5. Kết cấu luận văn
2.1.3.Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát
Trong quá trình truyền tải điện năng từ máy phát điện đến các hộ phụ tải trên đường dây dài thì vấn đề ổn định điện áp là rất quan trọng, để ổn định được điện áp chúng ta phải điều chỉnh dòng kích từ của máy điện.
Để tự động điều chỉnh dòng kích từ của máy phát điện đồng bộ, người ta sử dụng hệ thống tự động điều chỉnh kích từ có bộ phận điều khiển chính là thiết bị tự động điều chỉnh điện áp AVR. Thiết bị này có nhiệm vụ giữ cho điện áp đầu cực máy phát là không đổi (với độ chính xác nào đó) khi phụ tải thay đổi, nhằm nâng cao giới hạn truyền tải công suất của máy phát vào hệ thống điện (HTĐ). Đặc biệt khi máy phát được nối với hệ thống lưới qua đường dây dài, những yêu cầu chung với hệ thống tự động điều chỉnh kích từ là:
− Hệ thống phải đảm bảo ổn định tĩnh và nâng cao tính ổn định động.
− Hệ thống cần có chế độ kích thích cưỡng bức, khi máy làm việc ở chế độ sự cố (như ngắn mạch trong lưới)… thì chỉ có bộ phận kích thích cưỡng bức làm việc là chủ yếu. Bộ phận này cho phép duy trì điện áp của lưới, thông qua đó tạo điều kiện giải quyết sự cố và giữ ổn định cho hệ thống.
Hiệu quả thực hiện các nhiệm vụ trên phụ thuộc vào đặc trưng và thông số của hệ thống kích từ, cũng như kết cấu của thiết bị AVR.
Để cung cấp một cách tin cậy dòng điện một chiều cho cuộn dây kích từ của máy phát điện đồng bộ, cần phải có hệ thống kích từ của máy phát điện đồng bộ với công suất định mức đủ lớn. Thông thường đòi hỏi công suất định mức của hệ thống kích từ bằng (0.2 ÷ 0.6)% công suất định mức của máy phát điện, việc tạo ra các hệ thống kích từ có công suất lớn như vậy thường gặp nhiều khó khăn. Vì công suất chế tạo các máy phát điện một chiều mà lớn sẽ khiến bộ phận này làm việc kém tin cậy và mau hỏng do tia lửa điện phát sinh, còn với các hệ thống kích từ dùng máy phát điện động cơ xoay chiều và chỉnh lưu thì có ưu điểm nổi trội hơn. Ngày nay người ta đang áp dụng phổ biến hệ thống kích từ tĩnh, dùng bộ chỉnh lưu có điều khiển.
Ngoài công suất định mức và điện áp định mức, hệ thống kích từ còn được đặc trưng bởi hai thông số quan trọng khác là điện áp kích từ giới hạn (Ufgh) và hằng số thời gian (Te).
Điện áp kích từ giới hạn là điện áp kích từ lớn nhất có thể tạo ra được của hệ thống kích từ, giá trị điện áp này càng lớn thì phạm vi điều chỉnh dòng kích từ càng rộng và càng có khả năng điều chỉnh nhanh. Đối với máy phát điện tuabin hơi thường có Ufgh≥ 2Ufđm. Trong nhiều trường hợp, để đáp ứng các yêu cầu đảm bảo ổn định hệ thống người ta chế tạo Ufgh = (3÷4) Ufđm. Tuy nhiên, Ufgh giới hạn càng cao đòi hỏi hệ thống kích từ phải có khả năng cách điện càng cao.
Hằng số thời gian Teđặc trưng cho tốc độ thay đổi dòng kích từ, Te được xác định bởi quán tính điện từ của các cuộn dây điện cảm. Te có trị số càng nhỏ thì tốc độ điều
chỉnh kích từ càng nhanh, đặc trưng cho tính tác động nhanh của hệ thống kích từ bằng tốc độ điện áp kích từ khi có kích thích cưỡng bức.