KHẢO SÁT DAO ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'khảo sát dao động trong hệ thống điện', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: KHẢO SÁT DAO ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Taøi lieäu höôùng daãn thí nghieäm h th ng ñi n Hoï vaø teân : ……………………………………… Lôùp : ………………………………………………… MSSV : …………………………………………… BAØI 9 KHAÛO SAÙT DAO ÑOÄNG TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÄN I. MUÏC ÑÍCH: ♦ Quan saùt ñaëc tính quaù ñoä cuûa ñoäng cô ñoàng boä ♦ Nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa quaùn tính vaø ñieän khaùng leân taàn soá dao ñoäng II. TOÙM TAÉT LYÙ THUYEÁT: Baøi thí nghieäm naøy lieân quan tôùi ñaëc tính cuûa ñoäng cô ñieän ñoàng boä khi chuùng bò thay ñoåi taûi ñoät ngoät. Ñeå giaûi thích ñôn giaûn, chuùng ta giaû söû raèng coâng suaát theo goùc pha cuûa ñoäng cô lôùn coù giaù trò ñænh laø 2MW nhö ôû hình 1 vaø giaû söû vò trí cuûa rotor khoâng taûi ñöôïc cho ôû hình 1(a). Caùc cöïc seõ quay ngöôïc laïi moät goùc 30° khi taûi ñöôïc taêng ñeán 1MW. Goùc 30° laø moät thöù töï höôùng cuûa ñoà thò cho tröôùc. Noù phaûn aùnh nhöõng gì xaûy ra khi taûi treân ñoäng cô ñöôïc taêng töø 0 ñeán 1MW. Hình 1 Nhöng neáu taûi 1MW ñöôïc aùp ñaët moät caùch ñoät ngoät thì rotor seõ quay ngöôïc veà sau moät goùc lôùn hôn 30° vaø coù theå dao ñoäng khoaûng töø 45 ñeán 50° töø vò trí khoâng taûi. ÔÛ moät möùc ñoä naøo ñoù, ñoäng cô seõ vöôït qua goùc 30° maø noù tieán ñeán, keát quaû laø khi ñoäng cô laøm vieäc, coâng suaát hoaït ñoäng seõ vöôït quaù giaù trò 1 MW. Chaúng haïn nhö neáu ñoäng cô dao ñoäng moät goùc 45° thì ngay laäp töùc ñoäng cô seõ phaùt ra 1,4MW trong khi taûi cô hoïc vaãn chæ laø 1MW. Söï cheânh leäch 0,4MW naøy duøng ñeå taêng toác ñoäng cô, laøm cho rotor quay trôû laïi ñieåm caân baèng 30°. Khi ñoäng cô tieán ñeán vò trí môùi naøy, rotor chuyeån ñoäng raát nhanh vaø vöôït qua moät bieân roäng maø goùc nhoû coù theå ñaït ñöôïc laø 15°. Taïi goùc môùi naøy, ñoäng cô chæ coù theå sinh ra 0,5MW, löôïng coâng suaát naøy nhoû hôn raát nhieàu so vôùi 1MW taûi cô hoïc. Tieáp theo sau ñoù, rotor quay chaäm daàn vaø seõ quay trôû laïi, tieán ñeán vaø vöôït qua ñieåm 30°. Haõy xem laïi hình 1, rotor seõ giao ñoäng giöõa ñieåm 15° (P1) vaø 45° (P2) ñeå tieán ñeán ñieåm vaän haønh oån ñònh 30° (P0). Ñoäng cô khi ñoù ñöôïc goïi laø ñang “dao ñoäng” – höôùng tôùi vò trí oån ñònh, hay dao ñoäng trong giai ñoaïn quaù ñoä. Bieân ñoä dao ñoäng sang phaûi vaø sang traùi cuûa P0 seõ trôû neân nhoû daàn vaø sau moät phuùt hay hôn, ñoäng cô seõ döøng laïi ôû vò trí ñieåm oån ñònh P0. Quaù trình maø bieân ñoä dao ñoäng giaûm daàn ñöôïc goïi laø giaûm chaán (damping). Giaûm chaán coù taùc ñoäng ñaëc bieät neáu ñoäng cô ñöôïc trang bò moät loàng soùc. 40 B môn K thu t ñi n, Khoa Đi n – Đi n t
Taøi lieäu höôùng daãn thí nghieäm h th ng ñi n Baát cöù söï thay ñoåi ñoät ngoät naøo veà taûi cô hoïc, veà ñieän aùp cung caáp hay ngaét quaõng nguoàn cung caáp (trong thôøi gian raát ngaén) ñeàu laøm cho ñoäng cô chuyeån sang quaù trình quaù ñoä. Taàn soá cuûa quaù ñoä phuï thuoäc chuû yeáu vaøo quaùn tính cuûa ñoäng cô, vaøo vaän toác quay vaø coâng suaát cöïc ñaïi cuûa noù. Coâng thöùc tính toaùn gaàn ñuùng: 7200 Pf FH = N J ÔÛ ñaây, FH =Taàn soá dao ñoäng (chu kyø/phuùt); N=Vaän toác quay (voøng/phuùt); P=Coâng suaát ñænh (kW); f=Taàn soá ñöôøng daây cung caáp (Hz); J=Momen quaùn tính (kg.m2). Tính töông töï Söû duïng pheùp töông töï, coù theå hieåu ñöôïc hieän töôïng doø tìm trong quaù trình quaù ñoä cuûa ñoäng cô ôû treân. Treân hình 2 laø moät baùnh ñaø coù quaùn tính lôùn ( ñaëc tröng cho quaùn tính cuûa ñoäng cô ñoàng boä) ñöôïc gaén coá ñònh vaøo ñaàu truïc tuabin vôùi keát noái cöùng, coù theå ño ñöôïc coâng suaát cuûa noù phaùt ra. Nhöng truïc ôû hình 2(b) lieân keát cöùng hôn nhieàu so vôùi truïc ôû hình 2(a) vaø vì vaäy vôùi moät momen quay cho tröôùc, noù coù theå sinh ra coâng suaát nhieàu hôn. ÔÛ hình 3 coù hai baùnh xe quaùn tính ñaëc tröng cho quaùn tính cuûa hai maùy khaùc nhau ñöôïc gaén coá ñònh vaøo ñaàu cuûa hai truïc coù cuøng lieân keát cöùng. (a) (b) Hình 2 (a) (b) Hình 3 Coù theå quan saùt ñöôïc raèng, neáu caùc truïc ñöôïc quay moät goùc, ví duï laø 30° vaø ñoät ngoät thaû ra thì chuùng seõ dao ñoäng nhöng ôû taàn soá khaùc nhau. Vôùi moät quaùn tính cho tröôùc, truïc daøy (theå hieän coâng suaát lôùn) nhö hình 2(b) seõ doø tìm (traûi qua quaù trình quaù ñoä) nhanh hôn laø truïc ôû hình 2(a). Cuõng töông töï nhö vaäy, vôùi moät möùc coâng suaát cho tröôùc, truïc gaén moät baùnh ñaø lôùn hôn (theå hieän quaùn tính lôùn hôn) ôû hình 3(b) seõ doø tìm chaäm hôn nhieàu so vôùi truïc cho ôû hình 3(a). Ñoäng cô ñoàng boä vaø ñöôøng daây truyeàn taûi Hình 4 trình baøy sô ñoà maïch cuûa moät ñoäng cô ñoàng boä coù moät ñieän khaùng ñoàng boä XS noái vaøo ñaàu moät ñöôøng daây truyeàn taûi coù ñieän khaùng XL. Giaû söû raèng ñieän aùp cung caáp vaø söùc ñieän ñoäng caûm öùng ñeàu baèng E, töùc laø E1 = E0, coâng suaát cöïc ñaïi coù theå truyeàn ñeán ñoäng cô ñoù laø: E2 P= X L + XS Coâng suaát naøy nhoû hôn coâng suaát ñænh neáu noái ñoäng cô tröïc tieáp vaøo nguoàn S, vaø keát quaû laø taàn soá dao ñoäng thaáp hôn. 41 B môn K thu t ñi n, Khoa Đi n – Đi n t
Taøi lieäu höôùng daãn thí nghieäm h th ng ñi n Hình 4 II. DUÏNG CUÏ THÍ NGHIEÄM : Ñoäng cô/Maùy phaùt ñoàng boä 3 pha EMS 8241 Daây truyeàn taûi ba pha EMS 8329 Watt keá/ Var keá ba pha EMS 8446 Boä nguoàn EMS 8821 Baùnh ñaø EMS 8915 Maùy hoaït nghieäm EMS 8922 Caùc daây keát noái EMS 9128 III. PHAÀN THÍ NGHIEÄM : 1. Keát noái ñoäng cô/maùy phaùt ñoàng boä ba pha vaøo ñaàu ra cuûa nguoàn caáp ñieän xoay chieàu AC coá ñònh vaø ñieàu chænh kích töø ñoäng cô ñeå coâng suaát phaûn khaùng caáp cho ñoäng cô baèng 0 (xem hình 5). Hình 5 Môû vaø taét nguoàn AC vaø vôùi maùy hoaït nghieäm, haõy quan saùt söï dao ñoäng – quaù trình quaù ñoä cuûa rotor. 2. Laëp laïi böôùc 1 sau khi ñaõ gaén baùnh ñaø vaøo truïc ñoäng cô ñeå taêng quaùn tính truïc ñoäng cô. Taàn soá dao ñoäng khi ñoù nhö theá naøo? ____________________________________________________________________________ So saùnh vôùi keát quaû quan saùt trong böôùc 1 ____________________________________________________________________________ 3. Laëp laïi böôùc 2 nhöng laàn naøy noái ñoäng cô qua moät ñöôøng daây truyeàn taûi 400Ω vaø chænh Q2 =0 (xem hình 6). Ñeå khôûi ñoäng ñoäng cô coù theå thieát laäp trôû khaùng cuûa ñöôøng daây baèng khoâng; baèng caùch naøy coù theå haïn cheá ñöôïc toån thaát ñieän aùp treân ñöôøng daây do doøng khôûi ñoäng cao. 42 B môn K thu t ñi n, Khoa Đi n – Đi n t
Taøi lieäu höôùng daãn thí nghieäm h th ng ñi n Taàn soá dao ñoäng bò giaûm moät caùch ñaùng keå, keùo theo söï giaûm coâng suaát ñænh cuûa ñoäng cô. Taàn soá dao ñoäng luùc naøy nhö theá naøo? ____________________________________________________________________________ 4. Laëp laïi böôùc 3 nhöng khoâng coù baùnh ñaø. Ñieàu gì xaûy ra ñoái vôùi taàn soá dao ñoäng? ____________________________________________________________________________ Coù theå deã daøng duy trì tính ñoàng boä cuûa ñoäng cô baèng caùch ñoùng caàu dao ñieän thaät nhanh khoâng? Coù Khoâng Hình 6 V. CAÂU HOÛI KIEÅM TRA: 1. Moät maùy phaùt ñieän xoay chieàu coù coâng suaát 200MW, 13,2kV, 50Hz, 375 voøng/phuùt. Döôùi kích töø ñònh möùc (E0 =13,2kV) maùy phaùt coù theå phaùt ra coâng suaát ñænh laø 300MW. Bieát raèng taàn soá dao ñoäng töï nhieân laø 20 chu kyø/phuùt. a) Momen quaùn tính xaáp xæ cuûa taûi ñoäng cô baèng bao nhieâu? ____________________________________________________________________________ b) Giaù trò cuûa ñieän khaùng ñoàng boä bao pha baèng bao nhieâu? ____________________________________________________________________________ 2. Ñieän aùp ôû moät thaønh phoá lôùn taêng vaø giaûm moät caùch chu kyø daãn ñeán maát ñieän thoaùng qua. Haõy giaûi thích ñieàu naøy? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3.Moät ñoäng cô ñoàng boä lôùn ñöôïc noái vaøo cuoái moät ñöôøng daây truyeàn taûi daøi seõ doø tìm chaäm hôn nhieàu so vôùi khi noù ñöôïc noái vôùi moät thanh goùp voâ haïn. Haõy giaûi thích taïi sao? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 4.Cho moät maùy phaùt 175W vôùi baùnh ñaø coù momen quaùn tính 0,034kg.m2 vaø ñieän khaùng ñoàng boä ba pha baèng 400Ω. Neáu ñoäng cô naøy ñöôïc noái vôùi moät nguoàn ba pha 380V vaø neáu ñieän aùp kích thích E0 baèng 380V (ñieän aùp daây), haõy xaùc ñònh taàn soá dao ñoäng töï nhieân trong ñieàu kieän khoâng taûi. Giaù trò naøy coù töông öùng vôùi giaù trò tìm ñöôïc bôûi thí nghieäm khoâng? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 43 B môn K thu t ñi n, Khoa Đi n – Đi n t