CHƯƠNG 6 máy PHÁT

Máy điện không đồng bộ 2.. Máy điện đồng bộ 3.. MÁY PHÁT NHIỆT ĐIỆNp f  Quay với vận tốc cao  Rôto phải có độ bền cao  Đường kính không thể lớn – lực ly tâm  Kích thước máy phát nhiệ

Chương VI MÁY PHÁT

HỆ THỐNG ĐIỆN

S

3 mm

f

i

V

s

f Load

Transformer

NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN

B l

v

e  =  

Sức điện động e cảm ứng

được trong một thanh dẫn có

chiều dài l chuyển động với

tốc độ v trong một từ trường

đứng yên có từ cảm B

B l

i

f  =  

Lực điện từ f tác dụng lên thanh dẫn có chiều dài l khi nó có dòng điện l và nằm

trong từ trường có từ cảm B

TS Trần Trung Tính 4

CÁC LOẠI MÁY ĐIỆN QUAY

1 Máy điện không đồng bộ

2 Máy điện đồng bộ

3 Máy điện một chiều

4 Máy điện xoay chiều có vành góp

MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA

đb

Điều kiện làm việc bình thường

0

=

co M

M

MÁY PHÁT NHIỆT ĐIỆN

p

f

 Quay với vận tốc cao

 Rôto phải có độ bền cao

 Đường kính không thể lớn – lực ly tâm

 Kích thước máy phát nhiệt điện nhỏ

 Không thể tăng công suất phát đột ngột – hạn chế giản nở nhiệt

 Máy phát nhiệt điện làm việc liên hoàn (Lò – Tuabin – Máy phát) – nó phát công suất trong giới hạn

 Công suất cực tiểu thường = 30~40% công suất định mức

MÁY PHÁT THỦY ĐIỆN

 Quay với tốc độ chậm (60 ~ 750 vg/phút)

 Có nhiều đôi cực (có dạng cực lồi)

 Kích thước của máy lớn

 Vận hành linh hoạt

p

f

TS Trần Trung Tính 8

CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN

1 Công suất định mức

 Công suất tác dụng định mức (P đm): quyết định bởi tuabin

 Công suất biểu kiến định mức (S đm): quyết định bởi phát nóng cho phép

2 Điện áp định mức

 Mức điện áp máy phát: 6,3 ~ 30 kV

 Công suất càng lớn – điện áp càng cao – giảm dòng định mức

 Máy phát có công suất < 100 MW thường có mức điện áp 6,3 kV

3 Dòng định mức

 Quyết định bởi công suất và điện áp

 Khi dòng lớn – cuộn dây stato phải được chế tạo bằng vài nhánh song song

4 Hệ số công suất định mức

 Hệ số công suất 0,8 ~ 0,9

 Hệ số công suất > 0,9 – làm việc với độ dự trữ ổn định tĩnh kém hơn

d

ht q

X

U E

Pmax =

TS Trần Trung Tính 9

CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN

 Chế độ đồng bộ ổn định: vận tốc của rôto và từ trường quay phần tĩnh cùng bằng vận tốc đồng bộ nhờ cân bằng giữa Mco và Mđ

 Chế độ đối xứng: dòng và áp ba pha có module tưng ứng bằng nhau, lệch

nhau 1200 giữa chúng

 Các thông số của máy phát: P, Q, cosϕ, dòng điện phần tĩnh I, phần quay If, sức điện động ngang trục, điện áp thay đổi không vượt giới hạn cho phép làm việc bình thường

TS Trần Trung Tính 10

CHẾ ĐỘ KHÔNG ĐỒNG BỘ

δ

ω sin

1

d

q

đb

đb

X

U

E

M =

 Mômen đồng bộ của máy phát (cân bằng giữa Mco và Mđ)

 Mômen thừa trên trục rôto

đb co

 Nguyên nhân mất đồng bộ

 Dòng kích từ I f – tức là s.đ.đ E q giảm xuống – M đb giảm – trên trục rôto xuất hiện Mth – vận tốc quay rôto nhanh hơn vận tốc đồng bộ

 Khi ngắn mạch – điện áp tụt xuống – Mđb giảm – Mth xuất hiện – số vòng quay rôto nhanh hơn vận tốc đồng bộ

TS Trần Trung Tính 11

CHẾ ĐỘ KHÔNG ĐỐI XỨNG

 Định nghĩa: chế độ làm việc không bình thường của máy phát điện, trong đó

dòng và điện áp ba pha không đối xứng tức là có module không tương ứng bằng nhau hoặc góc lệch pha liên tiếp giữa chúng khác 1200

 Nguyên nhân:

1 Do phụ tải không đối xứng: phụ tải hàn, điện phân, v.v…

2 Do đường dây tải điện ba pha không được hóan vị hoặc hóan vị không hòan tòan

3 Do áp dụng chế độ làm việc không tòan pha (sự cố trên 1 pha, hoặc MBA 3 pha tổ hợp từ 3 MBA một pha)

4 Do sự cố ngắn mạch một pha, hai pha, v.v…

TS Trần Trung Tính 12

ĐÓNG MÁY PHÁT VÀO LÀM VIỆC SONG SONG VỚI LƯỚI

1 Phương pháp hòa đồng bộ chính xác

Nhờ tuabin, máy phát điện được quay đến vận tốc gần đồng bộ thì đóng

kích từ vào và thỏa mãn các điều kiện sau:

 Điện áp của máy đóng vào và của lưới phải có trị số bắng nhau: hiệu điện áp giữa máy đóng vào và lưới bằng không – không có dòng cân bằng chạy tuần hòan giữa máy đóng vào và các máy khác của lưới đang làm việc (nhờ điều

khiển kích từ)

 Tần số máy phát đóng vào và của lưới phải bằng nhau: thay đổi Mco

 Điện áp của máy phát đóng vào và của lưới phải đồng pha với nhau: thay đổi Mco

Đặc điểm của hòa đồng bộ chính xác là:

1) Phức tạp vì điều chỉnh tần số và điện áp cân bằng

2) Thời gian thao tác lâu (vài phút đến vài chục phút)

3) Nếu phạm sai lầm đóng máy vào lưới khi góc lệch pha giữa hai điện áp lớn – sự cố nghiêm trọng – phá họai máy phát và tuabin

TS Trần Trung Tính 13

2 Phương pháp hòa đồng bộ bằng tự đồng bộ

 Mạch rôto máy phát gắn điện trở dập tắt và cơ cấu tự động điều chỉnh kích từ

 Máy phát được quay không kích từ, khi vận tốc quay đạt 96~98% tốc độ đồng

bộ - đóng máy phát vào làm việc song song – ngay liền sau đó là đóng kích từ

 Máy phát tự mình hòa đồng bộ

 Việc đóng này có thể tiến hành ở độ trược ±5~10%

Ưu điểm của phương pháp tự đồng bộ

 Thao tác đơn giản

 Quá trình diễn ra tự động

 Lọai trừ khả năng đóng nhầm

 Quá trình đóng diễn ra rất nhanh (3 ~ 5 giây)