Tải bản đầy đủ
3 Thiết bị thí nghiệm

3 Thiết bị thí nghiệm

Tải bản đầy đủ

36

2.4. Trình tự thí nghiệm
1. Nối nguồn của Protective Relaying Control station với nguồn điện ba pha
và DC Power Supply của Protective Relaying Control Station đang tắt.
Đưa các công tắc sự cố trên AC/DC Current Sensitive Relay về vị trí 0 (off)
sau đó nắp đặt nó lên Protective Relaying Control Station.
2. Trên Universal Fault Module đặt TD1 …………………….………….~1 s
3. Lắp đặt Interconnection Module, Power Supply, Universal Fault Module,
Synchronous Motor/ Generator, Primer Mover/ Dynatometer, Faultable
Transformers, Transmission Grid (A), Resistor Loads, Power Diodes,
Synchronizing Module, Three-Phase Wattmeter/Varmeter, AC Ammeter, AC
Volmeter, DC Volmeter/ Ammeter lên trên EMS Workstation.
Dùng dây đai để liên kết cơ khí giữa Synchronous, Motor/ Generator và
Primer Mover/ Dynatometer.
Kiểm tra Power Supply và núm chỉnh điện áp chỉnh về vị trí 0.
4. Kết nối ngõ vào LOW POWER INPUT của Primer Mover/ Dynatometer
tới ngõ ra 24V của Power Supply.
Trên Power Supply bật nguồn 24V AC.
Bảo vệ chống mất kích từ ở máy phát đồng bộ
5. Kết nối Interconnection Module đã được nắp đặt trên EMS Workstation
tới Interconection Panel của Protective Relaying Control Station bằng các dây cáp.
Kết nối các thiết bị như (hình 2-6 và MĐ 2-7).

37

Hình 2-6. Sơ đồ kết nối thiết bị trên EMS Workstation

38

Hình 2-7. Sơ đồ kết nối thiết bị trên Protective Relaying Control Station
6. Đặt sẵn các thiết bị như sau:
Trên Synchronous Motor/ Generator
Công tắc EXCITER……………………….…..……….1 (close)
Nút vặn EXCITER…………..……..……………………….min
Trên Primer Mover/ Dynatometer
Công tắc MODE……………………..……… PRIME MOVER
Công tắc DISPLAY……………………..………………SPEED
Trên Transmission Grid (A)
Công tắc S1 và S2……………………..……………….O (open)
Trên AC/DC Current Sensitive Relay
Công tắc INPUT…………………………..……...……..…...AC
Công tắc MODE………………………..…UNDER CURRENT
Trên Universal Fault Module
Nút INITIATE FAULT………………….…………….vị trí nhả
7. Chỉnh dòng đặt và sai số của AC/DC Current Sensitive Relay lần lượt là
100 mA và sai số là 5%.
Trên Control Relays 2 của Protective Relaying Control Station chỉnh thời
gian hoãn của rơ le trì hoãn TD2 là 30s.
Bật nguồn DC Power Supply của Protective Relaying Control Station.
Trên Transmission Grid (A), chỉnh công tắc S3 sang vị trí O (open) để mở
công tắc tơ CR3. Nó sẽ ngăn chặn sự hoạt động của hệ thống bảo vệ mất kích từ và
cho phép quan sát những gì xảy ra khi máy phát mất kích từ.

39

8. Mở nguồn và điều chỉnh điện áp sao cho động cơ sơ cấp quay với tốc độ
nhỏ hơn 50 vòng/ phút so với tốc độ định mức của máy phát đồng bộ.
Chỉnh núm điều chỉnh EXCITER của Synchronous Motor/ Generator để điện
áp dây của máy phát đồng bộ gần bằng giá trị định mức.
9. Trên Power Supply, điều chỉnh nhẹ núm điều chỉnh điện áp sao cho bóng
đèn trên Synchronizing Module chớp tắt đồng bộ đến khi sự chớp tắt diễn ra rất
chậm. Điều này cho thấy tần số của máy phát đồng bộ gần bằng với nguồn.
Trên Synchronizing Module bật công tắc S1 tại vị trí 1 ( close) để nối máy
phát với nguồn ba pha. Máy phát bây giờ được hòa đồng bộ với nguồn ba pha.
10. Trên Power Supply, điều chỉnh nhẹ núm điều chỉnh điện áp theo chiều
kim đồng hồ đến khi dòng điện xấp xỉ bằng giá trị đầy tải định mức của máy phát.
Công suất tác dụng hiển thị bởi Three-Phase Wattmeter/Varmeter.
Trên Synchronous Motor/ Generator, chỉnh núm EXCITER sao cho công
suất phản kháng hiển thị bởi Three-Phase Wattmeter/Varmeter bằng 0.
11. Ghi lại các giá trị điện áp dây, dòng điện dây , dòng điện kích từ của máy
phát, tốc độ quay của máy phát, công suất tác dụng, công suất phản kháng ( khi
máy vận hành bình thường).
Điện áp dây:…………….….…V
Dòng điện dây:……………..…A
Dòng điện kích từ………..……A
Tốc độ quay:…………vòng/phút
Công suất tác dụng:……….….W
Công suất phản kháng:……..VAr
12. Trên Universal Fault Module, nhấn nút INITIATE FAULT để nối tiếp
điện trở R1 với cuộn dây kích từ của máy phát. Lúc này quan sát tín hiệu tác động (
LED) trên AC/DC Current Sensitive Relay.
Ghi lại các giá trị điện áp dây, dòng điện dây , dòng điện kích từ của máy
phát, tốc độ quay của máy phát, công suất tác dụng, công suất phản kháng ( khi
máy bị mất kích từ).
Điện áp dây:…………….….…V
Dòng điện dây:……………..…A
Dòng điện kích từ………..……A
Tốc độ quay:…………vòng/phút
Công suất tác dụng:……….….W
Công suất phản kháng:……..VAr
Vặn núm chỉnh điện áp về 0, sau đó tắt nguồn.

40

Có phải hệ thống rơ le tác động khi mắc điện trở R1 nối tiếp với cuộn dây
kích từ không?
13. Dựa vào số liệu ở hai bước trên, mô tả hiện tượng xảy ra khi máy phát bị
mất kích từ.
14. Trên Universal Fault Module nhấn nút INITIATE FAULT ở vị trí nhả.
Trên Synchronous Motor/ Generator chỉnh núm EXCITER ở vị trí min.
Trên Synchronizing Module đặt S1 tại vị trí O (open)
Lập lại từ bước 8 – 10 để hòa đồng bộ máy phát.
15. Trên Transmission Grid (A), chỉnh công tắc S3 sang vị trí 1 (close) để
đóng công tắc tơ CR3. Điều này cho phép hệ thống bảo vệ hoạt động.
Trên Universal Fault Module, nhấn nút INITIATE FAULT để nối tiếp điện
trở R1 với cuộn dây kích từ của máy phát. Để hệ thống hoạt động khoảng 45s, quan
sát hiện tượng xảy ra.
Chỉnh núm điều khiển điện áp về 0 và tắt nguồn.
Vai trò của rơ le trì hoãn thời gian TD2 trong hệ thống bảo vệ này là gì?
16. Trên Power Supply, tắt nguồn 24V AC.
Tắt nguồn DC Power Supply của Protective Relaying Control Station.
Tháo rời tất cả các dây nối và cáp.
2.5. Kết luận
Trong bài này ta thấy rằng khi máy phát đồng bộ mất kích từ nó sẽ hoạt động
như máy phát đồng bộ. Dòng điện trong rotor là nguyên nhân dẫn đến sự phát sinh
nhiệt khác thường trong máy phát. Máy phát có thể bị hư hỏng nếu nó hoạt động
như máy phát không đồng bộ trong một khoảng thời gian quá lâu, thời gian này phụ
thuộc vào hệ thống làm mát của máy phát.
Ở máy phát nhỏ có thể bảo vệ chống mất kích từ bằng cách kiểm tra dòng
kích từ khi lắp một rơ le thấp dòng mắc nối tiếp với cuộn kích từ của máy phát. Khi
dòng kích từ nhỏ giá trị chỉnh định thì rơ le tác động để cảnh báo hoặc cắt máy phát
ra khỏi hệ thống. Hệ thống bảo vệ chống mất kích từ ở bài thí nghiệm này làm cả
hai nhiệm vụ trên. Đầu tiên hệ thống sẽ báo tín hiệu và sau đó tự động cắt máy phát
bị sự cố ra khỏi hệ thống sau khoảng thời gian trì hoãn là 30s. Khoảng thời gian
này cho phép nhân viên giám sát có thể điều chỉnh để máy phát hoạt động đúng mà
không phải cắt ra khỏi hệ thống.
3.Bảo vệ quá điện áp cho máy phát điện xoay chiều đồng bộ
Mục tiêu:

41

- Lắp đặt được hệ thống bảo vệ quá điện áp cho máy phát điện xoay chiều
đồng bộ
- Kiểm tra/xác định được hư hỏng/ thay thế các linh kiện mạch điện bảo vệ.
3.2.

Tóm tắt lý thuyết

Hiện tượng quá điện áp của máy phát điện là hiện tượng điện áp đầu cực
máy phát điện có thể tăng cao quá mức cho phép khi có trục trặc trong hệ thống tự
động điều chỉnh kích từ hoặc khi máy phát điện bị mất tải đột ngột.
Khi bị mất tải đột ngột mức quá điện áp ở các máy phát thủy điện có thể đạt
tới 200% giá trị định mức, do hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ quay của tuabin
nước có quán tính lớn, khả năng vượt tốc của rotor máy phát cao hơn nhiều so với
máy phát điện tuabin hơi. Ở các máy phát nhiệt điện ( tuabin hơi hoặc tuabin khí)
các bộ điều tốc làm việc ở tốc độ cao, có quán tính bé hơn nên có thể khống chế
mức vượt tốc độ thấp hơn, ngoài ra các tuabin khí và hơi còn được trang bị các van
STOP có thể đóng nguồn năng lượng đưa vào tua bin trong vài mili giây khi mức
vượt tốc cao hơn mức chỉnh định.
Ngoài ra, các máy phát thủy điện còn nằm xa trung tâm phụ tải và bình
thường phải làm việc với các mức điện áp ở đầu cực cao hơn điện áp định mức để
bù lại điện áp sụt trên đường dây truyền tải, khi mất tải đột ngột mức quá áp lại
càng cao.
Quá áp ở máy phát điện có thể gây ra tác hại cho cách điện cuộn dây của các
thiết bị đấu nối ở đầu cực máy phát, còn đối với máy phát điện làm việc hợp bộ với
máy biến áp sẽ làm bão hòa từ của máy biến áp tăng, kéo theo nhiều tác dụng xấu.
Quá điện áp kéo dài có thể gây hư hỏng khi điện áp phát ra tăng cao hơn điện áp
định mức một lượng đủ lớn. Bảo vệ chống lại hiện tượng quá điện áp kéo dài có
thể đạt được bởi việc dò tìm sự quá áp trong giai đoạn đầu của quá trình gia tăng
điện áp và nhanh chóng điều chỉnh lại.
Hình 2-8 miêu tả sơ đồ đơn giản của hệ thống bảo vệ máy phát chống lại
hiện tượng quá điện áp. Hệ thống bảo vệ quá áp bao gồm một rơ le quá điện áp ba
pha được nối tới máy phát thông qua các máy máy biến áp đo lường.
Khi điện áp phát ra vượt quá giá trị định trước, rơ le quá áp sẽ tác động ngắt.
Điều này làm cho dòng điện kích từ của máy phát giảm. Do đó điện áp phát ra
không còn tăng nữa, thậm chí có thể giảm thấp hơn giá trị định mức.