Unit 7

Unit 7: Bài đọc
Các loại máy phát điện
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.
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.
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)
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)
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
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.