thiết bị bảo vệ và tự động hóa trong sản xuất, chương 22 docx

1
i
x
N


Chương 22: phương pháp hòa tự động
đồng bộ
III.1. Dòng cân bằng:
Điểm đặc biệt của phương pháp hòa tự đồng bộ là vào thời
đ
iểm đóng máy phát vào hệ thống sẽ kéo theo sự tăng vọt của dòng
điện.
Theo sơ đồ thay thế hình 8.11b, dòng cân bằng xuất hiện khi
đóng máy phát được xác định bằng công thức:
i
"



2
.
1
,
8
.
U
HT
(10.7
)
cb

x
"
 x  x
trong
đó:
dF ll H
T
x
’’
dF
: điện kháng siêu quá độ dọc trục
c
ủa máy phát . x
HT
: điện kháng của hệ
thống.
x
ll
: điện kháng của phần tử liên lạc giữa máy phát và hệ thống.
Khi đóng máy phát vào hệ thống có công suất vô cùng lớn
(x
HT
= 0; x
ll
= 0) thì:
"
2
.
1
,

8
.
U
HT
cb
"
dF
 i
(3)
(10.8
)
Ta th
ấy dòng cân bằng khi hòa tự đồng bộ xấp xỉ dòng ngắn
m
ạch 3 pha ở đầu cực máy phát và nó nhỏ hơn dòng cân bằng lớn
nhất khi hòa đồng bộ chính xác. Đóng máy phát bằng phương pháp
t
ự đồng bộ cũng làm giảm thấp điện áp ở đầu cực của máy phát,
ảnh hưởng không tốt đến sự làm việc của các hộ tiêu thụ nối với
thanh góp điện áp máy phát của nhà máy điện.
Hình 8.11: Sơ đồ hòa tự đồng bộ máy
phát
điện a) Sơ đồ nối điện b) Sơ
đồ thay thế
2
Ưu điểm chính của phương pháp tự đồng bộ là có khả năng
đóng
máy phát vào mạng khá nhanh so với phương pháp hòa chính
xác. Điều này đặc biệt quan trọng khi đóng máy phát trong điều
kiện sự cố của mạng điện, lúc ấy cần phải đóng nhanh máy phát

d
ự trữ.
III.2. Thiết bị hòa tự đồng bộ:
Ở các nhà máy nhiệt điện, việc hòa tự đồng bộ được thực hiện
nữa tự động do sự phức tạp của quá trình tự động khởi động các
ph
ần nhiệt của nhà máy từ trạng thái tĩnh. Ở các nhà thủy điện,
ngườ
i ta áp dụng các thiết bị tự động khởi động các tổ máy phát
th
ủy điện, vì vậy có thể sử dụng thiết bị hòa tự đồng bộ tự động
cũng như nữa tự động.
Thiết bị hòa tự đồng bộ nữa tự động đảm bảo tự động đóng
máy c
ắt của máy phát chưa được kích từ khi tần số quay của máy
phát g
ần bằng tần số quay của các máy phát
khác
đang làm việc. Việc điều chỉnh tần số quay của máy phát
trước khi đóng vào có thể được tiến hành bằng tay bằng cách tác
động đến bộ điều chỉnh tốc độ quay của turbin, máy phát được
kích t
ừ sau khi đóng máy cắt của nó.
Dưới đây, chúng ta khảo sát thiết bị hòa tự đồng bộ nữa tự
động áp dụ
ng ở các nhà máy nhiệt điện.
Phần tử chính của thiết bị (hình 8.12) là rơle hiệu tần số Rf,
có nhi
ệm vụ kiểm tra
độ lệch tần số của điện áp máy phát và hệ thống. Cuộn I của Rf nối

vào máy biến điện áp
1BU cu
ả máy phát và nối nối tiếp với điện trở R1. Cuộn II của Rf
nối với máy biến điện áp 2BU của hệ thống.
Thiết bị hòa tự đồng bộ nữa tự động được đưa vào làm việc
bằng cách chuyển khóa điều khiển K sang vị trí Đ, đóng mạch
1BU, 2BU, mạch thao tác một chiều và mạch đầu ra.
Khi chưa được kích từ, trị số điện áp dư của mỗi máy phát một
khác nhau. Để điện áp từ 1BU của các máy phát khác nhau đưa đến
cuộn I của rơle Rf gần bằng nhau, mỗi máy phát được hiệu chỉnh
v
ới một trị số điện trở R1 khác nhau. Việc điều chỉnh biến trở R1
đượ
c thực hiện khi hiệu chỉnh thiết bị.
3
Hình 8.12: Sơ đồ thiết bị hòa tự đồng bộ
nữa tự động a) Mạch xoay chiều ;
b) Mạch thao tác
4
Vào lúc đưa điện áp đến các cuộn dây của rơle Rf, tiếp điểm
c
ủa rơle có thể đóng ngắn hạn. Để loại trừ tác động không đúng của
thiết bị, cuộn dây I và II của Rf được nối vào 1BU và 2BU không
cùng m
ột lúc: trước tiên nối cuộn dây II, sau đó một thời gian
(kho
ảng vài sec) được hiệu chỉnh ở tiếp điểm RT1 của rơle thời
gian RT, cuộn dây I được nối vào nhờ rơle trung gian 3RG (qua
ti
ếp điểm 3RG

2
). Ngoài ra thời gian duy trì của tiếp điểm RT2
trong m
ạch gồm các tiếp điểm Rf
1
và Rf
2
cần thiết để loại trừ
sự tác động không đúng của rơle vào lúc đưa điện áp đến cuộn I
c
ủa rơle Rf.
Khi t
ần số trượt bằng tần số khởi động của rơle Rf, rơle đầu ra
1RG c
ủa thiết bị sẽ
khởi động và tự duy trì bằng tiếp điểm 1RG1
1
. Tiếp điểm 1RG
3
khép m
ạch đóng máy cắt
1MC c
ủa máy phát. Sau khi đóng 1MC, aptomat diệt từ ADT của
máy phát đóng lại đưa
kích từ đến cuộn dây rôto máy phát (trạng thái đóng của máy
phát
được kiểm tra bằng tiếp điểm phụ 1MC
1
).
Máy phát đã được

kích t
ừ và sẽ được kéo vào làm việc đồng bộ.
Rơle
1RG tự giữ để đảm bảo đóng chắc chắn 1MC và ADT
c
ủa máy phát. Rơle
trung gian 2RG khi trở về có thời gian chậm trễ nhằm giới hạn
độ
dài tín hiệu đi đóng
1MC và ADT .
Rơle Rf không được tính toán để chịu đựng lâu
dài
điện áp định mức từ
1BU của máy phát đã được kích từ. Do vậy để loại trừ tác hại đến
cuộn dây I của nó, tiếp điểm 3RG
2
sẽ mở mạch cung cấp cho
cu
ộn dây I sau khi 3RG trở về do 1RG
2
mở ra. Rơle RU nhận
đ
iện áp từ 1BU có nhiệm vụ khóa mạch đưa điện áp định mức
của máy phát được kích từ đến cuộn I của rơle Rf trong trường hợp
xảy ra thao tác nhầm lẫn của nhân viên vận hành (đóng kích từ
trước khi đóng máy phát vào hệ thống). Tiếp điểm RU mở mạch
cuộn dây RT và nhờ vậy loại trừ khả năng khởi động của 3RG.
5