Khi ghép một máy phát điện làm việc song song với hệ thống điện lực hoặc với một máy phát điện khác phải đảm bảo các điều kiện sau:.. • Điện áp của máy phát U F phải bằng điện áp của l[r]
Trang 113-4 GHÉP MỘT MÁY PHÁT ĐIỆN
ĐỒNG BỘ LÀM VIỆC SONG SONG
Trong mỗi nhà máy điện thường đặt nhiều máy điện đồng bộ và nói chung các nhà máy điện đều làm việc trong hệ thống điện lực.
Việc nối các máy phát điện làm việc chung trong hệ thống điện lực
là cần thiết vì nó có ưu điểm:
- Đảm bảo tính liên tục cung cấp điện,
- Sử dụng hợp lý nguồn năng lượng như về mùa mưa lũ cho các nhà máy thuỷ điện làm việc với công suất lớn để giảm công suất của các trạm nhiệt điện, tiết kiệm than, dầu trong thời gian đó …
- Do đảm bảo tính liên tục cung cấp điện nên đã giảm được vốn đầu
tư do không phải đặt các máy dự phòng.
Trang 213.4.1 Điều kiện ghép song song một máy phát điện với hệ thống
Khi ghép một máy phát điện làm việc song song với hệ thống điện lực hoặc với một máy phát điện khác phải đảm bảo các điều kiện sau:
• Điện áp của máy phát U F phải bằng điện áp của lưới U L
• Tần số của máy phát f F phải bằng tần số lưới f L
• Thứ tự pha của máy phát phải giống thứ tự pha của lưới.
• Điện áp của máy phát và của lưới phải trùng pha nhau.
Khi ghép song song, việc điều chỉnh điện áp của máy phát U F được thực hiện bằng cách thay đổi dòng kích từ của máy, còn tần số f F của máy được điều chỉnh bằng cách thay đổi mômen quay (tốc độ) của động cơ sơ cấp kéo máy phát Sự trùng pha giữa điện áp của máy phát và điện áp của lưới được kiểm tra bằng đèn, vonmét chỉ không hoặc dụng cụ đồng bộ Thứ tự pha của máy phát được kiểm tra bằng dụng cụ kiểm tra thứ tự pha và thường chỉ kiểm tra một lần sau khi lắp đặt máy và hoà đồng bộ với lưới lần đầu tiên
Trang 3Ghộp song song mỏy phỏt vào lưới theo cỏc điều kiện trờn gọi là hoà đồng bộ chớnh xỏc.
13.4.2 Cỏc phương phỏp hoà đồng bộ chớnh xỏc
- D ựng bộ hoà đồng bộ kiểu ỏnh sỏng đốn.
- Dựng bộ hoà đồng bộ kiểu điện từ.
1 Hoà đồng bộ bằng bộ hoà đồng bộ kiểu ỏnh sỏng đốn
Bộ hoà này dựng cho cỏc mỏy phỏt điện cú cụng suất nhỏ Cú hai kiểu nối cỏc đốn trong bộ hoà: kiểu nối “tối” (hỡnh 13-6a) và kiểu ỏnh sỏng đốn “quay” (hỡnh 13-6b).
Hình 13-6
Sơ đồ hoà đồng bộ
máy phát điện kiểu
nối tối (a) và kiểu “ ”
ánh sáng đèn quay “ ”
(b)
F 2
F 1
A B C
V
D 1
D 2 3
1 2
+
-i t1
+
-i t2
F 2
A B C
Đến F 1
2
D 2
1 3
-i t2
Trang 4 Hoà đồng bộ bằng bộ hoà kiểu ánh
sáng đèn nối theo kiểu nối tối.
Trong sơ đồ hình 13-6a, F 1 là máy
phát điện đang làm việc, F 2 là máy phát
điện cần ghép song song với máy phát
F 1 Bộ hoà kiểu ánh sáng đèn được hình
thành bởi ba ngọn đèn 1, 2 và 3.
Các đèn của bộ hoà được nối giữa
hai đầu tương ứng của cầu dao D 2
Trong quá trình hoà, phải điều
chỉnh đồng thời điện áp U F và tần số f F
của máy phát F 2
Điện áp máy phát U F được kiểm tra
theo điều kiện U F = U L bằng vôn mét V
có cầu dao đổi nối.
Tần số và thứ tự pha được kiểm tra
bằng bộ đồng bộ với ba đèn 1, 2 và 3.
Hình 13-6 Sơ đồ hoà đồng bộ MFĐ dùng bộ hoà nối theo kiểu nối “tối”
a)
F 2
F 1
A B C
V
D 1
D 2 3
1 2
+
-i t1
+
-i t2
Trang 5• Điện áp đặt vào ba đèn chính là hiệu số các
điện áp pha tương ứng của máy phát và của
lưới (hình 13-7a).
• Hai hình sao điện áp của máy phát và của lưới
đang quay với tốc độ ω F = 2πf F và ω L = 2πf L
U F - U L sẽ có tần số f F - f L
• Nếu thứ tự pha của máy phát và của lưới
giống nhau thì điện áp đặt vào ba đèn sẽ giống
nhau và thay đổi trong phạm vi 0 ≤ ΔU ≤ 2U F ,
cả ba đèn sẽ cùng tối và cùng sáng như nhau
với tần số f F - f L
chu kỳ sáng và tối bằng 3 ÷ 5 giây, chờ lúc các
đèn tắt hẳn (là lúc điện áp của máy phát và
của lưới trùng pha nhau) thì đóng cầu dao hoà
D 2 , việc ghép song song máy phát với lưới
được hoàn thành
b)
F
L
U
F
U
CF
U
CL
U
F
L
1
U
2
U
3
U
Hình 13-7 Đồ thị véc tơ điện
áp khi nối theo kiểu nối “tối”
Trang 6 Hoà đồng bộ bằng bộ hoà nối theo kiểu
ánh sáng đèn “quay”
Khi hoà đồng bộ theo kiểu ánh sáng
đèn “quay” (hình 13-6b) thì hai trong ba
đèn phải được nối vào các đầu không
tương ứng của cầu dao D2, ví dụ đèn 2 và
đèn 3.
Nếu thứ tự pha giống nhau thì khi
tần số f F ≠ f L , các đèn 1, 2, 3 sẽ lần lượt
thay nhau sáng, tối tạo thành ánh sáng
đèn “quay”.
Sở dĩ như vậy là vì điện áp đặt vào
các đèn không bằng nhau, chúng thay đổi
lần lượt trong phạm vi 0 ≤ ΔU ≤ 2UF như
trên hình 13-7b.
b)
F 2
A B C
Đến F 1
2
D 2
1 3
+
-i t2
Hình 13-6b Hoà đồng bộ MFĐ dùng
bộ hoà kiểu ánh sáng đèn “quay”
Trang 7• Khi f F > f L , ánh sáng quay theo chiều này
thì khi f F < f L ánh sáng quay theo chiều
ngược lại.
• Điều chỉnh cho f F = f L và tốc độ ánh sáng
quay thật chậm (fF ≈ fL), chờ đến khi đèn
không nối chéo (đèn 1) tắt hẳn, các đèn nối
chéo (2 và 3) sáng bằng nhau (đó là lúc các
điện áp của máy phát và của lưới trùng
pha nhau) thì đóng cầu dao hoà D2.
• Chú ý: Khi hoà dùng bộ hoà kiểu ánh sáng
đèn, nếu nối theo sơ đồ nối “tối” mà nhận
được kết quả là ánh sáng đèn “quay” hoặc
khi nối theo sơ đồ ánh sáng đèn “quay” mà
kết quả nhận được các đèn cùng sáng cùng
tối thì thứ tự pha của máy phát đã khác
thứ tự pha của lưới Trong trường hợp đó
chỉ cần tráo hai trong ba pha của máy phát
điện nối với cầu dao D 2 là được.
Hình 13-7 Đồ thị véc tơ điện áp khi nối theo kiểu ánh sáng đèn “quay”
b)
F
L
U
F
U
CF
U
CL
U
F
L
1
U
2
U
3
U
Trang 82 Hoà đồng bộ bằng bộ đồng bộ kiểu điện từ
Ở các nhà máy điện có đặt các máy phát có công suất lớn, để kiểm tra các điều kiện ghép song song máy phát điện vào lưới người ta dùng
bộ đồng bộ kiểu điện từ, gọi là cột đồng bộ.
Cột đồng bộ gồm ba dụng cụ đo sau: một vôn mét có hai kim, một kim chỉ U F và một kim chỉ U L , một tần số kế có hai kim để chỉ đồng thời tần số máy phát f F và tần số lưới f L và một đồng bộ kế làm việc theo nguyên lý từ trường quay có kim quay với tần số f F - f L Tốc độ quay của kim đồng bộ kế phụ thuộc vào trị số f F - f L , chiều quay của kim thuận hay ngược chiều kim đồng hồ tuỳ thuộc vào fF > fL hay fF < fL.
Trong quá trình hoà, điều chỉnh cho f F = f L và kim quay thật chậm (f F ≈ f L ), thời điểm đóng cầu dao hoà là lúc kim của đồng bộ kế trùng với vạch thẳng đứng và hướng lên trên.
Việc hoà đồng bộ chính xác máy phát điện đòi hỏi nhân viên vận hành phải thao tác thật thành thục và tập trung chú ý cao độ để tránh thao tác nhầm, nhất là khi trong lưới đang có sự cố
Để giảm nhẹ công việc cho nhân viên thao tác và tránh nhầm lẫn có thể xảy ra sự cố, ta có thể dùng bộ hoà đồng bộ tự động: Tự động điều chỉnh UF và fF của máy phát và tự động đóng cầu dao khi các điều kiện hoà được đảm bảo.
Trang 9
Vì khi trong lưới đang có sự cố, UL và fL luôn thay đổi nên quá trình hoà tự động thường kéo dài 5 đến 10 phút.
13.4.3 Phương pháp hoà tự đồng bộ.
Ghép song song máy phát với lưới điện thep phương pháp
tự đồng bộ được tiến hành như sau:
Quay máy phát không được kích thích (U F = 0) với dây quấn kích thích được nối tắt qua điện trở diệt từ đến tốc độ xấp xỉ tốc độ đồng bộ (sai khác khoảng 2%), không cần kiểm tra tần số, trị số và góc pha của điện áp, đóng cầu dao ghép máy phát vào lưới điện Sau đó lập tức đóng kích thích cho máy phát điện, do tác dụng của mômen đồng bộ, máy phát được lôi vào đồng bộ (fF = fL), việc ghép máy phát vào làm việc song song với lưới được hoàn thành.
Trang 10
Chú ý: Việc đóng cầu dao nối máy phát chưa được kích thích với
lưới có U L tương đương với trường hợp ngắn mạch đột nhiên của lưới Tuy nhiên, do trên lưới có tổng trở của các phần tử (như máy biến áp tăng áp, đường dây …) và tổng trở của bản thân máy phát điện nên dòng điện xung chạy trong máy phát điện không vượt quá ba hoặc bốn lần dòng điện định mức.
• Vì dây quấn kích thích được nối tắt qua điện trở diệt từ nên dòng điện
xung quá độ giảm rất nhanh (hình 24-3)
• Phương pháp hoà tự đồng bộ chỉ được phép sử dụng trong trường
hợp I xg < 3,5 I đm
Hình 24-3 Sự thay đổi của U, I, i t của máy phát 100000 kW khi hoà tự đồng bộ vào lưới điện
I *
U*
i t*
3 2 1 0
U *
I *
i t*
U * = 1
40 60 120 160 t