Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) là một phần không thể
thiếu được trong một hệ thống tự động hóa hiện đại. Từ những năm gần đây, sự tiến
bộ của truyền thông công nghiệp và công nghệ phần mềm đã thực sự đem lại nhiều
khả năng mới, giải pháp mới. Nếu như trước đây tại các trạm phát điện có rất nhiều
các panel điều khiển với kích thước rất lớn, cùng với đó là rất nhiều các công tắc,
đèn báo, đồng hồ, và cần rất nhiều cán bộ kỹ thuật luân phiên theo dõi giám sát
các thông số, các sự cố của trạm phát điện. Đến nay với giải pháp dùng hệ SCADA,
ta chỉ cần dùng tay tác động vào “chuột” thì các thông số ở vùng nào muốn theo dõi
sẽ hiện lên. Đồng thời cũng bằng tác động vào “chuột” ta có thể điều khiển các đối
tượng tại trạm phát điện, xử lý sự cố, . Phần mềm ứng dụng để giám sát, điều
khiển và thu thập dữ liệu của hệ thống tự động hóa trạm phát điện là phần mềm
WinCC (Windows Control Center), kết hợp với bộ điều khiển lập trình PLC
(Programmable Logic Controller).
152 trang |
Chia sẻ: truongthanhsp | Lượt xem: 1499 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Xây dựng mô hình và chương trình điều khiển giám sát mô hình tổ hợp "Biến tần - Động cơ - Máy phát", để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
CHƢƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TỰ
ĐỘNG HÓA TRÊN TRẠM PHÁT ĐIỆN
1. Cơ sở khoa học
Các thế hệ trạm tự động hoá trước đây, trung tâm xử lý, điều khiển là tổ hợp
các mạch logic được tổ hợp từ các rơ le điện từ, bán dẫn. Ở các trạm này, chương
trình điều khiển được thực hiện chỉ bằng thiết bị nên nó được định “cứng”, không
thể thay đổi. Do đó, không có khả năng thích nghi với các đối tượng khác nhau, với
các chế độ vận hành khác nhau.
Ở các trạm tự động hoá thế hệ mới, trung tâm xử lý điều khiển được sử dụng
là máy tính điện tử. Các chương trình điều khiển được xây dựng nhờ các ngôn ngữ
lập trình tạo ra các phần mềm điều khiển lưu trữ trong bộ nhớ của máy tính điều
khiển. Nhờ đó có thể tạo ra chương trình điều khiển trạm phát điện gần với các chế
độ vận hành tối ưu, góp phần giải tích cực giải quyết bài toán kinh tế kỹ thuật trong
xử dụng trạm phát điện. Với một môđun điều khiển, ta có thể mở rộng ứng dụng
cho nhiều đối tượng, mở rộng cho nhiều chế độ công tác. Nói cách khác, bộ điều
khiển có khả năng thích nghi. Hơn thế nữa, nhờ khả năng nhớ thông tin, ta có thể
kiểm soát được quá trình làm việc đã qua của trạm điện sau một khoảng thời gian
làm việc. Điều này giúp ích rất nhiều cho người vận hành trong việc xử lý nhanh
các sự cố, đưa ra phương án bảo dưỡng trạm phát điện hợp lý.
Các bộ điều khiển công nghiệp hiện nay công nghiệp thường dùng là các bộ
điều khiển PLC, là các bộ điều khiển logic có khả năng lập trình (program logic
contronler).
Trong những năm gần đây vấn đề về nhu cầu cung cấp năng lượng (đặc biệt
là điện năng) đã trở nên rất nóng bỏng trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Mỗi
năm Việt Nam phải nhập khẩu nhiều triệu KWh để cung cấp cho sản xuất cũng như
tiêu dùng. Công nghiệp Việt Nam trên đà phát triển nhất là sau khi hội nhập WTO.
Sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế nước nhà dẫn đến việc thiếu hụt điện năng
một cách nghiêm trọng. Cho nên việc trang bị máy phát điện dự phòng để ổn định
2
các họat động kinh doanh sản xuất của doanh nghiệp là thiết yếu để sẵn sàng chủ
động trong mọi tình huống và đem lại hiệu quả kinh tế cao.
ên cạnh đó máy phát dự phòng còn đóng một vai trò hết sức quan trọng,
không thể thiếu được trong cung cấp điện liên tục cho các l nh vực như: y tế, an
ninh, viễn thông, điều khiển, tiếp tân, hội nghị
Vai trò của máy phát điện dự phòng là khá quan trọng, song việc đưa chúng
vào vận hành sử dụng trong thực tế để thu được hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao còn
là một vấn đề cần được giải quyết.
Trong thực tế, để vận hành các tổ máy phát điện dự phòng nói chung ngoài
việc đảm bảo công suất của tổ máy phát cho các hộ phụ tải thì hệ thống còn phải
đáp ứng các yêu cầu quan trọng khác: nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho
các hộ tiêu thụ, bảo đảm độ tin cậy làm việc, bảo đảm khả năng cung cấp điện liên
tục và lâu dài cho các hộ tiêu thụ, nâng cao khả năng sẵn sàng làm việc của trạm
phát điện, v.v.
2. Tính thực tiễn
Tự động hoá trạm phát điện phải giải quyết các vấn đề sau:
- Thay thế tất cả các thao tác thủ công của con người bằng thiết bị tự động.
Các thao tác đó thường là: Kiểm tra điều kiện đưa máy vào làm việc; khởi động
máy; kiểm tra và điều khiển quá trình làm việc với các chế độ khác nhau; bảo vệ
trạm phát điện khi có sự cố; dừng máy.
- Tự động ổn định các tham số làm việc của động cơ cũng như máy phát trên
trạm.
- ảo đảm khả năng điều khiển và kiểm soát từ xa trạng thái làm việc của các
trạm phát điện. Hệ thống tự động hoá ngoài thông báo tình trạng của trạm còn phải
có khả năng báo lỗi cho người vận hành biết để xử lý nhanh chóng.
- ảo đảm độ sẵn sàng làm việc, độ tin cậy làm việc của các trạm phát điện.
Giảm nhẹ được khối lượng công việc của người vận hành trạm phát điện. Ở các
trạm phát điện được tự động hoá, người vận hành đóng vai trò là người kiểm tra, ra
lệnh, định kỳ nạp nhiên liệu, dầu, nước vào bể chứa và tiến hành bảo dưỡng định kỳ
theo quy trình kỹ thuật.
3
3. Yêu cầu chung
Tự động điều khiển các trạm phát điện là xu thế tất yếu của khoa học công
nghệ trong công nghiệp chế tạo trạm phát điện nhằm đáp ứng các yêu cầu thực tiễn
trong sử dụng vận hành trạm phát điện. Các yêu cầu đó là:
- Nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ.
- ảo đảm độ tin cậy làm việc, bảo đảm khả năng cung cấp điện liên tục và
lâu dài cho các hộ tiêu thụ.
- Nâng cao khả năng sẵn sàng làm việc của tram phát điện.
- Giảm nhẹ các công việc thủ công cho con người, rút ngắn thời gian kiểm
tra chuẩn bị máy để đưa chúng vào làm việc.
Các hệ thống tự động điều khiển trên trạm phát điện gọi chung là hệ thống tự
động hoá trạm phát điện.
4. Các tham số và hệ thống tự động hoá trên trạm phát điện
Để xây dựng được hệ thống tự động điều khiển trên trạm phát điện, thực chất
là chúng ta phải tự động điều chỉnh các tham số sau:
- Tự động ổn định điện áp và tần số máy điện.
- Tự động báo hiệu sự cố và bảo vệ trạm khi có sự cố sảy ra.
- Tự động khởi động: Lệnh khởi động được phát ra từ trung tâm điều khiển,
từ tổ hợp máy phát khác hoặc từ lưới.
- Tự động đóng tải.
- Tự động kiểm tra và điều khiển các chế độ làm việc của trạm phát điện
theo yêu cầu của trung tâm điều khiển.
- Tự động bảo vệ và dừng máy khi có sự cố hoặc theo lệnh từ trung tâm điều
khiển.
- Tự động duy trì trạng thái sẵn sàng làm khi ở chế độ “dự phòng”.
- Tự động hoà đồng bộ và làm việc song song với lưới, với trạm điện khác.
- Tự động bảo đảm các điều kiện sẵn sàng làm việc và khả năng làm việc
liên tục trong thời gian dài không dưới 180 giờ mà không cần người vận hành. Đó
là yêu cầu bảo đảm nhiên liệu, bảo đảm nước làm mát, dầu bôi trơn, yêu cầu về đảm
4
bảo nguồn khởi động, bảo đảm chế độ nhiệt của động cơ để đảm bảo khả năng làm
việc tin cậy và khả năng sẵn sàng nhận tải.
- Tự động điều phối đưa các trạm điện khác vào vận hành theo một chương
trình định sẵn mà không cần lệnh của người điều khiển như đổi kíp làm việc giữa
các trạm mà vẫn đảm bảo khả năng cấp điện liên tục, điều phối tăng giảm số nguồn
phát khi yêu cầu tiêu thụ công suất của phụ tải tăng hoặc giảm.
5. Các hệ thống chức năng con tự động điều khiển độc lập trên hệ
thống tự động hoá trạm phát điện
Để thực hiện công việc theo các mức tự động hóa, hệ thống tự động hóa trên
trạm bao gồm các hệ thống con có chức năng độc lập (Hệ thống TĐĐK chức năng).
Việc thỏa mãn yêu cầu của các mức tự động hóa phụ thuộc số hệ thống con được sử
dụng trong hệ thống tự động hóa.
- Hệ thống tự động bảo đảm: Hệ thống này tự động bảo đảm đủ mức nhiên
liệu, dầu, nước, dung lượng khởi động (dung lượng ắc quy hoặc áp suất khí nén)
- Hệ thống tự động khởi động và đóng tải: Hệ thống này thực hiện khởi động
trạm phát điện khi có các tín hiệu “lệnh khởi động”.
- Hệ thống tự động ổn định các tham số của trạm phát điện: Hệ thống này có
chức năng ổn định các tham số của trạm phát điện, đảm bảo độ tin cậy làm việc và
chất lượng điện năng cấp cho phụ tải.
- Hệ thống tự động kiểm tra và bảo vệ các tham số của trạm phát điện: Hệ
thống này có chức năng tự động kiểm tra các tham số vận hành của trạm phát điện
và thông báo về trung tâm điều khiển.
- Hệ thống tự động dừng máy: Hệ thống này thực hiện tự động dừng máy
tuân theo quy trình dừng máy khi có lệnh dừng “stop”.
- Hệ thống tự động hòa đồng bộ và làm việc song song: Hệ thống này có
chức năng
+ Tự động kiểm tra và xác lập điều kiện hoà đồng bộ
+ Thực hiện hoà đồng bộ hai máy khi các điều kiện hoà đồng bộ (điện áp
bằng nhau, tần số bằng nhau, trùng pha) được thoả mãn.
5
+ Tự động phân phối công suất tác dụng, công suất phản kháng giữa các
tổ máy làm việc song song để tránh mất đồng bộ giữa hai tổ máy.
+ Tự động bảo vệ công suất ngược.
- Hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ quay: Tốc độ quay của động cơ diesel
xác định bởi vị trí thanh răng bơm nhiên liệu. Khi động cơ không làm việc, thanh
răng bơm nhiên liệu ở một vị trí xác định tuỳ thuộc phương pháp điều khiển.
- Hệ thống tự động kiểm tra và điều chỉnh điện áp: Việc ổn định điện áp do
bộ tự động điều chỉnh kích từ thực hiện.
6. Cấu trúc chung của một hệ tự động hoá trên trạm phát điện
Nghiên cứu chức năng và nguyên lý tác động của các hệ thống tự động hoá
trên trạm phát điện, ta thấy chúng thường có chung một cấu trúc như hình vẽ.
Cấu trúc chung của một hệ tự động hoá trên trạm phát điện
Một tổ máy phát điện có thể hoạt động ở chế độ đơn lẻ (độc lập) hoặc chế độ
song song (trong lưới). Nói chung, các yêu cầu về đo lường - điều khiển - bảo vệ ở
hai trường hợp tương đối như nhau. Các chức năng trên thường được chia ra 2 loại:
Cơ học và Điện.
Về phần cơ học, thường có các loại hình bảo vệ sau:
- ảo vệ tuyến thủy lực ( mực nước, trạng thái làm việc của cống lấy nước,
đường dẫn, bể áp lực, đường ống có áp, van trên đường ống, kênh thoát hạ lưu)
- ảo vệ cơ học tổ máy: Vòng quay tổ máy, độ rung động của tổ máy, nhiệt độ
§o sai
lÖch
BiÕn ®æi
khuÕch ®¹i
ChÊp
hµnh
Tr¹m ph¸t
®iÖn
§o tham
sè thùc
HiÓn thÞ
th«ng b¸o
§Æt gi¸ trÞ
t¸c ®éng
6
các ổ trục, tình trạng hệ thống dầu thủy lực, tình trạng hệ thống làm mát
Về phần điện:
- Đo lường và bảo vệ về dòng (quá dòng, ngắn mạch)
- Đo lường và bảo vệ về điện áp (quá áp, thấp áp)
- Đo lường và bảo vệ chạm đất
- Đo lường và bảo vệ về tần số
- Đo lường và bảo vệ về công suất
- Điều khiển hòa điện, đóng cắt phụ tải
Trong một trạm thủy điện nhỏ, các thiết bị đo lường thường được bố trí trên 1
hoặc nhiều tủ (bảng) điện tùy theo cỡ công suất tổ máy. Thiết bị hòa điện thường
được bố trí trên bảng điện điều khiển của tổ máy.
Thiết bị hòa điện được sử dụng để tiến hành đưa một tổ máy từ trạng thái
hoạt động độc lập (thông thường là sau khi khởi động không tải) sang hòa với lưới
điện, tham gia chịu tải của hệ thống.
Trong các trạm thủy điện nhỏ, thường sử dụng các phương pháp hòa điện
sau:
a) Hòa điện thủ công bằng đèn
Theo phương pháp này, người ta mắc giữa các pha tương ứng của máy phát
và lưới điện 2 bóng đèn loại 220 V. Khi quan sát thấy cả 6 bóng đèn đều tắt thì tiến
hành ấn nút (hoặc cầu dao) đóng thông mạch điện giữa máy phát và lưới điện.
Phương pháp này có độ tin cậy cao (do thiết bị rất đơn giản), nhưng độ chính xác
thấp.
b) Hòa điện thủ công bằng thiết bị đồng hồ từ điện
Theo phương pháp này, một thiết bị chỉ báo được sử dụng thay cho các bóng
đèn. Thiết bị chỉ báo là một loại đồng hồ từ điện bao gồm 3 đồng hồ nhỏ chỉ báo độ
chênh điện áp, chênh lệch tần số và chênh lệch pha. Khi cả 3 đại lượng trên nằm
trong khoảng cho phép, người vận hành tiến hành thao tác đóng mạch giữa máy
phát và lưới điện.
c) Hòa điện tự động
7
Theo phương án này, sau khi nhận lệnh hòa điện (bằng nút ấn hoặc công
tắc), Rơ le hòa điện tự động kiểm tra các thông số cần thiết và tự động đóng mạch
khi các thông số đạt giá trị cho phép. Hiện nay, mức độ tự động được nâng cao hơn
ở chỗ: thiết bị hòa sẽ tự động điều chỉnh tổ máy cho tới khi đạt các yêu cầu về hòa
điện và tự động đóng mạch hòa điện. Thực ra lúc này hòa điện chỉ là một chức năng
nhỏ của thiết bị điều tốc trong trạm thủy điện, bao gồm các chức năng hòa, điều tốc,
phân chia tải, bảo vệ tổ máy...
Ngoài ra còn có thiết bị hòa đồng bộ tự động thông minh đảm bảo tự động
bộ, hai tổ máy nhận lệnh khởi động đồng thời, hoặc một máy đang làm việc, máy
kia nhận lệnh vào hòa đồng bộ
Nếu một máy đang cấp điện cho tải hay đống điện trước lên thanh cái, máy
đó sẽ xác lập vai trò máy chủ ( máy dẫn ). Máy đưa vào hòa đồng bộ là máy bị dẫn (
máy tớ ).Hiện nay có rất nhiều thiết bị có khả năng đảm nhận vai trò tự động hòa
đồng bộ hai máy phát hoặc giữa tổ máy phát với hệ thống lưới điện như :
+ PLC ( program logic contronler ). Đây là bộ điều khiển logic mạnh và linh
hoạt, được sử dụng rộng rãi trong ứng dựng điều khiển các thiết bị công nghiệp
được tự động hòa một các dễ dàng, độ ổn định cao. PLC được xem là trung tâm đầu
não của hệ thống tự động điều khiển, là nơi xử lý và điều khiển các thiết bị hoạt
động theo yêu cầu của người lập chương trình. Một chương trình điều khiển được
lưu trong bộ của PLC, trong suốt quá trình thi hành PLC liên tục kiểm tra trạng thái
của hệ thống xuyên suốt từ tín hiệu hồi tiếp từ các tín hiệu thường nhập. Sau đó dựa
vào chương trình logic để quyết định đầu ra để điều khiển hệ thống thiết bị theo yêu
cầu. PLC được sử dụng thích hợp cho các hệ thống tự động hóa từ đơn đến phức
tạp. Các PLC còn có thể kết hợp với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều
khiển một quá trình phức tạp
+ Dùng vì điều khiển. Đây là thiết bị cực kỳ linh hoạt trong lập trình, được
sử dụng đa dạng ngành và giá trình rẻ, tuy nhiên độ ổn định không cao như PLC
8
7. Hệ thống cảm biến và các thiết bị thu thập thông tin trong hệ
thống tự động hoá trên trạm phát điện
a) Các phần tử cảm biến
Các bộ cảm biến nhận sự biến đổi của tham số kiểm tra, biến đổi sang tín
hiệu dòng hoặc áp, hoặc tác động trực tiếp lên rơle chấp hành. Thông thường bộ
cảm biến được chế tạo ghép đồng bộ với rơle tác động đầu ra nên người ta thường
gọi chung là rơle cảm biến. Tín hiệu ra của các bộ cảm biến thường có tín hiệu là
các mức logic.
Trong hệ thống tự động hoá trạm phát điện thường sử dụng các loại cảm biến
sau:
- Cảm biến nhiệt độ: Kiểm tra nhiệt độ nước, nhiệt độ dầu, nhiệt độ dây quấn
máy phát điện.
- Cảm biến mức: Kiểm tra mức nước, mức dầu, mức nhiên liệu.
- Cảm biến áp suất: Kiểm tra áp suất dầu, áp suất bình khí nén.
- Cảm biến tốc độ quay: Kiểm tra tốc độ quay và sai lệch tốc độ.
- Cảm biến điện áp: Kiểm tra giá trị điện áp cực đại, cực tiểu và sai lệch điện
áp.
- Cảm biến dòng điện: Đo giá trị dòng cực đại.
- Cảm biến tần số: Kiểm tra giá trị tần số và sai lệch tần số.
- Cảm biến công suất tác dụng và công suất phản kháng.
- Rơ le thời gian.
b) Các phần tử chấp hành
Phần tử chấp hành là cơ cấu nhận các lệnh từ trung tâm điều khiển hoặc trực
tiếp từ các bộ cảm biến truyền tới, tác động lên đối tượng để thực hiện mục đích
điều khiển. Trong hệ thống tự động hoá trạm phát điện có các thiết bị chấp hành
sau:
- Thiết bị bổ sung nhiên liệu, dầu nước trong hệ thống bảo đảm.
- Thiết bị sấy nóng nước, dầu bôi trơn, buồng cháy động cơ, buồng trạm.
- Thiết bị khởi động tự động.
9
- Thiết bị dừng máy tự động.
- Thiết bị điều chỉnh tốc độ và điện áp.
- Thiết bị đóng tải máy phát.
- Thiết bị hoà đồng bộ tự động.
- Thiết bị phân phối công suất tác dụng và công suất phản kháng.
- Các thiết bị phụ trợ.
c) Các bộ điều chỉnh
Các bộ điều chỉnh có chức năng ổn định các tham số vận hành và các tham
số điện năng của trạm phát điện. Trên trạm phát điện tự động hoá phải sử dụng các
bộ ổn định sau:
- ộ ổn định nhiệt độ.
- ộ ổn định mức nhiên liệu, nước, dầu.
- ộ ổn định tốc độ quay.
- ộ ổn định điện áp.
- ộ điều chỉnh xác lập điện áp và tần số định mức của trạm máy phát.
- ộ ổn định cân bằng tần số và điện áp hiệu dụng giữa hai trạm máy phát.
- ộ điều chỉnh cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng khi làm
việc song song.
Ngoài ra còn các thiết bị tín hiệu và các mạch logic điện tử trong hệ thống tự
động hoá trạm phát điện, các thiết bị này tuỳ thuộc vào thiết kế hệ thống cụ thể sẽ
lựa chọn.
10
CHƢƠNG 2. GIỚI THIỆU CÁC BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỰ
ĐỘNG HÓA KHI HAI TRẠM MÁY PHÁT ĐIỆN LÀM VIỆC
SONG SONG
Chất lượng điện năng của các trạm phát điện ngoài việc đảm bảo đủ công
suất cung cấp cho các hộ tiêu thụ, còn phải đảm bảo các chỉ tiêu như: ổn định điện
áp, ổn định tần số dòng điện, hòa đồng bộ các máy phát làm việc song song, Do
vậy, đối với các hệ thống tự động hóa trạm phát điện cần phải giải quyết một số bài
toán điều khiển tự động sau:
1. Tự động ổn định điện áp phát ra của các máy phát điện
ài toán ổn định điện áp phát ra của các máy phát điện là một trong những
chỉ tiêu quan trọng nhất trong việc đánh giá chất lượng điện cung cấp cho các hộ
phụ tải. Trên các trạm phát điện phải có các thiết bị ổn định điện áp. Do vậy phải
điều chỉnh điện áp trên các cực của máy phát, đảm bảo điện áp ra luôn ổn định ở
một giá trị đặt trước theo yêu cầu của các hộ tiêu thụ.
1.1. Sự cần thiết phải ổn định điện áp máy phát điện
Các thiết bị dùng điện luôn yêu cầu điện năng cung cấp cho chúng phải có
điện áp ổn định. Nếu điện áp thay đổi, sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ và đặc tính làm
việc của các thiết bị.
Ví dụ, khi điện áp tăng 5% so với giá trị định mức, tuổi thọ của các đèn chiếu
sáng bị giảm đi hai lần. Nếu điện áp tăng tức thời quá 20% có thể làm cháy hàng
loạt bóng đèn. Ngược lại, khi điện áp giảm 5% so với định mức, quang thông của
các đèn thắp sáng giảm đến 18%; mômen quay của các động cơ dị bộ giảm 10%;
đặc tính làm việc của các thiết bị vô tuyến điện và các dụng cụ y học xấu đi nhiều.
Khi điện áp giảm tức thời quá 20% so với định mức có thể làm ngừng quay các
động cơ dị bộ; làm cắt các công tắc tơ, cản trở sự làm việc của các hệ thống tự động
điều khiển, làm mất độ chính xác cần thiết của các thiết bị điện. Thực tế đó đòi hỏi
điện năng của các trạm máy phát phát ra phải có điện áp và tần số ổn định.
11
Trong khi đó, các trạm phát điện do cần đảm bảo tính cơ động và tính kinh
tế, mà thường chọn công suất của máy phát điện tương đương với công suất của các
hộ tiêu thụ. Trong vận hành, phụ tải lại thay đổi trong phạm vi rộng có thể từ (0
100)% tải. Việc thay đổi tải lại rất ngẫu nhiên và đột ngột, do đó sẽ làm cho điện áp
cảu máy phát điện bị thay đổi lớn. Để tránh sự thay đổi điện áp trên các trạm phát
điện nhất thiết phải có hệ thống tự động ổn định điện áp (TĐOĐĐA).
ài toán ổn định điện áp là bài toán điều khiển sự cân bằng công suất phản
kháng giữa nguồn phát và phụ tải. Công suất phản kháng của nguồn phát phụ thuộc
vào công suất kích từ, do đó điều chỉnh công suất phản kháng của nguồn chính là
điều khiển kích từ của máy phát đồng bộ. Đây là bài toán rất quan trọng, có vai trò
rất lớn trong việc bảo đảm tính ổn định của hệ thống điện. ài toán này đặc biệt
quan trọng ở những hệ thống điện năng có công suất nguồn hữu hạn, làm việc độc
lập như các trạm phát điện Diesel, trạm thủy điện nhỏ.
ài toán điều khiển máy phát điện chính là bài toán điều khiển kích từ. Hệ
thống tự động điều khiển dòng kích từ theo một thuật toán nào đó được gọi là hệ
thống tự động điều chỉnh kích từ.
1.2. Chức năng của hệ thống tự động điều chỉnh kích từ máy phát
- Duy trì điện áp trên các cực của máy phát điện không thay đổi, đây là
nhiệm vụ cơ bản nhất của hệ thống. Nhiệm vụ này được thực hiện bằng cách tự
động thay đổi kích từ máy phát điện theo sự thay đổi của phụ tải và các điều kiện
khác.
- Tăng cường kích từ của máy phát điện khi điện áp của nó giảm xuống một
cách đáng kể, việc tăng cường kích từ được thực hiện trong các trường hợp sau:
+ Đảm bảo khả năng khởi động các động cơ dị bộ rô to lồng sóc có công
suất gần bằng công suất máy phát điện.
+ Nâng cao độ tin cậy bảo vệ máy phát điện khi ngắn mạch trong mạng,
bằng cách tăng nhân tạo dòng ngắn mạch nhờ tăng kích từ.
+ Gia tốc quá trình tự khởi động của các động cơ nhỏ sau khi đã loại trừ
ngắn mạch.
12
+ Để dễ dàng đưa máy phát điện của trạm phát điện vào làm việc song
song.
+ Nâng cao độ ổn định làm việc song song cảu các tổ máy phát, khi trọng
mạng điện của trạm phát điện có ngắn mạch.
- Phân phối tỷ lệ công suất phản kháng giữa các trạm phát điện làm việc song
song. Để bảo đảm cho các trạm phát điện làm việc song song, phải giải quyết các
vấn đề cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng giữa hai tổ máy phát.
Công suất tác dụng được thể hiện bởi bộ điều chỉnh tốc độ quay động cơ sơ cấp.
Công suất phản kháng được thể hiện bởi bộ tự động điều chỉnh kích từ máy phát.
Khi có sự biến động công suất phản kháng, sẽ diễn ra quá trình phân phối lại công
suất cho hai tổ má