Xây dựng bài giảng mô hình nhà máy Điện

Với để tài: “Xây dựng bài giắng mô hình nhã máy điện” cũng rất cần thiết, vì nó góp phẩn trong việc đào tạo ra những nhân viên vận hành nhà máy điện, rất cần trong hiện tại và cả trong

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT

THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH

HGMUIIE

ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN KHÍ HÓA VÀ CUNG CÁP ĐIỆN

XÂY DỰNG BÀI GIẢNG

MÔ HÌNH NHÀ MÁY PHÁT ĐIỆN

GVHD: TRƯƠNG VIỆT ANH SVTH: PHẠM NHỰT QUÂN

@äI, 2£

PhI4- O44

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐIỆN

BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

XAY DUNG BAI GIANG

MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN

GVHD : TRƯƠNG VIỆT ANH

SVTH : PHẠM NHỰT QUÂN MSSV : 01201063

THU VIEN TRUGNG ĐHSPKT

TP.HCM, THANG 2/2005

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIET NAM

Chương 1: Tổng Quan Về Nhà Máy Điện

Chương 2: Máy Phát Điện Đồng Bộ Làm Việc Song Song Chương 3: Mô Hình Nhà Máy Điện

Chương 4: Xây Dựng Bài Giảng Mô Hình Nhà Máy Điện

Lời Kết Luận

Các Bản Vẽ: Trình chiếu POWERPOINT cho phân thuyết minh

Ngày giao để tài: 20 / 12 /2004

Ngày hoàn thành đề tài: 14/ 02 /2005

Giáo viên hướng dẫn: Trương Việt Anh

DAPwW

Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn

(Kí tên và ghỉ rõ họ tên) Ngày J{ tháng” năm 2005

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

(Kí tên và ghi Ọ tên)

a GUC Ths Wt vip expup

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DAN

Họ và tên sinh viên: Phạm Nhựt Quân

MSSV : 01201063 Lớp : 012021

Giáo viên hướng dẫn : Trương Việt Anh

Tên để tài :

XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN

Nhân xét của giáo viên hướng dẫn

Tp.HCM, ngày J4tháng 9 năm 2005

Giáo viên hướng dẫn

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên sinh viên: Phạm Nhựt Quân

MSSV: 01201063 Lớp ; 012021

Giáo viên phần biện :

Tên để tài ;

XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN

Nhận xết của giáo viên phần biện

Giáo viên phản biện

sollice

Điện năng là nguồn năng lượng chính trong đời sống sinh hoạt cũng như trong quá trình sản xuất Sự phát triển của kinh tế-xã hội đi đôi với việc phát triển mạng lưới điện Quá trình xây dựng, phát triển, hoàn thiện các nhà máy điện và các trạm phát điện chiếm một vị trí quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước

Với để tài: “Xây dựng bài giắng mô hình nhã máy điện” cũng rất cần thiết, vì nó

góp phẩn trong việc đào tạo ra những nhân viên vận hành nhà máy điện, rất cần trong

hiện tại và cả trong tướng lái Đế giải quyết tốt vấn để trên, đói hồi phải nắm vững các kiến thức cử bản về điện đã học mà còn phải nỗ lực tiếp cận với phudng pháp xây dựng Bài giảng,

Toàn bộ nất dụng đổ án bao gồm hai phần chính:

Phan th:

_ Chương 0; Dẫn nhập

~ Chương I: Tổng quan về nhà máy điện

~ Chương 2: Máy phát điện đồng bộ làm việc song song

— Chương 3: Giới thiệu mô hình nhà máy điện

~ Chương 4: Xây dựng bài giảng mô hình nhà máy điện

Phần 2: Trình chiếu Powerpoint Sau khi giới thiệu khái quát các phần tử trên mô

hình, tiếp theo trình bày quy trình vận hành nhà máy điện đồng và đặt ra các câu hỏi liên quan và sau cùng, là trình tự đấu dây trên mô hình

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng vì ít kinh nghiệm còn yếu, nên chắc chắn không

tránh khỏi những sai sót, rất mong sự đánh giá và chỉ bảo thêm của quí Thầy Cô và sự góp

ý của các bạn

Sinh viên thực hiện

Phạm Nhựt Quân

Li eden an

solica

Dé án tối nghiệp này đánh dấu việc hoàn thành hơn ba năm cố gắng học tập ở giảng

đường đại học và đây cũng là một điểm móc quan trong trong cuộc đời em Để có được những gì hôm hãy, em xin chân thành bảy tó lòng biết dạ đối vái nhà trường, thầy cô, gia

đình và bạn hè, những người liền cổ gấng tạo mọi điều kiện để cơn có được những kết quả tốt nhật trong học tấp

Riệng đổi với để án tật nghiệp này, em xin bày tổ lòng biết ơn sâu sắc đối với thấy Trương Việt Anh, giao viên hướng dẫn để tài của em Thây đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn cho

em cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em có thể vượt qua được những trở ngại trong suốt quá trình thực hiện đổ án Em xin chân tình cảm ơn thầy!

Cuối cùng, xin cảm ơn tất cả các bạn, những người đã đồng hành cùng tôi trong suốt khoá

học và trong quá trình thực hiện đổ án này

Sinh viên thực hiện

Phạm Nhựt Quân

MUC LUC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

IV, GIỚI HAN CỦA ĐỀ TÀI

CHƯƠNG L RỒNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐIỆ

LÔ NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ PH

NANG ow

U QUA TRINH SAN XUAT DIEN NANG TRONG NHA MAY B

Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi

Nhà máy nhiệt điện rút hơi

Nhà máy thủy điện (TP)

Nhà máy điện nguyên tử (NT)

Nhà máy điện dùng sức gió (Động cơ gió phát điện)

Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời

CHƯƠNG 2: MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ LÀM VIỆC SONG SONG

I KHÁINIỆMCHUNG

II GHÉP MỘT MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ LÀM VIỆC SONG SONG

II CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÀ ĐỒNG BỘ CHÍNH XÁC,

1 Hoà đồng bộ bằng phương pháp đèn “tối”

2 Hoà đồng bộ bằng phương pháp ánh sáng quay:

3 Hoà đồng bộ bằng bộ đồng bộ kiểu điện từ

1 - Điểu chỉnh công suất tác dụng của máy phát điện đồng bộ

2 Điều chỉnh công suất phần kháng của máy phát điện đồng b

CHUONG 3: GIỚI THIỆU MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN

3 Động cơ sơ cấp 1.0/2.0 (Cat.No 732.68) “35

4 Khối điều khiển điện áp (Voltage Controller) (Cat.No 745.03) .36

5 Khối điều khiển động cơ dao động điện (Cat.No 732.695) 47

6 Máy phát tốc (Tacho Generator) 1.0) (Cat.No 732.59) .42 7 Thiết bị hoà đồng hộ (Automatie §ynchronizer) (Cat.No 745.04) 43

8, Khoi may ct ( power circuit breaker module) (Cat,No 745.561) .46

9 Khối điểu khiến hệ sô công suất máy phát (eat,No, 745 06)

10, Khôi điển khiển công xuất tác dụng (CaL No, 745 08),

1Í, Khối nguồn (Cat No 126 78) li

12, Khải máy hiện sông (at Nó 72728)

TV Vânkê đi da Nha 73/35),

WH lần số đài tai Nhi 72727),

I5 Ampe kê 35A (Ca No, 72732)

lo, Anipe kê LA (Ca No, 72731)

17, Hồng hổ do công suất (Cat.No, 727,11

1N Đẳng hồ đo hệ it

I NGUYEN LY HOAT BONG CUA MO HINH NHA MAY BIEN

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN

I MỤC ĐÍCH YÊUCẦU THÍNGHIỆM

I Mue dich

2 Yéucai

ll NHỮNG CHÚ Ý AN TOÀN KHI THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM

II CÔNG TÁC CHUẨNBỊ

1 Danh sách thiếtbi:

2 Mô hình nhà máy điện hoàn chỉnh:

IV GIỚI THIỆU CÁC CHỨC NĂNG CỦA CÁC KHỐI TRÊN MÔ HÌNH

V QUY TRINH VẬN HÀNH NHÁ MÁY ĐIỆN

1 Trình tự lên máy để tiến hành hòa đồng bộ

2 _ Điều khiển công suất thực

3 Điều khiển công suất phẩn khán

4 Trnhtự xuống máy:

VI QUY TRÌNH ĐẤU DÂY n

VII PHAN BAT CAU HO}

KET LUAN

TÀI LIÊU THAM KHẢO

.47 48 49 49

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Chương 0)

DẪN NHẬP

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, nhu cầu về điện là một trong những điều kiện rất cần thiết cho đời sống, nó gắn liễn với mọi sinh hoạt của con người Nhất là trong công nghiệp, điện năng giữ một vai trò rất quan trọng nó là nguồn cung cấp điện cho nền công nghiệp sản xuất ra của cải vật chất cho xã hội

Đường lối và chiến lược phát triển kinh tế của đất nước ta là đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, dựng một nước công nghiệp Vì vậy, có rất nhiều khu

công nghiệp khu công nghệ cao, khu công nghệ phần mềm đã và đang hình

thành

Để thực hiện những chú nướng đưa đất nước tá trổ thánh một nước công nghiệp,

thì hệ thẳng củng cấp điện phải được phát triển tương xứng và nguồn điện phát ra phải có Khẩ nàng củng cấp điện năng theo yêu cầu của phụ tối trong hiện tại và tương lại VÌ thể, các nhà máy phát điện, các trạm phát điện đã lân lượt ra đời và ting khẩp, đòi hỏi cần phải có nhiều nhân viên vận hành nhà máy điện

Ñiệng đổi với trường đại học sư phạm kỹ thuật không những đáo to ra đội ngũ giáo viên kỹ thuật giổi mà còn quan tâm đến việc, làm sao cho sinh viền ra trường

có thể tiếp cận với thực tế công việc một cách nhanh chóng Vấn dé hiện nay đối với sinh viên, học sinh và những người học ngành điện là, làm sao tiếp cận được

những nhà máy điện thực tế Với sự phát triển của khoa học công nghệ và kỹ thuật

chế tạo mô hình ngày càng phát triển đã dần dân giúp người học tiếp cận những vấn

đề về nhà máy điện

Nhận thấy tầm quan trọng của vấn để và được sự tín nhiệm của thay Trương

Việt Anh, nên em đã chọn để tài: "XÂY DỰNG BÀI GIẢNG MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN”

Xây dựng bài giảng mô hình nhà máy điện Trang 2

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

II GIÁ TRỊ THỰC TIÊN CỦA ĐỀ TÀI

Việc nghiên cứu mô hình nhà máy điện và xây dung bài giảng có ý nghĩa rất lớn đối với các sinh viên mặc dù đây chỉ là mô hình vẫn còn một số hạn chế so với

một nhà máy thực tế, nhưng nó vẫn giúp cho sinh viên dễ dàng nắm được một số

chức năng và nguyên lý vận hành của một số bộ phận trong mô hình, trong quá trình vận hành, nó cũng giúp cho sinh viên nắm bắt được các sự cố, cách khắc phục,

THỊ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

®- lầm quen với nghiên cứu khoa học, cũng cố lại kiến thức đã học trong nhà

trường

®- Tin hiểu lý thuyết hiến quan về nhà máy điện

® Tìm hiểu lý thuy et về máy phát điện làm việc song sosg

®- Nghiên cửu niề hình thí nghiệm nhà máy điện

®- Hước đầu lầm quen với việc xây dựng bài giảng

IV GIOLHAN CUA DE TAL

Với để tài mang tính thực tiễn và với kinh nghiệm còn nhiều bất cập trong

việc xây dựng bài giảng cũng như công việc vận hành nhà máy điện thực tế Trong

để tài chỉ nghiên cứu các vấn để xây dựng bài giảng hướng dẫn người học về trình

tự đấu dây và quá trình vận hành nhà máy điện trên mô hình nhà máy điện của

phòng thí nghiệm cung cấp điện của trường đại học sư phạm kỹ thuật

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ PHÂN PHỐI

ĐIỆN NĂNG

Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm, như dễ dàng chuyển thành các

đạng năng lượng khác (nhiệt năng, cơ năng, hoá năng, ), dễ truyền tải, hiệu suất

cao

Điện năng trong quá trình sản xuất và phân phối có một số đặt điểm sau:

Khác với hầu hết các loại sản phẩm, điện năng sản xuất ra nói chung không tích trữ được (trừ một sổ trường hợp tích trí điện với công suất nhỏ như Pin,

Acen,.), Tại mọi thời điểm phất luôn đám bảo cân bằng giữa lượng điện phát

tà Và tiêu thụ có kể đên tốn thất do truyền tải,

Các quá trình về điện xáy ra tất nhanh đòi hỏi sử dụng ãi các thiết bị tự đồng tràng công tác vận hành, điều độ trong hệ thống cuaz cếp điện nhằm đầm báo hệ thông cũng cấp điện làm việc tin cậy và kinh tế

Công nghiệp điện lực có liên quan chặt chẽ đến nhiều ngành kính tế quốc

dần (luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, nông nghiệp trong sinh hoat

dần dụng, ) là một trong những động lực tăng năng suất lao đóng tao nên sự phát triển nhịp nhàng trong cấu trúc kinh tế,

Hệ thống điện bao gồm các khâu: Phát điện, truyền tải, phân phối, cung caaps điện cho các hộ tiêu thụ điện và sử dụng điện Việc phát điện được thực hiện bởi các nhà máy điện

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

II QUA TRINH SAN XUẤT ĐIỆN NĂNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

Điện năng được sản xuất tập trung trong các nhà máy điện Hiện nay, các

nhà máy điện lớn đều phát ra năng lượng dòng điện xoay chiều ba pha, rất ít nhà

máy phát ra năng lượng dòng điện một chiểu, nên người ta thường dùng chỉnh lưu

để biến năng lượng dòng điện xoay chiều thành một chiều

Ở các nhà máy điện, các dạng năng lượng khác nhau muốn biến thành điện

năng đều phải biến đổi qua một dạng trung gian là cơ năng trên động cơ sơ cấp,

truyền qua máy phát điện để biển thành điện năng,

Nghần năng lượng thường dùng trong tuyệt đại đa số các nhà máy điện, hiện

này vẫn IA nang lượng các chất đốt và năng lượng nước Tư nám 1945, ở một số nước trên bên đã bất đầu xảy dựng một số nhà máy điện dùng ñánz lượng nguyên

và nhiệt điện ngưng hơi

Sau đây sẽ giới thiệu nguyên lý làm việc chính và ưu nhược điểm của các

loại nhà máy điện:

1 Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi

Đây là loại nhà máy điện kinh điển, cho đến nay sản lượng điện của loại nhà máy này vẫn chiếm một tỷ lệ quan trọng trong tổng sản lượng điện của mỗi quốc

Trường đại học sư phạm kỹ thuật "Bộ môn điện công nghiệp

Nhiên liệu dùng để đốt lò là than đá, than bùn, khí đốt, các loại dau nang

Nhiệt năng làm bốc hơi nước, hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao tác động lên cánh tuabin, cơ năng này làm quay trục của máy phát và máy phát phát ra điện năng

Hình 1-1 Sở để nguyên lý quá trình sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện

ngưng hơi

1 Kho nhiên liệu 9 Vòi đốt

2 Hệ thống cấp nhiên liệu 10 Quạt gió

3 Lo hoi 11 Quạt khói

4 Tuabin 12 Bộ xấy không khí

5 Bình ngưng 13 Bộ hâm nước

6 Bơm tuần hoàn 14 Bình gia nhiệt hạ áp

7 Bơm ngưng tụ 15 Bộ khử khí

8 Bơm cấp nước 16 Bình gia nhiệt cao áp

Sơ đổ nguyên lý quá trình sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện ngưng

hơi được trình bày trên hình 1-1 Từ kho nhiên liệu (Than, dau), qua hệ thống cấp

nhiên liệu 2, nhiên liệu được đưa vào lò 3 Nhiên liệu được sấy khô bằng không khí

nóng từ quạt gió 10, qua bộ sấy không khí 12 Nước đã xử lý hóa học, qua bộ hâm

nước 13 đưa vào nổi hơi của lò Trong lò xẩy ra phần ứng cháy: hóa năng biến thành

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

nhiệt năng Khói, sau khi qua bộ hâm nước 13 và bộ sấy không khí 12 để tận dụng

nhiệt, thoát ra ngoài qua ống khói nhờ quạt khói 11

Nước trong nồi hơi nhận nhiệt năng, biến thành hơi có thông số cao (áp suất P =130

+240 kG/cm”' nhiệt độ t =(540 + 565 C) và được dẫn đến tuabin 4 Tại day, áp suất

và nhiệt độ của hơi nước giảm cùng với quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng

để quay tuabin

Tuabin quay lầm quay máy phát: cơ năng biến thành điện năng

Hơi nước sau khi ra khỏi tuabin có thông số thấp (ấp suất P = (0,03+0,04)

kG/em” ¡ nhiệt độ ( = 402C) đị vào bình ngưng 5, Trong bình ngưng, hơi nước đọng

thành nước nhữ hệ thông làm lạnh tuần hoàn, Nước làm lạnh (5 + 25” C) có thể lấy

từ sông, hồ bằng luần min hoàn 6, Để loại trừ không khi lot yao binh ngumg, bom

tuần hoàn chọn loại chân không,

Từ bình ngưng Š, nước ngưng tụ được đưa vào bình gia hạ áp 14 và đến

bộ Khử Khí LŠ nhờ bơm ngưng tụ 7 Để bù lượng nước thiếu hụt trong quá trình làm

việc, thường xuyên có lượng nước bổ sung cho nước cấp được đưa s14 bộ khử khí

L5 Để tránh ăn mòn đường ống và các thiết bị làm việc với nước ở nhiệt độ cao,

trước khi đưa vào lò, nước cấp phải được xử lý ( chủ yếu khử O;, CO;, tai bộ khử khí

TS,

Nước ngưng tụ và nước bổ sung sau khi được xử lý, nhờ bơm cấp nước 8 được

đưa qua bình gia nhiệt cao áp 16, bộ hâm nước 13 rồi trở về nổi hơi của lò 3

Người ta cũng trích một phần hơi nước ở một số tầng của tuabin để cung cấp cho các bình gia nhiệt hạ áp 14, cao áp 16 và bộ khử khí 15

Nhà máy nhiệt điện có những đặc điểm sau :

1 Thường được xây dựng gần nguồn nhiên liệu

2 Hầu hết điện năng sản xuất được phát hết lên lưới điện cao áp

3 Làm việc với đồ thị phụ tải tự do

4 Tính linh hoạt trong vận hành kém Khởi động và tăng phụ tải chậm

Xây dựng bài giảng mô hình nhà máy điện Trang a

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

5 Hiệu suất thấp (;; =30 +40%)

6 Khối lượng nhiên liệu lớn, khói thải làm ô nhiễm môi trường

2 Nhà máy nhiệt điện rút hơi

Nhà máy NĐR đồng thời sản xuất điện năng và nhiệt năng Về nguyên lý hoạt động giống như nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, nhưng ở đây lượng hơi được rút

ra đáng kể từ một số tầng của tuabin để cấp cho các phụ tải nhiệt công nghiệp và sinh hoạt Vì thế hiệu suất chung của nhà máy táng lên

Do có rút nhiệt phục vụ cho công nghiệp, nên có các đặc điểm khác với nhà

máy nhiệt điện ngưng hơi, cụ thế là

ñ) Thường được xây dung gắn phụ tái nhiệt,

b) Phan Mtn điện nâng sáu xuất ra cấp cho phụ tải cấp điện 4p may phát,

©) Để đầm hảo hiệu suất cao dé thị phụ tải điện phụ thuộc vào phu t4i nhiệt

g) Tính hình hoạt trong vận hành cũng kém như nhà máy én ngưng hơi

©) Hiệu suất cao hơn nhà máy nhiệt điện ngưng hơi (y =60 +72)

we Nhà máy thủy điện (TĐ)

Nguyên lý của nhà máy thủy điện là sử dụng năng lượng dòng nước để làm quay trục tuabin thủy lực để chạy máy phát điện Ở đây, quá trình biến đổi năng

lượng là thủy năng —> cơ năng —> điện năng

Công suất của mỗi nhà máy thủy điện phụ thuộc vào hai yếu tố chính là lưu

lượng dòng nước Q ( m’/s) qua cdc tuabin và chiều cao hiệu dụng cột nước H (m)

của dòng nước tại nơi đặt nhà máy

P=kHQ ;

Trong đó: ; - hiệu suất; k - hệ số tỷ lệ

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Hình E3, Sứ dò mặt cắt ngàng thủy điện kiểu đập ngang

Tiong ede TÚ, cột nước nói chung được tạo do đập s¿šn (Hình1-2) Phía trude đập gọt là thượng lưu, còn phía sau đập là hạ lưu Thượng iưu có hỗ chứa nước

dùng để trừ nước cần thiết cho điều chỉnh sản xuất điện năng

Hình 1-2 giới thiệu mặt cắt ngang của TĐ Đập ngăn l có cấu :4o bê tông

Gian máy 3 là nơi đặt tuabin và máy phát được bố trí ở phía chán đập phẩn hạ lưu

Ống dẫn áp lực 2 đi trong hay trên bể mặt của đập Nước theo ống dẫn áp lực xuống

tuabin, biến thế năng của dòng nước thành cơ năng quay tuabin 4, sau đó qua khoang hút nước 7 đi ra hạ lưu Tuabin làm quay máy phát điện 5 đặt cùng trục với

tuabin, biến cơ năng thành điện năng Van 9 và khóa điều khiển 8 dùng để điều

chỉnh đồng chẩy vào tuabin

Trong TÐ máy biến áp 6 thường đặt gần gian máy trong khu đập ngăn, còn thiết bị phân phối có thể đặt ở khu vực đập ngăn hay đặt ở khu vực khác tuỳ theo địa hình nhà máy

Xây dựng bài giắng mô hình nhà máy điện Trang 10

Trường đại học sự phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Mình 1-3, TD kiểu ống dẫn

a) Mật bằng — b) Mặt cất

Đi với vàng núi, Í! dược xây dựng bằng cách tận dụng 22 4< tự nhiên của

xông, Ở đây công Hình đầu nước không đi theo song ma di tt ngang (Hinh 1-3) TD như thẻ gọi là thúy điện kiểu ống dẫn Ở đầu đoạn sông dat céng trình lấy nước 1, rdi từ đó nước quá ng dẫn 2 đi vào bể áp lực 3 Đập 7 làm đáng nước, tạo dòng

ae mạnh đi vào ống dẫn nước, Ống dẫn 2 có độ nghiêng không đázz kể so với độ nghiêng tự nhiên của đoạn sông AB Ống dẫn áp lực 4 chịu độ nghiềng H hầu như bằng độ lệch mức nước H; của đoạn sông Nước từ bể áp lực 3, qua ống dẫn áp lực 4

đi vào tuabin trong gian máy 5, rồi trở về dòng sông B qua kênh tháo nước 6

Trong hệ thống điện (HTĐ) còn có thủy điện kiểu đặc biệt Đó là thủy điện

tích năng Nhà máy này thường có hai hổ chứa nước (một ở thượng lưu, một ở hạ

lưu) nằm ở hai độ cao khác nhau Nhà máy này làm việc ở hai chế độ: chế độ sản xuất điện năng, chế độ tiêu thụ điện năng

Khi HTĐ có phụ tải cực tiểu, các máy phát điện làm việc ở chế độ động cơ,

cồn tuabin ở chế độ bơm, nghĩa là máy phát điện tiêu thụ điện năng từ HTĐ để bơm nước từ hỗ chứa nước hạ lưu lên hồ chứa nươc thượng lưu Chế độ làm việc này gọi

là chế độ tích năng Ngược lại, khi phụ tải của HTĐ cực đại, HTĐ có nhu câu điện

năng, máy phát điện làm việc ở chế độ sản xuất điện năng Nước chảy từ hồ chứa

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

thượng lưu xuống hổ chứa nước hạ lưu, làm quay tuabin, quay máy phát điện, sản

xuất điện năng và cung cấp cho HTĐ

Như vậy TĐ tích năng góp phần làm bằng phẳng đổ thị phụ tai cia HTD,

nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành các nhà máy nhiệt điện

Qua quá trình sản xuất điện năng trong TÐ nêu trên, có thể rút ra các đặc điểm

cơ bản của chúng như sau:

1) Xây dựng gần nguồn thủy năng;

2) Phần lớn điện năng sắn xuất ra được phát lên thanh góp phía cao áp;

3) Lầm việc với đồ thị phụ tất tự do (khi có hổ chứa nước);

4) Vận hành lính hoại thời gián khởi động và mang tải chỉ roất từ 3 +5 phút

trông khí đa đại với nhiệt điện, để khởi động một tổ máy g

Ñ) Hiểu xuất cao (ý =§5 + 90%)

6) Vân đầu tư xây dựng lớn, thời gian xây dựng kéo dài:

7) Giá thành điện năng thấp

4 Nhà máy điện nguyên tử (NT)

NT sản xuất điện năng từ nhiệt năng do phản ứng hạt nhân tạo ra Nhiên liệu

hạt nhân có khả năng tạo nhiệt năng rất cao; chẳng hạn phân hủy 1 kg U;;; tạo nhiệt

năng tương đương với đốt 2900 tấn than đá Vì vậy NT có ý nghĩa rất lớn với vùng

khan hiếm nguyên liệu than, dầu, khí và các vùng khó vận chuyển nhiên liệu tới

Sơ đồ nguyên lý quá trình sản xuất cơ bản như NĐN, chỉ khác ở đặc điểm

sau:

« _ Lò hơi của NĐN được thay bằng lò phần ứng hạt nhân;

« _ Để tránh nguy hiểm cho người và thiết bị do phóng xạ, người ta dùng hai hay

ba vòng chu trình nhiệt chứ không phải chỉ có một vòng chu trình nhiệt như trong NĐN

Xây đựng bài giảng mô hình nhà máy điện Trang 12

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Hình 1-4 Sơ đồ nguyên lý lò phần ứng hạt nhân

L Phần tác dụng 4 Cơ cấu điêu chỉnh

3 Thân là 5, 6 Bảo vệ sinh Rọc

\ Mâun chân 7 Vòng chu tình t2 nhiệt

Nhiên liệu hạt nhân được sử dụng là uran, plutoni, thori và các hợp chất của

chủng, Nhiền liệu ở dạng thanh, tấm, viên hay hình cầu được đặt tronz vố để cách

ly với chất tải nhiệt lượng

Để duy trì phần ứng dây truyền hạt nhân phải dùng đồng vị U:;s nhưng nó tổn

tại rất ít trong tự nhiên Điều chế Uạss rất phức tạp; giá thành cao; vì vậy người ta

trực tiếp dùng Uran tự nhiên hay tuyển khoáng cửa nó có trị số vài phân trăm U;;;

để làm nhiên liệu hạt nhân trong lò phản ứng hạt nhân

Khi phân hủy hạt nhân Uran sẽ tạo ra các nơtron nhanh có năng lượng rất lớn Trong Uran tự nhiên hay Uran tuyển khoáng yếu, phản ứng dây truyền hạt nhân

với nơtron nhanh sẽ không tiến triển Vì vậy các nơtron nhanh cẩn được hãm lại thành nơtron nhiệt (còn gọi là nơtron chậm) để làm cho phần ứng dây truyền tiến

triển Chất hãm thường dùng là: nước, nước nặng, hay than chì

Để ngăn các tỉa phóng xạ ra ngoài, bảo vệ cho người, lò phản ứng được bao

bọc bằng những lớp nước hay bêtông dày

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Người ta phân loại lò phản ứng hạt nhân trên cơ sở loại chất tải nhiệt hay loại

chất hãm và chất tải nhiệt kết hợp, chúng có tên gọi tương ứng với loại chất sử

dụng Ví dụ khi dùng chất tải nhiệt và chất hãm đều là nước thì có lò phần ứng hạt nhân loại nước - nước,

Muh 14 Sư để nguyên lý NT hài chú trình nhiệt, a1 | oạt lồ nước ~ nước b) Loại lò nước - than chi

1 Lò phản ứng 5 Bình ngưng

3 Bộ trao đổi nhiệt 6 Bơm ngưng tu

4 Máy phát điện

Lò phản ứng hạt nhân nơtron nhiệt thường dùng loại lò nước - nước, mà sơ đổ

nguyên lý của nó biểu diễn trên hình 1-5a Quá trình sản xuất điện năng của nó như

sau: nước thuộc chu trình thứ nhất lưu chuyển nhờ bơm tuần hoàn 7 Tại bộ trao đổi nhiệt 2 xảy ra sự truyền nhiệt của nước chu trình thứ nhất cho nước ở chu trình thứ hai Đối với chu trình nhiệt thứ hai tương tự như chu trình nhiệt của NĐN

Lò phần ứng hạt nhân loại nước - nước có nhược điểm là không có khả năng

tạo ra hơi với thông số cao, nên hiệu suất của nhà máy không cao Trên hình 1-5b, giới thiệu sơ đồ lò phản ứng hạt nhân loại nước - than chì; nước chỉ đóng vai trò chất tải nhiệt lượng, còn than chì đóng vai trò chất hãm Chu trình nhiệt thứ hai phân hơi nước tiếp xúc trực tiếp với lò phản ứng, nên nâng cao hiệu quả kinh tế làm việc của nhà máy; tuy nhiên có tính phóng xạ yếu

Xây dựng bài giảng mô hình nhà máy điện Trang 14

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

“uy

3 Bộ trao đổi nhiệt 7 Bộ trao đổi nhiệt

3 Tuabin 8 Bơm natri không phóng xa

4 Máy phát điện 9 Bơm natri phóng xa

5 Bình ngưng Ngoài Uas còn dùng các hạt nhân khác trong NT Hiệu quả nhất là dùng nhiên liệu hạt nhân Plutoni Pu từ ;ss Vùng hiệu quả của lò phản ứng (Hình 1-6a)

bao gồm Uran tuyển khoáng U;;s và các nơtron nhanh tác động lên Uy để biến

thành Plutoni Pu Phương pháp tái sinh nhiên liệu hạt nhân như thế rất hiệu quả vì

đồng thời trong lò phản ứng thoát ra một nhiệt lượng rất lớn, nâng cao hiệu suất sản xuất điện năng Đây chính là loại lò phần ứng tăng lượng

Lò phản ứng hạt nhân tăng lượng được dùng trong NT với ba chu trình nhiệt (Hình

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp ứng mãnh liệt với nước dạng hơi nên phải có chu trình nhiệt trung gian với chất tải

nhiệt là natri dạng lỏng không phóng xạ

NT có một số đặc điểm là có khả năng làm việc độc lập; khối lượng nhiên

liệu nhỏ; vận hành linh hoạt; đồ thị phụ tải tự do; không thải khói ra ngoài khí

quyển; vốn xây dựng lớn; hiệu suất cao hơn nhiệt điện

Nhà máy điện nguyên tử hiện nay được chú ý phát triển vì năng lượng tích trữ trong nguyên tử rất lớn Người ta thống kê được rằng năng lượng của Uran và

Thôi trên thi giới hiện này gầp khoảng 23 lân nấng lượng của tất cả các nguồn

cộng lại,

5 Nha may din dang site gio (Động cơ gió phat diény

New tá bú dụng sức gio để quay hệ thống cánh quạt đối điện với chiều gió

Hệ thông cảnh quạt hoặc trực tiếp, hoặc gián tiếp qua bộ biến tốc l4m quay máy

phát điện, sắn xuảt rà điện năng, Điện năng sản suất ra thường được tích trữ bằng ắc

qui

boi với động cơ gió phát điện gặp nhiều khó khăn trong việc điều chỉnh tần

số vì vận tốc gió luôn thay đổi Động cơ gió phát điện thường có hiệu suất thấp,

công suất đặt nhỏ, giá thành điện năng cao.Vì vậy, động cơ điện gió chỉ dùng ở

vùng hải đảo xa xôi và những nơi thật cần thiết như đèn hải đăng

6 Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời

Thường có dạng như nhà máy nhiệt điện, ở đây lò hơi được thay thế bằng hệ

thống kính hội tụ để thu nhận nhiệt lượng bức xạ mặt trời để tạo hơi nước quay

tuabin

Xây dựng bài giảng mô hình nhà máy điện Trang 16

Trường đại hoc su phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Chương 2

MAY PHAT DIEN DONG BO LAM

VIEC SONG SONG

THU ViEN TRUONG DHSPKT

SkL: 001872

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

1 KHÁI NIỆM CHUNG

Trong mỗi nhà máy điện thường có đặt nhiều máy phát điện đồng bộ và nói

chung các nhà máy điện đều làm việc trong một hệ thống điện lực Như vậy trong

một hệ thống điện lực có rất nhiều máy phát điện đồng bộ làm việc song song Việc nối các máy phát điện làm việc chung trong hệ thống điện lực là cần thiết vì có ưu

điểm giảm bớt vốn đầu tư đặt máy phát dự trữ để phòng sửa chữa và sự cố để đảm

bảo an toàn cung cấp điện, hoặc sử dụng hợp lý các nguôn năng lượng như cho các trạm thuỷ điện làm việc với công suất lớn trong mùa mưa lũ để giảm bớt công suất

của các trạm nhiệt điện, đo đó tiết kiệm được than trong thời gian đó, nói tóm lại là

nâng cao được các chí tiên kính tế và kỹ thuật khi cẩn thiết kế vá vận hành,

Tong chướng này xẽ nghiên cứu vấn để ghép các máy phát điện làm việc

Song song với nhau và ngoài ra sẽ nghiên cứu vấn để điều chỉnh œng suất tác dụng,

II GHÉP MOT MAY PHAT BIEN BONG BO LAM VIEC SONG SONG

Khi ghép một máy phát điện đông bộ làm việc song song trong hệ thống điện

lực hoặc với một máy phát điện đồng bộ khác, để tránh dòng điện xung và các

mémen điện từ có trị số rất lớn có thể sinh ra sự cố làm hỏng máy và các thiết bị

điện khác, gây rối loạn trong hệ thống điện lực thì các trị số tức thời của điện áp máy phát điện và hệ thống điện lực phải luôn bằng nhau Muốn vậy phải đảm bảo

các điều kiện sau đây:

»_ Điện 4p của máy phát Uo phải bằng điện áp của lưới điện Uy

»_ Tân số của máy phát ƒo phải bằng tần số của lưới dién fy

" _ Thứ tự pha của máy phát phải giống thứ tự pha của lưới điện

»_ Điện áp của máy và của lưới phải trùng pha nhau

Xây dựng bài giảng mô hình nhà máy điện Trang 18

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Nếu không đẩm bảo đúng các điểu kiện nói trên, khi ghép song song máy phát điện có thể xảy ra các sự cố ngiêm trọng, thí dụ như khi đóng cầu dao mà điện

áp của máy phát và của lưới lệch pha nhau 180” thì sẽ tương đương với nối ngắn mạch máy phát điện với điện 4p Ug — Uy = 2Ug, dong điện xung khi đóng câu giao

có thể lớn gấp 2 lần dòng điện ngắn mạch thông thường; lực và mômen điện từ sẽ

lớn gấp 4 lần, phá hỏng dây quấn kết cấu thép, lõi thép, trục,„.của máy phát điện

Khi ghép song song, việc điều chỉnh điện áp Up của máy phát điện đồng bộ được thực hiện bằng cách thay đối dồng điện kích thích của máy, tân số ƒp của máy

được điều chỉnh bằng cách thay đổi mômen hoậc tốc độ quay của động cơ sơ cấp

kéo máy phát điện Sự trùng phá giữa điện ấp của máy phát điện và của lưới điện

được kiểm bà bằng đèn, vànmet có chỉ số không hoặc dung cy do đóng bộ Thứ tự

phá của máy phát điện thường chỉ được kiểm tra một lấn sau khi Zp ráp máy và hoà

đẳng hộ vứt lit điện lần đầu,

Vigo ghep song song máy phát điện vào hệ thống điện theo các điểu kiện nói trên gọi là hoà đồng bộ chính xác máy phát điện Trong một số trưởng hợp có thể

dùng phương pháp hoà đồng bộ không chính xác nghĩa là không phải so sánh tấn số

trị số góc pha các điện áp của máy phát điện cần được ghép song song và của lưới

điện Phương pháp này còn được gọi là phương pháp tự đồng bộ

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Il CAC PHUONG PHAP HOA DONG BỘ CHÍNH XÁC

Để ghép máy phát điện vào làm việc song song với lưới điện bằng phương

pháp hòa đồng bộ chính xác, có thể dùng bộ hoà đồng bộ kiểu ánh sáng đèn hoặc bộ hoà đồng bộ kiểu điện từ

1 Hoà đồng bộ bằng phương pháp đèn “tối”

Hình 3-1 Các đèn đồng bộ hoá trong mạch “tối ”

Phường pháp này dùng cho các máy phát điện đồng bộ công suất nhổ và được

thực hiện với kiểu nối “tối” theo sơ đổ trên hình 2-1

Khi hoà đồng bộ theo kiểu nối tối, đèn 1, 2, 3 được định vị cùng pha giữa mạng và

máy phát điện thông qua hai đầu của máy cắt

Trong quá trình hoà đồng bộ đồng bộ phải điều chỉnh đồng thời điện Ap Ug và tần số ƒo của máy phát điện Điện áp Uo của máy phát điện được điều chỉnh bằng điện áp lưới Uu, được kiểm tra bằng vônmet V Tần số và thứ tự pha được kiểm tra

bằng bộ đồng bộ 3 đèn 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 tân số ƒo — ƒụ Tuy nhiên, nếu thứ tự pha khác nhau thì sẽ không có kết quả các đèn đều sáng tối đồng thời Thời điểm đóng máy cắt để hòa máy phát vào lưới điện là lúc cả ba đèn đều

tắt

Trường đại học sử phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

2 Hoà đông bộ bằng phương pháp ánh sáng quay

Phương pháp này dùng cho các máy phát điện đồng bộ công suất nhỏ

lúc này sự biến thiện điện áp ở ba đèn sẽ không đồng thời sáng chúng sáng tất luân

phiên với nhau theo chiều Kim đồng hồ (ánh sáng quay) Tốc độ qu2y của vòng sáng phy thage vào hiệu số Ứo ~ #4):

Khi @ =/A, ánh sáng quay rất chậm và dần dân đứng yén Thời điểm hòa là

đèn 1 tắt, đèn 2 và đèn 3 sáng đều vòng sáng đứng yên

3 Hoà đồng bộ bằng bộ đồng bộ kiểu điện từ

Trong các nhà máy điện có đặt các máy phát điện công suất lớn, để kiểm tra

các điều kiện ghép song song máy phát điện vào lưới điện người ta thường dùng cột

đồng bộ, tức là đồng bộ kiểu điện từ Cột đồng bộ gồm 3 dụng cụ đo sau: Một

vônmét có hai kim, một kim chỉ điện áp Uo của máy phát điện, một kim chỉ điện áp

U¿ của lưới điện; một tần số kế có hai dãy phiến rung để chỉ đồng thời tần số ƒo của máy và tần số ƒu của lưới và một dụng cụ đo lầm việc theo nguyên lý từ trường quay

có kim quay với tần sO fo — fu Toc 46 quay của kim phụ thuộc vào trị số ƒo — ƒu và

chiêu quay của kim thuận hoặc ngược chiều kim déng hé tuy theo fg > ƒu hoặc

ngugc lai, Khi fo = fu và kim quay thật cham (fo *fu) thì thời điểm đóng cầu dao

là lúc kim trùng với đường thẳng đứng và hướng lên trên

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Việc hoà đồng bộ chính xác máy phát điện đòi hỏi nhân viên thao tác phải

_ thật thành thạo và tập trung chú ý cao độ để tránh nhằm lẫn, nhất là khi trong hệ thống điện lực đang có sự cố Để giảm nhẹ công việc của nhân viên thao tác và tránh những nhầm lẫn có thể xảy ra sự cố, có thể dùng bộ hoà đồng bộ tự động giúp

điều chỉnh tự động Ug va fg cia may phát và tự động đóng cầu dao khi điều kiện

ghép song song đã được đảm bảo Tuy nhiên, vì khi trong lưới có sự cố, điện áp và tần số cửa lưới luôn thay đổi nên quá trình hoà đồng bộ tự động kéo dài từ 5-10 phút hoặc lâu hơn nữa, Vì thế gần đầy trong một số trường hợp người ta thường dùng phương pháp tự đồng bộ

IV, PHƯƠNG PHÁP EỰ ĐỒNG BỘ

Việc ghép máy phát điện làm việc song song với lưới điện theo phương pháp

ty ddng bd diate tiên hành nhữ sau: Dem quay may phat dién khong được kích thích (Uy = 0) vei đây quản kích thích được nối tắt qua điện trở triệt rừ đến tốc độ sai

Khúc với tốc độ đồng bộ khoảng 2% rồi không cần kiểm tra tần số trị số và góc pha

của điện áp cứ việc đóng cầu giao ghép máy phát điện vào lưới điện Sau đó lập tức cho kích thích máy phát điện và do tác dụng của mômen đồng bộ máy phát điện

được lôi vào tốc độ đồng bộ ( ƒo = ƒw), quá trình ghép máy phát điện làm việc song

song trong lưới điện được hoàn thành

Cần chú ý rằng việc đóng cầu dao nối máy phát điện chưa được kích thích

vào lưới điện có điện ấp Uy tương đương với trường hợp ngắn mạch đột nhiên của

lưới điện Vì ngoài tổng trở của bản thân máy phát điện còn có tổng trổ của các

phần tử khác của lưới điện ( m.b.a tăng áp, đường dây ) nên dòng điện xung chạy

trong máy phát điện không vượt quá 3 hoặc 4 lần dòng điện định mức Hơn nữa vì

dây quấn kích thích được nối qua điện trở triệt từ nên dòng điện xung quá độ giảm

rất nhanh Hình 27-3 cho thấy sự biến đổi của U, I và ¡, khi đóng cầu dao ghép máy phát điện vào lưới điện bằng phương pháp tự đồng bộ Phương pháp tự đồng bộ được

phép sử dụng trong trường hợp l„; < 3,Šlan-

Xây dựng bài giảng mô hình nhà máy diện Trang 22

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

V ĐIỂU CHỈNH CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUAT PHAN

KHÁNG CỦA MÁY PHÁT ĐÔNG BỘ

Tải của hộ dùng điện trong lưới điện thường luôn thay đổi theo điều kiện của

sản xuất hoặc cũng có thể có trường hợp tuy tải không thay đổi nhưng do điều kiện

vận hành của lưới điện mà cân thiết phải thay đổi chế độ làm việc của máy phát điện, do đó trên thực tế phẩi điều chỉnh công suất tác dụng P và công suất phản

kháng Q của máy phát điện đồng bộ

Có hai trường hợp điển hình:

"Erường hợp thứ nhất là trường hyp may phát điện làm việc trong hệ thống

điện lực có công suất và cũng lớa với Ú,/ =eømi, hay nói khác đi tổng công suất

của các máy phái điện đang làm việc song song rong hệ tự rất lớn so với công

suất của máy phát điện đang được xét, do đó việc điều chỉnh P 4 (2 của máy phát điện đó không lầm thay đổi U,f của hệ thống điện

Trường hợp thứ hai là trường hợp chỉ có 2 hoặc vai méy phat điện công suất tương tự lầm việc song song và sự thay đổi chế độ làm việc của mót máy sé làm thay đổi U,/ chung của cả các máy phát điện đó

Sơ dé mạch tương đương của máy phát điện quay có thể được đơn giản hóa

như sau :

Hình 2-3 Sơ đồ mạch tương đương đơn gidn hóa của máy phát điện quay biểu

diễn cho một pha, phù hợp cho trang thái vận hành ổn định

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Các biến số có gạch chân là các biến phức

E: Điện áp do rô-to gây ra lên cuộn day phan tinh

rự : Điện trở dây quấn phần ứng

Xạp : Điện kháng đồng bộ

U: điện 4p phan tinh

1 Điều chỉnh công suất tác dụng của máy phát điện đồng bộ

a) Trường hớp máy phát điện làm việc trong hệ thống điện công suất vô

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp_

Ở chế độ làm việc xác định công suất tác dụng P của máy ứng với góc 6 nhất

định và phẩi cân bằng với công suất cơ trên trục làm quay máy phát điện Đường

biểu diễn công suất cơ của động cơ sơ cấp, được biểu thị bằng đường thẳng song

song với trục ngang và cắt đặc tính góc ở điểm A trên hình 2-4 Như vậy muốn điều

chỉnh công suất tác dụng P của máy phát thì phải thay đổi góc 9, nghĩa là di chuyển điểm A, bằng cách thay đổi công suất cơ trên trục máy

P,

Hình 3-4 Công suất tác dung và công suất chỉnh bộ của máy phát điện cực

từ lôi

Công suất tác dụng cực đại Pm mà máy phát điện có thể cung cấp cho hệ

thống điện ứng với khi đP/dÔ = 0 Áp dụng điều kiện đó với biểu thức (24-14) của

máy phát đồng bộ cực ẩn, suy ra được 6„= 90” và:

Trường đại học sự phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Khi điều chỉnh công suất tác dụng cần chú ý rằng máy phát điện đông bộ chỉ

làm việc ổn định tĩnh khi 0 < 0 < 0„ Để thấy rõ điều đó, giả sử rằng máy đang làm

việc ở giao điểm A ứng với 0, < Ö„ Nếu do một nguyên nhân nào đó, công suất cơ

P¿„ của động cơ sơ cấp tăng lên trong một thới gián ngắn, sau đó lại trở về trị số ban đâu thì rôto của các mấy phát điện sé qua nhanh han, Nhu vay góc 6 sẽ tăng thêm

+A( VÀ tưởng ting vedi cong suất P sẽ tầng thêm AP Vi Ide 46 cing suất P¿¿ đã trở

vé Uy 50 ban ddu nen P+ AP > Pyg, Ket quả là Rôto sẽ bi ghim va may phát điện trở lại lầm việc ổ góc 0 ban dau sau vài chu ky dao dong Tréi lai nếu máy phát điện

lm vide ade Kip 6 0: > On, vi du & điểm B trên hình 2-4 thì khi cong suất cơ thay đổi như trên, góc Ð tăng thêm A6 sẽ làm cho P của máy phát điện giam, như vậy P <

Đ¿„ kết quả là rôto quay nhanh thêm, góc Ô càng tăng và máy phát đién sẽ mất đồng

bộ với lưới điện

Như vậy, khi điểu chỉnh công suất tác dụng mà muốn giữ cho máy phát điện

làm việc ổn định thì phải có điều kiện sau :

_# „ũ 4o Trong đó: _- được gọi là công suất chỉnh bộ đặt trưng cho khả năng giữ

cho máy làm việc đồng bộ trong lưới điện và được ký hiệu bing Py»

Công suất chỉnh bộ đối với máy cực lôi:

Trường đại học sư phạm kỹ thuật

p, = 3B cose

Xa

Bộ môn điện công nghiệp

Đường biểu diễn của công suất chỉnh bộ như trên hình 2-4 Ta thấy khi không tải (9 = 0), khả năng chỉnh bộ tức khả năng của AP giữa công suất cơ đưa vào máy

và công suất tác dụng đưa ra lưới điện ứng với sự thay đổi của A9 làm cho máy phát

vẫn duy trì làm việc đồng bộ với lưới điện là lớn nhất, còn khi ð = 6„ thì khả năng chỉnh bộ bằng không

Trên thực tế vận hành, để để phòng trường hợp U hoặc E giẩm hoặc những nguyên nhân khác lầm cho công suất P đưa ra lưới điện giẩm theo nhưng vẫn duy trì được đồng bộ, máy phát điện thường làm việc với công suất đính mức Pạm ứng với 9

<i"

Như vậy khả nàng quá tải của máy phát điện đồng bộ được xác định tỷ số:

Ki, « £ : gọi là hệ số năng lực quá tdi

Đối với máy cực ẩn:

1

K, =

” sinØ,

Theo qui định thì cần đảm bảo Km> 1,7 và muốn như vậy thì máy phải có tỷ

số ngắn mạch K lớn, nghĩa là xạ phải nhỏ ( hoặc khe hở lớn)

Cần chứ ý rằng khi điều chỉnh công suất tác dụng P, do 9 thay đổi nên công suất phần kháng cũng thay đổi theo

b) Trường hợp hai máy phát điện công suất tương tự làm việc song song

Giả thử có hai máy phát điện công suất bằng nhau làm việc song song Ở

trường hợp này trong điều kiện tải của lưới điện không đổi, khi công suất của một

máy mà không giảm tương ứng công suất tác dụng của máy kia thì tần số của lưới

điện sẽ thay đổi cho tới khi có sự cân bằng mới và khiến cho hộ dùng điện phải làm

trong điều kiện tần số khác định mức Vì vậy để giữ cho ƒ =const khi tăng công

Trường đại học sự phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp_

suất tác dụng của một máy thì phải giẩm công suất tác dụng của máy kia Chính

cũng bằng cách đó mà phải thay đổi sự phân phối công suất tác dụng giữa hai máy

2, Điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát điện đồng bộ

Xét trường hợp điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát điện đồng bộ

làm việc trong lưới điện vô cùng lớn U, ƒ = cons khi công suất tác dụng P của máy

được giữ không đổi

=

B

Hình 3- 5 Điều chỉnh công suất phan kháng của máy phát điện đồng bộ

Giả sử máy có cực ẩn và để đơn giản, bỏ qua tổn hao trên day quấn phần ứng

(ty = 0) Trong trường hợp đó, đồ thị vectơ s.đ.đ có dạng như trên hình 2-5

Vì P=30Icosp = O4 là không đổi với điều kiện U = const nên khi thay đổi Q,

mút của véctơ I luôn nằm trên đường thẳng 1, thẳng góc với U với mỗi trị số của I

sẽ có một trị số của cosọ và vẽ đồ thị véctơ s.đ.đ tương ứng sẽ xác định được độ lớn của véctơ E, từ đó suy ra được dòng điện kích thích ¡, cần thiết để sinh ra E

UE

Cũng cân chú ý rằng P= 2 sind = P, = u const

Trong đó U,ƒ =constnên P5 BsinØ =OB =const và mút của véctơ £

luôn

nằm trên đường thẳng 2 thẳng góc với OB-

Kết quả phân tích cho thấy rằng, muốn điều chỉnh công suất phan khang Q

thi phải thay đổi dòng điện kích thích ¡, của máy phát điện

Xây dụng bài giảng mô hình nhà máy điện

Trang 28

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Hình 2-6 Họ các đạc tính hình V của máy điện đông bộ

Với mãi tị số P=vesu, thay đổi Q và vẽ đồ thị s44 như trên ta xác định đướ quan hệ 7= vụ 1, còn gọi là đặc tính hình V của máy phát điền đồng bộ Thay

đổi vắc tị sổ của P với phương pháp trên sẽ thành lập được một ñ2 các đác tính hình

V như trên hình 3-6 Trên hình, đường Am đi qua các điểm cực tiểu của họ đặc tính

hình V nướng ứng khi cose =1 Khu vực bên phải của đường Am ứng với tải có tính cắm (@ > 0) và chế độ làm việc quá kích thích của máy phát điện cön khu vực ở bên trái của đường đó ứng với tải có tính dung ( < 0) và chế độ làm việc thiếu kích

thích của máy Đường Bn ứng với giới hạn làm việc ổn định với lưới khi máy phát điện làm việc ở chế độ thiếu kích thích

Trường hợp trên chỉ xét với máy phát điện cực ẩn, nhưng tất cả những phân

tích đó đều có thể áp dụng được cho máy phát điện cực lôi

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Bộ môn điện công nghiệp_

1 LỜI GIỚI THIỆU

Trong mô hình thí nghiệm này dùng để theo đối các quy trình vận hành tiêu

biểu của nhà máy điện như:

Quy trình hòa đông bộ (có thể hoà đồng bộ bằng tay hoặc tự động) Quy trình điều khiển công suất thực

Quy trình điều khiển công suất phần kháng

Mô hình gồm một máy phát điện đồng bộ được kéo bởi một động cơ DC để thay thé cho tuabin trong thực tế, Thông qua bộ hờa đồng bộ, khối điều khiển động

cơ sơ cấp và các khối khác (ước mô tá chi tiết hơn ở phần đưới) để đưa máy phát

điện đồng hộ vận hành xong xong với lưới điện và thực hiện việc thu/phát công suất

thực P và công suất phần khang Q lên lưới điện

Tuv mỏ hình còn một số hạn chế so với một nhà máy thực tế nhưng nó vẫn giup cho xinh viên nấnt được một số chức năng và nguyên lý ván hanh cơ bản của một số bộ phận trong mô hình và trong quá trình vận hành nó € giúp cho sinh viên uắm bắt được các sự cố và cách khắc phục sự cố