b) Sơ đồ thay thế lý tưởng
1.4. Bộ ổn định HTĐ PSS
Nhiệm vụ của PSS là ƣớc lƣợng dao động ( )t gửi tín hiệu điện áp VPSS tác động lên mạch kích từ để tạo ra một thành phần mơ men điện từ dập dao động đó. Thay vì phải đo trực tiếp góc tải, ngƣời ta thƣờng đo biến thiên tốc độ rotor ( )t
và/hoặc công suất điện máy phát ( )P te đẳng trị với ( )t rồi lấy hai tín hiệu đó để làm đầu vào cho PSS.
Để cải thiện sự tắt dần các dao động, PSS phải tạo ra thành phần mô men điện cùng pha với sai lệch tốc độ rotor . Hơn nữa, PSS phải có mạch bù pha thích hợp để bù vào sự trễ pha giữa đầu vào kích từ và đầu ra mơ men điện từ.
Theo chuẩn IEEE 421.5–2005 [27], PSS chia ra: PSS1A đây là loại có một đầu vào nhƣ sai lệch tốc độ , sai lệch tần số f , công suất điện Pe; PSS đầu vào kép, thƣờng là sai lệch tốc độ và công suất điện Pe (PSS2A, PSS2B, PSS3B và PSS4B).
Hình 1.12 là sơ đồ khối cơ bản của một PSS sử dụng trong HTĐ. Nó bao gồm khâu lọc washout, khâu bù lead-lag, khâu lọc xoắn và khâu giới hạn. Cấu trúc cơ bản của một loại PSS dựa trên tín hiệu tốc độ thƣờng gồm có:
Đo tốc độ đầu trục bằng cách dùng một cực từ và cách bố trí bánh răng. Chuyển đổi tốc độ đo đƣợc sang dạng điện áp một chiều tỉ lệ với tốc độ.
Khâu lọc thơng cao để loại bỏ mức tốc độ trung bình, điều này đảm bảo rằng PSS chỉ phản ứng với những thay đổi trong tốc độ mà không thay đổi điện áp đặt đầu cực máy phát.
Áp dụng vƣợt pha để tạo ra tín hiệu bù chậm pha trong mạch vòng điều khiển điện áp.
Điều chỉnh hệ số khuếch đại của tín hiệu cuối cùng đƣa đến đầu vào AVR.
w w 1 sT sT Khâu lọc ( ) FILT s
Khâu lọc xoắn Khâu giới hạn
Hình 1.12. Cấu trúc cơ bản của PSS
( )
T s
Khâu bù
Cấu trúc của PSS kép với hai đầu phản hồi [8], [27], [32] sẽ đƣợc phân tích chi tiết ở chƣơng 3. Tựu chung của tất cả các PSS hiện đang sử dụng là có cấu trúc cứng với những tham số đƣợc chọn tự do và thƣờng không nhất quán. Mỗi hãng sản xuất có một luận điểm riêng khá phức tạp về việc chọn những tham số này.