- δf sẽ thay đổi cho đến khi vẫn còn độ lệch về tần số khỏi giá trị cho
4.3Nguyên tắc cơ bản của quá trình điều tốc.
Các khái niệm cơ bản của quá trình điều tốc đợc minh họa rõ nét trong trờng hợp tổ máy phát cấp riêng cho một phụ tải cục bộ nh hình vẽ sau :
Trong đó:
PL : Công suất phụ tải
Pm : Công suất cơ
Pe : Công suất điện
Hình 4.4 Máy phát cấp cho phụ tải cô lập
Khi phụ tải thay đổi làm cho công suất điện Pe thay đổi, làm mất cân bằng giữa công suất điện Pe và công suất cơ, đây là nguyên nhân làm cho tốc độ thay đổi tăng hay giảm tùy vào Pe nhỏ hơn hay lớn hơn Pm. Nhiệm vụ bộ điều tốc lúc này là dựa vào sai lệch tốc độ thực tế và tốc độ đặt để
điều chỉnh cánh hớng nớc thay đổi lợng nớc vào tuabin và do đó làm thay đổi tốc độ cho tới khi tốc độ tuabin bằng với tốc độ đặt thì bộ điều tốc mới thôi tác động.
* Bộ điều tốc đẳng thời.
Bộ điều tốc đẳng thời điều chỉnh cánh hớng tuabin đa tần số về giá trị danh định. Tốc độ roto đo đợc ωr đợc so sánh với giá trị đặt ωo. Tín hiệu sai lệch đợc khuếch đại và tích phân sinh ra tín hiệu điều khiển Dy tác động lên cánh hớng tuabin, sau đây là hệ thống với các thông số đợc xác định tr- ớc.
Hình 4.5 Bộ điều tốc đẳng thời
Ta thấy khi ta tăng phụ tải công suất điện tăng làm cho tần số suy giảm tại một tốc xác định bởi quán tính roto. Khi tốc độ sụt giảm công suất cơ của tuabin bắt đầu tăng, điều này làm giảm bớt sự giảm tốc độ và sau đó tốc độ có xu hớng tăng khi công suất tuabin vợt quá công suất phụ tải. Cuối cùng tốc độ sẽ quay trở về giá trị đặt của nó và công suất tuabin ở trạng thái ổn định tăng lên một lợng cân bằng với phụ tải bổ xung thêm (xem hình vẽ 4.6).
Một bộ điều tốc đẳng thời làm việc thỏa mãn khi máy phát cung cấp cho tải độc lập hay chỉ khi một máy phát trong tổ máy phản ứng với sự thay đổi phụ tải. Đối với chế độc chia sẻ phụ tải công suất giữa các máy phát nối
với hệ thống thì quá trình điều chỉnh tốc độ và đặc tính suy giảm tốc độ phải đợc đề cập tới.
Hình 4.6 Đáp ứng của tổ máy phát điện với bộ điều tốc đẳng thời.
Ta thấy sau 15s ta tăng phụ tải tốc độ bị sụt xuống khoảng 0.3Hz sau đó trở lại trạng thái xác lập sau 3s
* Bộ điều tốc với đặc tính rơi tốc.
Khi có nhiều hơn một tổ máy làm việc song song và các tổ máy phải đảm bảo tốc độ giống nhau một cách chính xác. Mặt khác chúng phải cạnh tranh với nhau, mỗi bộ điều tốc sẽ cố gắng điều chỉnh công suất của nó tới một giá trị chính nó thiết lập. Để phân chia phụ tải ổn định giữa hai hay nhiều máy phát vận hành song song, các bộ điều tốc đợc cung cấp một đặc tính suy giảm tốc độ khi phụ tải đợc tăng lên.
Sự rơi tốc đợc tạo nên nhờ thêm vòng phản hồi ở trạng thái xác lập nh sơ đồ sau : Trong đó hệ số K sẽ quyết định lợng rơi tốc nhiều hay ít, K càng lớn thì lợng rơi tốc càng lớn và ngợc lại K càng nhỏ thì lợng tơi tốc càng nhỏ.
Hình 4.7 Bộ điều tốc với phản hồi trạng thái ổn định
Hình 4.8 Đáp ứng của bộ điều tốc đẳng thời với đặc tính rơi tốc
Khi cha có phụ tải tốc độ xác lập ở một giá trị nhỏ hơn giá trị đặt do khâu phản hồi K luôn luôn tác động (nên nó đợc gọi là hệ số rơi tốc cố định). Khi cho phụ tải tác động tốc độ bị giảm tiếp và giữ nguyên vị trí mới, sở dĩ là nh vậy là do khi độ lệch tốc độ tăng (tức tốc độ tua bin giảm so với tốc độ đặt) dẫn đến lợng phản hồi về cũng tăng nên tín hiệu điều khiển tác động để mở thêm cánh hớng nớc không đợc bổ xung.
Ngoài ra hệ thống còn cung cấp thêm đặc tính rơi tốc tạm thời(chỉ có tác dụng trong thời gian ngắn) với thời gian quá độ với thời gian điều chỉnh đủ dài. Ta chỉ việc thêm một khâu vi phân thực nối song song với khâu Gain. Nh hình vẽ sau :
Hình 4.9 Bộ điều tốc với phản hồi trạng thái quá độ và ổn định
Hình 4.10 Đáp ứng của bộ điều tốc với phản hồi trạng thái quá độ và ổn định
Tơng tự trờng hợp trên nhng do có thêm khâu phản hồi ở trạng thái quá độ nên ban đầu khi phụ tải tăng tốc độ giảm mạnh. Sau đó tốc độ tăng lên một chút do khâu vi phân thực không tác động nữa và nó vẫn giữ nguyên ở vị trí mới nhỏ hơn giá trị xác lập ban đầu.
Tác dụng của khâu phản hồi tốc độ (hay bù suy giảm hệ số khuếch đại) để làm trễ hoặc giới hạn sự di chuyển của cánh hớng cho tới khi lu lợng nớc và công suất có thời gian bắt kịp.