Tủ hòa đồng bộ tự động

**tranthanhnghia2** · 21-03-2008, 18:09

Các máy phát điện khi hoạt động ở chế độ làm việc song song với một máy khác, hoặc nhiều máy cùng nối chung vào một mạng lưới điện luôn đòi hỏi một số điều kiện. Một trong các điều kiện đó là các máy phải hoạt động đồng bộ với nhau.

Khi bắt đầu khởi động một máy phát điện, tốc độ của máy, tần số máy và điện áp của máy luôn bắt đầu từ 0. Sau khi thỏa các điều kiện tần số và điện áp của máy bằng với trị số định mức, phải có động tác đấu nối các máy lại với nhau. Động tác này gọi là Hòa đồng bộ.

Người ta có thể hòa đồng bộ một máy phát điện với một máy khác, một máy phát điện với một lưới đang có điện, hoặc 2 lưới cùng đang có điện với nhau.

Các điều kiện hòa đồng bộ máy phát điện
Điều kiện về tần số: 2 máy phải bằng tần số với nhau, hoặc tần số máy phải bằng tần số lưới.
Điều kiện về điện áp: 2 máy phải cùng điện áp với nhau, hoặc điện áp máy phải bằng điện áp lứoi.
Điều kiện về pha: 2 máy phải cùng thứ tự pha, và góc pha phải trùng nhau.
Ta thấy điều kiện 1 và điều kiện 3 có vẻ như mâu thuẫn với nhau. Vì nếu muốn cho góc pha của 2 phía trùng nhau, thì phải điều chỉnh tần số. Mà đã điều chỉnh tần số thì tần số không thể bằng nhau. Còn nếu muốn giữ nguyên cho 2 tần số bằng nhau, thì mãi mãi chằng thể điều chỉnh được góc pha. Do đó điều kiện thực tế là:

Điều kiện về tần số
Tần số của 2 máy xấp xỉ bằng nhau. Sai biệt nằm trong khoảng Delta f cho phép. df này là bao nhiêu tùy thuộc vào việc chỉnh định bộ điều tốc và rơ le hòa điện tự động, hoặc rơ le chống hòa sai.

Thông thường, người ta điều chỉnh sao cho df có trị số >0 một chút, nghĩa là tần số máy cao hơn tần số lưới một chút. Như vậy khi hòa vào lưới, máy phát sẽ bị tần số lưới ghì lại, nghĩa là máy phát sẽ phát một công suất be bé ra lưới ngay thời điểm đóng máy cắt.

Một số rơ le cho phép đóng cả khi tần số máy phát thấp hơn tần số lưới. Nhưng Vận hành viên thường vẫn điều chỉnh sao cho tần số máy cao hơn. Nếu tần số máy thấp hơn lưới, thì sau khi đóng máy cắt, máy phát sẽ bị tần số lưới kéo cho chạy nhanh lên, công suất sẽ bị âm một ít, mát phát làm việc ở chế độ động cơ.

Thông thường, các bộ điều tốc sẽ chỉnh định tốc độ FSNL (full speed no load) bằng 100,3 % định mức. Và đây cũng là tần số ban đầu để đưa hệ thống hòa đồng bộ vào vận hành. Với df nhỏ hơn df cho phép, thì khi hòa đòng bộ, công suất phát ra hoặc thu vào rất bé, không ảnh hưởng gì đến hệ thống.

Điều kiện về điện áp
Người ta cũng cho phép điện áp có sai biệt chút ít so với điện áp lưới. Và thường người ta cũng chỉnh định sao cho điện áp máy phát bằng hoặc hơn U lưới một chút, để khi đóng điện thì công suất vô công của máy nhỉnh hơn 0 một chút. Đối với điện áp thì có thể điều chỉnh cho U máy = U lưới chính xác mà không có vần đề gì.

Điều kiện về Pha
Đây là điều kiện bắt buộc, và phải tuyệt đối chính xác. Thứ tự pha, thường chỉ kiểm tra một lần đầu tiên khi lắp đặt máy. Từ đó về sau, không ai kiểm lại làm gì, ngoại trừ nếu có công tác gì đó phải tháo nhiều thứ ra và lắp lại.

Vì phải điều chỉnh tần số, nên 2 tần số không bằng nhau. Do đó góc pha sẽ thay đổi liên tục theo tần số phách = hiệu của 2 tần số. Các rơ le phải dự đoán chính xác thời điểm góc pha bằng 0, biết trước thời gian đóng của máy cắt, và phải cho ra tín hiệu đóng MC trước thời điểm đồng bộ bằng đúng thời gian đó. Thường khoảng dưới 100 ms đến vài trăm ms.

Các biện pháp để kiểm tra các điều kiện đồng bộCác điều kiện về điện áp và điều kiện về tần số, có thể kiểm tra bằng các dụng cụ đo trực tiếp như Vôn kế, Tần số kế. Nhưng các điều kiện về pha: thứ tự pha và đồng vị pha (góc lệch pha) cần phải kiểm tra nghiêm nhặt hơn.

Đồng vị pha trong máy phát
Đối với máy phát được hòa đồng bộ vào hệ thống lưới, điều kiện tiên quyết là thứ tự pha phải hoàn toàn chính xác. Như vậy chỉ cần 1 pha của máy phát có goác lệch so với pha tương ứng của lưới =0 thì đã đạt điều kiện về đồng vị pha. Trong trường hợp này, đồng vị pha sẽ được xác định khi máy phát đã quay đến đủ tốc độ định mức và điện áp cũng đạt đến giá trị định mức. Khi đó, do tần số của máy phát và tần số của lưới thường luôn dao động trong phạm vi nhỏ, nên rất khó bằng nhau trong một thời gian dài, mà sẽ có sai lệch nhỏ. Với sự khác biệt về tần số như thế, nên góc lệch pha giữa hai máy sẽ thay đổi liên tục.

Vì thế các thao tác đóng máy cắt điện để hòa đồng bộ vào lưới rất có nhiều rủi ro không đúng góc pha. Khi đóng máy cắt ở trạng thái góc pha không đúng, dòng điện máy phát sẽ rất lớn và có dạng xung. Mo men điện từ trong máy phát cũng thay đổi đột ngột, rất dễ gây hư hỏng cho máy, và gây mất ổn định cho lưới.

Để bảo đảm đồng vị pha, ngoài việc dùng các hệ thống đo lường chính xác, trên mạch điều khiển máy cắt cần có lắp đặt rơ le hòa đồng bộ, hoặc rơ le chống hòa sai (Ký hiệu 25).

Đồng vị pha trong hai hệ thống lưới
Đối với các hệ thống phân đoạn, hệ thống lưới mạch vòng, thì đồng vị pha đã được xác định ngay khi thiết kế. Tuy nhiên do những sai lệch về điện áp giáng trên đường dây, trên tổng trở ngắn mạch của máy biến áp, do phối hợp các tổng trở các máy biến áp trong mạch vòng không tốt và do sự phân bố tải trước khi đóng, nên góc pha giữa 2 đầu máy cắt có thể khác 0. Nhưng thường là ít thay đổi trong thời gian ngắn. Trong trường hợp này, đóng máy cắt sẽ không gây ra ảnh hưởng gì lớn, ngoại trừ một vài điểm nào đó có khả năng quá tải.

Đối với một số vùng liên kết với hệ thống lưới bằng 1 đường duy nhất, hoặc nhiều đường nhưng do sự cố đã rã toàn bộ, thì khi đóng lại, góc pha sẽ không còn 0 nữa. Khi đó, góc pha sẽ thay đổi liên tục, vì 2 tần số lúc ấy sẽ không còn bằng nhau. Đóng máy cắt lúc đó phải đầy đủ các điều kiện về tần số như hòa đồng bộ máy phát điện. Và thường rất khó, khó hơn hòa đồng bộ máy phát. Vì muốn thay đổi tần số của một trong 2 hệ thì không thể tác động tại chỗ được, mà phải liên hệ từ xa.

Để bảo đảm đồng vị pha, trên mạch điều khiển các máy cắt ấy phải có lắp đặt rơ le hòa đồng bộ, hoặc rơ le chống hòa sai (Ký hiệu 25)

Đối với trường hợp thứ nhất, rơ le có thể chỉnh định với khoảng cho phép khá rộng: góc pha có thể sai từ 5 đến 10 độ, điện áp cho phép sai từ 5 đến 10%. Có thể cho phép hoặc không cho phép đóng trong trường hợp live line dead bus, live bus dead line... một số máy cắt còn cho phép đóng cả trong trường hợp dead line dead bus.

Đối với trường hợp thú hai, thì yêu cầu có lẽ sẽ nghiêm nhặt hơn.
nguồn http://vi.wikipedia.org

--------------------------------------------------------------------------------
Xem bài viết cùng chuyên mục:

**ngocpt82** · 09-06-2008, 09:35

Gửi bởi tranthanhnghia2

....Ta thấy điều kiện 1 và điều kiện 3 có vẻ như mâu thuẫn với nhau. Vì nếu muốn cho góc pha của 2 phía trùng nhau, thì phải điều chỉnh tần số. Mà đã điều chỉnh tần số thì tần số không thể bằng nhau. Còn nếu muốn giữ nguyên cho 2 tần số bằng nhau, thì mãi mãi chằng thể điều chỉnh được góc pha...

Bạn nói câu này là không chính xác. Về mặt lý thuyết thì ta hoàn toàn có thể điều chỉnh được cho máy phát 1 (hoặc Hệ thống 1) có cùng tần số, điện áp, và góc pha với máy phát 2 (hoặc hệ thống 2) được.

Tôi ví dụ trường hợp hòa 1 máy phát vào lưới điện (với điều kiện tần số, điện áp của lưới là ổn định), thì ta cho máy phát quay đến tần số và có điện áp trùng với tần số, điện áp lưới. Lúc này nếu góc pha của máy phát nhỏ hơn góc pha của lưới thì ta có thể cho tần số máy phát tăng lên đến gần bằng góc pha của lưới rồi giảm tần số máy phát xuống bằng tần số lưới (việc tăng tốc máy phát lên bao nhiêu, thời gian bao lâu thì phải tính toán), như vậy thì ta có thể điều chỉnh được tần số và góc pha của máy phát và lưới là trùng nhau. Do đó điều kiện về tần số và góc pha là không hề mâu thuẫn.

Tuy nhiên, đó chỉ là lý thuyết, còn thực tế thì tần số và điện áp của lưới liên tục dao động nên không thể điều chỉnh máy phát cho thỏa mãn các điều kiện trên được mà cho phép sai số trong giới hạn cho phép.

Theo quy trình thao tác hệ thống điện do Bộ Công Nghiệp (nay là Bộ Công thương) ban hành thì điều kiện hòa điện trên lưới điện là:
- độ lệch góc pha: lưới 500kV thì <= 15 độ, lưới <=220kV thì <= 30độ
- độ lệch điện áp: lưới 500kV thì <=5%, lưới <=220kV thì <=10%
- độ lệch tần số: lưới 500kV thì <0.05Hz, lưới <=220kV thì <=0.25Hz

**cô Nhóc** · 12-06-2008, 22:52

Gửi bởi ngocpt82

Bạn nói câu này là không chính xác. Về mặt lý thuyết thì ta hoàn toàn có thể điều chỉnh được cho máy phát 1 (hoặc Hệ thống 1) có cùng tần số, điện áp, và góc pha với máy phát 2 (hoặc hệ thống 2) được.

Tôi ví dụ trường hợp hòa 1 máy phát vào lưới điện (với điều kiện tần số, điện áp của lưới là ổn định), thì ta cho máy phát quay đến tần số và có điện áp trùng với tần số, điện áp lưới. Lúc này nếu góc pha của máy phát nhỏ hơn góc pha của lưới thì ta có thể cho tần số máy phát tăng lên đến gần bằng góc pha của lưới rồi giảm tần số máy phát xuống bằng tần số lưới (việc tăng tốc máy phát lên bao nhiêu, thời gian bao lâu thì phải tính toán), như vậy thì ta có thể điều chỉnh được tần số và góc pha của máy phát và lưới là trùng nhau. Do đó điều kiện về tần số và góc pha là không hề mâu thuẫn.

Tuy nhiên, đó chỉ là lý thuyết, còn thực tế thì tần số và điện áp của lưới liên tục dao động nên không thể điều chỉnh máy phát cho thỏa mãn các điều kiện trên được mà cho phép sai số trong giới hạn cho phép.

Theo quy trình thao tác hệ thống điện do Bộ Công Nghiệp (nay là Bộ Công thương) ban hành thì điều kiện hòa điện trên lưới điện là:
- độ lệch góc pha: lưới 500kV thì <= 15 độ, lưới <=220kV thì <= 30độ
- độ lệch điện áp: lưới 500kV thì <=5%, lưới <=220kV thì <=10%
- độ lệch tần số: lưới 500kV thì <0.05Hz, lưới <=220kV thì <=0.25Hz

anh tăng hay giảm tần số đi một chút, có nghĩa là 2 tần số lệch nhau rồi còn gì? Nghĩa là trong lúc điều khiển để hòa, thì 2 tần số không hoàn toàn bằng nhau.

**ngocpt82** · 17-06-2008, 15:23

Gửi bởi cô Nhóc

anh tăng hay giảm tần số đi một chút, có nghĩa là 2 tần số lệch nhau rồi còn gì? Nghĩa là trong lúc điều khiển để hòa, thì 2 tần số không hoàn toàn bằng nhau.

tăng, giảm tần số chỉ trong lúc 2 góc pha chưa trùng nhau mà thôi, khi 2 góc pha trùng nhau rồi thì ta có thể giũ được tần số trùng nhau. Đây là chỉ xét về mặt lý thuyết thôi

**saunha** · 27-06-2008, 10:45

tui nghi kg wa khó như các anh chị nghĩ đâu . Hể cứ đèn "TỐI" là nó vào thôi ! trong thực tế ở các tủ Master họ trang bị những hệ thống hiện đại như hiện nay thi cũng có 3 cái đèn cũ kỹ nằm đó...!

**cô Nhóc** · 05-07-2008, 10:55

Hòa máy nhỏ vài MW trở xuống thì thấy dễ. Máy lớn trong hệ thống thì không được phép khinh suất. Các thiết bị hòa tự động đời mới rất phức tạp. (về mặt nguyên lý làm việc thôi, chứ về cấu trúc thiết bị thì nó gọn gàng đơn giản lắm).

**cô Nhóc** · 05-07-2008, 11:05

Trong thực tế, người ta không bao giờ để cho máy phát và lưới cùng tần số. Mà máy phát phải cao hơn tần số lưới một chút, nghĩa là đèn chớp tắt đều đặn và thật chậm. Tần số phách, tức hiệu của 2 tần số khoảng từ 0,5 Hz xuống đến 0,1 Hz.

Không có vận hành viên nào đủ sức điều chỉnh cho tần số phách này = 0 khi góc pha = 0 cả, kể cả những VHV kinh nghiệm nhất. Còn hệ thống hòa tự động, nó thường bắt đầu từ tốc độ máy cao hơn khoảng 0.3 % định mức. Tức là khoạng 50,15 Hz. Nếu tần số lưới là 50 thì tần số phách khoảng 0.15 Hz. Hoặc là chu kỳ sáng tối của đèn là hơn 6 giây. Nếu có đồng bộ kế, thì tốc độ quay khoảng 60º / giây. Với tốc độ này thì thời gian đóng sớm ứng với góc lệch pha rất bé.

Thí dụ thời gian đóng của máy cắt là 100 msec. Cần đóng sớm trước thời điểm đồng bộ là 0,1 giây, sao cho khi tiếp điểm vừa đóng vào thì góc pha = 0. Góc đóng sớm khi đó sẽ là 6º.

**ngocpt82** · 18-07-2008, 16:04

Gửi bởi cô Nhóc

....Trong thực tế, người ta không bao giờ để cho máy phát và lưới cùng tần số. Mà máy phát phải cao hơn tần số lưới một chút...

bạn nói chính xác, tần số của máy phải cao hơn lưới lúc hòa để khi hòa lưới thì máy phát công suất vào lưới luôn.

**itvn** · 03-06-2009, 22:27

Chào cả nhà,
Cả nhà ai có tài liệu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các tủ hòa không post lên cho mọi người cùng tìm hiểu nhé. hiện nay nhu cầu hòa là rất lớn nhưng các trường ĐH, CD... chẳng nơi nào dạy cách làm , cấu tạo bộ hòa. Nên cả nhà ai là anh cả đi trước thì chỉ giáo dùm em út nhé.
Chúc cả nhà vui vẻ và thành đạt!

**nhockid** · 03-06-2009, 23:18

Các điều kiện hòa đồng bộ máy phát điện

Điều kiện về tần số: 2 máy phải bằng tần số với nhau, hoặc tần số máy phải bằng tần số lưới.

Điều kiện về điện áp: 2 máy phải cùng điện áp với nhau, hoặc điện áp máy phải bằng điện áp lưới.

Điều kiện về pha: 2 máy phải cùng thứ tự pha, và góc pha phải trùng nhau.

Lý thuyết thì như vậy, nhưng thực tế, ta thấy điều kiện 1 và điều kiện 3 có vẻ như mâu thuẫn với nhau. Vì nếu muốn cho góc pha của 2 phía trùng nhau, thì phải điều chỉnh tần số. Mà đã điều chỉnh tần số thì tần số không thể bằng nhau. Còn nếu muốn giữ nguyên cho 2 tần số bằng nhau, thì mãi mãi chằng thể điều chỉnh được góc pha.

Vậy thì phải nói là tần số của 2 máy xấp xỉ bằng nhau. Sai biệt nằm trong khoảng Delta f cho phép. df này là bao nhiêu tùy thuộc vào việc chỉnh định bộ điều tốc và rơ le hòa điện tự động, hoặc rơ le chống hòa sai.
Thông thường, người ta điều chỉnh sao cho df có trị số >0 một chút, nghĩa là tần số máy cao hơn tần số lưới một chút. Như vậy khi hòa vào lưới, máy phát sẽ bị tần số lưới ghì lại, nghĩa là máy phát sẽ phát một công suất be bé ra lưới ngay thời điểm đóng máy cắt.
Một số rơ le cho phép đóng cả khi tần số máy phát thấp hơn tần số lưới. Nhưng Vận hành viên thường vẫn điều chỉnh sao cho tần số máy cao hơn. Nếu tần số máy thấp hơn lưới, thì sau khi đóng máy cắt, máy phát sẽ bị tần số lưới kéo cho chạy nhanh lên, công suất sẽ bị âm một ít, mát phát làm việc ở chế độ động cơ.
Thông thường, các bộ điều tốc sẽ chỉnh định tốc độ FSNL (full speed no load) bằng 100,3 % định mức. Và đây cũng là tần số ban đầu để đưa hệ thống hòa đồng bộ vào vận hành.

*Với df nhỏ hơn df cho phép, thì khi hòa đòng bộ, công suất phát ra hoặc thu vào rất bé, không ảnh hưởng gì đến hệ thống.

*Tương tự, đối với điện áp. Người ta cũng cho phép điện áp có sai biệt chút ít so với điện áp lưới. Và thường người ta cũng chỉnh định sao cho điện áp máy phát bằng hoặc hơn U lưới một chút, để khi đóng điện thì công suất vô công của máy nhỉnh hơn 0 một chút. Đối với điện áp thì có thể điều chỉnh cho U máy = U lưới chính xác mà không có vần đề gì.

*Điều kiện về Pha: đây là điều kiện bắt buộc, và phải tuyệt đối chính xác.

*hứ tự pha, thường chỉ kiểm tra một lần đầu tiên khi lắp đặt máy. Từ đó về sau, không ai kiểm lại làm gì, ngoại trừ nếu có công tác gì đó phải tháo nhiều thứ ra và lắp lại.

Vì phải điều chỉnh tần số, nên 2 tần số không bằng nhau. Do đó góc pha sẽ thay đổi liên tục theo tần số phách = hiệu của 2 tần số. Các rơ le phải dự đoán chính xác thời điểm góc pha bằng 0, biết trước thời gian đóng của máy cắt, và phải cho ra tín hiệu đóng MC trước thời điểm đồng bộ bằng đúng thời gian đó. Thường khoảng dưới 100 ms đến vài trăm ms.

Webdien.com - Cầu nối dân điện

Chủ đề: Tủ hòa đồng bộ tự động

Công cụ

Hiển thị