Bảo vệ hệ thống điện - chương 12

172

Chỉång 12:
TỈÛ ÂÄÜNG ÂIÃƯU CHÈNH TÁƯN SÄÚ
I. KHẠI NIÃM CHUNG:
Táưn säú l mäüt trong nhỉỵng tiãu chøn âãø âạnh giạ cháút lỉåüng âiãûn nàng. Täúc âäü
quay v nàng sút lm viãûc ca cạc âäüng cå âäưng bäü v khäng âäưng bäü phủ thüc vo táưn
säú ca dng xoay chiãưu. Khi táưn säú gim thç nàng sút ca chụng cng bë gim tháúp. Táún
säú tàng cao dáùn âãún sỉû tiãu hao nàng lỉåüng quạ mỉïc. Do váûy v do mäüt säú ngun nhán
khạc, táưn säú ln âỉåüc giỉỵ åí âënh mỉïc. Âäúi våïi hãû thäúng âiãûn Viãût nam, trë säú âënh mỉïc
ca táưn säú âỉåüc quy âënh l 50Hz. Âäü lãûch cho phẹp khi trë säú âënh mỉïc l ± 0,1Hz.
Viãûc sn xút v tiãu thủ cäng sút tạc dủng xy ra âäưng thåìi. Vç vá
ûy trong chãú âäü
lm viãûc bçnh thỉåìng, cäng sút P
F
do mạy phạt ca cạc nh mạy âiãûn phạt ra phi bàòng
täøng cäng sút do cạc phủ ti tiãu thủ P
tt
v cäng sút täøn tháút P
th
trãn âỉåìng dáy truưn
ti v cạc pháưn tỉí khạc ca mảng âiãûn, nghéa l tn theo âiãưu kiãûn cán bàòng cäng sút
tạc dủng :
P
F
= P
tt
+ P
th
= P

PT
våïi P
PT
- phủ ti täøng ca cạc mạy phạt.
Khi cọ sỉû cán bàòng cäng sút thç táưn säú âỉåüc giỉỵ khäng âäøi. Nhỉng vo mäùi thåìi
âiãøm ty thüc säú lỉåüng häü tiãu thủ âỉåüc näúi vo v ti ca chụng, phủ ti ca hãû thäúng
âiãûn liãn tủc thay âäøi lm phạ hy sỉû cán bàòng cäng sút v lm táưn säú ln biãún âäüng.
Âãø duy trç táưn säú âënh mỉïc trong hãû thäúng âiãûn u cáưu phi thay âäøi cäng sút tạc dủng
mäüt cạch tỉång ỉïng v këp thåìi.
Nhỉ váûy váún âãư âiãưu chènh táưn säú liãn quan chàût ch våïi âiãưu chènh v phán phäúi
cäng sút tạc dủng giỉỵa cạc täø mạy phạt v giỉỵa ca
ïc nh mạy âiãûn. Táưn säú âỉåüc âiãưu
chènh bàòng cạch thay âäøi lỉåüng håi hồûc nỉåïc âỉa vo túc-bin. Khi thay âäøi lỉåüng håi
hồûc nỉåïc vo túc-bin, cäng sút tạc dủng ca mạy phạt cng thay âäøi.
II. BÄÜ ÂIÃƯU CHÈNH TÄÚC ÂÄÜ QUAY TÚC-BIN SÅ CÁÚP:
Vo thåìi k âáưu phạt triãøn hãû thäúng nàng lỉåüng, nhiãûm vủ duy trç táưn säú âỉåüc giao
cho bäü âiãưu chènh täúc âäü quay kiãøu ly tám âàût tải túc-bin ca cạc nh mạy thy âiãûn v
nh mạy nhiãût âiãûn. Bäü âiãưu chènh ny cng âỉåüc gi l bäü âiãưu chènh så cáúp. Så âäư cáúu
trục ca mäüt trong nhỉỵng loải bäü âiãưu chènh så cáúp nhỉ trãn hçnh 12.1.
Cå cáúu âo lỉåìng l con làõc ly tám 1 quay cng våïi túc-bin. Khi táưn säú gim, täúc âäü
quay ca túc-bin gim, qu cáưu ca con làõc hả xúng v khåïp näúi ca nọ tỉì vë trê A
chuøn âãún A
1
. Tay ân AC xoay quanh C lm khåïp näúi B chuøn âãún vë trê B
1
, tay ân
GE quay quanh G lm khåïp näúi E chuøn âãún vë trê E
1
v piston bçnh 2 di chuøn xúng
dỉåïi, dáưu ạp sút cao âi vo phêa dỉåïi piston bçnh 3, piston âỉåüc náng lãn lm tàng lỉåüng

håi (hồûc nỉåïc) âi vo túc-bin, khåïp näúi B chuøn âãún vë trê B
1
v khi täúc âäü quay tàng
lãn, khåïp näúi tỉì A
1
chuøn âãún vë trê A
2
, âäưng thåìi tay ân AC xoay quanh C
1
náng khåïp
näúi B v cạc âiãøm D, E vãư vë trê c lm kên bçnh 3 v cháúm dỉït quạ trçnh âiãưu chènh.

173

Hçnh 12.1:
Så âäư ngun lê cáúu tảo v tạc âäüng
ca bäü âiãưu chènh täúc âäü túc-bin
Vë trê måïi ca piston 3 v ca khåïp näúi åí A
2
tỉång ỉïng våïi täúc âäü quay nh hån ca
túc-bin. Nhỉ váûy táưn säú khäng tråí vãư giạ trë ban âáưu. Bäü âiãưu chènh nhỉ váûy gi l bäü
âiãưu chènh cọ âàûc tênh phủ thüc.
Âãø khäi phủc täúc âäü quay âënh mỉïc, cng nhỉ âãø âiãưu khiãøn túc-bin bàòng tay
ngỉåìi ta dng cå cáúu 4, nhåì nọ thay âäøi vë trê âiãøm G. Chàóng hản nhỉ khi dëch chuøn
âiãøm G lãn trãn, GE quay quanh D v hả piston 2 xúng, lục ny bçnh 3 tàng lỉåüng håi
(nỉåïc) vo túc-bin v táưn säú tàng lãn.
Cọ thãø âiãưu khiãøn xa cå cáúu 4 nhåì âäüng cå 5.
III. ÂIÃƯU CHÈNH V PHÁN PHÄÚI CÄNG SÚT TẠC DỦNG GIỈỴA CẠC MẠY
PHẠT LM VIÃÛC SONG SONG:
Bäü âiãưu chènh täúc âäü quay så cáúp, cng nhỉ thiãút bë âiãưu chènh táưn säú thỉï cáúp (s

xẹt dỉåïi âáy trong mủc IV) cọ thãø cọ 2 dảng âàûc tênh âiãưu chènh: âäüc láûp v phủ thüc.
Bäü âiãưu chènh cọ âàûc tênh âäüc láûp duy trç täúc âäü quay n hay táưn säú f ca hãû thäúng
khäng âäøi khi phủ ti ca mạy phạt thay âäøi tỉì khäng ti âãún âënh mỉïc. Nhỉåüc âiãøm ca
dảng âiãưu chènh ny l khäng thãø cho mäüt säú mạy phạt lm viãûc song song vç sỉû phán
phäúi phủ ti giỉỵa chụng khäng xạc âënh. Nãúu 2 mạy phạt cọ âàûc tênh âiãưu chènh âäüc láûp
lm viãûc song song våïi nhau, thç åí táưn säú âënh mỉïc mäùi mạy s cọ mäüt phủ t
i nháút âënh
no âọ, cn khi táưn säú gim xúng c 2 bäü âiãưu chènh âãưu tạc âäüng tàng ti cho mạy phạt
ca mçnh nhàòm âãø khäi phủc táưn säú. Trong trỉåìng håüp ny, cạc mạy phạt âỉåüc tàng ti
hon ton ty tiãûn v tháûm chê mäüt mạy phạt cọ bäü âiãưu chènh nhảy hån s nháûn hãút táút c
pháưn phủ ti tàng thãm, cn mạy phạt kia khäng âỉåüc tàng ti, hồûc chè bàõt âáưu tàng ti

174
khi no phủ ti ca mạy phạt thỉï nháút âảt giạ trë cỉûc âải m táưn säú váùn khäng âỉåüc khäi
phủc.
Viãûc ạp dủng bäü âiãưu chènh täúc âäü quay cọ âàûc tênh phủ thüc cho cạc mạy phạt
lm viãûc song song s âm bo sỉû lm viãûc äøn âënh ca chụng v sỉû phán phäúi phủ ti
âënh trỉåïc.
Hãû säú phủ thüc âàûc trỉng cho âäü däúc ca âàûc tênh âiãưu chènh (hçnh 12.2):
s
f
P
tg==
∆
∆
α (12.1)
biãøu diãùn hãû säú phủ thüc trong âån vë tỉång âäúi (âäúi våïi táưn säú âënh mỉïc f
âm
v cäng
sút âënh mỉïc P

âm
ca mạy phạt), ta cọ:
s
f
f
P
P
f
f
P
P
âm
âm
âm
âm
∗
==

∆
∆
∆
∆
. (12.2)
hay :
s
f
f
P
P
âm

âm
%..=
∆
∆
100 (12.3)
Nãúu cạc mạy phạt lm viãûc song song cọ âàûc tênh âiãưu chènh phủ thüc thç âäü thay
âäøi cäng sút tạc dủng täøng s âỉåüc phán phäúi giỉỵa chụng t lãû nghëch våïi hãû säú phủ
thüc ca mäùi mạy (hçnh 12.2).
Thay âäøi âäü däúc ca âàûc tênh cọ thãø âm bo pháưn âọng gọp cáưn thiãút ca mạy phạt
trong viãûc âiãưu chènh phủ ti ca nh mạy âiãûn. Nhỉåüc âiãøm ca dảng âiãưu chènh theo
âàûc tênh phủ thüc l khäng thãø duy trç khäng âäøi táưn säú ca hãû thäúng.

Hçnh 12.2 :
Sỉû phán phäúi cäng sút tạc dủng giỉỵa cạc mạy phạt
lm viãûc song song
IV. TỈÛ ÂÄÜNG GIM TI THEO TÁƯN SÄÚ (TGT):
IV.1.
nghéa v cạc ngun tàõc chênh thỉûc hiãûn TGT:
Khi xy ra sỉû thiãúu hủt cäng sút tạc dủng lm gim tháúp táưn säú trong hãû thäúng
âiãûn, nãúu cn cäng sút tạc dủng dỉû trỉỵ thç hãû thäúng âiãưu chènh táưn säú v cäng sút â xẹt
åí trãn s hoảt âäüng âãø duy trç âỉåüc mỉïc táưn säú âënh trỉåïc. Tuy nhiãn, sau khi huy âäüng
ton bäü cäng sút tạc dủng dỉû trỉỵ cọ thãø cọ trong hãû thäúng âiãûn nãúu táưn säú váùn khäng
âỉåüc khäi phủc, thç biãûn phạp duy nháút cọ thãø ạp dủng lục áúy l càõt båït mäüt säú phủ ti êt

175
quan trng nháút. Thao tạc âọ âỉåüc thỉûc hiãûn nhåì mäüt thiãút bë tỉû âäüng họa cọ tãn gi l
THIÃÚT BË TỈÛ ÂÄÜNG GIM TI THEO TÁƯN SÄÚ
(TGT)
. Cáưn lỉu ràòng, tạc âäüng ca TGT
ln ln liãn quan âãún nhỉỵng thiãût hải vãư kinh tãú. Dáưu váûy, TGT váùn âỉåüc ạp dủng räüng

ri trong hãû thäúng âiãûn.
Mỉïc âäü gim tháúp táưn säú khäng nhỉỵng phủ thüc vo lỉåüng cäng sút thiãúu hủt, m
cn phủ thüc vo tênh cháút ca phủ ti. Cạc dủng củ chiãúu sạng v cạc thiãút bë khạc cọ
phủ ti thưn tạc dủng thüc vãư nhọm cạc häü tiãu thủ cọ cäng sút tiãu thủ khäng phủ
thüc vo táưn säú, khi táưn säú gim cäng sút tiãu thủ váùn giỉỵ khäng âäøi. Mäüt nhọm cạc häü
tiãu thủ khạc nhỉ âäüng cå âiãûn xoay chiãưu cọ
cäng sút tiãu thủ gim khi táưn säú gim.
Phủ ti ca cạc häü tiãu thủ thüc nhọm thỉï 2 âỉåüc coi l cọ kh nàng tỉû âiãưu chènh vç khi
táưn säú gim tháúp âäưng thåìi cäng sút tiãu thủ ca chụng cng bë gim xúng.
Khi thỉûc hiãûn tỉû âäüng gim ti theo táưn säú cáưn tênh âãún táút c cạc trỉåìng håüp thỉûc tãú
cọ thãø dáùn âãún viãûc càõt sỉû cäú cäng sút phạt v phán chia hãû thäúng âiãûn thnh cạc pháưn bë
thiãúu hủt cäng sút tạc dủng. Cäng sút
thiãúu hủt cng låïn thç cäng sút phủ ti cáưn
càõt ra cng låïn. Âãø täøng cäng sút phủ ti
bë càõt ra do thiãú
t bë tỉû âäüng gim ti theo
táưn säú TGT gáưn bàòng våïi cäng sút tạc
dủng thiãúu hủt, thiãút bë TGT cáưn âỉåüc thỉûc
hiãûn âãø càõt ti theo tỉìng âåüt, táưn säú khåíi
âäüng ca mäùi âåüt càõt ti l khạc nhau.
Hçnh 12.9 l âỉåìng cong biãùu diãùn
quạ trçnh thay âäøi táưn säú khi âäüt ngäüt xút
hiãûn thiãúu hủt cäng sút tạc dủng. Nãúu
trong hãû thäúng khäng cọ thiãút bë TGT, do
tạc dủng tỉû âiãưu chènh ca phủ ti v tạc
âäüng ca bäü âiãưu chènh täúc âäü quay túc-
bin nãn táưn säú s äøn âënh åí mäüt giạ trë xạc
láûp no âọ (âỉåìng I). Âãø khäi phủc táư
n säú
vãư giạ trë âënh mỉïc, cáưn càõt ti bàòng tay.

Hçnh 12.9 :
Sỉû thay âäøi táưn säú
khi thiãúu hủt cäng sút tạc
dủng
I. khi khäng cọ TGT II. khi cọ TGT
Quạ trçnh thay âäøi táưn säú khi cọ thiãút bë TGT s diãùn ra theo âỉåìng II. Gi sỉí thiãút
bë TGT cọ 3 âåüt càõt ti våïi táưn säú khåíi âäüng ca âåüt l: 48; 47,5; 47 Hz. Khi táưn säú
gim xúng âãún 48Hz (âiãøm 1) thç âåüt 1 tạc âäüng càõt mäüt pháưn phủ ti, nhåì váûy gim
âỉåüc täúc âäü gim tháúp táưn säú. Khi táưn säú tiãúp tủc gim xúng âãún 47,5Hz (âiãøm 2) thç âåüt
2 tạc âäüng càõt thãm mäüt säú phủ ti, sỉû thiãúu hủt cäng sút v täúc âäü gim tháúp táưn säú
âỉåüc gim nhiãưu hån. ÅÍ táưn säú 47 Hz (âiãøm 3), âåüt 3 tạc âäüng càõt mäüt cäng sút phủ ti
khäng nhỉỵng â âãø cháú
m dỉït tçnh trảng gim táưn säú m cn â âãø khäi phủc táưn säú âãún
hay gáưn âãún giạ trë âënh mỉïc. Cáưn lỉu l nãúu lỉåüng cäng sút thiãúu hủt êt, thç cọ thãø chè
cọ âåüt 1 hồûc chè cọ âåüt 1 v âåüt 2 tạc âäüng.
Ngoi cạc âåüt tạc âäüng chênh, thiãút bë tỉû âäüng gim ti theo táưn säú cáưn phi cọ mäüt
âåüt tạc âäüng âàûc biãût âãø ngàn ngỉìa hiãûn tỉåüng “táưn säú treo lå lỉíng”. Hiãûn tỉåüng ny cọ
thãø sinh ra sau khi cạc âåüt chênh tạc âäüng nhỉng táưn säú váùn khäng tråí vãư giạ trë gáưn âënh
mỉïc m duy trç åí mäüt giạ trë no âọ tháúp hån âënh mỉïc. Táưn säú khåíi âäüng c
a âåüt tạc
âäüng âàûc biãût vo khong 47,5 âãún 48 Hz.

176
Tạc âäüng ca thiãút bë TGT phi phäúi håüp våïi cạc loải thiãút bë tỉû âäüng họa khạc
trong hãû thäúng âiãûn. Vê dủ nhỉ, âãø thiãút bë TGT tạc âäüng cọ kãút qu, cạc häü tiãu thủ â bë
càõt ra khi táưn säú gim tháúp khäng âỉåüc âọng lải båíi thiãút bë TÂL hồûc TÂD.
IV.2.
Ngàn ngỉìa TGT tạc âäüng nháưm khi táưn säú gim ngàõn hản:
Khi máút liãn lảc våïi hãû thäúng (càõt c 2 âỉåìng dáy näúi våïi hãû thäúng hồûc càõt mạy

biãún ạp B1 trong så âäư hçnh 12.10), cạc häü tiãu thủ âiãûn näúi vo phán âoản I thanh gọp hả
ạp ca trảm s bë máút âiãûn. Sau mäüt thåìi gian ngàõn nhåì tạc âäüng ca cạc thiãút bë tỉû âäüng
họa nhỉ TÂL âỉåìng dáy hồûc TÂD mạy càõt phán âoản, ngưn cung cáúp lải âỉåüc khäi
phủc cho cạc häü tiãu thủ. Tuy nhiãn, trong khong thåìi gian âọ cạc häü tiãu thủ ca trảm
cọ thãø bë càõt ra båíi tạc âäüng nháưm ca thiãút bë TGT. Tçnh húng ny xy ra l do sau khi
máút ngưn cung cáúp, âiãûn ạp trãn thanh gọp trảm cọ mạy b âäưng bäü hồûc âäüng cå khäng
bë má
út ngay m duy trç trong mäüt thåìi gian no âọ do quạn tênh.
Cạc âäüng cå khäng âäưng bäü cọ thãø duy
trç âiãûn ạp trãn thanh gọp trảm vo khong
40 ÷ 50% âiãûn ạp âënh mỉïc trong vng 1
giáy, cn mạy b v âäüng cå âäưng bäü duy trç
âiãûn ạp cao hån trong khong vi giáy. Täúc
âäü quay ca cạc mạy b v âäüng cå âäưng bäü
lục ny bë gim tháúp, nãn táưn säú ca âiãûn ạp
duy trç cng bë gim xúng v TGT näúi vo
âiãûn ạp âọ cọ thãø tạc âäüng nháưm càõt cạc häü
tiãu thủ trỉåïc khi TÂL v TÂD këp tạc âäüng.
Thỉûc tãú âãø ngàn ngỉìa tạc âäüng nháưm
trong trỉåìng håüp ny, ngỉåì
i ta âàût mäüt bäü
khọa liãn âäüng vo så âäư thiãút bë TGT. Råle
táưn säú Rf (hçnh 12.10) ca thiãút bë TGT s bë
khäúng chãú tạc âäüng båíi råle âënh hỉåïng cäng
sút tạc dủng RW (lm nhiãûm vủ ca bäü
khọa liãn âäüng). Khi cn liãn lảc våïi hãû
thäúng, trảm s tiãu thủ cäng sút tạc dủng v
råle RW cho phẹp thiãút bë TGT lm viãûc khi
cáưn thiãút. Sau khi máút ngưn cung cáúp, s
khäng cọ cäng sút tạc dủng âi qua mạy

biãún ạp

Hçnh 12.10 :
Ngàn ngỉìa tạc âäüng
nháưm ca TGT khi cạc häü tiãu thủ
tảm thåìi bë máút âiãûn
hồûc cäng sút tạc dủng s hỉåïng vãư phêa thanh gọp cao ạp ca trảm, råle RW khọa råle
Rf v ngàn ngỉìa tạc âäüng nháưm ca thiãút bë TGT.
Khi khäng âàût bäü khọa liãn âäüng, ngỉåìi ta cng cọ thãø sỉía chỉỵa tạc âäüng nháưm ca
thiãút bë TGT bàòng cạch ạp dủng biãûn phạp TÂL sau tạc âäüng ca TGT.
IV.3.
Tỉû âäüng âọng tråí lải sau TGT (TÂLT):
Thiãút bë tỉû âäüng âọng tråí lải theo táưn säú (TÂLT) l thiãút bë tỉû âäüng họa cáưn thiãút âãø
tàng nhanh täúc âäü khäi phủc ngưn cung cáúp cho cạc phủ ti â bë càõt ra do thiãút bë TGT.