he thong dieu khien kich tu may phat nha may dien

Chế độ làm việc của máy phát điện đồng bộ ở tải đối xứng được thểhiện rõ ràng của các đại lượng như điện áp U dòng điện I trong dây quấn phầnứng dòng điện kích từ ikt, hệ số công suất co

Chương 1:

Giới thiệu về công nghệ sản xuất điện năng

1.1 Giới thiệu chung về hệ thống sản xuất điện năng

Ngày nay năng lượng cung cấp cho dân dụng và công nghiệp chủ yếu

là điện năng, bởi vì điện năng là dạng năng lượng dễ vận chuyển, dễ sản xuất

và dễ chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác như quang năng, cơ năng,hoá năng, nhiệt năng…

Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt do con người tạo ra và dễdàng sử dụng trong tự nhiên cũng tồn tại một số dạng năng lượng, tuy nhiênchúng không sử dụng được

Điện năng là được sản xuất bằng các chuyển các dạng năng lượng sơcấp như năng lượng dòng nước (thuỷ năng) nhiệt năng, năng lượng, sức gió,năng lượng mặt trời, năng lượng hạt nhân, năng lượng thuỷ triều, năng lượngnhiệt của nước ngầm trong lòng đất,… thành năng lượng điện Tuỳ vào loạinăng lượng sơ cấp mà người ta chia ra các loại nhà máy điện chính: nhà máythuỷ điện (NTĐ), nhà máy nhiệt điện (MNĐ), nhà máy điện nguyên tử(NNT) Bảng dưới đây cho thấy tình hình tiêu thụ năng lượng sơ cấp ở một sốnước trên thế giới năm 1999

Tiêu thụ năng lượng sơ cấp ở một số nước (năm 1999)

Tên nước

Tiêu thụ năng lượng sơ cấp, đơn vị triệu tấn dầu tương

đương

Trong

đó dầu (%)

Than (%)

Khí tự nhiên (%)

Hạt nhân (%)

Thuỷ năng (%)

Do đó quá trình sản xuất điện năng hiện nay được mô tả như trong hình

vẽ sau:

Nguån n¨ng l

M¸y ph¸t

Bé phËn truyÒn t¶i

Bé phËn kÝch tõ C¬ n¨ng §iÖn n¨ng

Hình 1: Hệ sản xuất điện năng

* Nguồn năng lượng sơ cấp: là nguồn năng lượng có sẵn trong tự nhiênnhư than, dầu, năng lượng dòng nước, năng lượng sức gió,… nguồn nănglượng sơ cấp này dùng để là quay turbine được gắn cứng trục với máy phát do

đó sẽ làm quay máy phát và phát ra điện ở đầu cực máy phát Ở nhà máy nhiệtđiện thì dùng than và dầu để đun nóng nước trong bao hơi, biến nước thànhhơi quá nhiệt và người ta dẫn luồn hơi quá nhiệt này vào cánh tuabine làmquay turbine Ở nhà máy điện nguyên tử thì về nguyên lý giống nhà máy nhiệtđiện, tuy nhiên không dùng than và dầu để đun nước mà người ta dùng nănglượng nguyên tử để đun nước Còn ở nhà máy thuỷ điện thì người ta lại lợidụng thế năng nguồn nước để tạo ra dóng chảy turbine, năng lượng chảy củanước làm quay cánh turbine Muốn vậy phải đắp đập chắn nước để tạo nguồnthế năng nước, sau đó người ta thảo nước một cách chủ động để dòng nướcchảy qua cánh turbine làm cho turbine quay

* Turbine: là bộ phận biến năng lượng sơ cấp thành cơ năng trên trụcquay turbine Do trục quay turbine nối với trục máy phát nên làm quay rotomáy phát để phát ra điện

* Máy phát: là bộ phận trực tiếp sản xuất điện, có nhiệm vụ biến cơnăng từ turbine thành điện năng ở đầu cực máy phát Hiện nay máy ophátdùng trong các nhà máy điện là máy phát đồng bộ, nghĩa là sức điện động domáy phát phát ra phụ thuộc vào hai yếu tố, tốc độ quay của máy phát và từtrường kích từ của máy phát Bộ phận kích thích có nhiệm vụ tạo ra từ trường

một chiều trên cuộn dây kích thích của máy điện đồng bộ và khi có sự chuyểnđộng tương đối giữa từ trường kích thích và các vòng dây phần ứng thì sẽ sinh

ra trong cuộn dây phần ứng một sức điện động cảm ứng, và do đó tạo ra ở đầucực máy phát một điện áp ra của máy phát

* Bé phận truyền tải điện: có nhiệm vụ vận chuyển điện năng phát ra từđầu cực máy phát tới nơi tiêu thô Ở Việt Nam hiện nay điện năng phát ra từcác nhà máy điện quốc gia được hoà vào lưới điện quốc gia 500kV

1.1.1 Các loại nhà máy điện

1.1.1.1 Nhà máy nhiệt điện

Sử dụng nhiệt năng thoát ra khi đốt các nhiên liệu hữu cơ (than, dầukhí,…) thành điện năng Hiện nay trên thế giới khoảng 70% điện năng đượcsản xuất ra từ các nhà máy nhiệt điện Ở Việt Nam hiện nay nhà máy nhiệtđiện đốt than lớn nhất là Phả Lại 1 và 2 với tổng công suất 1040MW Trongtương lai sẽ mở rộng nhà máy Phú Mỹ 1 và 2 với tổng công suất 1000MW.Trong tương lại sẽ mở rộng máy máy Phú Mỹ và đặt thêm một số nhà máynhiệt điện chạy khí ở khu vực này Ngoài ra còn có nhiều nhà máy nhiệt điệnnhỏ và đang xây dựng một số nhà máy lớn ở Hà Tĩnh, Quảng Ninh, HảiPhòng với công suất mỗi nhà máy là 1200MW Tuy nhiên với giá nhiên liệulên cao như hiện nay thì việc sản xuất điện bằng nhà máy nhiệt diện là tươngđối đặt, và gây ô nhiễm môi trường do có khí thái Than, dâu và hơi đốit còn

có thêm nhược điểm là không tự phục hồi được

Quy trình sản xuất điện của nhà máy nhiệt điện thể hiện trong hình vẽdưới đây

~ 8

93

Hình 2: Sơ đồ khí chức năng quá trình sản xuất điện ở nhà máy nhiệt điện

Trong đó

1 Lò hơi 6 Bình khử khí 6 B×nh khö khÝ

2 Bộ quá nhiệt 7 Bơm nước cấp 7 B¬m níc cÊp

3 Tuabine8 Máy phát điện 8 M¸y ph¸t ®iÖn

4 Bình ngưng9 Khớp nối 9 Khíp nèi

5 Bơm ngưng

Hơi sinh ra ở lò hơi là hơi bão hoà, được dẫn và bộ quá trình biến thànhhơi qúa nhiệt Hơi quá nhiệt được dẫn vào tuabin dãn nở làm quay tuabinđược tuabin được nối với roto máy phát đồng bộ qua khớp nối Roto quay sẽsinh ra điện ở cực máy phát Hơi sau khi qua tuabin được dẫn vào bình ngưng

tụ sau đó được dẫn qua bình khử khí rồi được bơm nước cấp đưa trở lại lòhơi

Nh vậy ở đây nước chỉ là môi chất trung gian, còn năng lượng biến đổichính là năng lượng than ở đầu vào để biến thành điện năng ở đầu ra

1.1.1.2 Nhà máy điện nguyên tử

Hiện nay nhà máy điện nguyên tử đang phát triển mạnh trên thế giới,

đó là loại máy sử dụng năng lượng phân rã hạt nhân nguyên tử để biến thành

điện năng Tính đến năm 2000 trên thế giới đã có 432 là phản ứng hạt nhânphục vụ sản xuất điện với tổng công suất 362 triệu kW, sản xuất khoảng 17%lượng điện toàn thế giới Năng lượng hạt nhân là một nguồn năng lượng tuyệtdiệu, nhà máy điện hạt nhân có kích thước nhỏ, không gây ô nhiễm khíquyền, nguyên liệu rẻ Tuy nhiên nhà máy điện hạt nhất rất đắt vì hệ thống antoàn phức tạp, phí tổn đào tạo nhân công cao

Quy trình sản xuất điện ở nhà máy điện nguyên tử gần giống với nhàmáy nhiệt điện, có hình dạng như hình 3:

Hình 3: Sơ đồ khối chức năng quá trình sản xuất điện ở

nhà máy điện nguyên tử

Trong đó: Lò hơi của nhà máy nhiệt điện được thay bằng nhà lò (1)gồm là phản ứng hạt nhân (1a) và bình sinh hơi (1b) Tuabin của nhà máyđiện nguyên tử thường làm việc ở vùng bão hoà nên không cần bộ quá nhiệt

1.1.1.3 Nhà máy thuỷ điện

Là loại nhà máy điện sử dụng thế năng dòng nước Nó sản xuất khoảng15% năng lượng điện toàn thế giới, nước có lẽ là nguồn năng lượng sơ cấp tốtnhất, vì không gây ô nhiễm, không mất tiền mua, và có thể tự hồi phục được

~ 8

93

6

7

4

51

1a 1b

khi có mưa Tuy NTĐ đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu lớn do phải xây dựngcác đập cao, nhưng chi phí vận hành nhỏ nên giá thành điện năng là nhỏ nhấtngoài giá trị sản xuát điện ra NTĐ còn có ý nghĩa lớn trong vấn đề thuỷ lợi,chống lũ… Tuy nhiên việc phát triển thêm NTĐ cũng dần bị hạn chế bởinhiều nơi trên thế giới các nguồn nước hầu nh đã được sử dụng hết Ở ViệtNam do đặc điểm có nhiều sông suối nên rất thuận lợi trong vấn đề phát triểnthuỷ điện, và hiện nay NTĐ lớn nhất là Hoà Bình với công suất 1920MW,tiếp theo là Yaly (700mW) Hiện nay đang xây dưng các nhà máy lớn nh Sơn

La, Sông Gâm, Bản Mai Các nhà máy vừa và nhỏ được khuyến khích xâydựng ở miền Bắc và miền Trung

Quy trình sản xuất điện năng ở nhà máy thuỷ điện đơn giản hơn nhàmáy nhiệt điện và điện nguyên tử, nó không theo chu trình kín như hai nhàmáy nói trên Nước sau khi qua tuabin được trả trở lại tự nhiên

Ngoài ba loại nhà máy điện chính kể trên còn có các loại nhà máy điệnsau: nhà máy phong điện có công suất vài megaoat, nhà máy điện mặt trời,nhà máy điện sử dụng năng lượng thuỷ triều có công suất hàng trămmêgaoats, nhà máy điện địa nhiệt và người ta cũng đang chuẩn bị xây dựngcác nhà máy điện nhiệt lạnh dùa trên cơ sở tổng hợp hạt nhân

1.2 Máy phát điện đồng bộ

Máy phát điện đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, phạm

vi sử dụng chính là biến đổi cơ năng thành điện năng, nghĩa là làm máy phátđiện ba pha để dùng trong nền kinh tế quốc dân và trong đời sống Điện năngđược sản xuất từ các máy phát điện quay bằng tuabin hơn, tuabin khí hoặctuabin nước Ngoài ra máy phát điện còn được kéo bởi các động cơ sơ cấpkhác như động cơ điêzen động cơ đốt trong cho các máy phát công suất vừa

và nhỏ nhằm phục vụ cho các tải địa phương, các nguồn dự phòng, các xínghiệp công nghiệp nhỏ…

1.2.1 Định nghĩa

Máy phát điện đồng bộ ba pha là máy có tốc độ quay của rôto bằng tốc

độ của từ trường quay stato

n = n1 = (vòng/phút) Trong đó

- P là số đôi cực

- n là tốc độ quay của rôto

- f là tần số có đơn vị là Hz

- n1 là tốc độ quay của từ trường

Khi tuabin quay sẽ kéo rôto của máy phát quay theo và cảm ứng củađầu cực máy phát điện xoay chiều một sức điện động là:

E = 4 44 Kqd f W đm

Trong đó:

Kdq: là hệ số dây quấn;

W : Sè vòng dây của một cuộn dây pha

dm: từ thông cực đạ dưới một cực của cực từ

1.2.2 Cấu tạo và nguyên lý cơ bản

a Cấu tạo

 Phần tĩnh

Phần tĩnh là ba cuộn dây ba pha AX, BY, CZ đặt lệch nhau trong khônggian 120 độ

 Phần quay: là nam châm điện một chiều có một hoặc một số đôi cựckích thích bằng dòng một chiều

Hình 1.1 Cấu tạo của máy điện đồng bộ

b Nguyên lý

Máy phát điện (G) được quay bởi tuabin (T)

T cung cấp cơ năng máy phát điện G thể hiện bằng mômen cơ MCO Gnhận MCO và biến thành mômen điện Mđiện

GT

M dien

M

CO n

Hình 1.2: Tổ hợp máy phát tuabin

Máy phát điện có vận tốc n = ndb = const, tổng mômen tác dụng lên trụcmáy phát là:

MCO + Mđiện = 0Hay M MCO = - Mđiện

Dấu trừ ở đây thể hiện sự ngược chiều của hai mômen MCO và Mđiện

nghĩa là Mđiện mang tính hãm

Ta có:

Mđiện =

Trong đó P là công suất điện

Vậy Pđiện đặc trưng cho Mđiện và khi máy phát điện có mômen điệnmang tính hãm tức là máy phát điện ra P khi làm việc bình thường, máy phátđiện phát ra năng lượng hữu Ých, nên công suát phát được coi là những sốdương

Khi khép mạch cuộn dây AX, BY, CZ qua tải đối xứng ZA = ZB = ZC

trong cuộn dây AX, BY, CZ có dòng IA, IB, IC lệch pha nhau về thời gian 1200

điện vì AX, BY, CZ đặt lệch nhau trong không gian 120độ còn IA, IB, IC là từtrường quay với vận tốc  = điện

Vì tốc độ rôto R = đb nên từ trường sinh ra ở stato không quét rôto,

do đó trong đó rôto không có dòng cảm ứng mà chỉ có dòng kích thích mộtchiều

Trong chế độ làm việc bình thường máy phát điện làm việc đối xứng,tức là dòng lệch pha nhau 1200 với các môđun IA, IB, IC

Nếu lấy IA làm gốc thì ta có hệ dòng đối xứng nh sau:

Đường kính rôto phải nhỏ thường kháng lớn hơn 1,1  1,5m để giảmquán tính

Để tăng công suất của máy phát ta tăng chiều dài tối đa của rôto (cóthể đến 6,5m)

Các máy phát điện cực Èn được chế tạo với số cực zp = 2 nên tốc độ sẽlà:

n = = 3000 (vòng/phút) (1.3) (1.3)

Hình 1.4: Mặt cắt ngang trục lõi thép rôto

Dây dẫn kích từ mặt trong rãnh rôto được chế tạo từ dây đồng trần, tiếtdiện chữ nhật quấn theo chiều mỏng thành các bối dây đồng tâm Các vòngdây cuấn bối dây này được cách diện với nhau bằng một líp mica mỏng Dâyquấn kích từ nằm trong rãnh được cố định và Ðp chặt bằng nối ở ngoài rãnhdược đai chặt bằng các ống trụ thép phi từ điện gây ra Hai đầu của dân quấnkích từ đi luồn trong trục và nối với hai vành trượt đặt ở đầu trục thông quahai chổi điện, nối với dòng kích từ một chiều Dòng điện kích từ một chiềuthường được cung cấp bởi một máy phát điện một chiều hoặc xoay chiềuđược chỉnh lưu (có hoặc không có vành trượt), nối khung trục với máy phátđiện

Stato của máy phát điện ba pha cực Èn bao gồm lõi thiếp Trong có đặtdây quấn ba pha, ngoài là thân và vỏ máy Lõi thép stato được ghép và Ðpbằng các tấm tôn silic dày 0,5 (mm) khoảng 3 (cm) đến 6 (cm) lại có một rãnhthông gió ngang trục, rộng 10 (mm) Lõi thép stato được đặt cố định trongthân máy Các máy có công suất trung bình và lớn, thân máy được chế tạotheo kết cấu cực Èn được sử dụng cho các máy phát điện của nhà máy nhiệtđiện với ưu điểm là kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn phù hợp với tốc độ cao

b Máy phát điện cực lồi

Máy cực lồi được chế tạo cho các máy phát điện có tốc độ quay thấp,nên tỷ lệ chiều dài, đường kính rôto thường là: L/D = 0,15 – 0,2 Rôto củamáy phát điện cực lồi công suất nhỏ và trung bình có lõi thép được chế tạobằng thép đúc và gia công thanh khối hình trụ trên mặt có đặt cực từ Với cácmáy lớn, lõi thép được chế tạo từ các tấm thép dày 1 – 6mm dập hoặc đúcđịnh hình sẵn để ghép thành các khối lăng trụ Cực từ đặt trên lõi thép rôtorđược ghép bằng những là thép day 1 – 1,5mm

Dây quấn kích từ được chế tạo từ dây đồng trần thiết diện chữ nhấtquấn theo chiều mỏng thành từng cuộn dây Cách điện giữa các vòng dây làcác líp mica hoặc amiang Sau khi gia công, các cuộn dây được lồng vào cácthân cực

Dây quấn cản của máy phát điện được đặt ở trên các đầu cực có cấu tạonhư dây quấn kiểu lồng sóc của máy phát điện không đồng bộ, nghĩa là làmbằng các thanh đồng đặt vào rãnh các đầu cực và hai đầu nối với hai vànhngắn mạch

Hình 1.6: Cực từ của máy đồng bộ cực lồi

1 Lá tiếp cực từ; 2 Dây quấn kích thích 2 D©y quÊn kÝch thÝch

3 đuổi hình T; 4 nêm; 5 Lõi thép rôto

Stato của MFĐ cực lồi có cấu tạo nh ở MFĐ cực Èn Để đảm bảo vậnhành ổn định, ngoài các yêu cầu chặt chẽ đối với kết cấu về điện Các kết cấu

về cơ học và hệ thống làm mát cũng được thiết kế tạo phù hợp tương thích vớitừng loại MFĐ, đáp ứng được môi trường và chế độ làm việc MFĐ có côngsuất nhỏ làm mát bằng gió, có các khoang không gió làm mạt được thiết kếchế tạo nằm giữa vỏ máy và lõi thép stato Đầu trục của máy được gắn mộtcách quạt gió để khi quay không khí được thổi qua các khoang thông gió này

Vá máy ngoài ra cũng được chế tạo với các sống gân hoặc cánh toả nhiệnhằm làm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cho máy Phổ biến nhất là cácMFĐ được làm mát bằng nước hoặc bằng khí và được áp dụng cho các máy

có công suất từ vài chục kW trở lên Với MFĐ công suất lớn (có đường kínhroto lớn 1m) người ta chia lá tôn ra nhiều mảnh gọi là sec măng để dập, sau

đó ghép lại

Sec măng cách điện

Sec măng Ðp ở hai đầu

Sec măng chính để tạo thành lõi sắt dẫn từ

Sec măng thông gió để tạo thành các rãnh thông giã

Trục của MFĐ có thể đặt nằm ngang nh các máy công suất nhỏ với cácmáy tuabin nước công suất lớn, tốc độ chậm, trục của máy đặt thẳng đứng

1.2.4 Phương trình của máy điện đồng bộ

a Phương trình của máy phát điện đồng bộ cực Èn

U = E – R I – j xdbI(1.4) (1.4)

Với x xdb = x + xu

- x là kháng tản (xt)

- xu điện kháng phần ứng (điện kháng chính của máy)

- R điện trở dây quấn pha stato

Phương trình mạch rôto

b Phương trình điện áp của máy phát điện đồng bộ cực lồi khi khảo sátmáy đồng bộ cực lồi phải phân tích dòng điện thành hai thành phần: thànhphần dọc trục (Id) thành phần ngang trục (Iq)

Iq = I cos

Với  - là góc lệch pha giữa E0 và I (00 < 4 < 900)

U = E0 – R I – j (x + xud) Id – j (x + xuq) Iq (1.7) (1.7) Với I = I + Iq

Chế độ làm việc của máy phát điện đồng bộ ở tải đối xứng được thểhiện rõ ràng của các đại lượng như điện áp U dòng điện I trong dây quấn phầnứng dòng điện kích từ ikt, hệ số công suất cor, tần số f hoặc tốc độ quay n.Trừ tần số luôn giữ f = fdm và cor = corst do tải bên ngoài quyết định, từ cácđại lượng U, I, i có thể thành lập được các đặc tính sau đây của máy phátđồng bé

1 Đặc tính không tải U = E0 = f(ikt), khi I = 0; f = fđm

2 Đặc tính ngắn mạch In = F(it) khi u = 0; f = fdm

3 Đặc tính ngoài u = F(I) khi It = const; cor = const F = Fđm

4 Đặc tính điều chỉnh it = f(I) khi U = const, cor = corst; f = fđm

5 Đặc tính tải U = F(it) khi I = const, cor = const; f = fdm

Từ các đặc tính trên có thể suy ra các tính chất quan trọng của máy nh

tỷ số ngắn mạch k, độ thay đổi điện áp U và các tham sè Xd, Xa, XU

Ta có thể dùng sơ đồ thí nghiệm nh hình 1,8 để xác định các đặc tínhcủa máy phát

Hình: Sơ đồ đấu dây xác định đặc tính của máy phát điện đồng bộ

Hình 1.9: Đặc tính không tải của máy phát tuabin hơi (1)

và máy phát tuabin nước (2)

Đặc tính không tải là quan hệ giữa sức điện động cảm ứng E ở cuộndây stato với dòng điện kích từ khi dòng điện tải bằng không trong hệ đơn vịtương đối

E* = và

Trong đó: itdmo là dòng điện kích từ không tải khi U = Uđm

Chó ý rằng mạch từ của MFĐ tuabin hơi bão hoà hơn mạch từ của máyphát điện tuabin nước khi E0 = uđm = E = 1, đối với máy phát tuabin hơn krd =

Kr = 1,2 còn đối với máy phát tuabin nước khi ku = 1,06

Hình 1.10: Đồ thị vectơ và mạch điện thay thế máy phát đồng bộ lúc

Lúc ngắn mạch phản ứng là khử từ Mạch từ của máy không bão hoà vì

từ thông khe hỏ không khí  cần thiết để sinh ra E = Eo – I xud = I xou rất nhá

Nh vậy quan hệ I = f(il) là đường thẳng nh hình 1.11

Hình 1.11 Đặc tính ngắn mạch

Tỷ số ngắn mạch không theo định nghĩa là tỷ số giữa dòng điện ngắnmạch Ino ứng với dòng điện kích thích sinh ra suất điện động E0 = uđm khikhông tải với dòng điện định mức Iđm nghĩa là:

I = f(i

t)I

Hình 1.12: Xác định tỷ số ngắn mạch k

Theo định nghĩa đó từ hình 1.12 ta có

Trong đó: xd trị số của điện kháng đồng bộ dọc trục cùng với E0 = Udm

Thay trị số Ino theo (1.11) vào (1.10) ta có:

K =

Thường xd* > 1 do đó K < 1 và dòng điện ngắn mạch xác lập In < Iđm Vìvậy kết luận dòng điện ngắn mạch xác lập của máy phát điện đồng bộ khônglớn Sở dĩ nh vậy là do tác dụng khử tử rất mạnh của phần ứng Từ hình 1.12dùa vào tam giác đồng dạng biểu diễn tỷ số ngắn mạch k như sau:

I

n0

Matý với k lớn có ưu điểm cho độ điện thay đổi điện áp U nhỏ và theobiểu thức (1.13) sinh ra công suất điện từ lớn khiến cho máy làm việc ổn địnhkhi tải dao động:

K = 0,8 – 1,8 với máy tuabin nước

K = 0,5 – 1,0 vói máy phát tuabin hơi

C Đặc tính và độ thay đổi điện áp Udm của máy phát đồng bộ

Đặc tính ngoài là quan hệ U = f(I) khi it = const; cos  = const; f = fdm

Hình 1.13: Đặc tính ngoài của máy phát điện

Đặc tính ngoài phụ thuộc vào tính chất của tải, có tính cảm khi I tăng,phản ứng khử từ của phần ứng tăng, điện áp giảm theo đường biểu diễn đixuống Ngược lại tải có tính dung khi I tăng, phản ứng phần ứng là trợ từ,điện áp tăng và đường biểu diễn đi lên

Độ thay đổi điện áp định mức Uđm là sự thay đổi điện áp khi tải thayđổi từ định mức cordm đến không tải, trong điều kiện không thay đổi dòngkích thích

Udm % = 100

d Đặc tính điều chỉnh

Đặc tính điều chỉnh là quan hệ it = f(I) khi u = corst; cor = const; f =

fdm Nã cho biết hướng điều chỉnh dòng i của MFSS bộ để giữ điện áp u =const

Hình 1.14: Đặc tính điều chỉnh của máy phát điện đồng bé

Ta thấy với tải cảm khi I tăng, tác dụng khử từ của phản ứng phần ứngtăng làm cho U bị giảm Để giữ cho U không đổi phải tăng dòng điện từ hoá

it, ngược lại ở tải điện dung khi I tăng, muốn giữ U không đổi phải giảm it

thông thường cordm = 0,8 (thuần cảm) nên từ không tải (U = Uđm I = 0) đến

cos = 0,8 (®iÖn c¶m)cos = 1

cos = 0,8 (®iÖn dung)

i

t0

0

tải định mức (U = Uđm; I = Iđm phải tăng dòng điện từ hoá it trong khoảng 1,7

 2,2 lần

e Đặc tính tải

Đặc tính tải là quan hệ U = f(it0 khi I = const; cor = const; f = fdm vớicác trj só khác nhau của I và cor sẽ có các đặc tính tải khác nhau, trong đó

có ý nghía nhất là đặc tính tải thuần cảm ứng với cor = 0 và I = Idm

Hình 1.15: Đồ thị vectơ suất điện động

Hình 1.16: Xác định đặc tính tải thuần cảm từ đặc tính không tải và

tam giác điện kháng

Đặc tính tải thuần cảm có thể suy ra được từ đặc tính không tải và tamgiác điện kháng

Từ đặc tính ngắn mạch (được 2) để có trị số In = Idm dòng điện kíchthích irn sức từ động của cực từ Ftn = itn = 0C Khi máy làm việc ở chế độ ngắn

A'

O' B' C'1

mạch sức từ động của cực từ Ftn = 0C gồm hai phần: một phần để khắc phụcphản ứng khử từ của phần ứng

BC = Kưd Fưd sinh ra Eưd phần còn lại OB = OC – BC sẽ sinh ra xuấtđiện động tản từ Fs = Idm Xư = AB

(A nằm trên đoạn thẳng của đặc tính không tải được I vì lúc đó mạch từkhông bão hoà)

Tam giác ABC được hình thành như trên được gọi là tam giác điệnkháng các cạnh BC và AB của tam giác tỷ lệ với dòng tải định mức Iđm

Đem tịnh tiến tam giác điện kháng ABC sao cho điểm A tựa trên đặctính không tải C sẽ vẽ thành đặc tính thuần cảm (đương 3) Nếu các cạnh củatam giác điện kháng được vẽ tỷ lệ với dòng điện tải I = Iđm thì đặc tính tảithuần cảm U = f(it) là ứng với Iđm Thực tế do ảnh hưởng của bão hoà đặc tínhtải thuần cảm có dạng đường nét đứt Nguyên nhân là do sự khắc phục phảnứng khử từ của phần ứng

Chương 2: Khảo sát thiết kế hệ thống điều khiển kích từ máy phát nhà

máy thủy điện Hòa Bình

I Nhiệm vô tù động hóa và điều chỉnh hệ thống điện

1 Đặc điểm của việc điều khiển hệ thống điện

Các hệ thống điện hiện đại mang đầy đủ những đặc thù của hệ thốnglớn, trong đó có: tính rộng lớn, trong đó có: tính rộng lớn về phương diện lãnhthổ, phức tạp về cấu trúc, đa mục tiêu, chịu ảnh hưởng mạnh của sự bất định

về thông tin, quá trình sản xuất truyển tải, phân phối và sử dụng điện năngxảy ra trong thời gian thực Sự thay đổi chế độ l Volvo của một phần tử nào

dó đều có thể ảnh hưởng đến các phần tử khác trong hệ thống

Các phần tử cấu thành của hệ thống lớn này liên hệ rất chặt chẽ vớinhau về cấu trúc, về quan hệ năng lượng và quan hệ thông tin, điều khiển.Cấu trúc của hệ thống con, một hệ thống con gồm nhiều đối tượng, phần tửv.v

Hệ thống điện hoạt động theo những quy luật xác định, tại mỗi thờiđiểm hệ thống ở một trạng thái xác định với một tập hợp tương ứng các trạngthái của các phần tử trong hệ thống Số lượng các phần tử trong hệ thống điệnthường rất lớn, kéo theo số trạng thái có thể phân biệt được của hệ thống cũngrất lớn Vì vậy để thực hiện việc điều khiển người ta thường sử dụng phươngpháp chia cắt hệ thống lớn ra thành nhiều hệ thống con Việc chia cắt có thểthực hiện linh hoạt theo lãnh thổ, theo cấp điện áp hoặc theo nhiệm vụ điềukhiển (công suất tác dụng, công suất phản kháng, điện áp, tần số v.v ) Việcđiều khiển chế độ làm việc bình thường cũng như xử lý các tình huống sự cố

và sau sự cố được thực hiện bằng mạng lưới điều đọ hệ thống điện Các đơn

vị điều độ được phân cấp (quốc gia, khu vực, địa phương) liên hệ giữa cáccấp điều độ được thực hiện bằng hệ thống thông tin điện lực, mỗi cấp điều

khiển xử lý các dữ liệu, sắp xếp các thông tin cần thiết cho cấp trên và truyểnđến những địa chỉ cần thiết Tín hiệu điều khiển (lệnh điều độ) được truyềnxuống cấp dưới theo chiều ngược với chiều thông tin dữ liệu, trong một sốtrường hợp cần thiết, có thể truyền đồng thời đến nhiều đối tượng thực hiệnkhác nhau.

Hệ thống điện ngày càng phát triển, nhiệm vụ cấu trúc của hệ thốngđiều khiển cũng ngày càng phức tạp thêm, lượng thông tin cần xử lý ngàycàng tăng

Đến mét giai đoạn phát triển nào đó có thể phát sinh những khó khănđòi hỏi phải sử dụng không những nhiều phương tiện kỹ thuật mới mà còn cảnhững phương pháp điều khiển và phần mềm ứng dụng mới

2 Nhiệm vụ điều khiển hệ thống điện

Điều khiển hoạt động của hệ thống điện bao gồm những nhiệm vụchính sau đây:

1 Bảo vệ các thiết bị cao áp quan trọng

2 Điều khiển và liên động các khí cụ đóng cắt

3 Định vị sự cố và ghi chép các thông số quá độ

4 Hiển thị các thông số, trạng thái vận hành và cảnh báo

5 Kiểm tra đồng bộ và hòa đồng bộ

6 Tự động đóng lại và tự động khôi phục chế độ làm việc bình thường

7 Cắt tải và điều khiển phụ tải

8 Tự động điều chỉnh điện áp và công suất phản kháng

9 Tự động điều chỉnh tần số và công suất tác dụng

10 Thu thập và xử lý dữ liệu, đưa ra các tác động điều khiển

Các nhiệm vụ 1  3 được thực hiện bởi hệ thống thiết bị bảo vệ, cácnhiệm vụ 4  trong những hệ thống điện hiện đại được thực hiện bằng tậphợp nhiều thiết bị khác nhau trong một hệ thống điều khiển (hoặc quản lý)cho từng đối tượng cụ thể hệ thống điện.

Tùy theo yêu cầu điều khiển và đối tượng được điều khiển người ta cóthể sử dụng những hợp bộ (hệ thống) thiết bị điều khiển sau đây:

- Hệ thống điều khiển nhà máy điện (Plant Control System - PCS)

- Hệ thống điều khiển trạm (Substation Control System - SCS)

- Hệ thống điều khiển phụ tải (Load Management System - LMS)

- Hệ thống thu thập, xử lý và hiển thị dữ liệu (Super Visory Control andData Acquisition System - SCADA)

Hình 1.1 Điều khiển hệ thống điện

PCS §K nhµ m¸y ®iÖn PCS §K tr¹m PCS §K tr¹m PCS §K phô t¶i

§

~

- Hệ thống điều khiển quá trình năng lượng (Energy ManagementSystem - EMS)

Hệ thống điều khiển phân phối (Distribution Management System DMS)

Hệ thống quản lý sản xuất kinh doanh (Business Management System

3 Yêu cầu đối với quá trình điều chỉnh trong hệ thống điện

Các thiết bị trong hệ thống điện được phân chia thành hai nhóm lớn:các máy điều chỉnh tốc độ quay của tuabin và các máy điều chỉnh điện áp

Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển

Sơ đồ cấu trúc của một máy điều chỉnh trình bay trên hình 1.2a, trong

đó Z tác động nhiễu gây nên bởi sự thay đổi chế độ làm việc của đối tượngđược điều chỉnh, chẳng hạn như tải của máy điện Do sù thay đổi của Z thông

số X của đối tượng điều chỉnh (chẳng hạn nh điện áp trên đầu cực máy phát

b

BC

điện) sẽ không thay đổi thông số Z được khống chế bằng bộ phận đo lường

ĐL của máy điều chỉnh Bộ phận đo lường không đo trực tiếp trị số của nhiễu,tuy nhiên đại lượng nhiễu được phản ánh trong giá trị của x, giá trị này được

so sánh với trị số đặt Xd của máy điều chỉnh tự động Nếu có độ lệch giữa đạilượng đặt và trị số thực tế thì ở đầu ra của bộ phận đo lường sẽ xuất hiện tínhiệu điều khiển tác động lên bộ phận thừa hành để thay đổi đại lượng cần điềuchỉnh theo lượng bù lại tác động của nhiễu Việc kiểm tra độ lệch của x bằngkhâu đo lường được thực hiện thông qua mạch phân phối

Trong một số trường hợp có thể sử dụng trực tiếp trị số của nhiễu Z làmtác động điều khiển, hoặc kết hợp giữa trị số của nhiễu và độ lệch tín hiệu làmtác động điều khiển (hình 1.2b) Trong sơ đồ điều khiển theo tác động củanhiễu người ta sử dụng khâu biến đổi chức năng (BCN) để chuyển nhiễuthành tín hiệu điều khiển tác động lên đối tượng trong điều chỉnh Sơ đồ điềukhiển kết hợp giữa trị số của nhiễu và độ lệch tín hiệu thường có độ chính xáccao và tác động nhanh, các khâu trong hệ thống điều khiển có thể là thụ độnghoặc chủ động Trong các khâu thụ động không có nguồn và tín hiệu đầu ra làmét hàm được biến đổi của tín hiệu đầu vào Trong các khâu chủ động đểkhuếch đại tín hiệu người ta dùng thêm các nguồn năng lượng phụ

Mức độ khuếch đại được đặc trưng bằng quan hệ giữa trị số của tínhiệu đầu ra U2 và tín hiệu đầu vào U1, được gọi là hệ số khuếch đại K

Tín hiệu truyền qua các khâu của hệ thống điều khiển có thể bị trễ, doảnh hưởng của các phần tử điện cảm, điện dung các phần tử đặc trưng cho thểtích, khối lượng hoặc quán tính của đối tượng Do quán tính của phần tử trong

sơ đồ điều khiển hoặc bản thân đối tượng điều chỉnh làm cho sự phân bố năng

lượng trong hệ thống sẽ diễn biến phức tạp Quá trình quá độ khi điều khiển

có thể diễn biến không thuận lợi, chẳng hạn như mất ổn định

Đặc tính thời gian của thiết bị điều chỉnh tự động có thể nhận được ởdạng phương trình toán tử, lời giải ở các phương trình này cho ta hình ảnh vềdiễn biến của quá trình quá độ theo thời gian Chẳng hạn khi đóng điện áp U1

vào mạch RC nối tiếp ta có phương trình sau:

Trong đó U2 là điện áp trên cực của tụ điện Ở dạng toán tử, điện áp Uđược thay bằng U(p) và phương trình trên có thể đưa về dạng:

Trong đó T = RC - hằng số thời gian của mạch

Quan hệ giữa đại lượng đầu ra và đầu vào của một khâu được biểu diễn

ở dạng toán tử được gọi là hàm truyền đạt của khâu

Các khâu thường gặp trong hệ thống tự động điều khiển, sơ đồ thay thế

và phương trình cũng như đặc tính của chúng trình bày trong bảng 1.1

Thông thường máy điều chỉnh tự động gồm một số khâu chức năng, khi

Êy hàm truyền đạt tổng phản ánh đặc tính tổng của tất cả các khâu Khi cáckhâu được ghép nối tiếp, đầu ra của khâu trước là đầu vào của khâu tiếp theo

Quy tắc biến đổi các sơ đồ cấu trúc gồm nhiều khâu trình bày trongbảng 1.2, trong đó G và D là toán tử của các khâu tương ứng của máy tự đôngđiều chỉnh, chẳng hạn một sơ đồ cấu trúc gồm ba khâu bậc nhất nối tiếp nhautương ứng với hệ phương trình

Hàm truyền đạt của mạch hở:

Đối với các hệ thống điều chỉnh có phản hồi người ta phân biệt phảnhồi âm và phản hồi dương, phản hồi âm khi tính hiệu đầu ra của khâu đượcđưa trở lại đầu vào của khâu trước đó, tín hiệu phản hồi có dấu ngược với tínhiệu đầu vào, còn phản hồi dương khi cả hai tín hiệu cùng dấu

Các khâu thường gặp trong hệ thống điều khiển tự động

2

t U

1

t U

2

t

phân

Trễ

Quy tác biến đổi các sơ đồ cấu trúc

Phản hồi có thể là cứng hoặc mềm Phản hồi cứng tác động liên tụctrong suốt quá trình làm việc bình thường cũng như quá độ, phản hồi mềm chỉtác động trong quá trình quá độ Các phần tử tham gia vào mạch phản hồimềm được gọi là phần tử hiệu chỉnh Những phần tử hiệu chỉnh thường gặptrong sơ đồ máy điều chỉnh tương tự được trình bày trong bảng 1.3

Trong hệ thống điện thường gặp các loại bộ điều chỉnh tác động tỷ lệ

Trong bộ điều chỉnh tác động tỷ lệ, tín hiệu đầu ra của máy tỷ lệ với độlệch của thông sè X ở đầu vào của bộ phận đo lường và tín hiệu đặt Hệ sốkhuếch đại K của bộ điều chỉnh càng lớn thì độ lệch của thông số cần chỉnhcàng bé Do đó sự tồn tại của độ lệch X là điều cần thiết cho máy điều chỉnhlàm việc Vì rằng hệ số khuếch đại K thường bị hạn chế theo điều kiện ổnđịnh nên trị sè X luôn luôn khác hay nói cách khác là luôn luôn tồn tại sailệch tính

Độ lệch tương đối của đại lượng được điều chỉnh khi chế độ làm việccủa đối tượng thay đổi từ không tải đến định mức được gọi là sai số tĩnh củađặc tuyến điều chỉnh

Trong đó:

x0 - đại lượng đầu ra của đối tượng

xdel - đại lượng đầu ra của đối tượng khi định mức

Các khâu hiệu chỉnh trong mạch phản hồi mềm

Sơ đồ của khâu hiệu chỉnh Hàm truyền đạt của khâu

Sai số tĩnh của hệ thống khi dùng bộ điều chỉnh sẽ phụ thuộc vào hệ sốkhuếch đại K

Khi hệ số khuếch đại K khá lớn có thể xem nh sai số tĩnh tỷ lệ nghịchvới hệ số khuếch đại:

;

Sai số tĩnh tất nhiên ảnh hưởng đến độ chính xác của đại lượng đượcđiều chỉnh và do vậy được hạn chế thấp hơn trị số Smax Từ sai lệch tĩnh Smax

cho trước, ta tính được hệ số khuếch đại của hệ thống:

Trong đó: Kgh là hệ số khuếch đại giới hạn theo điều kiện ổn định của

bộ điều chỉnh

Để đảm bảo cả hai điều kiện độ chính xác và ổn định trong máy điềuchỉnh người ta sử dụng các mạch phản hồi nội bộ Các mạch phản hồi này cóảnh hưởng đáng kể đến đặc tính động của máy điều chỉnh, làm tăng hoặcgiảm độ tác động nhanh của máy

Gọi G(p) là hàm truyền đạt của mạch chính trong máy điều chỉnh, cònD(p) là hàm truyền đạt của mạch phản hòi, thì tín hiệu phản hồi có thể biểudiễn nh

Phương trình của hệ thống có phản hồi

Hàm truyền đạt của hệ thống có dạng

Trong một số máy điều chỉnh bộ phận đo lường có thể phản ứng khôngnhững theo thông số X mà cả theo các đạo hàm của nó theo những hệ số khácnhau theo quan hệ

tín hiệu tăng liên tục cho đến khi độ lệch đầu vào bộ phận đo lường bị loạitrừ.

Tín hiệu ra của khâu tích phân được tính là:

Về lý thuyết kết quả chính xác chỉ nhận được trong chế độ xác lập khithời gian kéo dài vô hạn, vì vậy loại máy điều chỉnh này thường sử dụng chocác quá trình có tốc độ biến đổi chạm, yêu cầu độ chính xác cao

Máy điều chỉnh tác động theo tích phân độ lệch có thể loại trừ các độsai lệch X xảy ra chạm, trên thực tế có thể không phản ứng với các biến đổinhanh Để tăng tính tác động nhanh trong các máy điều chỉnh này, ngoài khâutích phân người ta bổ sung thêm khâu tỷ lệ để máy điều chỉnh có thể phản ứngtheo thông số tổ hợp:

F = K1X + K2

Trong đó: K1, K2 là các hệ số

Quá trình điều chỉnh của các máy loại này được chia thành hai giaiđoạn Khi tích phân độ lệch X còn bé, hệ thống phản ứng theo tác động củathành phần tỷ lệ Tiếp sau sẽ là tích phân độ lệch

Độ lệch X được phát hiện bởi bộ phận đo lường, đồng thời được đưađến đầu vào của khâu tỷ lệ và khâu tích phân, tín hiệu đầu ra của khâu nàyđược cộng lại với nhau theo hệ số tỷ lệ cho trước và đưa đến bộ phận thừahành của máy điều chỉnh

Trong chế độ xác lập cần đảm bảo một quan hệ cho trước giữa thông sốđược điều chỉnh X và tác động nhiều Z bằng mạch phản hồi cứng Đại lượngđặt y của máy điều chỉnh được xác định theo quan hệ sau:

X = y - aZ

Trong đó: a là hệ số tỷ lệ

Mạch phản hồi âm, cứng ảnh hưởng đến đặc tính động của quá trìnhđiều chỉnh

Hình 1.3 Sơ đồ cấu trúc của khâu điều khiển có phản hồi cứng

Đối tượng được điều chỉnh thường gặp trong hệ thống điện là lò hơi,tuabin, máy phát điện Phụ tải Z của đối của đối tượng được điều chỉnh phụthuộc vào thông số X (chẳng hạn: công suất tác dụng phụ thuộc vào tần số,công suất phản kháng phụ thuộc vào điện áp, khối lượng hơi phụ thuộc vào ápsuất ) Các quan hệ phụ thuộc này được đặc trưng bằng các hệ số tĩnh tươngứng chẳng hạn hệ số khuếch đại tĩnh của đặc tuyến điều chỉnh công suất tácdụng: Kp = dP/dt, đặc tuyến điều chỉnh công suất phản kháng Kq = dQ/dU

Nhờ vào các quan hệ phụ thuộc này mà có hiệu ứng tự cân bằng trongquá trình điều chỉnh Quá trình tự cân bằng cho phép thiết lập một chế độ cânbằng mới với thông số được điều chỉnh X có trị số khác với trị số ở chế độxác lập trước đó mà không cần các tác động của máy điều chỉnh Hiệu ứng tựcân bằng thường làm tăng tính ổn định của quá trình điều chỉnh

II Yêu cầu điều chỉnh điện áp máy phát

Máy điện đồng bộ làm việc ở chế độ có tốc độ quay roto không đổi n =const Giả sử giữ từ trường kích thích không đổi thì từ trường cảm ứng quadây quấn phần ứng không đổi Nếu máy phát điện làm việc ở chế độ phụ tải

khụng đổi thỡ điện ỏp ở cực mỏy phỏt là khụng đổi Tuy nhiờn, do mỏy phỏtlàm việc ở chế độ phụ tải khỏc nhau trong những thời điểm khỏc nhau; do đúnăng lượng mà tải tiờu thụ trong cỏc thời gian khỏc nhau trong ngày, trongnăm là khỏc nhau Vỡ vậy điện ỏp ở đầu cực mỏy phỏt bị biến động theo sựbiến động của tải, điều này ảnh hưởng xấu đến chất lượng điện ỏp sản xuất ra.Cũng cú thể cú trường hợp tuy tải khụng đổi nhưng do điều kiện vận hành củalượng điện mà cần thiết phải thay đổi chế độ làm việc của mỏy phỏt điện Vỡvậy vấn đề ổn định điện ỏp phỏt ra của mỏy phỏt là rất cần thiết, quyết địnhchất lượng điện sản xuất ra Điều chỉnh điện ỏp phỏt ra cũng tức là điều chỉnhcụng suất tỏc dụng P và cụng suất phản khỏng Q của mỏy phỏt điện đồng bộ.

n = const Giả sử giữ từ trờng kích thích không đổi thì từ trờng cảm ứngqua dây quấn phần ứng không đổi Nếu máy phát điện làm việc ở chế

độ phụ tải không đổi thì điện áp ở cực máy phát là không đổi Tuy nhiên,

do máy phát làm việc ở chế độ phụ tải khác nhau trong những thời điểmkhác nhau; do đó năng lợng mà tải tiêu thụ trong các thời gian khác nhau trongngày, trong năm là khác nhau Vì vậy điện áp ở đầu cực máy phát bị biến

động theo sự biến động của tải, điều này ảnh hởng xấu đến chất lợng

điện áp sản xuất ra Cũng có thể có trờng hợp tuy tải không đổi nhng do

điều kiện vận hành của lợng điện mà cần thiết phải thay đổi chế độlàm việc của máy phát điện Vì vậy vấn đề ổn định điện áp phát ra củamáy phát là rất cần thiết, quyết định chất lợng điện sản xuất ra Điềuchỉnh điện áp phát ra cũng tức là điều chỉnh công suất tác dụng P vàcông suất phản kháng Q của máy phát điện đồng bộ

Cú hai trường hợp điển hỡnh Trường hợp thứ nhất là trường hợp mỏyphỏt điện làm việc trong hệ thống điện lực cú cụng suất vụ cựng lớn vớiU,f=const, hay núi cỏch khỏc tổng cụng suất của cỏc mỏy phỏt điện đang làmviệc song song trong hệ thống rất lớn so với cụng suất của mỏy phỏt điện

đang xét không làm thay đổi U,f của hệ thống điện Trường hợp thứ hai làtrường hợp chỉ có hai hoặc vài máy phát điện công suất tương tự làm việcsong song và sự thay đổi chế độ làm việc của một máy sẽ làm thay đổi U, fchung của các máy phát điện còn lại.

a Điều chỉnh công suất tác dụng

- Khi máy phát điện làm việc trong hệ thống công suất vô cùng lớn U, fkhông đổi tên Nếu giữ dòng điện kích từ không đổi thì suất điện động máyphát E là hằng số khi theo biểu thức

Thì P là một hàm của , ở chế độ làm việc xác lập công suất tác dụng Pứng với góc  nhất định phải cân bằng với công suất cơ trên trục máy phát.Như vậy muốn điều chỉnh công suất tác dụng P thì phải thay đổi góc  tức làthay đổi công suất cơ trên máy phát

Công suất tác dụng cực đại Pm của máy phát đặt được

Ứng với góc m được xác định bởi: cosm =

trong đó:

Máy phát điện đồng bộ chỉ làm việc ổn định khi 0 <  < m Thật vậy,giả sử dụng phát đang làm việc ở điểm A ứng với 1 < m Nếu một nguyênnhân nào đó P cơ tăng lên trong thời gian ngắn sau đó lại trở về ban đầu thìroto máy phát sẽ quay nhanh lên Như vậy góc  sẽ tăng làm cho công suất P

cũng tăng, lúc này P cơ đã về giá trị ban đầu nên P > P cơ sẽ ghìm tốc độ rotoxuống trở lại làm việc ở góc  ban đầu sau vài chu kỳ dao động Trái lại nếumáy phát làm việc xác lập ở 2 > m thì khi công suất cơ thay đổi nh trên thì

P máy phát sẽ giảm P < P cơ làm roto càng quay nhanh hơn và máy phát sẽmất đồng bộ với lưới điện

Trên thực tế vận hành để đề phòng trường hợp U hoặc E giảm hoặcnhững nguyên nhân khác làm cho công suất P đưa ra lưới điện giảm nhưngvẫn duy trì được đồng bộ, máy phát điện thường làm việc với công suất địnhmức Pđm ứng với  < 300

- Khi máy phát làm việc trong hệ thống có hai máy có công suất tương

tự thì khi thay đổi công suất tác dụng dẫn đến điện áp và tần số của lưới điệncũng bị thay đổi theo Do đó muốn giữ cho điện áp của lưới không đổi thì khităng công suất tác dụng của máy này phải giảm công suất tác dụng của máykia một cách tương ứng

b Điều chỉnh công suất phản kháng Q

- Với lưới điện vô cùng lớn (U,f = const)

Nh vậy để duy trì trạng thái bình thường của lưới điện với U = const khi tăng

dòng kích thích của một máy phải giảm dòng kích thích của các máy thứkhác.

Một số sơ đồ điều khiển kích từ điển hình

là thiết bị tự động điều chỉnh kích từ Đặc tính của hệ thống kích từ và cấutrúc tự động điều chỉnh điều khiển có ý nghĩa quyết định không những đối vứichất lượng điều chỉnh điện áp mà còn đến tính ổn định của hệ thống

Chức năng cơ bản của hệ thống kích từ là cung cấp dòng điện mộtchiều cho cuộn dây kích thích máy phát Hệ thống kích từ phải đảm bảo tựđộng điều chỉnh được dòng kích từ để ổn định được điện áp máy phát

Một số yêu cầu đối với hệ thống kích thích máy phát