tài liệu máy điện 1

Bài giảng máy điện Back Nội dung Next Bài giảng máy điện Máy điện chiều Chng 1: Tng quan máy điện chiều 1.1 Đại cương máy điện chiều 1.1.1 Nguyên lý làm việc MĐMC 1.1.2 Cấu tạo MĐMC 1.1.3 Các đại lượng định mức MĐMC 1.1.4 Phân loại MĐMC 1.2 Biểu thức sức điện động phần ứng 1.3 Biểu thức mô men điện từ công suất điện từ, 1.4 Phương trình cân điện áp máy phát động điện chiều 1.5 Các đặc tính Máy phát điện chiều 1.6 Mở máy điều chỉnh tốc độ Động điện chiều 1.6.1 Mở máy ĐCĐMC 1.6.2 Điều chỉnh tốc độ ĐCĐMC Back Nội dung Next máy điện chiều 1.1: Nguyên lý làm việc bc I Phần tĩnh: Gồm hệ thèng tõ cã cùc N vµ S A + Phần động: Gồm khung dây abcd (1phần tử dây quấn) n N da F®t Rt U e F®t I b c da e - B S Nguyên lý làm việc chế độ máy phát: Theo định luật cảm ứng điện từ: trị số sức điện động dẫn ab cd đợc xác định: e = B.l.v Trong đó: B trị số cảm ứng từ nơi dây dẫn quét qua l chiều dài dÉn n»m tõ trêng v lµ vËn tèc dài dẫn Back Next máy điện chiều Sức điện động dòng xoay chiều cảm ứng t dẫn đợc chỉnh lu thành sức điện động dòng chiều nhờ hệ thống vành góp chỉi than.Ta cã thĨ biĨu diƠn søc t ®iƯn ®éng dòng điện dẫn mạch nh hình vẽ: N Khi mạch có tải ta cã: U = E - IR n F, M®t Trong đó: E sức điện động máy phát IR sụt áp khung dây abcd U điện áp đầu cực S Khi vòng dây chịu lực tác dụng gọi lực từ: Fđt = B.I.l Tơng ứng ta có mô men điện từ: Mđt = Fđt.D/2.= B.I.l.D/2 Từ hình vẽ ta thấy chế độ máy phát Mđt ngợc với chiều quay phần động nên đợc gọi M hãm Back Next máy điện chiều Nguyên lý làm việc chế độ động cơ: N F, Mđt chế độ động Mđt chiều với chiều quay phần động gọi mômen quay Nếu điện áp đặt vào động U ta có: U = E + IR n S Nh vËy: ë chÕ độ động U > E chế độ máy phát U < E Back Next Phần I: máy điện chiều 1.2: Cấu tạo máy điện chiều Phần tĩnh (Stato): a) Cực từ chính: (Là phận để sinh từ thông kÝch thÝch) D©y qn cùc tõ chÝnh Cùc tõ phơ D©y qn cùc tõ phơ Cùc tõ chÝnh b) Cùc từ phụ: Đặt cực từ chính, dùng để cải thiện đổi chiều c) Gông từ (vỏ máy): d) Các phận khác: Nắp máy: Bảo vệ an toàn cho ngời thiết bị Cơ cấu chổi than: Đa dòng điện từ phần quay mạch Back Next máy điện chiều Back Next phần cảm động điện chiều Cực từ vỏ Bu lông Cuộn dây phần cảm động điện chiều vỏ cực từ cuộn dây Bu lông máy điện chiều Phần ứng (Rôto): Rãnh a) Lõi sắt phần ứng: Dùng để dẫn từ +) Với máy công suất vừa lớn ngời ta dập lỗ thông gió dọc trục +) Với máy điện công suất lớn xẻ rãnh thông gió ngang trục Lỗ thông gió dọc trục b) Dây quấn phần ứng: Là phần sinh sức Lõi sắt điện động có dòng điện chạy qua +) Dây quấn thờng làm đồng có bọc Nêm cách điện Để tránh quay dây quấn bị văng miệng rãnh thờng đợc nêm chặt Cách tre, gỗ phíp đầu dây quấn thờng đđiện ợc đai chặt rãnh +) Với MĐ công suất nhỏ dây quấn có Dây tiết diện tròn, máy có công suất vừa quấn lớn dây quấn có tiết diện hình ch÷ nhËt Back Next Rơto MFĐ nhà máy thuỷ điện ĐAMI Stato MFĐ nhà máy thuỷ điện ĐAMI Hàm Thuận 4.1.3 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC CỦA MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ Các đại lượng định mức máy điện đồng biểu thị cho chế độ làm việc định mức máy Các đại lượng tính tốn theo điều kiện phát nóng làm việc lâu dài mà máy không bị hư hỏng Các đại lượng định mức ghi nhãn máy, bao gồm: Công suất định mức (đơn vị kW hay kVA) Điện áp định mức (V, kV) Nếu máy pha điện áp dây Dòng điện stato dòng điện rơto định mức (A) Tốc độ quay định mức (vg/ph) Tần số định mức (Hz) Hệ số cơng suất cosφ Ngồi nhãn máy ghi: kiểu máy, số pha, kiểu nối dây pha phần tĩnh, cấp cách điện dây quấn stato rôto, nhà máy chế tạo, năm sản xuất… 4.2 MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ LÀM VIỆC SONG SONG Trong nhà máy điện thường đặt nhiều máy điện đồng nói chung nhà máy điện làm việc hệ thống điện lực Việc nối máy phát điện làm việc chung hệ thống điện lực cần thiết có ưu điểm: - Đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, - Sử dụng hợp lý nguồn lượng mùa mưa lũ cho nhà máy thuỷ điện làm việc với công suất lớn để giảm công suất trạm nhiệt điện, tiết kiệm than, dầu thời gian … - Do đảm bảo tính liên tục cung cấp điện nên giảm vốn đầu tư khơng phải đặt máy dự phòng 4.2.1 Điều kiện ghép song song máy phát điện với hệ thống • • • • Khi ghép máy phát điện làm việc song song với hệ thống điện lực với máy phát điện khác phải đảm bảo điều kiện sau: Điện áp máy phát UF phải điện áp lưới UL Tần số máy phát fF phải tần số lưới fL Thứ tự pha máy phát phải giống thứ tự pha lưới Điện áp máy phát lưới phải trùng pha Khi ghép song song, việc điều chỉnh điện áp máy phát UF thực cách thay đổi dòng kích từ máy, tần số fF máy điều chỉnh cách thay đổi mômen quay (tốc độ) động sơ cấp kéo máy phát Sự trùng pha điện áp máy phát điện áp lưới kiểm tra đèn, vonmét không dụng cụ đồng Thứ tự pha máy phát kiểm tra dụng cụ kiểm tra thứ tự pha thường kiểm tra lần sau lắp đặt máy hoà đồng với lưới lần Ghép song song máy phát vào lưới theo điều kiện gọi hồ đồng xác 4.2.2 Các phương pháp hòa đồng xác - Dùng hoà đồng kiểu ánh sáng đèn Dùng hoà đồng kiểu điện từ Hoà đồng bộ hoà đồng kiểu ánh sáng đèn Bộ hồ dùng cho máy phát điện có cơng suất nhỏ Có hai kiểu nối đèn hồ: kiểu nối “tối” (hình 13-6a) kiểu ánh sáng đèn “quay” (hình 13-6b) A B C A B C 1 D1 Đến F1 D2 D2 V F2 F1 F2 - - - it2 it1 it2 + + a) + b) ▪ Hoà đồng bộ hoà kiểu ánh sáng đèn nối theo kiểu nối tối Trong sơ đồ hình 13-6a, F1 máy phát điện làm việc, F2 máy phát điện cần ghép song song với máy phát F1 Bộ hồ kiểu ánh sáng đèn hình thành ba đèn 1, Các đèn hoà nối hai đầu tương ứng cầu dao D2 Trong q trình hồ, phải điều chỉnh đồng thời điện áp UF tần số fF máy phát F2 Điện áp máy phát UF kiểm tra theo điều kiện UF = UL vôn mét V có cầu dao đổi nối Tần số thứ tự pha kiểm tra đồng với ba đèn 1, A B C D1 D2 V F2 F1 - - it2 it1 + + a) Hình 13-6 Sơ đồ hồ đồng MFĐ dùng hồ nối theo kiểu nối “tối” • Điện áp đặt vào ba đèn hiệu số điện áp pha tương ứng máy phát lưới (hình 13-7a) • Hai hình điện áp máy phát lưới quay với tốc độ ωF = 2πfF ωL = 2πfL • Khi tần số fF ≠ fL điện áp đặt vào đèn UF - UL có tần số fF - fL • Nếu thứ tự pha máy phát lưới giống điện áp đặt vào ba đèn giống thay đổi phạm vi ≤ ΔU ≤ 2UF, ba đèn tối sáng với tần số fF - fL • Điều chỉnh tần số fF máy phát F2 cho chu kỳ sáng tối ÷ giây, chờ lúc đèn tắt hẳn (là lúc điện áp máy phát lưới trùng pha nhau) đóng cầu dao hồ D2, việc ghép song song máy phát với lưới hoàn thành U U AL  U AF L F U BF U U CL U U BL U CF b) Hình 13-7 Đồ thị véc tơ điện áp nối theo kiểu nối “tối” ▪ Hoà đồng bộ hoà nối theo kiểu ánh sáng đèn “quay” Khi hoà đồng theo kiểu ánh sáng đèn “quay” (hình 13-6b) hai ba đèn phải nối vào đầu không tương ứng cầu dao D2, ví dụ đèn đèn Nếu thứ tự pha giống tần số fF ≠ fL, đèn 1, 2, thay sáng, tối tạo thành ánh sáng đèn “quay” Sở dĩ điện áp đặt vào đèn không nhau, chúng thay đổi phạm vi ≤ ΔU ≤ 2UF hình 13-7b A B C Đến F1 D2 F2 - it2 b) + Hình 13-6b Hồ đồng MFĐ dùng hồ kiểu ánh sáng đèn “quay” • Khi fF > fL, ánh sáng quay theo chiều fF < fL ánh sáng quay theo chiều ngược lại • Điều chỉnh cho fF = fL tốc độ ánh sáng quay thật chậm (fF ≈ fL), chờ đến đèn không nối chéo (đèn 1) tắt hẳn, đèn nối chéo (2 3) sáng (đó lúc điện áp máy phát lưới trùng pha nhau) đóng cầu dao hồ D2 • Chú ý: Khi hồ dùng hồ kiểu ánh sáng đèn, nối theo sơ đồ nối “tối” mà nhận kết ánh sáng đèn “quay” nối theo sơ đồ ánh sáng đèn “quay” mà kết nhận đèn sáng tối thứ tự pha máy phát khác thứ tự pha lưới Trong trường hợp cần tráo hai ba pha máy phát điện nối với cầu dao D2 U U AL  U AF L F U BF U CL U U U CF U BL b) Hình 13-7 Đồ thị véc tơ điện áp nối theo kiểu ánh sáng đèn “quay” Hoà đồng bộ đồng kiểu điện từ Ở nhà máy điện có đặt máy phát có cơng suất lớn, để kiểm tra điều kiện ghép song song máy phát điện vào lưới người ta dùng đồng kiểu điện từ, gọi cột đồng Cột đồng gồm ba dụng cụ đo sau: vôn mét có hai kim, kim UF kim UL, tần số kế có hai kim để đồng thời tần số máy phát fF tần số lưới fL đồng kế làm việc theo nguyên lý từ trường quay có kim quay với tần số fF - fL Tốc độ quay kim đồng kế phụ thuộc vào trị số fF - fL, chiều quay kim thuận hay ngược chiều kim đồng hồ tuỳ thuộc vào fF > fL hay fF < fL Trong q trình hồ, điều chỉnh cho fF = fL kim quay thật chậm (fF ≈ fL), thời điểm đóng cầu dao hồ lúc kim đồng kế trùng với vạch thẳng đứng hướng lên Việc hồ đồng xác máy phát điện đòi hỏi nhân viên vận hành phải thao tác thật thành thục tập trung ý cao độ để tránh thao tác nhầm, lưới có cố Để giảm nhẹ cơng việc cho nhân viên thao tác tránh nhầm lẫn xảy cố, ta dùng hoà đồng tự động: Tự động điều chỉnh UF fF máy phát tự động đóng cầu dao điều kiện hoà đảm bảo Vì lưới có cố, UL fL ln thay đổi nên q trình hồ tự động thường kéo dài đến 10 phút Phương pháp hoà tự đồng Ghép song song máy phát với lưới điện theo phương pháp tự đồng tiến hành sau: Quay máy phát khơng kích thích (UF = 0) với dây quấn kích thích nối tắt qua điện trở diệt từ đến tốc độ xấp xỉ tốc độ đồng (sai khác khoảng 2%), không cần kiểm tra tần số, trị số góc pha điện áp, đóng cầu dao ghép máy phát vào lưới điện Sau đóng kích thích cho máy phát điện, tác dụng mômen đồng bộ, máy phát lôi vào đồng (fF = fL), việc ghép máy phát vào làm việc song song với lưới hoàn thành U* I* it* U* I* U* = it* 40 60 120 160 t Hình 24-3 Sự thay đổi U, I, it máy phát 100000 kW hoà tự đồng vào lưới điện Chú ý: Việc đóng cầu dao nối máy phát chưa kích thích với lưới có UL tương đương với trường hợp ngắn mạch lưới Tuy nhiên, lưới có tổng trở phần tử (như máy biến áp tăng áp, đường dây …) tổng trở thân máy phát điện nên dòng điện xung chạy máy phát điện khơng vượt q ba bốn lần dòng điện định mức • Vì dây quấn kích thích nối tắt qua điện trở diệt từ nên dòng điện xung q độ giảm nhanh (hình 24-3) • Phương pháp hoà tự đồng phép sử dụng trường hợp Ixg < 3,5 Iđm ... máy điện Máy điện chiều Chng 1: Tổng quan máy điện chiều 1. 1 Đại cương máy điện chiều 1. 1 .1 Nguyên lý làm việc MĐMC 1. 1.2 Cấu tạo MĐMC 1. 1.3 Các đại lượng định mức MĐMC 1. 1.4 Phân loại MĐMC 1. 2... Biểu thức sức điện động phần ứng 1. 3 Biểu thức mô men điện từ công suất điện từ, 1. 4 Phương trình cân điện áp máy phát động điện chiều 1. 5 Các đặc tính Máy phát điện chiều 1. 6 Mở máy điều chỉnh... phát điện chiều 1. 6 Mở máy điều chỉnh tốc độ Động điện chiều 1. 6 .1 Mở máy ĐCĐMC 1. 6.2 Điều chỉnh tốc độ ĐCĐMC Back Nội dung Next máy điện chiều 1. 1: Nguyên lý làm việc bc I Phần tĩnh: Gồm hƯ thèng