Trạm phát điện tàu thủy

CHƢƠNG 5: TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY
5.1. CẤU TRÚC CỦA TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY
5.1. CẤU TRÚC CỦA TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY
5.1. CẤU TRÚC CỦA TRẠM PHÁT ĐIỆN TÀU THỦY
5.2. CÁC TẢI TIÊU THỤ ĐIỆN DƢỚI TÀU THỦY
5.3. CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TÀU THỦY
5.3. CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TÀU THỦY
5.4. CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA PHỤ TẢI
5.4. CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA PHỤ TẢI
TÍNH KINH TẾ KHI KHAI THÁC TRẠM PHÁT ĐIỆN
5.5. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA TRẠM PHÁT
ĐIỆN TÀU THỦY
5.5. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA TRẠM PHÁT
ĐIỆN TÀU THỦY
5.5. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA TRẠM PHÁT
ĐIỆN TÀU THỦY
5.5. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA TRẠM PHÁT
ĐIỆN TÀU THỦY
5.5. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA TRẠM PHÁT
ĐIỆN TÀU THỦY
5.6. TÍNH CHỌN CÔNG SUẤT TRẠM PHÁT VÀ LỰA
CHỌN MÁY PHÁT

*
*
*
2. Các phƣơng pháp tính chọn
5.7. TỰ ĐỘNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP
QUY ĐỊNH CỦA ĐĂNG KIỂM
CÁC NGUYÊN LÝ XÂY DỰNG BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH
ĐIỆN ÁP CHO CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU

*Có 4 dạng hệ thống tự động điều chỉnh điện áp điển hình là :
- Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nhiễu.
+ H.T Phức hợp dòng.
+ H.T Phức hợp pha : Phức hợp pha song song và phức hợp pha nối tiếp.
- Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo độ lệch.
- Hệ thống điều chỉnh điện áp theo nguyên lý kết hợp.
+ Kết hợp giữa phức hợp dòng với độ lệch.
+ Kết hợp giữa phức hợp pha với độ lệch.
I) . Hệ thống điều chỉnh điện áp theo nhiễu loạn :
1/ Hệ thống phức hợp dòng ( Hay còn gọi là bù dòng) .
- Định nghĩa : Hệ thống TĐ ĐC ĐA theo nguyên lý phức hợp dòng là hệ
thống có hai tín hiệu : tín hiệu dòng và tín hiệu áp hai tín hiệu này đƣợc
cộng lại với nhau ở phía một chiều ( sau chỉnh lƣu ) .
- Với cấu trúc nhƣ vậy hệ thống chỉ có thể cảm biến đƣợc với sự thay đổi
của độ lớn dòng tải . Hệ thống phức hợp dòng chỉ có khả năng giữ đƣợc
điện áp của máy phát do một nguyên nhân là khi cƣờng độ dòng tải thay đổi
. Chính vì vậy mà nó ít đƣợc ứng dụng trong thực tế trên tàu thuỷ cũng nhƣ
trên bờ.
*Chú ý: Các điều kiện để tự kích cho một máy phát điện .
- Máy phát phải có từ dƣ .
- Chiều kích từ trùng với chiều từ dƣ .
- Có tốc độ quay đạt định mức .(nf = nđm)
- Tổng trở trong mạch kích từ nhỏ hơn điện trở tới hạn.( Rkt < R th)
CÁC NGUYÊN LÝ XÂY DỰNG BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH
ĐIỆN ÁP CHO CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
2/ Hệ thống phức hợp pha :
*Khái niệm : Hệ thống phức hợp pha là hệ thống T.Đ điều chỉnh điện áp theo hai nhiễu
chính đó là dòng tải (It) và tính chất của tải (cosφ) . Hệ thống phức hợp pha gồm 2 tín
hiệu chính là tín hiệu áp và tín hiệu dòng hai tín hiệu này đƣợc cộng với nhau phía xoay
chiều ( trƣớc chỉnh lƣu ).Tức là cộng với nhau về pha . Hệ thống phức hợp pha có thể

chia làm 2 loại .
+ Hệ thống phức hợp pha song song là hệ thống phức hợp pha mà tín hiệu dòng và tín
hiệu áp song song cấp cho cuộn kích từ ( tín hiệu dòng và tín hiệu áp đƣợc cộng dòng với
nhau ) .
(1)
+ Hệ thống phức hợp pha nối tiếp : Là hệ thống phức hợp pha có tín hiệu dòng và tín
hiệu áp cộng áp nối tiếp với nhau cấp cho cuộn kích từ ( cộng áp ) .
CÁC NGUYÊN LÝ XÂY DỰNG BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH
ĐIỆN ÁP CHO CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
- Từ hai biểu thức (1), (2) của hệ thống phức hợp pha song song và phức hợp pha nối tiếp ta
thấy chức năng của cuộn cảm Xk trong các sơ đồ là không thể thiếu đƣợc, nó tạo ra tín hiệu
Iu lệch pha so với Uf một góc 90. Từ hai biểu thức trên ta thấy hệ thống phức hợp pha nối
tiếp và song song có khả năng giữ điện áp ổn định khi độ lớn dòng tải và tính chất của tải
thay đổi
(2)
* Chứng minh bằng sơ đồ véc tơ với phức hợp pha song song .
+ Khi dòng tải thay đổi . (It= var) , cosφ = hằng số thì Ikt = var
CÁC NGUYÊN LÝ XÂY DỰNG BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH
ĐIỆN ÁP CHO CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
U
I(U)
I
2

I
1

I
KT2

I
KT1


0
Hình A
+ Khi cos = var còn It = hằng số  Ikt = var
I
KT2

U
a

I(U)
I
1

I
2

I
KT1

0
Hình B
 Từ đồ thị vectơ ( hình A) ta chứng
minh đƣợc rằng khi có cos = cosnt
(=cosnt). Nếu It thay đổi từ I1  I2
thì dòng kích từ thay đổi từ Ikt1 
Ikt2 làm cho điện áp máy phát thay

đổi và cứ nhƣ vậy điều chỉnh điện áp
máy phát đến định mức .
 Từ đồ thị vectơ( hình B) ta cũng
chứng minh đƣợc rằng khi dòng tải
không thay đổi nếu cos thay đổi (
tăng từ 1  2 ) thì dòng kích từ
cũng thay đổi tăng từ Ikt1  Ikt2
làm điện áp máy phát tăng lên , cứ
nhƣ vậy điều chỉnh điện áp của máy
phát đến giá trị định mức .
ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG PHỨC HỢP PHA
* Ƣu điểm của hệ thống phức hợp pha :
- Đó là hệ thống có nguyên lý đơn giản, tuổi thọ cao ,
- Hệ thống hoạt động tin cậy ,ít hỏng hóc .
- Nó có khả năng ổn định đƣợc điện áp máy phát với 2 nguyên nhân chính là khi độ lớn
dòng tải và tính chất tải thay đổi và tính ổn định động rất tốt .
- Thời gian cƣòng kích nhanh (vì nó điều chỉnh ngay từ nguyên nhân gây ra dao động
điện áp)
* Nhƣợc điểm của hệ thống phức hợp pha:
- Độ chính xác thấp .
- Hệ thống thƣờng có cấu tạo cồng kềnh kích thƣớc và trọng lƣợng lớn .
- Khả năng tự kích ban đầu không cao .
* Trong thực tế để cải thiện quá trình tự kích ban đầu ngƣời ta làm nhƣ sau :
+ Giảm tính phi tuyến của mạch kích từ .
+ Thay đổi trở kháng mạch kích từ trong giới hạn tự kích .
+ Gia tăng từ dƣ ban đầu
NGUYÊN LÝ XÂY DỰNG BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP
THEO ĐỘ LỆCH
II). Hệ thống điều chỉnh điện áp theo độ lệch .
- Một trong những nhƣợc điểm cơ bản của hệ thống điều chỉnh điện áp theo nhiễu ( phức hợp pha ) là

độ chính xác không cao. Điều đó cũng thật dễ hiểu vì hệ thống phức hợp pha chỉ có khả năng giữ điện
áp ổn định do hai nguyên nhân chính gây ra sự dao động điện áp đó là dòng tải và tính chất của tải.
Mà khi nói đến các nguyên nhân gây dao động điện áp ta còn phải kể đến sự thay đổi tốc độ quay của
diezen ( n = 5% ) và sự thay đổi nhiệt độ của cuộn dây kích từ. Hệ thống phức hợp pha không có
khả năng giữ ổn định điện áp của máy phát khi có các nguyên nhân khác hai nguyên nhân này gây ra .
- Hệ thống điều chỉnh theo độ lệch không quan tâm đến nhiễu hoặc bất cứ nguyên nhân nào gây ra sự
thay đổi điện áp của máy phát. Nó chỉ biết rằng nếu có sự sai lệch điện áp thực tế của máy phát ra
khác giá trị định mức (hoặc giá trị chuẩn) thì lập tức hệ thống sẽ có tín hiệu điều chỉnh dòng kích từ
cho phù hợp để giữ cho điện áp phát ra của máy phát không đổi. Hệ thống điều chỉnh điện áp theo độ
lệch chỉ có một phản hồi điện áp.(Uf)
* Nguyên lý hoạt động: Khi điện áp
của máy phát dao động khỏi điện áp
định mức (Uf >Udm hoặc Uf < Udm).
Lúc đó có tín hiệu điều khiển ∆U ≠ 0
đƣợc tạo ra qua bộ đo và so sánh.Tín
hiệu này đƣợc gửi tới bộ khuyếc đại
khuyếch đại lên tín hiệu đủ lớn sau đó
đƣa qua bộ chỉnh lƣu để điều chỉnh Ikt
đủ lớn đƣa điện áp của máy phát về
với điện áp định mức.
ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG THEO ĐỘ LỆCH
* Ƣu điểm:
- Dễ dàng trong quá trình tự kích ban đầu ( vì chỉ có một phản hồi điện áp ) .
- Hệ thống đơn giản, có trọng lƣợng và kích thƣớc nhỏ ,
-Có độ chính xác điều chỉnh cao .
-Đây là hệ thống vạn năng có thể ổn định điện áp cho máy phát với bất kỳ nguyên nhân
nào làm thay đổi Udm của máy phát.
* Nhƣợc điểm :
- Hệ thống có tính ổn định động kém. Nếu khởi động các động cơ lồng sóc có công suất
lớn gần bằng công suất của máy phát, hệ thống sẽ mất ổn định dẫn đến mất hoàn toàn

kích từ. Bởi vậy đối với những động cơ có công suất tƣơng đối lớn bắt buộc phải áp dụng
các phƣơng pháp khởi động làm giảm dòng khởi động .
- Thời gian cƣờng kích lâu hơn nguyên lý nhiễu.
- Độ tin cậy không cao .
- Xác suất hỏng hóc cao hơn.