MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ BÙ TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU LINH HOẠT

Các linh kiện điện tử công suất lớn được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị bù của hệthống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS) ở các nước phát triển trên thế giới. Bàibáo trình bày một hệ thống phát xung để kích mở cho các cặp Thyristor nối song song ngượctrong các thiết bị FACTS.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ BÙ TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU LINH HOẠT MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÁC THIẾT BỊ BÙ TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU LINH HOẠT SIMULATION OF THE CONTROL SYSTEM IN THE COMPENSATORS OF THE FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEM NGUYỄN HỒNG ANH - NGUYỄN BÊ Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Các linh kiện điện tử công suất lớn được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị bù của hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS) ở các nước phát triển trên thế giới. Bài báo trình bày một hệ thống phát xung để kích mở cho các cặp Thyristor nối song song ngược trong các thiết bị FACTS. ABSTRACT The power electronics applied in the compensators of FACTS are widely used in the developed countries. This article presents a system which springs up the pulse for opening two thyristors connected parallel - opposite in the FACTS. 1. Đặt vấn đề Kỹ thuật truyền tải điện hiện đại đã sử dụng các thiết bị bù, dịch pha được điềukhiển bằng các linh kiện điện tử công suất để cung cấp nguồn năng lượng khi cần thiếtđể bảo đảm tính ổn định của hệ thống điện. Các thiết bị này kết hợp với các bộ vi xử lýcho phép điều khiển nguồn năng lượng một cách linh hoạt, khả năng tự động hoá cao đảmbảo độ tin cậy và độ ổn định của hệ thống, trong đó hệ thống điều khiển đóng một vai tròrất quan trọng. Việc thiết kế và tính toán chính xác hệ thống điều khiển sẽ bảo đảm sựlàm việc tin cậy của hệ thống bù, góp phần nâng cao tính ổn định của hệ thống điện. 2. Điều khiển Thyristor Thyristor chỉ mở cho dòng điện chạy qua khi có điện áp dương đặt lên anôt và xungđiện áp dương đặt lên cực điều khiển. Sau khi Thyristor đã mở thì xung điều khiển khôngcòn tác dụng, dòng điện chảy qua Thyristor do thông số của mạch động lực quyết định. 2.1. Sơ đồ cấu trúc Sơ đồ khối mạch điều khiển Thyristor như hình 1. Mạch điều khiển có các chức năng sau: - Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điệnáp trên anôt- catôt của Thyristor. - Tạo ra được các xung có đủ điều kiện mở được Thyristor. Xung điều khiểnthường có biên độ từ 2 đến 10V, độ rộng xung tx= 20-100μs đối với thiết bị chỉnh lưu hoặccặp Thyristor đấu song song ngược. Độ rộng xung được xác định theo biểu thức: I t x = dt di dt Trong đó: Idt là dòng duy trì của Thyristor; di/dt là tốc độ tăng trưởng của dòng tải. Cấu trúc của một mạch điều khiển Thyristor gồm 3 khâu chính sau đây: - Khâu đồng bộ (ĐB): tạo tín hiệu đồng bộ với điện áp anôt-catôt của Thyristor cầnmở. Tín hiệu này là điện áp xoay chiều, thường lấy từ biến áp có sơ cấp nối song song vớiThyristor cần mở. - Khâu so sánh-tạo xung (SS-TX): làm nhiệm vụ so sánh giữa điện áp đồng bộthường đã được biến thể với tín hiệu điều khiển một chiều để tạo ra xung kích mởThyristor. - Khâu khuếch đại xung (KĐ): tạo ra xung mở có đủ điều kiện để mở Thyristor. Uđb ĐB SS-TX KĐ Uđk Hình 1. Sơ đồ khối mạch điều khiển Thyristor Khi thay đổi giá trị điện áp một chiều Uđk thì góc mở α sẽ thay đổi. 2.2. Nguyên tắc điều khiển Sử dụng nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos” như hình 2 để thực hiện điềuchỉnh vị trí đặt xung trong nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên Thyristor. Theo nguyên tắc này, ở khâu so sánh có hai điện áp đặt vào: - Điện áp đồng bộ sin, sau khi ra khỏi khâu ĐB được tạo thành tín hiệu cos - Điện áp điều khiển là áp một chiều có thể biến đổi được Uc Udb Udk Udb Uc Udk Л 2Л ωt α Điện áp uđb= Um sinωt thì: Uc = Um cosωt Giá trị α được tính theo phương trình sau: Umcosα = Uđk Do đó: Hình 2. Nguyên tắc điề/Ukhiển thẳng đứng α = arccos(Udk u m) “arccos” = 0 - khi Udk = Um thì α - khi Udk = 0 thì α =Л/2 - khi Udk = -Um thì α=Л Như vậy, khi điều chỉnh Udk từ trị -Um đến +Um, ta có thể điều chỉnh được góc α từ0 đến Л. 2.3. Khâu so sánh sử dụng khuếch đại thuật toán OA Sơ đồ nối khuếch đại thuật toán làm khâu so sánh được mô tả trên hình 3. ...