Hệ thống kích thích và điều thế trong nhà máy điện

Hệ thống kích thích
và điều thế trong
nhà máy điện.
Chương trình bồi huấn cho công nhân
và Kỹ sư mới.
Mục lục
1. Các nguyên lý cơ bản:
1. Nguyên lý hệ thống kích
thích.
2. Nguyên lý Diode và chỉnh
lưu không điều khiển.
3. Nguyên lý Thyristor và
chỉnh lưu có điều khiển.
4. Nguyên lý mạch khuếch
đại điện quay
5. Nguyên lý mạch khuếch
đại từ tĩnh
6. Nguyên lý mạch khuếch
đại bán dẫn (chưa có).
7. Nguyên lý hệ thống điều
khiển tự động (chưa có).
2. Các hệ thống kích thích
trong Nhà máy Nhiệt điện
Thủ Đức:
1. Hệ thống kích thích nhà
máy hơi nước 1
2. Hệ thống kích thích nhà
máy hơi nước 2 và 3
3. Hệ thống kích thích nhà
máy Tua bin khí 1
4. Hệ thống kích thích nhà

máy Tua bin khí 3
5. Hệ thống kích thích nhà
máy Tua bin khí 4 và 5
1
-
1/ Nguyên lý
hệ thống kích thích.
• Hệ thống kích thích một chiều
Tua bin
Bộ điều áp
Nối lưới
Máy phát Máy kích thích
Hình 1: Hệ thống kích thích một chiều (DC).
1
-
1/ Nguyên lý
hệ thống kích thích.
• Hệ thống kích thích xoay chiều
Bộ điều áp
Nối lưới
Máy phát Máy kích thích AC
Biến áp kích thích
1
-
1/ Nguyên lý
hệ thống kích thích.
• Hệ thống kích thích xoay chiều
Hình 2 a, b: Hệ thống kích thích xoay chiều (AC).
Bộ điều áp
Nối lưới

Máy phát Máy kích thích AC Máy kích thích phụ
1
-
1/ Nguyên lý
hệ thống kích thích.
• Hệ thống kích thích tĩnh:
Bộ điều áp
Nối lưới
Máy phát
Hình 3: Hệ thống kích thích tĩnh.
Biến áp kích thích
1-2: Diode bán dẫn,
chỉnh lưu không điều khiển:
• Diode bán dẫn: Cấu tạo
K (cathode)
N
P
A (anode)
A
K
1-2: Diode bán dẫn,
chỉnh lưu không điều khiển:
• Diode bán dẫn: Phân cực ngược
K (+)
A (-)
A (-)
K (+)
P
N
J1

V (E)
J2
V (E)
N
Lớp rỗng
: Điện tử
: Lỗ trống
P
1-2: Diode bán dẫn,
chỉnh lưu không điều khiển:
• Diode bán dẫn: Chỉnh lưu ½ chu kỳ
1-2: Diode bán dẫn,
chỉnh lưu không điều khiển:
• Diode bán dẫn: Mạch chỉnh lưu 2 x ½ chu kỳ
1-2: Diode bán dẫn,
chỉnh lưu không điều khiển:
• Diode bán dẫn: Mạch chỉnh lưu cầu
1-3: Thyristor,
chỉnh lưu có điều khiển:
• Diode bán dẫn: Cấu tạo
P
P
N
N
A (anode)
K (cathode)
G (gate)
G
G
K

Hình 5. Thyristor
1-3: Thyristor,
Nguyên lý làm việc:
• Thyristor: Phân cực thuận
A (＋)
A (＋)
K (－)
K (－)
P
P
N
N
G
J1
J2
J3
V (E)
P
N
G
J1
J2
J3
V (E)
P
depletion
layer
: electron
: hole
N

1-3: Thyristor,
nguyên lý làm việc:
• Thyristor: Phân cực thuận
V
I
V
I
V
I
V
I
P
N
G
J1
J2
J3
A(+) (
＋)
V (E)
P
I
G
K(-) (
－)
N
P
N
J1
J2

J3
V (E)
P
G
I
G
N
P
Ｎ
N
J1
J2
J3
V (E)
Ｐ
G
I
G
N
P
P
N
N
J1
J2
J3
V (E)
P
G
I

G
A (＋)
K (－)
A (＋)
K (－)
A (＋)
K (－)
1-3: Thyristor,
chỉnh lưu có điều khiển:
• Chỉnh lưu có điều khiển: ½ chu kỳ
V
θ
Firing
angle
V
θ
Firing
angle
1-3: Thyristor,
chỉnh lưu có điều khiển:
• Thyristor: Chỉnh lưu cầu 2 x ½ chu kỳ
α: góc kích
θ
π＋α
E
I
d
e
ｄ
Z

Mạch 1 pha 2*1/2 chu kỳ
1-3: Thyristor,
chỉnh lưu có điều khiển:
• Thyristor: Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha 2 x ½ chu kỳ
I
d
e
1
e
2
e
3
Z
i
1
i
2
E
d
Ty
1
Ty
2
Ty
3
Ty
4
Ty
6
Ty

5
ｖ
Mạch chỉnh lưu ba phase toàn sóng
1-3: Thyristor,
chỉnh lưu có điều khiển:
• Thyristor: Dạng sóng Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha.
e
1
4
e
3
e
2
π/3
α
-π/3
α
e
1
4
e
1
4
e
3
e
2
e
2
e

3
e
1
-e
3
e
2
-e
3
e
2
-e
1
e
3
e
2
e
3
-e
1
e
3
-e
2
e
1
-e
2
e

1
-e
2
e
1
-e
3
√2･E
i
1
e
2
-e
3
e
3
-e
2
√2･√3･E
e
2
-e
1
• Amplidyn
1-4: Máy khuếch đại điện quay:
1-5: Nguyên lý
khuếch đại từ tĩnh:
• Đường cong từ hóa, : các đường cong từ trễ làm việc:
– I
kt3

> I
kt2
> I
kt1
– d U
3
/d I
3
< d U
2
/d I
2
< d U
1
/d I
1
– X
3
< X
2
< X
1
d I
1
d I
2
d I
3
d U
1

d U
2
d U
3
H
1-5: Khuếch đại từ tĩnh:
• Các kiểu điều khiển: nối tiếp, song song.
I
kt
Tải
Nguồn
AC
I
kt
Tải
Nguồn
AC
1.6 Nguyên lý
hệ thống điều khiển tự động
• Sơ đồ điều khiển
vòng hở:
– u: tín hiệu vào,
– Y: tín hiệu ra,
– x: tín hiệu điều khiển.
x = u . k
C
y = x .k
O
y = u.k
M

.k
C
= u.k
C O
u
x
y
M
f1 f2
Nguyên lý
điều khiển tự động
• Sơ đồ điều khiển vòng
kín:
– u: tín hiệu vào,
– y: tín hiệu ra,
– z: tín hiệu phản hồi,
– e: tín hiệu sai biệt,
– x: tín hiệu điều khiển.
z = k
M
.y
e = u – z = u - k
M
.y
x = e . k
C
y = x .k
O
y = e.k
M

.k
C
= e.k
C O
e
x
y
M
f1 f2
u
z
Nguyên lý
điều khiển tự động
• Sơ đồ điều khiển vòng kín
có bù nhiễu:
– u: tín hiệu vào,
– y: tín hiệu ra,
– z: tín hiệu phản hồi,
– e: tín hiệu sai biệt,
– x: tín hiệu điều khiển.
C O
e
x
y
M
f1 f2
u
z
K
Nguyên lý

điều khiển tự động
• Sơ đồ điều khiển nhiều vòng kín nối tiếp:
• Sơ đồ điều khiển nhiều vòng kín bao lẫn nhau:
K1 K2
M1
M2
K1 K2
M1
M2
M