Ứng dụng Vi Điều Khiển trong Tự Động Hóa: Đề Tài Đồng Bộ Chính Xác Máy Phát Điện Công Suất Nhỏ

1

B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO

ĐI HC ĐÀ NNG

NGUYN ĐC VŨ

NG DNG VI ĐIU KHIN TRONG

T ĐNG HÒA ĐNG B CHÍNH XÁC

MÁY PHÁT ĐIN CÔNG SUT NH

Chuyên ngành: T ñng hoá

Mã s: 60.52.60

TÓM TT LUN VĂN THC SĨ K THUT

Đà Nng – Năm 2012

2

Công trình ñưc hoàn thành ti

ĐI HC ĐÀ NNG

Ngưi hưng dn khoa hc: TS. Lê Tn Duy

Phn Bin 1: PGS.TS . Nguyn Hng Anh

Phn Bin 2: TS. Võ Như Ti n

Lun văn s ñưc bo v trưc Hi ñng chm Lun văn tt

nghip thc sĩ k thut hp ti Đi hc Đà Nng vào ngày 09

tháng 06 năm 2012

Có th tìm hiu lun văn ti:

- Trung tâm Thông tin-Hc liu, Đi hc Đà Nng

- Trung tâm Hc liu, Đi hc Đà Nng

3

M! Đ"U

1. Lý do ch#n ñ$ tài

Các t máy phát ñin ca các nhà máy ñin hòa vào h thng ñin

thông qua h thng hòa ñng b.

Đ ng dng vi ñiu khin vào ñiu khin các thit b , các dây

chuyn công ngh, tôi chn ñ tài: “ng dng vi ñiu khin trong t

ñng hòa ñng b chính xác máy phát ñin công sut nh”.

2. M%c ñích nghiên c&u

Nghiên cu ng dng các tính năng ca vi ñiu khin ñ thit k,

ch to thit b hòa ñng b chính xác dùng cho các máy phát ñin.

3. Đi tư'ng và ph(m vi nghiên c&u

Vi ñiu khin h PIC, quá trình và các phương pháp hòa ñng b.

4. Phương pháp nghiên c&u

Nghiên cu lý thuyt kt hp vi thit k và ch to thit b th"c

t. Chy th# nghim th"c t vi máy phát ñin.

5. Ý nghĩa khoa h#c và thc tin c+a ñ$ tài

Thit k và ch to mt thit b hòa ñng b chính xác s# dng

cho nhà máy thy ñin Đi Đng; Thit k và ch to mô hình t"

ñng hòa ñng b phc v cho công tác ñào to.

6. Cu trúc c+a lu,n văn

Lun văn gm 5 chương ñưc trình bày theo cu trúc sau:

M$ ñ%u;

Chương 1 - Tìm hiu v các phương pháp hòa ñng b;

Chương 2 - L"a chn vi ñiu khin;

Chương 3 - Sơ ñ khi và thit b ph%n cng;

Chương 4 - Lưu ñ ph%n mm và chương trình ñiu khin;

Chương 5 - Th# nghim và ñánh giá kt qu;

Kt lun và kin ngh .

4

Chương 1 - TÌM HIU V CÁC PHƯƠNG PHÁP

HÒA ĐNG B

1.1. Khái ni/m chung

Gi thit có hai MFĐ F

1

, F

2

có tc ñ góc ω

1

, ω

2

. Sut ñin ñng

riêng l' là

.

1

E,

.

2

E.

Hình 1.1: Sơ ñ ni ñin, sơ ñ thay th và sơ ñ vector ca E

1

và E

2

)1.1(sincos

121

.

δδ

jEEEE +−=∆

Vi: δ - góc lch gi)a hai vector sut ñin ñng E

1

, E

2

.

*

.

E

- ñưc gi là ñin áp phách.

)2.1(cossin

121

.











−+=

∆

=

ΣΣΣΣ

δδ

x

E

x

E

j

x

E

jx

E

I

cb

Trong ñó: x

∑

= x

1

+ x

12

+ x

2

ω

1

ω

2

E

1

E

2

F

1

F

2

X

1

X

1

X

2

X

1

X

2

X

1

I

cb

E

1

.e

tj

1

ω

E

2

.e

tj 2

ω

.

1

E

.

2

E

.

E

∆

0

+j

δ

5

Hình 1.2: Sơ ñ vector ca dòng I

cb

khi E

1

≠ E

2

, δ ≠ 0

Ta xét các trưng hp có th xy ra trong lúc hòa ñin:

Trưng hp 1: E

1

≠ E

2

; ω

1

= ω

2

; δ = 0

δ = 0

0,

E

1

> E

2

δ = 0

0,

E

1

< E

2

Σ

−

−= x

EE

jI

cb 21

Σ

−

=x

EE

jI

cb 21

Hình 1.3: Sơ ñ vector ca dòng I

cb

khi E

1

≠ E

2

, δ = 0

Trưng hp 2: E

1

= E

2

; ω

1

= ω

2

; δ ≠ 0

E

1

= E

2

, δ ≠ 0

0

E

1

= E

2

, δ = 180

0

( )

]cos1[sin

1

δδ

−+=

Σ

j

x

E

I

cb

Σ

=x

E

jI

cb

2

Hình 1.4: Sơ ñ vector ca dòng I

cb

khi E

1

= E

2

, δ ≠ 0

Trưng hp 3: E

1

= E

2

; ω

1

≠ ω

2

; δ = 0

6

0=

cb

I

Hình 1.5: Sơ ñ vector ca dòng I

cb

khi E

1

= E

2

, δ = 0

T- các trưng hp kho sát trên có th có nh)ng kt lun sau:

- Hòa khi t%n s khác nhau nhiu và có ñ lch ñin áp s xut

hin dòng cân b.ng có thành ph%n th"c dn ñn ch ñ mt ñng b.

- Hòa khi có lch δ thì dòng cân b.ng có thành ph%n th"c, nh

hư$ng ñn tác dng cơ các ph%n t# và dn ti hư h/ng.

- Trưng hp ít nguy him nht là khi ñin áp khác nhau nhưng ω

1

= ω

2

và δ = 0.

1.2. Phân tích s 0n ñ1nh c+a máy phát ñi/n ñng b khi hòa vào

h/ thng ñi/n

Xét trưng hp ñin áp máy phát và ñin áp h thng cùng th t"

pha, b.ng nhau v ñ ln và cùng t%n s nhưng không cùng pha, có

ñ th dng sóng như hình v 1.6:

Trưng hp 1 Trưng hp 2

Hình 1.6: Hai trưng hp ca dng sóng ñin áp

trong quá trình mt ñng b.

Trong hai trưng hp, mô-men ñin t- ca MFĐ ñng b khác

nhau và th hin như hình 1.7.

7

Đưng liên tc: Đin áp máy phát nhanh pha.

Đưng nét ñt: Đin áp máy phát chm pha.

Hình 1.7: Mô-men xon ln nht và nh nht trong quá trình mt

ñng b

Đ phân tích s" n ñ nh ca MFĐ ñng b khi hòa vào lưi, s#

dng ph%n mm MATLAB SIMULINK ñ mô ph/ng. Sơ ñ và

thông s ñưc cho như hình v 1.8.

Hình 1.8: Sơ ñ mt si và các thông s ca thit b ñưc mô phng

Góc pha

Mô-men xo0n

Máy phát

Rô-to: Round

S: 517MVA

V

L-L

: 21kV

F: 50Hz

X

d

/X

d’

/X

d’’

:

2.296/0.308/0.217

T

d’

/T

d’’

/X

d0’

/T

a

:

0.99/0.018/7.4/0.38

Rs: 1.267x10

-3

P: 2

Máy bin áp

S: 520MVA

F: 50Hz

Cun dây 1:

V

1ph-ph

: 21kV

R

1 (pu)

: 0.0027 L

1 (pu)

: 0.08

Connection : Delta

Cun dây 2:

V

2ph-ph

: 400kV

R

2 (pu)

: 0.0027 L

2 (pu)

: 0.08

Connection : Y

n

Thanh cái

V

L-L

: 400kV

F: 50Hz

X/R: inf

8

Hình 1.9: Dòng ñin stator (i

A

) và gia tc góc rotor (

2

dt

d

δ

) ng vi

các trưng hp góc lch pha gia ñin áp máy phát vi h thng

a) -120

o

b) -80

o

c) +120

o

d) +80

o

9

Dòng ñin stator và gia tc góc rotor

trong hai trưng hp ng vi góc lch pha là +80

o

và -80

o













2

dt

d

δ

max













2

dt

d

δ

min

(

)

a

i

max

(

)

a

i

min

Góc lch pha

(rad/s

2

) (rad/s

2

) (A) (A)

+80

o

0.32 0.2 5900 4000

-80

o

0.0083 0 500 40

Vi kt qu mô ph/ng trên, khi hòa ñng b trong trưng hp

ñin áp máy phát chm pha hơn so vi ñin áp h thng thì máy phát

n ñ nh, còn trong trưng hp ngưc li, máy phát không n ñ nh và

rt nguy him và có th dn ñn h thng mt n ñ nh.

1.3. Các ñi$u ki/n hòa ñng b máy phát ñi/n

1.3.1. Điu kin v ñin áp

1.3.2. Điu kin v tn s

1.3.3. Điu kin v pha

1.3.4. Đng v pha máy phát

1.4. Các phương pháp hòa ñng b

1.4.1. Hòa ñng b bng ñng b kiu ánh sáng

1.4.2. Hòa ñng b chính xác bng b ñng b kiu ñin t

1.4.3. T ñng b

1.5. Xác ñ1nh th2i ñi3m hòa các máy phát ñng b

1.5.1. Các phương án truyn thng

Chúng ta có 2 phương án truyn thng là:

- Hoà theo góc vưt trưc (δ

tr

).

- Hoà theo thi gian vưt trưc (t

tr

).

Gi)a góc vưt trưc và thi gian vưt trưc luôn có quan h

vi nhau theo theo biu thc:

10

)4.1(.

trtrtr

t

ωδ

=

Tương ng vi hai phương án truyn thng nói trên là hai loi

thit b hoà như sau:

- Thit b hoà vi góc vưt trưc không ñi ( δ

tr

= const ). Trong

loi này lnh hoà s ñưc phát ti thi ñim khi δ = δ

tr

, nu ta gi)

δ

tr

= const và ñng thi tho mãn ñiu kin tr1 nói trên (τ = t

tr

) thì

vic phát lnh hoà ñưc th"c hin ch3 khi phù hp vi mt giá tr

duy nht ca tc ñ góc trưt.

Hình 1.13: Xác ñnh thi ñim hòa theo góc vưt trưc không ñi

- Thit b hoà vi thi gian vưt trưc không ñi (t

tr

= const).

Trong loi này lnh hoà s ñưc phát ti thi ñim sm hơn thi

ñim hoà mt thi gian xác ñ nh (t

tr

) ñúng b.ng thi gian ñóng tr1

ca thit b ñóng c0t (t

tr

= τ). Ngoài vic s# dng tín hiu

s

UkU .

11

=

như phương án trên, $ phương án này còn dùng thêm

mt tín hiu th hai – Vi phân ca ñin áp phách (

dt

dU

kU

s

.

22

=

).

Trong vùng so sánh (

0<

dt

dU

s

) khi giá tr tuyt ñi ca hai tín

hiu U

1

và U

2

b.ng nhau thì ñó chính là thi ñim phát lnh hoà.

B.ng cách l"a chn k

1

và k

2

hp lý chúng ta s làm xut hin thi

k

1

.U

s

ω

S

> ω

tr

ω

S

= ω

tr

ω

S

< ω

tr

t

Đề tài: Ứng dụng vi điều khiển trong tự động hóa đồng bộ chính xác máy phát điện công suất nhỏ

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi