Giới thiệu về hệ thống kích từ Unitrol 6800 tại Nhà máy thủy điện Ialy

Sơ đồ tự dùng xoay chiều 6,3kV; 0,4 kV

THB5 và THB7 đặt ở gian biến áp cung cấp điện cho các phụ tải chung của nhà máy và của gian biến áp. Diesel được nối vào 2 phân đoạn qua MC453 và MC454 bình thường các MC này ở trạng thái dự phòng tự động.

Sơ đồ tự dùng một chiều của nhà máy

 Cấp nguồn điều khiển, bảo vệ cho các máy cắt đầu cực và các trạm hợp bộ.

MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ

Như vậy tác dụng của từ trường phần ứng với từ trường cực từ (hay phản ứng phần ứng sẽ mang tính chất khác nhau tùy theo tính chất của tải trở hay tải kháng hay tải dung. Vì từ thông xuyên qua pha A cực đại trước s.đ.đ trong pha đó một phần tư chu kỳ, nên khi s.đ.đ của pha A cực đại (eA = Em) thì cực từ đã quay được một góc Π/2 so với vị trí trục cực từ trùng với trục pha A là lúc từ thông xuyên qua pha A có trị số cực đại.

ĐỊNH NGHĨA HỆ THỐNG KÍCH TỪ

Điện áp trên thanh cái của máy phát điện và trong lưới cung cấp có thể được điều chỉnh bằng hệ thống TĐK (tự động điều chỉnh kích từ) của máy phát điện. Thiết bị TĐK nhằm giữ điện áp không đổi khi phụ tải biến động ngoài ra TĐK còn nhằm mục đích nâng cao giới hạn công suất truyền tải từ máy phát điện vào hệ thống, đặc biệt là khi nhà máy điện nối với hệ thống qua đường dây dài, đảm bảo tính ổn định tĩnh nâng cao tính ổn định động.

MỤC ĐÍCH

Trong chế độ sự cố (ngắn mạch trong lưới) chỉ có bộ phận kích từ cưỡng bức làm việc, nó cho phép duy trì điện áp của lưới, giữ ổn định cho hệ thống. đặt BU) với hệ số khuyếch đại Ku. Như vậy có thể nói TĐK đem lại hiệu quả cao đối với chế độ xác lập hệ thống điện trong việc năng cao giới hạn truyền tải công suất theo điều kiện ổn định tĩnh.

CÁC LOẠI HỆ THỐNG KÍCH TỪ

• Bộ điều chỉnh AC & DC

Trừ khi độ lợi của bộ điều chỉnh ở trạng thái xác lập rất thấp được sử dụng, điều khiển kích thích (thông qua mạch hồi tiếp độ lệch stator máy phát) không ổn định khi máy phát hở mạch. Nếu không có bộ phận bù này, một trong những máy phát sẽ có khuynh hướng cung cấp toàn bộ công suất phản kháng được yêu cầu trong khi những máy khác thu công suất phản kháng sẽ vi phạm cho phép của bộ giới hạn thiếu kích thích.

CÁC BỘ HẠN CHẾ VÀ BẢO VỆ

• Giới hạn khả năng phát công suất kháng 1. Đường cong khả năng phát công suất kháng
• Mạch diệt từ

Trong điều kiện thiếu kích thích, từ thông tản do dòng phần ứng cộng với từ thông sinh ra do dòng kích thích, vì vậy từ thông vòng biên làm tăng từ thông hướng tâm trong vùng và kết quả hiệu ứng nhiệt xảy ra rất mónh liệt giới hạn ngừ ra mỏy phỏt, đặc biệt trong trường hợp rotor dõy quấn. Điện áp kích thích/dòng kích thích (% định mức) 208 146 125 112 Chức năng đặc trưng của bộ giới hạn kích thích là phát hiện ra dòng kích thích cao tác động thông qua bộ điều chỉnh AC nhằm làm giảm dòng kích thích về giá trị đặt ban đầu, giá trị đặt trước (khoảng 100 110% dòng kích thích định mức).

ẢNH HƯỞNG TÍNH CHẤT TẢI ĐẾN HỆ THỐNG KÍCH TỪ 1. Tải có tính cảm

Khi điện áp bộ kích thích bình thường, điện trở biến đổi mắc song song có điện trở rất lớn, vì vậy dòng qua nó không rất nhỏ có thể bỏ qua. Vì thế điện trở biến đổi cung cấp một điện trở nhỏ làm đường dẫn cho dòng kích thích cảm ứng và giới hạn điện áp hai đầu cuộn kích thích và máy kích thích.

CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG KÍCH TỪ

Ở đây cần lưu ý đặc điểm sau : Để cho dòng chuyển mạch có chiều giống như trong bộ chỉnh lưu nghĩa là ngược với chiều của dòng điện trong van sắp bị khoá và trùng với chiều của dòng điện trong van sắp được mở cần phải đưa tín hiệu điều khiển đến van tiếp theo tại thời điểm nằm bên trái thời điểm cắt nhau của các s.đ.đ. Trong chế độ nghịch lưu sự tăng dòng điện làm việc có thể làm gián đoạn quá trình chuyển mạch, vì rằng dòng điện chạy qua van sắp bị khoá (van 1) có thể không qua giá trị không và van này vẫn tiếp tục làm việc, làm cho quá trình chuyển mạch của bộ nghịch lưu không thực hiện được. Thời gian này – còn gọi là thời gian ngắt thyristor - một trong những thông số động cơ bản của thyristor, nó là khoảng thời gian từ khi dòng điện thuận qua thyristor đạt trị số không cho đến thời điểm thyristor có khả năng chịu đựng một điện áp (đặt theo chiều thuận) với biên độ và tốc độ tăng xác định.

Ở đây ta chỉ chú tâm nghiên cứu loại hệ thống kích từ dùng nguồn xoay chiều chỉnh lưu có điều khiển, hệ thống này cho phép tạo ra hằng số quán tính rất nhỏ so với các hệ thống khác, nhờ khả năng điều chỉnh trực tiếp dòng kích từ (chạy qua các thyristor) đi vào cuộn dây rotor máy phát điện đồng bộ. Lý thuyết TĐK tác động nhanh hiện chưa thống nhất, có những nơi người ta xây dựng TĐK tác động nhanh trên cơ sở ổn định hệ thống nói chung, nhằm tạo ra các TĐK chất lượng điều chỉnh điện áp rất cao trong khi vẫn đảm bảo được ổn định cho bản thân thiết bị điều chỉnh (và do đó nâng cao đáng kể tính ổn định của hệ thống nói chung), nhưng có nơi người ta đặt thêm bộ phận điều chỉnh phụ ghép với TĐK nhằm giảm dao động công suất (gọi là bộ phận ổn định công suất – Power System Stabilyzer).

CHỨC NĂNG VÀ CÔNG DỤNG HỆ THỐNG KÍCH TỪ NMTĐ IALY Hệ thống tự kích từ thyristor, có công dụng cung cấp nguồn một chiều cho cuộn

• Kích từ cường hành với bội số cho trước về điện áp và dòng điện trong trường hợp sự cố trên hệ thống làm giảm điện áp trên thanh cái nhà máy. • Tăng kích từ khi có sự cố trên hệ thống làm tăng điện áp trên thanh cái nhà máy. Ngoài ra, hệ thống kích từ Unitrol 6800 còn có các chức năng: phanh điện, khởi động đen, nạp điện… Hiện tại, các chức năng này nhà máy thủy điện Ialy chưa sử dụng.

CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ CỦA HỆ THỐNG KÍCH TỪ 1. Máy biến dòng (TI)

Khi có dòng sơ cấp ISC chạy qua cuộn dây 1 sẽ tạo trong khung dẫn từ một từ thông biến đổi F1, từ thông này khi cắt ngang các vòng dây cuộn thức cấp 2 tạo ra trong chúng sức điện động cảm ứng. Khi có điện áp trong cuộn sơ cấp, tương ứng xuất hiện điện áp sơ cấp VSC và sức điện động ESC, theo nguyên lý cảm ứng điện từ sẽ làm suất hiện tương ứng điện áp VTC và sức điện động ETC trong cuộn dây thứ cấp.  Các TU trạm 500KV (kiểu tụ) phản ứng kém hơn các loại khác khi có biến động đột ngột về áp. Các sơ đồ đấu nối vào rơle:. c) Vào áp pha so với điểm không của hệ thống điện áp dây.

CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG KÍCH TỪ NMTĐ IALY Thông số máy phát

SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG KÍCH TỪ

• Sơ đồ chi tiết các chức năng điều khiển

- Đầu tiên bằng việc mở tất cả các thyristor ở chế độ chỉnh lưu hoàn toàn để bắt đầu từ điện áp dư máy phát và sau đó bằng việc Thay đổi theo hàm dốc điện áp máy phát và dòng điện kích từ theo chế độ điều khiển 6 xung (khởi động mềm) cho tới điện áp định mức. Với tín hiệu “chức năng xung dU/dt” đặt tới “True”, bất kỳ sự tụt áp máy phát (dU/dt > pick-ups) cho phép bộ giới hạn thực hiện quá trình quá dòng thoáng qua khác (thời gian cường hành kích từ được khởi động lại), ngược lại một sự giảm điện áp máy phát không cho phép bộ giới hạn làm việc và sẽ không có quá dòng thoáng qua, nếu bộ giới hạn không sẵn sàng tác động và thời gian cường hành kích từ bị cô lập. Trong chế độ vận hành này, bộ giới hạn dòng điện kích từ cực đại sẽ sử dụng tốt nhất khả năng quá tải máy phát, như là 1 quá dòng nhỏ có thể tác động trong 1 chu kỳ dài, ngược lại 1 quá dòng cao có thể chỉ tác động trong khoảng thời gian ngắn (phụ thược vào đặc tính nhiệt của máy phát).

Bộ dò quá dòng điện sớm được khởi động để tích phân giá trị ∆I (ở đây ∆I= If - Iftherm), giá trị cực đại đó bộ tích phân có thể đạt được tỉ lệ với khả năng nhiệt của máy phát (∆Emax) khi bộ dò quá dòng điện vượt quá ∆Emax điểm đặt của bộ giới hạn dòng điện kích từ cực đại được giảm từ Ifmax tới Iftherm bởi 1 hàm dốc. Nếu trong trường hợp quá thời gian cho phép của quá trình nghịch lưu mà dòng điện kích từ không giảm đến giá trị yêu cầu lúc này máy cắt dập từ mới cắt và bộ Crowbar được mở để xả năng lượng còn lại trong mạch kích từ, đồng thời báo hiệu quá trình nghịch lưu không thành công.