BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ CHƯƠNG 2.1

 Ưu điểm: thiết bị đơn giản
 Nhược điểm: khó xác định chính xác thời
điểm trùng pha
 Chú ý: dùng đèn có thể kiểm tra thứ tự pha;
khi điện áp lớn phải nối đèn qua các m.b.a có
tổ nối dây giống nhau
b. Dùng thiết bị hoà đồng bộ
 Thiết bị hoà đồng bộ kiểu điện từ dùng trong
các nhà máy lớn
 Cột đồng bộ gồm:


 Một Vmet có hai kim
 Một Fmet có hai kim
 Một dụng cụ xác định thời điểm trùng pha
4. Phương pháp tự đồng bộ
 Quay máy phát đến n ≥ 0.98n1
 Dây quấn kích thích
được nối qua r
 Đóng máy phát vào lưới
 Kích thích máy phát


5. Điều chỉnh P
a. Lưới có P
=∞
• Sau khi hoà, máy làm việc không tải với P = 0,
θ
0 có P = ∞ nên U = const, f =
•=
Lưới

const mUE
P
P=
cosθ
xdb
• Như vậy để điều

Pcơ

chỉnh P ta điều chỉnh
θ

bằng cách tăng

công suất của động

θ1

θm

θ2

θ


• Công suất cực đại ứng với điều kiện:
dP
=0
dθ
• Máy cực ẩn, tại θm = 90o:

mUE
Pm =
xdb
• Máy cực lồi θm được tính:
A 2 − 8B2 − A
cosθm =
4B
mUE
A=
xd

 1 1
B = mU  − ÷
 xq xd 
2


mUE
mU 2  1 1 
Pm =
sin θm +
 − ÷sin2θm
xd
2  xq xd 
• Điểm θ = θ 1 là điểm

P

làm việc ổn định tĩnh.
• Điểm θ = θ 2 là điểm

làm việc không ổn định
•
Điều kiện làm việc ổn
tĩnh
định là:
dP
Pcb =
>0
dθ

Pcơ

θ1

θm

θ2

θ


• Đại lượng Pcb đặc trưng cho khả năng giữ ổn
định và gọi là công suất chỉnh bộ.
• Máy cực ẩn:
mUE
Pcb =
cosθ
xdb
• Máy cực lồi:
 1 1

mUE
2
Pcb =
cosθ + mU  − ÷cos2θ
xd
 xq xd 
b. Các máy có công suất tương tự làm việc
song
• Điềusong
chỉnh xảy ra ở n = const nên phụ thuộc
vào đặc tính của động cơ sơ cấp


• Tải ban đầu là P = AB
• Tăng công suất của máy 1 đặc tính 1 → 2
n

• Nếu không giảm
P2 thì f tăng

R

• Để f = const ta 2
giảm P2

và đặc

C

D

M
A

N

T

B
3

1

tính 3 → 4
• Kết luận: khi

4
P1

O

P2

chỉnh P của một máy phải đồng thời điều chỉnh
điều
P của máy kia để f = const


• Ta giải bài toán phân phối công suất giữa các
máy bằng tam giác đặc tính của động cơ sơ

cấp.
•
Khi không tải n = no
và f = fo. Khi tải định
mức, n = nđm và f = fđm.
• ∆ABC gọi là tam giác

n
A
no
nđm C
n

∆P

đặc tính của động cơ
sơ cấp.

B

O

Pđm

P

• Khi tải tăng ∆P, tốc độ giảm đến n và tần số
là f. Độ dốc của động cơ:

ffo − dm ∆f ∆n × fdm
GD =
=
=
Pdm
∆P
Pdm
• Trong đó:
no − ndm ffo − dm
∆n =
=
ndm
fdm
Ví dụ: Máy phát A có công suất 400kW, ∆n =
3.5, Uđm = 480V làm việc song song với máy
phát B có công suất 700kW, ∆n = 2.5, Uđm =
480V cung cấp cho tải có P = 600kW, f = 50Hz.
Các máy chịu tải bằng nhau. Xác định tần số
làm việc và tải của mỗi máy nếu tải tổng tăng


Đặc tính cơ của hai máy như hình vẽ
∆f ∆n × fdm
GD =
=
∆P
Pdm
Đối với máy A:
∆f 0.035× 50
=

∆PA
400

f
A
B
5
0
∆PB
∆PA

∆f × 400
∆PA =
= 228.6∆f
0.035× 50
Đối với máy B:
∆f 0.025× 50
=
∆PB
700

PB P

300 PA
51.7
5

A

50 400

51.7
5
50

B
700


∆f × 700
∆PB =
= 560∆f
0.025× 50
Công suất tăng thêm là 300kW nên:
∆PA + ∆PB = 228.6∆f + 560∆f = 788.6∆f = 300
300
∆f =
= 0.38Hz
788.6
Tần số điện áp lưới:
f = 50 − 0.38 = 49.62Hz
Tải của máy A:
PA = 300 + ∆PA = 300 + 228.6∆f = 386.87kW
Tải của máy B:
PB = 300 + ∆PB = 300 + 560∆f = 512.8kW


6. Điều chỉnh công suất phản
a.kháng
Trường hợp lưới có công suất vô cùng

• lớn
Do lưới có công suất vô cùng lớn nên U, f =

• const
Ta xét trường hợp điều chỉnh Q khi giữ P = const
• Q của máy phát điện đồng bộ cực ẩn
mUE
mU 2
Q=
cosθ −
xdb
xdb
• Để điều chỉnh Q ta chỉ có thể điều chỉnh E
bằng cách điều chỉnh it
• Coi rư = 0 ta có đồ thị vec tơ của máy phát
điện đồng bộ cực ẩn


• P = mUIcosϕ =
const nên Icosϕ =
const.

Khi

n
& db
jIx
E&
&
U

điều

chỉnh, mút I chạy
mUE
trên đường
mm
P
=
cosθ
• Do
m
xdb

θ

N
ϕ

I& m

nên Ecosθ = const.
Khi điều chỉnh, mút
của E chạy trên nn

M

O

n

• Với các it khác nhau ta có các giá trị E và I
khác nhau


• Điểm N ứng

n jIx
& db
E&

với tải thuần trở

&
U

• Điểm M ứng
với giới hạn ổn
• Các giá trị I và
định

θ

m

N
ϕ

it lập thành đặc
tính hình V của

máy điện đồng

O

M
n

I& m


• Đường Bn tương ứng

I

với giới hạn ổn định
• Đường Am tương ứng
với tải thuần trở và đó là
đặc tính it = f(I) của tải
•
Bêntrở.
trái đường Am
thuần

n P2>P

m

1

B

P=
0
P1>0
it
A

it0

tương ứng với tải có tính
dung.
• Lúc này tải phát ra Q và máy phát tiêu thụ
Q. Khi đó it < ito và máy làm việc thiếu kích


I

• Bên phải đường Am
tương ứng với tải có tính
cảm.
• Lúc này tải tiêu thụ Q
và máy phát phát ra Q.
Khi đó it > ito và máy làm

n P2>P

m

1

B

P=
0
P1>0
it
A

ito

việc quá kích thích
b. Lưới có công suất
hữu hạn
• Xét 2 máy có công suất bằng nhau làm việc
song song.


• Tải của hai máy I1 =
E&1m

I2. Tải tổng I.
• Tăng dòng it của
máy 1 thì E1

và I1

tăng. Như vậy tổng

E&
E&m
2

&
U

dòng tải tăng. Nhưng
do I = const nên U sẽ
•
Muốn cho U =
tăng.
const, ta phải giảm I2
cho

tổng

dòng

tải

I&m
2

I&
I&1= I&2
I&1m


Ví dụ: Hai máy phát đồng bộ A và B có công
suất 600kW, 450V, 50Hz làm việc song song và
chịu tải tác dụng và phản kháng bằng nhau. Tải
tổng là 1000kVA, cosϕt = 0.804 chậm sau. Khi
điều chỉnh it của máy A để cosϕA = 0.85 thì

Công suất tác dụng và phản kháng của tải:
cosϕB bằng bao nhiêu.
P = Scosϕ = 1000× 0.804 = 804kW
Q = Ssin ϕ = 1000× 0.5946 = 594.6kVAr
Công suất tác dụng và phản kháng của mỗi
PA = PB = 402kW
máy:


Q A = Q B = 297.3kVAr
Do cosϕA = 0.85 nên:
cosϕA = 0.85 

ϕA = 31.79o

Q Anew = PBtgϕ = 402× 0.6179 = 249.14kVAr
Như vậy máy B phải chịu thêm:
∆Q = Q A − Q Anew = 297.3− 249.14 = 48.16kVAr
Q Bnew = ∆Q + Q B = 297.3+ 48.16 = 345.46kVAr
Q Bnew 345.46
=
= 0.8594
 tgϕB =
PB
402
o
ϕ
=
40.67
 B

cosϕB = 0.7584