THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỆN

GIỚI THIỆU CHUNG: Trong sơ đồ của hệ thống điện gồm có: Hệ thống động cơ gồm: + Động cơ điện xoay chiều ba pha (M3~) + Động cơ điện một chiều (M) Hệ thống máy phát gồm: + Máy phát điện xoay chiều ba pha (G3~) + Máy phát điện một chiều (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 nútGIỚI THIỆU CHUNG: Trong sơ đồ của hệ thống điện gồm có: Hệ thống động cơ gồm: + Động cơ điện xoay chiều ba pha (M3~) + Động cơ điện một chiều (M) Hệ thống máy phát gồm: + Máy phát điện xoay chiều ba pha (G3~) + Máy phát điện một chiều (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

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 điện xoay chiều ba pha (M3~)

+ Động cơ điện một chiều (M−¿)

- Hệ thống máy phát gồm:

+ Máy phát điện xoay chiều ba pha (G3~)

+ Máy phát điện một chiều (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:

U1/ Sơ đồ bàn điều khiển (hình vẽ)

U2/ Sơ đồ bảng điều khiển đứng (hình vẽ)

Câu 2: Cách vận hành nhà máy điện

Nguồn điện xoay chiều từ hệ thống được đưa vào mô hình hệ thống hai thanh gópnhờ đóng các máy cắt và cách ly từ hệ thống, sau đó đóng các dao cách ly cấp điện chođộng cơ ba pha xoay chiều

Sau khi động cơ chạy ổn định, đóng kích từ máy phát điện một chiều, chờ điện ápđầu cực máy phát tăng lên và ổn định, đóng các máy cắt và dao cách ly tương ứng khởiđộng động cơ một chiều Sau đó tiến hành khởi động, điều chỉnh và hòa đồng bộ máyphát

ON  M3  G−¿  Phát điện  M−¿ quay  G3  Phátđiện

Câu 3:

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

Chính vì lý do này mà người ta sử dụng động cơ DC để quay máy phát ba pha chứkhông sử dụng động cơ xoay chiều ba pha

Trang 2

 Điều chỉnh từ thông, momen độc lập

UKhuyết điểmU: phải dùng thêm động cơ 3 pha AC để kéo máy phát điện DC cungcấp điện cho động cơ DC

Không phải thay thế mô hình này vì nếu dùng động cơ sơ cấp thì không thể điềuchỉnh được tốc độ của máy phát và không thực hiện hòa đồng bộ máy phát AC vào lướiđược Còn nếu dùng chỉnh lưu thì muốn điều chỉnh tốc độ phải dùng các thiết bị điềukhiển công suất phức tạp, khó thực hiện với mô hình nhỏ như phòng thí nghiệm

 Nhấn nút: sau khi kiểm tra trạng thái là phù hợp, người thực hiện nhấn nút

để thực hiện việc đóng hay cắt thiết bị, lúc này thiết bị sẽ bị tác động đóng hay cắt.Việc đóng mở khóa là hết sức quan trọng vì trong nhà máy hay một trạm biến áp

có công suất lớn một thao tác sai sẽ gây hậu quả nghiêm trọng: dao động toàn bộ hệthống, mất điện một khu vực rộng lớn, có thể gây ra tai nạn lao động

Tương tự nút xoay nhận cũng có thể đảm bảo ngăn ngừa việc tác động bừa bãi củangười trực hay người không phận sự vô tình chạm phải các nút trong quá trình vận hành

Nút xoay nhận được chế tạo theo kiểu tượng hình, nhìn vào nút nhấn kết hợp vớiđèn báo lắp trong nút nhấn người điều khiển có thể biết được trạng thái thực tế của hệthống

Trang 3

3 Đóng dao tiếp đất Q3,Q4.

4 Lấy máy cắt ra khỏi mạch để sửa chữa

Trang 6

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

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 cơkhởi động với dòng điện khởi động ban đầu nhỏ nhờ các điện trở Rmml, Rmm2 mắc nốitiếp với cuộn dây quấn rotor

 Cuộn dây M có điện kích hoạt relay thời gian (TD1) làm việc, sau một khoảng thờigian t1 relay TD1 sẽ đóng tiếp điểm (TD1) & cuộn dây M2 có điện đóng tiếp điểm củacontactor M2 loại điện trở phụ Rmm2 ra khỏi mạch khởi động

 Cuộn dây M2 có điện kích hoạt relay thời gian (TD2) làm việc, sau một khoảng thờigian t2 relay TD2 sẽ đóng tiếp điểm (TD2) & cụôn dây M1 có điện đóng tiếp điểmcontactor M1 loại điện trở phụ Rmm1 ra khỏi mạch khởi động

 Động cơ hoạt động ở chế độ bình thường & nhiệm vụ của nó là dùng để kéo máy phátđiện một chiều

Trang 7

Câu 4: U Lý do sử dụng mạch khởi động U :

Trang 8

Ở những động cơ có công suất trung bình và lớn, Rư thường có giá trị khá nhỏ nêndòng khởi động khá lớn từ 20 đến 25 lần Iđm Với dòng khởi động lớn không cho phép vìgây sụt áp trên lưới điện Để hạn chế dòng khởi động ta cần phải mắc thêm điện trở phụnối tiếp vào mạch rotor của động cơ, nhằm giảm dòng điện trong quá trình khởi động,sau đó mạch điều khiển sẽ loại dần các điện trở phụ mắc nối tiếp với rotor khi động cơhọat động bình thường.

Câu 6: Ngoài phương pháp khởi động động cơ AC bằng cách nối tiếp điện trở vào rotor dây quấn người ta còn sử dụng phương pháp:

 Khởi động dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vào mạch stator :

Khi khởi động, CD2 cắt, đóng CD1 để nối stator vào lưới điện thông qua CK,động cơ quay ổn định, đóng CD2 để ngắn mạch cuộn kháng, nối trực tiếp dây quấnstator vào lưới

Trang 9

 Khởi động dùng MBA tự ngẫu:

Trước khi khởi động cắt CD2, đóng CD3, chỉnh MBA tự ngẫu sao cho điện áp đặtvào động cơ khoảng 0,6 – 0,8 điện áp định mức, đóng CD1 để nối dây quấn stator vàolưới điện thông qua MBA tự ngẫu, động cơ quay ổn định cắt CD3, đóng CD2 để ngắnmạch MBA tự ngẫu, nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới

Khi máy làm việc bình thường nối , khi khởi động nối Y sẽ giảm dòng mở máy 3lần, và moment mở máy cũng giảm 3 lần

TNCD2

CD1

ĐC

Y

ĐC

Trang 10

Bài 4: KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CỦA

ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC

I MỤC ĐÍCH:

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

- Tìm hiểu mạch khởi động động cơ DC.

II BÁO CÁO

Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển:

• Khi có điện thì tiếp điểm cơ của M tác động lên cuộn coil của Timer Delay 1 làmcho nó hoạt động

• Sau khoảng thời gian Delay của nó thì tiếp điểm thường mở của Timer Delay 1 sẽđóng lại cấp điện cho contactor M2 làm tách khối điện trở Rmm2 khỏi mạch động lựcđồng thời tiếp điểm cơ của M2 tác động lên Timer Delay 2 làm cho nó hoạt động

• Sau khoảng thời gian Delay của Timer Delay 2 thì tiếp điểm thường hở của nó sẽđóng lại cấp điện cho contactor M1 làm tách khối điện trở Rmm1 khỏi mạch động lực.Thực hiện xong quá trình mở máy

Trang 12

Câu 4: U Lý do sử dụng mạch khởi động U :

Ở đây trong hệ thống này để việc điều chỉnh máy phát điện đồng bộ xoay chiều 3pha được linh hoạt, người ta chọn động cơ kéo phía sơ cấp là một động cơ DC có kích từsong song Loại động cơ này có đặc tuyến điều chỉnh tốc độ khá đơn giản và dễ dàng Do

đó để có nguồn DC cung cấp cho động cơ người ta dùng mô hình như sơ đồ

- Động cơ DC có kích từ song song, được khởi động với hai cấp điện trở phụ để tạoMoment mở máy lớn

- Động cơ DC có thể thay đổi vận tốc một cách dễ dàng

- Dễ dàng điều chỉnh công suất phát P, Q tùy theo ý muốn

 Mở máy động cơ DC dùng biến trở mở máy

 Mở máy bằng phương pháp điện áp thấp

Ua) Phương pháp dùng biến trở mở máy:

R

Ư

E

Trang 13

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐỘNG LỰCMắc biến trở như hình vẽ vào mạch phần ứng Dòng điện mở máy phần ứng lúc cóbiến trở mở máy: Imm=U/(Rư+Rmm)

Ban đầu để biến trở mở máy lớn nhất, trong quá trình mở máy tốc độ của động cơ sẽdần dần tăng lên, lúc này sẽ giảm dần điện trở mở máy Rmm làm cho Iư tăng dần lên vàMoment Mmm tăng lên theo, động cơ sẽ quay

U

b) Mở máy bằng điện áp thấp:

Phương pháp này đòi hỏi phải dùng nguồn điện độc lập để có thể đều chỉnh điện

áp cung cấp cho phần ứng của động cơ được dễ dàng Đây là phương pháp thường dùngnhất trong việc mở máy các động cơ có công suất lớn, ngoài ra phương pháp này còn chophép kết hợp với việc điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp

Trang 14

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 đấudây của một rơle dòng điện vào một sơ đồ hệ thống điện

- Biết cách chỉnh định các thông số cơ bản một loại rơle 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

Relay MK 2000 là lọai relay kỹ thuật số có chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắnmạch nhiều pha và bảo vệ chống chạm đất MK 2000 có các phần tử chống quá dòng độclập (cho 3 pha) và phần tử chống chạm đất vô hướng; có 5 tiếp điểm output để có thể linkvới 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 chọnlựa 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 :

Trong đó : t : thời gian tác động

k : hệ số nhân

I : dòng điện mà relay đo được

I> : dòng khởi động cấp III

Normal Inverse 0.02 0.14

Extremely Inverse 2.0 80.0Long – time Inverse 1.0 120.0

Trang 15

Thứ tự của thông số

hay chế độ ( Mode)

Thông số hay chế độ tương ứng

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

2 Chọn lựa cho phép (enable) hay không cho phép chức năng

khóa các phần tử bảo vệ; Chọn lựa khả năng vô hiệu hóaphần 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 được 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

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

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

1.1 k = 0.1

Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200Dòng pha A quan sát trên relay (A) 1.29 1.67 2.01 2.36 2.81

I / I> 1.843 2.386 2.871 3.371 4.014Thời gian tác động ttđ (s) 1.196 0.853 0.713 0.615 0.546Thời gian tính theo lý thuyết (s) 1.138 0.798 0.657 0.569 0.497

0.1 1

Trang 16

0.1 1

Trang 17

1 10 0.1

I / I> 2.086 2.571 3.014 3.471 4Thời gian tác động ttđ (s) 7.774 5.964 5.096 4.514 4.055Thời gian tính theo lý thuyết (s) 7.561 5.875 5.020 4.444 3.984

0.1 1

Trang 18

1 10 0.1

Trang 19

2 Đặc tuyến IDMT 01

2.1 k = 0.1

0.1 1

Trang 20

1 10 0.1

Trang 21

2.4 k = 0.8

0.1 1

Trang 22

1 10 0.1

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

Đồ thị đặc tuyến không được chính xác như trong lý thuyết do sai số thiết bị vàcác thông số đặt không phù hợp với đặc tuyến của rơle Tuy nhiên, trong phạm vi sai sốcho phép thì có thể xem các đặc tuyến đã khảo sát có dạng gần giống so với lý thuyết

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

Trang 23

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 & khảo sát các chế độ hoạt động của máy phátđiện đồng bộ xoay chiều 3 pha, gồm các bước như sau:

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

hệ thống vào lưới điện

2 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)

3 Dừng hệ thống

Trong qui trình vận hành, điều trước tiên cần lưu ý là những nguyên tắc cơ bản trongthao tác về điện như sau:

 Khi đóng điện: đóng dao cách ly trước, đóng máy cắt sau & đóng điện từnguồn về đến phụ tải

 Khi ngắt điện: ngắt máy cắt trước, mở dao cách ly sau & ngắt điện từ dưới phụtải ngược về nguồn

 Ở đây trong hệ thống này để việc điều chỉnh máy phát điện đồng bộ xoaychiều 3 pha được linh hoạt, người ta chọn động cơ kéo phía sơ cấp là một động

cơ DC có kích từ song song Loại động cơ này có đặc tuyến điều chỉnh tốc độkhá đơn giản và dễ dàng Do đó dể có nguồn DC cung cấp cho động cơ người

ta dùng mô hình như sơ đồ

UTrình tự thao tác & vận hành cho hệ thống điện như sau:

 Đầu tiên đóng điện lưới về đến thanh cái bằng dao cách ly & máy cắt (L) Giả sử

ta chọn thanh cái A: đóng dao cách ly dàn A, đóng máy cắt (L)

 Để khởi động động cơ xoay chiều, ta lần lượt đóng các dao cách ly và máy cắt liên

hệ theo chiều mũi tên như trên hình vẽ, khi động cơ khởi động nó kéo theo máy phát điện

DC bằng bộ khớp nối ở đầu trục giữa 2 máy Sau đó đóng kích từ và điều chỉnh điện thếcủa máy phát DC

 Để khởi động động cơ DC ta đóng dao cách ly & máy cắt tuần tự từ phía máy phát

về đến động cơ Tương tự khi động cơ DC khởi động nó kéo theo máy phát điện đồng bộxoay chiều 3 pha, sau đó đóng kích từ và điều chỉnh điện thế cùng tần số của máy đểchuẩn bị cho việc hòa điện tiếp theo

 Để tiến hành hòa điện lên lưới, dao cách ly phía thanh cái A và dao cách ly phíabiến thế cùng với máy cắt về phía thanh cái phải được đóng trước và khi đóng máy cắtphải mở công tắc khóa của mạch hòa điện (vị trí tại máy cắt) Như vậy máy cắt tại đầumáy phát được dùng để hòa điện giữa 2 nguồn: máy phát & lưới

 Mở công tắc hòa điện tại máy cắt của máy phát, qua bộ kiểm soát hoà điện ta điềuchỉnh điện thế và tần số cuả máy phát sao cho bằng với lưới Kiểm tra góc lệch pha quađồng bộ kế

Trang 24

 Để điều chỉnh điện: tăng hoặc giảm dòng kích từ của máy phát.

 Để điều chỉnh tần số: tăng hoặc giảm vận tốc động cơ DC

 Kiểm tra góc lệnh pha qua đồng hồ đồng bộ và phải nằm trong giới hạn cho phép(tốc độ quay của kim đồng hồ vào khoảng 0,2 v/s)

 Chọn thời điểm đồng bộ là lúc kim chỉ vào vạch đen của đồng hồ Ta đóng máycắt hòa điện Lúc này máy phát hoạt động song song với lưới Tiếp tục nâng vận tốc củađộng cơ DC máy phát sẽ phát P lên lưới và điều chỉnh nâng kích từ máy phát sẽ phát Qlên lưới

 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

Chế độ P Q U I Ukt Ikt NHòa đồng bộ 1.5 -1.5 300 1.5 18 1

Tăng kích từ động cơ đến khi P=4 kW 4 2.75 358 6 18 1.8

Thay đổi kích từ MP đến khi

Q =0; Q= -2; Q =2 kVAr

4 0 360 6 22 2.6

4 -2 358 6 18 2

4 2 363 7.5 27 3Giảm Q về 0, sau đó ngắt kích từ MP 4 -10 356 18.5 41 0

Đóng lại kích từ MP 4 0 365 5.5 22 2.4

Giảm P về 0, sau đó ngắt động cơ kéo <0 0.5 369 1.8 23 2.4

Trong chế độ ngắt động cơ kéo, thay đổi

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	1,03 MB