Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --- VŨ THỊ ÁNH NGỌC NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN KÍC
Trang 1Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
-
VŨ THỊ ÁNH NGỌC
NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN KÍCH TỪ CHO MÁY PHÁT THUỶ ĐIỆN NHỎ
Chuyên ngành: Thiết bị mạng và nhà máy điện
Mã số:
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
THÁI NGUYÊN - 2010
Trang 2
Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP- ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Quốc Khánh
Phản biện 1: PGS.TS Trần Bách
Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Như Hiển
Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn họp tại:
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐHTN
Ngày 24 tháng 09 năm 2010
Có thể tìm luận văn tại THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐHKTCN- ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
Trang 3Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
TRUNG TÂM HỌC LIỆU – ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
Trang 4Lời cam đoan
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan những nghiên cứu dưới đây là của em tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Bùi Quốc Khánh, nếu sai em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm
Thái Nguyên, ngày 10 tháng 09 năm 2010
Người cam đoan
Vũ Thị Ánh Ngọc
Trang 5Lời cam đoan
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Bùi Quốc Khánh và thầy giáo Vũ Hoàng Phương đã hướng dẫn và cho
em những ý kiến quý báu và luôn theo sát từng bước đi, luôn khích lệ động viên
… trong quá trình học tập và nghiên cứu của em
Xin được chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trung tâm công nghệ cao Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi nhất về mọi mặt cho việc học tập và nghiên cứu tại trường
Xin chân thành cảm ơn tới Ban chủ nhiệm, toàn thể các thầy cô giáo cùng cán
bộ trong khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp đỡ về nhiều mặt trong thời gian làm nghiên cứu của tôi Xin được trân trọng cảm ơn khoa Đào tạo và bồi dưỡng sau đại học;
Xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi rất nhiều Xin được bày tỏ lòng biết ơn tới bạn bè đồng nghiệp – những người thân đã đóng góp những ý kiến quý báu cho tôi và luôn mong đợi sự hoàn thành công việc nghiên cứu của tôi
Xin được trân trọng cảm ơn
Trang 6Lời cam đoan
Trang 7Xin được chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trung tâm công nghệ cao Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi nhất về mọi mặt cho việc học tập và nghiên cứu tại trường
Xin chân thành cảm ơn tới Ban chủ nhiệm, toàn thể các thầy cô giáo cùng cán
bộ trong khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp đỡ về nhiều mặt trong thời gian làm nghiên cứu của tôi
Xin được trân trọng cảm ơn khoa Đào tạo và bồi dưỡng sau đại học;Xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi rất nhiều Xin được bày tỏ lòng biết ơn tới bạn bè đồng nghiệp – những người thân đã đóng góp những ý kiến quý báu cho tôi và luôn mong đợi
sự hoàn thành công việc nghiên cứu của tôi
Xin được trân trọng cảm ơn
Trang 8Mục lục
MỤC LỤC
Nội dung
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
DANH MỤC BẢN VẼ
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NHỎ
1.1.Tổng quan về nhà máy thủy điện nhỏ
a.Tình hình phát triển thủy điện
b Sơ đồ nhà máy thủy điện
c Phân loại nhà máy thủy điện
d Nguyên lý phát điện của nhà máy thủy điện
e Tự động hóa trong nhà máy thủy điện
1.2.Điều tốc turbine thủy điện nhỏ
a Cấu tạo chung của thiết bị điều tốc
b Các chức năng của điều tốc
c Điều chỉnh mômen trên trục turbine
1.3 Máy phát điện
1.3 1.Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ
1.3.2 Phương trình điện áp và đồ thị véc tơ của máy phát điện đồng bộ 1.3.3 Các đặc tính điều chỉnh của máy phát đồng bộ
1.3.4 Các đặc tính điều chỉnh của máy điện đồng bộ
a Đặc tính không tải của máy phát điện đồng bộ
b Đặc tính ngoài
c Đặc tính điều chỉnh
1
1
3
4
6
9
10
10
12
13
14
14
16
16
21
21
22
Trang 9Mục lục
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
d Đặc tính tải
e Đặc tính ngắn mạch và tỷ số ngắn mạch K
1.4 Kết luận chương 1
CHƯƠNG 2: MÔ TẢ TOÁN HỌC MÁY PHÁT THỦY ĐIỆN NHỎ 2.1.Mô tả toán học máy phát đồng bộ xoay chiều ba pha
2.1.1.Các phương trình điện áp viết trong hệ tọa độ 3 pha abc
2.1.2 Các phương trình điện áp viết trong hệ tọa độ 3 pha dq
2.1.3.Mô hình mạch thay thế tương đương
2.2.Mô hình toán máy phát thủy điện nhỏ
a Mô hình toán hệ thống tự động điều chỉnh điện áp máy phát
b Phân tích hệ thống điều chỉnh công suất và điện áp trong máy phát thủy đện
c Mô hình bộ điều tốc hoạt động gián tiếp có van tiết lưu
d Phương trình cân bằng chuyển động hệ thống
e Phương trình tải trạm điện
2.3 Mô hình toán hệ thống tự động điều chỉnh điện áp của máy phát
2.4.Phân tích hệ thống điều chỉnh công suất và điện áp trong mát phát thuỷ điện
2.4.1.Điều chỉnh công suất tác dụng P
2.4.2 Điều chỉnh công suất phản kháng Q
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KÍCH TỪ 3.1 Mô hình điều khiển phát điện tự động (AGC)
3.2 Xây dựng cấu trúc điều khiển kích từ
3.2.1 Một số hệ điều khiển kích từ kinh điển
a Hệ thống kích từ một chiều:(DC Exciter)
24
26
26
28
28
30
37
39
39
39
39
40
40
41
42
42
46
49
51
53
53
Trang 10Mục lục
b Hệ thống kích từ xoay chiều (AC Exciter)
c Hệ thống kích từ tĩnh: (Statc Exciter)
3.2.2 Thiết kế bộ điều chỉnh điện áp tự động AVR
a Thuyết minh sơ đồ khối của bộ AVR
b Thiết kế khối điều khiển chính (Controler)
c Thiết kế khối chuyển đổi và tính toán (Caculate)
d Thiết kế khối giới hạn (Limiter)
e Thiết kế bộ đặt điện áp (Setpoin)
3.3.Xây dựng hệ thống ổn định công suất PSS
3.4 Kết luận chương 3………
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG KÍCH TỪ 4.1.Giới thiệu phần mềm mô phỏng
4.1.1 Mục đích của mô phỏng
4.1.2 Các tham số máy phát
4.2.Các thành phần của hệ thống mô phỏng
4.3 Kết quả mô phỏng hệ thống
4.3.1 Mô phỏng máy phát làm việc với phụ tải độc lập………
4.3.2 Mô phỏng khi máy phát hòa vào lưới điện hệ thống
4.3.2.1 Mô hình mô phỏng
4.3.2.2.Đáp ứng của hệ thống khi hoà lưới
4.4 Kết luận chương 4………
Kết luận và kiến nghị
55
56
58
60
61
66
68
73
76
80
81
81
82
83
86
86
91
91
92
103
Trang 11data error !!! can't not
read
Trang 12data error !!! can't not
read
Trang 13data error !!! can't not
read
Trang 14data error !!! can't not
read
Trang 15data error !!! can't not
read
Trang 17data error !!! can't not
read
Trang 18data error !!! can't not
read
Trang 19data error !!! can't not
read
Trang 20data error !!! can't not
read
Trang 21data error !!! can't not
read
Trang 22data error !!! can't not
read
data error !!! can't not
read
Trang 23data error !!! can't not
read
data error !!! can't not
read
Trang 24data error !!! can't not
read
data error !!! can't not
read
Trang 26data error !!! can't not
read
Trang 27data error !!! can't not
read