điều khiển điện áp trong hệ thống điện

ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP
TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN


Mục đích điều chỉnh điện áp
 Điện áp tại các nút máy phát và phụ tải được duy trì trong phạm vi lâu
dài cho phép

 Duy trì ổn định điện áp
 Giảm thiểu trào lưu công suất phản kháng (giảm tổn thất RI2 và XI2)

1
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Mục đích điều chỉnh điện áp
 Tổn hao CSPK theo mức mang tải của đường dây truyền tải

2
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Các phương tiện phát và tiêu thụ CSPK
 Máy phát điện
 Đầu phân áp các máy biến áp
 Tụ bù và kháng bù ngang
 Tụ bù dọc

 Các thiết bị FACTS

3
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Máy phát điện
 Sơ đồ véc tơ điều khiển điện áp máy phát

4
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Vai trò của hệ thống điều chỉnh kích từ
 Giúp điều khiển ổn định điện áp (đầu cực máy phát điện, điện áp
thanh cái cao áp …)

 Nâng cao ổn định cho hệ thống điện

5
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Sơ đồ cấu trúc điều khiển máy phát điện

6
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều chỉnh kích từ

7
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều chỉnh kích từ
 Máy phát kích từ: Cung cấp dòng điện một chiều cho cuộn dây kích từ của
máy phát chính

 Bộ phận điều chỉnh: Điều chỉnh dòng điện/điện áp cấp cho cuộn kích từ
 Bộ phận đo lường và bù dòng tải: Đo lường giá trị điện áp (đầu cực máy
phát), so sánh với giá trị đặt. Thực hiện bù theo dòng tải (nếu cần)

 Bộ phận ổn định các dao động công suất (power system stabilizer)
 Các bộ phận bảo vệ: Bảo vệ quá kích thích, thiếu kích thích, v.v.

8
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN

Hệ thống kích từ sử dụng máy phát một chiều
 Máy phát một chiều cấp điện cho cuộn dây kích từ, thông qua hệ
thống chổi than

9
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Hệ thống kích từ sử dụng máy phát xoay chiều
 Máy phát kích từ xoay chiều. Dòng điện một chiều được tạo ra nhờ
hệ thống chỉnh lưu

10
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Kích từ không chổi than
 Máy phát kích từ và bộ phận chỉnh lưu quay đồng trục với máy phát
chính

11
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN

Kích từ tĩnh
 Điện áp đầu cực máy phát được sử dụng để chỉnh lưu và cấp cho
cuộn dây kích từ

12
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Ví dụ: Hệ thống kích từ NMTĐ Hòa Bình

13
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Đáp ứng của hệ thống kích từ
 Điện áp kích thích cực đại (excitation system ceiling voltage)
 Dòng kích thích cực đại

 Đáp ứng thời gian (mạch kín, mạch hở)

14
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN

Các chức năng điều khiển/bảo vệ

15
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Các chức năng điều khiển/bảo vệ
 Chức năng điều khiển AC regulator, DC regulator
 Điều khiển ổn định

 Bảo vệ quá kích thích
 Bảo vệ thiếu kích thích
 Hệ thống bù dòng tải

16
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Giới hạn công suất phát của máy phát điện
 Khả năng phát công suất máy phát bị giới hạn bởi các điều kiện
phát nóng dây quấnstator, phát nóng rotor, công suất tuabin, giới

hạn ổn định, phát nóng cực từ …

17
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Giới hạn công suất phát của máy phát điện
 Giới hạn thiếu kích thích do phát nóng cực từ

18
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Giới hạn công suất phát của máy phát điện
 Giới hạn quá kích thích

Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Giới hạn công suất phát của máy phát điện
 Giới hạn phát nóng cuộn dây stator

Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN

Giới hạn công suất phát của máy phát điện
 Ảnh hưởng của điện áp làm việc lên khả năng phát công suất

21
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Giới hạn công suất phát của máy phát điện
 Ảnh hưởng của chế độ làm mát lên khả năng phát công suất

22
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Giới hạn công suất phát của máy phát điện
 Đặc tính V-curve

23
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN


Bù sụt giảm điện áp
 Hệ thống kích từ có thể điều chỉnh điện áp tại thanh cái cao áp,

hoặc tại một điểm trong hệ thống, nhờ cơ chế bù sụt giảm điện áp

24
Tháng 12/2014

TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN