Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện

cơ DC (M) Hệ thống máy phát gồm: + Máy phát xoay chiều 3 pha (G3~) + Máy phát DC (G) Lưới điện. Các thiết bị dụng cụ đo tương ứng với hệ thống động cơ, máy phát và lưới điện. Hệ thống đèn báocơ DC (M) Hệ thống máy phát gồm: + Máy phát xoay chiều 3 pha (G3~) + Máy phát DC (G) Lưới điện. Các thiết bị dụng cụ đo tương ứng với hệ thống động cơ, máy phát và lưới điện. Hệ thống đèn báo

1 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện BÀI 1: TÌM HIỂU TỔNG QT VỀ MƠ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN I GIỚI THIỆU CHUNG: Trong sơ đồ hệ thống điện gồm có: - Hệ thống động gồm: + Động xoay chiều pha (M3~) + Động DC (M) - Hệ thống máy phát gồm: + Máy phát xoay chiều pha (G3~) + Máy phát DC (G) - Lưới điện - Các thiết bị dụng cụ đo tương ứng với hệ thống động cơ, máy phát lưới điện - Hệ thống đèn báo nút điều chỉnh II NỘI DUNG BÁO CÁO: Câu 1: Vẽ sơ đồ bảng điều khiển đứng bàn điều khiển 1/ Sơ đồ bàn điều khiển (hình vẽ ) 2/ Sơ đồ bảng điều khiển đứng (hình vẽ ) - Câu 2: Cách vận hành mơ hình nhà máy điện: Cấp điện cho động xoay chiều pha (M3~) Động hoạt động làm quay trục máy phát DC (G) Máy phát DC hoạt động sinh dòng điện DC cấp cho động DC (M) Lúc này, động DC hoạt động kéo theo máy phát pha (G3~) hoạt động Sử dụng nút nhấn để điều chỉnh tốc độ động chiều, dòng kích từ động để thay đổi điện áp tần số hòa lưới Câu 3: Lý sử dụng động DC để quay máy phát pha: Động DC thay đổi tốc độ dễ dàng dải điều chỉnh rộng thông qua điều khiển kích từ nó, làm thay đổi tốc độ máy phát, thay đổi tần số hòa đồng máy phát vào hệ thống điện (máy phát động DC đồng trục) Còn động khơng đồng xoay chiều AC đơn giản rẻ tiền khó điều chỉnh tốc độ có tốc độ ln bé tốc độ đồng nên không sử dụng để quay máy phát pha Chính lý người ta sử dụng động DC khơng sử dụng động pha Đậu Hùng Cường 41100446 Page 11 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Câu 4: Có cần thay phương pháp dùng động DC hay hok? Khơng cần thay mơ hình dùng động sơ cấp khơng thể điều chỉnh tốc độ máy phát khơng thực hòa đồng máy phát AC vào lưới Còn dùng chỉnh lưu muốn điều chỉnh tốc độ phải dùng thiết bị điều khiển cơng suất phức tạp, khó thực với mơ hình nhỏ phòng thí nghiệm Động DC sử dụng dễ dàng cho việc thí nghiệm Câu 5: Trình tự thao tác điều khiển tổ hợp máy cắt dao cách ly: Q1 Q15 Q0 Q2 Q1,Q2:Dao cách ly Q0: Máy cắt Q15,Q25: Dao nối đất Q25 Thứ tự thao tác đóng đường dây: - Đóng dao cách ly Q1,Q2 - Đóng máy cắt Q0 Thứ tự thao tác ngắt đường dây: - Cắt máy cắt Q0 - Cắt dao cách ly Q1,Q2 Thứ tự thao tác sửa chữa máy cắt: - Cắt máy cắt Q0 - Cắt dao cách ly Q1,Q2 - Đóng dao tiếp đất Q15,Q25 - Lấy máy cắt khỏi mạch để sửa chữa Đậu Hùng Cường 41100446 Page 22 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Đậu Hùng Cường 41100446 Page 33 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Đậu Hùng Cường 41100446 Page 44 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện BÀI 3: KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CƠ ĐIỆN PHA I Nội dung thực tập: -Tìm hiểu : động AC pha , máy phát DC -Tìm hiểu mạch khởi động động AC pha II Nội dung báo cáo: Câu 1: U Iđm P Nđm cosϕ f Thông số động không đồng pha: = 220/380 V = 77/44 A = 22 KW = 1450 v/ph = 0,86 = 50 Hz Câu 2: Thông số máy phát DC: Uđđmđ = 220 V Iđm = 86,5 A P = 19 KW nđmđ = 1445 vòng/phút Ikt = 1,86 A Ukt = 167 V Câu 3: Mạch động lực mạch điều khiển MẠCH ĐỘNG LỰC Đậu Hùng Cường 41100446 MẠCH ĐIỀU KHIỂN Page 55 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Giải thích: Khi ấn nút start để khởi động động cơ:  Cuộn dây (M) có điện đóng tiếp điểm contactor (M) cung cấp điện cho động khởi động với dòng điện khởi động ban đầu nhỏ nhờ điện trở Rmml, Rmm2 mắc nối tiếp với cuộn dây quấn rotor  Cuộn dây M có điện kích hoạt relay thời gian (RT1) làm việc, sau khoảng thời gian ∆t1 relay RT1 đóng tiếp điểm (RT1) cuộn dây M2 có điện đóng tiếp điểm contactor M2 lọai điện trở phụ R mm2 khỏi mạch khỏi động  Cuộn dây M2 có điện kích hoạt relay thời gian (RT2) làm việc, sau khỏang thời gian ∆t2 relay RT2 đóng tiếp điểm (RT2) cụơn dây M1 có điện đóng tiếp điểm contactor M1 lọai điện trở phụ R mm1 khỏi mạch khởi động  Động họat động chế độ bình thường nhiệm vụ dùng để kéo máy phát điện chiều Câu 5: Vẽ đặc tuyến moment – tốc độ động AC rotor dây quấn: n M Mmax Đậu Hùng Cường 41100446 Page 66 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Bài 4: KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC I II Mục đích: Tìm hiểu động DC, máy phát AC pha Tìm hiểu mạch khởi động động DC Báo cáo Câu 1: Thông số động chiều DC: Uđm = 220 V Iđm = 78 A nđm = 1500 v/p Ikt = 1.85 A Ukt = 220 V Câu 2: Thông số máy phát AC Uđm = 220/380 V Iđm = 23 A S = 15 KVA nđm = 1500 v/p cos ϕ = 0,8 f = 50 Hz Câu 3: Vẽ giải thích mạch khởi động động chiều DC (mạch động lực mạch điều khiển) Đậu Hùng Cường 41100446 Page 77 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện MẠCH ĐIỀU KHIỂN - Giải thích mạch: Khi tốc độ n = 0, U = Uđm muốn n tăng lên phải thỏa mãn điều kiện: Mmm > Mcản tải - Imở < Icp Khi đóng điện trực tiếp cho động DC tương tương ngắn mạch điện trở phần ứng Rư nhỏ dòng khởi động lớn gây phát nhiệt lớn làm hư hỏng máy, nên để hạn chế dòng khởi động người ta dùng điện trở R1 R2 Khi ấn nút START để khởi động động cơ:  Cuộn dây M có điện đóng tiếp điểm Contactor M, cung cấp điện cho động khởi động với dòng điện ban đầu nhỏ nhờ điện trở khởi động  Cuộn dây M có điện kích hoạt relay thời gian RT1 làm việc, sau khoảng thời gian ∆t1 relay RT1 đóng tiếp điểm RT1 cuộn dây M2 có điện đóng tiếp điểm Contactor M2 loại tách điện trở phụ R2 khỏi mạch khởi động  Cuộn dây M2 có điện kích hoạt relay thời gian RT2 làm việc, sau khoản thời gian ∆t2 relay RT2 đóng tiếp điểm RT2 cuộn dây Đậu Hùng Cường 41100446 Page 88 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện  M1 có điện đóng tiếp điểm Contactor M1 loại tách điện trở phụ R1 khỏi mạch khởi động Động hoạt động chế độ bình thường nhiệm vụ dùng để kéo máy phát điện đồng pha xoay chiều Câu 4: Vẽ đặc tuyến moment- tốc độ khởi động động M n MC Đậu Hùng Cường 41100446 t Page 99 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện 10 Bài 5: RELAY DÒNG ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ I Mục đích: - Nhằm giúp cho sinh viên có khái niệm rơle dòng điện biết cách đấu dây rơ le dòng điện vào sơ đồ hệ thống điện - Biết cách chỉnh định thông số loại rơ le dòng điện kỹ thuật số - Làm quen biết cách sử dụng thiết bị kiểm tra rơle PTE – 100 – C II Thiết bị thí nghiệm: - Relay MK2000 hãng Mikro modul TN.BVRL-01 - Thiết bị kiểm tra rơ le PTE – 100 – C Giới thiệu MK2000: Relay MK 2000 lọai relay kỹ thuật số có chức bảo vệ tải, bảo vệ ngắn mạch nhiều pha bảo vệ chống chạm đất MK 2000 có phần tử chống q dòng độc lập (cho pha) phần tử chống chạm đất vơ hướng; có tiếp điểm output để link với tín hiệu (signal) phát hiện, tín hiệu cắt phần tử dòng chạm đất cấp II, III Các phần tử chống dòng chống chạm đất MK 2000 chon lựa đặc tuyến bảo vệ phụ thuộc thời gian – dòng điện cách độc lập Trong Mk 2000, nhà sản xuất thiết lập dạng đặc tuyến IDMT với phương trình sau : kβ ( I / I >) α − t= Trong : t : thời gian tác động k : hệ số nhân I : dòng điện mà relay đo I> : dòng khởi động cấp III Dạng đặc tuyến Normal Inverse Very Inverse Extremely Inverse Long – time Inverse Đậu Hùng Cường 41100446 Anpha 0.02 1.0 2.0 1.0 Beta 0.14 13.5 80.0 120.0 Page 10 10 11 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Thứ tự thơng Thơng số hay chế độ tương ứng số hay chế độ Kích họat (on) ngõ ngõ Relay Chọn lựa cho phép (ennable) hay không cho phép chức khóa phần tử bảo vệ; Chọn lựa khả vơ hiệu hóa phần tử bảo vệ cấp II Chọn lựa tín hiệu Relay liên kết tới ngõ TS1 (chân 19-20) TS1 đ ược mặc định ngõ Start Chọn lựa tín hiệu Relay liên kết tới ngõ TS2 (chân 16-17-18) TS2 mặc định ngõ Trip Chọn lựa tín hiệu Relay liên kết tới ngõ SS1 (chân 30-31) SS1 mặc định ngõ Start Chọn lựa tín hiệu Relay liên kết tới ngõ SS2(chân 32-33) SS3 (chân 28-29) Chọn lựa độ dốc đường cong IDMT cho phần tử bảo vệ cấp III (chọn α, β) - III Nội dung báo cáo Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn: (Mode 7: 00) k=0.1 Vị trí núm vặn Dòng pha A quan sát relay(A) Thời gian tác động (s) - 125 1.98 150 2.05 175 2.6 200 3.1 0.973 0.752 0.744 0.603 0.535 k = 0.3 Vị trí núm vặn Dòng pha A quan sát relay(A) Thời gian tác động (s) - 100 1.39 100 1.31 125 1.78 150 2.29 175 2.67 200 2.95 3.913 2.556 1.933 1.693 1.545 100 1.35 125 1.9 150 2.38 175 2.85 200 3.31 k = 0.5 Vị trí núm vặn Dòng pha A quan sát relay(A) Đậu Hùng Cường 41100446 Page 11 11 12 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Thời gian tác động (s) - 3.805 3.084 2.653 2.374 k = 0.7 Vị trí núm vặn Dòng pha A quan sát relay(A) Thời gian tác động (s) 6.266 100 1.56 125 2.01 150 2.44 175 2.87 200 3.32 7.085 4.963 4.135 3.644 3.283 Đặc tuyến IDMT 02: (Mode 7: 02) - k=0.1 Vị trí núm vặn Dòng pha A quan sát relay(A) Thời gian tác động (s) - 150 2.61 175 3.01 200 3.41 1.043 0.735 0.584 0.495 0.416 100 1.77 125 2.1 150 2.14 175 2.37 200 3.01 3.025 2.205 1.924 1.595 1.276 100 1.3 125 1.52 150 1.9 175 2.32 200 2.9 9.664 7.096 4.265 3.245 2.445 k=0.5 Vị trí núm vặn Dòng pha A quan sát relay(A) Thời gian tác động (s) - 125 2.2 k=0.3 Vị trí núm vặn Dòng pha A quan sát relay(A) Thời gian tác động (s) - 100 1.77 k=0.7 Đậu Hùng Cường 41100446 Page 12 12 13 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Vị trí núm vặn Dòng pha A quan sát relay(A) Thời gian tác động (s) 100 1.2 125 1.42 150 1.96 175 2.52 200 2.93 12.33 10.71 5.753 4.214 3.396 Nhận xét kết thí nghiệm: Hệ số k lớn thời gian tác động Relay lâu Đồ thị đặc tuyến không lý thuyết sai số thiết bị thông số đặt không phù hợp với đặc tuyến Relay Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn có thời gian tac động nhỏ so với đặc tuyến IDMT dốc BÀI 6: VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT PHA I NỘI DUNG THỰC TẬP: Trong ta thực tập vận hành khảo sát chế độ họat động máy phát điện đồng xoay chiều pha, gồm bước sau:  Thao tác thiết bị để đưa hệ thống vào vận hành độc lập, sau hòa đồng hệ thống vào lưới điện  Điều chỉnh nút điều khiển để khảo sát chế độ: + Chế độ làm việc bình thường + Chế độ làm việc kích từ + Chế độ làm việc khơng có kéo động DC (UMU) + Chế độ làm việc kích từ lực kéo động DC (UMU)  Dừng hệ thống II NỘI DUNG BÁO CÁO: Đậu Hùng Cường 41100446 Page 13 13 14 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Câu : Bảng số liệu : Chế độ Hòa đồng Tăng kích từ động đến P=4 (KW) Thay đổi kích từ MP đến Q = ; Q = -2, Q= KVAr Giảm Q 0, sau ngắt kích từ MP Đóng lại kích từ MP Giảm P 0, sau ngắt động kéo Trong chế độ ngắt động kéo, thay đổi kích từ MP để Q -2;0;2 KVAr - P Q U (kW ) 0.5 4 4 4 0 0 (Kvar ) -2 -3.75 -2 0 -2 (V) 0 0 0 0 0 I Ukt Ikt (A (V) (A) ) 16 8.5 16 20 24 1.4 8.5 28 1.8 18 36 24 1.4 24 1.4 2.5 16 0.9 2.5 22 1.2 26 1.7 Câu 2: Khi chưa hòa đồng náy phát vào hệ thống, điều chỉnh kích từ động chiều làm thay đổi tốc độ động DC, máy phát AC ; điều chỉnh kích từ máy phát điện xoay chiều làm thay đổi điện áp đầu cực máy phát: * Khi máy phát làm việc chế độ độc lập phương trình tốc độ dòng kích từ biểu diễn: n = n0 + αIư I = Iư + Ikt Động DC có kích từ song song nên tăng dòng kích từ I kt Iư giảm, tốc độ động tăng kéo theo tốc độ máy phát tăng theo ngược lại Phương trình điện áp đầu cực máy phát : U = E0 – I.Rư + j(Xư +Xδ) I ; E0 = 4,44.f W Kdq Φ0 Mà Ikt tỷ lệ với Φ0 nên thay đổi dòng kích từ Ikt Φ0 thay đổi, E0 U máy phát thay đổi theo Khi hòa đồng máy phát vào hệ thống, điều chỉnh kích từ động chiều làm thay đổi công suất thực máy phát, điều chỉnh kích từ máy phát xoay chiều làm thay đổi công suất phản kháng hệ thống Đậu Hùng Cường 41100446 Page 14 14 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện 15 * Khi hòa đồng máy phát vào lưới điện , hệ thống có cơng suất vơ lớn Lúc đó: fL = const (hằng số) ; UL = const (hằng số) Khi thay đổi kích từ động DC tức thay đổi Moment điện từ M đt , làm thay đổi khả kéo tải máy phát, thay đổi công suất P Khi thay đổi kích từ máy phát – Ikt thay đổi làm cho đường họach định trước cố định máy phát thay đổi U.E cosθ U L2 Q= − Xd Xd Nên Q máy phát thay đổi theo Câu 3: Các phương pháp kích từ máy phát điện: - Dùng máy phát điện chiều độc lập để kích từ cho máy phát - Dùng hệ thống chỉnh lưu: dùng hệ thống chỉnh lưu điện áp xoay chiều từ nguồn khác Khi dùng hệ thống chỉnh lưu kích từ cho máy phát, dùng hệ thống chổi than góp dễ hư hỏng thiết bị chỉnh lưu Để khắc phục nhược điểm này, người ta dùng lọai thiết bị đặc biệt- hệ thống kích từ quay Hệ thống kích từ nằm trục với máy phát quay tốc độ với máy phát Câu 4: Máy phát có làm việc lâu dài chế độ kích từ khơng: Máy phát làm việc với chế độ hòa đồng khơng phép làm việc chế độ kích từ Nếu thời điểm kích từ, tải ngồi lớn đồng bộ, máy phát nhận công suất phản kháng hệ thống về, dòng cơng suất phản kháng làm từ hóa rotor gây phát nóng máy phát dẫn đến ổn định hệ thống Khi máy phát đồng tốc độ thay đổi người ta gắn thêm điều chỉnh tốc độ - Câu 5: Các điều kiện hòa đồng máy phát vào hệ thống Có điều kiện để hòa đồng vào hệ thống: Biên độ điện áp máy phát điện áp lưới điện phải Tần số máy phát phải tần số lưới điện Máy phát lưới điện có thứ tự pha Pha máy phát pha lưới điện phải trùng pha Điều kiện quan trọng pha điện áp máy phát phải trùng pha với điện áp hệ thóng, góc lệch pha 180 o nối tương đương với mạch máy phát với điện áp UF - U = 2UF; dòng điện xung đóng cầu dao lớn gấp lần dòng điện ngắn mạch thông thường, lực moment điện Đậu Hùng Cường 41100446 Page 15 15 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện 16 từ lớn gấp lần làm phá hỏng dây quấn, kết cấu thép, lõi thép, trục… máy phát điện Đậu Hùng Cường 41100446 Page 16 16 ... 41100446 Page 22 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Đậu Hùng Cường 41100446 Page 33 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Đậu Hùng Cường 41100446 Page 44 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện BÀI 3: KHẢO... Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện 10 Bài 5: RELAY DÒNG ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ I Mục đích: - Nhằm giúp cho sinh viên có khái niệm rơle dòng điện biết cách đấu dây rơ le dòng điện vào sơ đồ hệ thống điện. .. Page 55 Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện Giải thích: Khi ấn nút start để khởi động động cơ:  Cuộn dây (M) có điện đóng tiếp điểm contactor (M) cung cấp điện cho động khởi động với dòng điện khởi