Chuyên Đề hòa đồng bộ

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA TRÊN TRẠM PHÁT ĐIỆN 1
1. Cơ sở khoa học. 1
2. Tính thực tiễn. 2
3. Yêu cầu chung. 3
4. Các tham số và hệ thống tự động hoá trên trạm phát điện. 3
5. Các hệ thống chức năng con tự động điều khiển độc lập trên hệ thống tự động hoá trạm phát điện. 4
6. Cấu trúc chung của một hệ tự động hoá trên trạm phát điện. 5
7. Hệ thống cảm biến và các thiết bị thu thập thông tin trong hệ thống tự động hoá trên trạm phát điện. 8
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CÁC BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA KHI HAI TRẠM MÁY PHÁT ĐIỆN LÀM VIỆC SONG SONG 10
1. Tự động ổn định điện áp phát ra của các máy phát điện. 10
1.1. Sự cần thiết phải ổn định điện áp máy phát điện. 10
1.2. Chức năng của hệ thống tự động điều chỉnh kích từ máy phát 11
1.3. Yêu cầu và phân loại các bộ tự động điều chỉnh kích từ máy phát 12
1.3.1. Yêu cầu. 12
1.3.2. Phân loại 13
1.4. Bài toán điều khiển kích từ máy phát điện đồng bộ. 14
1.4.1. Phương trình điện áp máy phát 14
1.4.2. Biến động của điện áp máy phát khi tải có tính chất điện cảm 15
1.4.3. Biến động của điện áp máy phát khi tải có tính chất điện dung. 16
1.5. Mô hình cấu trúc hệ thống tự động điều chỉnh kích từ máy phát 18
1.5.1. Nguồn kích từ máy phát đồng bộ. 18
1.5.2. Cấu trúc hệ thống tự động điều chỉnh kích từ. 19
1.6. Khái quát các hệ thống điều chỉnh kích từ. 24
1.6.1. Hệ thống kích từ máy phát điện một chiều. 24
1.6.2. Hệ thống kích từ dùng máy điện xoay chiều chỉnh lưu bán dẫn. 26
1.6.3. Hệ thống kích từ không vành trượt 27
1.6.4. Hệ thống tự kích từ. 28
1.7. Bộ tự động điều chỉnh kích từ kiểu cơ điện. 30
1.7.1. Bộ TĐĐC kích từ kiểu rơle rung. 30
1.8. Bộ tự động điều chỉnh kích từ kiểu điện từ. 36
1.8.1. Hệ thống TĐÔĐĐA điện từ kiểu hỗn hợp dòng. 36
1.8.2. Hệ thống TĐÔĐĐA điện từ kiểu hỗn hợp pha. 39
1.9. Hệ thống TĐÔĐĐA Tranzito – tiếp điểm cơ khí 42
1.10. Hệ thống TĐĐCKT dùng Tiristor 43
1.10.1. Bộ biến đổi Tiristor – phần tử chấp hành trong hệ thống kích từ Tiristor 44
1.10.2. Bộ điều khiển Ti trong mạch kích từ. 45
2. Hòa đồng bộ hai máy phát điện làm việc song song. 50
2.1. Điều kiện làm việc song song giữa các tổ máy phát điện. 50
2.1.1. Mục đích làm việc song song giữa các tổ máy phát 50
2.1.2. Điều kiện làm việc song song của các máy phát điện đồng bộ. 51
2.1.3. Tính ổn định làm việc song song của các máy phát điện đồng bộ trong hệ thống điện. 54
2.1.4. Làm việc song song giữa các trạm phát điện có động cơ sơ cấp là động cơ đốt trong. 59
2.2. Hòa đồng bộ các tổ máy phát điện. 62
2.2.1. Hòa đồng bộ chính xác. 63
2.2.2. Hòa hai máy phát bằng phương pháp tự đồng bộ. 67
2.2.3. Các thiết bị hòa đồng bộ. 68
2.2.4. Thiết bị tự động hòa đồng bộ. 72
2.2.5. Thiết bị hòa đồng bộ ứng dụng PLC 73
3. Điều chỉnh và phân phối công suất giữa các tổ máy phát làm việc song song. 79
3.1. Điều chỉnh và phân phối công suất tác dụng giữa các tổ máy phát điện làm việc song song. 79
3.1.1. Phân phối công suất tác dụng. 79
3.1.2. Truyền tải công suất tác dụng giữa hai tổ máy làm việc song song. 82
3.2. Điều chỉnh và phân phối công suất phản kháng giữa các máy phát làm việc song song. 84
3.2.1. Phân phối công suất phản kháng. 84
3.2.2. Truyền công suất phản kháng giữa hai tổ máy làm việc song song. 88
3.3. Phân phối công suất phản kháng giữa các tổ máy phát điện làm việc song song bằng cách dùng dây nối cân bằng. 90
4. Bảo vệ trạm phát điện. 92
4.1. Khái niệm chung. 92
4.1.1. Khái quát 92
4.1.2. Ý nghĩa của bảo vệ. 93
4.1.3. Yêu cầu đối với bảo vệ. 93
4.2. Bảo vệ ngắn mạch cho trạm phát điện. 94
4.2.1. Nguyên tắc bảo vệ. 94
4.2.2. Các thiết bị bảo vệ. 94
4.3. Bảo vệ quá tải cho trạm phát điện. 96
4.3.1. Nguyên tắc bảo vệ. 96
4.3.2. Các thiết bị bảo vệ. 97
4.4. Bảo vệ công suất ngược cho trạm phát điện. 97
4.3.1. Nguyên tắc bảo vệ. 97
4.3.2. Các thiết bị bảo vệ: 98
4.5. Bảo vệ mất pha, điện áp thấp, điện áp cao cho trạm phát điện. 99
4.5.1. Nguyên tắc bảo vệ. 99
4.5.2. Các thiết bị bảo vệ. 101
CHƯƠNG 3. CÁC THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT KHI HAI TRẠM PHÁT ĐIỆN LÀM VIỆC SONG SONG 102
1. Thuật toán điều chỉnh điện áp phát ra của máy phát điện. 102
2. Thuật toán điều chỉnh tần số dòng điện phát ra. 103
3. Thuật toán hoà đồng bộ hai máy phát điện làm việc song song. 105
4. Giám sát công suất và bảo vệ trạm phát điện. 108
4.1. Xây dựng cấu trúc động học biến tần - động cơ không đồng bộ chế độ điều khiển U/f = const 109
4.1.1. Xây dựng vòng điều khiển tốc độ. 109
4.1.2. Xây dựng hàm số truyền động cơ khi điều khiển tần số. 110
4.1.3. Hàm truyền của bộ điều khiển PID 112
4.1.4. Mô hình hoá ứng dụng phần mềm Matlab – Simulink. 114
4.1.5. Nghiên cứu quá trình điều khiển đồng tốc hệ hai biến tần - động cơ. 119
4.1.6 Mô hình hoá ứng dụng phần mềm Matlab – Simulink lựa chọn bộ tham số của bộ điều khiển PID. 122
CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN – GIÁM SÁT MÔ HÌNH TỔ HỢP “ BIẾN TẦN – ĐỘNG CƠ – MÁY PHÁT”. 124
1. Xây dựng mô hình thực tế modun hòa đồng bộ hai tổ máy phát điện trong phòng thí nghiệm 124
1.1 Sơ đồ nguyên lý modun hòa đồng bộ hai tổ máy phát điện trong phòng thí nghiệm 124
1.2. Mô hình hình thực tế bệ thí nghiệm 126
2. Xây dựng chương trình phần mềm điều khiển – giám sát bệ thí nghiệm tự động hóa phát và cung cấp điện. 131
2.1 Xây dựng chương trình điều khiển trên Step 7. 131
2.2 Xây dựng chương trình giám sát trên WINCC V7.0 SP2. 140