Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ii TÓM TẮT KHÓA LUẬN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH ẢNH xi DANH MỤC BẢNG BIỂU xvi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xvi LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN 4 1.1. Khái niệm máy phát điện đồng bộ 4 1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 5 1.2.1. Phần ứng (stato) 5 1.2.2. Phần cảm (roto) 6 1.2.3. Nguyên lý hoạt động 9 1.3. Phân loại nhà máy điện 9 1.3.1. Nhà máy nhiệt điện 10 1.3.2. Nhà máy thủy điện 13 1.4. Các đặc tính máy phát điện đồng bộ 15 1.4.1. Đặc tính không tải 16 1.4.2. Đặc tính ngắn mạch 16 1.4.3. Đặc tính tải 17 1.4.4. Đặc tính ngoài 18 1.4.4.1. Trường hợp tải thuần cảm 18 1.4.4.2. Trường hợp tải thuần dung 19 1.4.4.3. Trường hợp tải thuần trở 19 1.5. Hệ thống làm mát của máy phát điện đồng bộ 20 1.5.1. Hệ thống làm mát trực tiếp 20 1.5.2. Làm mát gián tiếp 21 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 24 2.1. Khái niệm và cấu tạo động cơ điện không đồng bộ ba pha 24 2.1.1. Khái niệm động cơ điện không đồng bộ ba pha 24 2.1.2. Cấu tạo động cơ điện không đồng bộ ba pha 25 2.1.2.1. Phần tĩnh (stato) 25 2.1.2.2. Phần quay (roto) 26 2.1.2.3. Khe hở 28 2.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện không đồng bộ ba pha 28 2.3. Các phương pháp mở máy động cơ điện không đồng bộ ba pha 29 2.3.1. Phương pháp dùng điện trở mở máy ở mạch roto 30 2.3.2. Phương pháp mở máy bằng điện trở hoặc điện kháng nối tiếp trong mạch stato. 31 2.3.3. Phương pháp mở máy dùng máy biến áp tự ngẫu 31 2.3.4. Phương pháp đổi nối sao - tam giác khi mở máy 31 2.4. Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha 32 2.4.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số 32 2.4.1.1. Nguyên lý điều chỉnh 32 2.4.1.2. Các đặc tính điều chỉnh 34 2.4.1.3. Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng 34 2.4.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực 35 2.4.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào stato 35 2.4.3.1. Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh trở kháng mạch stato 35 2.4.3.2. Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào stato 36 2.4.4. Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh mạch rotor 36 2.5. Biến tấn 38 2.5.1. Khái niệm biến tần 38 2.5.2. Phân loại biến tần 38 2.5.3. Cấu tạo biến tần và nguyên lý hoạt động 39 2.5.3.1. Cấu tạo 39 2.5.3.2. Nguyên lý hoạt động 43 2.5.4. Biến tần Mitsubishi FR-D740-7.5k 45 2.5.4.1. Thông số kỹ thuật 46 2.5.4.2. Cách cài đặt biến tần Mitsubishi D740- 7.5k 47 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG KÍCH TỪ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA .52 3.1. Giới thiệu chung 52 3.2. Cấu tạo của hệ thống kích từ 54 3.2.1. Bộ kích từ 55 3.2.2. Bộ cảm biến điện áp 56 3.2.3. Bộ hạn chế và bảo vệ 56 3.2.3.1. Giới hạn dưới kích từ 56 3.2.3.2. Bộ giới hạn quá kích thích 57 3.2.3.3. Giới hạn bảo vệ điện áp và tần số 57 3.2.3.4. Mạch diệt từ 57 3.2.4. Bộ điều chỉnh AVR 58 3.2.4.1. Bộ AVR 61 3.2.4.2. Bộ điều chế và tạo xung 61 3.3. Các loại hệ thống kích từ 63 3.3.1. Hệ thống kích từ dùng máy kích từ 63 3.3.1.1. Hệ thống kích từ một chiều (DC Exciter) 64 3.3.1.2. Hệ thống kích từ xoay chiều (AC exciter) 65 3.3.2. Hệ thống kích từ tĩnh (Static Exciter) 66 3.3.3. Hệ thống kích thích không chổi than dùng diod quay 68 3.4. Bộ kích từ máy phát điện trong mô hình thực hành 68 CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ HÒA ĐỒNG BỘ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 70 4.1. Giới thiệu chung 70 4.2. Các điều kiện hòa đồng bộ 71 4.2.1. Điều kiện về tần số 71 4.2.2. Điều kiện về điện áp 72 4.2.3. Điều kiện về Pha 72 4.3. Cách kiểm tra các điều kiện hòa đồng bộ 73 4.3.1. Kiểm tra thứ tự pha 73 4.3.2. Kiểm tra điện áp 74 4.3.3. Kiểm tra tần số 74 4.3.4. Kiểm tra góc lệch pha 76 4.4. Phương pháp hòa đồng bộ chính xác 77 4.4.1. Dòng điện cân bằng 78 4.4.2. Điện áp phách trong quá trình hòa đồng bộ 80 4.4.3. Các phương phương hoà đồng bộ chính xác bằng tay 82 4.4.3.1. Hoà đồng bộ bằng bộ hoà kiểu ánh sáng đèn nối theo kiểu nối tối 82 4.4.3.2. Hoà đồng bộ bằng bộ hoà nối theo kiểu ánh sáng đèn quay 84 4.4.3.3. Phương pháp hòa đồng bộ dùng bộ hoà đồng bộ kiểu điện từ 85 4.4.4. Đặc điểm của hòa đồng bộ chính xác bằng tay 86 4.5. Phương pháp hòa tự đồng bộ 86 4.5.1. Các loại momen tác động lên rotor máy phát điện trong quá trình tự đồng bộ 89 4.5.1.1. Momen không đồng bộ (M_kđb 89 4.5.1.2. Momen phản kháng (M_pk) 89 4.5.1.3. Momen đồng bộ( M_đb) 90 4.5.2. Dòng cân bằng 90 4.5.3. Đặc điểm của phương pháp tự đồng bộ 91 4.6. Phương pháp tự động hòa đồng bộ chính xác 92 4.6.1. Chức năng của hệ thống tự động hòa đồng bộ khi sử dụng kết nối các máy phát điện. 93 4.6.2. Thiết bị tự động hòa đồng bộ 95 4.6.2.1. Bộ phận đóng trước 97 4.6.2.2. Bộ phận kiểm tra độ lệch tần số 99 4.6.2.3. Bộ phận kiểm tra độ lệch điện áp 101 4.6.2.4. Bộ phận điều chỉnh tần số 102 4.6.2.5. Bộ phận đóng 105 4.6.3. Đặc điểm của phương pháp tự động hòa đồng bộ 106 CHƯƠNG 5: HÒA ĐỒNG BỘ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA 107 5.1. Giới thiệu chung mô hình thực hành thí nghiệm hòa đồng bộ máy phát điện xoay chiều ba pha 107 5.2. Các điều kiện hòa đồng bộ máy phát điện xoay chiều ba pha 110 5.3. Vận hành hòa đồng bộ máy phát điện xoay chiều trên mô hình thi công 112 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 119 6.1. Kết luận 119 6.2. Hướng phát triển đề tài 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 121
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TÓM TẮT KHÓA LUẬN Trong thời gian thực đề tài khóa luận khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu, thiết kế, thi cơng mơ hình hịa đồng hệ thống máy phát điện xoay chiều ba pha”, em thực nội dung sau: - Giới thiệu chung hệ thống máy pháy điện truyền tải điện: Khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy phát điện đồng ba pha; Phân loại nhà máy điện: thủy điện, nhiệt điện; Các đặc tính máy phát điện đồng bộ: đặc tính tải, khơng tải, - ngắn mạch; Hệ thống làm mát máy phát điện đồng bộ: trực tiếp, gián tiếp Tổng quan động không đồng ba pha: Khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động động không đồng ba pha; Các phương pháp mở máy động điện không đồng ba pha; Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động khơng đồng ba pha; Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động biến tần, cách cài đặt tần số cho biến - tần Hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều ba pha: Giới thiệu chung hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều ba pha; Cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều ba pha; Phân loại loại hệ thống kích từ máy phát điện - xoay chiều ba pha Tổng quan hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha gồm nội dung sau: Giới thiệu chung hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha; Các điều kiện hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha: điện áp, tần số , góc pha; Cách kiếm tra điều kiện hòa đồng bộ: điện áp, tần số , góc pha; Các phương pháp hịa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha: phương pháp hịa đồng xác( tay, tự - động), phương pháp tự hòa đồng Hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha: Giới thiệu chung mơ hình thực hành thí nghiệm hịa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha; Vận hành hòa đồng máy phát điện xoay chiều mơ hình thực hành LỜI CẢM ƠN Được phân công quý thầy, cô Khoa Công Nghệ Kỹ Thuật Điện - Điện tử, Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP Hồ Chí Minh Sau thời gian thực hiện, em hồn thành Khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu, thiết kế, thi cơng mơ hình hịa đồng hệ thống máy phát điện xoay chiều ba pha” Để hoàn thành nhiệm vụ giao, nỗ lực học hỏi thân cịn có hướng dẫn tận tình thầy, cô với hỗ trợ bạn Em chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Hải, người hướng dẫn cho em suốt thời gian thực đề tài Thầy không ngần ngại dẫn em, định hướng cho em, để em hoàn thành tốt nhiệm vụ Một lần em chân thành cảm ơn thầy chúc thầy dồi sức khoẻ Tuy nhiên kiến thức chun mơn cịn hạn chế thân thiếu nhiều kinh nghiệm thực tiễn nên nội dung báo cáo khơng tránh khỏi thiếu xót, em mong nhận góp ý, bảo thêm q thầy, để báo cáo hồn thiện Một lần em xin gửi đến quý thầy cô, Khoa Công Nghệ Kỹ Thuật Điện - Điện tử, Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP Hồ Chí Minh thầy Trần Văn Hải lời cảm ơn chân thành sâu sắc Chúc quý thầy cô sức khỏe dồi thành công đường giảng dạy Em xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày…….tháng…… năm 2018 Sinh viên thực Phan Thanh Tấn MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU Viết tắt Tiếng anh Tiếng việt AVR Automatic Voltage Regulator IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Transistor có cực điều khiển cách ly UEL PWM Under Excitation Limiter Pulse Width Modulation Giới hạn kích từ Điều chế độ rộng xung G-Th Gate Thyristor AER Automatic Excitation Regulator Linh kiện bán dẫn có cực điều khiển Hệ thống điều chỉnh kích thích tự PA Pulse Amplifier động Bộ khuếch đại xung SE Static Exciter Hệ thống kích từ tĩnh DC-E Direct Current Exciter Hệ thống kích từ chiều AC-E Alternating Current Exciter Hệ thống kích từ xoay chiều CB Circuit Breaker Thiết bị đóng cắt Tự động điều chỉnh điện áp ĐC Điều chế xung TX Tạo xung BAX Biến áp xung KĐ Khuếch đại LỜI NĨI ĐẦU Điện nguồn lượng khơng thể thiếu lĩnh vực kinh tế quốc dân Nó đóng góp vai trị vô quan trọng việc phát triển kinh tế đất nước đặc biệt xí nghiệp, nhà máy Theo thống kê có khoảng 70% điện sản xuất dùng xí nghiệp, nhà máy cơng nghiệp Vì việc đảm bảo nhu cầu cung cấp điện liên tục cho xí nghiệp, nhà máy vấn đề thiết đặt Nếu dây chuyền sản xuất hoạt động, điện lưới bị cố đột ngột điện mà khơng khắc phục kịp thời gây thiệt hại lớn đến sản phẩm Do cần phải trang bị máy phát điện để đề phòng điện lưới Việc trang bị máy phát điện để ổn định họat động kinh doanh sản xuất doanh nghiệp thiết yếu để sẵn sàng chủ động tình đem lại hiệu kinh tế cao Bên cạnh máy phát điện cịn đóng vai trị quan trọng, khơng thể thiếu cung cấp điện liên tục cho lĩnh vực như: y tế, an ninh, viễn thông, điều khiển, tiếp tân, hội nghị… Vai trò máy phát điện dự phòng quan trọng, song việc đưa chúng vào vận hành sử dụng thực tế để thu hiệu kinh tế - kỹ thuật cao vấn đề cần giải Trong thực tế, để vận hành tổ máy phát điện dự phịng nói chung ngồi việc đảm bảo cơng suất tổ máy phát cho hộ phụ tải hệ thống cịn phải đáp ứng yêu cầu quan trọng khác: nâng cao chất lượng điện cung cấp cho hộ tiêu thụ, bảo đảm độ tin cậy làm việc, bảo đảm khả cung cấp điện liên tục lâu dài cho hộ tiêu thụ, nâng cao khả sẵn sàng làm việc trạm phát điện, …v.v Thực tế, khu công nghiệp nhà máy, xưởng cơng nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phịng, chung cư, bệnh viện, cảng, sân bay… nơi có phụ tải đòi hỏi phải cấp điện liên tục, hay vùng hay có cố điện lưới đột ngột hoạt động với công suất tiêu thụ lớn, sử dụng máy phát điện khó đáp ứng nhu cầu sản xuất đặt nên cần thiết phải cho phát điện làm việc song song với hay gọi hịa đồng máy phát điện Mục đích việc hịa đồng tăng cường cơng suất, bảo đảm độ tin cậy cung cấp điện, điều hịa cơng suất điện khu vực, bảo đảm tính ổn định động ổn định tĩnh hệ thống điện, nâng cao tiêu kinh tế vận hành tồn hệ thống Ngồi việc địi hỏi cơng suất tăng cường chế độ cần thiết, hộ tiêu thụ điện đặc biệt đòi hỏi cung cấp điện liên tục độ tin cậy cao Các trạm phát điện làm việc song song với nhau, để thay cho cung cấp điện liên tục tin cậy cho hộ tiêu thụ, có trạm phát điện cần nghỉ để bảo dưỡng có cố Như vậy, hịa đồng máy phát điện làm việc song song yêu cầu thiết với phát điện dự phịng Do đó, em thực đề tài “Nguyên cứu, thiết kế, thi cơng mơ hình hệ thống hịa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha” với nội dung sau: - Giới thiệu chung hệ thống máy phát điện truyền tải điện - Tổng quan động điện khơng đồng ba pha - Hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều ba pha - Tổng quan hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha - Hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha Việc thực đề tài nhằm mục đích: Về mặt lý thuyết: giúp em tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy phát điện, động không đồng bộ, hiểu thêm kiến thức trình truyền tải điện hệ thống điện Nắm quy trình, thao tác hệ thống hòa đồng máy phát điện xoay chiều Về mặt thực tiễn: áp dụng lý thuyết vào thực tế để thiết kế lắp đặt mơ hình hịa đồng máy phát điện xoay chiều, trang bị thêm kiến thức cho thân, hiểu rõ trình tự thao tác hòa đồng để áp dụng vận hành trực tiếp mơ hình hịa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha Trong trình ngun cứu thực đề tài cịn hạn chế hiểu biết lý thuyết thực hành, nên có nhiều thiếu sót mong quý Thầy, Cô bạn đọc bỏ qua Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô khoa Điện-Điện tử Trường Đại học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP.Hồ Chí Minh Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến Thầy Trần Văn Hải tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực đề tài hồn thành mơn học Khóa Luận Tốt Nghiệp Tp.Hồ Chí Minh, ngày…….tháng…… năm 2018 Sinh viên thực Phan Thanh Tấn 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TRỊNH HÙNG THÁM, “Vận hành nhà máy điện”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 2007 [2] BÙI QUỐC KHÁNH, NGUYỄN VĂN LIẾN, NGUYỄN THỊ HIÊN, “Bài giảng Truyền động điện”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 2005 [3] TRẦN VĂN HẢI, “Bài giảng Thực hành hệ thống điện”, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp Hồ Chí Minh, năm 2017 [4] TRẦN BÁCH, “Lưới điện hệ thống điện”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 2006 [5] http://kdientu.duytan.edu.vn/vi-vn/hoc-lieu/ca-c-phuong-pha-p-ho-a-do-ngbo-he-tho-ng-die-n/ [6] https://tailieu.vn/tag/giao-trinh-dien-cong-nghiep.html [7] https://www.slideshare.net/hiephoang1614/bai-giang-tu-dong-hoa-trong-hethong-dien-21-112011 [8] https://text.123doc.org/document/3609441-may-phat-dien-dong-bo-lam-vieco-che-do-song-song.htm 128 ... điện - xoay chiều ba pha Tổng quan hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha gồm nội dung sau: Giới thi? ??u chung hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha; Các điều kiện hòa đồng máy phát điện xoay. .. tự hòa đồng Hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha: Giới thi? ??u chung mơ hình thực hành thí nghiệm hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha; Vận hành hòa đồng máy phát điện xoay chiều mơ hình. .. điện truyền tải điện - Tổng quan động điện không đồng ba pha - Hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều ba pha - Tổng quan hòa đồng máy phát điện xoay chiều ba pha - Hòa đồng máy phát điện xoay