5.6.1.Khái niệm chung.
Tải phản tác dụng được quan niệm đó là tải phản tác dụng mang tính chất cảm kháng và tải phản tác dụng mang tính chất dung kháng.Ta chỉ quan tâm đến tải mang tính cảm kháng. Việc thực hiện phân bố tải vô công được thực hiện nhờ thay đổi dịng kích từ và hoạt động của bộ tự động điều chỉnh điện áp.
Theo quy định của đăng kiểm thì sự chênh lệch tải vô công giữa hai máy phát không được vượt quá 10% công suất vô công định mức của máy lớn nhất. Khi các máy công tác song song nếu nhận tải vô công không đều sẽ dẫn đến hậu quả sau :
- Máy này nhận tồn bộ tải vơ cơng của máy kia dẫn đến cắt một máy ra khỏi mạng do quá tải
- Hiệu suất sử dụng máy có tải vơ cơng lớn sẽ rất thấp.
Để thực hiện phân bố tải vô công cho các máy phát công tác song song thực tế áp dụng những cách sau :
1/. Điều khiển đặc tính ngồi của máy phát. 2/.Tự điều chỉnh phân bố tải vô công. 3/.Nối dây cân bằng.
5.6.2.Điều chỉnh phân chia tải vơ cơng bằng phương pháp điều khiển đặc tính ngồi .
Độ nghiêng của đặc tính ngồi máy phát là yếu tố quyết định đến phân bố tải vô công khi công tác song song. Mặc dù các máy phát được chế tạo cùng một sêri, cùng hệ thống tự động điều chỉnh điện áp nhưng chúng ta vẫn khơng thể có được đặc tính ngồi của chúng giống hệt nhau.
Hình 5.7. Phân bố tải vơ cơng cho máy phát 1 và 2.
Để có thể điều chỉnh được độ nghiêng của đặc tính ngồi (độ hữu sai) các nhà chế tạo đã đưa vào hệ thống tự động điều chỉnh điện áp một khối mà thơng qua nó điều chỉnh được độ nghiêng phụ thuộc vào mức độ tải vơ cơng. Tín hiệu mức độ tải vơ cơng được lấy từ dịng kích từ hoặc thơng qua dịng tải của máy phát.
Phương pháp điều chỉnh đặc tính ngồi của máy phát bằng cách lấy tín hiệu từ dịng kích từ của máy phát ít được sử dụng vì dải điều chỉnh khơng lớn.
Điều chỉnh đặc tính ngồi của máy phát bằng cách lấy tín hiệu từ dịng tải của máy phát : Đây là phương pháp được ứng dụng rất nhiều trên tàu thuỷ hiện nay.
T U R U S U T I TT I TP I TT I R. TP I R. RS U V U
Hình 5.11. Sơ đồ nguyên lý và đồ thị vec tơ lấy tín hiệu từ dịng tải của máy phát.
Ta có : UV URS UR
Thành phần điện áp ITT.R làm thay đổi điện áp tổng đưa đến phần tử so sánh là rất bé. Còn điện áp rơi trên R do thành phần vô công (ITP.R) làm thay đổi điện áp tổng đưa đến phần tử so sánh ở mức độ lớn. Do đó ta có:
U = U0 – (URS + ITP.R)
Từ kết quả tính U ta thấy độ nghiêng của đặc tính ngồi phụ thuộc vào thành phần tải vô công. Như vậy muốn thay đổi độ nghiêng của đặc tính với cùng chỉ số dòng ITP ta chỉ việc điều chỉnh biến trở R.
5.6.3. Phương pháp tự điều chỉnh phân bố tải vô công:
Khi ứng dụng phương pháp điều chỉnh đặc tính ngồi thường gặp phải một số hạn chế như trong lắp đặt, sửa chữa, thử nghiệm cần phải khảo sát, đo đạc để chỉnh độ nghiêng của đặc tính. Mặt khác một số thơng số của hệ thống bị thay đổi do tác động của các yếu tố bên ngồi từ mơi trường nhất là nhiệt độ và độ ẩm. Dẫn đến độ nghiêng đặc tính ngồi các máy phát lại lệch nhau. Hạn chế trên đã được khắc phục nhờ ứng dụng phương pháp tự điều chỉnh phân bố tải vơ cơng ( hình 5.9).Phương pháp này chủ yếu dựa trên tín hiệu phân bố tải vơ cơng không đều giữa các máy phát công tác song song.
Tín hiệu điện áp URS cộng hình học với dịng pha T đưa đến cầu chỉnh lưu hai nửa chu kỳ. Toàn bộ điện áp một chiều được đặt trên điện trở R6.
U6 = ( Kn.URS + Rz.sin ).Kp Trong đó : Kn : hệ số truyền đạt của biến áp.
Kp : hệ số truyền đạt của biến dòng
Các phần tử R5, R6, X3 của các máy phát đều có thơng số giống nhau. Nếu hai máy phát chịu tải vơ cơng đều nhau thì điện áp đặt trên điện trở R6 là như nhau vì vậy khơng
có dịng điện chạy trong mạch và điện trở R5. Nếu một trong hai máy nhận tải vơ cơng nhiều hơn thì điện áp đặt trên R6 máy đó sẽ lớn hơn, trong mạch xuất hiện dịng cân bằng và có điện áp rơi trên các điện trở R5, điện áp này được đưa đến bộ tự động điều chỉnh điện áp của các máy phát như là một tín hiệu làm thay đổi dịn kích từ của các máy phát theo hướng cân bằng điện áp rơi trên R6, tức là cân bằng tải vô công giữa các máy phát. Cuộn cảm X3 để san phẳng dịng cân bằng để khơng gây nhiễu cho các khối tao xung.
Hình 5.12.Sơ đồ nguyên lý tự điều chỉnh phân bố tải vô công..
5.6.4. Phương pháp phân bố tải vô công bằng cách nối dây cân bằng :
Hai phương pháp giới thiệu ở trên không thể áp dụng được cho những máy phát có hệ thống tự động điều chỉnh điện áp phức hợp pha đơn thuần. Do vậy để thực hiện phân bố tải vô công cho các máy phát loại này ta áp dụng phương pháp nối dây cân bằng. Khi nối như vậy ta tạo được sự đồng thời thay đổi dịng kích từ của các máy phát cơng tác song song với nhau và điện áp trên cuộn kích từ là ln ln bằng nhau.
a/. Nối dây cân bằng phía một chiều :
Để nối dây cân bằng phía một chiều thì hai máy phát phải có : + Đặc tính từ hóa của hai máy phát phải giống nhau + Điện áp kích từ của hai máy phát phải bằng nhau.
Dây cân bằng thường được nối qua tiếp điểm của rơ le phụ. Cuộn hút của rơ le này được bố trí sao cho khi cả hai aptomat chính đều đóng thì nó mới được cấp điện. Khi đó hai máy phát gần như được cấp từ một nguồn kích từ ln tạo nên điện áp trên hai cực máy phát bằng nhau cho dù tải thay đổi ra sao và như vậy việc phân bố tải kháng cho các máy phát cũng hoàn tồn giống nhau.
Khi đặc tính từ hóa và điện áp kích từ của hai máy phát khơng giống nhau thì thì khơng thể thực hiện nối dây cân bằng phía một chiều. Lúc này ta có thể nối dây cân bằng phía xoay chiều
5.6.4. Mạch phân chia tải vô công giữa các máy phát tàu 34.000T
Việc phân chia tải vô công cho các máy phát công tác song song trên tàu 34.000T là sử dụng phương pháp nối dây cân bằng phía xoay chiều đồng thời tự điều chỉnh đặc tính ngồi nhờ chiết áp VR1.
TA81.24 là biến dịng lấy tín hiệu dịng của máy phát.Cuộn thứ cấp của biến dòng được nối với hai đầu K-L của bộ AVR. Các đầu K2-L2 của bộ AVR được nối nối tiếp với các đầu K2-L2 của bộ AVR các máy phát khác như hình vẽ.
Giả sử máy phát số1 cơng tác độc lập các tiếp điểm 21-22 của K105.21 và K125.21 sẽ đóng lại làm cho cuộn K2-L2 của bộ AVR1 ngắn mạch, máy phát một công tác độc lập.
K LK2 L2 K LK2 L2 K L K2 L2
Hình 5.13. Phân bố tải vơ công giữa các máy phát khi công tác song song.
Khi các máy phát công tác song song với nhau thì các tiếp điểm của K85.21, K105.21 và K125.21 đều mở ra làm cho dòng chạy trong cuộn K2-L2 bộ AVR của mỗi máy phát khơng những phụ thuộc vào dịng của máy phát đó mà cịn phụ thuộc vào dòng của các máy phát khác. Giả sử dòng của máy phát số 1 là lớn nhất do nhận nhiều tải vơ cơng nhất thì sẽ làm cho dịng trong cuộn K2-L2 của máy phát số1 là lớn nhất, lúc này sẽ xuất hiện dòng chạy trong dây cân bằng sang các cuộn K2-L2 của các máy phát khác vì vậy làm cho sự thay đổi dịng kích từ của mỗi máy phát là như nhau. Các máy phát sẽ được tự động phân chia tải vơ cơng đều nhau.
Đồng thời trong bộ AVR cịn có chiết áp VR cũng tham gia vào q trình phân bố tải vơ cơng. Tín hiệu dịng tải được lấy từ biến dịng điều khiển CCT qua cầu chỉnh lưu và
được chuyển thành tín hiệu áp thơng qua chiết áp VR.( sơ đồ hệ thống tự động điều chỉnh điện áp). Khi dịng tải thay đổi thì điện áp rơi trên VR sẽ thay đổi. Tín hiệu này được đưa đến ngay trước khâu so sánh và khuếch đại là những khâu nhạy cảm nhất của hệ thống . Chỉ với tín hiệu điều sai lệch nhỏ qua hai tầng khuếch đại tín hiệu này sẽ đủ lớn để đưa hệ thống vào hoạt động. Khi thay đổi giá trị của VR ta có thể thay đổi được giá trị điện áp rơi trên nó từ đó thay đổi được độ nghiêng đặc tính ngồi dẫn đến thay đổi mức nhận tải vô công.
Như vậy sự thay đổi tải vô công của máy này luôn được máy kia cảm nhận thơng qua biến dịng, nhờ đó ln đảm bảo được sự cân bằng tải vô công giữa hai máy khi công tác song song.