Giáo trình Máy điện 1 - Chương 2: Vận hành máy điện đồng bộ

Giáo trình giới thiệu tới người đọc các nội dung: Đặc tính của máy phát điện đồng bộ, máy phát điện đồng bộ làm việc song song, đặc tính điều tốc của động cơ sơ cấp, phương pháp dừng an toàn các máy phát điện đồng bộ làm việc song song với máy phát khác,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Máy điện 1 - Chương 2: Vận hành máy điện đồng bộ 39TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP MÁY ĐIỆN 1 2008 40Chương 2 VẬN HÀNH MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ2.1. ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ Chế độ làm việc của máy phát điện của máy phát điện đồng bộ ở tai đối xứngđược thể hiện rõ ràng qua các đại lượng như điện áp U ở đầu cực máy phát, dòngđiện tải I trong dây quấn phần ứng, dòng điện kích thích It, hệ số công suất cos,tần số f hoặc tốc độ quay n. Trừ tần số f luôn luôn được giữ bằng định mức fđm vàcos = const do tải bên ngoài quyết định, từ ba đại lượng U, I, It còn lại có thểthành lập được các đặc tính sau đây của máy phát điện đồng bộ: + Đặc tính không tải: E = U0 =f(It)  I = 0, f = fđm. + Đặc tính ngắn mạch: In = f(It)  U = 0, f = fđm. + Đặc tính ngoài: U = f(I)  It = const, f = fđm, cos = const + Đặc tính điều chỉnh: It = f(I)  U = const, f = fđm, cos = const P I Z W A It V + A F _ V V A W A Rđc Hình 2.1 Sơ đồ nối dây xác định đặc tính của máy fát điện đồng bộ Các đặc tính trên có thể thành lập được theo tính toán dựa vào đồ thị vectơ sđđhoặc bằng cách làm thí nghiệm trực tiếp. Từ các đặc tính trên có thể suy ra cáctính chất quan trọng của máy tỉ số ngắn mạch, độ thay đổi điện áp. Cũng từ cácđặc tính ta suy ra các tham số điện kháng đồng bộ dọc trục và ngang trục, điệnkháng tản của máy. Trong phần này ta nghiên cứu các vấn đề trên bằng thí nghiệmvới sơ đồ nối dây thí nghiệm lấy các đặc tính của máy phát điện đồng bộ đượctrình bày trên hình 2.1. Tải của máy phát đồng bộ là tổng trở Z có thể biến đổi.Dòng điện kích thích It của máy phát điệnlấy từ nguồn điện bên ngoài và điều chỉnh Etđược nhờ biến trở Rđc. Uđm2.1.1. Đặc tính không tải Đặc tính không tải của máy phát điệnđồng bộ là quan hệ giữa sđđ Et = Uo và Edư It it0 Hình 2.2 Đặc tính không tải Et = f(It) 41dòng điện kích từ It khi máy làm việc không tải (I = 0) và tốc độ quay của rotorkhông đổi được trình bày trên hình 2.2. Nó chính là dạng của đường cong từ hóa B= f(H) của vật liệu sắt từ. Et = U0 = f(It) I = 0, f = fđm.2.1.2. Đặc tính ngắn mạch và tỉ số ngắn mạch Đặc tính ngắn mạch là quan hệ : In = f(It) khi U = 0, f = fđm. (Khi đó dây quấnphần ứng được nối tắt ngay trên đầu cực của máy) Nếu gỉa thiết lúc ngắn mạch bỏ qua điện trở phần ứng (Rư = 0) thì mạch điệndây quấn phần ứng lúc này là thuần cảm ( = 900), như vậy dòng điện Iq = Icos= 0, còn Id = Isin = I và đồ thị vectơ của máy phát điện lúc đố trình bày trên hình2.3b. Ta có:  t   jI X d  jIX æt  jIX æd E (2.1) Và mạch điện thay thế của máy như trên hình 2.3a. jXưd I E t jXưt jXd I + I E t jXưd _ jXưt I I (a) Hình 2.3 Mạch điện thay thế và đồ thị véctơ của máy phát điện (b) đồng bộ lúc ngắn mạch Lúc ngắn mạch phản ứng phần ứng là khử từ, mạch từ của máy không bãohòa, vì từ thông khe hở  cần thiết để sinh ra sđđ E = Et –IXưd = IXưt rất nhỏ. Dođó đặc tính ngắn mạch máy phát điện đồng bộ là đường thẳng như trình bày trênhình 2.4Tỉ số ngắn mạch K Tỉ số ngắn mạch K theo định nghĩa là tỉ số: In0 K (2.2) ...