Báo cáo thí nghiệm hệ thống điện

cơ DC (M) Hệ thống máy phát gồm: + Máy phát xoay chiều 3 pha (G3~) + Máy phát DC (G) Lưới điện. Các thiết bị dụng cụ đo tương ứng với hệ thống động cơ, máy phát và lưới điện. Hệ thống đèn báocơ DC (M) Hệ thống máy phát gồm: + Máy phát xoay chiều 3 pha (G3~) + Máy phát DC (G) Lưới điện. Các thiết bị dụng cụ đo tương ứng với hệ thống động cơ, máy phát và lưới điện. Hệ thống đèn báo

Trang 1

BÀI 1: TÌM HIỂU TỔNG QUÁT VỀ MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN

I GIỚI THIỆU CHUNG:

Trong sơ đồ của hệ thống điện gồm có:

- Hệ thống động cơ gồm:

+ Động cơ xoay chiều 3 pha (M3~)

+ Động cơ DC (M)

- Hệ thống máy phát gồm:

+ Máy phát xoay chiều 3 pha (G3~)

+ Máy phát DC (G)

- Lưới điện

- Các thiết bị dụng cụ đo tương ứng với hệ thống động cơ, máy phát và lưới điện

- Hệ thống đèn báo và các nút điều chỉnh

II NỘI DUNG BÁO CÁO:

Câu 1: Vẽ sơ đồ bảng điều khiển đứng và bàn điều khiển.

1/ Sơ đồ bàn điều khiển (hình vẽ )

2/ Sơ đồ bảng điều khiển đứng (hình vẽ )

Câu 2: Cách vận hành mô hình nhà máy điện:

- Cấp điện cho động cơ xoay chiều 3 pha (M3~) Động cơ hoạt động

sẽ làm quay trục của máy phát DC (G)

- Máy phát DC hoạt động sinh ra dòng điện DC cấp cho động cơ DC (M)

- Lúc này, động cơ DC hoạt động sẽ kéo theo máy phát 3 pha (G3~) hoạt động

- Sử dụng các nút nhấn để điều chỉnh tốc độ động cơ 1 chiều, và dòng kích từ của động cơ để thay đổi điện áp và tần số hòa lưới

Câu 3: Lý do sử dụng động cơ DC để quay máy phát 3 pha:

Động cơ DC có thể thay đổi tốc độ dễ dàng trong dải điều chỉnh rộng thông qua điều khiển kích từ của nó, do đó có thể làm thay đổi tốc độ của máy phát, thay đổi được tần số khi hòa đồng bộ máy phát vào hệ thống điện (máy phát và động cơ DC đồng trục) Còn động cơ không đồng bộ xoay chiều AC tuy đơn giản và rẻ tiền hơn nhưng khó điều chỉnh tốc độ và có tốc độ luôn bé hơn tốc độ đồng bộ nên không được sử dụng để quay máy phát 3 pha

Chính vì lý do đó người ta sử dụng động cơ DC chứ không sử dụng động cơ 3 pha

Trang 2

Q0

Q2

Q15

Q25

Q1,Q2:Dao cách ly Q0: Máy cắt

Q15,Q25: Dao nối đất

Không cần thay thế mô hình này vì nếu dùng động cơ sơ cấp thì không thể điều chỉnh được tốc độ của máy phát và không thực hiện hòa đồng bộ máy phát AC vào lưới được Còn nếu dùng chỉnh lưu thì muốn điều chỉnh tốc độ phải dùng các thiết bị điều khiển công suất phức tạp, khó thực hiện với mô hình nhỏ như phòng thí nghiệm Động cơ DC sẽ sử dụng dễ dàng hơn cho việc thí nghiệm

Câu 5: Trình tự thao tác điều khiển tổ hợp máy cắt và dao cách ly:

 Thứ tự thao tác khi đóng đường dây:

- Đóng dao cách ly Q1,Q2

- Đóng máy cắt Q0

 Thứ tự thao tác khi ngắt đường dây:

- Cắt máy cắt Q0

- Cắt dao cách ly Q1,Q2

 Thứ tự thao tác khi sửa chữa máy cắt:

- Cắt máy cắt Q0

- Cắt dao cách ly Q1,Q2

- Đóng dao tiếp đất Q15,Q25

- Lấy máy cắt ra khỏi mạch để sửa chữa

Trang 5

BÀI 3: KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3 PHA

I Nội dung thực tập:

-Tìm hiểu bộ : động cơ AC 3 pha , máy phát DC

-Tìm hiểu mạch khởi động động cơ AC 3 pha

II Nội dung báo cáo:

Câu 1: Thông số cơ bản của động cơ không đồng bộ 3 pha:

U = 220/380 V

Iđm = 77/44 A

Nđm = 1450 v/ph

cos = 0,86

Câu 2: Thông số cơ bản của máy phát DC:

Uđđmđ = 220 V

Iđm = 86,5 A

P = 19 KW

nđmđ = 1445 vòng/phút

Ikt = 1,86 A

Ukt = 167 V

Câu 3: Mạch động lực và mạch điều khiển

Trang 6

Giải thích: Khi ấn nút start để khởi động động cơ:

 Cuộn dây (M) có điện sẽ đóng tiếp điểm contactor (M) cung cấp điện cho động cơ khởi động với dòng điện khởi động ban đầu nhỏ nhờ các điện trở Rmml, Rmm2 mắc nối tiếp với cuộn dây quấn rotor

 Cuộn dây M có điện kích hoạt relay thời gian (RT1) làm việc, sau một khoảng thời gian t1 relay RT1 sẽ đóng tiếp điểm (RT1) và cuộn dây M2 có điện đóng tiếp điểm của contactor M2 lọai điện trở phụ Rmm2 ra khỏi mạch khỏi động

 Cuộn dây M2 có điện kích hoạt relay thời gian (RT2) làm việc, sau một khỏang thời gian t2 relay RT2 sẽ đóng tiếp điểm (RT2) và cụôn dây M1 có điện đóng tiếp điểm contactor M1 lọai điện trở phụ Rmm1 ra khỏi mạch khởi động

 Động cơ họat động ở chế độ bình thường và nhiệm vụ của nó là dùng

để kéo máy phát điện một chiều

Câu 5: Vẽ đặc tuyến moment – tốc độ của động cơ AC rotor dây quấn:

Trang 7

Bài 4: KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC

- Tìm hiểu bộ động cơ DC, máy phát AC 3 pha.

- Tìm hiểu mạch khởi động động cơ DC.

Câu 1: Thông số cơ bản của động cơ một chiều DC:

Uđm = 220 V

Iđm = 78 A

nđm = 1500 v/p

Ikt = 1.85 A

Ukt = 220 V

Câu 2: Thông số cơ bản của máy phát AC

Uđm = 220/380 V

Iđm = 23 A

S = 15 KVA

nđm = 1500 v/p cos  = 0,8

Câu 3: Vẽ và giải thích mạch khởi động của động cơ một chiều DC

(mạch động lực và mạch điều khiển)

Trang 8

Giải thích mạch:

Khi tốc độ n = 0, U = Uđm muốn n tăng lên thì phải thỏa mãn 2 điều kiện:

- Mmm > Mcản của tải

- Imở < Icp

Khi đóng điện trực tiếp cho động cơ DC tương tương ngắn mạch do điện trở phần ứng Rư nhỏ do đó dòng khởi động rất lớn có thể gây phát nhiệt lớn làm hư hỏng máy, nên để hạn chế dòng khởi động người ta dùng 2 điện trở R1 và R2

Khi ấn nút START để khởi động động cơ:

 Cuộn dây M có điện sẽ đóng tiếp điểm Contactor M, cung cấp điện cho động cơ khởi động với dòng điện ban đầu nhỏ nhờ các điện trở khởi động

 Cuộn dây M có điện kích hoạt relay thời gian RT1 làm việc, sau một khoảng thời gian t1 relay RT1 sẽ đóng tiếp điểm RT1 và cuộn dây M2 có điện đóng tiếp điểm của Contactor M2 loại tách điện trở phụ R2

ra khỏi mạch khởi động

 Cuộn dây M2 có điện kích hoạt relay thời gian RT2 làm việc, sau một khoản thời gian t2 relay RT2 sẽ đóng tiếp điểm RT2 và cuộn dây

MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Trang 9

M1 có điện đóng tiếp điểm của Contactor M1 loại tách điện trở phụ R1

ra khỏi mạch khởi động

 Động cơ hoạt động ở chế độ bình thường và nhiệm vụ của nó là dùng để kéo máy phát điện đồng bộ 3 pha xoay chiều

Câu 4: Vẽ đặc tuyến moment- tốc độ khi khởi động của động cơ.

Trang 10

Bài 5: RELAY DÒNG ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ

I Mục đích:

- Nhằm giúp cho sinh viên có khái niệm về rơle quá dòng điện và biết được cách đấu dây của một rơ le dòng điện vào một sơ đồ hệ thống điện

- Biết cách chỉnh định các thông số cơ bản một loại rơ le dòng điện kỹ thuật số

- Làm quen và biết cách sử dụng thiết bị kiểm tra rơle PTE – 100 – C

II Thiết bị thí nghiệm:

- Relay MK2000 của hãng Mikro trong modul TN.BVRL-01

- Thiết bị kiểm tra rơ le PTE – 100 – C

Giới thiệu về MK2000:

Relay MK 2000 là lọai relay kỹ thuật số có chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch nhiều pha và bảo vệ chống chạm đất MK 2000 có các phần tử chống quá dòng độc lập (cho 3 pha) và phần tử chống chạm đất

vô hướng; có 5 tiếp điểm output để có thể link với các tín hiệu (signal) phát hiện, tín hiệu cắt của các phần tử quá dòng và chạm đất cấp II, III Các phần tử chống quá dòng và chống chạm đất của MK 2000 đều có thể được chon lựa đặc tuyến bảo vệ phụ thuộc thời gian – dòng điện một cách độc lập Trong Mk 2000, nhà sản xuất đã thiết lập các dạng đặc tuyến IDMT với phương trình như sau :

t = ( / )  1



I I k

Trong đó : t : thời gian tác động

k : hệ số nhân

I : dòng điện mà relay đo được

I> : dòng khởi động cấp III

Dạng đặc tuyến Anpha Beta Normal Inverse 0.02 0.14 Very Inverse 1.0 13.5 Extremely Inverse 2.0 80.0 Long – time Inverse 1.0 120.0

Trang 11

Thứ tự của thông

số hay chế độ

Thông số hay chế độ tương ứng

1 Kích họat (on) 1 ngõ ra trong 5 ngõ ra Relay

2 Chọn lựa cho phép (ennable) hay không cho phép chức

năng khóa các phần tử bảo vệ; Chọn lựa khả năng vô hiệu hóa phần tử bảo vệ cấp II

3 Chọn lựa những tín hiệu nào của Relay sẽ liên kết tới ngõ

ra TS1 (chân 19-20) TS1 đ ược mặc định là ngõ ra Start

4 Chọn lựa những tín hiệu nào của Relay sẽ liên kết tới ngõ

ra TS2 (chân 16-17-18) TS2 được mặc định là ngõ ra Trip

ra SS1 (chân 30-31) SS1 được mặc định là ngõ ra Start

ra SS2(chân 32-33) và SS3 (chân 28-29)

7 Chọn lựa độ dốc của đường cong IDMT cho các phần tử

bảo vệ cấp III (chọn , )

III Nội dung báo cáo

1 Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn: (Mode 7: 00)

- k=0.1

Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 Dòng pha A quan sát trên

relay(A)

1.39 1.98 2.05 2.6 3.1 Thời gian tác động (s) 0.973 0.752 0.744 0.603 0.535

0.1 1 10

dòng quan sát trên relay A

Trang 12

relay(A)

0.1 1 10

- k = 0.5

Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200

Dòng pha A quan sát trên

relay(A)

Trang 13

1 10 0.1

1 10

- k = 0.7

Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200

Dòng pha A quan sát

trên relay(A)

0.1 1 10

dòng tác động trên relay A

Trang 14

- k=0.1

relay(A)

0.1 1 10

dòng tác đ ng trên relay A ộng trên relay A

- k=0.3

Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200

relay(A)

Trang 15

1 10 0.1

1 10

- k=0.5

relay(A)

0.1 1 10

Trang 16

relay(A)

0.1 1 10

dòng pha quan sát trên relay A

Nhận xét kết quả thí nghiệm:

Hệ số k càng lớn thì thời gian tác động của Relay càng lâu

Đồ thị đặc tuyến không như trong lý thuyết do sai số thiết bị và các thông

số đặt không phù hợp với đặc tuyến của Relay

Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn có thời gian tac động nhỏ hơn so với đặc tuyến IDMT rất dốc

Trang 17

BÀI 6: VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT 3 PHA

I NỘI DUNG THỰC TẬP:

Trong bài này ta thực tập vận hành và khảo sát các chế độ họat động của máy phát điện đồng bộ xoay chiều 3 pha, gồm các bước như sau:

 Thao tác các thiết bị để đưa hệ thống vào vận hành độc lập, sau đó hòa đồng bộ hệ thống vào lưới điện

 Điều chỉnh các nút điều khiển để khảo sát các chế độ:

+ Chế độ làm việc bình thường

+ Chế độ làm việc khi mất kích từ

+ Chế độ làm việc khi không có kéo động cơ DC (UMU)

+ Chế độ làm việc khi mất kích từ và mất lực kéo động cơ DC (UMU)

 Dừng hệ thống

II NỘI DUNG BÁO CÁO:

Câu 1 : Bảng số liệu :

(kW )

Q (Kvar )

U (V)

I (A )

U kt

(V)

I kt

(A)

Hòa đồng bộ 0.5 -2 0 2 16 1

Tăng kích từ động cơ đến khi P=4 (KW) 4 -3.75 0 8.5 16 1

Thay đổi kích từ MP đến khi

Q = 0 ; Q = -2, Q= 2 KVAr.

Giảm Q về 0, sau đó ngắt kích từ MP 4 0 0 18 36 0

Đóng lại kích từ MP 4 0 0 7 24 1.4

Giảm P về 0, sau đó ngắt động cơ kéo. 0 1 0 4 24 1.4

Trong chế độ ngắt động cơ kéo, thay đổi

kích từ MP để Q lần lượt bằng

-2;0;2 KVAr

Câu 2: Khi chưa hòa đồng bộ náy phát vào hệ thống, điều chỉnh kích từ

động cơ một chiều sẽ làm thay đổi tốc độ của động cơ DC, máy phát AC ;

Trang 18

máy phát:

* Khi máy phát làm việc ở chế độ độc lập thì phương trình của tốc độ và của dòng kích từ được biểu diễn:

- n = n0 + Iư

- I = Iư + Ikt

Động cơ DC có kích từ song song nên khi tăng dòng kích từ Ikt thì Iư sẽ giảm, tốc độ động cơ tăng kéo theo tốc độ máy phát cũng sẽ tăng theo và ngược lại

Phương trình điện áp đầu cực máy phát :

U = E0 – I.Rư + j(Xư +X) I ;

E0 = 4,44.f W Kdq 0

Mà Ikt tỷ lệ với 0 nên khi thay đổi dòng kích từ Ikt thì 0 sẽ thay đổi,

E0 và U của máy phát sẽ thay đổi theo

Khi hòa đồng bộ máy phát vào hệ thống, điều chỉnh kích từ động cơ một chiều sẽ làm thay đổi công suất thực của máy phát, điều chỉnh kích từ của máy phát xoay chiều sẽ làm thay đổi công suất phản kháng của hệ thống

* Khi đã hòa đồng bộ máy phát vào lưới điện , hệ thống có công suất vô cùng lớn Lúc đó:

fL = const (hằng số) ; UL = const (hằng số) Khi thay đổi kích từ của động cơ DC tức là thay đổi Moment điện từ Mđt , làm thay đổi khả năng kéo tải của máy phát, thay đổi công suất P

Khi thay đổi kích từ máy phát – Ikt thay đổi làm cho đường họach định trước cố định của máy phát thay đổi

2 0

U.E cos L

U Q



Nên Q của máy phát sẽ thay đổi theo

Câu 3: Các phương pháp kích từ máy phát điện:

- Dùng máy phát điện một chiều độc lập để kích từ cho máy phát

- Dùng hệ thống chỉnh lưu: dùng hệ thống chỉnh lưu điện áp xoay chiều từ nguồn khác Khi dùng hệ thống chỉnh lưu kích từ cho máy phát, nếu dùng hệ thống chổi than thanh góp rất dễ hư hỏng các thiết bị chỉnh lưu Để khắc phục nhược điểm này, người ta dùng một lọai thiết bị đặc biệt- hệ thống kích

từ quay Hệ thống kích từ này nằm cùng trục với máy phát và quay cùng tốc

độ với máy phát

Câu 4: Máy phát có được làm việc lâu dài ở chế độ mất kích từ không:

Trang 19

Máy phát đang làm việc với chế độ hòa đồng bộ không được phép làm việc ở chế độ mất kích từ Nếu tại thời điểm mất kích từ, tải ngoài lớn thì sẽ mất đồng bộ, máy phát sẽ nhận công suất phản kháng của hệ thống về, dòng công suất phản kháng này sẽ làm từ hóa rotor gây phát nóng trong máy phát

và có thể dẫn đến mất ổn định của hệ thống

Khi máy phát mất đồng bộ thì tốc độ có thể thay đổi do đó người ta gắn thêm bộ điều chỉnh tốc độ

Câu 5: Các điều kiện hòa đồng bộ máy phát vào hệ thống.

Có 4 điều kiện để hòa đồng bộ vào hệ thống:

- Biên độ của điện áp máy phát và điện áp lưới điện phải bằng nhau

- Tần số máy phát phải bằng tần số của lưới điện

- Máy phát và lưới điện có cùng thứ tự pha

- Pha của máy phát và pha của lưới điện phải trùng pha nhau Điều kiện quan trọng nhất là pha của điện áp máy phát phải trùng pha với điện áp hệ thóng, vì nếu góc lệch pha là 180o thì sẽ nối tương đương với mạch máy phát với điện áp UF - U = 2UF; dòng điện xung khi đóng cầu dao

có thể lớn gấp 2 lần dòng điện ngắn mạch thông thường, lực và moment điện

từ lớn gấp 4 lần làm phá hỏng dây quấn, kết cấu thép, lõi thép, trục… của máy phát điện

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	792,88 KB