Hệ thống tự động điều chỉnh điện ỏp của tàu Hong Kong Pioneer là hệ thống tự động điều chỉnh điện ỏp theo nguyờn tắc kết hợp giữa phức hợp pha song song và điều chỉnh theo độ lệch.
Mỏy phỏt thuộc loại mỏy phỏt đồng trục khụng chổi than.
Cross - current compensating circuit Gen. voltage detecting circuit Error amplifier circuit Comparator circuit Gate drive circuit Power circuit Frequency detecting circuit Tranformer Reactor Current tranformer EX G 100 Reference voltage + 13V - Hỡnh 5.11 Sơ đồ 1 dõy Kờnh điều chỉnh theo độ lệch:
CROSS – CURRENT COMPENSATING CIRCUIT: Mạch điều chỉnh độ hữu sai đặc tớnh U = f(Q).
GEN.VOLTAGE DETECTING CIRCUIT: Mạch đo điện ỏp mỏy phỏt.
ERROR AMPLIFIER CIRCUIT : Mạch khuyếch đại tớn hiệu lệch.
COMPARATOR CIRCUIT : Mạch so sỏnh.
VOLTAGE SETTING DEVICE : Thiết bị chỉnh đặt điện ỏp.
POWER CIRCUIT : Mạch cấp nguồn.
FREQUENCY DETECTING CIRCUIT : Mạch nhạy cảm tần số.
GATE DRIVE CIRCUIT : Mạch điều khiển
TRANSFORMER : Biến ỏp.
EX : Mỏy phỏt kớch từ.
Tớn hiệu điện ỏp chuẩn được lấy qua mạch POWER CIRCUIT đưa đến so sỏnh với điện ỏp của mỏy phỏt được lấy qua mạch GEN.VOLTAGE DETECTING CIRCUIT.Tớn hiệu chờnh lệch điện ỏp đưa đến bộ khuếch đại để điều chỉnh gúc mở của tiristor SCR1.
Kờnh điều chỉnh theo phức hợp pha :
Tớn hiệu dũng được lấy thụng qua biến dũng 2 pha, hai tớn hiệu này được cộng điện đưa đến cầu chỉnh lưu cấp cho cuộn kớch từ.
- Sơ đồ mạch:
SCR1 : Thyristor.
LK : Biến dũng.
AXPT : Biến ỏp.
PRINTED BORAD : Bảng mạch.
Biến dũng LK lấy tớn hiệu dũng để thực hiện việc phõn bố tải vụ cụng khi cụng tỏc song song giữa cỏc mỏy phỏt.
5.3.2 Nguyờn lý hoạt động của hệ thống.
a. Quỏ trỡnh tự kớch ban đầu:
- Khởi động động cơ Diesel lai mỏy phỏt đến tốc độ định mức. Khi đú do cú từ dư ở lừi từ của cuộn dõy kớch từ của mỏy phỏt kớch từ nờn ở cuộn dõy phần ứng mỏy phỏt chớnh xuất hiện tớn hiệu điện ỏp cú giỏ trị khoảng từ (2 ữ 5%) Uđm, tớn hiệu điện ỏp này thụng qua cầu chỉnh lưu cấp cho cuộn kớch từ. Cho đến khi mỏy phỏt được tự kớch đến giỏ trị định mức thỡ quỏ trỡnh tự kớch kết thỳc.
b. Nguyờn lý hoạt động của mạch hiệu chỉnh AVR:
- Khi mỏy phỏt đang cụng tỏc tớn hiệu điện ỏp được lấy thụng qua cuộn cảm
REACATOR, tớn hiệu dũng được lấy thụng qua biến dũng. Hai tớn hiệu này cộng vectơ với nhau rồi cấp đến cầu chỉnh lưu, dũng một chiều sau chỉnh lưu được cấp cho cuộn kớch từ của mỏy phỏt kớch từ. Cứ như vậy mạch phức hợp pha luụn đảm bảo cho điện ỏp mỏy phỏt cú giỏ trị từ (100 ữ 115%) Uđm.
. Đồ thị vộc tơ của mạch phức hợp pha như hỡnh vẽ:
UR IT -IT IR IRT IKT IST UT UST US Hỡnh 5.12: Đồ thị vộctơ
c. Qỳa trỡnh phõn chia tải vụ cụng : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Khi dũng tải thay đổi, IR và IT thay đổi làm cho hiệu IR – IT thay đổi. Tải tăng, IR – IT tăng, dũng kớch từ IKT tăng. Tải giảm dũng IKT giảm để giỏ trị điện ỏp mỏy phỏt khụng đổi.
- Khi tớnh chất tải thay đổi thỡ tăng, phản ứng phần ứng làm giảm điện ỏp mỏy phỏt. Từ
đồ thị vộctơ tăng, gúc tăng làm IKT tăng giữ điện ỏp mỏy phỏt khụng đổi.
- Mạch phức hợp pha trong cỏc hệ thống điều chỉnh điện ỏp theo nguyờn lý kết hợp luụn đảm bảo điện ỏp mỏy phỏt cú gớa trị khoảng 110% Uđm .
UR -IT IR IRT IKT IST Hỡnh 5.13 Đồ thị vộc tơ
Từ đồ thị ta cú nhận xột : Khi tải tăng lờn, vộc tơ biểu diễn giỏ trị dũng tải II sẽ lớn dần lờn, dẫn đến vộc tơ IF lớn lờn và dũng kớch từ tăng lờn.
Khi tớnh chất tải thay đổi, giả sử hệ số cụng suất giảm xuống, lỳc đú gúc tăng lờn, điện ỏp giảm xuống thỡ dũng IF cũng sẽ tăng lờn. Và dũng kớch từ tăng lờn, dẫn đến điện ỏp mỏy phỏt được phục hồi.
- Mạch hiệu chỉnh AVR sẽ cỳ nhiệm vụ đưa điện ỏp mỏy phỏt trở về Uđm.
d. Mạch AVR cú 2 nhiệm vụ:
- Giữ điện ỏp mỏy phỏt ở giỏ trị định mức.
- Phõn phối tải phản khỏng khi cỏc mỏy phỏt cụng tỏc song song.
Khối AVR được chế tạo dưới dạng mạch in. Tớn hiệu điện ỏp vào lấy qua biến ỏp AXPT 125V.8A đưa tới khối nguồn để cấp cho toàn bộ khối AVR và tạo điện ỏp chuẩn để đưa tới khõu so sỏnh. Tớn hiệu điện ỏp cũng được đưa tới khõu đo điện ỏp và tần số. Tớn hiệu ra từ khối đo điện ỏp được so sỏnh với điện ỏp chuẩn từ khối nguồn và đưa tới khối khuếch đại sai
lệch rồi gửi tới mạch so sỏnh. Nếu tần số của điện ỏp mỏy phỏt khụng đạt yờu cầu ( nhỏ hơn 80%fđm ) thỡ mạch AVR sẽ bị khúa hay điện ỏp phỏt ra bằng khụng.
Khi tần số mỏy phỏt lớn hơn giỏ trị định mức thỡ thụng qua mạch hiệu chỉnh tấn số làm điện ỏp mỏy phỏt bằng giỏ trị định mức.
Mạch so sỏnh hoạt động đưa tớn hiệu tới mạch tạo xung mở thyristor làm rẽ mạch dũng điện đưa tới mạch kớch từ của mỏy phỏt kớch từ, kộo điện ỏp mỏy phỏt về giỏ trị định mức.
Khi cỏc mỏy phỏt cụng tỏc độc lập, tớn hiệu dũng lấy từ thứ cấp biến dũng ( K1- L1) được nối ngắn mạch với tiếp điểm phụ của aptomat.
Khi cỏc mỏy phỏt cụng tỏc song song, tớn hiệu từ dũng tải của hai mỏy phỏt nối với chõn C3,C4 cỏc khối hiệu chỉnh AVR.
Khi tải phản khỏng cỏc mỏy phỏt ( tỷ lệ với dũng tải của cỏc mỏy phỏt ) cõn bằng, khụng cú tớn hiệu điều chỉnh lờn kớch từ của mỏy phỏt.
Khi dũng tải phản khỏng mất cõn bằng, tớn hiệu dũng từ biến dũng đưa tới khối bự dũng tỏc động lờn mạch đo điện ỏp trong AVR để điều chỉnh kớch từ mỏy phỏt, qua đú cõn bằng tải phản khỏng cho cỏc mỏy phỏt
5.4. Đỏnh giỏ ưu nhược điểm của cỏc nguyờn tắc điều chỉnh điện ỏp. a. Đỏnh giỏ ưu nhược điểm.
Như trờn đó trỡnh bày ta cú thể thấy rừ hệ thống tự động điều chỉnh điện ỏp theo nhiễu loạn cú độ chớnh xỏc kộm và khụng cú khả năng giữ ổn định điện ỏp được do tất cả cỏc nguyờn nhõn. Cũn hệ thống điều chỉnh theo độ lệch khụng quan tõm đến cụ thể nguyờn nhõn nào gõy sự dao động điện ỏp mà cứ cú sự sai lệch điện ỏp khỏi giỏ trị chuẩn hệ thống sẽ cú tớn hiệu điều chỉnh dũng kớch từ để sự sai lệch đú mất đi. Riờng đối với nguyờn tắc kết hợp thỡ nú tận dụng được những ưu điểm cơ bản của hai nguyờn tắc trờn.
b. Từ đú rỳt ra ý tưởng thiết kế một bộ tự động điều chỉnh điện ỏp điển hỡnh.
Từ những ưu nhược điểm ấy cú thể thấy rằng hệ thống tự động điều chỉnh điện ỏp theo nguyờn lý kết hợp là tối ưu hơn cả. Sau thời gian nghiờn cứu về mỏy phỏt đồng bộ cũng như bộ tự động điều chỉnh điện ỏp cho mỏy phỏt em quyết định lựa chọn một sơ đồ thực tế để nghiờn cứu (sơ đồ sẽ đươc trỡnh bày dưới đõy). Cỏc thụng số tớnh chọn chủ yếu dựa vào kinh nghiệm thực tiễn ỏp dụng cho một mỏy phỏt khụng chổi than cụng suất lớn.
5.5. Nghiờn cứu, thiết kế 1 bộ tự động điều chỉnh điện ỏp điển hỡnh.