BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỆN

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 dãi 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 đượcLý do sử dụng động cơ DC để quay máy phát 3 pha: Động cơ DC có thể thay đổi tốc độ dễ dàng trong dãi 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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH

KHOA

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Bộ môn Hệ thống điện

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG

ĐIỆN

Họ Và Tên : Hoàng Đình Thắng

MSSV : 41203497

BÀI 1: TÌM HIỂU TỔNG QUÁT VỀ MÔ

HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN

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

U1/ Sơ đồ bàn điều khiển (hình

vẽ ) U

2/ Sơ đồ bảng điều khiển đứng

(hình vẽ )

Câu 2 :

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 dãi 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

Câu 4 :

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

Q 1 ,Q 2 :Dao cách ly

Q 0 : Máy cắt

Q 15 ,Q 25 : Dao nối đất

 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

Q 1

Q 0

Q 2

Q 15

Q 25

UBÀI 3 U: KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3

PHA

1 Động cơ AC 3 pha:

Câu 1: U Các thông số cơ bản của động cơ AC 3 pha:

U = 220/380 V

Iđm = 76/44 A

P = 22 KW

Nđm = 1450 v/ph

f = 50 Hz

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: U Mạch động lực và mạch điều khiển

Giải thíchU: 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 khỏang thời gian t1 relay RT1 sẽ đóng tiếp điểm (RT1) & 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 RT2sẽ đóng tiếp điểm (RT2) & 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 & nhiệm vụ của nó là dùng để kéo máy phát điện một chiều

Câu 4 : U Vẽ đặc tuyến moment – tốc độ của động cơ AC

rotor dây quấn:

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

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

Uđm = 220 V

Iđm = 78 A

P = 17,16

KW

nđm = 1500

v/p

Ikt = 1.85 A

Ukt = 220 V

Câu 2: Thông số cơ bản của máy phát AC

220 / 380 23

12

1500 / 0,8 0,8

dm

dm

dm

Cos















Câu 3: U Vẽ và giải thích mạch khởi động của động cơ một chiều DC( mạch động lực và mạch điều khiển )

M

Giải thích mạchU:

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 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 : U Vẽ đặc tuyến moment- tốc độ khi khởi động của động

cơ

:

MẠCH ĐIỀU KHIỂN

: U

t

n

MC

M

O

Bài 5 : RELAY DÒNG ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ

I Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn

1.1 k=0.1

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

trên relay (A) 1 1,23 1,44 1,87 2,21 Thời gian tác động t

(ms) 2126 1312 1006 762 641

0 500 1000 1500 2000

2500

2126

1312

1006

762

641

Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn , k= 0.1

I(A)

1.2 k = 0.3

Vị trí vặn núm 100 125 150 175 200

Dòng pha A quan sát

trên relay (A) 1,1 1,36 1,6 1,85 2,18

Thời gian tác động t

(ms) 4764 3212 2573 2194 1905

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

4764

3212

2573

2194

1905

Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn k=0.3

I(A)

1.3 k = 0.5

Vị trí vặn núm 100 125 150 175 200

Dòng pha A quan sát

trên relay (A) 1,06 1,32 1,54 1,82 2,08

Thời gian tác động t

(ms) 8583 5543 4384 3675 3232

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

8583

5543

4384

3675

3232

Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn k=0.5

I(A)

1.4 k = 0.8

trên relay (A)

Thời gian tác động t

(ms) 15626 9976 7466 6336 5286

0 2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

15626

9976

7466

6336

5286

Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn , k= 0.8

I(A)

2 Đặc tuyến IDMT 01

1.1 k=0.1

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

relay (A) 1,06 1,29 1,58 1,84 2,3 Thời gian tác động t (ms) 23037 14655 9666 7466 6013

0

5000

10000

15000

20000

25000 23037

14655

9666

7466

6013

I(A)

1.1 k=0.4

Dòng pha A quan sát trên

relay (A) 0,97 1,32 1,52 1,78 2,21 Thời gian tác động t (ms) 142400 55650 40767 31647 23215

0

10000

20000

30000

40000

50000

40767

31647

23215

I(A)

1.2 k=0.6

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

relay (A) 1,02 1,41 1,65 1,97 1,99 Thời gian tác động t (ms) 161154 72542 54527 39988 42578

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

72542

54527

39988

1,85

I(A)

Dòng pha A quan sát trên

relay (A) 0,97 1,21 1,29 1,39 1,68 Thời gian tác động t (ms) 223250 111530 88391 82791 60050

0

50000

100000

150000

200000

111530

88391 82791

60050

1,85

I(A)

 Đặc tuyến phù hợp dạng long-time inverse

Nhận xét kết quả thí nghiệm:

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

Đồ thị đặc tuyến không như trong lý thuyết do sai số CT

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

BÀI 6 :U VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT

ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT 3 PHA

Câu 1 : Bảng số liệu :

Chế độ P Q U I U kt I kt

1 Hòa đồng bộ 0 -1 20

6

9 19 1

2

2 Tăng kích từ động cơ đến khi

P=4 (KW)

4 -2.5 19

0

35 20 1

2

3 Thay đổi kích từ MP đến khi

Q=0; Q=-2; Q=2 KVAr

4 -2 19

0

36 20 1

2

4 0 19

0

36 24 1

5

4 2 19

0

36 28 1

8

4 Giảm Q về 0, sau đó ngắt kích

từ MP

4 0 18

5

36 35 0

5 Đóng lại kích từ MP 4 -0.5 18

5

36 24 1

4

6 Giảm P về 0, sau đó ngắt động

cơ kéo

0 1 21

5

3 24 1

4

7 Trong chế độ ngắt động cơ

kéo, thay đổi kích từ MP để Q

lần lượt bằng -2; 0; 2 KVAr

0 -2 21

5

3 16 1

0 0 21

5

3 20 1

4

0 2 21

5

3 26 1

7

 Nhận xét :

- Từ chế độ 0 chuyển sang chế 1 thì biên độ không thay đổiEphát = Uht , chỉ làm thay đổi góc lệch

- Giá trị dòng điện IktMF tăng <-> QphátMF tăng, thì giá trị điện

- Với các giá trị đọc được trên các đồng đo, ta chấp nhận sự sai số do đồng hồ và do cách đọc, thì mới có thể kiểm nghiệm giữa thực tế và lý thuyết

Câu 2

UKhi 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 ; điều chỉnh kích từ máy phát điện xoay chiều sẽ làm thay đổi điện áp đầu cực 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 Iktthì 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

UKhi 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

Q  U.E cos 0  UL2

Nên Q của máy phát sẽ thay đổi theo

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

cho máy phát

b/- 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 U Máy phát có được làm việc lâu dài ở chế độ mất kích từ không Tại sao:

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 U Các điều kiện hòa đồng bộ máy phát vào hệ thống

Có 4 điều kiện để hòa đồng bộ :

- 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 180 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