CHƯƠNG 4 : MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ
4.5. Sự làm việc song song của máy phát điện đồng bộ
4.5.1. Khái niệm
Để đảm bảo quá trình cung cấp được liên tục nguồn năng lượng cũng như nâng cao cơng suất của nguồn, người ta phải cho các máy phát điện trong một nhà máy, cũng như tất cả máy phát điện của nhà máy khác làm việc song song, cùng cung cấp năng lượng điện cho một nguồn điện (hệ thống điện lực chung).
Khi ghép một máy phát điện đồng bộ làm việc song song trong một hệ thống điện lực hoặc với một máy phát điện đồng bộ khác, để tránh dịng điện xung và các mơmen điện từ cĩ trị số rất lớn cĩ thể sinh ra sự cố làm hỏng máy và các thiết bị điện khác, gây rối loạn trong hệ thống điện lực thì trị số tức thời của điện áp máy phát điện và hệ thống điện lực phải luơn bằng nhau. Muốn vậy phải đảm bảo các điều kiện sau:
4.5.2. Điều kiện đấu song song các máy phát điện đồng bộ vào lưới (hồ đồng bộ các máy phát) máy phát)
Điện áp của máy phát điện là phải bằng nhau và phải bằng điện áp của lưới. UMP1 = UMP2 = Unguồn
Tần số của máy phát phát nguồn điện ra phải bằng tần số của lưới. fMP1 = fMP2 = fnguồn
Phải cùng thứ tự pha và đồng pha với nhau.
Điện áp tất cả các pha của máy sẽ đĩng mạch phải đối pha với điện áp các pha tương ứng của mạng hay của máy đang vận hành.
Ngồi các điều kiện trên, người vận hành cần phải thực hiện theo quy trình sau để đảm bảo an tồn khi vận hành song song:
+ Cho động cơ sơ cấp quay và điều chỉnh tốc độ của nĩ gần bằng tốc độ định mức. Sau đĩ cho kích từ máy phát điện và quan sát trị số trên vơn mét báo điện áp phát ra, rồi đình chỉnh điện áp của máy phát bằng điện áp lưới. Rồi quan sát tần số trên tần số kế, sao cho tần số của máy bằng tần số của lưới.
+ Muốn đảm bảo điều kiện thứ 3 đồng thời cân bằng hồn tồn tần số ta cĩ thể dùng đèn chỉ pha. Sau khi đã đạt được 3 yêu cầu trên cho phép đĩng các máy phát làm việc song song.
4.5.3. Các phương pháp hồ đồng bộ chính xác
Để ghép các máy phát điện làm việc song song với lưới điện bằng phương pháp hồ đồng bộ chính xác, cĩ thể dùng bộ hồ đồng bộ kiểu ánh sáng đèn hoặc bộ hồ đồng bộ kiểu điện từ.
* Hồ đồng bộ bằng bộ đồng bộ kiểu ánh sáng đèn
Phương pháp này thường dùng cho các máy phát điện đồng bộ cơng suất nhỏ và được thực hiện bằng kiểu nối “ tối” hoặc kiểu nối ánh sáng đèn “quay”.
+ Khi hồ đồng bộ theo kiểu nối “ tối” (Hình vẽ dưới) mỗi ngọn đèn 1,2,3 của bộ đồng bộ được nối giữa hai đầu tương ứng của cầu dao CD2 . Trong quá trình hồ đồng bộ thường phải điều chỉnh đồng thời điện áp UF và tần số fF của máy phát điện F2. Điện áp UF của máy phát điện được kiểm tra theo điều kiện UF = UL (trong đĩ UL là điện áp của lưới điện và cũng là điện áp của máy phát điện F1 đang làm việc) bằng vơn mét V cĩ cầu dao đổi nối. Tần số và thứ tự pha được kiểm tra bằng bộ đồng bộ với ba đèn 1,2 và 3. Khi tần số fF ≠ fL thì điện áp UF – UL đặt vào các đèn 1,2,3 sẽ cĩ tần số fF – fL. Nếu thứ tự pha của máy phát điện và của lưới điện giống nhau thì cả ba đèn sẽ lần lượt cùng tối và cùng sáng như nhau với tần số fF – fL đĩ. Sở dĩ như vậy là vì các điện áp ΔU đặt lên ba ngọn đèn chính là hiệu số các điện áp pha tương ứng của hai hình sao điện áp của máy phat điện F2 và của lưới điện, quay với các tần số gĩc ωF = 2πfF và ωL = 2πfL. Rõ ràng là khi fF ≠ fL thì các điện áp đặt vào ba ngọn đèn sẽ thay đổi giống nhau trong phạm vi 0 ≤ ΔU ≤ 2UF và ba ngọn đèn sẽ cùng sáng và tối với hiệu các tần số fF – fL đĩ. Tiếp tục điều chỉnh tần số fF của máy phát F2 sao cho chu kỳ sáng và tối bằng 3 đến 5 giây (nghĩa là lúc đĩ fF ≈ fL) và chờ cho lúc các đèn tắt hẳn ứng với lúc điện áp của máy
phát điện F2 và của lưới điện trùng pha nhau thì cĩ thể đĩng cầu dao CD2 và việc ghép song song máy phát điện vào lưới điện được hồn thành.
+ Khi hồ đồng bộ theo kiểu ánh sáng “quay” (Hình bên dưới) thì hai trong ba ngọn đèn thí dụ các đèn 2,3 phải nối với các đầu khơng tương ứng của cầu dao CD2. Trong quá trình ghép song song nếu thứ tự pha giống nhau thì khi fF ≠ fL các đèn 1,2,3 lần lượt sáng và tối tạo thành ánh sáng “quay”. Vì điện áp đặt vào các đèn đĩ sẽ khơng bằng nhau và thay đổi lần lượt trong phạm vi 0 ≤ ΔU ≤ 2UF . Khi fF > fL nếu ánh sáng quay theo một chiều nhất định thì khi fF < fL ánh sáng sẽ quay theo chiều 91 ngược lại. Tốc độ quay nhanh hoặc chậm phụ thuộc vào sự khác nhau giữa fL và fF . Điều chỉnh cho fL = fF và tốc độ ánh sáng quay thật chậm (fF ≈ fL ) và đợi cho khi đèn khơng nối chéo ( đèn 1) tắt hẳn và các đèn nối chéo (đèn 2 và 3) sáng bằng nhau ứng với lúc các điện áp của máy phát điện và lưới trùng pha nhau thì cĩ thể đĩng cầu dao CD2.
Chú ý: Khi hồ đồng bộ bằng bộ đồng bộ kiểu đèn, nếu theo sơ đồ nối tối mà kết quả được ánh sáng quay, hoặc theo sơ đồ kiểu ánh sáng quay mà kết quả được đèn cùng
Hình 4.2: Sơ đồ hịa đồng bộ máy phát điện kiểu nối tối
sáng và tối thì như vậy thứ tự pha của máy phát điện khác với thứ tự pha của lưới điện. Trường hợp này phải trao đổi hai trong ba đầu dây tức là hai trong ba pha của máy phát điện với cầu dao CD2 .