Nguy ễ n Quang Nam 2011 – 2012, HK2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Vì lưới điện có công suất rất lớn so với máy phát, nên máy phát sẽ không gây ra ảnh hưở
Trang 11 Bài giảng 7
Bài gi ả ng Máy đ i ệ n
TS Nguy ễ n Quang Nam
2011 – 2012, HK2
http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php
nqnam@hcmut.edu.vn
Vì lưới điện có công suất rất lớn so với máy phát, nên máy phát
sẽ không gây ra ảnh hưởng đáng kể nào lên lưới điện, dẫn đến khái niệm bus vô hạn (có điện áp và tần số không thay đổi)
Để đơn giản hóa việc khảo sát, giả thiết kích từ của máy phát không đổi, nhưng có cơ chế điều chỉnh công suất tác dụng của
động cơ sơ cấp
Sau đây sẽ khảo sát việc điều chỉnh công suất của máy nối với bus vô hạn và tải AC
Máy phát đồ ng b ộ làm vi ệ c v ớ i l ướ i đ i ệ n vô cùng l ớ n
Trang 23 Bài giảng 7
Tần số và điện áp của các bên phải bằng nhau
Ngay khi vừa nối lưới, máy phát xem như thả nổi, không cung
cấp công suất cho tải Sau đó đặc tính tần số-công suất của máy phát được nâng lên, tăng dần mức công suất mà MP phát ra
Máy phát đồ ng b ộ làm vi ệ c v ớ i l ướ i đ i ệ n vô cùng l ớ n (tt)
Máy phát
Ptải= Pbus+ Pmp
Pmp
Pbus
f
fbus
f0
Khi đạt đến công suất tác dụng mong muốn, máy phát thường ở
trạng thái tiêu thụ lượng nhỏ công suất phản kháng
Tiếp đến, người ta muốn máy phát đồng thời cung cấp công
suất phản kháng Điều này có thể thực hiện bằng việc điều chỉnh kích từ (coi công suất tác dụng được giữ không đổi)
Giản đồ vectơ trong trường hợp này tương tự như giản đồ trong
phần nối song song các máy phát đồng bộ
Máy phát đồ ng b ộ làm vi ệ c v ớ i l ướ i đ i ệ n vô cùng l ớ n (tt)
Trang 35 Bài giảng 7
Xét 2 MP đồng bộ được nối song song và cung cấp cho 1 tải
Điều kiện ràng buộc trong trường hợp này là tổng công suất
phức của hai máy phát bằng với công suất phức của tải
Sơ đồ bên phải: ngay sau khi MP 2 được hòa đồng bộ
MP đồ ng b ộ n ố i song song v ớ i MP cùng c ỡ
T ả i
Máy phát 2
Ptải= P1+ P2
P2
P1
f
fbus Máy phát 1
Khi 2 MP vận hành song song, nếu tăng công suất của máy 2 thì: tần số của hệ sẽ tăng, và công suất tác dụng của máy 2 tăng, còn của máy 1 sẽ giảm.
Khi 2 MP vận hành song song, nếu tăng kích từ của máy 2 thì: điện áp đầu cực các máy sẽ tăng, và công suất phản kháng của máy 2 tăng, còn của máy 1 sẽ
giảm.
MP đồ ng b ộ n ố i song song v ớ i MP cùng c ỡ (tt)
Trang 47 Bài giảng 7
Ví dụ: Hình vẽ cho thấy hệ thống 2 MP cung cấp cho 1 tải MP 1
có tần số không tải là 61,5 Hz và độ dốc 1 MW/Hz MP 2 có tần
số không tải là 61 Hz và độ dốc 1 MW/Hz Hai MP cung cấp tổng công suất 2,5 MW cho tải ở PF bằng 0,8 trễ
(a) Tần số làm việc của hệ là bao nhiêu, và mỗi MP cung cấp công
suất bằng bao nhiêu?
(b) Giả sử tải tăng thêm 1 MW, xác định lại tần số và phân bố công
suất của hệ?
(c) Hệ ở trạng thái (b), xác định tần số và phân bố công suất nếu
tăng tần số đặt của MP 2 thêm 0,5 Hz
N ố i song song máy phát đồ ng b ộ (tt)
N ố i song song máy phát đồ ng b ộ (tt)
Như có thể thấy trong ví dụ với 2 máy phát vận hành song song,
điều chỉnh tần số đặt của 1 máy sẽ làm thay đổi cả tần số lẫn phân
bố công suất
Thông thường, người ta mong muốn chỉ thay đổi 1 đại lượng
mỗi lần Có thể thực hiện điều này bằng cách đồng thời tăng tần số
đặt của 1 máy và giảm tần số đặt của máy kia
Điều chỉnh công suất phản kháng và điện áp đầu cực cũng được
thực hiện theo cách tương tự
Trang 59 Bài giảng 7
Độ ng c ơ đồ ng b ộ - V ấ n đề m ở máy
Máy điện đồng bộ có thể làm việc ở chế độ động cơ Tuy nhiên,
với kết cấu cơ bản như của máy phát đồng bộ thì động cơ sẽ
không thể tự mở máy
Người ta có thể giảm tần
số dòng điện stato, dùng
động cơ phụ, hay dùng dây
quấn đệm để mở máy cho
động cơ đồng bộ
Độ ng c ơ đồ ng b ộ - V ấ n đề m ở máy (tt)
Việc giảm tần số stato khi mở máy trước kia là phi thực tế,
nhưng hiện nay đã trở khá hợp lý, với các bộ biến tần Khi giảm
tần số để mở máy, điện áp phần ứng cũng phải giảm theo
Động cơ phụ dùng để mở máy có thể là chính bộ kích từ đầu
trục, vì công suất yêu cầu để mở máy là khá nhỏ
Giải pháp dùng dây quấn đệm (cản) đến nay là phổ biến nhất,
sử dụng hiện tượng cảm ứng như trong động cơ KĐB Tuy nhiên,
với các máy cỡ vừa đến cỡ lớn, có thể việc mở máy bằng chế độ
Trang 611 Bài giảng 7
Đặ c tính mômen – t ố c độ
Độ ng c ơ đồ ng b ộ khi n ố i vào l ướ i có công su ấ t vô cùng l ớ n (so v ớ i b ả n thân độ ng c ơ ) đượ c xem nh ư m ộ t thi ế t b ị có t ố c
mômen c ự c đạ i).
% 100
=
load no
load full load
no n
n n
SR
Dựa vào biểu thức tính mômen cực đại, có thể thấy sự vận hành
động cơ ở dòng điện kích từ lớn sẽ tạo ra sự ổn định tốt hơn
Thay đổ i t ả i đố i v ớ i độ ng c ơ đồ ng b ộ
Giả sử động cơ đang làm việc ổn định với 1 tải đã cho Nếu tăng
tải lên, động cơ sẽ tạm thời giảm tốc độ, do đó dẫn đến góc mômen
lớn hơn, và tăng mô men điện từ tạo ra Động cơ lại được tăng tốc
độ đến điều kiện làm việc mới, ứng với góc mômen lớn hơn
Va
Ia
jXsIa
Ea