Hình 1.8 Sơ đồ mơ phỏng nguyên lý điều khiển dịng điện
34
- Từ kết quả mơ phỏng trên ta thấy:
+ Khi gĩc mở của xung điều khiển thyristor càng nhỏ ( xung màu xanh đậm
trên Hình 1.9) thì giá trị điện áp và dịng điện một chiều sau chỉnh lưu càng bé (đồ thị điện áp và dịng điện màu xanh đậm trên Hình 1.9).
+ Khi gĩc mở của xung điều khiển thyristor càng lớn ( xung màu xanh lá cây
trên Hình 1.9) thì giá trị điện áp và dịng điện một chiều sau chỉnh lưu càng
lớn (đồ thị điện áp và dịng điện màu xanh lá cây trên Hình 1.9).
35
+ Khi chỉnh lưu khơng điều khiển thì giá trị điện áp và dịng điện một chiều
sau chỉnh lưu là lớn nhất (đồ thị điện áp và dịng điện màu đỏ cây trên Hình
1.9).
Như vậy kết quả mơ phỏng đã chứng minh được những phân tích về nguyên lý làm việc của sơ đồ Hình 1.4.- Điện áp hình sin tỷ lệ với điện áp máy được
đưa tới ngõ vào của bộ điều chỉnh điện áp BKH –7 (các điểm 1 và 3 trên hình
1.7). Các tụ C3, C5, C6 qua các mạch tương ứng sẽ được nạp điện nhờ bán kỳ
dương của điện áp vào. Tụ điện C5 lúc bắt đầu chế độ nạp sẽ nạp điện qua
diode D4, sau đĩ theo tín hiệu của mạch đồng bộ sẽ nạp điện qua bộ lặp
emintor T2, bộ lặp này đấu theo sơ đồ nguồn dịng và ổn định.
- Tín hiệu của mạch đồng bộ nạp điện cho tụ điện C5 từ nguồn dịng được đưa vào cực gốc (base) của bộ lặp emitor T2 vào thời điểm tranzitor T5 chuyển từ
trạng thái khĩa sang trạng thái thơng, tức là thời điểm trên cực anode của
thyristor T7 xuất hiện điện thế dương. Trong giai đoạn này, diode D9 bị khĩa,
giữa các điểm 36-1 xuất hiện các xung điện thế dương và trên diode ổn áp
D10 sẽ cĩ một điện áp vượt quá ngưỡng điện áp ngược của diode ổn áp D10
và cĩ xung điều khiển đưa đến cực điều khiển của thyristor D11 qua diode ổn
áp D10 và diode D17 làm cho thyristor D11 sẽ thơng, tụ điện C6 được xả
thơng qua thyristor D11, tức là cĩ xung điện áp đi qua cuộn sơ cấp của biến áp xung TR3 dẫn tới cĩ xung đầu ra tại cuộn thứ cấp của biến áp xung TR3 qua diode D14 cấp cho cực điều khiển của thyristor lực T7.
- Khi cĩ điện thế âm trên anode của thyristor lực T7, diode D9 mở, điện áp
U48-1 trở nên thấp hơn nhiều so với ngưỡng tác động của diode ổn áp D10, sẽ khơng cĩ tín hiệu mở thyristor D11 nên thyristor lực T7 khơng được mở.
36
- Khi nạp bằng dịng điện nạp của bộ lặp emitor, điện áp trên tụ C5 thay đổi
tuyến tính theo thời gian. Khi tranzitor T5 thơng dẫn tới tranzitor T2 thơng dịng điện qua emitor T2 được tính theo cơng thức:
13 50 _ 16 R U U IE BE − =
Dịng điện này tỷ lệ với dịng điện colector, dịng điện colector lại chính là
dịng nạp tụ C5. Sự thay đổi của dịng điện nạp này nĩi lên đặc tính nạp của tụ
C5. Khi thay đổi giá trị điện áp trong mạch base của transistor T2 (điện thế
điều khiển của bộ lặp emiter), ta cĩ thể thay đổi hệ số khuyếch đại của mạch
bằng cách thay đổi thời gian nạp cho tụ C5. Việc giảm điện áp trên biến trở
R12 của base transistor T2 sẽ làm tăng thời gian nạp cho tụ C5 (tức tăng hệ số khuyếch đại). Điện áp trên tụ C5 được so sánh với điện áp chuẩn trên diode ổn áp D6. Giá trị khác biệt giữa các tín hiệu này tác động lên triger đo lường, khi
độ sai lệch điện áp đủ lớn thì trazitor T3 thơng, dẫn tới trazitor T4 cũng thơng
.
- Khi điện áp máy phát tăng (ví dụ như thay đổi tải), điện áp vào của bộ điều
chỉnh cũng tăng ( qua máy biến áp TPR). Điều này làm tăng tốc độ gia tăng
điện áp trên tụ C5 và rút ngắn thời gian nạp của nĩ dẫn đến xung điều khiển
tới thyristor lực T7 sớm hơn, làm giảm gĩc mở cho thyristor lực T7, làm giảm
điện áp ra của bộ chỉnh lưu lực BCV tức là làm giảm dịng kích từ, như vậy
làm cho điện áp máy phát phục hồi về giá trị đã định.
- Đặt trước gĩc mở cho thyristor T7 để cĩ một giá điện áp cố định cho máy
phát điện ta điều chỉnh gĩc mở cho thyristor D11 tức là điều chỉnh điện áp nạp cho tụ C5. Biến trở R1 dùng để chỉnh thơ (± 95%) giá trị điện áp nạp cho tụ C5, biến trở R5 dùng để chỉnh tinh (± 5%) giá trị điện áp nạp cho tụ C5. Như
vậy muốn điều chỉnh gĩc mở cho thyristor T7 (tức là điều chỉnh điện áp cho
37
máy phát điện) ta phối hợp điều chỉnh 2 biến trở R1 & R5. Những việc điều chỉnh này đang phải thực hiện bằng tay bởi con người, đây là nhược điểm rất lớn cuả BKH-7.
- Để xả cưỡng bức tụ C5 vào cuối mỗi chu kỳ đo ta sử dụng mạch xả. Lúc bắt
đầu bán kỳ dương điện áp cần kiểm tra thì tụ C4 được nạp. Tụ C4 được nạp đến một ngưỡng nào đĩ thì điện áp U39-1 lớn hơn ngưỡng mở củatransistor
T1 nên transistor T1 sẽ thơng và xả tụ C5 qua biến trở R27. Diode ổn áp D1
giới hạn điện áp đưa đến mạch xả. Khi dịng điện qua tụ C4 vừa bằng 0,
transistor T1 khố lại. Việc xả tụ C4 xảy ra tại thời điểm bán ký âm của điện áp vào vừa xuất hiện.
- Mạch làm việc song song của bộ điều chỉnh điện áp BKH-7 bảo đảm các chế
độ làm việc của máy phát điện như sau:
+ Chế độ làm việc độc lập của máy phát điện.
+ Chế độ làm việc song song của máy phát điện với máy phát điện khác hoặc với lưới.
+ Chế độ làm việc song song của máy phát điện với các máy phát điện khác cĩ cùng hệ thống kích từ, chúng liên kết cân bằng với nhau theo các cuộn dây của các máy biến áp TPR.
- Trong mạch TPR diễn ra q trình cộng điện từ các tín hiệu điện áp và dịng
điện của máy phát , Điện áp trên cuộn dây H3 – K3 là tín hiệu từ mạch dịng điện và điện áp trên cuộn dây H’3 – K’3 tín hiệu từ mạch điện áp.
- Các cuộn dây cân bằng H1 – K1 được đấu với các cuộn dây tương tự tại các
bộ điều chỉnh điện áp BKH - 7 của các máy phát điện khác khi chúng làm việc
38
chúng làm việc song song với nhau. Các liên kết cân bằng đấu vào các đầu 6
và 7.
- Khi các máy phát điện làm việc song song với nhau, các cuộn dây H1 – K1
được nối kết với nhau bởi các liên kết cân bằng, các cuộn dây này nằm trên
cùng một gơng từ của máy biến áp TPR của các máy phát làm việc song song. Nếu cơng suất phản kháng phân bố đồng đều giữa các máy phát đang làm việc song song thì sẽ khơng cĩ dịng điện đi qua các liên kết cân bằng.
- Khi cĩ sự phân bố khơng đồng đều phụ tải phản kháng giữa các máy phát
điện đang làm việc song song với nhau, làm xuất hiện dịng điện cân bằng
chạy qua mạch liên kết cân bằng. Điều này dẫn tới điện áp ở đầu vào của bộ
điều chỉnh điện áp BKH – 7 của máy phát điện đang cĩ dịng điện phản kháng
lớn sẽ tăng lên, cịn điện áp ở đầu vào của bộ điều chỉnh điện áp BKH – 7 của máy phát cĩ dịng điện phản kháng thấp hơn sẽ giảm xuống. Điều này dẫn đến sự thay đổi tương ứng các dịng kích từ của các máy phát điện và san đều phụ tải phản kháng giữa các máy phát điện đang làm việc song song với nhau.
- Việc chọn các chế độ làm việc của bộ điều chỉnh điện áp BKH – 7 của các
máy phát điện được thực hiện bằng cách thay đổi vị trí cơng tắc chuyển đổi
39
1.2.4 Thiết bị điều chỉnh và phân phối cơng suất tác dụng УРМ – 35.
Nguyên lý làm việc của thiết bị điều chỉnh và phân phối cơng suất tác dụng
УРМ – 35 được thể hiện trên Hình 1.10, hình dáng thực tế bên ngồi của УРМ – 35 được thể hiện trên Hình 1.11.
Hình H 1.10 Sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị УРМ – 35
Máy phát điện Cảm biến cơng suất tác dụng CT Blốc cấp nguồn cho động cơ điều tốc Cơ cấu
điều tốc Động cơ điều tốc
Nguồn nuơi 127V – 50 Hz + _ CB ĐỘNG CƠ SƠ CẤP (diesel) УРМ – 35
40
Thiết bị УРМ – 35 cĩ cấu tạo gồm hai phần chính là cảm biến cơng suất tác
dụng và Blốc cấp nguồn cho động cơ điều tốc cĩ nguyên lý hoạt động như
sau:
- Khối cảm biến cơng suất tác dụng biến đổi từ tín hiệu cơng suất tác dụng
đầu ra của máy phát điện thành tín hiệu điện áp một chiều cĩ biên độ + 50V đến –50V để chuyển tới Blốc cấp nguồn cho động cơ điều tốc. Khi cơng suất
tác dụng của tải tăng lên thì dịng điện tác dụng cĩ chiều từ máy phát điện ra lưới cũng tăng lên dẫn tới tín hiệu một chiều tại đầu ra của khối cảm biến cơng suất tác dụng tăng lên. Ngược lại, khi cơng suất tác dụng của tải giảm xuống thì dịng điện tác dụng cĩ chiều từ máy phát điện ra lưới cũng giảm xuống dẫn
tới tín hiệu một chiều tại đầu ra của khối cảm biến cơng suất tác dụng giảm
xuống.
41
- Khi tín hiệu một chiều tại đầu ra của khối cảm biến cơng suất tác dụng tăng lên, tức là tín hiệu đầu vào của blốc cấp nguồn cho động cơ điều tốc tăng lên dẫn tới tín hiệu dịng điện một chiều của đầu ra của blốc cấp nguồn cho động cơ điều tốc cĩ chiều đi từ cực dương (+) qua động cơ điều tốc về cực chung.
Dịng điện một chiều này làm cho động cơ điều tốc quay thuận, mở thêm van cấp nhiên liệu cho các xi-lanh của động cơ sơ cấp diesel dẫn tới dịng nhiên
liệu đi vào động cơ sơ cấp quay máy phát điện tăng lên, làm tăng mơ men
quay của động cơ sơ cấp, tức là tăng cơng suất tác dụng phát lên lưới của máy phát điện (theo cơng thức P = M.ω với P - cơng suất tác dụng; M - mơ men quay; ω - tốc độ gĩc máy phát).
- Khi tín hiệu một chiều tại đầu ra của khối cảm biến cơng suất tác dụng giảm
xuống, tức là tín hiệu đầu vào của blốc cấp nguồn cho động cơ điều tốc cũng
giảm theo dẫn tới tín hiệu dịng điện một chiều của đầu ra của blốc cấp nguồn cho động cơ điều tốc cĩ chiều đi từ cực chung qua động cơ điều tốc về cực âm ( - ). Dịng điện một chiều này làm cho động cơ điều tốc quay ngược, đĩng bớt
van cấp nhiên liệu cho các xi-lanh của động cơ sơ cấp diesel dẫn tới dịng
nhiên liệu đi vào động cơ sơ cấp quay máy phát điện giảm xuống, làm giảm
mơ men quay của động cơ sơ cấp, tức là làm giảm cơng suất tác dụng phát lên lưới của máy phát điện.
- Động cơ điều tốc là động cơ điện một chiều, kích từ độc lập kiểu Д - 25 Г do Liên xơ cũ sản xuất cĩ điện áp làm việc là 24 Vdc.
- Cơ cấu điều chỉnh tốc độ là hợp bộ cơ khí thước thanh răng kiểu OPH – 50 do Liên xơ cũ sản xuất.
- Động cơ sơ cấp Diesel là loại 8 ЧН 25/34 do Liên xơ cũ sản xuất cĩ các
42
+ Cơng suất định mức của tổ máy : 500 KW. + Tốc độ định mức : 500 v/phút. + Số xilanh : 8 chiếc. + Cơng suất lớn nhất của tổ máy : 550 KW.
CHƯƠNG 2