Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
1 LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình do tôi tổng hợp và nghiên
cứu. Trong luận văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo như đã nêu trong
phần tài liệu tham khảo.
Tác giả luận văn
Đào Duy Yên
HTĐ
Hệ thống điện
Power Sytem
CSTD
Công suất tác dụng
Active Power
CSPK
Công suất phản kháng
Reactive Power
SSG
Máy phát đồng bộ tĩnh
Static synchronours Generator
UEL
Khối giới hạn thiếu kích từ
Under Excitation Limit
OEL
Khối giới hạn quá kích từ
Over Excitation Limit
HVG
Cổng chọn giá trị cao
Hight Value Gate
LVG
Cổng chọn giá trị thấp
Low Value Gate
Hình 1.3
Trạng thái ổn định tức thời
24
Hình 1.4
Ảnh hưởng của tác động nhanh đến hệ thống kích từ
25
Hình 1.5
Dao động máy phát làm việc song song
26
Hình 1.6
Dao động cục bộ
27
Hình 1.7
Dao động liên khu vực
27
Hình 2.1
Đồ thị sức điện động của máy phát điện cực lồi ở tải có tính
cảm và có tính dung
34
Hình 2.2
Đồ thị sức điện động của máy phát điện cực ẩn ở tải có tính
cảm và có tính dung
35
Hình 2.3
Đồ thị đặc tính góc công suất tác dụng P=f(δ) của máy phát
cực ẩn và máy phát cực lồi
36
Hình 2.4
Đặc tính góc CSPK của máy phát điện cực lồi
37
59
Hình 3.2
Hệ thống kích từ bằng máy phát điện xoay chiều tần số
61
Hình 3.3
Sơ đồ mô phỏng hệ thống kích từ bằng máy phát điện xoay chiều
61
Hình 3.4
Hệ thống kích từ tĩnh
62
Hình 3.5
Sơ đồ mô phỏng hệ thống kích từ tĩnh
62
Hình 3.6
Bộ ổn định công suất dựa vào tín hiệu PSS1A
64
Hình 3.7
Sơ đồ khối bộ ổn định công suất PSS2A
66
Hình 3.8
Sơ đồ khối bộ ổn định công suất PSS2B
67
Hình 3.9
Mô tả PSS2A và PSS2B kết nối với hệ thống tuabin – máy phát
67
Hình 3.10
Sơ đồ khối của bộ ổn định công suất PSS3B
68
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
Hình 3.19
Điện áp đầu cực máy phát
75
Hình 3.20
Đáp ứng điện áp kích từ có PSS và không có PSS
75
Hình 3.21
Sai lệch góc roto
76
Hình 3.22
Công suất máy phát
76
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VỚI HỆ THỐNG KÍCH TỪ TĨNH
Hình 3.23
Điện áp đầu cực máy phát
78
Hình 3.24
Đáp ứng điện áp kích từ có PSS và không có PSS
78
Hình 3.25
Sai lệch góc roto
79
Hình 3.26
Công suất máy phát
79
10
1.1.2. Chế độ của HTĐ.
10
1.1.3. Yêu cầu đối với các chế độ của HTĐ.
11
1.2. Khái niệm Ổn định HTĐ.
12
1.2.1. Cân bằng công suất.
12
1.2.2. Định nghĩa Ổn định HTĐ.
14
1.2.3. Các dạng mất ổn định.
17
1.3. Hệ thống kích từ máy phát
18
1.3.1. Khái niệm chung
18
1.3.2. Thành phần của hệ thống kích từ
19
1.3.3. Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát
19
1.3.4. Bộ chỉnh lưu kích từ thyristor
21
1.3.5. Một số hệ thống kích từ cho máy phát điện đồng bộ
21
1.4. Hệ thống ổn định công suất
22
1.4.1. Trạng thái ổn định
22
1.4.2. Trạng thái ổn định tức thời
33
2.1.5. Công suất điện từ của máy phát điện đồng bộ
35
2.1.6. Điều chỉnh công suất tác dụng và công suất phản kháng
37
2.1.7. Các đặc tính của máy phát đồng bộ
43
2.2. Mô hình toán học của máy phát điện đồng bộ
47
2.2.1. Phương trình máy điện ở hệ trục ba pha
47
2.2.2. Phương trình máy điện đồng bộ viết ở hệ trục vuông góc
48
2.2.3. Phương trình vi phân máy phát đồng bộ
55
2.2.4. Phương trình máy điện đồng bộ viết ở đại lượng tương đối
55
2.3. Kết luận chương II
58
CHƢƠNG 3: CẤU CHÚC HỆ THỐNG KÍCH TỪ VÀ ỔN ĐỊNH
CÔNG SUẤT
59
3.1. Các phương pháp kích từ cho máy phát
59
3.1.1. Hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều
59
3.1.2. Hệ thống kích từ dùng máy phát điện xoay chiều tần số cao.
60
3.1.3. Hệ thống kích từ tĩnh ( Static Exciter )
62
73
3.4.2. Thông số các phần tử chính
73
3.4.3. Kết quả mô phỏng
74
3.4.4. Kết quả mô phỏng hệ thống kích từ tĩnh
75
3.4.5. Kết quả mô phỏng hệ thống kích từ dung máy phát điện xoay chiều
78
3.5. Nhận xét kết quả mô phỏng
80
3.6. Kết luận chương III
80
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
81
TÀI LIỆU THAM KHẢO
82
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm qua, với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế và từng
bước công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, nhu cầu sử dụng điện của nước
trình độ thực tế của tôi còn bị hạn chế nên trong quá trình thiết kế tôi không
tránh khỏi những thiếu sót. Nên bản luận văn của tôi vẫn còn có chỗ chưa
được hoàn thiện. Tôi rất mong được sự chỉ dẫn chân thành của các thầy cô
và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn của tôi đạt chất lượng tốt.
Tôi xin chân thành cám ơn!
Thái nguyên, ngày 30 tháng 08 năm 2011
Tác giả luận văn
Đào Duy Yên
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
9
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
10
- Các phần tử điều chỉnh làm nhiệm vụ điều chỉnh và biến đổi trạng thái
HTĐ như điều chỉnh kích từ máy phát đồng bộ, điều chỉnh tần số, bảo vệ rơle,
máy cắt điện…
Mỗi phần tử của HTĐ được đặc trưng bởi các thông số, các thông số này
được xác định về lượng bởi tính chất vật lý của các phần tử, sơ đồ liên lạc giữa
chúng và nhiều sự giản ước tính toán khác. Ví dụ: Tổng trở, tổng dẫn của đường
dây, hệ số biến áp, hệ số khuếch đại của bộ phận tự động điều chỉnh kích thích…
Các thông số của các phần tử cũng được gọi là các thông số của HTĐ.
Nhiều thông số của HTĐ là các đại lượng phi tuyến, giá trị của chúng phụ
thuộc vào dòng công suất, tần số… như là X, Y, độ từ hoá… trong phần lớn các
bài toán thực tế có thể coi là hằng số và như vậy ta có hệ thống tuyến tính. Nếu
tính đến sự biến đổi của các thông số ta có hệ thống phi tuyến, đây là một dạng
phi tuyến của HTĐ, dạng phi tuyến này chỉ phải xét đến trong một số ít trường
hợp như khi phải tính đến độ bão hoà của MF, MBA trong các bài toán ổn định.
1.1.2. Chế độ của HTĐ.
Tập hợp các quá trình xảy ra trong HTĐ và xác định trạng thái làm việc
của HTĐ trong một thời điểm hay một khoảng thời gian nào đó gọi là chế độ
của HTĐ.
Các quá trình nói trên được đặc trưng bởi các thông số U, I, P, Q, f, …
tại mọi điểm của HTĐ. Ta gọi chúng là các thông số chế độ, các thông số này
khác với các thông số hệ thống ở chỗ nó chỉ tồn tại khi HTĐ làm việc. Các
thông số chế độ xác định hoàn toàn trạng thái làm việc của HTĐ.
Các thông số chế độ quan hệ với nhau thông qua các thông số HTĐ,
nhiều mối qua hệ này có dạng phi tuyến. Ví dụ P = U
2
và tần số) phải nằm trong giới hạn được quy định bởi các tiêu chuẩn.
- Đảm bảo độ tin cậy: các phụ tải được CCĐ liên tục với chất lượng đảm
bảo. Mức độ liên tục này phải đáp ứng được yêu cầu của các hộ dùng điện và
điều kiện của HTĐ.
- Có hiệu qủa kinh tế cao: chế độ thoả mãn độ tin cậy và đảm bảo chất lượng
điện năng được thực hiện với chi phí sản xuất điện, truyền tải và phân phối điện
năng nhỏ nhất.
- Đảm bảo an toàn điện: phải đảm bảo an toàn cho người vận hành,
người dùng điện và thiết bị phân phối điện.
b. CĐXL sau sự cố, yêu cầu là:
Các yêu cầu mục a được giảm đi nhưng chỉ cho phép kéo dài trong một
thời gian ngắn, sau đó phải có biện pháp hoặc là thay đổi thông số của chế độ
hoặc là thay đổi sơ đồ hệ thống để đưa chế độ này để về CĐXL bình thường.
c. Chế độ quá độ (CĐQĐ), yêu cầu là:
- Chấm dứt một cách nhanh chóng bằng CĐXL bình thường hay CĐXL
sau sự cố.
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
12
- Trong thời gian quá độ các thông số biến đổi trong giới hạn cho phép
như: giá trị của dòng điện ngắn mạch, điện áp tại các nút của phụ tải khi ngắn
mạch…
- Các yêu cầu của HTĐ được xét đến khi thiết kế và được bảo đảm bằng
cách điều chỉnh thường xuyên trong quá trình vận hành HTĐ.
1.2. Khái niệm Ổn định HTĐ.
1.2.1. Cân bằng công suất.
Điều kiện cần để CĐXL có thể tồn tại là sự cân bằng công suất tác dụng
(CSTD) và công suất phản kháng (CSPK). Công suất do các nguồn sinh ra
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
13
đóng thêm một phụ tải CSPK thì lập tức điện áp toàn hệ thống sẽ giảm làm
cho các phụ tải phản kháng khác sẽ giảm đi cho tới khi đạt lại sự cân bằng
CSPK. Tất nhiên sự điều chỉnh này chỉ thực hiện được trong phạm vi cho
phép.
Các điều kiện cân bằng công suất (1.1) và (1.2) và (1.3) là các cơ sở xuất
phát để tính toán các chế độ của HTĐ. Từ các điều kiện ấy ta tính được các
thông số của chế độ U, I, P, Q…
Để đảm bảo sự làm việc đúng đắn của phụ tải điện và HTĐ, quy định các
giá trị cân bằng cho CSTD và CSPK như sau:
- Công suất tác dụng là cân bằng khi tần số của hệ thống bằng tần số
đồng bộ f (50 hay 60 Hz) hoặc là nằm trong giới hạn cho phép:
maxcpmincp
fff
.
- Công suất phản kháng là cân bằng khi điện áp tại các nút của HTĐ nằm
trong giới hạn cho phép:
maxcpmincp
UUU
.
Khi điện áp và tần số lệch khỏi các giá trị cho phép thì xem như sự cân
bằng công suất không đảm bảo và cần có biện pháp để bảo đảm chúng.
Sự cân bằng CSTD có tính chất toàn hệ thống. Vì ở tất cả các điểm trên
hệ thống tần số luôn có giá trị chung. Việc đảm bảo tần số do đó dễ thực hiện,
chỉ cần điều chỉnh công suất tại một nhà máy nào đó.
Trái lại, sự cân bằng CSPK mang tính chất cục bộ thừa chỗ này thiếu chỗ
C
P
của các máy công cụ:
PTC
PP
.
1.2.2. Định nghĩa Ổn định HTĐ.
Điều kiện cân bằng công suất không đủ cho một CĐXL tồn tại trong
thực tế. Vì các chế độ trong thực tế luôn bị các kích động từ bên ngoài. Một
chế độ thoả mãn các điều kiện cân bằng công suất muốn tồn tại được trong
thực tế phải chịu đựng được các kích động mà điều kiện cân bằng công suất
không bị phá huỷ.
Các kích động đối với chế độ HTĐ được chia làm 2 loại: các kích động
nhỏ và các kích động lớn.
c. Ổn định tĩnh.
Các kích động nhỏ xảy ra liên tục và có biên độ nhỏ, đó là sự biến đổi
của thiết bị điều chỉnh… Các kích động này tác động lên roto của MF, phá
hoại sự cân bằng công suất ban đầu làm cho CĐXL tương ứng bị dao động.
CĐXL muốn duy trì được thì phải chịu được các kích động nhỏ này, có nghĩa
là sự cân bằng công suất phải được giữ vững trước các kích động nhỏ, nói
đúng hơn là sự cân bằng công suất phải được khôi phục sau các kích động
nhỏ, trong trường hợp đó ta nói rằng hệ thống có ổn định tĩnh.
Ta có, định nghĩa ổn định tĩnh:
Ổn định tĩnh là khả năng của HTĐ khôi phục lại chế độ ban đầu hoặc
rất gần chế độ ban đầu sau khi bị kích động nhỏ.
Như vậy ổn định tĩnh là điều kiện đủ để một CĐXL tồn tại trong thực tế.
b. Ổn định động.
Các kích động lớn xảy ra ít hơn so với các kích động nhỏ, nhưng có biên
độ khá lớn. Các kích động này xảy ra do các biến đổi đột ngột sơ đồ nối điện,
biến đổi của phụ tải điện và các sự cố ngắn mạch… Các kích động lớn tác
0
0
s
Trong đó: +
là tốc độ góc tức thời của các MF.
+
0
là tốc độ đồng bộ.
Khi đó HTĐ rơi vào chế độ không đồng bộ, công suất và các thông số
khác của chế độ dao động rất mạnh với biên độ lớn. Chế độ không đồng bộ
kéo dài sẽ dẫn đến:
- Hệ thống bị tan rã hoàn toàn, các MF bị cắt khỏi lưới và ngừng làm
việc.
- Chế độ đồng bộ lại được khôi phục, khi đó hệ thống có khả năng ổn định
tổng quát.
Ta có, định nghĩa ổn định tổng quát:
Ổn định tổng quát là khả năng của HTĐ lập lại chế độ đồng bộ sau khi
đã rơi vào chế độ không đồng bộ do mất ổn định tĩnh hoặc mất ổn định động.
d. Ổn định điện áp.
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
16
gh
P
cao
hơn công suất cần phát của nhà máy điện.
b. Mất ổn định dao động, có 2 dạng:
- Tự dao động tăng dần: nguyên nhân chính có thể xảy ra là không chỉnh
định đúng hệ thống tự động điều chỉnh kích từ (TĐK), góc
vừa dao động
vừa tăng lên. Để hạn chế tự dao động tăng dần phải chỉnh định đúng TĐK loại
tỷ lệ. Khi đường dây dài tải công suất lớn thì nên dùng TĐK loại mạnh có khả
năng hạn chế nguy cơ tự dao động tăng dần cao hơn so với TĐK loại tỷ lệ.
- Tự kích là hiện tượng dòng điện kích từ và dòng điện máy phát tự tăng
lên kéo theo sự biến đổi của điện áp máy phát. Tự kích hay xảy ra trong
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
17
trường hợp máy phát làm việc với đường dây dài không tải. Điện dung của
đường dây (do điện dung lớn hơn điện kháng nên đường dây thể hiện với máy
phát như một tụ điện) tạo với điện kháng, điện trở máy phát mạch dao động
R, L, C có tần số riêng
r
. Trong những điều kiện nhất định, năng lượng của
roto truyền sang làm cho mạch này dao động, nếu tần số riêng
r
gần bằng tần
18 1.3.2. Thành phần của hệ thống kích từ
Thiết bị kích từ bao gồm máy biến áp kiểu khô, bộ chỉnh lưu thyristor, bộ
điều chỉnh tự động điện áp AVR, bộ phận diệt từ, thiết bị bảo vệ quá áp và tất
cả trang thiết bị cần thiết cho việc điều khiển, bảo vệ hệ thống kích từ và máy
phát trong các điều kiện vận hành bình thường và sự cố.
Thiết bị kích từ ban đầu sẽ cung cấp dòng kích từ định mức thích hợp,
đảm bảo chắc chắn và ổn định phát xung mở cơ cấu chỉnh lưu thyristor. Thiết
bị cho phép kích hoạt các thiết bị kích thích từ các nguồn tạm thời bên ngoài
với công suất dòng kích từ liên tục tới 1,2 lần công suất định mức và có thể
điều chỉnh liên tục với các bước điều chỉnh 10% đến 100% điện áp đầu cực
máy phát, để kiểm soát sự bão hòa máy phát và thử nghiệm đặc tính trở kháng
trong thời gian vận hành.
Tất cả các tính năng điều khiển, bảo vệ và hoạt động của thiết bị tương
thích với chế độ điều khiển từ xa từ phòng điều khiển nhà máy. Điều khiển từ
xa được giới hạn trong một vài điều khiển, chẳng hạn chỉ với chức năng như
“khởi động-dừng” và tăng – giảm” thông qua bộ điều chỉnh tự động điện áp
và điều khiển bằng tay biến trở tăng – giảm.
1.3.3. Bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát
Để tự động điều chỉnh dòng kích từ của máy phát điện đồng bộ, người ta
sử dụng hệ thống tự động điều chỉnh kích từ có bộ phận điều khiển chính là
thiết bị tự động điều chỉnh điện áp (AVR – Automatic Voltage Regulator).
Thiết bị này có nhiệm vụ giữ cho điện áp đầu cực máy phát là không đổi (với
độ chính xác nào đó) khi phụ tải thay đổi và nâng cao giới hạn công suất
truyền tải của máy phát vào hệ thống lưới điện. Đặc biệt khi máy phát được
nối với hệ thống qua đường dây dài. Những yêu cầu chung với hệ thống tự
động điều chỉnh kích từ:
Điện áp kích từ giới hạn là điện áp kích từ lớn nhất có thể tạo ra được của
hệ thống kích từ. Giá trị điện áp này càng lớn thì phạm vi điều chỉnh dòng
kích từ càng rộng và càng có khả năng điều chỉnh nhanh. Đối với máy phát
điện tuabin hơi thường có U
fgh
2U
fđm
. Trong nhiều trường hợp để đáp ứng
các yêu cầu đảm bảo ổn định hệ thống, người ta chế tạo U
fgh
= (3 4) U
fđm
.
Tuy nhiên, U
fgh
càng cao đòi hỏi hệ thống kích từ phải có khả năng cách điện
cao.
Hằng số thời gian T
e
đặc trưng cho tốc độ thay đổi dòng kích từ. T
e
được
xác định bởi quán tính điện từ của các quận dây điện cảm. T
e
có trị số càng
nhỏ thì tốc độ điều chỉnh kích từ càng nhanh. Đặc trưng cho tính tác động
nhanh của hệ thống kích từ bằng tốc độ điện áp kích từ khi có kích thích
cưỡng bức.
1.3.4. Bộ chỉnh lƣu kích từ thyristor
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
- Hệ thống kích từ bằng máy phát điện xoay chiều tần số cao.
- Hệ thống kích từ không chổi than.
- Hệ thống kích từ tĩnh.
Những hệ thống kích từ này sẽ được trình bày ở chương 3.
1.4. Hệ thống ổn định công suất
1.4.1. Trạng thái ổn định
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
21
Trong trạng thái hoạt động ổn định, công suất điện đầu ra cân bằng với
công suất cơ đầu vào (bỏ qua tổn hao). Khi hệ thống bị tác động bởi sự cố,
hoặc phụ tải thay đổi nhanh, công suất điện phát ra sẽ thay đổi. Công suất
điện từ đầu ra có thể thay đổi nhanh chóng, nhưng công suất cơ trong máy
phát đồng bộ thay đổi tương đối chậm. Bởi tốc độ đáp ứng khác nhau, nên tồn
tại sự khác biệt tạm thời về cân bằng công suất. Sự mất cân bằng công suất
này làm cho rôto của máy phát đồng bộ quay nhanh hơn hoặc chậm đi, tùy
thuộc vào xu hướng của sự mất cân bằng.
Máy phát đồng bộ được xây dựng với một nguồn áp lý tưởng, E
g
, nối tiếp
với trở kháng, X
g
. Điện áp đầu cự máy phát, E
T
được gia cường để truyền tới
máy biến áp tăng thế được nối vào lưới qua đường truyền đặc trưng bởi điện
kháng, X
S
M
e
= M
S
+ M
C
(1.2)
Trong đó:
- M
S
là thành phần của mômen với góc rôtor thay đổi (được xem như
mômen đồng bộ).
- M
C
là thành phần mômen với tốc độ thay đổi (được xem như mômen hãm).
Cả hai thành phần của mômen đều có trong mỗi máy phát đồng bộ. Việc
thiếu mômen đồng bộ có thể làm mất đồng bộ. Việc mất đồng bộ có thể tránh
được nếu có một hệ thống kích từ đáp ứng ban đầu cao, hệ thống này có khả
năng cưỡng bức rất tốt và đáp ứng nhanh ngăn cản việc tăng hay giảm tốc độ
của rôtor. Để đạt hiệu quả đáp lại việc tăng tốc hay giảm tốc của rôtor, bộ
kích từ phải có khả năng cưỡng bức điện áp. Khi rôtor tăng tốc độ đối với từ
thông stator, góc rôtor tăng lên do mômen cơ cao hơn mômen điện. Hệ thống
kích từ phải tăng kích từ lên bằng cách cho điện áp trên điện áp kích từ định
mức tới các máy phát càng nhanh càng tốt. Ngượi lại, khi góc rôtor giảm đi
do mômen cơ thấp hơn mômen điện, hệ thống kích thích phải giảm kích từ đi
bằng việc cho điện áp dưới điện áp kích từ định mức tới các máy phát nhanh
nhất có thể.
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
công suất điện được giữ ở mức phù hợp với điểm trên đường cong góc công
suất (điểm 3). Sau khi khắc phục sự cố, công suất điện đầu ra của máy phát
trở nên lớn hơn so với công suất cơ. Điều mày sẽ làm giảm tốc độ tuabin
(điểm 4). Nếu có đủ mômen hãm sau khi khắc phục sự cố, máy phát sẽ ổn
định tạm thời ở mức ban đầu và sẽ quay dần trở lại điểm vận hành. Nếu
không đủ mômen hãm, góc công suất sẽ tiếp tục tăng cho đến khi quá trình
đồng bộ mất đi.
Ổn định hệ thống phụ thuộc vào thời gian khắc phục sự cố trong hệ thống
truyền tải. Thời gian khắc phục sự cố nhanh hơn làm cho việc tăng tốc của
rôtor sẽ nhanh hơn nhiều, đảm bảo khôi phục đủ các mômen đồng bộ với độ
an toàn rất lớn. ảnh hưởng này làm tăng nhu cầu cần lắp đặt cho các thiết bị
rơle bảo vệ tác động nhanh nhất nhằm bảo vệ được đường truyền tải điện.
1.4.3. Tác động của hệ thống kích từ đối với sự ổn định
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên -tnu.e
24
P
0
PP
max
PPP
M
O
90
O
180
O
Cong suat tua bin
25
ổn định tín hiệu nhỏ được định nghĩa như khả năng của hệ thống điện để
duy trì ổn định khi có sự xuất hiện của các tác động nhỏ. Những tác động nhỏ
này có thể thay đổi rất ít về phụ tải hay máy phát trong hệ thống. Nếu mômen
hãm không đủ, kết quả có thể là làm cho các dao động góc rôtor thay đổi với
biên độ lớn hơn. Các máy phát trong mạng sử dụng các điều khiển điện áp tự
động khuếch đại lớn có thể tạo nên việc thiếu hãm đối với các dao động hệ thống.
Như chúng ta đã nói đến trong phần trước về sự thay đổi các mômen điện
từ, M
e
chia thành hai thành phần là mômen đồng bộ và mômen hãm. Mômen
đồng bộ tăng sức hút giữa rôtor và từ thông stator, giảm góc , và hạn chế
nguy cơ sự cố. Mặt khác, mômen hãm có được do trễ pha hay sớm pha của
các dòng kích từ.
Có ba loại dao động được thử nghiệm với các máy phát và lưới điện, bao gồm:
Dao động máy phát làm việc song song: Những dao động liên quan đến
hai hoặc nhiều hơn các máy đồng bộ trong một nhà máy điện hoặc các nhà
máy gần nhau. Các máy quay với nhau, với tần số dao động trong khoảng 1,5
đến 3 Hz.
Hình 1.5. Dao động máy phát điện làm việc song song
Các dao động cục bộ: Những dao động này thường liên quan đến một
hoặc nhiều hơn các máy đồng bộ taih một trạm điện cùng quay với nhau khi
so với một hệ thống điện lớn hay trung tâm tải. Tần số dao động trong khoảng
0,7 đến 2 Hz. Những dao động này gây khó khăn khi nhà mát ở tải cao với hệ
thống đường truyền điện kháng cao.
Copyright: Tài liệu đại học ©