Giáo trình Lắp đặt và bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha (Nghề: Điện dân dụng) - CĐ Cơ Giới Ninh Bình

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI NINH BÌNH

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN:LẮP ĐẶT VÀ BẢO DƯỠNG MÁY PHÁT ĐIỆN
XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ MỘT PHA
NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số:
/QĐ-TCGNB ngày…….tháng….năm
2017 của Trường cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình

Ninh Bình, năm 2019
1


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2


LỜI GIỚI THIỆU
Nội dung mô đunMáy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha này được
biên soạn theo chương trình khung đào tạo hệ Cao Đẳng Điện dân dụngđược Bộ
Lao động thương binh - xã hội thông qua năm 2008.
Môn Máy phát điện xoay chiều đồng bộ một pha là mô đunchuyên môn

nghề quan trọng không những cho sinh viên các ngành Điện, Cơ khí ... mà cịn
được dùng cho sinh viên các nghànhCông nghệ ô tô… Mô đun này cần phải
được học sau các môn Điện kỹ thuật, Điện tử cơ bản, Đo lường, ....
Tồn bộ nội dung mơ đunđược giảng dạy nhằm cung cấp cho sinh viên
những lý thuyết cơ bản nhất về cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy phát điện
xoay chiều đồng bộ một pha từ đó lắp đặt, sửa chữa, bảo dưỡng được máy phát
trên thực tế.
Trong q trình biên soạn tuy đã có cố gắng song chắc chắn cịn nhiều
thiếu sót, tơi rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cơ và bạn đọc để
hồn thiện nội dung mơn học này hơn nữa.
Ninh Bình, ngày ...... tháng ...... năm 2018
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên:
2. Thành viên:
3. Thành viên:

3

NGUYỄN THỊ PHƯỢNG


MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... 4
BÀI 1:THÁO, LẮP MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ 1 PHA ............... 7

1.Khái niệm máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha. ................................... 7
2. Cấu tạo ....................................................................................................... 7
3. Nguyên lý hoạt động................................................................................. 11
4. Phân loại ................................................................................................... 12
BÀI 2: ĐấU NốI VÀ VậN HÀNH MÁY PHÁT ĐIệN XOAY CHIềU ĐồNG Bộ 1

PHA VÀ ĐƯờNG DÂY Dự PHỊNG ........................................................................ 16

1. Quy trình lắp đặt máy ............................................................................... 16
2. Bản vẽ lắp đặt ........................................................................................... 17
3. Lắp đặt máy, lắp đặt đường dây, đấu nối, kiểm tra và vận hành thử .......... 17
BÀI 3: ĐIềU CHỉNH ĐIệN ÁP, TầN Số CủA MÁY PHÁT ĐIệN ............................. 18

1.Qui trình vận hành ..................................................................................... 18
2. Vận hành, điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ 1 pha .... 20
BÀI 4: BảO DƯỡNG MÁY PHÁT ĐIệN XOAY CHIềU .......................................... 25

1. Quy trình bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha ................. 25
2. Bảo dưỡng các bộ phận của máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha ...... 26
BÀI 5: SửA CHữA VÀNH TRƯợT VÀ GIÁ Đỡ CHổI THAN CủA ......................... 29

1. Các hiện tượng và nguyên nhân gây hư hỏng vành trượt, chổi than .......... 29
2. Cách khắc phục các hư hỏng của vành trượt và chổi than ......................... 30
3. Kiểm tra, sửa chữa vành trượt, chổi than của máy phát điện xoay chiều
đồng bộ 1 pha ............................................................................................... 30
BÀI 6: SửA CHữA MÁY PHÁT ĐIệN XOAY CHIềU ............................................. 32
ĐồNG Bộ 1 PHA MấT Từ DƯ .................................................................................. 32

1. Nguyên lý làm việc của máy phát điện tự kích từ ..................................... 32
2. Điều kiện để có q trình tự kích trong máy phát điện tự kích từ ............. 34
3. Nguyên nhân và cách khắc phục hiện tượng mất từ dư ............................. 34
4. Phục hồi từ dư cho máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha .................... 34
BÀI 7: SửA CHữA MạCH Tự ĐộNG KÍCH Từ MÁY PHÁT ĐIệN .......................... 35

1. Sơ đồ khối và nguyên lý làm việc của mạch tự động kích từ máy phát điện
35

2.Hiện tượng, nguyên nhân và cách khắc phục các hư hỏng ......................... 38
3. Tháo lắp, bảo dưỡng ................................................................................. 42
4


4. Sửa chữa các hư hỏng của mạch ............................................................... 42
BÀI 8: QUấN LạI Bộ DÂY QUấN PHầN CảM CủA MÁY PHÁT ĐIệN XOAY
CHIềU 1 PHA KIểU PHầN CảM QUAY................................................................... 43

1. Phương pháp quấn bộ dây phần cảm của máy phát điện xoay chiều đồng bộ
1 pha ............................................................................................................. 43
2. Xác định số liệu dây quấn ......................................................................... 43
3. Quấn bộ dây quấn phần cảm ................................................................... 43
BÀI 9: QUấN LạI Bộ DÂY QUấN PHầN CảM CủA MÁY PHÁT ĐIệN XOAY
CHIềU 1 PHA KIểU PHầN ứNG QUAY................................................................... 44

1. Phương pháp quấn bộ dây phần cảm của máy phát điện xoay chiều 1 pha
kiểu phần ứng quay....................................................................................... 44
2. Xác định số liệu dây quấn ......................................................................... 44
3. Quấn bộ dây quấn phần cảm của máy phát điện xoay chiều 1 pha kiểu
phần ứng quay .............................................................................................. 44
BÀI 10: QUấN LạI Bộ DÂY QUấN PHầN ứNG CủA MÁY PHÁT ĐIệN XOAY
CHIềU 1 PHA KIểU PHầN ứNG QUAY................................................................... 45

1. Phương pháp quấn bộ dây phần ứng của máy phát điện xoay chiều 1 pha 45
2. Xác định số liệu dây quấn ......................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 46

5

GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN
Tên mơ đun: Lắp đặt và bảo dưỡng máy phát điện đồng bộ một pha
Mã mô đun: MĐ24
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun:
- Vị trí: Mơ đun này được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học
chung, các mơn học/mơ đun: An tồn lao động & VSCN; Điện kỹ thuật; Vẽ điện;
Vật liệu điện; Điện tử cơ bản; Khí cụ điện; Đo lường điện; Nguội cơ bản.
- Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề.
- Ýnghĩa và vai trị của mơ đun:
Trong sự nghiệp cơng nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, ngành điện dân
dụng giữ vai trò hết sức quan trọng trong sản xuất và sinh hoạt của con người
Tập hợp các thiết bị như: Thiết bị điện, điện từ, cơ, thủy lực phục vụ cho việc
biến đổi cơ năng thành điện năng cung cấp cho cơ cấu chấp hành trên các máy
sản xuất, đồng thời có thể điều khiển dịng năng lượng đó theo u cầu công
nghệ của máy sản xuất.
Nội dung mô đun này nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức, kỹ
năng cơ bản về Máy phát điện đồng bộ một pha.
Mục tiêu của mơ đun:
- Về kiến thức:
Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, các đặc tính, phương pháp
lắp đặt, bảo dưỡng và sửa chữa các hư hỏng của máy phát điện xoay chiều đồng
bộ 1 pha;
- Về kỹ năng:
+ Tháo lắp, lắp đặt, bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ đúng
trình tự, đúng kỹ thuật và an toàn cho thiết bị;
+ Sửa chữa được các hư hỏng thông thường của máy phát điện xoay chiều
đồng bộ 1 pha P < 7 kW đạt tiêu chuẩn kỹ thuật (bao gồm quấn lại các cuộn dây
phần cảm, phần ứng);
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

+ Tuân thủ các quy tắc an toàn khi lắp đặt, bảo dưỡng và sửa chữa máy
phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha;
+ Có tính tỷ mỉ, cẩn thận, chính xác và an tồn vệ sinh cơng nghiệp.
Nội dung của mơ đun:
6


BÀI 1:THÁO, LẮP
ẮP MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ 1 PHA
Mã bài: 24- 01
Giới thiệu:
Bài học này sẽẽ giới thiệu tới sinh viên
vi khái niệm
ệm về máy phát điện xoay
chiều
ều đồng bộ 1 pha, cấu tạo, nguy
nguyên lý hoạt động và cách phân loại
lo máy phát
điện
ện xoay chiều đồng bộ 1 pha,
pha từ đó giúp sinh viên có thể tháo, lắp được máy
phát điện trong thực
ực tế cũng nh
như có được nguồn kiến thức cơ bản
ản để phục vụ
cho các bài học
ọc tiếp theo.
Mục tiêu:
- Trình bày được cấấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loạii được
đư các loại

máy phát điện đồng bộ 1 pha;
- Tháo, lắp đượcc máy phát đi
điện xoay chiều đồng bộ 1 pha đúng trình
tr
tự,
đúng phương pháp theo cầầu kỹ thuật;
- Có tính tư duy, sáng ttạo trong q trình học tập.
Nội dung chính:
1. Khái niệm
ệm máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha.
pha
Máy phát điện
ện xoay chiều 1 pha
ph là một
ột thiết bị điện để biến đổi ccơ năng
thành điện
ện năng, hoạt động dựa trên
tr hiện tượng
ợng cảm ứng điện từ (thông qua
cuộn
ộn dây thay đổi sinh ra suất điện động cảm ứng).
2. Cấu tạo
Cấu
ấu tạo máy điện đồng bộ Máy điện đồng bộ gồm 2 phần chính llà Stato và
ờng: Stato → Phía ngồi;
ngo Rơto → Phía trong.
Rơto. Thơng thường:
1,2: Lõi thép, dây quấn
ấn Stato.
3,4: Lõi thép, dây quấn

ấn Rôto.

1.1. Stato (phần tĩnh)
ĩnh) Stato của
c máy điện đồng gồm
m lõi thép và dây qu
quấn
a) Lõi thép:
7


- Làm từ lá thép kỹ thuật điện dày 0,35-0,5mm, phủ cách điện.
- Mặt trong xẻ rãnh để đặt dây quấn.
- Ep lại thành hình trụ, và được ép vào vỏ bảo vệ

1.2.

Rôto của máy điện đồng bộđược cấu tạo từ lõi thép và dây quấn.
- Lõi thép gồm phần thân Rôto và các cực từ.
- Dây quấn Rôto được gọi là dây quấn kích từ vàđược cấp điện một chiều

nhờ hai vành trượt.
Rôto Rôto của máy điện đồng bộ có hai loại: cực ẩn và cực lồi (phụ thuộc
vào tốc độ của máy)

a) Rôto cực ẩn
- Lõi thép: Làm bằng thép hợp kim chất lượng cao, được đúc thành khối
hình trụ, có rãnh để đặt dây quấn kích từ. Phần khơng phay rãnh tạo thành mặt
cực từ. Đường kính rôto không quá 1,5m. Để tăng công suất → tăng chiều dài l
của rôto (l  6,5m)

8


- Dây quấn: Đặt trong rãnh của rôto, dây đồng, tiết diện chữ nhật và được
quấn tạo thành các bối đồng tâm và cách điện với nhau. Hai đầu dây quấn kích
từ nối với hai vành trượt đặt ở đầu trục, thông qua chổi than để lấy điện một
chiều từ ngồi làm nguồn kích từ.

Rơto cực ẩn thường có số đơi cực là 1, hoặc 2 nên tốc độ có thể tới
3000vg/ph và động cơ sơ cấp thường là các tuabin khí, hơi
- Cấp nguồn điện cho dây quấn Rơto thường là máy phát một chiều công
suất từ 0,3%-2% công suất của máy điện đồng bộ.
- Truyền động cho máy phát một chiều: Nối trục với trục của máy điện
đồng bộ có trục chung với máy điện đồng bộ (máy phát điện đầu trục).

9


b) Rôto cực lồi
Số lượng cực từ lớn, dùng trong trường hợp động cơ sơ cấp là các tuabin
nước (thuỷ điện) có tốc độ chậm.
+ Lõi thép: Các máy cơng suất nhỏ và trung bình, Rơto co kích thước
khơng lớn nên lõi thép được chế tạo bằng thép đúc, gia cơng thành khối hình trụ
hoặc lăng trụ trên mặt là các cực từ

+ Lõi thép: Các máy công suất lớn, lõi thép làm từ các tấm thép dày 16mm, dập hoặc đúc định hình sẵn để ghép thành các khối lăng trụ. Cực từ được
ghép từ lá thép dày 11,5mm, ghép cố định với lõi nhờ bulông xuyên qua mặt
cực hoặc đi hình chữ T.

10


+ Dây quấn: Dây quấn kích từ bằng dây đồng, quấn xung quanh cực từ,
các vòng dây được quấn cách điện với nhau. Hai đầu nối với vành trượt ở một
đầu trục, thông qua chổi than nối với nguồn điện một chiều.Máy điện đồng bộ
cực lồi có tốc độ thấp. Tốc độ rơto n  1000 vg/ph. Đường kính rơto (D) có thể
lớn tới 15m, trong khi chiều dài nhỏ Tỉ lệ (chiều dài / đường kính) = 0,15 ÷ 0,2.
3. Nguyên lý hoạt động
Máy phát điện là một thiết bị có khả năng biến đổi cơ năng thành điện
năng, nguyên lý làm việc của máy phát điện được thông qua ứng dụng của
nguyên lý cảm ứng điện từ và các định luật về những tác dụng của lực từ trường
trên dịng điện.

Hình. Ngun lý làm việc của máy phát điện

Nguyên lý hoạt động của máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha dựa vào
hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi số đường sức từ của nam châm đi xuyên qua
11


tiết diện của cuộn dây tăng giảm một cách luân phiên (do nam châm quay tròn
hoặc do cuộn dây quay trịn), khi đó, trong cuộn dây cũng xuất hiện dịng điện
cảm ứng luân phiên đổi chiều.

Cấu tạo của máy phát điện 1 pha phần stato có thể là phần ứng (hoặc phần
cảm), ngược lại thì roto có thể là phần cảm (hoặc phần ứng).
Khi roto quay, trong các cuộn dây sẽ xuất hiện một xuất điện động biến
thiên trong mạch.Nếu ta đưa suất điện động xoay chiều này ra ngoài thì ở mạch
ngồi sẽ xuất hiện một dịng điện xoay chiều.

4. Phân loại
Có rất nhiều loại máy phát điện với thiết kế, cấu tạo và sử dụng cho những
quy mô khác nhau. Để có thể biết và lựa chọn cho mình những máy phát điện
phù hợp, bạn cần phải biết máy phát điện có những loại nào. Máy phát
điện được phân loại dựa trên nhiều tiêuchí khác nhau.
- Phân loại máy phát điện theo nhiên liệu sử dụng
Máy phát điện sử dụng nhiên liệu để có thể biên đổi nguồn năng lượng cơ
năng thành điện năng, có ba loại máy phát điện sử dụng nhiên liệu khác nhau
như sau:
- Máy phát điện chạy bằng dầu Diesel.
- Máy phát điện chạy bằng xăng.
- Máy phát điện chạy bằng biogas.
12


Trong ba loại máy này thì máy phát điện chạy bằng nhiên liệu dầu Diesel
được sử dụng nhiều nhất.
- Phân loại máy phát điện theo động cơ





Dựa vào số vòng quay mà máy phát điện có loại chạy với tốc độ
3000vòng/phút và loại 1500 vòng/phút.
Dựa vào cách sắp xếp: máy ngang, máy đứng, sắp xếp inline.
Dựa vào hệ thống làm mát: có máy phát điện làm mát bằng gió, có máy
phát điện làm mát bằng nước.

- Phân loại theo tổ máy phát điện

- Tổ máy phát điện diesel tự động khởi động.
- Tổ máy phát điện diese thông thường.
- Tổ máy phát điện dieseltự động vi điều khiển.
- Phân loại theo mục đích và quy mơ sử dụng
- Máy phát điện cơng nghiệp: máy phát điện này thường có cơng suất lớn
để đáp ứng được nguồn điện cho nhiều máy móc hoạt động mà khơng bị q tải.
- Máy phát điện gia đình: máy phát điện dùng cho các hộ gia đình khi mất
điện và đáp ứng dịng điện 220v giúp cho các thiết bị sử dụng năng lượng điện
hoạt động bình thường.
- Máy phát điện xách tay: loại máy phát điện này có kích thước nhỏ có thể
dễ dàng di chuyển đến những địa điểm cần phát điện với nguồn năng lượng nhỏ.
- Theo kiểu làm mát
- Máy phát điện làm mát bằng gió
- Máy phát điện làm mát bằng nước
Như vậy có rất nhiều loại máy phát điện được thiết kế và sản xuất ra trên
thị trường, giúp cho người mua có thể lựa chọn và sử dụng máy phát điện dễ
dàng và phù hợp cho mục đích cũng như nhu cầu sử dụng nguồn điện của mình.
5. Tháo lắp máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha
5.1. Quy trình tháo lắp
a. Quy trình tháo
- Cúp mass acquy.
- Tháo dây đến máy phát (chú ý vị trí lắp).
- Nới đai ốc giữ puly.
- Giảm lực căng dây đai, tháo dây đai ra khỏi puly.
- Tháo máy phát ra khỏi động cơ.
13


b. Tháo chi tiết

- Tháo đai ốc giữ puly.
- Dùng vam tháo puly ra ngoài.
- Tháo then bán nguyệt.
- Tháo cánh quạt gió.
- Làm dấu nắp trước, nắp sau với thân.
- Tháo 4 vít giữ nắp trước, nắp sau với thân.
- Tháo nắp trước (phía có puly).
- Tách rời rotor với stator.
- Tháo rời giàn diode với nắp sau.
- Tuỳ theo kết cấu của từng loại máy phát mà ta tháo chổi than trước hoặc
sau cùng.
c. Vệ sinh
Dùng chổi lông để vệ sinh các chi tiết, sau đó dung giẻ sạch để lau bụi bẩn
và cuối cùng là dung máy thổi khí để thổi cho sạch hết bụi bẩn.
d. Quy trình lắp
14


Được tiến hành sau khi sửa chữa, thực hiện ngược lại với quy trình tháo
nhưng cần chú ý: - Cho một ít mỡ bị vào ổ bi.
- Lắp nắp trước, nắp sau và stator phải đúng dấu.
- Sau khi lắp lên động cơ phải căng dây đai và kiểm tra sự phát điện.
- Đối với loại tháo chổi than sau cùng khi lắp phải dùng que chêm chổi
than
5.2. Thực hành tháo lắp
- Bước 1: Chuẩn bị
- Bước 2: Tháo các chi tiết
- Bước 3: Vệ sinh các chi tiết
- Bước 4: Lắp các chi tiết
- Bước 5: Chạy thử

15


BÀI 2:ĐấU NốI VÀ VậN HÀNH MÁY PHÁT ĐIệN XOAY CHIềU ĐồNG
Bộ 1 PHA VÀ ĐƯờNG DÂY Dự PHÒNG
Mã bài: 24- 02
Giới thiệu:
Sau khi đã lựa chọn được máy phát điện phù hợp thì trước khi vận hành
máy các bạn cần chú ý tới cách lắp đặt máy phát điện và đấu nối với hệ thống
điện sao cho đúng để máy phát điện làm việc an toàn, hiệu quả.
Mục tiêu:
- Trình bày được qui trình lắp đặt máy phát điện đồng bộ 1 pha và đường dây
dự phịng;
- Phân tích được bản vẽ lắp đặt máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha;
- Lắp đặt được các loại máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha và đường
dây dự phịng có cơng suất S < 5 kVA đúng quy trình kỹ thuật;
- Có tính tỷ mỉ, chính xác và an tồn vệ sinh cơng nghiệp.
Nội dung chính:
1. Quy trình lắp đặt máy
- Chọn vị trí đặt máy phát điện : trước tiên bạn cần tìm một nơi an tồn
để có thể lắp đặt máy phát điện , máy phát điện phải được đặt ở vị trí thống
gió, khơng ẩm ướt bạn nên có ít nhất 15 m2 bề mặt bằng phẳng và Không được
đặt máy phát điện trong nhà (tránh tích tụ khí carbon monoxide) khi vận hành
nhằm tránh gây ngộ độc khí thải cho người sử dụng.
- Không sử dụng máy phát điện khi trời mưa, và nếu có sử dụng đặt máy
ngồi trời phải có mái che đảm bảo máy phát điện khô giáo.
- Đối với máy phát điện đặt cố định, vỏ máy phải được tiếp đất bằng cáp
mềm nhiều ruột với bảng đồng tiếp đất và tùy theo loại máy, chọn tiết diện cáp
tiếp đất cho phù hợp (nhưng tiết diện nhỏ nhất≥ 16mm2) và điện trở tiếp đất của

máy phải đạt trị số < 5Ω.
- Xác định vị trí hộp cầu dao trong nhà của bạn và gạt vị trí cầu dao sang
vị trí khơng sử dụng điện lưới . Hãy chắc rằng tất cả các thiết bị chuyển mạch
chuyển sang bên cạnh đều hiển thị “off”.
- Sau khi lắp đặt máy phát điện xong nên kiểm tra máy phát điện trước
khi vận hành.

16


- Nổ máy và để máy chạy không tải một thời gian, điều chỉnh điện áp từ
từ bằng cách xoay dần núm điều chỉnh điện áp cho đến khi điện áp đạt trị số
định mức (nếu điều chỉnh bằng tay). Việc tăng tải máy cũng phải làm từ từ tránh
cho nhiệt độ máy tăng lên đột ngột.
- Sau khi đã lắp đặt máy phát điện xong và chuyển sang sử dụng, chúng
ta nên nối trực tiếp các thiết bị cần sử dụng vào với nguồn điện của máy phát vì
như vậy có thể hạn chế được rất nhiều lượng tải sử dụng bị hao phí và tránh
được hiện tượng bị quá tải dẫn đến cháy đầu máy phát điện. Đồng thời khi lắp
đặt, nhất thiết phải lắp thêm cầu dao đảo nguồn điện hay tủ chuyển nguồn tự
động (ATS) nhằm tránh cho máy bị “xông điện” khi điện lưới đột ngột có trở lại.
2. Bản vẽ lắp đặt
3. Lắp đặt máy, lắp đặt đường dây, đấu nối, kiểm tra và vận hành thử
3.1. Lắp đặt tổ hợp máy phát
Một máy phát điện - động cơ nổ là tổ hợp một máy phát điện và một động
cơ nổ kéo nó thành một khối thiết bị. Tổ hợp này có khi được gọi là bộ máy phát
điện - động cơ (engine-generator set) hoặc bộ máy phát (gen-set). Trong nhiều
ngữ cảnh khác nhau, người ta có thể quên đi cái động cơ nổ, mà chỉ gọi đơn
thuần cả tổ hợp là máy phát điện (generator).
Đi kèm với máy phát điện và động cơ nổ, các bộ máy phát điện - động cơ
nổ thường có kèm theo một bồn chứa nhiên liệu, một bộ điều tốc cho động cơ nổ

và một bộ điều thế cho máy phát điện. Nhiều khối máy còn kèm theo bình ắc
quy và bộ động cơ điện khởi động. Những tổ máy dùng làm máy phát dự phòng
thường bao gồm cả hệ thống tự động khởi động và một bộ chuyển mạch đảo
nguồn transfer switch để tách tải ra khỏi nguồn điện dịch vụ và nối vào máy
phát.
3.2. Đường dây dự phòng
- Việc đấu đường dây để tạo thành nguồn cáp điện dự phịng phải do người
có chun mơn về điện có đủ trình độ thực hiện theo đúng các luật lệ và quy
phạm hiện hành.
- Trường hợp đấu đường dây khơng đúng có thể gây ra tình trạng chập các
thiết bị điện gây cháy nổ, hỏa hoạn.

17


BÀI 3: ĐIềU CHỉNH ĐIệN ÁP, TầN Số CủA MÁY PHÁT ĐIệN
ĐồNG Bộ 1 PHA
Mã bài: 24- 03
Giới thiệu:
Máy phát điện đồng bộ nói chung đóng một vai trị trọng yếu trong hệ
thống điện, nơi mà tính ổn định ln được đòi hỏi rất cao. Trong hệ thống điện,
sự ổn định của mỗi một máy phát điện ở các khía cạnh kỹ thuật đều có tính chất
quan trọng nhất định tới sự vận hành an toàn và bền vững của tồn hệ thống và ở
các máy phát điện đó thì sự đóng góp của bộ ổn định điện áp máy phát, cùng với
các thiết bị ổn định khác là không thể thiếu.
Mục tiêu:
-Trình bày được qui trình vận hành máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha
có cơng suất P < 5 kW;
- Vận hành, điều chỉnh điện áp, tần số máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1
pha đúng qui trình, đạt yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo an toàn người và thiết bị;

- Tuân thủ các quy tắc an toàn khi điều chỉnh tần số và điện áp của máy phát
điện;
- Có tính tỷ mỉ, chính xác và an tồn vệ sinh cơng nghiệp.
Nội dung chính:
1. Qui trình vận hành
1.1. Chuẩn bị trước khi khởi động máy phát điện
- Kiểm tra mức nhớt trong động cơ (trên cây thăm nhớt) phải ở vị trí F
(Full)
- Kiểm tra nước làm mát động cơ phải đầy ( Sử dụng dụng cụ phụ gia)
- Kiểm tra quạt gió két nước (Quạt gió đầu phát) có bị vật cản khơng
- Kiểm tra mức nhiên liệu trong thùng chứa cịn khơng (Tốt nhất từ ¾ - đầy
thùng)
- Mở van dầu (Nếu có)
- Kiểm tra bình ắc quy và các cọc dây đã bắt chặt
- Kiểm tra cơng tắc bình ắc quy ở vị trí “ON” (đóng)
- Kiểm Kiểm tra CB (cầu dao) trên máy ở vị trí “OFF” (cắt)
- Kiểm tra nút nhấn dừng khẩn cấp (Emergency button) ở vị trí mở.
- Kiểm tra nắp đậy pơ có bị kẹt khơng.
18


- Kiểm tra đường hút và thốt gió phải thơng thống (máy có vỏ giảm ồn).
- Kiểm tra trên bộ điều khiển có báo lỗi khơng (nếu có phải khắc phục).
- Kiểm tra các ống dẫn để đảm bảo không bị rị rỉ.
1.2. Khởi động máy phát điện và đóng tải - cắt tải
a. Thao tác bằng tay
* Khởi động máy phát điện
- Bật khóa sang vị trí “ON”
- Nhấn nút có biểu tượng bàn tay khi đó thấy đèn LED bên cạnh nút sáng
lên tức kích hoạt thành cơng

- Sau đó cắt tải từ điện lưới (Có thể cắt tải từ biểu tượng trên bảng điều
khiển)
- Sau đó nhấn nút có biểu tượng start (I) cho động cơ chạy.
- Chỉ khởi động trong 30 giây, nếu máy chưa nổ phải nghỉ một phút mới
tiếp tục khởi động lại, nếu vẫn khơng nổ phải tìm ngun nhân khắc phục.
Lưu ý: Một số bộ điều khiển sẽ tự khóa khi đề 03 lần không thành.
Cách xử lý:
- Kiểm tra xem trên bộ điều khiển có đèn nào báo lỗi khơng. Nếu có thì
khắc phục các lỗi đó trước khi khởi động trở lại.
- Bật cơng tắc về vị trí reset (Hoặc nhấn nút reset) cho bộ điều khiển. Sau
đó bật cơng tắc sang vị trí”AUTO”.
- Sau đó quy trình khởi động động cơ được thực hiện lại từ đầu theo tuần
tự các bước trên
* Các công việc cần thực hiện khi máy đã khởi động
- Cho máy chạy không tải từ 3 - 5 phút đến khi nhiệt độ tăng dần
- Khi máy đủ điện áp, đóng cơng tắc tải lên “ON”, đóng lần lượt các tải,
quan sát các hệ thống báo hiệu (điện áp, áp lực nhớt, nhiệt độ và các thông số
khác)
- Điện áp : 220/ 380V
- Tần số: 50 Hz
- Áp lực nhớt: 25 psi – 45psi
- Ghi giờ máy hoạt động
- Trong lúc máy hoạt động thường xuyên theo dõi nhiệt độ của máy
- Không cho máy chạy quá tải
- Không lau chùi, châm thêm nhiên liệu khi máy đang hoạt động
19


- Khơng tiếp tục chạy máy khi có hiện tượng hư hỏng
* Đóng cầu dao của nơi sử dụng sang nguồn máy phát điện (nếu có)

- Kiểm tra đồng hồ cường độ dòng điện máy cung cấp cho tải.
- Cường độ dịng điện tối đa (1 pha)
- Cơng suất máy phát
* Cắt tải và tắt máy phát
- Ngắt tải lần lượt sau đó bật CB (cầu dao) trên máy sang vị trí “OFF”.
- Để máy chạy khơng tải thêm 3-5 phút cho nhiệt độ của nước làm mát
giảm xuống
- Tắt máy phát bằng cách bật cơng tắc về vị trí có biểu tượng vịng trịn
“STOP”
b. Chạy máy phát tự động kết hợp tủ chuyển đổi nguồn tự động (ATS)
- Bật cơng tắc (chìa khóa) sang vị trí “ON”
- Nhấn vào nút có biểu tượng ATS (Nút nhấn khởi động kết hợp ATS)
kích hoạt chế độ tự động. khi thấy đèn LED bên cạnh nút nhấn sáng, kích hoạt
chế độ tự động thành công
- Bật CB (cầu dao) trên máy sang vị trí “ON”
- Máy sẽ tự khởi động khi, điện lưới thấp, điện lưới cao, điện lưới bị mất
pha, mất điện lưới.
- Máy sẽ tự động dừng khi điện lưới ổn định hoặc có điện lưới trở lại.
1.3. Định kỳ thay nhơt, thay lọc nhớt, thay lọc gió
* Định kỳ thay nhớt
- 50 giờ vận hành đầu tiên.
- 250–300 giờ hoạt động tiếp theo.
* Định kỳ thay lọc nhớt
- 50 giờ vận hành đầu tiên
- 250-300 giờ vận hành tiếp theo.
* Định kỳ thay lọc gió
- Vệ sinh lọc sau 250-300 đầu tiên.
- Thay lọc sau 500-600 giờ vận hành.
2. Vận hành, điều chỉnh điện áp, tần số của máy phát điện đồng bộ 1 pha
2.1. Điều chỉnh điện áp

a. Nguyên lý điều chỉnh
20


Dựa vào các nguyên nhân gây ra dao động điện áp của máy phát người ta
xây dựng bộ tự động điều chỉnh điện áp theo những nguyên tắc cơ bản sau:
- Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nhiễu loạn
+ H.T Phức hợp dòng.
+ H.T Phức hợp pha : Phức hợp pha song song và phức hợp pha nối tiếp.
- Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo độ lệch.
- Hệ thống điều chỉnh điện áp theo nguyên lý kết hợp
+ Kết hợp giữa phức hợp dòng với độ lệch.
+ Kết hợp giữa phức hợp pha với độ lệch.
- Hệ thống TĐ ĐC ĐA xây dựng theo ngun lý tự thích nghi.(Ít gặp
trong thực tế)
* Hệ thống điều chỉnh điện áp theo nhiễu loạn :
- Hệ thống phức hợp dòng ( Hay còn gọi là bù dòng) .
+ Định nghĩa : Hệ thống TĐ ĐC ĐA theo ngun lý phức hợp dịng là hệ
thống có hai tín hiệu : tín hiệu dịng và tín hiệu áp hai tín hiệu này được cộng lại
với nhau ở phía một chiều ( sau chỉnh lưu ) .
+ Với cấu trúc như vậy hệ thống chỉ có thể cảm biến được với sự thay đổi
của độ lớn dòng tải . Hệ thống phức hợp dịng chỉ có khả năng giữ được điện áp
của máy phát do một nguyên nhân là khi cường độ dịng tải thay đổi .Chính vì
vậy mà nó ít được ứng dụng trong thực tế trên tàu thuỷ cũng như trên bờ.
* Hệ thống phức hợp pha :
-Khái niệm : Hệ thống phức hợp pha là hệ thống T.Đ điều chỉnh điện áp
theo hai nhiễu chính đó là dịng tải (It) và tính chất của tải (cosφ) . Hệ thống
phức hợp pha gồm 2 tín hiệu chính là tín hiệu áp và tín hiệu dịng hai tín hiệu
này được cộng với nhau phía xoay chiều ( trước chỉnh lưu ).Tức là cộng với
nhau về pha . Hệ thống phức hợp pha có thể chia làm 2 loại :

+ Hệ thống phức hợp pha song song là hệ thống phức hợp pha mà tín hiệu
dịng và tín hiệu áp song song cấp cho cuộn kích từ ( tín hiệu dịng và tín hiệu áp
được cộng dịng với nhau ) .
+ Hệ thống phức hợp pha nối tiếp là hệ thống phức hợp pha mà tin hiệu
dòng và áp nối tiếp cấp cho cuộn kích từ.
* Hệ thống điều chỉnh điện áp theo độ lệch .
- Một trong những nhược điểm cơ bản của hệ thống điều chỉnh điện áp
theo nhiễu ( phức hợp pha ) là độ chính xác khơng cao . Điều đó cũng thật dễ
21


hiểu vì hệ thống phức hợp pha chỉ có khả năng giữ điện áp ổn định do hai
nguyên nhân chính gây ra sự dao động điện áp đó là dịng tải và tính chất của tải
. Mà khi nói đến các nguyên nhân gây dao động điện áp ta còn phải kể đến sự
thay đổi tốc độ quay của diezen ( n = 5% ) và sự thay đổi nhiệt độ của cuộn
dây kích từ . Hệ thống phức hợp pha khơng có khả năng giữ ổn định điện áp của
máy phát khi có các nguyên nhân khác hai nguyên nhân này gây ra .
- Hệ thống điều chỉnh theo độ lệch không quan tâm đến nhiễu hoặc bất cứ
nguyên nhân nào gây ra sự thay đổi điện áp của máy phát . Nó chỉ biết rằng nếu
có sự sai lệch điện áp thực tế của máy phát ra khác giá trị định mức ( hoặc giá trị
chuẩn ) thì lập tức hệ thống sẽ có tín hiệu điều chỉnh dịng kích từ cho phù hợp
để giữ cho điện áp phát ra của máy phát không đổi . Hệ thống điều chỉnh điện áp
theo độ lệch chỉ có một phản hồi điện áp .(Uf)
* Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc kết hợp .
- Do mức độ điện khí hố và tự động hố ngày càng cao nên việc ứng
dụng các phần tử điện tử , vi mạch . ngày càng nhiều . Chất lượng ổn định điện
áp của máy phát ngày càng đòi hỏi cao hơn . Để lợi dụng được những ưu điểm
cơ bản của 2 nguyên lý ( điều chỉnh theo nhiễu và độ lệch ) người ta đã chế tạo
ra được hệ thống điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc kết hợp . Có nghĩa là : trên
cùng một hệ thống ứng dụng 2 nguyên tắc điều chỉnh theo nhiễu và theo độ lệch.

- Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp theo nguyên tắc kết hợp có thể
phân làm 2 loại .
+ Hệ thống kết hợp giữa phức hợp pha và điều chỉnh theo độ lệch
+ Hệ thống kết hợp giữa phức hợp dòng và điều chỉnh theo độ lệch
+ Trong đó phần phức hợp pha ( Hay phức hợp dịng ) được gọi là phần
điều chỉnh còn phần độ lệch được gọi là phần hiệu chỉnh. Ở hệ thống tự động
điều chỉnh theo nguyên lý kết hợp thì phần phức hợp pha thường tạo ra điện áp
lớn hơn 110% Uđm (gọi là bù thừa) hoặc nó tạo ra điẹn áp cho máy phát nhỏ
hơn điện áp định mức ( khoảng (60—90)%Uđm gọi là bù thiếu .Sau đó phần
hiệu chỉnh theo độ lệch sẽ hiệu chỉnh kéo điện áp máy phát lên điện áp định
mức.
b. Thao tác thực tế
2.2. Điều chỉnh tần số
a. Nguyên lý điều chỉnh

22


Tần số là một trong những tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng điện năng.
Tốc độ quay và năng suất làm việc của các động cơ đồng bộ và không đồng bộ
phụ thuộc vào tần số của dòng xoay chiều. Khi tần số giảm thì năng suất của
chúng cũng bị giảm thấp. Tấn số tăng cao dẫn đến sự tiêu hao năng lượng quá
mức. Do vậy và do một số nguyên nhân khác, tần số luôn được giữ ở định mức.
Đối với hệ thống điện Việt nam, trị số định mức của tần số được quy định
là 50Hz. Độ lệch cho phép khỏi trị số định mức là ± 0,1Hz. Việc sản xuất và tiêu
thụ công suất tác dụng xảy ra đồng thời. Vì vậy trong chế độ làm việc bình
thường, cơng suất PF do máy phát của các nhà máy điện phát ra phải bằng tổng
công suất do các phụ tải tiêu thụ Ptt và công suất tổn thất Pth trên đường dây
truyền tải và các phần tử khác của mạng điện, nghĩa là tuân theo điều kiện cân
bằng công suất tác dụng : PF = Ptt + Pth = PPT với PPT - phụ tải tổng của các

máy phát. Khi có sự cân bằng cơng suất thì tần số được giữ không đổi. Nhưng
vào mỗi thời điểm tùy thuộc số lượng hộ tiêu thụ được nối vào và tải của chúng,
phụ tải của hệ thống điện liên tục thay đổi làm phá hủy sự cân bằng công suất và
làm tần số ln biến động. Để duy trì tần số định mức trong hệ thống điện yêu
cầu phải thay đổi công suất tác dụng một cách tương ứng và kịp thời. Như vậy
vấn đề điều chỉnh tần số liên quan chặt chẽ với điều chỉnh và phân phối công
suất tác dụng giữa các tổ máy phát và giữa các nhà máy điện. Tần số được điều
chỉnh bằng cách thay đổi lượng hơi hoặc nước đưa vào tuốc-bin. Khi thay đổi
lượng hơi hoặc nước vào tuốc-bin, công suất tác dụng của máy phát cũng thay
đổi.
Vào thời kỳ đầu phát triển hệ thống năng lượng, nhiệm vụ duy trì tần số
được giao cho bộ điều chỉnh tốc độ quay kiểu ly tâm đặt tại tuốc-bin của các nhà
máy thủy điện và nhà máy nhiệt điện. Bộ điều chỉnh này cũng được gọi là bộ
điều chỉnh sơ cấp. Sơ đồ cấu trúc của một trong những loại bộ điều chỉnh sơ cấp
như trên hình 12.1. Cơ cấu đo lường là con lắc ly tâm 1 quay cùng với tuốc-bin.
Khi tần số giảm, tốc độ quay của tuốc-bin giảm, quả cầu của con lắc hạ xuống
và khớp nối của nó từ vị trí A chuyển đến A1. Tay đòn AC xoay quanh C làm
khớp nối B chuyển đến vị trí B1, tay địn GE quay quanh G làm khớp nối E
chuyển đến vị trí E1 và piston bình 2 di chuyển xuống dưới, dầu áp suất cao đi
vào phía dưới piston bình 3, piston được nâng lên làm tăng lượng hơi (hoặc
nước) đi vào tuốc-bin, khớp nối B chuyển đến vị trí B1 và khi tốc độ quay tăng
lên, khớp nối từ A1 chuyển đến vị trí A2, đồng thời tay địn AC xoay quanh C1
23


nâng khớp nối B và các điểm D, E về vị trí cũ làm kín bình 3 và chấm dứt q
trình điều chỉnh.

Hình. Sơ đồ ngun lí cấu tạo và tác động của bộ điều chỉnh tốc độ tuốc-bin

Vị trí mới của piston 3 và của khớp nối ở A2 tương ứng với tốc độ quay
nhỏ hơn của tuốc-bin. Như vậy tần số không trở về giá trị ban đầu. Bộ điều
chỉnh như vậy gọi là bộ điều chỉnh có đặc tính phụ thuộc. Để khơi phục tốc độ
quay định mức, cũng như để điều khiển tuốc-bin bằng tay người ta dùng cơ cấu
4, nhờ nó thay đổi vị trí điểm G. Chẳng hạn như khi dịch chuyển điểm G lên
trên, GE quay quanh D và hạ piston 2 xuống, lúc này bình 3 tăng lượng hơi
(nước) vào tuốc-bin và tần số tăng lên. Có thể điều khiển xa cơ cấu 4 nhờ động
cơ 5.
b. Thao tác thực tế

24


BÀI 4: BảO DƯỡNG MÁY PHÁT ĐIệN XOAY CHIềU
ĐồNG Bộ 1 PHA
Mã bài: 24- 04
Giới thiệu:
Để bảo đảm máy phát điện hoạt động ổn định, đạt đủ công suất cũng như
giúp máy bền bỉ và tăng tuổi thọ thì cơng tác bảo trì, bảo dưỡng máy phát điện là
khơng thể thiếu.Trong bài này sẽ trình bày quy trình bảo dưỡng máy phát điện
xoay chiều đồng bộ một pha.
Mục tiêu:
- Trình bày được qui trình bảo dưỡng các bộ phận cúa máy phát điện xoay
chiều đồng bộ 1 pha;
- Bảo dưỡng được phần cơ và phần điện của máy phát điện xoay chiều đồng
bộ 1 pha theo đúng quy trình kỹ thuật và đảm bảo an toàn người và thiết bị;
- Có tính tỷ mỉ, chính xác và an tồn vệ sinh cơng nghiệp.
Nội dung chính:
1. Quy trình bảo dưỡng máy phát điện xoay chiều đồng bộ 1 pha
1.1. Đặt vấn đề

Để bảo đảm máy phát điện hoạt động ổn định, đạt đủ công suất cũng như
giúp máy bền bỉ và tăng tuổi thọ thì cơng tác bảo trì, bảo dưỡng máy phát điện là
không thể thiếu.Việc bảo dưỡng máy phát điện hợp lý và đúng cách sẽ kéo dài
tuổi thọ của động cơ, giảm thiểu những hư hỏng không đáng có, duy trì ổn định
mức tải của tổ máy. Góp phần ổn định nguồn điện dự phòng cho doanh nghiệp
tránh tình trạng máy gặp trục trặc khi mất điện đột xuất.
1.2. Quy trình bảo dưỡng
* Kiểm tra động cơ gồm các phần như sau:
- Phần làm mát và giải nhiệt của động cơ
- Hệ thống két nước, ống dẫn nước, van lọc chống rỉ, bộ tản nhiệt, van xả
nước, quạt gió, bơm đảo đối lưu.
- Hệ thống áp lực nhớt, ống dẫn áp lực, lọc nhớt, xả nhớt và làm vệ sinh
những chất dơ bẩn bị đóng trong thời gian máy hoạt động.
- Hệ thống áp lực dầu, ống áp lực dẫn dầu, van xả dầu dơ bẩn, bơm tạo áp
suất, bơm cao áp, bộ lọc dầu.
- Hệ thống lọc khí động cơ, rotor turbo.
25