Chương 2 : Hệ thống kích từ máy phát

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

1.158
lượt xem 419
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khái niệm chung Hệ thống kích từ có nhiệm vụ cung cấp dòng điện một chiều cho các cuộn dây kích thích của máy phát điện đồng bộ. Dòng kích thích phải có khả năng điều chỉnh đ-ợc để đảm bảo chế độ làm việc luôn ổn định, kinh tế của máy phát điện với chất l-ợng điện năng cao. Trong chế độ làm việc bình th-ờng, điều chỉnh dòng kích từ sẽ điều chỉnh đ-ợc điện áp đầu cực máy phát, và thay đổi l-ợng công suất phản kháng phát vào l-ới. Ù Đồ thị điện áp kích...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 2 : Hệ thống kích từ máy phát

Chương 2 : HÖ thèng kÝch tõ m¸y ph¸t II.1 Kh¸i niÖm chung HÖ thèng kÝch tõ cã nhiÖm vô cung cÊp dßng ®iÖn mét chiÒu cho c¸c cuén d©y kÝch thÝch cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé. Dßng kÝch thÝch ph¶i cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh ®-îc ®Ó ®¶m b¶o chÕ ®é lµm viÖc lu«n æn ®Þnh, kinh tÕ cña m¸y ph¸t ®iÖn víi chÊt l-îng ®iÖn n¨ng cao. Trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th-êng, ®iÒu chØnh dßng kÝch tõ sÏ ®iÒu chØnh ®-îc ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t, vµ thay ®æi l-îng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ph¸t vµo l-íi. Uf Ufgh Uf®m + 0,632 ( Ufgh - Uf®m ) §å thÞ ®iÖn ¸p kÝch thÝch Uf®m c-ìng bøc t¨ng theo quy luËt hµm mò. 0 Te t Hµm biÕn thiªn ®iÖn ¸p kÝch tõ c-ìng bøc Uf(t) = Ufgh – ( Ufgh - Uf®m ) e-t/ Te (*)
Te – h»ng sè thêi gian cña hÖ thèng kÝch tõ Ufgh - ®iÖn ¸p kÝch tõ giíi h¹n Uf®m - ®iÖn ¸p kÝch tõ ®Þnh møc II.2 Ph©n lo¹i vµ ®Æc ®iÓm cña mét sè hÖ thèng kÝch tõ HÖ thèng kÝch tõ cã thÓ chia lµm bèn nhãm chÝnh:  HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu  HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu vµ chØnh l-u  HÖ thèng kÝch tõ dïng ®iÖn xoay chiÒu vµ chØnh l-u cã ®iÒu khiÓn.  HÖ thèng kÝch tõ dïng b¨m ¸p mét chiÒu. II.2.1 HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu Trªn h×nh II-2 lµ s¬ ®å hÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu. §Ó ®iÒu chØnh dßng kÝch tõ If ta thay ®æi dßng ®iÖn kÝch tõ trong c¸c cuén kÝch tõ cña m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu. BiÕn trë R®c cho phÐp ®iÒu chØnh b»ng tay dßng ®iÖn trong cuén d©y kÝch tõ chÝnh C1. Khi T§K lµm viÖc, dßng ®iÖn trong c¸c cuén C2 vµ C3 ®-îc ®iÒu chØnh tù ®éng. VÝ dô dßng trong cuén C2 ®iÒu chØnh øng víi chÕ ®é lµm viÖc b×nh th-êng, C2 øng víi chÕ ®é kÝch thÝch c-ìng bøc. N¨ng l-îng vµ tÝn hiÖu ®iÒu chØnh cung cÊp cho T§K ®-îc nhËn qua m¸y biÕn dßng vµ m¸y biÕn ¸p phÝa ®Çu cùc cña m¸y ph¸t ( cã khi lÊy tõ phÝa cao ¸p cña m¸y biÕn ¸p t¨ng ).
C3 C2 C1 CF IF BI KT MF BU R®c T§K tíi thiÕt bÞ ®o H×nh II-2. S¬ ®å hÖ thèng kÝch tõ dïng l-êng m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu M¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu trong hÖ thèng kÝch tõ còng cã thÓ ®-îc kÝch thÝch ®éc lËp. Khi ®ã mét m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu nhá h¬n sÏ ®-îc dïng lµm nguån cung cÊp cho cuén d©y C1 cña m¸y ph¸t ®iÖn kÝch thÝch chÝnh. C¸c ph-¬ng ph¸p quay m¸y ®iÖn kÝch thÝch. c BA MP a) § MP b) § MP MP c) a ) M¸y ph¸t ®iÖn kÝch thÝch nèi cïng trôc víi m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh. b ) M¸y ph¸t ®iÖn kÝch thÝch quay bëi ®éng c¬ sö dông ®iÖn ¸p l-íi. c ) MP§ kÝch thÝch quay bëi ®éng c¬ sö dông n¨ng l-îng tõ MP§ c«ng
Nh-îc ®iÓm chung cña hÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu lµ h»ng sè thêi gian Te lín ( 0,3  0,6 ) gi©y vµ giíi h¹n ®iÒu chØnh kh«ng cao (Ufgh  2 ). Ngoµi ra do cã vµnh gãp vµ chæi ®iÖn c«ng suÊt chÕ t¹o bÞ h¹n chÕ. II.2.2 HÖ thèng kÝch tõ dïng m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu vµ chØnh l-u HÖ thèng kÝch tõ d¹ng nµy cã hai lo¹i chÝnh: Dïng m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu tÇn sè cao vµ m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu kh«ng vµnh tr-ît. ¦u ®iÓm cña m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu tÇn sè cao, dßng ®iÖn mét chiÒu sau khi qua chØnh l-u cã chÊt l-îng æn ®Þnh ( ®é b»ng ph¼ng cao ), thiÕt bÞ cã kÝch th-íc nhá, ngoµi ra thiÕt bÞ lµm viÖc víi tÇn sè cao cßn cã kh¶ n¨ng chèng ®-îc nhiÔu c«ng nghiÖp. M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu tÇn sè cao ®-îc chÕ t¹o theo kiÓu c¶m øng. R«to kh«ng cã cuén d©y, cuén d©y kÝch tõ ®-îc ®Æt ë phÇn tÜnh. Tõ th«ng thay ®æi lµ nhê vµo kÕt cÊu r¨ng r·nh cña r«to.
Dßng ®iÖn nµy qua bé chØnh l-u ba pha CL biÕn ®æi thµnh dßng mét chiÒu. H×nh II-4 tr×nh bµy s¬ ®å hÖ thèng kÝch tõ dïng MP§ xoay chiÒu tÇn sè cao vµ chØnh l-u. C3 C2 C1 Ff CL BI CF F BU IF T§K H×nh II-4. HÖ thèng kÝch tõ dïng MP§ xoay chiÒu vµ chØnh l-u Cuén kÝch tõ chÝnh C1 cña m¸y ph¸t ®iÖn ( MP§ ) kÝch thÝch th-êng ®-îc nèi nèi tiÕp víi cuén kÝch tõ Cf cña m¸y ph¸t. C¸c cuén kÝch tõ phô C2 vµ C3 ®-îc cung cÊp vµ ®iÒu chØnh qua thiÕt bÞ T§K víi n¨ng l-îng nhËn tõ phÝa ®Çu cùc cña MP§ ®ång bé ( qua BU vµ BI ). Dïng MP§ xoay chiÒu tÇn sè cao lµm nguån cung cÊp, hÖ thèng kÝch tõ cã thÓ chÕ t¹o ®-îc víi c«ng suÊt kh¸ lín vµ cã thÓ ¸p dông cho c¸c m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé cã c«ng suÊt tõ (100– 300)MW. H¹n chÕ c«ng suÊt trong tr-êng hîp nµy chñ yÕu vÉn do tån t¹i vµnh tr-ît vµ chæi ®iÖn. Ph-¬ng ph¸p nµy cßn cã nh-îc ®iÓm lµ h»ng sè thêi gian Te lín vµ Ufgh nhá. §Ó t¨ng c«ng suÊt kÝch tõ lªn n÷a ng-êi ta ¸p dông hÖ thèng kÝch tõ kh«ng vµnh tr-ît ( h×nh B-5 ) HÖ thèng kÝch tõ nµy sö dông mét m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu ba pha quay cïng trôc víi MP§ chÝnh lµm nguån cung cÊp cho cuén kÝch tõ MP§ ®ång bé chÝnh. M¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu cho
kÝch tõ cã kÕt cÊu ®Æc biÖt: Cuén kÝch tõ ®Æt ë stato, cuén d©y ba pha ®Æt ë r«to. Dßng ®iÖn xoay chiÒu ba pha t¹o ra tõ m¸y tõ m¸y kÝch thÝch ®-îc chØnh l-u thµnh dßng ®iÖn mét chiÒu nhê mét bé chØnh l-u c«ng suÊt lín g¾n ngay trªn trôc r«to cña m¸y ph¸t. Nhê vËy, cuén d©y kÝch tõ cña m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh Cf nhËn ngay ®-îc dßng ®iÖn mét chiÒu mµ kh«ng cÇn vµnh tr-ît vµ chæi ®iÖn. §Ó cung cÊp nguån cho cuén d©y kÝch tõ cña m¸y ph¸t kÝch thÝch (®Æt ë stato ) dïng bé chØnh l-u cã ®iÒu khiÓn, nguån cung cÊp cho nã cã thÓ lÊy tõ mét m¸y ph¸t xoay chiÒu tÇn sè cao hoÆc tõ nguån ®iÖn xoay chiÒu bÊt kú. CL CLdk BU F1 F BI phÇn quay T§K H×nh II-5. HÖ thèng kÝch tõ kh«ng vµnh tr-ît T¸c ®éng cña T§K ®-îc ®Æt trùc tiÕp vµo cöa ®iÒu khiÓn cña bé chØnh l-u cÊp ®iÖn cho cuén kÝch tõ cña m¸y ph¸t kÝch, lµm thay ®æi dßng kÝch tõ t-¬ng øng víi môc ®Ých ®iÒu chØnh. ¦u ®iÓm cña ph-¬ng ph¸p nµy lµ n©ng cao ®-îc c«ng suÊt chÕ t¹o cña m¸y ph¸t ®iÖn v× kh«ng cã chæi than vµ vµnh tr-ît. H»ng sè thêi gian kÝch tõ Te kh¸ nhá kho¶ng ( 0,1 – 0,15 )gi©y, ®iÖn ¸p kÝch thÝch giíi h¹n Ufgh t-¬ng ®èi lín. Tuy nhiªn nã cã nh-îc ®iÓm lµ chÕ t¹o phøc t¹p, gi¸ thµnh thiÕt bÞ ®¾t tiÒn.
II.2.3 HÖ thèng kÝch tõ dïng chØnh l-u cã ®iÒu khiÓn Gi¶m thËt nhá h»ng sè thêi gian kÝch tõ Te lµ mét yªu cÇu kü thuËt quan träng xuÊt ph¸t tõ c¸c bµi to¸n ®¶m b¶o ®é æn ®Þnh vµ chÊt l-îng ®iÖn n¨ng. H»ng sè thêi gian Te ®-îc x¸c ®Þnh lµ h»ng sè thêi gian t-¬ng ®-¬ng cña tÊt c¶ c¸c kh©u, tõ tÝn hiÖu ra cña bé T§K ®Õn ®iÖn ¸p kÝch tõ Uf cña m¸y ph¸t ®ång bé vµ th-êng kh¸ lín do qu¸n tÝnh ®iÖn tõ cña m¸y ph¸t kÝch thÝch. VËy nÕu t¸c ®éng cña T§K trùc tiÕp vµo ®iÖn ¸p kÝch thÝch Uf th× h»ng sè thêi gian Te sÏ gi¶m ®i nhiÒu. VÊn ®Ò nµy ®· ®-îc gi¶i quyÕt khi xuÊt hiÖn c¸c lo¹i chØnh l-u ®iÒu khiÓn c«ng suÊt lín (sö dông Tiristor ... ). S¬ ®å hÖ thèng kÝch tõ trë nªn ®¬n gi¶n ( h×nh II-6 ). N¨ng l-îng cung cÊp cho cuén d©y kÝch thÝch cña MP§ ®ång bé cã thÓ tõ mét m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu ba pha cã tÇn sè tõ ( 50 – 500 )Hz, hoÆc tõ l-íi ®iÖn tõ dïng. Trong m¹ch chØnh l-u cã ®iÒu khiÓn, ngoµi ®iÒu kiÖn thuËn chiÒu cña ®iÖn ¸p trªn chØnh l-u, cßn ®ßi hái mét tÝn hiÖu ( dßng ®iÖn ) xuÊt hiÖn trªn cùc ®iÒu khiÓn th× bé chØnh l-u míi cho phÐp dÉn dßng qua. Th-êng ng-êi ta ¸p dông chØnh l-u ba pha cã ®iÒu khiÓn trong c¸c hÖ thèng kÝch tõ. Tèc ®é ®iÒu chØnh cña hÖ thèng nµy nhanh, cã thÓ coi nh- t¸c ®éng tøc thêi vµo ®iÖn ¸p kÝch tõ. H»ng sè thêi gian chØ cßn kho¶ng Te = ( 0,02 – 0,04 )gi©y. nguån CLdk cÊp F tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn T§K
Do -u ®iÓm cña hÖ thèng kÝch tõ lo¹i nµy, chóng ®-îc ¸p dông trong c¸c m¸y ph¸t ®iÖn c«ng suÊt trung b×nh vµ lín cã yªu cÇu cao vÒ chÊt l-îng ®iÒu chØnh. II.2.4 HÖ thèng kÝch tõ dïng b¨m ¸p mét chiÒu cã ®iÒu khiÓn. N1 N2 R2 1 T1 T2 C Rd d T3 S¬ ®å m¹ch ®éng lùc b¨m ¸p mét chiÒu. Ud Id 0 t  
S¬ ®å ®iÖn ¸p & dßng ®iÖn ®èi víi t¶i c¶m. Khi ta ®iÒu chØnh gãc më cña Tiristor () vµ ®iÒu chØnh thêi gian chu kú (T) ta ®iÖn chØnh ®-îc dßng ®iÖn t¶I thay ®æi .dßng ®iÖn nµy cung cÊp cho cuén kÝch tõ cña m¸y ph¸t. §Æc ®iÓm: §©y lµ s¬ ®å míi cã ®é ®iÒu chØnh cña hÖ thèng nhanh, cã thÓ coi nh- t¸c ®éng tøc thêi vµo ®iÖn ¸p kÝch tõ. Bªn c¹nh ®ã sù ®ãng c¸c van cßn gÆp nhiÒu khã kh¨n, m¹ch ®iÒu khiÓn phøc t¹p do ®ã ch-a ®-îc sö dông réng r·i.