Hòa đồng bộ

GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011
HÒA ĐỒNG BỘ
Contents
I. Khái niệm : ..................................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề : ................................................................................................................................. 1
2. Giới thiệu phần mềm AGC200 : .................................................................................................. 2
II. Ứng dụng phần mềm AGC200 điều khiển hòa đồng bộ. ..................................................................... 2
1. Giới thiệu PID điều khiển đồng bộ. ........................................................................................... 2
2. Điều khiển đồng bộ : ....................................................................................................................... 4
3. Các thanh công cụ : .................................................................................................................... 5
Đồng bộ động : ................................................................................................................................ 5
Đồng bộ tĩnh : .................................................................................................................................. 9
4. Thứ tự đóng các CB trong hòa đồng bộ : ........................................................................................ 12
III . Quản Lý Công Suất (chỉ dành cho AGC 24X) ................................................................................. 16
1. Các chức năng quản lý công suất:............................................................................................... 16
2. Cài đặt ban đầu cho việc quản lý công suất ................................................................................. 20
3. Quick Setup ............................................................................................................................... 22


I. Khái niệm :
1. Đặt vấn đề :
Việc đóng các máy phát điện vào làm việc trong mạng có thể tạo nên dòng cân bằng lớn
và dao dộng kéo dài. Tình trạng không mong muốn đố xảy ra là do :
- Tốc độ góc quay của máy phát được đóng vào khác với tốc độ góc quay đồng bộ
của các máy phát đang làm việc trong hệ thống điện.
- Điện áp ở đầu cực của máy phát được đóng vào khác với điện áp của thanh cái của
nhà máy điện.
Điều kiện để các mấy phát điện đồng bộ có thể làm việc song song với nhau trong hệ
thống điện là :
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4

HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011
- Roto của các máy phát phải quay với một tốc độ gần như nhau-problem 1 (VD1).
- Điện áp ở đầu cực các máy phát phải gần bằng nhau-problem 2(VD2).
- Góc lệch pha tương đối giữa roto không được vượt quá giới hạn cho phép-
problem 3 (VD3).
Vì vậy đê đóng máy phát vào hệ thống, cần phải sơ bộ là cho chúng đồng bộ với
nhau. Hòa đồng bộ là quá trình làm cân bằng tốc độ góc quay và điện áp của máy
phát được đóng vào với tốc độ góc quay của máy phát đang làm việc và điện áp trên
thanh cái nhà máy điện, cũng như chọn thời điểm thích hợp đưa xung đi đóng máy
cắt của máy phát.
2. Giới thiệu phần mềm AGC200 :
Phần mềm AGC200 viết tăc của avanced Gen-set controller. AGC dùng giải thuật PID
điều khiển và tham số để điều khiển các chức năng khác nhau. Ở dây chúng tôi giới thiệu
các tham số liên quan đến hòa đồng bộ.
II. Ứng dụng phần mềm AGC200 điều khiển hòa đồng bộ.
1. Giới thiệu PID điều khiển đồng bộ.
Phần điều khiển AGC200 dùng giải thuật PID, bao gồm điều khiển hệ số tỉ lệ K
p
, hệ số
tích phân K
i
, và hệ số vi phân K
d
. Điều khiển PID có thể hạn chế sai số và dễ dàng điều
khiển.
Có 3 thông số điều khiển công suất thật, và 3 thông số điều khiển công suất phản kháng.
Điều khiển Công suất thật CS phản kháng Giải thích
Tần số X Điều khiển tần sô
Công suất X Dk công suất
Công suất tải X Dk cs tải

Điện áp X Dk điện áp
Cs phản kháng X Dk cs kháng
Cs phản kháng tải X Dk cs pk tải

Bản sau giải thích cách vận hành các thông số điều khiển :
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011

Cấu trúc PID :


Điều khiển công suất tải và công suất kháng được sử dụng trong phần mềm AGC200.
Điều khiển PID tương tự với các điều khiển khác trong hệ thống, với điều khiển tấn số
tương ứng điều khiển công suất phát và điều khiển điện áp tương ứng với công suất phản
kháng.
Điều khiển công suất tải : (VD1)
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011
Điều chỉnh công suất phát trong menu 2540 (analogue điều khiển) hoặc menu 2590 ( điều
khiển relay).
Điều khiển công suất kháng tải: (VD2)
Điều chỉnh công suât kháng trong menu 2660 (analogue điều khiển) hoặc menu 2700 (
điều khiển relay).
Tổng quát : mục tiêu của điều khiển PID là luôn điều khiển được f/V bởi vì chung thay
đổi theo tải của hệ thống, tương ứng với thay đổi P/Q trên mỗi máy phát. Bởi vì công suất
tải hệ thống yêu cầu P/Q ổn định, PID có thể được tác động đến P/Q. Vì vậy ta cũng có
thể gọi hệ số trọng lượng (P
weight
/Q
weight

).
Ổn định dự kiến từ ổn định P/Q, vì vậy có thể ảnh hưởng đến bộ PID. Điều chỉnh
0% có nghĩa là điều khiển P/Q đang chế tắt. Ngược lại điều chỉnh 100% thì điều khiển
P/Q không giới hạn hệ số trọng lượng. Bất kể điều chỉnh nào trong giới hạn trên điều có
thể.
Sự khác biệt giữa giá trị trọng lượng là tốc độ mà ổn định dự kiến P/Q có thể ước lượng.
Nếu công suất cứng, hệ số trọng lượng phải được điều chỉnh lớn hơn giá trị nếu công suất
tải mềm.
Điểm không thuận lợi dự tính của hệ số trọng lượng cao là f/V thay đổi và P/Q thay đổi
tương ứng. Tránh trường hợp này, bạn phải giải hệ số trọng lượng và ổn định tham số
f/V.
2. Điều khiển đồng bộ :
Điều khiển đồng bộ được sử dụng trong AGC200 bất cứ khi nào đồng bộ hóa kích hoạt.
Sau đồng bộ thành công, điều khiển tần số ngưng lại và điều khiển quan trọng kích hoạt.
Điều chỉnh được làm trong menu 2050. Với điện áp trong menu 2640.
Có hai loại đồng bộ chính :
Đồng bộ động :
Khi đồng bộ động được sử dụng, điều khiển menu 2050 được sử dụng suốt quá trình
đồng bộ. Một trong yêu điểm của đồng bộ động là đáp ứng nhanh. Thông thường tần số
trượt 0,1Hz cho đồng bộ sau mỗi 10s, nhưng thời gian này sẽ tiến về 0s.
a. Đồng bộ tĩnh :
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011
Khi đồng bộ hoạt động, điều khiển menu 2050 hoạt động và tần số máy phát điểu khiển
bằng với tần số thanh cái. Điều khiển góc pha menu 2070.
3. Các thanh công cụ :
Phần này được sử dụng cho đồng bộ các máy phát và thiết bị đóng cắt chính. Hai máy
phát đồng bộ, có thể là đồng bộ tĩnh hay đồng bộ động (DB động được chọn với mặc
định). Chương này giải thích cơ bản về chức năng đồng bộ và hiệu chỉnh chúng.
Lưu ý : dưới đây chữ “ đồng bộ” có nghĩa là đồng bộ máy phát và phát xung đóng cắt của

CB.
Đồng bộ động :
Với mô hình này, các máy phát đồng bộ chạy với một tốc độ khác so với máy phát ở
thanh cái. Sự khác biệt về tốc độ được gọi là tần số trượt. Máy phát đồng bộ có đặc trưng
cơ bản là chạy với tần số trượt dương. Có nghĩa là nó chạy với vận tốc lớn hơn máy phát
ở thanh cái. Cái này để tránh việc bảo hòa năng lượng sau khi đồng bộ.
Mô hình động của đồng bộ :
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011

Từ hình vẽ : máy phát đồng bộ với vận tốc góc 1503RPM tương đương 50.1Hz. Trong
khi máy phát lên lưới chỉ chạy với vận tốc góc 1500RPM tương đương 50Hz. Điều này
cho máy phát đồng bộ có tần số trượt dương 0.1Hz.
Huynh hướng đồng bộ tốt khi giảm góc lệch của hai hệ thống quay này. Các hệ thống
quay này là hệ thống máy phát 3 pha. Trong hình minh họa trên, Pha L1 của thanh cái
chính luôn luôn điểm ở góc 12h, trong khi máy phát đồng bộ điểm một góc khác phù
thuộc vào tần số trượt.
Lưu ý : tất nhiên, cả hai hệ thống 3 pha này đang quay, tuy nhiên hình trên diễn tả điều
này ta dùng vector của máy phát trên lưới không quay, bởi vì chúng ta quan tâm đến tần
số trượt cho việc tính toán phát xung đồng bộ.
Khi máy phát đang chạy với tần số góc trượt 0.1Hz so với thanh cái, sau đó hệ thống
đồng bộ sau mỗi 10 giây.
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011

Lưu ý : hay tham khảo chương điều khiển hồi tiếp PID và điều khiển đồng bộ để kiểm
chứng thời gian đồng bộ.
Với hình trên, góc pha khác nhau giữa máy phát đồng bộ với thanh cái chính trở nên nhỏ
hơn và sau khoảng thời gian sẽ tiến về không. Sau đó máy phát đồng bộ đồng bộ với
thanh cái, và công tắc (CB) sẽ đóng.

Tín hiệu đóng cắt :
Phần mềm này luôn luôn tính toán khi nào để đóng CB để đạt được sự đồng bộ cao nhất.
Điều này có nghĩa là tín hiệu đóng CB thật sự phát ra trước khi được động bộ( đọc góc
pha chính xác 12h)
Tín hiệu đóng CB sẽ được phát ra phụ thuộc vào thời gian đóng cắt va tần số trượt -thông
thường thời gian đáp ứng của CB 250ms và tần số trượt 0.1Hz.
Góc thích hợp phát xung :

Lưu ý :
Xung đồng bộ phát luôn luôn phát ra, vì vậy việc đóng CB sẽ thực hiện ở góc 12h.
Chiều dài xung đồng bộ là thời gian đáp ứng cộng với 20ms (2020 đồng bộ).
Sau khi đồng bộ : khi máy phát đồng bộ phát vào lưới, nó sẽ tỉ lệ với tải phụ thuộc vào
vai trò thật trong lưới năng lượng. Hình 1 chỉ rõ rằng tại tần số trượt dương, máy phát
đồng bộ phát công suất vào lưới. Hình 2 lại cho thấy nếu tần số trượt âm thì máy phát
đồng bộ hấp thụ năng lượng máy phát đồng bộ chính nó. Điều này gọi là tiêu thụ năng
lượng
Lưu ý : để tránh việc tiêu thụ năng lượng, máy phát đồng bộ phải được cài đặt ở tần số
trượt dương.

GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011


Cách hiệu chỉnh :
Cách đồng bộ động được chọn ở menu 2000. Cài đặt điều khiển được hiệu chỉnh trong
2020. Điều chỉnh ngõ ra output
Cài đặt Miêu tả Chức năng
2021 f
MAX
Tần số trượt cực đại Điều chỉnh f trượt DB cho

phép
2023 f
min
Tần số trượt cực tiểu Điều chỉnh f trượt DB cho
phép
2023 U
max
Chênh lệch điện áp lớn nhất Điện áp lớn nhất cho phép
giữa thanh cái và máy phát
đồng bộ
2024 t
GB
Thời gian đóng máy phát đóng Điều chỉnh thời gian đáp
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011
ứng đóng máy phát
2025 f
MB
Thời gian đóng CB Điều chỉnh thời gian đáp
ứng CB

Thật rõ rằng rằng điều khiển máy phát đồng bộ có thể đáp ứng nhanh bởi vì việc chỉnh lý
tần số trượt lớn và nhỏ nhất. Điều này có nghĩa là khi cách điều khiển này sẽ đưa tần số
về điểm đặt trước, sau đó quá trình đồng bộ tiếp tục với giới hạn tần số trượt điều chỉnh
trước.
Lưu ý : Đồng bộ động được yêu cầu rằng việc đồng bộ nhanh là một yêu cầu, và các máy
phát đồng bộ có thể đưa công suất ra tải khi CB đóng.
Đồng bộ tĩnh :
Trong đồng bộ tĩnh, các máy phát đồng bộ chạy với vận tốc gần bằng với vận tốc với
máy phát ở thanh cái. Mục tiêu này khiến chúng chạy ở chính xác với vận tốc chính xác

và với góc pha của máy phát đồng bộ gần như là góc pha của của hệ thống 3 pha đang
hòa lưới.
Lưu ý :
Không yêu cầu sử dụng đồng bộ tĩnh khi hồi tiếp ổn định đầu ra được sử dụng, bởi vì sự
chậm hơn ổn định của tính hiệu hồi tiếp đầu ra.
Hình biễu diễn đồ bộ tĩnh :
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011

Điều khiển pha :
Khi đồng bộ tĩnh được sử dụng, việc đồng bộ hoạt động, điều khiển tần số sẽ mang tần số
của máy phát động bộ tiến về tần số của thanh cái chính. Khi tần số của máy phát đồng
bộ đến 50Hz của tần số thanh cái chính, sau đó sẽ điều khiển góc pha. Điều khiển góc
pha sử dụng khác biệt góc pha giữa hệ thống máy phát và thanh cái chính như là điều
khiển một tham số.
Điều này được minh họa bằng ví dụ trên, góc điều khiển mang góc pha ở vị trí 30
0
đến 0
0
.
Tín hiệu đóng cắt
Tín hiệu đóng cắt sẽ được phát ra khi pha tren L1 của máy phát đồng bộ gần với góc 12h
so sánh với thanh cái chính mà nó đang ở góc 12h. Nó không thật sự hữu ích để sử dụng
đáp ứng thời gian của CB khi sử dụng đồng bộ tĩnh, bởi vì tần số trượt hoặc rất nhỏ hoặc
không tồn tại.
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011
Để có thể có thể hòa đồng bộ nhanh, “góc gần” (close window) có thể hiệu chỉnh. Tín
hiệu đóng cắt có thể phát ra khi góc pha U
genl1

-U
bbl1
điều chỉnh ở điểm cho trước. Góc
gần được phân mức +/-0.1-20
0
. Điều này được phân bằng hình vẽ dưới đây.

Xung đồng bộ được gửi đi phụ thuộc vào cách cài đặt trong mục menu 2020.
Công suất hệ thống sau khi đồng bộ
Máy phát đồng bộ sẽ không đáp ứng ngay khi CB đóng nếu cài đặt df lớn nhất được điều
chình về giá trị thấp hơn. Bởi vì mạng năng lượng hầu hết cân bằng cái mà được yêu cầu
để chạy ở tần số thanh cái chính, bước nhảy không tải sẽ hoạt động.
Trong trường hợp df đang điều chỉnh về giá trị cao hơn, sau đó phần này đã được khảo
sát ở phần đồng bộ động.
Sau khi đồng bộ, chức năng sẽ thay đổi điều khiển vị trí đặt theo yêu cầu của máy phát
đồng bộ.
Lưu ý : Đồng bộ tĩnh được yêu cầu tần số trượt là không cho phép, ngay tức thời nếu máy
phát đồng bộ đồng bộ với thanh cái chính với không tải được nối.
Cài đặt :
Cài đặt phải được điều chỉnh, nếu đồng bộ tĩnh được chọn :
GVHD :Nguyễn Xuân Cường Nhóm 4
HÒA ĐỒNG BỘ 11/21/2011
Cài đặt Miêu tả Comment
Max df Tần số khác biệt lớn nhất cho phép Giá trị +/-
Max dU Điện áp lớn nhất cho phép Giá trị +/-
Góc gần Góc phát xung Giá trị +/-
Pha K
p
Điều chỉnh hệ số K
p

Chỉ sử dụng suốt quá trình
db
Pha K
i
Điều chỉnh hệ số K
i


4. Thứ tự đóng các CB trong hòa đồng bộ :
CB máy phát đồng bộ đóng trước kích thích đóng CB hòa lưới.
Điều này hữu ích cho việc điều chỉnh AGC200 để khởi động máy phát đồng bộ khi kích
thích đang duy trì trạng thái ngắt. Khi máy phát đồng bộ được khởi động, CB máy phát sẽ
được đóng và kích thích bắt đầu tác động đến CB hòa lưới. Điều này cũng có thể để đóng
CB trước khi máy hoạt động. Chức năng này gọi là đóng trướt khi kích thích.
Mục đích đóng trước khi nhận kích thích là có thể máy phát đồng bộ đã sẵn sàng đẩy
công suất một cách nhanh nhất. Tất cả các máy phát đồng bộ sẽ đượ kết nối với thanh cái
chính ngay khi chúng khởi động, và ngay khi kích thích được kích đóng, máy đồng bộ đã
sẵn sàng hoạt động. Điều này làm cho đồng bộ nhanh hơn cách thông thường, bởi vì các
CB sẽ không đóng cho tới khi điện áp tơi đồng bộ và có một khoảng thời gian để đạt vị trí
ấy.
Đóng trước khi khởi động có thể được sử dụng nếu tải yêu cầu khởi động mềm. Điều này
có thể trong trường hợp khi máy phát đồng bộ kết nối với máy biến áp.
Ngay khi kích hoạt kích thích, máy phát sẽ cân bằng điện áp và tần số và sẽ đạt đồng bộ
hệ thống. Khi kích hoạt kích thích, ổn định của AGC200 sẽ đóng.
Lưu ý :kích thích phải tăng chậm khi chức năng này sử dụng.
Chức năng này chỉ sử dụng khi từ trường pick-up được sử dụng :
Hình vẽ sau thể hiện chức năng này :
Delay 1= menu 2252
Delay 2 =menu 2262
Delay 3 = menu 2271

SP1= menu 2251