05 hệ thống kích từ

Chương I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ I. Giới thiệu chung 1. Nhiệm vụ của hệ thống kích từ Chạy không tải. Hoà vào hệ thống điện bằng phương pháp hoà đồng bộ chính xác. Làm việc trong hệ thống điện có phụ tải nằm trong các giới hạn của biểu đồ phân bố công suất và quá tải cho phép của máy phát điện. Kích thích cường hành với bội số quy định về dòng điện và điện áp khi có sự cố trên hệ thống điện làm giảm điện áp trên thanh cái của Nhà máy. Giảm kích thích máy phát khi có sự cố trên hệ thống điện làm tăng điện áp trên thanh cái của Nhà máy. Dập từ máy phát trong trường hợp dừng bình thường và dừng sự cố tổ máy. 2. Chức năng các bộ phận chính của hệ thống kích từ 2.1. Máy biến áp kích từ 1 pha Máy biến áp kích từ có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ 11kV xuống 0.4kV để cung cấp nguồn lực cho hệ thống kích từ trong chế độ tự kích, nối lưới cũng như trong quá trình làm việc bình thường của tổ máy. 2.2. Các cầu chỉnh lưu trong hệ thống kích từ 2.2.1 Cầu chỉnh lưu 1 pha: Cầu chỉnh lưu 1 pha 4 diot trong THYNE có nhiệm vụ biến đổi điện áp AC 3 pha sau 03 MBA 1 pha thành điện áp DC cấp cho phần cảm máy phát kích từ để tạo ra điện áp xoay chiều 3 pha trên phần ứng máy phát kích từ. 2.2.2 Cầu chỉnh lưu 3 pha Cầu chỉnh lưu 3 pha 06 diode. Nhiệm vụ của hệ thống cầu chỉnh lưu là biến đổi điện áp AC được tạo ra bởi máy phát phụ thành điện áp DC cấp vào cuộn dây rotor máy phát chính. 2.3. Màn hình điều khiển (Touch Panel) Màn hình điều khiển cảm ứng Touch Panel cho phép giám sát và điều khiển trực tiếp trên màn hình. Bằng việc sử dụng các phím hoặc chạm vào màn hình cảm ứng để thao tác. Bao gồm các chế độ vận hành, đường đặc tính vận hành, các giá trị dòng kích từ, điện áp kích từ, điện áp máy phát…. Block diagram: khối biểu đồ Regulator and limiters: điều chỉnh và giới hạn Alarms: các cảnh báo Local operation: vận hành tại chỗ Configuration: Cấu hình Parameters transfer: thay đổi thông số Instruments: đo lường Language selection: chuyển đổi ngôn ngữ Commissioning assistance: hỗ trợ hoạt động

1 Mục đích Quy trình quy định ngun tắc, cách thức vận hành xử lý cố hệ thống kích từ Nhà máy thuỷ điện A nhằm đảm bảo an toàn cho người thiết bị, đảm bảo cho Nhà máy vận hành an toàn hiệu kinh tế Đối tượng áp dụng 1) Công ty A; 2) Ban Giám đốc Nhà máy thủy điện A; 3) Cán an toàn, kỹ thuật, phương thức; 4) Các nhân viên Tổ vận hành; 5) Các nhân viên Tổ sửa chữa Tài liệu viện dẫn 1) Luật Điện lực ngày 03 tháng 12 năm 2004 2) Luật Lao động ngày 08 tháng 06 năm 2012 3) Quy chuẩn kỹ thuật vận hành Nhà máy điện lưới điện 4) Quy chuẩn kỹ thuật an toàn khai thức thiết trí điện nhà máy điện lưới 5) Quy trình an tồn điện 6) Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an tồn điện 7) Quy trình điều độ hệ thống điện quốc gia 8) Quy trình thao tác hệ thống điện quốc gia 9) Quy trình xử lý cố hệ thống điện quốc gia 10) Nội quy lao động Công ty điện 4 Định nghĩa, thuật ngữ viết tắt 4.1 Thuật ngữ: 4.2 Viết tắt: Từ ngữ, Giải thích, định nghĩa ký hiệu ĐĐQG Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia (A0) ĐĐM Trung tâm Điều độ hệ thống điện miền (A1) KSĐH Kỹ sư điều hành hệ thống điện HTĐ Hệ thống điện NMĐ Nhà máy điện MBA Máy biến áp TU Máy biến điện áp đo lường TI Máy biến dòng điện đo lường MFĐ Máy phát Thủy điện D Máy phát Diesel AB Áp tơ mát DC Dòng chiều AC Dòng xoay chiều AVR Tự động điều chỉnh điện áp CC Cầu chì CS Chống sét C Thanh SCADA Hệ thống giám sát điều khiển thu thập số liệu (Supervisory Control And Data Acquisition) DCS Hệ thống điều khiển phân tán (Distributed control system) Sự cố Là tất kiện xảy gây hư hỏng thiết bị, làm giảm khả thiết bị chế độ vận hành có nguy gây hư hỏng thiết bị Nhân viên Là tất người tham gia trực tiếp vào dây chuyền sản xuất điện vận hành Công ty gồm: Trưởng ca nhà máy, Trực gian máy, Trực trung tâm, Trực Cụm đầu mối Nội dung MỤC LỤC Chương I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ I Giới thiệu chung Nhiệm vụ hệ thống kích từ - Chạy khơng tải - Hồ vào hệ thống điện phương pháp hồ đồng xác - Làm việc hệ thống điện có phụ tải nằm giới hạn biểu đồ phân bố công suất tải cho phép máy phát điện - Kích thích cường hành với bội số quy định dòng điện điện áp có cố hệ thống điện làm giảm điện áp Nhà máy - Giảm kích thích máy phát có cố hệ thống điện làm tăng điện áp Nhà máy Dập từ máy phát trường hợp dừng bình thường dừng cố tổ máy Chức phận hệ thống kích từ 2.1 Máy biến áp kích từ pha Máy biến áp kích từ có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ 11kV xuống 0.4kV để cung cấp nguồn lực cho hệ thống kích từ chế độ tự kích, nối lưới q trình làm việc bình thường tổ máy 2.2 Các cầu chỉnh lưu hệ thống kích từ 2.2.1 Cầu chỉnh lưu pha: Cầu chỉnh lưu pha diot THYNE có nhiệm vụ biến đổi điện áp AC pha sau 03 MBA pha thành điện áp DC cấp cho phần cảm máy phát kích từ để tạo điện áp xoay chiều pha phần ứng máy phát kích từ 2.2.2 Cầu chỉnh lưu pha Cầu chỉnh lưu pha 06 diode Nhiệm vụ hệ thống cầu chỉnh lưu biến đổi điện áp AC tạo máy phát phụ thành điện áp DC cấp vào cuộn dây rotor máy phát 2.3 Màn hình điều khiển (Touch Panel) Màn hình điều khiển cảm ứng Touch Panel cho phép giám sát điều khiển trực tiếp hình Bằng việc sử dụng phím chạm vào hình cảm ứng để thao tác Bao gồm chế độ vận hành, đường đặc tính vận hành, giá trị dòng kích từ, điện áp kích từ, điện áp máy phát… - Block diagram: khối biểu đồ - Regulator and limiters: điều chỉnh giới hạn - Alarms: cảnh báo - Local operation: vận hành chô - Configuration: Cấu hình - Parameters transfer: thay đổi thơng số - Instruments: đo lường - Language selection: chuyển đổi ngôn ngữ - Commissioning assistance: hô trợ hoạt động 2.4 Kênh điều khiển (THYNE) Thyne1 kỹ thuật số nhỏ gọn hệ thống kích từ quay cho MFĐ vừa nhỏ Nó hơ trợ tất chế độ vận hành MFĐ Tính linh hoạt cao đạt trình tự điều khiển thơng minh số lượng lớn giao diện Sử dụng công nghệ bán dẫn IGBT đại nhất, đáp ứng cho công suất tổ máy đạt tiêu chuẩn cao Hệ thống kích từ có kênh điều khiển làm việc song song kênh làm việc kênh dự phòng bám đuổi, mơi kênh gồm có chức AVR/MAN 2.4.1 Chức môi kênh điều khiển - Lựa chọn nguồn cấp tùy ý: AC DC - Tự động điều chỉnh điện áp đầu cực MFĐ (AVR) - Điều chỉnh công suất phản kháng MFĐ nối lưới - Điều chỉnh hệ số cơng suất cosφ - Điều chỉnh xác 0.2% - Giao diện bổ sung thông qua Ethernet Modbus - Chức khởi động mềm - Giám sát hư hỏng diode - Chế độ ổn định HT (PF) - Chịu dòng ngắn mạch - Chuyển đổi linh hoạt trình vận hành 2.4.2 Các đèn led hiển thị THYNE - READY: Thyne sẵn sàng hoạt động - ON: Thyne vận hành, kích từ cho máy phát - AUTO: Chế độ tự động điều khiển điện áp - MAN: Điều khiển tay dòng kích từ - ALARM: Có cảnh báo lơi TRIP - LAN CON: Thyne kết nối tới hình Touchpanel - LAN ACT: Thyne kết nối với liệu - LOCKED: Lôi nội phần mềm, mạch Thyne 2.5 Máy phát kích từ xoay chiều (AC Exicition) Máy phát kích thích AC bao gồm máy phát điện đồng có phần cảm phần tĩnh, phần ứng phần quay, kết hợp với chỉnh lưu bao gồm cầu 03 pha 06 ốt quay lắp đặt trục Do đó, dòng điện kích thích trực tiếp từ phần ứng máy kích từ, qua chỉnh lưu vào thẳng Rotor, mà không qua mối tiếp xúc vành góp với chổi than Do đó, hệ thống thường gọi hệ thống kích thích khơng chổi than 2.6 Thiết bị diệt - dập từ trường (De-Excitation) Đối với máy phát chính: trường hợp ngừng bình thường nhờ hệ thống điều khiển thơng minh lập trình THYNE mà dòng kích từ giảm dần triệt tiêu dạng nhiệt thân cuộn dây rô to (do kết cấu rô to đại, thiết kế phù hợp nên cho phép diệt từ trực tiếp nó), máy phát phụ giải phóng lượng dạng nhiệt Defluxing Resistor đặt THYNE Trong trường hợp cố linh hoạt, độ xác cao hệ thống điều khiển mà giới hạn điện áp có cố, nên máy ngừng cố hệ thống kích từ chuyển sang trạng thái OFF để ngăn dòng kích từ cấp vào cuộn dây rotor tương tự diệt từ bình thường tồn nguồn lượng rơ to máy phát diệt từ mà khơng đẫn đến hư hỏng cuộn dây kích từ Đối với máy phát phụ: tương tự máy phát phụ diệt từ Defluxing Resistor đặt THYNE, mạch trang bị thêm tụ công suất cao để tránh áp cho cầu chỉnh lưu 01 pha 2.7 Bộ mồi từ ban đầu (Field Flashing) Mạch kích từ ban đầu thực tế mạch dự phòng dù ng để mồi từ ban đầu trường hợp điện áp dư đầu cực máy phát khơng đủ để q tr ì nh tự kích diễn Nó thiết kế để tạo điện áp cần thiết từ 24÷220VDC đủ q trình tự kích bắt đầu xảy Bên cạnh thiết kế nhằm cung cấp nguồn DC hô trợ cho MFĐ trường hợp cường hành, lúc công suất MBA pha không đủ cấp dòng contactor tự động đóng vào để cấp dòng DC từ hệ thống DC nhà máy cho hệ thống kích từ vận hành ổn định Đặc tính làm việc: Đặc tính hệ thống kích từ cho người vận hành biết vùng vận hành ổn định, giới hạn hệ thống kích từ Căn vào đặc tính mà biết hệ thống kích từ phát – nhận với giá trị Q Stability Limit: Giới hạn vùng ổn định - Operating range: Vùng vận hành - Max.permissable stator curent: Dòng stator tối đa - Max.permissable rotor curent: Dòng rotor tối đa - Min.permissable rotor curent: Dòng rotor tối thiểu Thuyết minh sơ đồ Hệ thống kích từ điều chỉnh điện áp đầu công suất phản kháng máy phát đồng cách điều khiển gián tiếp dòng điện DC đầu sau THYNE cấp cho máy phát phụ Hệ thống kích từ làm việc theo nguyên lý tự kích, nguồn điện kích từ lấy từ điện áp dư đầu máy phát, điện áp dư đạt 24 ÷ 220VAC đủ cho q trình tự kích diễn Dòng điện AC từ đầu máy phát qua 03 máy biến áp pha đến chỉnh lưu pha Thyne, chuyển thành dòng DC đưa vào phần cảm máy phát kích thích AC, sinh điện áp AC pha phần ứng máy phát phụ, điện áp AC chỉnh lưu thành dòng DC nhờ cầu chỉnh lưu pha ốt gắn quay theo trục Rotor Dòng DC sau cầu chỉnh lưu cấp trực tiếp cho cuộn dây Rotor máy phát Tồn chu trình làm việc hệ thống kích từ điều khiển giám sát kênh điều khiển THYNE Sau máy phát đồng với lưới, hệ thống kích từ làm việc bình thường chế độ tự động điều chỉnh điện áp (AVR), điều chỉnh điện áp đầu máy phát Hệ thống kích từ vận hành chế độ khác, chẳng hạn chế độ điều khiển cosφ (PF) Ngoài ra, hệ thống kích từ vận hành chế độ điều chỉnh tay MAN (điều chỉnh trực tiếp dòng kích từ) phục vụ cho cơng tác bảo dưỡng, thí nghiệm để đưa vào vận hành II Thơng số kỹ thuật hệ thống kích từ máy phát Máy biến áp kích từ - Loại máy biến áp khô gồm 03 MBA 01 pha, đặt tủ bảo vệ - Công suất: 10kVA - Tổ đấu dây: Ynd5 - Ucao = 11kV - Uha = 194 ÷225V - Vị trí lắp đặt: Trong nhà - Tần số: 50Hz Cấp cách điện: 12/28/75kVp Bộ kích từ THYNE-1 - Điện áp đầu vào: 250VAC(max), 350VDC(max), 500Hz(Max) - Điện áp đầu ra: Max 210V/25 ADC làm việc chế độ dài hạn, Max 320V/36 ADC làm việc ngắn hạn - Độ xác HT điều khiển kích từ: