Thật vậy, giả sử máy đang làm việc ở giao điểm A ứng với θ 1 < θm, nếu vì một lý do nào đó công suất cơ Pcơ của động cơ sơ cấp tăng lên trong một thời gian ngắn, sau đó trở về trị [r]
(1)24-3 ĐIỀU CHỈNH CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CỦA MFĐB
24.3.1 Điều chỉnh công suất tác dụng P MFĐĐB
Trường hợp MFĐ làm việc hệ thống có cơng suất vơ lớn.
Do hệ thống có cơng suất vô lớn nên U = const, f = const.
Nếu giữ it = const E = const quan hệ P = f(θ) biết biểu thức (21-13) hình 21-9
Ở chế độ làm việc xác lập, công suất tác dụng P máy phát ứng với góc tải θ định phải cân với công suất đưa vào trục máy để làm quay máy phát điện
Đường biểu diễn công suất động sơ cấp biểu thị đường thẳng song song với trục hồnh, cắt đường đặc tính góc điểm A trên hình 24-4.
(2)Cơng suất tác dụng cực đại Pm mà máy phát cung cấp cho hệ thống điện ứng với dP/dθ = 0.
Áp dụng điều kiện đó, với máy cực ẩn suy c m = 900 v
Hình 24-4 Công suất tác dụng công suất chỉnh máy ph¸t
điện đồng cực ẩn
Pm B A P
m 2 1 0 Pcb P d m x mUE
P (24-1)
Với máy cực lồi suy góc θm xác định bởi: B A B A m 4 8 cos 2 trong đó: d x mUE A d q x x mU
B 1 1
(3)Khi điều chỉnh công suất tác dụng, máy phát điện đồng làm việc ổn định tĩnh < θ < θm.
Thật vậy, giả sử máy làm việc giao điểm A ứng với θ1 < θm, lý cơng suất Pcơ động sơ cấp tăng lên thời gian ngắn, sau trở trị số ban đầu rơto máy phát quay nhanh lên, góc θ tăng thêm lượng +Δθ, tương ứng công suất P tăng thêm lượng ΔP Vì lúc công suất trở trị số ban đầu nên P + ΔP > Pcơ, kết rơto bị ghìm lại máy phát điện trở lại làm việc góc θ ban đầu sau vài dao động. Ngược lại, máy làm việc điểm B ứng với góc θ2 > θm
cơng suất thay đổi trên, góc θ tăng thêm Δθ làm cho P máy phát điện giảm P < Pcơ, kết rơto quay nhanh thêm góc θ tăng… máy phát điện đồng với lưới điện
Từ đó m
d q
m d
m
x x
mU x
mUE
P 1 1 sin2
2 sin
2
(4)Từ phân tích cho thấy, điều chỉnh cơng suất tác dụng, điều kiện máy phát điện làm việc ổn định là:
0
d dP
(24-3)
dP/dθ gọi công suất chỉnh , ký hiệu Pcb, đặc trưng cho khả giữ cho máy phát làm việc đồng với lưới điện.
Từ biểu thức (21-13) (21-14) suy công suất chỉnh sau:
Với máy cực ẩn: cos
d cb
x mUE
P (24-5)
Với máy cực lồi: cos 1 1 cos2
d q
d cb
x x
mU x
mUE
P (24-4)
Đường biểu diễn công suất chỉnh đường nét đứt hình 24-4
(5)• Trên thực tế, để đề phòng trường hợp U E giảm nguyên nhân khác làm cho công suất P đưa lưới điện giảm vẫn trì đồng bộ, máy phát điện thường làm việc với công suất định mức Pđm ứng với θ < 300.
• Khả tải máy phát điện đồng xác định tỷ số:
m
d m m
P P
k
km gọi hệ số lực tải. Với máy cực ẩn:
m d m
k
sin 1
Theo quy định cần đảm bảo km > 1,7 Muốn máy phải có tỷ số ngắn mạch K lớn, nghĩa xd nhỏ (hoặc khe hở lớn).
(6)2 Trường hợp máy phát điện có cơng suất tương đương làm việc song song
Khi hai máy có cơng suất tương đương làm việc song song, tải lưới điện không đổi, để giữ cho f = const khi tăng cơng suất tác dụng máy phải giảm tương ứng công suất tác dụng máy
(7)24.3.2 Điều chỉnh công suất phản kháng máy phát điện
Xét trường hợp máy phát điện đồng
làm việc lưới có cơng suất vơ lớn (U, f = const) công suất tác dụng P của máy giữ không đổi.
Giả sử máy phát điện cực ẩn, để
đơn giản ta coi rư = 0.
Đồ thị véctơ s.đ.đ hình 24-5. Vì P = mUIcosφ = const ≡ OA,
đó U = const nên thay đổi Q, mút véctơ I luôn đường thẳng qua A vng góc với véctơ U.
Với trị số I có trị số của cosφ, vẽ đồ thị véctơ s.đ.đ tương ứng
sẽ xác định độ lớn E0, từ suy
ra dịng kích từ it cần thiết.
Hình 24-5 Điều chỉnh cơng suất phản kháng máy phát điện đồng bộ
B
' '
1 2
A
0
db
x I
j'
db
x I j
U
I I'
0 E
'
(8)Mặt khác ta có P = mUE.sinθ/xd ≈ P1 = const.
Do U xd không đổi nên P ≡ E0.sinθ = OB = const.
Như vậy, điều chỉnh Q mút véctơ E0 nằm đường
thẳng vng góc với OB.
Kết phân tích cho thấy, muốn điều chỉnh cơng suất phản kháng Q phải thay đổi dịng kích từ máy phát điện.
Với trị số P = const, thay đổi Q vẽ đồ thị véctơ s.đ.đ trên ta vẽ quan hệ I = f(it) - gọi đặc tính hình V máy phát
điện đồng Họ đặc tính hình V ứng với trị số khác P như hình 24-6.
Hình 24 - Đặc tÝnh h×nh V
của máy phát điện đồng bộ
ThiÕu
P= 1,0P®m
cos =1
it0 n Qu¸ kÝch thÝch it
P= 0,5P®m
A
0
> 0 < 0
m
I
B
(9)Đường Am qua điểm cực tiểu họ đặc tính hình V ứng với cosφ =
Khu vực bên phải đường Am ứng với tải có tính chất cảm (φ > 0) chế độ làm việc máy phát điện kích thích.
Khu vực bên trái Am ứng với tải có tính chất dung (φ < 0) máy làm việc chế độ thiếu kích thích.
Đường Bn ứng với giới hạn làm việc ổn định với lưới máy phát điện làm việc chế độ thiếu kích thích.
Kết phân tích áp dụng cho máy phát điện cực lồi.
Trường hợp công suất lưới nhỏ (hai máy phát có cơng suất
bằng làm việc song song), để trì tình trạng làm việc bình thường lưới điện với U = const, tăng dịng kích từ máy thì phải giảm tương ứng dịng kích từ máy thứ hai.