D cng on tp mon TDH trong h thng d

- Sơ đồ nguyên lý và đặc tính của hệ thống kích từ bằng máy phát điện một chiều: Các hệ thống điều chỉnh kích từ bằng máy phát đồng bộ thực hiện thay đổi dòng điện kích từ trong cuộn dây

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN Học phần: Tự động hóa trong hệ thống điện.

3 Các hệ thống kích từ của máy phát điện đồng bộ, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng

- Sơ đồ nguyên lý và đặc tính của hệ thống kích từ bằng máy phát điện một chiều:

Các hệ thống điều chỉnh kích từ bằng máy phát đồng bộ thực hiện thay đổi dòng điện kích từ trong cuộn dây roto của máy phát điện để điều chỉnh điện ấp và công suất phản kháng

Tùy theo kết cấu của hệ thống cung cấp dòng điện kích từ một chiều mà kết cấu và nguyên lý làm việc của máy tự động điều chỉnh kích từ của máy phát điện có thể khác nhau Hệ tự động điều chỉnh kích từ này có ưu nhược điểm riêng, với hệ thống kích từ bằng máy phát điện một chiều có ưu, nhược điểm đó là:

- Ưu điểm:

Máy phát điện một chiều có 2 cuộn kích tích KT1 và KT2 Cuộn kích thích, KT1 nối song song với phần ứng qua điện trở điều chỉnh Rđc, đảm bảo tự kích thích cho máy điện một chiều Cuộn kích thích thứ hai KT2 nối đầu ra của máy tự động điều chỉnh kích từ TĐK

+ Khi khởi động máy phát điện, dòng điện kích thích ban đầu do từ dư của máy kích thích tạo nên

+ Điện áp trên cực máy phát điện tương ứng với từ dư ban đầu của máy kích thích bằng khoảng (0,05 – 0,2) Uđmf, khi xuất hiện điện áp kích thíc, quá trình tự kích sẽ làm cho điện áp trên cực máy phát tăng nhanh đến trị số Uf0 Khi giảng trị số Rđc

độ dốc đặc tính ngoài sẽ giảm làm cho điện áp trên cực máy kích thích Uf tăng

+ Dựa vào đặc tính từ hóa của lõi thép để mở rộng dải điều chỉnh ta dùng TĐK nhiều tầng

- Nhược điểm:

+ Có thể bị nối nhầm cực cuộn dây + Do điện áp trên cực máy phát điện chỉ đạt (0,05- 0,2)UđmF muốn tăng lên thì phải tăng ikt qua Rkt

+ Các máy phát điện tua bin hơi công suất từ 150 đến 800MW đòi hỏi công suất kích từ khoảng 0,4 – 0,6% (đôi khi còn lớn hơn) công suất d định của máy phát Việc chế tạo máy kích thích một chiều với công suất lớn như vậy sẽ phức tạp về kết cấu (đặc biệt là hệ thống vành góp và chổi than) và không kinh tế

ikt

rkt

C B

If

Uk t

+

-Rdc

+

Ufg

h

0 ikt0 iktghikt

ikt (rkt +

Rdc)

Uf

ikt .rkt ( Rdc= 0)

- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều tần số cao:

Các hệ thống điều chỉnh kích từ bằng máy phát đồng bộ thực hiện thay đổi dòng điện kích từ trong cuộn dây roto của máy phát điện để điều chỉnh điện ấp và công suất phản kháng

Tùy theo kết cấu của hệ thống cung cấp dòng điện kích từ một chiều mà kết cấu và nguyên lý làm việc của máy tự động điều chỉnh kích từ của máy phát điện có thể khác nhau Hệ tự động điều chỉnh kích từ này có ưu nhược điểm riêng, với hệ thống kích từ bằng máy phát điện một chiều có ưu, nhược điểm đó là:

- Ưu điểm:

Máy kích thích xoay chiều tần số cao có 3 cuộn dây kích từ:

+ Cuộn kích từ chính KT1 nối nối tiếp với cuộn dây rô to của máy phát đồng bộ có dòng điện chỉnh lưu chạy qua tạo nên từ thông kích thích chính cho máy kích thích Ảnh hưởng của từ thông kích thích này có thể điều chỉnh được bằng điện trở mắc song song với cuộn kích thích chính KT1

+ Cuộn kích từ phụ KT2 có từ thông bổ trợ cho từ thông của cuộn kích từ chính KT1, để làm tăng giới hạn kích từ trong chế độ kích tự cưỡng bức

+ Cuộn kích từ phụ KT3 được đấu với đầu ra của máy tự động điều chỉnh kích từ TĐK, từ thông của cuộn này thường ngược chiều với từ thông của cuộn kích từ chính KT1

- Nhược điểm:

Đối với hệ thống kích từ bằng mày phát xoay chiều tần số cao khắc phục được nhược điểm của hệ thống kích từ bằng máy phát điện một chiều hệ thống này vấn dùng cho máy phát nhiệt điện công suất lớn nhưng vẫn có nhược điểm điện áp đầu cực máy phát điện thay đổi trong một giới hạn hẹp, nên không thể thay đổi được dòng điện kích từ trong một giới hạn rộng

Uf BU

TĐK

*

KT3

CL1

KT2

iTDK

MKT

Ikt = If

RT

*

*

CL2

KT1

+ _ +

+

- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống kích bằng dòng điện chỉnh lưu:

- Các hệ thống điều chỉnh kích từ bằng máy phát đồng bộ thực hiện thay đổi dòng điện kích từ trong cuộn dây roto của máy phát điện để điều chỉnh điện ấp và công suất phản kháng

Tùy theo kết cấu của hệ thống cung cấp dòng điện kích từ một chiều mà kết cấu và nguyên lý làm việc của máy tự động điều chỉnh kích từ của máy phát điện có thể khác nhau Hệ tự động điều chỉnh kích từ này có ưu nhược điểm riêng, với hệ thống kích từ bằng máy phát điện một chiều có ưu, nhược điểm đó là:

Dòng điện kích từ được lấy từ nguồn điện áp đầu cực máy phát điện qua máy biến

áp kích từ BKT và bộ chỉnh lưu Thyritor Có thể thay đổi được bằng dòng điện kích từ trong giới hạn rộng khi điện áp đầu cực máy phát điện thay đổi trong giới hạn hẹp, tính hiệu điều khiển từ máy tự động điều chỉnh kích từ TĐK tác động vào cực điều chỉnh của Thyristor để thay đổi góc mở của chúng

Có thể kích thích cưỡng bức trong chế độ sự cố nhờ bộ chỉnh lưu thứ 2

Thêm vào nguồn điện áp xoay chiều trước chỉnh lưu thành phần điện áp tỉ lệ với dòng điện trong cuộn dây Stato máy phát điện thông qua các BI đặt ở phía trung điểm của máy phát Thành phần điện áp này làm nhiện vụ bù dòng điện trong chế độ bình thường và tăng hiệu quả cưỡng bức kích thích khi có ngắn mạch gần đầu cực máy phát điện, khi đó điện áp đầu cực máy phát điện giảm thấp, còn dòng điện trong cuộn dây sẽ tăng cao

Câu 1

- Tác dụng của thiết bị tự động đóng lại (TĐL):Tự động đóng lại (TĐL) đóng một vai trò rất tích cực trong việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ

+ Đối với đa số trường hợp hỏng hóc trên đường dây tải điện trên không thì thiết

bị TĐL có tác dụng sau khi sửa chữa hỏng hóc thì ta đóng trở lại đường dây thì đường dây có thể tiếp tục làm việc bình thường, nhanh chóng khôi phục cung cấp điện cho hộ tiêu thụ, giữ vững chế độ đồng bộ và ổn định của hệ thống

TĐK

If

BI

UF

BKT

Chỉnh lưu

thyristor

+

-BU

+ Một số nhóm thiết bị TĐL có tác dụng là nhanh chóng khôi phục việc cấp điện cho các hộ tiêu thụ sau khi tình trạng mất cân bằng công suất trong hệ thống điện đã được khôi phục

- Các yêu cầu cơ bản đối với thiết bị TĐL:

+ TĐL phải được khởi động khi máy cắt đã tự động cắt ra

+ TĐL không được làm việc khi đóng cắt bằng tay hoặc từ xa

+ TĐL phải đảm bảo khả năng cấm tác động (hoặc khóa TĐL)

+ TĐL phải đảm bảo đúng số lần tác động

+ Độ dài của tín hiệu điều khiển đóng máy cắt phải đủ lớn để đảm bảo việc đóng thực hiện một cách chắc chắn

+ Thiết bị TĐL phải tự động trở về trạng thái xuất phát sau một khoảng thời gian nhất định

+ TĐL không thực hiện khi có trục trặc trong thiết bị TĐL

+ Tác động của thiết bị TĐL cần được phối hợp với tác động của thiết bị Rơ-le

và các thiết bị tự động khác của hệ thống điện

- Các thông số của TĐL:

+ Thời gian cắt của máy cắt điện: Thời gian từ lúc mạch cắt của máy cắt được mang điện đến lúc hồ quang được dập tắt

+ Thời gian làm việc của bảo vệ: tính từ khi bảo vệ nhận tín hiệu sự cố đến lúc phát tín hiệu cắt máy cắt

+ Thời gian tồn tại của hồ quang điện trong máy cắt: là thời gian từ khi các đầu tiếp xúc chính của máy cắt điện tách nhau ra đến khi hồ quang được dập tắt

+ Độ dài xung đóng của TĐL: là khoảng thời gian tiếp điểm đầu ra của thiết bị TĐL ở trạng thái kín

+ Thời gian đóng của máy cắt điện: thời gian từ lúc mạch đóng của máy cắt được mang điện đến khi tiếp điểm chính của máy cắt được thông mạch

+ Thời gian khử ion: là thời gian cần thiết để vùng không khí chỗ sự cố khôi phục lại tính chất cách điện (được khử ion) đảm bảo khi đóng điện trở lại không phát sinh hồ quang lần nữa

+ Thời gian sẵn sàng của thiết bị TĐL: thời gian từ lúc tiếp điểm của Role TĐL khép lại gửi tín hiệu đóng máy cắt đến khi nó sẵn sàng làm việc cho chu trình tiếp theo

+ Thời gian tự động đóng trở lại: thời gian từ lúc TĐL được khởi động đến lúc mạch đóng của máy cắt được cấp điện

+ Thời gian chết: thời gian từ lúc hồ quang bị dập tắt đến lúc tiếp điểm chính của máy cắt tiếp xúc trở lại

+ Thời gian nhiễu loạn của hệ thống: là khoảng thời gian từ lúc phát sinh sự cố đến khi máy cắt đóng trở lại thành công

Câu 2

a Độ lệch tần số Δf khi không có điều tốc

b Khi có điều tốc: Tổng công suất của hệ thống cả dự trữ

PF = PPT + Pdf = 3000 + 670 = 3670 (MW)

Hệ số dự phòng

Độ lệch tần số

c Khi chỉ có 80% công suất tham gia điều tốc ( 80% = 0,8)

KFTB = 0,8 KF = 0,8.30 = 24

8 Tự động điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi đầu phân áp của MBA

9 Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện, các phương pháp và phạm vi ứng dụng

10 Bù cảm kháng của đường dây (Bù dọc) Đặc điểm và phạm vi ứng dụng

11 Bù dung dẫn của đường dây (Bù ngang) Đặc điểm và phạm vi ứng dụng

12 Ảnh hưởng của phân pha đường dây tải điện đến phân bố điện áp trên đường dây 13.Các loại máy điều chỉnh tốc độ quay tua bin

19 Chế độ không đồng bộ và ngăn chặn nhanh chế độ không đồng bộ trong hệ thống điện.

20 Sự cố dây chuyền về điện áp và hiện tượng sụp đổ (thác) điện áp trong hệ thống điện.

Các biện pháp ngăn chặn

động cắt tải trong hệ thống điện.

23.Yêu cầu đối với việc tự động hòa đồng bộ và phương pháp hòa đồng bộ chính xác

24 Hòa đồng bộ bằng phương pháp tự đồng bộ: Sơ đồ nguyên lý, trình tự thực hiện, đặc điểm và phạm vi ứng dụng

Quy trình thực hiện phương pháp tự đồng bộ :

 Máy phát điện không được kích thích, cuộn dây roto của máy phát được nối tắt hoặc nối qua điện trở diệt từ trường RTDT

 Roto máy phát được được quay đến gần tốc độ đồng bộ

 Khi hệ số trượt S= ±2-3% đóng máy cắt điện đầu cực máy phát vào hệ thống

 Ngay sau khi đóng máy phát hệ thống cho kích từ vào cuộn dây roto máy phát điện ( chuyển trạng thái các tiếp điểm của thiết bị tự động dập từ trường TDT – cắt RTDT khỏi cuộn dây roto, đưa dòng kích từ vào cuộn dây

 Roto của máy phát điện ngay sau khi có kích thích được lôi vào tốc độ đồng bộ quá trình tự đồng bộ kết thúc>

Đặc điểm:

Phạm vi ứng dụng: thường được sử dụng trong các chế độ sau sự cố, đặc biệt đối với các

máy phát thủy điện khi thời gian khởi động máy và thời gian hòa điện xấp xỉ nhau( khoảng

30 – 40 giây ), tận dụng được khả năng huy động nhanh chóng công suất của các máy phát thủy điện

29.Tự động đóng trở lại một pha

Đặc điểm của tự động đóng lại một pha:

Ưu điểm: đối với đường dây nối giữa hai hệ thống khi cắt một pha sự cố trong chu trình

TĐL1P hai pha còn lại vẫn giữ nguyên liên hệ giữa 2 hệ thống, không làm mất ổn định của mạch truyền tải, đặc biệt đối với những đường dây đơn có chiều dài lớn Ngoài ra, trong chu trình TĐL1P chế độ đồng bộ vẫn được duy trì nên khi đóng trở lại pha vừa bị cắt sẽ gây ít chấn động về dòng, áp và công suất trong HTĐ

Đối với các đường dây có một nguồn cung cấp TĐL1P đảm bảo việc cung cấp điện liên tục cho các phụ tải quan trọng trong quá trình sử lý sự cố Nếu chế độ làm việc không toàn pha của đường dây có thể chấp nhận được thì khi ngắn mạch 1 pha duy trì trên đường dây có thể chuyển sang chế độ “ hai pha – đất “ Khi sử dụng TĐL1P số lần thao tác của máy cắt nói chung sẽ giảm rất đáng kể

Nhược điểm:

 Sơ đồ điều khiển máy cắt, bảo vệ và TĐL phức tạp hơn vì phải thêm bộ lựa chọn pha sự cố và điều khiển máy cắt riêng từng pha

 Muốn chuyển đường dây sang làm việc ở chế độ “ hai pha - đất “ cần phải giải quyết hàng loạt các vấn đề phức tạp liên quan đến chế độ không đối xứng làm cho thiết bị bảo vệ và tự động phức tạp thêm

 Ảnh hưởng của chế độ không đối xứng đến sự làm việc của máy phát điện, động cơ điện và các đường dây thông tin

Thiết bị TĐL1P thường được sử dụng cho các đường dây siêu cao áp mạch đơn khi mất điện có thể làm mất liên lạc giữa các hệ thống hoặc mất điện cho phần lớn hộ tiêu thụ

Nhiệm vụ:

 Trong trường hợp TĐL1P không thành công thì hoặc là phải tác động cắt cả ba pha

và cấm đóng trở lại, hoặc là chuyển sang chế độ “ hai pha – đất “nếu cho phép

 Tác động cắt ba pha và cấm đóng trở lại khi có ngắn mạch nhiều pha trong chế độ vận hành không toàn pha hoặc khi bộ phận lựa chọn pha sự cố bị trục trặc

 Đưa các loại bảo vệ có thể làm việc sai trong chế độ không toàn pha ra khỏi sơ đồ bảo vệ trong quá trình TĐL1P các bảo bệ này có thể phản ứng khi xuất hiện các thành phần đối xứng của dòng và áp

30.Tăng tốc độ của bảo vệ sau tự đóng lại (TĐL theo thứ tự, TĐL đường đây có phân nhánh ) Đặc điểm và phạm vi ứng dụng

TĐL theo thứ tự

Giả sử, khi ngắn mạch tại N2 trên đường dây D2 KCL1 và KCL2 có thể cùng tác động, sau

đó các thiết bị TĐL sẽ đóng các phân đoạn đường dây tương ứng theo trình tự đoạn gần nguồn được đóng trước, đoạn xa nguồn được đóng sau, nghĩa là :

 Đoạn D1( gần nguồn nhất ) với thời gian tTĐL1

 Đoạn D2 ( tiếp theo ) với thời gian :

tTĐL2 = tTĐL1 + ∆t

 Đoạn D3 ( xa nguồn nhất ) với thời gian:

tTĐL3= tTĐL2+ ∆t = tTĐL1 + 2∆t cấp chọn lọc về thời gian ∆t ở đây cần chọn lớn hơn thời gian làm việc của bảo vệ không chọn lọc khi TĐL không thành công

Như vậy khi ngắn mạch trên D2 cả 2 máy cắt MC2 và MC1 có thể cùng cắt đồng thời thuy nhiên MC1 gần nguồn hơn sẽ được đóng trở lại trước với thời gian bé nhất tTĐL1 trường hợp này TĐL thành công vì NM không xảy ra trên D1,sau đó khoảng thời gian xác định ( lớn hơn thời gian làm việc của KCL1 ) bảo vệ KCL1 của D1 sẽ bị khóa trước khi TĐL2 đóng lại MC2 Nếu NM trên D2 là duy trì KCL2 sẽ cắt tức thời D2 đảm bảo loại trừ sự cố một cách chọn lọc

Bảo vệ KCL1 của đoạn D1 sẽ được đưa vào làm việc trở lại sau khoảng thời gianđủ để thực hiện TĐL2 và KCL2 làm việc, nếu NM là duy trì.TĐL theo thứ tự đảm bảo nhanh chóng khôi phục cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ ( đặc biệt là các phụ tải gần nguồn ) và loại trừ nhanh chóng có chọn lọc sự cố bằng các bảo vệ không chọn lọc

TĐL đường dây có phân nhánh

Khi có ngắn mạch trên một nhánh nào đó, chẳng hạn tại N1, bảo vệ đặt ở đầu nguồn sẽ tác động cắt máy cắt ở đầu đường trục Trong khoảng thời gian chết DCLTĐL1 ở đầu nhánh rẽ

bị sự cố sẽ được tự động cắt ra, tách phần tử sự cố ra khỏi lưới điện Sau đó thiết bị TĐL đặt ở đầu đường dây sẽ đóng trở lại máy cắt nguốn, khôi phục cấp điện cho các hộ không

bị sự cố

Khi ngắn mạch xảy ra trong hoặc sau biến áp phân phối ( điểm N2 và N3 ) do điện kháng lớn của máy biến áp, dòng ngắn mạch qua bảo vệ đường dây có trị số bé, không đủ độ nhạy cho bảo vệ làm việc Để tăng độ nhạy cho bảo vệ đầu đường dây người ta đặt thêm các dao ngắn mạch nhân tạo phía trước máy biến áp Khi có ngắn mạch trong hoặc sau biến áp, bảo

vệ của máy biến áp ( thường được dùng các bảo vệ dòng điện đơn giản ) tác động đóng dao ngắn mạch, dòng sự cố tăng lên đủ cho bảo vệ đầu đường dây làm việc cắt MC

Tiếp theo, trong thời gian không điện, DCLTĐ trong nhánh biến áp bị sự cố sẽ tách ra và TĐL đóng trở lại MC đầu đường dây

Phạm vi áp dụng: dùng trong lưới điện nông thôn và lưới trung áp cung cấp điện thành phố được thiết kế theo mạch vòng nhưng làm việc hở

34.Các sơ đồ khởi động thiết bị tự động đóng nguồn dự phòng