Minimum field current limiter
P/Q-limiter
b. Bộ giới hạn AVR
Đề đảm bảo sự vận hành chính xác của máy phát và hệ thống kích từ, kênh điều
chỉnh bao gồm các bộ giới hạn khác nhau. Mục đích của chúng là để giữ máy phát làm việc trong khoảng giới hạn được định nghĩa bởi biểu đồ công suất và để tránh hệ thống kích thích chống lại sự quá tải. Dưới các điều kiện vận hành không bình thường, sự đưa
vào làm việc của các bộ giới hạn tránh việc cắt không cần thiết của máy phát bởi các chức
năng bảo vệ.
Hệ thống kích từ cung cấp các chức năng giới hạn sau đây: s% Bộ giới hạn kém kích từ.
® Bộ giới hạn PQ
se Bộ giới hạn dòng kích từ cực tiểu lưmin
®© Bộ giới hạn dòng điện Stator dưới điều kiện kém kích từ Ígcạp
s% Bộ giới hạn quá kích từ
© Bộ giới hạn dòng điện Stator dưới điều kiện quá kích từ. lyind
®© Bộ giới hạn dòng kích từ cực đại lãmax
% Vân để chung đôi với tất cả các bộ giới hạn trên
Mỗi bộ giới hạn được câu tạo với 1 bộ lọc PID độc lập của chính nó.
Bộ giới hạn phải có chức năng điều chỉnh điểm đặt, mặc dù nếu bộ lọc PID được đặt
với hệ sô rât thâp.
s* Biêu đô công suất điển hình của một máy phát đông bộ cực lỗi
———>—>————e——=TyTccTmyTm==myrmmTmTmyT—FÐF—
TT. ————TTT—-ỲF
€ bô ÁN TÓT NGHIỆP Chương III: Hệ thống kích từ Unitrol 6800
tegion ©† underexcitation region o† overexcitation
active Power
Underexcitation Stator current limiter Overexcitation Stator current limiter
. —maximum turbine power
reactive power P/Q) limiter maximum fiekd current limiter mỉnimum field currentlimiter @ - : _ f@active power Q 1 -1 1 0 1
Hình trên thể hiện một đặc tính công suất điển hình với các giới hạn làm việc của
máy phát đồng bộ cực lôi trong chế độ vận hành ồn định theo điện áp tại các đầu cực máy phát bằng l p.u.
s% Bộ giới hạn PQ
Bộ giới hạn PQ tránh cho máy phát vận hành vượt qua các giới hạn ôn định và tránh
hiện tượng trượt cực đồng bộ.
Helease limiter
Actual reactive power Đị - (r0, 906:
oe, CO. OwxOe:- 1-U@Š
TY G |
Actual active power
Gain adjustment
Nếu bộ giới hạn PQ được làm việc máy phát được bảo vệ tránh việc vận hành vượt
quá các giới hạn ổn định. Một giới hạn PQ có thê được định nghĩa với 6 giá trị công suất phản kháng tại P=0%, P=20%, P=40%, P=60%, P=§0% và P=100%. Trãi qua quá trình vận hành không bình thường điện áp máy phát giới hạn PQ được định nghĩa theo công
Z7 Trang 115 Z7 Trang 115
© bô ÁN TÓT NGHIỆP Chương III: Hệ thống kích từ Unitrol 6800
thức sau:
t—U?
9=oŒ -Í X
Anh hưởng của điêm vận hành được tính toán như sau:
r?
9+_ q
Xorr =
v_Q: Công suất phản kháng
_P: Công suất tác dụng
vxU: điện áp máy phát v_ X„: điện kháng ngang trục
Giá trị cực tiểu là 0.1 p.u.
Hệ số “Korr" được đưa vào bộ lọc PID bộ điều chỉnh để điều chỉnh điểm đặt bộ giới
hạn PQ. Điều này điều chỉnh tối ưu hóa sự điều khiển vi phân gây ra bởi hệ số khuếch đại bộ điều chỉnh thấp. bộ điều chỉnh thấp.
Bộ giới hạn PQ có chức năng khuếch đại để cho bộ giới hạn hòa hợp nhanh hơn. Thành phần I của PID bộ giới hạn PQ sẽ được xóa tới 0 nếu đầu ra của chức năng giới hạn PQ là giá trị dương.
s* Bộ giới hạn dòng kích từ cực tiểu:
Bộ giới hạn dòng kích từ cực tiểu duy trì dòng kích từ tại l mức cực tiểu.
Bộ chỉnh lưu duy trì dòng kích từ tại l mức cực tiểu đặt trước.
Bộ giới hạn dòng kích từ cực tiểu chỉ được tác động khi máy làm việc trên lưới. Hệ sô Korr có thê được sử dụng để điều chỉnh điểm đặt bộ giới hạn tới hệ sô điêu
khiển vi phân cực tiểu được gây ra bởi hệ số khuếch đại bộ điều chỉnh thấp.
——tt——————r-nr-rs-srs-s-r-rnsry-srz-y-.azysnn
É# bÒ ÁN TÓT NGHIỆP Chương III: Hệ thống kích từ Unitrol 6800 Nếu bộ giới hạn dòng kích từ cực tiểu được tác động thì sự sai lệch giữa dòng kích
từ hoạt động và dòng kích từ cực tiểu được tính toán và có thể được sử dụng để bảo vệ
máy phát từ dòng kích từ quá thấp. Chức năng này thường được áp dụng cho các máy phát thủy điện, mà nó có thể vận hành sâu dưới các mức kém kích từ của biểu đồ công
suất ví dụ như dòng điện điều chỉnh tới 0. Trong mức này bộ giới hạn dòng điện kích từ
cực tiểu giữ cho dòng điện kích từ ở I giá trị cực tiểu mà nó cần thiết cho mục đích chuyển mạch dòng điện. Mặt khác, nó có thể được sử dụng để bảo vệ khe hở cực Roftor
khỏi quá nhiệt.
Release minimum field current limiter
Actual field current Ÿ —— Output
Minimum field current
*%* Bộ giới hạn dòng điện Stator:
Bộ giới hạn dòng điện Stator giới hạn dòng điện dung và tránh quá tải nhiệt cảm ứng.
Max thaimal generator cuten: ——{ |[ |
ƯỬN
2 Ầ
Tạmperature :nfluance —T Kor Oupu! l5 ina
Ni>ÌN2
 quai œnerafer suiten:
CHARAC TERISTICS SeleŒ cuwe ÔifputlG cap DƯ/ơt pulse lunctior:
Âc†Ua| a£t@ DoWeT
VN
HH: Mà
Limir upperwhish Q=0 Regulatot is acrlve mm Releas limiter
fNi> N2
ÂctUal actlve pOWGt N / Âctual genterator voltagg ——TÏ
Nguyên lý làm việc dựa trên cơ sở giống như bộ giới hạn dòng điện kích từ thấp và
£Z7Trang 117 £Z7Trang 117
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương III: Hệ thống kích từ Unitrol 6800
kích từ cực đại. Chỉ có khác là bộ giới hạn dòng điện Stator quá kích từ không có l giới hạn cực đại (Igmax=e).
Giá trị hoạt động của cả 2 bộ giới hạn là giá trị trung bình của dòng điện Stator. Bộ giới hạn dòng điện Stator kém kích từ được khóa khi máy phát bị quá kích từ và ngược lại
bộ giới hạn dòng điện Stator quá kích từ được khóa khi máy phát bị kém kích từ. Một
mạch logic đảm bảo sự vận hành chính xác của 2 bộ giới hạn dòng điện Stator sẽ được
đưa ra tính toán theo hệ số công suất là chủ yêu.
Nếu công suất đầu ra tuabine là rất cao, dòng điện Stator có thể vượt giới hạn cho
phép mặc dù tải cảm của máy phát thấp. Trong tình huống này không có điểm hoạt động của bộ giới hạn dòng điện Stator bởi vì nó không thể giảm dòng điện tác dụng của Stator, kết quá là từ công suất tuabine lớn.
Chức năng kém kích từ:
Trong trường hợp kém kích từ xảy ra bộ giới hạn dòng điện Stator đáp ứng tức thời và giảm dòng điện Stator tới giới hạn nhiệt cho phép Igth bằng việc tăng dòng điện kích từ.
Chức năng quá kích từ:
Trong trường hợp quá kích từ xảy ra, bộ giới hạn dòng điện Stator khởi động bộ tích phân với giá trị A 12 (ở đây Al= lg-Igth) giá trị cực đại mà bộ tích phân có thể đạt được là tý lệ với dung lượng nhiệt của Stator. Sớm tạo ra tại đầu ra của bộ tích phân khi vượt quá
khả năng nhiệt của Stator, điểm đặt của bộ giới hạn dòng điện Stator sẽ được điều chỉnh
giảm trơn đến dòng điện nhiệt Stator cho phép. Phụ thuộc vào thời gian đẳng trị của bộ
tích phân sẽ đưa ra bởi chức năng thời gian trễ,
Nếu dòng Stator sai với giá trị định mức của nó (ví dụ: nhỏ hơn Igtherm) đầu ra bộ tích phân bắt đầu giảm hăng số thời gian làm mát Stator tức là thời gian tdown.
Giá trị Igtherm có thể được giảm cho tới khi việc làm mát Stator hoàn thành bởi
_— ¬—>ee>Srx-rcrxcrxc—E-E-s-r-k—=E=—cccTcTcmrcTcTrTyTy=T=nz=s=sr=
Ö oô ÁN TÓT NGHIỆP Chương [II- Hệ thống kích từ Unitrol 6800
tham số “CoolingFactor”. Nếu lựa chọn này không được chấp nhận thì giá trị đó có thể có biên (left) tại l p.u vì thế Igtherm luôn luôn là 1 giá trị như nhau, không phụ thuộc vào trạng thái làm mát.
Bộ điều chỉnh kích từ không ảnh hưởng đến thành phân công suất tác dụng của dòng
điện máy phát. Vì thế bộ điều chỉnh Q=0 địch công suất phản kháng Q tới 0 để bảo vệ |
máy phát. ãctive power P
CApacitive qenerator Current limiter- inductive qenerator current limiter
~. Q=0Ôregulator NỘ NY N Z N “ N ; N Z ÌG N N Ñ _ reactive power Q 0 1
% Bộ giới hạn dòng điện kích từ cực đại: Bộ giới hạn dòng điện kích từ cực đại có 2 điểm đặt giếng nhau: I là giới hạn dòng
điện cường hành thoáng qua (dòng cường hành kích từ) và điểm đặt thứ 2 là chống lại sự quá nhiệt (vận hành liên tục ở chế độ cực đại).
Max. thermal field current — 1 Ề
Temperature inffuence —