy trì nhịp độ phát triển công nghiệp và

kinh tế khu vực này.

Từ những điều kiện trên NMTĐ Ialy đã có một vị trí quan trọng và đóng góp đáng kểcho lưới điện Quốc gia trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

1.3.3 Chọn thông số đặt cho công trình

Căn cứ vào việc theo dõi khí tượng thuỷ văn và lưu lượng chảy của sông Sê san hơn 30năm (Từ 1960 đến 1990); căn cứ vào địa lý vùng dân cư khu vực lòng hồ; căn cứ vào các cơquan khảo sát thiết kế của Việt nam và Nga; căn cứ vào các tính toán kinh tế kỹ thuật đểchọn ra thông số chính cho công trình NMTĐ Ialy như sau:

Mực nước dâng bình thường chọn càng cao thì hiệu ích năng lượng

càng cao và tăng công suất đặt của nhà máy nhưng vốn đầu tư cao vàphải đền bù nhiều Và căn cứ vào các phương án dự trù đền bù khi tăngcho 1 m nước dâng và căn cứ vào việc phát triển các nhà máy thuỷ điệnbậc thang trên NMTĐ Ialy nên đã chọn mức nước dâng bình thường là515m Nếu chọn mực nước > 515m thì gây vùng ngập lụt lớn cho vùng

Kontum và số tiền đền bù sẽ rất cao Mực nước chết nếu ta chọn ở mức

thấp (So với MNDBT 515m) thì dung tích hữu ích của lòng hồ tăngnhưng sự sạt lở lòng hồ sẽ tăng và công tác bảo quản lòng hồ sẽ gặp rấtnhiều khó khăn, nhưng nếu chọn MNC cao thì công suất đảm bảo vàlượng điện trung bình hằng năm sẽ giảm Do đó chọn MNC là 490m làtối ưu và thoả mãn các yêu cầu về hồ chứa và phát điện

nước và lưu lượng đổ vào dòng sông vào mùa lũ nên đã chọn công suấtđặt của nhà máy là 720MW Với công suất đặt là 720 MW thì ta có thểtận dụng được lượng nước thừa vào mùa lũ và giảm được lượng nước xảqua tràn Với quy mô hồ chứa và lượng nước đổ vào hồ hằng năm nên takhông thể chọn công suất đặt NM cao hơn nữa Nếu chọn cao hơn thìvào mùa lũ có thể phát nhiều điện nhưng vào mùa khô lại thiếu nước vàchi phí vốn đầu tư lớn không thoả mãn được các chỉ tiêu kinh tế

Tóm lại thông số chính của công trình là: MNDBT là 515m; MNC là 490m, công suất

lắp đặt là 720MW là những thông số tối ưu nhất thoả mãn các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trongnhiều phương án đưa ra.

1.4 CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN IALY

1.4.1 Hồ chứa

Công dụng: Hồ chứa là một công trình quan trọng của NMTĐ Ialy dùng để tích và cấp

nước cho các tổ máy để sản xuất điện và còn điều tiết lượng nước trong một năm để vận hànhnhà máy

Các thông số chính:

Bảng 1.4: Số liệu dòng chảy trung bình nhiều năm

Year

Month

Hình 1.3: Biểu đồ lưu lượng về hồ Ialy từ năm 1960  2006

Bảng 1.5: Số liệu điều phối hồ chứa

DD/MM 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 1/12 31/12

Qmax 515 513.75 511.3 508.75 504.5 497.5 490 495 506 513.75 515 515 515

Qmin 512.5 511.25 507.5 502.5 496.25 490 490 490 490 503 511 515 512.5

Hình 1.4: Biểu đồ điều phối hồ chứa thuỷ điện Ialy năm 2000

1.4.2 Đập dâng

Công dụng: Dùng để chặn nước sông Sê san để tạo nên hồ chứa cho công trình NMTĐ

Ialy, đập phải có độ vững chắc và độ rò rỉ qua thân đập nhỏ để đảm bảo yêu cầu tích nước hồchứa

Cấu tạo và các thông số chính:

 Cấu tạo là loại đập đá đổ lõi đập là đất sét dùng để chống thấm qua đậptiếp theo hai bên là lớp cát và bao ngoài cùng là lớp đá có nhiều kích cỡ,nền lõi đập được xử lý bằng khoan phun xi măng Cấu tạo thân đập gồm

có nhiều lớp khác nhau có tác dụng là làm cho đập vững chắc và hạn chếlượng nước thấm qua đập cũng như thay đổi dòng nước thấm đi theonhững hướng khác nhau để giảm bào mòn thân đập

 Chiều rộng đỉnh đập: 10m.

1.4.3 Đập tràn xả lũ

Công dụng: Dùng để xả lượng nước thừa trong hồ chứa vào mùa lũ Đập tràn có lưu

lượng qua đập tràn phải đảm bảo xả hết tần suất lưu lượng lũ lớn nhất để bảo vệ công trìnhmột cách an toàn, (không cho nước lũ tràn qua đập dâng)

Các thông số chính:

1.4.4 Cửa nhận nước

Công dụng: Dùng để tiếp nhận nước từ hồ chứa vào đường dẫn nước cấp cho turbine;

dùng để đóng van trượt sự cố chặn không cho nước vào đường dẫn nước trong chế độ sự cốcũng như sửa chữa kiểm tra đường ống dẫn nước Ngoài ra còn có tác dụng không cho rác,cây gỗ vào turbine

Cấu tạo: Gồm có 4 khoang dẫn nước vào đường hầm áp lực; mỗi khoang có 3 dãy khe

 Dãy khe thứ nhất đặt lưới chắn rác mỗi lưới chắn rác có 5 xec xi truyềnđộng bằng cẩu chân dê có sức nâng 63 tấn

phai sự cố Thao tác truyền động bằng cẩu chân dê

hầm trong trường hợp có sự cố, truyền động bằng kích nâng thuỷ lực có

sức nâng 450 tấn.

Các thông số chính:

Hình 1.5 : Mô hình tuyến áp lực

1.4.5 Đường hầm dẫn nước vào

Công dụng: Dùng để dẫn nước từ CNN vào turbine của tổ máy Trên đường hầm dẫn

nước có bố trí các tháp điều áp dùng để giảm áp lực lên van đĩa và cánh hướng cũng như bảo

vệ quá áp do quán tính của nước trong chế độ dừng bình thường cũng như dừng sự cố tổ máy(giảm áp lực nước va đập) Ngoài ra còn đảm bảo lưu lượng nước trong chế độ liên tục thayđổi công suất của tổ máy

Cấu tạo và các thông số chính:

dài:

 Tháp điều áp trên kích thước: 13x14x118m.

 Đường kính giếng nối 2 đường: 13m nghiêng 450

nằm ngang và cuối cùng là ống nối để chuyển tiếp đường hầm từ D =4,5m đến D = 3,6m chiều dài đường hầm dẫn nước vào tổ máy (cả đoạnnghiêng và nằm ngang)

Công dụng: Dùng để dẫn nước thải của turbine ra hạ lưu Trên mỗi đường hầm của tổ

máy có đặt các cánh phai hạ lưu dùng để chặn nước từ hạ lưu khi thực hiện sửa chữa turbinecủa mỗi tổ máy

Cấu tạo và các thông số chính:

ống xả thì 2 tổ máy nhập lại một đường hầm để ra hạ lưu và sau cùng cóđặt một cửa van sửa chữa cửa ra

 Tổ máy 1: 82m

 Tổ máy 2: 86m

 Tổ máy 3: 42,37m

 Kích thước van sửa chữa ống xả là: 4,5x6,5m nâng bằng cẩu.

 Kích thước van sửa chữa cửa ra là: 6,0 x 10m nâng bằng xe nâng

1.4.7 Gian máy

Công dụng: Dùng để bố trí các tổ máy thuỷ lực các thiết bị công nghệ phụ trợ cho sự

làm việc của tổ máy Tại gian máy có bố trí 2 cẩu có sức nâng là 250/80+10 tấn với khẩu độ17m để phục vụ lắp ráp các tổ máy và các thiết bị phụ trợ

Kích thước gian máy:

Công dụng: Dùng để bố trí các máy biến áp lực 500kV, các máy biến áp tự dùng,

MBA dự phòng và các thiết bị phụ trợ cho sự làm việc của máy biến áp, các thiết bị điện của

 Sàn gian biến áp : 332m

1.4.9 Trạm chuyển tiếp

Công dụng: Dùng để bố trí các dao cách ly 500kV nối từ tuyến cáp dầu áp lực 500kV

đến trạm phân phối 500kV Ngoài ra còn bố trí các chống sét van và các máy biến dòng500kV

Vị trí nằm ở cao độ 352,0m.

1.4.10 Trạm phân phối 500kV

Công dụng: Dùng để bố trí các máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa 500kV nối từ trạm

chuyển tiếp của nhà máy đưa ra 2 đường dây đi đến trạm 500 Pleiku Ngoài ra còn bố trí cácchống sét van, các máy biến dòng, biến điện áp 500kV và các thiết bị phụ trợ phục vụ trạm

Vị trí nằm ở cao độ 550,0m

Kích thước: 99,5 x 165,5m

Hình 1.6 : Mặt cắt dọc gian máy

1.5 CÁC SƠ ĐỒ CỦA NHÀ MÁY

1.5.1 Sơ đồ nối điện chính NMTĐ Ialy.

Vài nét chính về sơ đồ điện của nhà máy:

máy phát 15,75kV

 Nhà máy là nhà máy ngầm và được nâng áp lên 500kV để nối vào lướiđiện quốc gia qua trạm 500kV Pleiku với hai tuyến đường dây songsong, khi sự cố hoặc sửa chữa một đường dây thì đường dây còn lạicũng có khả năng truyền tải hết công suất của nhà máy.

trong hầm

đoạn cáp dầu để truyền tải công suất từ trong hầm ra ngoài trời và nốikhối hai máy với nhau để đưa lên trạm chuyển tiếp nằm nổi trên nhàmáy (trạm trung gian giữa nhà máy ngầm và đường dây trên không, cócác đầu nối cáp dầu 500kV)

máy 4

phát

trong mùa khô và là nhà máy nền trong mùa mưa Ngoài ra nhà máythuỷ điện IALY còn đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều chỉnhđiện áp trên hệ thống truyền tải 500kV của Việt Nam, vì nhà máy thuỷđiện Ialy là nối lên đoạn giữa của đường dây 500kV tại trạm 500kVPleiku

biến áp do UKRAINA chế tạo

cung cấp.

1.5.2 Sơ đồ tự dùng xoay chiều 6,3kV; 0,4 kV

Hệ thống điện tự dùng nhà máy thủy điện Ialy bao gồm có 1 trạm hợp bộ 6,3kV đặt ởgian biến áp và các trạm hợp bộ tự dùng cấp 0,4kV: THB1, THB2, THB3, THB4 cung cấpđiện tự dùng cho các tổ máy THB5 và THB7 đặt ở gian biến áp cung cấp điện cho các phụtải chung của nhà máy và của gian biến áp Các trạm hợp bộ THB6, THB8, THB9, THB10,THB11, THB12 lần lượt được lắp đặt để cung cấp điện tự dùng cho các phụ tải ở nhà sảnxuất, trung tâm thông gió, trạm OPY 500kV, cửa nhận nước, đập tràn, nhà AK

đoạn 1 được lấy từ đầu cực MF qua các MBA TD1, TD2, TD3, TD4.Phân đoạn 2 được lấy từ THB5 Phương thức vận hành bình thường làhai phân đoạn làm việc độc lập

đoạn TPP 6,3KV qua MBA TD51 và TD52 MC405 là MC nối giữa 2phân đoạn Ngoài ra THB5 được cấp điện từ trạm Diesel Diesel đượcnối vào 2 phân đoạn qua MC453 và MC454 bình thường các MC này ở

trạng thái dự phòng tự động Phương thức vận hành bình thường là haiphân đoạn làm việc độc lập.

qua MBA TD61, TD62 Phương thức vận hành bình thường là hai phânđoạn là việc độc lập

qua MBA TD71, TD72 Phương thức vận hành bình thường là hai phânđoạn làm việc độc lập

6,3kV qua MBA TD81, TD82 Phương thức vận hành bình thường là haiphân đoạn làm việc độc lập

6,3kV qua MBA TD91, TD92 Phương thức vận hành bình thường là haiphân đoạn làm việc độc lập

6,3kV qua MBA TD10-1, TD10-2 Phương thức vận hành bình thường

là hai phân đoạn làm việc độc lập

qua MBA TD11-1, TD11-2 Phương thức vận hành bình thường là haiphân đoạn làm việc độc lập

điện từ KPY 6,3kV qua MBA TD12

động: Thanh cái BMD của trạm Diesel được cấp điện liên tục từ -Q120của THB8 hoặc Q139 THB6 Áptômát - Q101 của trạm Diezel, 453, 454của THB5 ở trạng thái dự phòng tự động

1.5.3 Sơ đồ tự dùng một chiều của nhà máy

 Hệ thống một chiều của nhà máy thủy điện Ialy có cấp điện áp 220V Sơ

đồ phân phối ở tủ (1BUA01 - 1BUA07) ở cao trình 327 thuộc gian biến

áp Tủ phân phối có 2 phân đoạn, mỗi phân đoạn có 3 thanh cái 1 thanhdương và 2 thanh âm (+EB, -EB) và giữa hai phân đoạn có các cầu daophân đoạn

nối vào 2 phân đoạn còn 1 bộ dùng để dự phòng cho 2 phân đoạn Ngoài

ra để đảm bảo cung cấp điện liên tục ở tủ phân phối có lắp 3 bộ acquyBTA11, BTA21 loại OGI18-GL-LA, BTA31 ắc quy khô dự phòng sửachữa đặt ở cao trình 327 gian biến áp BTA11, BTA21 mỗi bộ acquy có

108 bình và được tính toán cung cấp đầy đủ cho tất cả các phụ tải tựdùng một chiều của nhà máy

 Nấc 108 bình dùng để phụ nạp thường xuyên và làm việc song songvới tủ nạp

 Nấc 100 bình dùng để cấp cho các phụ tải

phân đoạn làm việc với một bộ nạp và một bộ acquy còn một bộ nạp vàmột ắc quy dùng để dự phòng sửa chữa

tải như:

 Cấp nguồn điều khiển, bảo vệ cho các tổ máy

 Cấp nguồn cho hệ thống điều khiển trung tâm

 Cấp nguồn đảm bảo và liên tục cho hệ thống thông tin liên lạc

 Cấp nguồn cho kích thích ban đầu tổ máy

 Cấp nguồn điều khiển, bảo vệ cho các máy cắt đầu cực và các trạm hợpbộ

 Cấp nguồn cho hệ thống điều khiển MHY và máy nén khí

 Cấp nguồn cho chiếu sáng sự cố

CHƯƠNG II CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ

 TIÊU CHUẨN CỦA ĐIỆN NĂNG

Tiêu chuẩn của điện năng là điện áp và tần số.

Khi phụ tải thay đổi, dẫn đến tần số và điện áp nguồn sẽ thay đổi theo, nếu không có những bộ tự động điều tần, tự động điều áp thì hệ thống điện sẽ mất ổn định.

2.1 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ

2.1.1 Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ

Hệ thống kích từ cung cấp dòng điện kích từ (dòng điện không đổi) vào dây quấn kích từ sẽ tạo nên từ trường rotor Khi quay rotor bằng động cơ sơ cấp, từ trường của rotor sẽ cắt dây quấn phần ứng stator và cảm ứng sức điện động xoay chiều hình sin, có trị số hiệu dụng là :

E o = 4,44.f.W 1 k dq  o

Trong đó :

Eo : S.đ.đ pha W1: Số vòng dây một pha kdq : Hệ số dây quấn

o : Từ thông cực từ rotor.

Nếu rotor có p đôi cực, khi rotor quay được một vòng, s.đ.đ phần ứng biến thiên p chu kì Do đó, nếu tốc độ quay của rotor là n (v/s), tần số f của s.đ.đ là :

f = p.n Nếu tốc độ quay của rotor là n (v/ph) thì :

f = p.n/60

Dây quấn ba pha stator có trục lệch nhau trong không gian một góc 120 o

điện, cho nên s.đ.đ các pha lệch nhau góc pha 120 o

Khi dây quấn stator nối với tải, trong các dây quấn sẽ có dòng điện 3 pha Dòng điện 3 pha trong dây quấn sẽ tạo nên từ trường quay, với tốc độ:n 1 = 60.f/p, đúng bằng tốc độ n của rotor.

2.1.2 Phương trình điện áp của máy phát điện

Khi máy phát điện làm việc, từ trường cực từ  o sinh ra s.đ.đ E o ở dây quấn stator Khi máy có tải sẽ có dòng điện I và điện áp U trên tải Ở máy cực lồi

vì khe hở dọc trục và ngang trục khác nhau nên ta phải phân tích ảnh hưởng của phản ứng phần ứng theo hướng dọc trục và ngang trục

Từ trường phản ứng phần ứng ngang trục tạo nên s.đ.đ ngang trục :

uq q

uq

.

x I j

E  

Trong đó X uq là điện kháng phản ứng phần ứng ngang trục.

Từ trường phản ứng phần ứng dọc trục tạo nên sđđ dọc trục :

ud d

ud

.

xI.j

Trong đó X ud là điện kháng phản ứng phần ứng dọc trục.

Kết quả là ở đây phương trình cân bằng suất điện động có dạng:

) x j r I E E E

U.  .o ud  uq  . u  ut

u

ut

uq q ud d o

.

r x I j x I j x I j E

Với ut

.

x.I.j

 do từ thông tản của dây quấn stator sinh ra được đặc trưng bởi điện kháng tản x t không phụ thuộc vào từ dẫn của khe hở theo các hướng dọc trục và ngang trục Tuy nhiên nếu phân tích nó thành hai hướng dọc trục và ngang trục ta có:

.I



tu q tu d t

tu

.

xI.jxI.jEx.I

.

r I ) x x ( I j ) x x ( I j E

q q d d o

.

r I x I j x I j E

Trong đó:

x d = x ud + x tu : là điện kháng đồng bộ dọc trục.

x q = x uq + x tu : là điện kháng đồng bộ ngang trục.

Hình 2.1: Đồ thị véctơ sđđ máy điện cực lồi

Từ phương trình điện áp (*) và đồ thị véctơ ta thấy góc lệch pha  giữa điện

ápU. và E. odo tải quyết định.

2.1.3 Phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộ

Khi máy phát điện làm việc có tải, dòng điện trong dây quấn stato sẽ sinh ra

từ trường của dây quấn stato còn gọi là từ trường phần ứng Tùy theo tính chất

của tải mà trục từ trường phần ứng sẽ làm thành một góc nhất định với trục từ trường cực từ Như vậy tác dụng của từ trường phần ứng với từ trường cực từ (hay phản ứng phần ứng sẽ mang tính chất khác nhau tùy theo tính chất của tải trở hay tải kháng hay tải dung)

 Khi tải thuần trở:

Hình 2.2: Đồ thị véc tơ s.đ.đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ

trường phần ứng, ở tải thuần trở ( = 0 0 )

Khi tải là đối xứng và thuần trở thì dòng điện 3 pha trong dây quấn stato sẽ trùng pha với sức điện động tương ứng ( = 0 0 ) Giả sử các s.đ.đ và dòng điện trong 3 pha là hình sin và nếu xét ở thời điểm i A = I m thì đồ thị véctơ dòng điện và s.đ.đ như ở hình bên Xét tương quan về không gian giữa từ trường phần ứng và

từ trường cực từ trong trường hợp máy điện 2 cực có m = 3 và mỗi pha được tượng trưng bởi một vòng dây Trị số của các dòng điện bằng :

iA = Im

iB = iC = - Im/2

và chiều của chúng trong các dây quấn A-X, B-Y, C-Z

Như vậy vị trí không gian của từ trường quay của phần ứng F u trong trường hợp có chiều trùng với trục của dây quấn pha A là pha có dòng điện cực đại Vì

từ thông xuyên qua pha A cực đại trước s.đ.đ trong pha đó một phần tư chu kỳ, nên khi s.đ.đ của pha A cực đại (e A = E m ) thì cực từ đã quay được một góc /2 so với vị trí trục cực từ trùng với trục pha A là lúc từ thông xuyên qua pha A có trị

số cực đại Như vậy vị trí không gian của trục cực từ là vuông góc với trục của pha A (tức là vuông góc với chiều của từ trường F u ) Ta kết luận ở tải thuần trở, phương của F u vuông góc với phương của F t và phản ứng phần ứng là ngang trục.

 Khi tải thuần cảm:

Hình 2.3: Đồ thị véc tơ s.đ.đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ

trường phần ứng, ở tải thuần cảm ( = + 90 0 )

Ở tải thuần cảm, s.đ.đ E vượt trước dòng điện I một góc 90 0 ( = + 90 0 ), nên

ở thời điểm i A = I m thì cực từ đã quay thêm một góc /2 so với vị trí của nó ở trường hợp tải thuần trở Ta thấy ở đây F u và F t cùng phương (nghĩa là dọc theo trục cực từ) nhưng ngược chiều nhau và phản ứng phần ứng là dọc trục khử từ

 Khi tải thuần dung:

Hình 2.4: Đồ thị véc tơ s.đ.đ và quan hệ về không gian giữa các từ trường cực từ và từ

trường phần ứng, ở tải thuần dung ( = - 90 0 )

Ở tải thuần dung, s.đ.đ E chậm sau dòng điện I một góc 90 0 ( = - 90 0 ), nên

ở thời điểm i A = I m thì cực từ còn phải quay thêm một góc /2 nữa mới đến vị trí của nó ở hình 3 Ta thấy ở đây F u và F t cùng phương cùng chiều nhau và phản ứng phần ứng là dọc trục trợ từ

2.2 ĐỊNH NGHĨA HỆ THỐNG KÍCH TỪ

Hệ thống kích từ có nhiệm vụ cung cấp dòng một chiều cho cuộn dây kích từ củamáy phát điện đồng bộ Nó phải có khả năng điều chỉnh bằng tay hoặc tự động dòngkích từ để đảm bảo chế độ làm việc ổn định, kinh tế với chất lượng điện năng caotrong mọi tình huống

Trong chế độ làm việc bình thường điều chỉnh dòng kích từ có thể điều chỉnhđược điện áp đầu cực máy phát, thay đổi được công suất phản kháng vào lưới Điện áptrên thanh cái của máy phát điện và trong lưới cung cấp có thể được điều chỉnh bằng

hệ thống TĐK (tự động điều chỉnh kích từ) của máy phát điện Thiết bị TĐK nhằmgiữ điện áp không đổi khi phụ tải biến động ngoài ra TĐK còn nhằm mục đích nângcao giới hạn công suất truyền tải từ máy phát điện vào hệ thống, đặc biệt là khi nhàmáy điện nối với hệ thống qua đường dây dài, đảm bảo tính ổn định tĩnh nâng cao tính

ổn định động

Việc điều chỉnh TĐK thì máy phát điện có thể:

 Phát công suất phản kháng trong chế độ quá kích từ

 Tiêu thụ công suất phản kháng trong chế độ thiếu kích từ

 Thay đổi điện áp và công suất phản kháng một cách liên tục

Trong chế độ sự cố (ngắn mạch trong lưới) chỉ có bộ phận kích từ cưỡng bứclàm việc, nó cho phép duy trì điện áp của lưới, giữ ổn định cho hệ thống

MỤC ĐÍCH

Mục đích ban đầu và chủ yếu của TĐK (tự động điều chỉnh kích từ) là tự độngđiều chỉnh điện áp cho các máy phát Khi phụ tải hệ thống thay đổi (diễn ra thườngxuyên), công suất làm việc của các máy phát điện cần thay đổi theo Do có sụt áp trênđiện kháng trong, điện áp đầu cực máy phát bị biến thiên, lệch khỏi trị số định mức.Nếu không có biện pháp điều chỉnh, độ lệch sẽ đáng kể ảnh hưởng đến chất lượngđiện năng TĐK thực hiện điều chỉnh giữ điện áp bằng cách tác động thay đổi dòngđiện kích từ, cũng có nghĩa là làm thay đổi sức điện động Eq khi phụ tải tăng (Ităng) độsụt áp U lớn, để giữ điện áp đầu cực máy phát cần tăng Eq Ngược lại, phụ tải giảmcần giảm sức điện động Eq một cách tương ứng Cấu tạo của hệ thống kích từ là sửdụng một kênh phản hồi âm theo tín hiệu độ lệch điện áp đầu cực máy phát (tại vị tríđặt BU) với hệ số khuyếch đại Ku Cũng có thể thêm tín hiệu độ lệch dòng điện Dễdàng thấy rằng khi Ku càng lớn (về trị số tuyệt đối) thì độ lệch điện áp còn dư sau khiđiều chỉnh sẽ càng nhỏ Về lý thuyết, khi Ku =  thì điện áp đầu cực máy phát sẽ giữđược không đổi Về phương diện tính toán, khi điều chỉnh Ku = 0 thì máy phát được

mô tả như 1 sức điện động Eq = const sau điện kháng đồng bộ Xd Khi K =  có thểcoi Uf = const, còn khi 0 < Ku < máy phát tương ứng với một sức điện động Ef sauđiện kháng Xf < Xd nào đó Nói cách khác đi TĐK có tác dụng như bù một phần hoặc

bù hoàn toàn điện kháng bên trong máy phát Như vậy có thể nói TĐK đem lại hiệuquả cao đối với chế độ xác lập hệ thống điện trong việc năng cao giới hạn truyền tảicông suất theo điều kiện ổn định tĩnh.

2.3 SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG TIÊU BIỂU CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KÍCH TỪ CHO MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Hình 2.6: Sơ đồ khối của hệ thống kích thích tiêu biểu

2.4.2 Chức năng bộ điều chỉnh điện áp (AVR)

Xử lý và khuếch đại tín hiệu điều khiển đầu vào là điện áp đầu cực máy phát, đểtạo ra cách thức thích hợp nhằm điều khiển “Bộ kích thích ”

2.4.3 Chức năng bộ cảm biến điện áp ra và bù tải

Bộ cảm biến điện áp ra: Cảm nhận điện áp ra đầu cực máy phát, chỉnh lưu và lọc

nó thành điện một chiều, so sánh nó với một trị chuẩn (trị số đặt) là điện áp đầu ra máyphát mong muốn

Bộ phận bù tải: (do có sụt áp trên đường dây) khi ta muốn giữ điện áp không đổitại các điểm xa đầu cực máy phát (ví dụ: qua máy biến áp tăng) Bộ này còn được gọi

là bộ tạo “đặc tuyến điều chỉnh ”

2.4.4 Chức năng bộ ổn định hệ thống công suất

Cung cấp thêm một tín hiệu ở ngõ vào để hạn chế dao động công suất của hệ

BỘ HẠN CHẾ VÀ BẢO VỆ

BỘ CẢM BIẾN ĐIỆN ÁP

VÀ BỘ BÙ TẢI TẠO ĐẶC

TUYẾN MÁY PHÁT

BỘ ỔN ĐỊNH

BỘ KÍCH THÍCH

BỘ ĐIỀU CHỈNH

THỐNG 1

2

4

3 5

tự động

Nguồn 1 chiều hay máy phát

1 chiều

2.5.2 Hệ thống kích thích dùng máy phát phụ

Ưu điểm:

 Sử dụng cho tất cả các loại máy phát

 Thiết bị có công suất nhỏ dễ chế tạo

Nhược điểm:

2.5.3 Hệ thống kích thích tự kích

Ưu điểm:

 Dùng cho tất cả các loại máy phát

Nhược điểm:

 Dòng điện qua chổi than rất lớn

Máy phát phụ gắn đồng trục

Cầu chỉnh lưu điốt

Máy phát chính

Hệ thống

tự kích

Hệ thống

tự dùng 1 chiều Bảo vệ

Hệ thống kích từ

tự động

Máy biến áp

tự kích TE

Cầu chỉnh lưu thyristor

Máy phát chính

Hệ thống tự kích

Hệ thống tự dùng 1 chiều

Bảo vệ máy biến áp TE

 Hệ thống Thyristor công suất lớn rất khó chế tạo.

 Máy biến áp kích thích công suất lớn cồng kềnh

2.5 CHỨC NĂNG ĐIỀU KHIỂN

Hệ thống kích thích hiện đại gồm nhiều chức năng như: điều khiển, giới hạn vàbảo vệ

 Chức năngđiều khiển, điều chỉnh mỗi đại lượng cụ thể tại các cấp yêu cầu

 Chức năng giới hạn ngăn chặn chắc chắn các đại lượng vượt quá giới hạn đặt

 Chức năng bảo vệ sẽ loại bỏ các phần tử bị hư hoặc các bộ phận có liên quan

2.6.1 Bộ điều chỉnh AC & DC

Chức năng cơ bản của bộ điều chỉnh AC là duy trì điện áp stator máy phát.Ngoài ra còn có chức năng bảo vệ và điều khiển phụ khác thông qua bộ điều chỉnh AC

để điều khiển điện áp kích thích máy phát

Bộ điều chỉnh DC giữ cho điện áp kích thích máy phát không đổi (thường đưavào điều khiển bằng tay) Nó thường được sử dụng cho việc kiểm tra, khởi động và dựphòng khi bộ điều chỉnh AC bị sự cố

Dùng điều chỉnh điểm đặt để hiệu chỉnh bổ sung điện áp kích thích Để thuậntiện điểm đặt được hiệu chỉnh tự động theo sai lệch về điện áp và công suất phảnkháng

Các nguyên tắc làm việc của bộ điều chỉnh điện áp:

2.6.1.1 Điều chỉnh theo modul dòng điện máy phát |I F |

Dòng điện máy phát IF là một trong những yếu tố chính làm thay đổi điện áp đầucực máy phát Dòng kích thích là hàm số của dòng IF

If = f(|IF|)Khi P không đổi mà IF thay đổi, ví dụ nó tăng lên sẽ làm UF giảm theo nhưngnhờ thành phần If được điều chỉnh tỷ lệ với |IF| đưa tới tăng, nên sức điện động máyphát tăng theo Kết quả là UF được duy trì ở mức cần thiết Tuy nhiên kiểu điều chỉnh

trên vẫn còn nhược điểm là chưa tính tới giá trị cosφ Vì với cùng giá trị IF như nhaunhưng phụ tải nào có cosφ nhỏ sẽ làm cho điện áp máy phát giảm nhiều hơn Do vậy

ngày nay phương pháp này không còn được sử dụng.

Hình 2.14: Điều khiển dòng điện kích thích theo môđun dòng điện stator máy phát

2.6.1.2 Điều chỉnh theo độ lệch điện áp U f

Hình 2.15: Điều khiển dòng điện kích thích theo độ lệch điện áp

Tín hiệu điều chỉnh tỷ lệ với độ lệch điện áp: If = f (ITT - IFT)

Để phát hiện độ lệch Uf người ta dùng bộ phận đo lường gồm 2 phần tử:Phần tử tuyến tính cho dòng ITT tỷ lệ với điện áp máy phát

Phần tử không tuyến tính IFT không phụ thuộc tuyến tính vào điện áp máyphát.Tín hiệu đo lường là hiệu số của hai dòng này

Tín hiệu đo lường tỷ lệ với độ lệch pha điện áp có thể là điện áp hoặc dòng điệntương ứng theo bộ khuếch đại sau nó

2.6.2 Mạch ổn định hệ thống kích từ

Hệ thống kích thích bao gồm các phần tử trễ với thời gian đáng kể (quán tínhthời gian lớn) thường có đặc tính động kém Đây chính là đặc thù của hệ thống kíchthích AC và DC Trừ khi độ lợi của bộ điều chỉnh ở trạng thái xác lập rất thấp được sửdụng, điều khiển kích thích (thông qua mạch hồi tiếp độ lệch stator máy phát) không

ổn định khi máy phát hở mạch Vì vậy để hệ thống điều kích thích ổn định hoặc dùng

bộ bù nối tiếp, hoặc là dùng bộ bù hồi tiếp để cải thiện đặc tính động của hệ thốngđiều khiển Hầu hết thường dùng bộ bù vòng hồi tiếp vi phân như ở (hình 2.16), hiệuquả của bộ bù là cực tiểu hoá sự dời pha do thời gian trễ trên một vùng tần số đượcchọn Kết quả này là tạo ra độ ổn định hiệu suất của máy phát hoạt động độc lập

Bộ ổn định hệ thống công suất sử dụng tín hiệu ổn định của các thiết bị phụ đểđiều khiển hệ thống kích thích cũng như cải thiện đặc tính động của hệ thống điện.Thông thường tín hiệu ngõ nhập được sử dụng cho bộ ổn định hệ thống điện là tốc độcủa trục, tần số và công suất ở đầu cực

2.6.3 Bộ bù phụ tải (bộ tạo đặc tuyến)

Bộ tự động điều chỉnh điện áp (AVR) bình thường điều khiển điện áp đầu cựcstator máy phát không đổi Trường hợp này đặc tuyến điều chỉnh điện áp máy phát làđường thẳng không phụ thuộc phụ tải máy phát, được gọi là đặc tuyến độc lập như(hình 2.18a) Đôi khi bộ bù phụ tải còn được thêm vào sử dụng để điều khiển điện ápkhông đổi tại một điểm bện trong hay bên ngoài máy phát Trong trường hợp này đặctuyến điều chỉnh điện áp máy phát là đường thẳng dốc lên hoặc dốc xuống, được gọi

là đặc tuyến phụ thuộc dương hay âm như (hình 2.18b)

Hình 2.17: Sơ đồ khối của bộ bù phụ tải

Hình 2.18: Đặc tính điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát a: Đặc tính độc lập

b: Đặc tính phụ thuộc

1- Đặc tính phụ thuộc âm; 2 - Đặc tính phụ thuộc dươngĐiều này thực hiện được bằng cách xây dựng thêm một mạch đưa vào bộ AVRnhư (hình 2.17) Bộ bù có thể điều chỉnh được điện trở (Rb), điện kháng cảm ứng (Xb)dựa theo trở kháng giữa cực máy phát và tại điểm mà điện áp cần điều khiển theo ý

muốn Sử dụng trở kháng này và dòng cảm ứng, điện áp rơi đã được tính toán và đãđược cộng hoặc trừ đi điện áp đầu cực Độ lớn điện áp được bù để cung cấp cho bộAVR là: Vb = Ef + (Rb+jXb).I F

Để tạo đặc tính phụ thuộc dương, với Rb và Xb được xác định trong công thứctrên, điện áp rơi ngang bộ bù được cộng với điện áp đầu cực Bộ bù điều chỉnh điện áptại một điểm bên trong máy phát và vì vậy cung cấp điện rơi Điều này được dùng đểđảm bảo ổn định phân phối công suất phản kháng giữa thanh cái máy phát Các sơ đồloại này thường sử dụng cho các máy ghép song song Nếu không có bộ phận bù này,một trong những máy phát sẽ có khuynh hướng cung cấp toàn bộ công suất phảnkháng được yêu cầu trong khi những máy khác thu công suất phản kháng sẽ vi phạmcho phép của bộ giới hạn thiếu kích thích

2.6 CÁC BỘ HẠN CHẾ VÀ BẢO VỆ

Trước khi tìm hiểu vai trò của các bộ hạn chế ta cần biết các giới hạn khả năngphát công suất của máy phát

2.7.1 Giới hạn khả năng phát công suất kháng

2.7.1.1 Đường cong khả năng phát công suất kháng

Máy phát đồng bộ được định mức trong giới hạn công suất biểu kiến phát ra cựcđại và hệ số công suất thường là 0,85 hoặc 0,9 trễ pha mà chúng có thể hoạt động liêntục mà không bị quá nhiệt Khả năng phát ra công suất phản kháng liên tục ở ngõ rađược giới hạn bởi ba yếu tố: giới hạn dòng phần ứng, giới hạn dòng kích thích và giớihạn nhiệt vùng biên

a Giới hạn dòng phần ứng (dòng Stator máy phát)

Trong stator có điện trở, sau khi hoà đồng bộ tăng công suất, sẽ có dòng điệnchạy trong phần ứng Dòng điện phần ứng là một trong những nguyên nhân làm tổnhao công suất R.I2

F , năng lượng do tổn hao này gây phát nóng làm tăng nhiệt độ trongdây dẫn stator và toả nhiệt ra môi trường xung quanh nó Vì vậy một trong những hạnchế của máy phát là dòng cực đại của phần ứng, Để không bị vượt quá giới hạn nhiệtlàm hư hỏng cách điện của stator, khi máy làm việc ở chế độ định mức (giá trị tối đa

giới hạn bởi điều kiện tản nhiệt) tương ứng với điều kiện công suất biểu kiến khôngđổi Công suất phát ra tính theo đvtđ:

Hình 2.19: Giới hạn dòng điện phần ứng

b Giới hạn dòng kích thích

Khi có dòng kích thích chạy vào rotor, dòng kích thích sinh ra sức từ động cầnthiết để tạo ra từ thông trong mạch từ và công suất ứng với năng lượng tích trữ trongmạch từ Một phần năng lượng ấy là tổn hao trong lõi sắt và thể hiện dưới dạng nhiệt,phần còn lại là công suất phản kháng tương ứng với năng lượng thay đổi tuần hoàntích trữ trong từ trường Công suất phản kháng không tiêu tán trong lõi sắt mà đượccung cấp và hấp thu hoàn toàn bởi nguồn kích thích, như vậy có ảnh hưởng đến dòngkích thích và ảnh hưởng đến tổn hao R I 2 (R I 2: điện trở, dòng điện mạch kích

thích), nên dòng kích thích là giới hạn thứ hai trong hoạt động của máy phát.

Với X d  X q  X s, ta có mạch tương đương và giản đồ véctơ được trình bày ở(hình 2.20)

Hình 2.20: Sơ đồ thay thế máy điện đơn giản

và giản đồ véc tơ trạng thái xác lập

Với E  q X ad i f; Xad là điện kháng rotor

) I X ( ad f S F







 E X I sin cos

) I X ( ad f F S F



S

f ad F

X

sin i X cos

I    ;

S

F f

ad F

X

E cos i X sin

X P cos I E P

S

F q f

F S

ad F

F

S

2 F S

F q S

2 F f

F S

ad F

F

X

EcosX

EEX

EcosiEX

XQsin

IE

2 S

2 F

2 q

X

EE