1
VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN
HỆ THỐNG ĐIỆN:
TS. Huỳnh Châu Duy
Bộ môn Hệ thống điện
Trường ĐạihọcBáchKhoaTP. HCM
Chương 2: Vận hành máy phát điện
2
MÁY PHÁT ĐIỆN chỉ có thể phát ra điện khi:
- được cung cấpmột công suấtcơ, M để làm quay
rotor.
- đượccấp dòng kích từ vào cuộn dây rotor để tạora
từ thông chính, φ.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
Động cơ
sơ cấp
Máy
kích từ
M
φ
Máy
phát
ĐIỆN NĂNG
2
3
-Khithayđổi công suấtcơ, M Æ tầnsố, f và công
suấttácdụng, P
F
thay đổi.
-Khithayđổidòngkíchtừ (công suấtkíchtừ) Æ điện

Hệ kích từ có nhiệmvụ cung cấp dòng điệnmộtchiều
cho các cuộndâykíchtừ nhằm:
-Giữđiện áp không đổi khi phụ tảibiến đổi.
-Nâng cao giớihạncôngsuấttruyềntải từ nhà máy
điệnvàohệ thống đảm để bảo ổn định tĩnh và ổn định
động.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
6
-Trong chếđộlàm việcbìnhthường, bộ tựđộng
điềuchỉnh kích từ (TĐK) sẽ:
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
* Điềuchỉnh điệnáptrênđầucực máy phát.
* Thay đổilượng công suấtphản kháng.
* Nâng cao ổn định tĩnh và ổn định động cho hệ thống
điện.
4
7
-Trong chếđộsự cố (ngắnmạch):
* Chỉ có bộ phậnkíchtừ cưỡng bứclàmviệcmàcho
phép duy trì điệnápcủalưới ổn định.
* Hiệuquả thựchiện nhiệmvụ trên phụ thuộcvào:
-Đặctrưng và thông số củahệ thống kích từ.
-Cũng như kếtcấucủabộ phậntựđộng điều
chỉnh kích từ.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
8
Hệ kích từ máy phát đồng bộ phải đảmbảo:

t(s)
0,5
U
tdm
U
tm(0,5)
U
t
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
10
3. Để bảovệ cách điệncủadâyquấnkíchtừ khi sự cố
ngắnmạch nộibộ dây quấnstator.
Æ Triệttừ trường kích thích.
Æ Nghĩalàgiảm nhanh dòng I
t
đến không mà
điệnáptrênđiệntrở triệttừ R
T
không vượt quá
5 lầnU
tdm.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
6
11
Hệ thống kích từ có thểđượcchế tạotheo3 loạisau:
-Hệ thống kích từ dùng máy phát điệnmột
chiều
-Hệ thống kích từ dùng máy phát điện xoay

) khi I = 0; f = f
đm
.
2. Đặc tính ngắnmạch I
n
= f(i
t
) khi U = 0; f = f
đm
.
3. Đặc tính ngoài U = f(I) khi i
t
= const; cos
ϕ
= const
và f = f
đm
.
4. Đặc tính điềuchỉnh i
t
= f(I) khi U = const; cos
ϕ
=
const và f = f
đm
.
5. Đặc tính tải U = f(i
t
) khi I = const, cos
ϕ

Và thường được tính ở nhiệt độ 75
0
C.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
9
17
2. Tổnhaosắttừ là công suấtmất mát trên
mạch từ (gông và răng) do từ trường biến đổi
hình sin (ứng vớitầnsố f
1
)
-Tổnhaonàyphụ thuộcvàotrị số của:
* Từ cảm.
* Tầnsố.
* Trọng lượng lõi thép.
* Chấtlượng của tôn silic.
* Trình độ công nghệ chế tạolõithép.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
18
3. Tổnhaokíchtừ là công suấttổn hao trên
điệntrở củadâyquấnkíchtừ và của các chổi
than.
Nếu máy kích từđặttrêntrụccủamáyđồng bộ
thì công suấttổnhaotrênphải chia cho hiệusuất
của máy kích từ.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
10

tải không đốixứng
Trong khi cung cấp điệncóthể xảyratrường hợp:
Tảicủa các pha không bằng nhau, hộ dùng điệncủa
một pha nào đócóthể rấtlớn.
Æ Máy phát điện đồng bộ sẽ làm việcvớitải không
đốixứng.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
12
23
Khi đó, trong máy phát điện đồng bộ sẽ sinh ra một
số hiệntượng bấtlợinhư:
-điện áp không đốixứng,
-các sóng điều hòa s.đ.đ.,
-dòng điệnbậc cao xuấthiệnlàmtổnhaotăng lên,
-rotor nóng,
-máy rung,…
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
24
-Giớihạntải không đốixứng của máy phát điện đồng
bộ xảy ra khi có ngắnmạch không đốixứng trong hệ
thống điệnlựchoặc ởđầucựcmáy(ngắnmạch một
pha với dây trung tính; ngắnmạch hai pha vớidây
trung tính).
-Tuy dòng điệnngắnmạch không đốixứng chỉ tồntại
trong mộtthờigianngắn vì các rơle bảovệ máy phát
điệnsẽ
tác động,
Nhưng cũng gây ra những lực điệntừ hoặchiệu ứng

máy phát điện đồng bộ và các nhà máy điện
đượclàmviệc chung trong hệ thống điện.
Như vậy, trong hệ thống điệncórất nhiềumáy
phát điện đồng bộ làm việc song song.
IV. Máy phát điện đồng bộ làm việc song
song:
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
28
Việcnối các máy phát điệnlàmviệc chung trong
mộthệ thống điệnlàcầnthiết. Vì:
-có ưu điểmgiảmbớtvốn đầutưđặt máy phát
điệndự trữđềphòng sửachữavàsự cốđểđảm
bảo an toàn cung cấp điện,
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
15
29
-Hoặcsử dụng hợplýcácnguồnnăng lượng như:
*cho các trạmthuỷđiệnlàmviệcvớicông
suấtlớn trong mùa mưalũđểgiảmbớt công suất
của các trạm nhiệt điện.
Do đó, tiếtkiệm đươc than trong thờigian
đó,
Æ Nâng cao đươc các chỉ tiêu kinh tế và kỹ
thuậtkhithiếtkế và vận hành.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
30
Khi ghép một máy phát điện đồng bộ làm việc song

-Điệnápcủamáyvàcủalướiphải trùng pha nhau.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
32
Khi ghép song song:
-Việc điềuchỉnh điệnáp, U
F
của máy phát điện đồng
bộđượcthựchiệnbằng cách:
Æ Thay đổi dòng điệnkíchthíchcủamáy
-Việc điềuchỉnh tầnsố, f
F
đựơc điềuchỉnh bằng cách:
Æ Thay đổimoment hoặctốc độ quay của động cơ sơ
cấpkéomáyphátđiện.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
17
33
* Sự trùng pha giữa điệnápcủa máy phát điệnvàcủa
lưới điện đượckiểmtrabằng:
-đèn vônmet có chỉ số không.
-dụng cụđo đồng bộ.
* Thứ tự pha của máy phát điệnthường chỉđượckiểm
tra mộtlần sau khi lắp ráp máy và hòa đồng bộ vớilưới
điệnlần đầu.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
34
V. Hòa máy phát vào mạng

1. Phương pháp đồng bộ chính xác
Theo phương pháp này, máy phát đượckíchtừ và
tăng tốc độ quay gầnbằng tốc độ đồng bộ.
Thời điểm đóng đồng bộ vào mạng đượcchọnbởi
nhân viên vậnhànhhoặc do thiếtbị tựđộng theo các
điềukiện:
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
38
-Vậntốc góc của máy phát bằng vậntốc góc củahệ
thống.
- Điệnápcủa máy phát bằng điệnápcủahệ thống.
-Thứ tự các pha trùng nhau.
Nếu các điềukiệntrênthỏa mãn thì dòng cân bằng sẽ
không xuấthiện.
Tuy nhiên, việcthựchiện chính xác các điềukiệntrên
là rấtkhókhăn. Vì vậy, thông thường lúc đóng máy
phát vào hệ thốngvẫn có dòng cân bằng xuấthiện.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
20
39
2. Phương pháp tựđồng bộ
* Bước1:
-Trướchết, cần đóng vào mạch rotor máy phát một
điệntrở dậptắtvàchuẩnbịđưacơ cấutựđộng điều
chỉnh kích từ vào làm việc.
-Trường hợp không có điệntrở dậptắt thì biếntrở
trong mạch kích từđược đặt ứng vớivị trí không tải.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy

Lúc đó, nếu máy phát nào có vectơđiệnápvượttrước
thì sẽ có tác dụng gia tốcnhưđộng cơđiện.
Vì vậy, quá trình đồng bộ diễn ra khá nhanh.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
22
43
-Thờigiancủa quá trình đồng bộ phụ thuộcvàotrị số
X
kd
củacuộn kháng điện.
Nếutrị số này nhỏ thì quá trình hòa sẽ diễn ra nhanh,
nhưng giá trị dòng điện xung kích có thể sẽ lớn Æ gây
mấtan toàn.
Trị số kháng điện:
n
n
kd
I
kU
X
3,1
8
=
k: hệ số tính đến thành phần không
chu kỳ của dòng điện, k = 1,6 – 1,9
U
n
và I
n

phát khác vớitầnsố hệ thống)
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
46
* Khi điều trên xảyrathìcầnphảitiếnhànhxử lý
như thế nào ?
Việcxử lý sẽ phụ thuộc vào các tình huống diễnratiếp
theo đó.
Nếu
chỉ số của các đồng hồ (tầnsố, điện áp, dòng điện)
dao động mộtvàilầnsauđótrở lạibìnhthường,
Thì
cho phép tiếptụcvậnhành.
Những biểuhiệntrênchothấy điềukiện hòa đồng bộ
chưatốt Æ gây nên dòng điện xung kích lớn trong máy.
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
24
47
Nếu:
Các đồng hồ vẫncòntiếptụcdaođộng mạnh
Thì cầnkiểmtra
:
- Điện áp qua stator có bình thường không ?
-Thiếtbị hòamáycótốt không ?
- Đồng hồđo có chính xác không ?
Vậnhànhvàđiềukhiểnhệ thống điện–TS. Huỳnh Châu Duy
Chương 2 – Vậnhànhmáyphátđiện
48
Nếukếtquả kiểm tra các phần trên không có vấn đề gì

Trích đoạn Sự cố rotor chạm masse hai điểm

---