Hệ thống điều khiển và điều chỉnh gồm cú cú 2 bộ điều chỉnh kớch từ bộ vi xử lý độc lập AVR1 và AVR2, một trong 2 bộ ở chế độ làm việc, bộ cũn lại ở chế độ dự phũng.
Điều chỉnh điện ỏp được thực hiện bởi quy luật PID với hệ số khuếch đại cao bởi sự quan tõm tới độ lệch điện ỏp trong dải tần số thấp và với độ lệch bị giảm trong dải tần số cỏc dao động điện cơ.
Khi lệnh đến cỏc giới hạn của ổn định tĩnh và ổn định động, để cải thiện độ rung của cỏc dao động dạng cột – nguy hiểm, nguyờn lý điều chỉnh được bổ sung đến mức ổn định động trờn cơ sở phỏt sinh từ tần số và sự thay đổi tần số, đo cụng suất tỏc dụng dũng điện rotor bắt nguồn từ hệ thống ổn định PSS, hệ thống ổn định được đúng cắt tự động tại thời điểm mỏy phỏt nối vào lưới.
Khi mỏy phỏt điện vận hành khụng tải sự điều chỉnh toàn bộ tương ứng sảy ra. Ngoài ra, chế độ điều chỉnh bằng tay dũng điện kớch từ cũng được cung cấp. thay đổi bắt đầu điều chỉnh bằng tay bởi lệnh của nhõn viờn vận hành hoặc tự động trong trường hợp hư hỏng một phần của bộ điều chỉnh, khi bộ điều chỉnh khụng làm việc được.
Mỗi bộ điều chỉnh gồm cú hệ thống điều khiển PI. Cỏc bộ điều chỉnh sinh ra cỏc xung để điều khiển cỏc thyristor và điều khiển pha của chỳng để phự hợp với cỏc tớn hiệu tương tự và rời rạc ở cỏc đầu vào cỏc bộ điều chỉnh.
Cỏc xung từ đầu ra AVR2 đến ngăn của cỏc bộ điều chỉnh đầu ra AG7, ở đú tần số được làm đầy và khuếch đại sảy ra, khi đú chỳng gửi đến cỏc thiết bị đầu ra UZ của cỏc bộ chuyển đổi thyristor.
AVR1 điều khiển cỏc thyristor của cỏc cầu chỉnh lưu AM1, AM2, AM3 và AVR2 điều khiển cỏc thyristor của cỏc cầu chỉnh lưu AM4, AM5, AM6 tại đú.
Điện ỏp mỏy phỏt được truyền tới AVR1 từ mỏy biến điện ỏp qua aptomat tự động F03 và tới AVR2 từ mỏy biến điện ỏp qua aptomat tự động F04. Dũng điện pha B mỏy phỏt điện được cấp tới AVR1 và AVR2 từ cỏc mỏy biến dũng riờng biệt.
Điện ỏp lưới được cấp tới AVR1 từ mỏy biến ỏp qua aptomat tự động F09 tới AVR2 từ mỏy biến ỏp qua aptomat tự động F10.
Như vậy, hệ thống kớch từ cú 2 kờnh được điều chỉnh kờnh 1 và kờnh 2. Kờnh 1 gồm cú AVR1, ngăn của thiết bị đầu ra AG6, cỏc cầu chỉnh lưu AM1, AM2, AM3 với hệ thống làm mỏt và thiết bị cung cấp điện, truyền cỏc tớn hiệu đầu vào và giỏm sỏt hoạt động.
Kờnh 2 gồm cú AVR2, ngăn của thiết bị điều khiển đầu ra AG7, cỏc cầu chỉnh lưu AM4, AM5, AM6 với hệ thống làm mỏt và thiết bị cung cấp điện, truyền tớn hiệu đầu vào và giỏm sỏt hoạt động.
Mỗi kờnh điều chỉnh cú hệ thống cấp điện độc lập của chớnh nú, hệ thống này được trang bị 2 nguồn: Điện ỏp 400V, 50Hz ( cấp nguồn điện chớnh ), điện ỏp 220V từ ắc quy ( cấp nguồn điện dự phũng ).
Cung cấp điện ỏp được cung cấp từ PS qua aptomat tự động: SF13 (400V, 50Hz ), SF14( 220V ) cho kờnh 1, SF23( 400V, 50HZ ), SF24( 220V ) cho kờnh 2.
Tại thời điểm cung cấp điện AVR1 cần phải được hoạt động cho sự điều chỉnh điện ỏp mỏy phỏt. AVR2 trong trạng thỏi dự phũng núng.
Nếu nguồn điện được cấp khụng cựng một lỳc, mà bộ điều chỉnh đú cần phải đưa vào hoạt động, sự hoạt động này với nguồn điện được cung cấp đầu tiờn.
Chuyển sang chế độ dự phũng được thực hiện tự động, nếu sự cố kờnh đang làm việc, hoặc được thực hiện bằng tay do lệnh của nhõn viờn vận hành.
Chuyển đổi bằng tay từ kờnh sang kờnh bị cấm, nếu:
- Sự cố kờnh dự phũng hoặc khụng cú nguồn cấp điện dự phũng = 220V.
- Những hư hỏng trong giao diện CAN được sử dụng cho sự trao đổi thụng tin giữa AVR của kờnh chớnh và kờnh dự phũng.
- Điều khiển cỏc chế độ vận hành của hệ thống kớch từ cú thể được thực hiện từ CCR hoặc bàn điều khiển tại chỗ AG2. Khi điều khiển từ xa cỏc tớn hiệu điều khiển tại chỗ bị chặn lại và ngược lại.
AVR dự phũng hoạt động trong chế độ theo dừi ( đảm bảo cho sự ổn định cỏc tham số kớch từ khi chuyển đổi kờnh ), cỏc bộ giỏm sỏt khả năng làm việc của bộ điều chỉnh làm việc, mỗi bộ thực hiện chương trỡnh kiểm tra tự động của chớnh nú.
Phần mềm cỏc bộ điều chỉnh gồm cú cỏc chương trỡnh cho phộp phõn tớch cỏc bộ truyền tớn hiệu rời rạc và số của cỏc tham số vận hành.
Dựa trờn cơ sở phõn tớch thụng tin này cảnh bỏo cỏc tớn hiệu. Cỏc tớn hiệu của một phần hoặc toàn bộ sự cố của bộ điều chỉnh được đưa ra. Trong trường hợp sự cố một phần chức năng điều khiển được nõng lờn tối đa tự động điều chỉnh dũng kớch từ ( điều chỉnh bằng tay ). Nếu kờnh dự phũng cú lệnh làm việc, nú cần phải đưa vào hoạt động. trong trường hợp hư hỏng toàn bộ chuyển đổi khụng điều kiện tới kờnh dự phũng sảy ra. Cựng lỳc đú thụng tin chuẩn đoỏn được phỏt ra, thụng tin đú làm đơn giản húa sự tỡm kiếm hư hỏng
Ngăn điều khiển của bộ chỉnh lưu làm việc AG3 để chuyển đổi cỏc tớn hiệu ở tại đầu vào của nú và truyền chỳng về bàn điều khiển AG2. Cỏc tớn hiệu này đến ngăn đầu vào:
- Cỏc xung điều khiển từ cỏc đầu ra của AVR1 và AVR2.
- Cỏc tớn hiệu xung từ cỏc mỏy biến ỏp khuếch đại cao tần của cỏc mạch RC.
- Từ cỏc bộ truyền dũng điện của cỏc cầu chỉnh lưu thyristor.
Nếu dóy xung ở tại cỏc đầu ra của AVR1, AVR2 nhiễu loạn hoặc nếu chỳng biến mất, cỏc tớn hiệu logic “FULSES 1 FAILURE” hoặc “FULSES2 FAILURE” lần lượt được phỏt ra.
Cỏc tớn hiệu xung lực của cỏc mỏy biến ỏp khuếch đại cao tần cỏc mạch RC được chuyển thành cỏc tớn hiệu logic cú thể hoặc khụng cú dũng điện điều khiển của cỏc mạch RC gửi cỏc đầu vào rời rạc của bàn điều khiển bộ điều khiển AG2.
Cỏc tớn hiệu tương ứng với cỏc dũng điện pha của cỏc cầu thyristor được chuyển đổi thành điện ỏp một chiều, điện ỏp này tương ứng với cỏc giỏ trị dũng điện trung bỡnh của bàn điều khiển AG2, ở đú chỳng được sử lý theo lệnh dũ tỡm cỏc hư hỏng trong hoạt động của thyristor.
Bảng điều khiển AG2 dựng để điều khiển kớch từ mỏy phỏt tại chỗ và giỏm sỏt trạng thỏi hệ thống kớch từ. Bảng điều khiển được trang bị cựng với:
Cỏc phần tử để điều khiển tại chỗ:
- Cụng tắc chuyển mạch “LOCAL – REMOTE”- để lựa chọn chế độ điều khiển hệ thống kớch từ.
- Cụng tắc chuyển mạch tự tỏi lập : Excitation ON-Excitation OFF” để kớch từ ban đầu cho mỏy phỏt điện (“Excitation ON”) và diệt từ mỏy phỏt bằng sự đảo ngược chỉnh lưu thyristor (“Excitation OFF”).
- Cụng tắc chuyển mạch tự tỏi lập “ AUTO – MAN ” để chuyển mạch đến AVR hoặc điều chỉnh bằng tay dũng kớch từ.
- Cụng tắc chuyển mạch tự tỏi lập “ Channel 1 – Channel 2” để lực chọn kờnh làm việc.
- Cụng tắc chuyển mạch tự tỏi lập “ AVR – P.F ” để bộ điều chỉnh cosφ hoặc bộ điều chỉnh cụng suất phản khỏng mỏy phỏt điện hoạt động.
- Cụng tắc chuyển mạch tự tỏi lập “ Raise – Lower” để đặt bộ điều chỉnh hoạt động điều chỉnh.
Tớn hiệu LED:
“ Excitation ON” Chỉnh lưu thyristor trong chế độ chỉnh lưu “ Excitation OFF” Chỉnh lưu ở chế độ đảo
“Channel 1” Kờnh 1 vận hành
“Channel 2” Kờnh 2 vận hành
“AUTO” Bộ điều chỉnh tự động đúng
“MAN” Bộ điều chỉnh bằng tay đúng
“VAR” Bộ điều chỉnh cụng suất phản khỏng mỏy phỏt điện đúng
“P.F” Bộ điều chỉnh cosφ đúng
“Set point MIN” Điểm đặt bộ điều chỉnh hoạt động đó đạt đến giỏ trị cực tiểu của nú
“Set point MAX” Điểm đặt bộ điều chỉnh hoạt động đó đạt đến giỏ trị cực đại của nú
“Local” Điều chỉnh tại chỗ hoạt động
“remote” Điều chỉnh từ xa hệ thống kớch từ đúng “Channel 1 failure” Hư hỏng chức năng kờnh 1
“Channel 2 failure” Hư hỏng chức năng kờnh 2
“Excitation failure” Tớn hiệu từ bộ điều khiển chỉ bỏo bất kỳ sự hư hỏng nào trong hệ thống kớch từ
Bảng 3-1: Tớn hiệu đốn hệ thống điều khiển.
Bộ điều khiển và bàn điều khiển:
Màn hỡnh điều khiển được lắp trờn bảng giao diện của bàn điều khiển. Cỏc chức năng của bộ điều khiển là:
- Điều khiển điện dẫn suất của thyristor.
- Đo sự phõn bố dũng của cỏc thyristor.
- Kiểm tra tớnh sẵn sàng của cỏc cầu chỡ nguồn điện.
- Kiểm tra tớnh sẵn sàng của cỏc mạch bảo vệ RC.
- Điều khiển hệ thống làm mỏt.
- Kiểm tra trạng thỏi của thiết bị hệ thống kớch từ.
- Hiển thị dũng thụng tin về trạng thỏi hệ thống kớch từ: Tất cả cỏc tham số được phõn tớch, cỏc hư hỏng và nguyờn nhõn của chỳng, cỏc tớn hiệu đầu vào và ra rời rạc của cỏc bộ điều chỉnh và bàn điều khiển.
- Lưu giữ cỏc dữ liệu sự kiện, cỏc sự kiện được lưu giữ sớm hơn và được nhớ trong nhật ký cỏc sự kiện.
- Đặt cỏc bộ điều chỉnh kờnh CRS bằng cỏch thay đổi cỏc điểm đặt và cỏc hằng số với sự trợ giỳp của bàn phớm và màn hỡnh.
- Phỏt ra cỏc tớn hiệu relay đầu ra chỉ bỏo cỏc hư hỏng trong hệ thống kớch từ.
- Cung cấp kết nối với hệ thống điều khiển tự động ICMS của nhà mỏy điện cựng với sự trợ giỳp của giao diện liờn tục.
Cỏc lệnh dưới đõy đến từ CCR tới CRS:
“ Excitation Enable” Khởi động hệ thống kớch từ cho phộp “ Unit Sotpping” Lệnh để thực hiện ngừng chương trỡnh “ Excitation ON” Lệnh để thực hiện chương trỡnh mồi từ “ Excitation OFF” Lệnh cho bộ chỉnh lưu thyristor chuyển
sang chế độ đảo
“Switch on channel 1” Kờnh 1 được lựa chọn “Switch on channel 2” Kờnh 2 được lựa chọn
“ Excitation auto control” Chuyển sang điều chỉnh điện ỏp tự động “ Excitation manual control” Chuyển sang điều chỉnh bằng tay dũng điện
kớch từ “Excitation mode cosφ
regulator”
Khởi động bộ ổn định cosφ khi điều chỉnh điện ỏp tự động
“Excitation mode Q regulator” Khởi động bộ điều chỉnh cụng suất phản khỏng khi bộ điều chỉnh điện ỏp tự động đó bật
system stabilizer bộ tự động điều chỉnh điện ỏp đó bật
“ Q → O” Mỏy phỏt điện cắt tải cụng suất phản khỏng như là bộ tự động điều chỉnh điện ỏp đó bật “Ug↔Ubar” Điều chỉnh điện ỏp mỏy phỏt điện bằng
điện ỏp lưới “Excitation set point raise ” Điểm đặt cao hơn “Excitation set point lower” Điểm đặt thấp hơn “Signalling reset” Gải trừ tớn hiệu hệ thống
“Tuarbine protection tripped” Cỏc tỏc động của bảo vệ tuabin
Bảng 3-2: Cỏc lệnh từ điều khiển trung tõm đến bàn điều khiển.
CRS gửi cỏc tớn hiệu được liệt kờ dưới đõy tới CCR: “Channel 1 ready” Kờnh 1 sẵn sàng hoạt động “Channel 2 ready” Kờnh 2 sẵn sàng hoạt động “Excitation ON” Mỏy phỏt điện được kớch tự “Excitation OFF” Mỏy phỏt điện được ngắt kớch từ “Channel 1 in operation” Kờnh 1 đó hoạt động
“Channel 2 in operation” Kờnh 2 đó hoạt động “Automatic voltage regulator
in operation”
Bộ điều chỉnh tự động đó hoạt động
“Manual regulator in operation”
Bộ điều chỉnh bằng tay dũng điện kớch từ đó hoạt động
“Q regulator in operation” Bộ điều chỉnh cụng suất phản khỏng đó hoạt động
“ Q → O” Tớn hiệu chỉ bỏo hoàn thành giảm tải mỏy phỏt với sự quan tõm đến cụng suất tỏc dụng “Ug↔Ubar” Điều chỉnh điện ỏp mỏy phỏt bằng điện ỏp
lưới đó hoàn thành
“Setting MAX” Điểm điểm đặt của bộ điều chỉnh làm việc đó đạt đến giỏ trị cực đại
“Setting MIN” Điểm điểm đặt của bộ điều chỉnh làm việc đó đạt đến giỏ trị cực tiểu
“Relay 1↔2” Sẵn sàng cho chuyển đổi kờnh
“Rotor or stator overcurrent” Cỏc giỏ trị dũng điện rotor hoặc stator vượt quỏ gỏi trị danh định
“Rotor overcurrent limiter is in operation”
Bộ giới hạn dũng rotor đó hoạt động
“stator overcurrent limiter is in operation”
Bộ giới hạn dũng stator đó hoạt động
“RSS is in operation” Bộ giới hạn quỏ dũng điện rotor đó hoạt động
“Minimum excitation limiter is in operation”
Bộ giới hạn kớch tự cực tiểu đó hoạt động
“Local control” Điều khiển hệ thống kớch từ bảng AG2 đến CRS
“Rotor insulation deterioration (1-st stage)”
Tớn hiệu cảnh bỏo cấp 1 từ AK1
“Excitation system failure” Sự cố hệ thống kớch từ “Protection switching OFF” Ngắt bởi cỏc cơ cấu bảo vệ “Emergency signal” Tớn hiệu khẩn cấp
“Warning signal TE” Tớn hiệu cảnh bỏo quỏ nhiệt độ mỏy biến ỏp kớch từ
“Generator field circuit- bracker is closed”
Mỏy cắt diệt từ đó tỏc động
“rotor overload (1-st stage)” Quỏ tải cấp 1 rotor “Generator field circuit-
bracker is open”
Mỏy cắt diệt từ đó cắt
“Rotor shunting by risitor by KM-1”
Rotor được phõn dũng bằng KM-1
Bảng 3-3: Tớn hiệu từ bàn điều khiển tới phũng trung tõm điều khiển.
3.2.4. Giới thiệu về mạch điều khiển thyristor
3.2.4.1. Cấu tạo và nguyờn lý hoạt động của mạch động lực .
Đõy là bộ chỉnh lưu cầu ba pha hai nửa chu kỡ với hai nhúm: T1,T3, T5
hỡnh thành nhúm catốt nối chung; cũn T2, T4, T6 là nhúm anốt nối chung. Gúc mở được tớnh từ thời điểm cỏc thyristor dẫn tự nhiờn.
Hoạt động của sơ đồ;
Giả thiết T5, T6 đang dẫn nờn VD= uc, VG= ub. Tại
6
1
t cho xung điều khiển mở T1. Tiristor này sẽ mở vỡ ua >0. Sự mở của T1 làm cho T3 bị khoỏ một cỏch tự nhiờn vỡ ua > uc , lỳc này T6 và T dẫn, điện ỏp trờn tải là: u = u = u - u .
Tại
6 3 2
t cho xung mồi để mở T2. Tiristor này sẽ mở khi vỡ khi T6 dẫn cú điện ỏp ub lờn anốt của T2 mà ub > uc. Sự mở của T2 làm cho T6 bị khoỏ một cỏch tự nhiờn.
Cỏc xung điều khiển lệch nhau 3
lần lượt đưa đến cỏc cực điều khiển theo thứ tự như sau:
Thời điểm Mở Khoỏ
6 T1 T5 6 3 T2 T6 6 5 T3 T1 6 7 T4 T2 6 9 T5 T3 6 11 T6 T4
Bảng 3-4: Thời gian khoỏ và mở cỏc thyristor.
Điện ỏp trung bỡnh trờn tải được tớnh theo cụng thức:
cos 6 3 sin 2 6 m ax . 6 5 6 N ù m L D U U td t U U (3.4) cos 1.35 cos 3 max .f f f f U U (3.5)
Trong đú: U f.Nm ax là điện ỏp pha cực đại
Đồng bộ và tạo áp răng c-a So sánh Khuếch đại và tạo xung U U .
Hỡnh 3-10: Sơ đồ hoạt động khi gúc mở α = 300
. 3.2.4.2. Cấu tạo và nguyờn lý hoạt động mạch điều khiển.
Mạch điều khiển của bộ chỉnh lưu cú ba khõu được mụ tả khỏi quỏt trong sơ đồ khối như sau:
t1 t2 t3 t4 t X2 X3 1 2 2 3 3 4 Ud A B C A U f IT1 0 IT2 IT3 ID1 ID2 ID3 t t t t t t t Id
A B T C R2 R3 D1 R1
- Khõu tạo điện ỏp chuẩn cú nhiệm vụ tạo điện ỏp răng cưa trựng pha với ỏp anốt của Tiristor.
- Khõu so sỏnh : đầu vào cú hai tớnh hiệu là ỏp điều khiển và ỏp răng cưa, cú nhiệm vụ xỏc định hai ỏp bằng nhau, tại thời điểm đú phỏt xung điều khiển mở Tiristor.
- Khõu khuếch đại và tạo xung cú nhiệm vụ khuếch đại cụng suất và độ rộng xung thớch hợp để mở Tiristor.
a) Khõu đồng bộ và tạo điện ỏp răng cưa.