1.1 Hệ thống kích từ là gì?

Nguồn điện cung cấp dòng kích từ cho máy phát điện và các thiết bị phụ trợ được gọi là hệ thống kích từ.

1.2 Cấu thành của hệ thống kích từ

Nó được chia thành hai phần chính là đơn vị công suất kích từ và bộ điều chỉnh kích từ:

1. Đơn vị công suất kích từ cung cấp dòng kích từ cho roto máy phát đồng bộ;

2. Bộ điều chỉnh kích từ kiểm soát đầu ra của đơn vị công suất kích từ dựa trên tín hiệu đầu vào và nguyên tắc điều chỉnh đã định.

1.3 Vai trò của hệ thống kích từ

1.3.1 Duy trì điện áp tại máy phát hoặc điểm điều khiển khác (ví dụ: thanh cái phía cao thế của nhà máy điện) ở mức đã định

Việc duy trì mức điện áp là nhiệm vụ chính của hệ thống điều khiển kích từ, có ba lý do chính sau:

đảm bảo thiết bị vận hành trong hệ thống điện. Các thiết bị vận hành trong hệ thống điện đều có điện áp định mức và điện áp cao khi hoạt động. Duy trì điện áp đầu máy phát ở mức cho phép là một trong những điều kiện cơ bản để đảm bảo vận hành an toàn cho máy phát và các thiết bị trong hệ thống điện. Điều này đòi hỏi hệ thống kích từ của máy phát không chỉ hoạt động ổn định trong trạng thái tĩnh mà còn phải duy trì điện áp máy phát ở mức cho phép sau khi xảy ra sự cố lớn.

Quy trình vận hành máy phát quy định rằng điện áp của máy phát đồng bộ lớn không được vượt quá 110% giá trị định mức.

đảm bảo tính kinh tế khi vận hành máy phát. Máy phát hoạt động gần giá trị định mức là hiệu quả về mặt kinh tế. Nếu điện áp máy phát giảm, thì để tạo ra cùng công suất đầu ra, dòng điện stato sẽ tăng lên, dẫn đến tổn thất tăng. Quy định cho biết điện áp vận hành của máy phát lớn không được thấp hơn 90% điện áp định mức; khi điện áp máy phát thấp hơn 95%, máy phát cần giảm tải. Các thiết bị điện khác cũng gặp vấn đề tương tự.

Thứ ba, yêu cầu nâng cao khả năng duy trì điện áp đầu máy phát và yêu cầu cải thiện ổn định hệ thống điện có nhiều điểm giống nhau. Hệ thống điều khiển kích từ có tác dụng rõ rệt đối với ổn định tĩnh, ổn định động và ổn định tức thời, đồng thời đây là giải pháp đơn giản, kinh tế và hiệu quả nhất.

1.3.2 Điều khiển phân phối công suất phản kháng hợp lý giữa các tổ máy vận hành song song

Sự phân bổ công suất phản kháng giữa các máy phát nối song song liên quan đến đặc tính điều chỉnh điện áp đầu máy. Đặc tính điều chỉnh điện áp đầu máy có ba loại: không điều chỉnh, điều chỉnh âm và điều chỉnh dương.

Khi hai hoặc nhiều máy phát có đặc tính điều chỉnh nối song song, công suất phản kháng sẽ được phân bổ dựa trên mức độ điều chỉnh. Máy phát có đặc tính điều chỉnh nhỏ sẽ nhận được công suất phản kháng nhiều hơn, trong khi máy phát có đặc tính điều chỉnh lớn sẽ nhận được ít hơn.

Nếu đơn vị máy phát biến áp được nối song song ở phía cao thế, do biến áp có điện kháng lớn, nếu sử dụng đặc tính không điều chỉnh, sau khi đi qua biến áp thì đơn vị này trở thành điều chỉnh có sai số. Nếu điện kháng của biến áp lớn, để giữ ổn định điện áp thanh cái cao thế, cần đảm bảo rằng đặc tính điều chỉnh trên thanh cái cao thế không quá lớn. Khi đó, máy phát có thể sử dụng đặc tính điều chỉnh âm, giúp bù đắp một phần sụt áp do dòng phản kháng gây ra trên biến áp chính, còn gọi là bù tải.

Đặc tính điều chỉnh được định tuyến bởi mạch điều chỉnh thêm trong bộ điều chỉnh điện áp tự động. Với các máy phát kết nối vào hệ thống lớn, hệ số điều chỉnh Ku có thể điều chỉnh trong khoảng ±(3%–10%).

Có rất nhiều loại hệ thống kích từ, hiện nay trong hệ thống điện thường sử dụng các loại sau đây.

Hai, Phân loại hệ thống kích từ

Bảng phân loại hệ thống kích từ:

Hệ thống kích từ tự nối

Đây là phương pháp kích từ đơn giản trong hệ thống tự kích. Sơ đồ nguyên lý điển hình được thể hiện như Hình 1-8. Chỉ cần một máy biến áp kích từ ZB được đặt tại đầu máy làm nguồn kích từ, thông qua bộ chỉnh lưu thyristor KZ điều khiển trực tiếp dòng kích từ của máy phát. Phương pháp này còn được gọi là hệ thống tự kích đơn giản, hiện nay phổ biến tại Việt Nam gọi là phương pháp tự cấp (tự kích).

Cấu thành của hệ thống kích từ tự nối

Hệ thống kích từ bao gồm các thành phần sau: máy biến áp kích từ, bộ chỉnh lưu thyristor, bộ điều chỉnh kích từ, thiết bị dập từ và bảo vệ quá điện áp, và thiết bị khởi động ban đầu.

Ưu điểm của phương pháp kích từ tự nối:

Thiết bị và dây nối đơn giản; do hệ thống kích từ không có bộ phận quay, nên có độ tin cậy cao;

Biến áp kích từ có thể đặt tùy ý, rút ngắn chiều dài tổ máy; giảm chi phí,

Bộ điều chỉnh kích từ có tốc độ phản hồi nhanh, là hệ thống kích từ có đáp ứng ban đầu cao.

Khi dừng máy bình thường, khi sử dụng cầu điều khiển ba pha, có thể thực hiện tắt từ bằng cách nghịch lưu, giảm tải cho hệ thống tắt từ.

Trong hệ thống tự kích, điện áp đầu máy phát tỷ lệ thuận với tốc độ quay, do đó nó có lợi hơn trong việc kiểm soát điện áp sau khi mất tải so với hệ thống kích từ đồng trục bằng máy phát xoay chiều.

Biến áp kích từ

Máy biến áp kích từ cung cấp nguồn năng lượng cho hệ thống kích từ. Đối với hệ thống kích từ tự cấp, thường không trang bị công tắc tự động ở phía cao thế. Có thể lắp đặt cầu chì cao thế hoặc không cần thiết.

Máy biến áp kích từ có thể được trang bị bảo vệ quá dòng điện và bảo vệ nhiệt độ. game rikvip Máy biến áp kích từ dầu có công suất lớn còn có bảo vệ khí. Hầu hết các máy biến áp kích từ nhỏ không được trang bị bảo vệ riêng. Đầu nối phía cao thế của máy biến áp kích từ nằm trong phạm vi bảo vệ vi sai của máy phát. Nhóm kết nối của máy biến áp kích từ thường là Y/△, nhóm Y/Y—12 thường không sử dụng. Giống như máy biến áp phân phối thông thường, điện áp ngắn mạch của máy biến áp kích từ là 4%–8%.

Cầu chỉnh lưu thyristor

Trong hệ thống kích từ tự cấp, các bộ chỉnh lưu công suất lớn thường sử dụng cách nối ba pha cầu. b29 club Ưu điểm của cách nối này là các linh kiện bán dẫn chịu điện áp thấp và hiệu suất sử dụng máy biến áp kích từ cao. Mạch ba pha cầu có thể sử dụng cầu bán kiểm soát hoặc cầu kiểm soát đầy đủ. Hai loại này có khả năng tăng cường kích từ như nhau, nhưng khi giảm kích từ, cầu bán kiểm soát chỉ có thể điều chỉnh điện áp kích từ xuống bằng không, trong khi cầu kiểm soát đầy đủ có thể tạo ra điện áp kích từ âm khi chạy ở chế độ nghịch lưu, làm giảm nhanh dòng kích từ về không và trả năng lượng lại lưới điện. Hiện nay, hầu hết hệ thống kích từ tự cấp đều sử dụng cầu kiểm soát đầy đủ.

Trong hệ thống kích từ tự cấp, các bộ chỉnh lưu công suất lớn thường sử dụng cách nối ba pha cầu. Ưu điểm của cách nối này là các linh kiện bán dẫn chịu điện áp thấp và hiệu suất sử dụng máy biến áp kích từ cao. Mạch ba pha cầu có thể sử dụng cầu bán kiểm soát hoặc cầu kiểm soát đầy đủ. Hai loại này có khả năng tăng cường kích từ như nhau, nhưng khi giảm kích từ, cầu bán kiểm soát chỉ có thể điều chỉnh điện áp kích từ xuống bằng không, trong khi cầu kiểm soát đầy đủ có thể tạo ra điện áp kích từ âm khi chạy ở chế độ nghịch lưu, làm giảm nhanh dòng kích từ về không và trả năng lượng lại lưới điện. Hiện nay, hầu hết hệ thống kích từ tự cấp đều sử dụng cầu kiểm soát đầy đủ.

Cầu chỉnh lưu thyristor sử dụng phương pháp điều khiển pha.

Với cầu ba pha kiểm soát đầy đủ, khi tải là cảm kháng, góc điều khiển nằm trong khoảng 0°–90° là trạng thái chỉnh lưu (tạo ra điện áp dương và dòng điện dương); khi góc điều khiển nằm trong khoảng 90°–150° (theo lý thuyết, góc điều khiển có thể đạt đến 180°, nhưng do hiện tượng chồng lấn khi chuyển mạch và độ rộng xung kích thích có giới hạn, vì vậy góc điều khiển lớn thường được lấy là 150°), đó là trạng thái nghịch lưu (tạo ra điện áp âm và dòng điện dương).

Do đó, khi tải của máy phát thay đổi, bằng cách thay đổi góc điều khiển của thyristor để điều chỉnh cường độ dòng kích từ, đảm bảo điện áp đầu máy phát luôn ổn định.

Đối với hệ thống kích từ lớn, để đảm bảo dòng kích từ đủ, thường sử dụng nhiều cầu chỉnh lưu mắ

Nguyên tắc lựa chọn số nhánh song song của cầu chỉnh lưu là (N+1) (có thể sử dụng N+2, nhưng xét đến sự phát triển ngày càng tốt của công nghệ thyristor và cầu chỉnh lưu, việc sử dụng 2 cầu dư thừa dường như không còn cần thiết).

N là số cầu chỉnh lưu đảm bảo kích từ bình thường cho máy phát. Nghĩa là khi một cầu chỉnh lưu bị hỏng, hệ thống kích từ vẫn có thể duy trì khả năng kích từ bình thường.

Thiết bị điều khiển kích từ

Thiết bị điều khiển kích từ bao gồm bộ điều chỉnh điện áp tự động và mạch điều khiển khởi động. Đối với hệ thống kích từ tự cấp của máy phát lớn, bộ điều chỉnh điện áp thường sử dụng bộ điều chỉnh số dựa trên vi xử lý. Bộ điều chỉnh kích từ đo điện áp đầu máy phát và so sánh với giá trị đã định. Khi điện áp đầu máy phát cao hơn giá trị đã định, tăng góc điều khiển thyristor, giảm dòng kích từ, đưa điện áp đầu máy phát trở lại giá trị đã định. Ngược lại, khi điện áp đầu máy phát thấp hơn giá trị đã định, giảm góc điều khiển thyristor, tăng dòng kích từ, duy trì điện áp đầu máy phát ở giá trị đã định.

Phương pháp kích từ này có toàn bộ các linh kiện tiếp xúc quay. Sơ đồ nguyên lý xem hình 1-9.

Trong hệ thống kích từ không chổi than, cuộn dây của máy phát kích từ chính (ACL) quay, điện áp xoay chiều ba pha được phát ra từ cuộn dây này sau đó được chỉnh lưu bởi cầu chỉnh lưu diode quay và được gửi trực tiếp vào mạch rotor của máy phát. Vì cuộn dây máy phát kích từ chính và bộ chỉnh lưu silicon quay cùng trục với rotor máy phát chính, nên không cần bất kỳ bộ phận tiếp xúc quay nào như vòng trượt và chổi than. kết quả bóng đá anh Máy phát kích từ phụ (PMG) trong hệ thống kích từ không chổi than là máy phát xoay chiều tần số trung bình có nam châm vĩnh cửu, quay cùng trục với máy phát. Cuộn dây từ của máy phát kích từ chính là tĩnh, tức là đây là máy phát xoay chiều có cuộn dây quay và từ tĩnh.

Hệ thống kích từ không chổi than loại bỏ các bộ phận tiếp xúc quay như vòng trượt và chổi than, nâng cao độ tin cậy trong vận hành và giảm khối lượng bảo trì cho thiết bị. Tuy nhiên, phương pháp kích từ không chổi than bằng bán dẫn quay đòi hỏi độ tin cậy cao cho các linh kiện silic, không thể sử dụng thiết bị dập từ truyền thống, và việc đo trực tiếp dòng điện, điện áp và nhiệt độ rotor gặp khó khăn.

Sau đó, nếu có kỹ thuật muốn học hỏi, vui lòng đến trang của Giang Tây Sen Yuan để hỏi biên tập viên Chúng ta sẽ gặp nhau mỗi ngày trên lớp học điện! ！ ！

Hộp phân phối Giang Tây: