Unit 7

Unit 7: Type of Generator - Các loại máy phát điện
Steam Units:  Steam-electric (thermal) generating units are typically the large base load
plants. Steam produced in a boiler turns a turbine to drive an electric generator (Figure
3a). Fossil fuels (coal, petroleum and petroleum products, natural gas or other gaseous
fuels) and other combustible fuels, such as biomass and waste products, are burned in a
boiler to produce the steam. Nuclear plants use nuclear fission as the heat source to make
steam. Geothermal or solar thermal energy also produce steam. The thermal efficiency of
fossil-fueled steam-electric plants is about 33 to 35 percent. The waste heat is emitted from
the plant either directly into the atmosphere, through a cooling tower, or sent to a lake for
cooling. A water pump brings the residual water from the condenser back to the boiler.
Tổ máy hơi nước: Tổ máy phát điện hơi nước (nhiệt) là các nhà máy điện chạy nền tiêu biểu. Hơi
nước được tạo ra trong nồi hơi làm quay tuabin để chạy máy phát điên (Hình 3a) Nhiên liệu hóa
thạch (than đã, dầu mỏ và các sản phẩm của dầu mỏ, khí tự nhiên hoặc các nhiên liệu khí khác)
và nhiên liệu dễ cháy, như khối sinh học và phế phẩm, được đốt trong nồi hơi để tạo ra hơi nước.
Các nhà máy điện hạt nhân sử dụng sự phân hạch hạt nhân như là nguồn nhiệt để tạo ra hơi nước.
Năng lượng địa nhiệt hoặc năng lượng mặt trời cũng sản xuất hơi nước. Hiệu suất nhiệt của các
nhà máy điện hơi nước chạy bằng năng lượng hóa thạch là khoảng 33 tới 35%. Nhiệt dư thừa
được tỏa ra khỏi nhà máy hoặc trực tiếp vào bầu khí quyển, thông qua tháp làm lạnh, hoặc được
chuyển tới hồ để làm mát. Một máy bơm nước đưa nước dư thừa từ bình ngưng trở lại nồi hơi
Gas Units: Gas turbines and combustion engines use the hot gas from burning fossil
fuels, rather than steam, to turn a turbine that drives the generator. These plants can be
brought up quickly, and so are used as peaking plants. The number of gas turbines is
growing as technological advances in gas turbine design and declining gas prices have
made the gas turbine competitive with the large steam-electric plants. However, thermal
efficiency is slightly less than that of the large steam-electric plants (Figure 3b). The gas
wastes are disposed of through an exhaust stack
Tổ máy khí đốt: Tuabin khí và động cơ đốt sử dụng khí nóng từ nhiên liệu hóa thạch cháy, thay
vì hơi nước, làm quay tuabin để chạy máy phát điện. Những nhà máy này có thể được khởi động
và phát điện 1 cách nhanh chóng, và vậy nên được dùng như các nhà máy chạy phủ đỉnh. Số
lượng của các tuabin khí đang tăng lên bởi các tiến bộ kỹ thuật trong thiết kế tuabin khí và sự
giảm giá của khí đốt đã làm cho tuabin khí cạnh tranh với các nhà máy điện hơi nước lớn. Tuy

nhiên, hiệu suất nhiệt lại ít hơn một chút so với của các nhà máy điện hơi nước lớn (Hình 3b).
Khí dư thừa được thải qua ống khí thải.
Combined-Cycle Units: Combined cycle plants first use gas turbines to generate power
and then use the waste heat in a steam-electric generator to produce more electricity. Thus,
combined-cycle plants make more efficient use of the heat energy in fossil fuels. New
technology is improving the thermal efficiency of combined-cycle plants, with some reports
of 50 to 60 percent thermal efficiency (Figure 3c).
Tổ máy chu trình hỗn hợp: Các nhà máy có chu trình hỗn hợp sử dụng tuabin khí trước tiên để
tạo năng lượng và sau đó sử dụng khí dư trong máy phát điện hơi nước để sản xuất thêm điện.
Do vậy, các nhà máy có chu trình hỗn hợp làm việc sử dụng năng lượng nhiệt hiệu quả hơn với
nhiên liệu hóa thach. Công nghệ mới đang cải tiến hiệu suất nhiệt của các nhà máy có chu trình
hỗn hợp, với một vài báo cáo là 50 tới 60% hiệu suất nhiệt (hình 3c)


Cogenerating Units: Cogenerators, also known as combined heat and power generators,
are facilities that utilize heat for electricity generation and for another form of useful
thermal energy (steam or hot water), for manufacturing processes or central heating. There
are two types of cogeneration systems: bottom-cycling and top-cycling. In a bottom-cycling
configuration, a manufacturing process uses high temperature steam first and a waste-heat
recovery boiler recaptures the unused energy and uses it to drive a steam turbine generator
to produce electricity. In one of two top-cycling configurations, a boiler produces steam to
drive a turbine-generator to produce electricity, and steam leaving the turbine is used in
thermal applications such as space heating or food preparation. In another top-cycling
configuration, a combustion turbine or diesel engine burns fuel to spin a shaft connected to
a generator to produce electricity, and the waste heat from the burning fuel is recaptured in
a waste-heat recovery boiler for use in direct heating or producing steam for thermal
applications (Figure 3d).
Tổ máy đồng phát: Các máy phát điện đồng phát, còn được biết đến như các máy phát điện kết
hợp nhiệt và năng lượng, là các công cụ để sử dụng nhiệt cho việc sản xuất điện năng và cho
dạng khác của nhiệt năng hữu ích (hơi nước hoặc nước nóng), cho các quá trình sản xuất hoặc

cho hệ thống sưởi trung tâm. Có hai loại của hệ thống đồng phát: chu kì đáy và chu kì đỉnh.
Trong một cấu hình của chu kì đáy, một quá trình sản xuất sử dụng hơi có nhiệt độ cao trước hết
và nồi hơi phục hồi nhiệt dư thu hồi lại năng lượng ko được sử dụng và dùng nó để quay tuabin
hơi – máy phát để sản xuất điện năng. Trong một trong hai cấu hình chu trình đỉnh, nồi hơi sản
xuất nhiệt hơi nước để chạy tuabin – máy phát để sản xuất điện năng, và hơi nước mà rời tuabin
được dùng trong các ứng dụng nhiệt như là sưởi ấm không gian hoặc việc chuẩn bị thức ăn.
Trong cấu hình khác của chu trình đỉnh, một tuabin đốt hoặc động cơ diesel đốt nhiên liệu để
quay trục được nối với máy phát để sản xuất điện năng, và nhiệt dư từ nhiêu liệu cháy được thu
hồi trong nồi hơi phục hồi nhiệt dư để dùng trong sưởi ấm trực tiếp hoặc sản xuất hơi nước cho
các ứng dụng nhiệt(hình 3d)
Other Units: The kinetic energy in moving water and wind is used to turn turbines at
hydroelectric plants and wind facilities to produce electricity. Other types of energy
conversion include photovoltaic (solar) panels that convert light energy directly to electrical
energy, and fuel cells that convert chemical energy directly to electrical energy.
Các tổ máy khác: Động năng của chuyển động nước và gió đã được dùng để quay tuabin trong
các nhà máy thủy điện và các máy phát điện bằng sức gió để sản xuất điện. Các dạng khác của
việc chuyển đổi năng lượng bao gồm các tấm quang điện mà chuyển hóa năng lượng áng sáng
trực tiếp thành điện năng, và các pin nhiên liệu chuyển hóa năng lượng hóa học trực tiếp thành
điện năng
Task 6
Reading generator rating plates
The capacity of a synchronous generator is equal to the product of the voltage per phase,
the current per phase, and the number of phases. It is normally stated in megavolt-amperes
(MVA) for large generators or kilovolt-amperes (kVA) for small generators. Both the voltage
and the current are the effective, or rms, values (equal to the peak value divided by ).
The voltage rating of the generator is normally stated as the operating voltage between two
of its three terminals—i.e., the phase-to-phase voltage. For a winding connected in delta,
this is equal to the phase-winding voltage. For a winding connected in wye, it is equal to
times the phase-winding voltage.

The capacity rating of the machine differs from its shaft power because of two factors—
namely, the power factor and the efficiency. The power factor is the ratio of the real power
delivered to the electrical load divided by the total voltage–current product for all phases.
The efficiency is the ratio of the electrical power output to the mechanical power input. The
difference between the two power values is the power loss consisting of losses in the
magnetic iron due to the changing flux, losses in the resistance of the stator and rotor
conductors, and losses from the winding and bearing friction. In large synchronous
generators, these losses are generally less than 5 percent of the capacity rating. These losses
must be removed from the generator by a cooling system to maintain the temperature
within the limit imposed by the insulation of the windings.
Task 6
Công suất của một máy phát điện đồng bộ bằng tích số của điện áp mỗi pha, dòng điện
mỗi pha, và số pha. Công suất này thường được định là MVA đối với những máy phát điện lớn
hoặc kVA đối với những máy phát điện nhỏ. Cả điện áp và dòng điện đều là giá trị hiệu dụng,
hay rms, giá trị (bằng giá trị đỉnh chia cho 2 )
Điện áp định mức của các máy phát điện thường được định bởi điện áp làm việc giữa hai
trong ba đầu cực của máy phát – nghĩa là điện áp dây. Đối với cuộn dây nối theo kiểu tam giác,
thì điện áp định mức bằng điện áp pha. Đối với cuộn dây nối theo kiểu hình sao, thì nó bằng 3
lần điện áp pha.
Công suất định mức của máy móc khác với công suất trục của nó bởi hai yếu tố – đó là
hệ số công suất và hiệu suất. Hệ số công suất là tỉ số giữa công suất thực được truyền tới tải điện
chia cho tổng của tích số giữa điện áp và dòng của tất cả các pha. Hiệu suất là tỉ số giữa công
suất điện đầu ra trên công suất cơ đầu vào. Sự khác nhau giữa hai giá trị công suất đó là tổn thất
công suất gồm có tổn thất sắt từ bởi thông lượng thay đổi, tổn thất trong điện trở của dây dẫn
stator và rotor, và tổn thất bởi ma sát giữa cuộn dây và ổ trục. Trong các máy phát điện đồng bộ
lớn, những tổn thất này thông thường nhỏ hơn 5 % của công suất định mức. Những tổn thất này
phải được loại bỏ khỏi máy phát điện bởi hệ thống làm mát để duy trì nhiệt độ trong giới hạn
được quy định bởi sự cách điện của bó dây.