HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC DÙNG TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC DÙNG TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Buôn Kuop – Đắk Lắk By PresenterMedia.com • Nội dung chính Các nội dung chuyên đề Nhiệm vụ chức Hệ thống Điều tốc Nhà máy Thủy điện Sơ đồ nguyên lý chung Hệ thống Điều tốc Quá trình điều chỉnh Tần số Công suất Hệ thống Điều tốc Các bước Thí nghiệm đưa Hệ thống Điều tốc vào làm việc Các hư hỏng thường gặp trình vận hành cách xử lý Mô trình làm việc theo dõi Điện - Thủy lực trình điều chỉnh PID • Nhiệm vụ chức Hệ thống Điều tốc Nhà máy Thủy điện Nhiệm vụ hệ thống điều tốc Nếu điều chỉnh công suất Tuabin phát dẫn đến thay đổi tần số lưới điện giới hạn cho phép Trong vận hành hệ thống điện qui định độ lệch tần số lưới điện ≤ ± 0.2% Tần số phụ thuộc vào số vòng quay Rôto máy phát: f=60n/p Phương trình cho chuyển động rôto máy phát: Mc phụ thuộc chủ yếu vào phụ tải máy phát điện Pmf Còn Mq phụ thuộc chủ yếu vào công suất Tuabin Pt Vậy: Pt=f(Q,H,η) J.dω/dt=Mq -Mc (1) Mq=Pt/ω=η.Q.H/ω (2) Vì điều chỉnh công suất Tuabin thực chất điều chỉnh lưulượng nước vào Tuabin cách thay đổi độ mở cánh hướng Nhiệm vụ hệ thống điều tốc phải cảm nhận thay đổi để đảm bảo mang lại cân cần thiết hệ thống • Chức Hệ thống điều tốc Tự động khởi động tổ máy đưa tổ máy đến tần số quay định mức Ổn định tần số quay hoạt động không tải có tải riêng, song song với tổ máy khác Đáp ứng công suất hữu công theo yêu cầu Hoạt động tổ máy chế độ bù đồng bộ Giới hạn công suất hữu công máy phát Điều khiển từ máy tính trung tâm chế độ: chế độ nhóm, chế độ bù đồng bộ, chế độ công suất, dừng máy chế độ bình thường, cố Tạo tín hiệu thông tin cảnh báo hoạt độngcủa bộ điều chỉnh chỗ, gửi lên máy tính điều khiển trung tâm • Sơ đồ nguyên lý chung Hệ thống Điều tốc • Sơ đồ khối Hệ thống Điều tốc • CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH Bộ đo tốc độ Có thể lấy nhiều cách • Từ máy phát tốc • Từ cảm biến bánh Công thức tính: Hz= Cảm biến tín hiệu ngược • Thường được lắp đặp Servomotor • Dùng để xác định vị trí cánh hướng • CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH Van trượt điều khiển Van tỷ lệ • Có khả điều chỉnh vô cấp • Điều khiển trượt nhờ nam châm điện đối xứng • Có bộ cảm biến đảm bảo điều khiển trượt chính xác Van Servo • Có khả điều chỉnh vô cấp, độ nhạy cao • Điều khiển bằng nam châm điện kết hợp hệ thống bơm dầu kết cấu đối xứng • Bộ khuếch đại đầu cuối • Tín hiệu đầu vào đó tín hiệu điện - 20 mA Ở trạng thái bình thường, cường độ dòng điện 12 mA Khi có sai lệch đèn cân bằng sáng + hoặc - • Đại lượng mở thực tế chỉ thị cửa sổ hình • Khi tiến hành cài đặt có cố bộ khuếch đại có thể làm việc chế độ bằng tay bằng nút điều chỉnh • Bộ điều khiển PLC Bộ PLC của Beckhof • Quá trình điều chỉnh Tần số Công suất Hệ thống Điều tốc Sơ lược về trình điều chỉnh tần số Tần số F - Tần số điện áp hai tiêu quan trọng chất lượng điện năng; - Khác với điện áp, tần số tại điểm hệ thống đều việc điều chỉnh tần số có thể thực tại nhà máy điện; - Một đặc trưng bật đặt biệt tuabin độ ổn định tốc độ Nó định nghĩa phần trăm thay đổi tần số cho phần trăm thay đổi công suất đầu tuabin; Tần số F Tần số F • Speed Droop – Đặc tuyến Speed droop gọi đặc tuyến bộ điều tốc, nêu lên mối quan hệ công suất ra, tốc độ đặt tốc độ thực tế Tính theo công thức: 100% - Ví dụ tổ máy với giá trị đặt Bp=5% phản ứng lại với 40% tăng công suất cho việc thay đổi tần số từ 50 xuống 49 Hz Bp lớn, máy ổn định về công suất, lại đáp ứng theo lưới Bp nhỏ, đáp úng tốt cho lưới, máy bớt ổn định Khi Bp = 0, ta có đặt tính định vị tần số Luôn giữ tần số cố định ứng với mức công suất phát, nên dùng cho tổ máy làm việc lưới độc lập Với lưới điện, nối ta phải chỉnh cho Bp ≠ • Điều chỉnh PowerPoint 2007 Enhanced Version Điều chỉnh sơ cấp trình tăng lượng nước vào turbine tần số giảm Kết thúc trình điều chỉnh sơ cấp, tần số máy phát nhỏ tần số quy định, lượng công suất phát lên không bù hoàn toàn độ gia tăng công suất phụ tải Điều chỉnh thứ cấp trình điều chỉnh thứ cấp trình đặt lại công suất tổ máy Như vậy, việc điều chỉnh sơ cấp thứ cấp, công suất phát tổ máy tăng lên để đáp ứng phụ tải giữ tần số ban đầu Điều chỉnh sơ cấp thực tất nhà máy điện, điều khiển thứ cấp có một số nhà máy Điều khiển thứ cấp thực tay hay tự động • Quy luật điều chỉnh tần số a Đáp ứng điều chỉnh PID trình khởi động b Điều chỉnh tần số thực tổ máy chạy chế độ không tải làm việc chế độ tần số Trong trình điều chỉnh công suất PID cắt Qui luật điều chỉnh tần số Các bước Thí nghiệm đưa Hệ thống Điều tốc vào làm việc Điều kiện cần thiết để thí nghiệm Hệ thống Điều tốc Hệ thống đầu áp lực hoàn tất cho phép đưa vào hoạt động Thử nghiệm Tổ máy chế độ buồng xoắn khô: - Kiểm tra hệ thống nguồn cấp điện; - Kiểm tra cấu điều khiển Thuỷ lực; - Chỉnh định thử nghiệm hệ thống giám sát điện thủy lực; - Chỉnh định kiểm tra ngưỡng tác động Tín hiệu tốc độ độ mở; - Thực mô chế độ làm việc Tổ máy Đây công việc thí nghiệm quan trọng quyết định cho việc đưa Hệ thống điều tốc vào làm việc 2 Thử nghiệm Tổ máy buồng xoắn khô có nước: - Kiểm tra hoạt động bộ điều tốc khởi động tay chế độ không tải: + Kiểm tra hiệu chỉnh lại logic phần mềm; + Kiểm tra hiệu chỉnh làm việc bộ giới hạn độ mở; - Kiểm tra hoạt động bộ điều tốc khởi động tự động chế độ không tải: + Kiểm tra thông số chương trình; +Kiểm tra phản ứng mạch vòng điều chỉnh PID + Kiểm tra hiệu chỉnh làm việc bộ giới hạn độ mở; - Thử nghiệm làm việc nối lưới: +Kiểm tra hoạt động bộ điều tốc chế độ «Power» ; +Kiểm tra hoạt động bộ điều tốc chế độ «Group»; +Kiểm tra hoạt động bộ điều chỉnh chế độ «S.C.»; - Kiểm tra hoạt động bộ điều tốc chế độ sa thải phụ tải Đây bước thí nghiệm cuối cùng để quyết định đưa hệ thống điều tốc vào làm việc lần đầu tiên hay sau đai tu Các hư hỏng thường gặp quá trình vận hành cách xử lý • Không xuất hiện tín hiệu “ Ready for start”: - Cơ cấu Khởi động-Dừng (SSU) bị kẹt; - Áp lực dầu tủ điều tốc giảm thấp; - Không có hư hỏng bộ điều chỉnh; - Chốt cánh hướng không bị đứt; - Chưa tháo chốt vành điều chỉnh hoặc không có tín hiệu báo chốt vành điều chỉnh vị trí tự do; - Không có lệnh dừng • Mất tín hiệu phản hồi công suất: - Kiểm tra Rơle báo tín hiệu phản hồi công suất đầu ra; - Kiểm tra tín hiệu công suất phản hồi đầu vào Tủ điều tốc; - Kiểm tra các modul đầu vào bên tủ • Có lệnh khởi động đến tủ điều tốc tổ máy không hoạt động: - Kiểm tra có lệnh đến cấu SSU hay chưa; - Kiểm tra lệnh mở cánh hướng đưa đến bộ theo dõi Điện - Thuỷ lực hay chưa - Kiểm tra logic làm việc bên chương trình • Có lệnh khởi động cánh hướng mở > 50%: - Có lỗi bên bộ vi xử lý; - Kiểm tra lại logic làm việc bên chương trình • Tốc độ đạt đến tốc độ kích từ không có lệnh đầu hoặc tốc độ đạt đến tốc độ phanh không có lệnh đầu - Kiểm tra các cảm biến tốc độ làm việc tốt; - Kiểm tra lại các ngưỡng đặt tốc độ của rơle đầu ra; - Kiểm tra các đầu của Bộ vi xử lý Mô trình làm việc theo dõi Điện - Thủy lực trình điều chỉnh PID Sơ đồ hàm truyền Bộ theo dõi Điện - Thủy lực Sơ đồ mô Matlab Mô trình điều chỉnh PID - Bộ điều chỉnh PID kết hợp hành động điều khiển: tỉ lệ (Proportional), tích phân (Integral) vi phân (Derivative) +Bộ điều chỉnh tỉ lệ (P) bộ điều chỉnh mà thay đổi đại lượng đầu tác động lên đối tượng điều chỉnh tỉ lệ với thay đổi đại lượng đầu vào +Bộ điều chỉnh tích phân (I) bộ điều chỉnh mà thay đổi đại lượng đầu tác động lên đối tượng điều chỉnh, tỉ lệ thuận với thay đổi đại lượng đầu vào tích phân theo thời gian thay đổi đại lượng đầu vào Điều khiển I có khả đưa dao động trở về vị trí ban đầu khả phản ứng chậm với sai lệch lớn Nó thường kết với hành động điều khiển khác + Điều khiển D cung cấp một phép lấy vi phân mà đầu quan hệ trực tiếp tới tốc độ thay đổi đầu vào Hằng số vi phân biểu diễn với đơn vị Seconds định nghĩa đầu điều khiển vi phân Nó thường kết với hành động điều khiển khác Vậy bộ điều chỉnh PID thay đổi đại lượng đầu tác động lên đối tượng điều chỉnh tỉ lệ với thay đổi đại lượng đầu vào, tốc độ thay đổi tích phân theo thời gian thay đổi đại lượng đầu vào