c) Vào áp pha so với điểm không của hệ thống điện áp dây.
3.6. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG KÍCH TỪ 1 Sơ đồ nguyên lý chung
3.6.1. Sơ đồ nguyên lý chung
Hình 3.6: Sơ đồ khối hệ thống kích từ điển hình
Hình 3.6 thể hiện sơ đồ khối của một hệ thống kích từ điển hình. Theo sơ đồ khối, hệ thống này có thể được chia thành 7 nhóm chức năng chính:
• Máy biến áp kích từ (EXT)
• Các khối chỉnh lưu (DOC)
• Các thiết bị điều khiển (kênh 1, 2 và kênh bằng tay)
• Kích từ ban đầu (từ 2 nguồn tự dùng)
• Bộ lọc sóng hài (SHF)
• Thiết bị giám sát từ trường (DEE)
• Rơle bảo vệ chạm đất rotor (GFR)
Trong các hệ thống kích từ tĩnh (được gọi là kích từ dạng shunt), năng lượng kích từ được lấy từ đầu cực máy phát. Dòng điện kích từ của máy phát đồng bộ chạy qua máy biến áp kích từ, các bộ chỉnh lưu công suất và máy cắt kích từ. Máy biến áp kích từ giảm điện áp đầu cực máy phát tới điện áp đầu vào yêu cầu của các bộ chỉnh lưu, cung cấp điện áp cách ly giữa các đầu cực máy phát và cuộn dây kích từ và các bộ chỉnh lưu làm việc song song. Dòng điện AC được chỉnh lưu thành dòng điện DC có
điều khiển.
Trình tự khởi động được điều khiển bởi thiết bị điều khiển (kênh). Mạch kích từ ban đầu (FFL) trong thực tế là 1 mạch dự phòng cho phép khởi động hệ thống kích từ nếu điện áp dư tại các đầu cực máy phát là không đủ. Mạch kích từ ban đầu bao gồm 1 điện trở giới hạn dòng, một cầu diode khóa và 1 contactor. Nó được thiết kế để đạt được điện áp cần thiết tại các đầu vào từ 10 ÷20V vì thế chức năng khởi động mềm bình thường có thể thực hiện được trình tự này.
Sau khi đồng bộ với hệ thống, hệ thống kích từ vận hành bình thường trong chế độ điều chỉnh tự động điện áp (AVR) (AUTO), để điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát. Hơn nữa bộ AVR có thể bao gồm cả chức năng điều chỉnh hoàn toàn tự động về điện áp hoặc điều khiển công suất phản kháng của máy phát điện.
Bộ AVR cũng có thể vận hành 1 trong các chế độ phụ trợ sau:
• Điều khiển cosφ
• Điều khiển công suất phản kháng
Hệ thống kích từ có thể vận hành ở chế độ điều khiển theo dòng kích từ (FCR) (chế độ bằng tay) dùng cho mục đích thí nghiệm và bảo dưỡng.
Kèm theo các yêu cầu hệ thống thiết bị điều khiển được cấu hình như 1 kênh đơn, kênh đôi (kênh 1 và 2), hoặc là kênh 3 (kênh 1, 2 và bằng tay). Một kênh dựa trên cơ sở là một thiết bị điều khiển (AVR/FCR chứa trong thiết bị AC800PEC) và thiết bị đo lường điều khiển thông tin (CCM), nó hình thành một hệ thống xử lý độc lập.
Mỗi kênh bao gồm:
• Phần mềm tự động điều chỉnh điện áp và dòng điện kích từ
• Giám sát kích từ/ Các chức năng bảo vệ
• Một logic điều khiển có thể lập trình được.
Một kênh còn bổ sung thêm kênh sao chép (CCM BU) được sử dụng như bộ điều chỉnh bằng tay (BFCR) và nó chứa các chức năng giám sát dự phòng cao và các chức năng bảo vệ.
• Cắt hệ thống kích từ ra khỏi mạch máy phát.
• Xả năng lượng cuộn dây kích từ càng nhanh càng tốt.
Cơ bản của mạch giám sát từ trường bao gồm: máy cắt dập từ (FCB), điện trở dập từ và các thyristor CROWBAR với các phần tử điện tử được lắp đặt đi kèm (DEE).
Điện trở dập từ có thông số phụ thuộc vào máy cắt dập từ dập hồ quang điện áp DC và điện áp sinh ra tối đa trên cuộn dây kích từ. Nó cũng được thiết kế để hấp thụ năng lượng thừa được sinh ra từ cuộn dây kích từ, vì thế bao gồm dòng kích từ từ ngắn mạch 3 pha các đầu máy phát và từ dòng kích từ không tải.
Bắt đầu việc dập từ khi nhận được lệnh off kích từ và máy cắt dập từ có lệnh off. Đây là trình tự dừng bình thường. Một năng lượng trong tình huống có lệnh cắt từ bên trong hệ thống kích từ hoặc từ hệ thống bảo vệ nhà máy.
Hệ thống kích từ được cắt với 1 máy cắt DC hoặc AC. Thứ tự điều khiển là khác nhau:
• Trường hợp cắt với máy cắt dập từ DC:
Nghịch lưu bộ chỉnh lưu và mở các Thyristor CROWBAR.
Tại lúc bắt đầu quá trình dập từ được thực hiện bởi vận hành bộ chỉnh lưu ở chế độ nghịch lưu. Điện áp âm được sinh ra bởi bộ chỉnh lưu sẽ đi trực tiếp giống như đi qua các điện trở dập từ.
• Trường hợp cắt máy cắt dập từ AC:
Khóa xung và mở các Thyristor CROWBAR.
Sau 1 thời gian trễ cho phép thông tin về dòng kích từ đưa đến điện trở dập từ. Từ khi có lệnh khóa xung sóng âm điện áp AC được cung cấp đến điện áp hồ quang của máy cắt dập từ, do đó nó bổ sung thêm năng lượng trong quá trình dập từ.
Thiết kế với máy cắt dập từ phía AC của bộ chỉnh lưu nó có thể đạt tới dòng kích từ 3500A
Hệ thống cũng có chứa Rơle bảo vệ chạm đất rotor (GFR).
Một bộ lọc sóng hài (SHF) cân bằng các mạch dương và âm tại các đầu máy phát. Bộ lọc này bình thường không được sử dụng cho các máy phát thủy điện.
Các thiết bị đầu vào đầu ra (CIO) đưa ra các tín hiệu điều khiển cách ly hoàn toàn.
Nối với máy phát bởi dây cứng đối với các tín hiệu quan trọng (các mạch cắt). Hệ thống cáp chống nhiễu dành cho mục đích truyền thông tin.
Hơn nữa, mỗi môđun chỉnh lưu được lắp đặt với 1 bộ thiết bị giao diện chỉnh lưu được chứa trong bộ giao diện điều khiển chỉnh lưu (CCI), giao diện điều khiển góc mở (GDI), giao diện điều khiển chống nhiễu (SCI), giao diện tín hiệu điều khiển (CSI), và bảng điều khiển bộ chỉnh lưu (CCP).
Các quạt làm mát bộ chỉnh lưu được cung cấp nguồn AC từ tự dùng nhà máy hoặc qua 1 phần từ máy biến áp chỉnh lưu cung cấp cho bộ chỉnh lưu.
Khối nguồn (PSU) có thể được cung cấp từ 2 nguồn acquy khác nhau hoặc qua 1 phần của máy biến áp kích từ.
Thiết bị điều khiển kích từ (ECT) cho phép vận hành tại chỗ hệ thống kích từ.