Bài giảng chuyên đề tự động điều chỉnh tần số và phân phối công suất thực trong HTĐ

TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TẦN
SỐ VÀ PHÂN PHỐI CÔNG
SUẤT THỰC TRONG HTĐ
I. TỔNG QUÁT:
Khi vận hành HTĐ tần số phải luôn được duy trì là hằng số (sai số
cho phép ±0,1Hz). Với sai số ±0,2Hz chỉ cho phép hoạt động trong
thời gian rất ngắn.
sự thay đổi tần số do mất cân bằng công suất tổng của các turbin với
phụ tải của MF trong HT được mô tả theo quan hệ:
( )
T pt tt m e
d
J P P P P P
dt
ω
ω = − + = −
P
T
: Tổng công suất của các turbin (công suất cơ Pm).
P
pt
: tổng công suất phụ tải hệ thống.
P
tt
: tổng công suất tổn thất.
P
e
: tổng công suất điện. ω=2πf: vận tốc góc
J: môment quán tính tổng của các tổ máy trong hệ thống.
I. TỔNG QUÁT:
Trong chế độ xác lập nếu ω=const thì

( )
0 0
0
T pt tt
P P P− + =
Lúc đó:
0
d
dt
ω
=
Bất kỳ sự thay đổi phụ tải hệ thống nào cũng dẫn đến mất cân
bằng công suất làm cho thay đổi tần số trong HT.
Tần số được điều chỉnh bằng cách thay đổi lượng nước, hơi
nước vào turbin của MF làm cho công suất P của MF thay đổi.
Như vậy việc điều chỉnh f liên quan trực tiếp đến việc điều chỉnh
P giữa các tổ máy và nhà máy địên.
Chu trình điều khiển tần số và phân phối công suất thực tự động
trong HTĐ được mô tả bằng sơ đồ khối sau:
I. TỔNG QUÁT:
Bộ điều khiển
thứ cấp
ĐC thay đổi
tốc độ chuẩn
HTĐK tốc độ
turbin sơ cấp
Van hay
cổng nước
Turbin
MF

HT cung cấp năng
lượng sơ cấp: hơi,
nước…
HTĐ: tải, HT truyền
tải, các tổ máy khác
Công suất truyền
đường dây liên lạc
Tần số
Sơ đồ khối điều khiển f và phân phối công suất P
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:
Turbine
Governor
G
M
m
M
e
Van hay
cổng nước
Hơi hay nước
P
m
P
e
Tốc độ
Tải
P
L
Khi tải P
L

thay đổi thì moment điện M
e
ở đầu cực MF thay đổi tức
thời làm chênh lệch giữa M
m
và M
e
sinh ra sự thay đổi tốc độ
turbine theo phương trình chuyển động viết trong đvtđ.
m e
d
J P P
dt
ω
= ∆ − ∆
0
1;
m e m e
P P M Mω = ∆ − ∆ = ∆ − ∆
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:
2.1 đáp ứng tải theo độ lệch tần số:
sự phụ thuộc của phụ tải vào tần số được viết như sau:
e L r
P P D∆ = ∆ + ∆ω
∆P
L
: Độ thay đổi của tải không theo f
D∆ω
r
: Độ thay đổi của tải theo f

D: Hệ số điều chỉnh phụ tải. Là số phần trăm thay đổi công suất
tải đối với 1% thay đổi tần số. (D=1 ÷2)
Ví dụ: D=2 nghĩa là khi f thay đổi 1% thì tải thay đổi 2%
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:
2.2 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbine độc lập
Turbine
bộ phân tích
G
∆ω
r
Van hay
cổng nước
Hơi hay nước
P
m
P
e
Tốc độ
chuẩn
Σ
-K’
∆Y
ω
r
ω
r
t (s)
ω
0
P

m0
∆P
m
= ∆P
L
P
m
Tốc độ rotor
Công suất cơ
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:
2.2 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbine độc lập
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:
2.3 Đặc tính điều chỉnh tốc độ phụ thuộc
f, ω
r
P
∆P
∆f=∆ω
ω
0
=f
0
ω
1
ω
2
1.0
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:
2.3 Đặc tính điều chỉnh tốc độ phụ thuộc
ω

r
t (s)
ω
0
P
m0
∆P
m
P
m
Tốc độ rotor
Công suất cơ
∆ ω
ss
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:
2.4 phân phối công suất giữa các tổ máy làm việc song song
f
P
f
P
∆P
1
∆P
2
∆f
f
0
f’
0
độ dốc của đường đặc tuyến đặc trưng bởi đại lượng R

f
R
P
∆
=
∆
'
1 1 1
1
f
P P P
R
∆
∆ = − =
'
2 2 2
2
f
P P P
R
∆
∆ = − =
1 2
2 1
P R
P R
∆
=
∆
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:

2.5 Điều khiển công suất phát ra của tổ máy
f
P%
50
51
52
53
50
100
3Hz=5%
II. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TURBIN SƠ CẤP:
2.6 Đặc tính điều chỉnh thực tế
f
P%