Thiết kế bộ điều khiển thiết bị điện công nghiệp: Phần 1

Cuốn sách Thiết kế bộ điều khiển thiết bị điện công nghiệp tập trung vào nguyên lý điều khiển vận hành các thiết bị điện trong hệ thống điện công nghiệp một cách độc lập hoặc kết hợp với các thành phần của hệ thống. Sách được chia thành 2 phần, mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 cuốn sách.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế bộ điều khiển thiết bị điện công nghiệp: Phần 1 60 TRẦN QUANG THỌ (Chủ biên) NGUYỄN VINH QUAN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP NHAØ XUAÁT BAÛN ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH TS. TRẦN QUANG THỌ (Chủ biên), TS. NGUYỄN VINH QUAN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NĂM 2022 1 2 LỜI GIỚI THIỆU Điều khiển là quá trình thu thập, xử lý thông tin, và tác động lên hệ thống để đạt thông số mong muốn. Điều khiển hệ thống điện công nghiệp là quá trình điều khiển kết hợp các thành phần trong hệ thống điện để đạt được mục tiêu theo mức điều khiển tương ứng. Một hệ thống điện thông thường bao gồm nguồn phát điện, hệ thống truyền tải – phân phối, và các phụ tải. Hệ thống điện có thể có qui mô lớn và quản lý vận hành ở cấp quốc gia hay vùng miền thông qua các cấp điều độ. Trong tài liệu này, hệ thống điện công nghiệp được hiểu với qui mô nhỏ hơn ở cấp cơ sở công nghiệp. Hệ thống điện công nghiệp này có thể nối với lưới điện quốc gia hoặc chỉ là một hệ thống điện công nghiệp độc lập. Khi hoạt động độc lập với lưới điện quốc gia, hệ thống này trở thành một hệ thống điện nhỏ hay còn gọi là Micro-grid. Các thành phần chính trong hệ thống điện công nghiệp thường bao gồm: Các nguồn điện phân tán trong hệ thống điện công nghiệp có thể ở dạng máy phát đồng bộ với nguồn cơ năng từ động cơ đốt trong sử dụng dầu diesel, nhiệt điện than, khí, tua bin thủy điện nhỏ, v.v. Ngoài ra, các nguồn điện này có thể sử dụng năng lượng tái tạo như gió, mặt trời hay pin nhiên liệu ở dạng dự trữ sẵn thông qua các bộ nghịch lưu nối lưới. Đối với năng lượng tái tạo, xu hướng sử dụng năng lượng này hiện nay ngày càng nhiều vì có các ưu điểm về môi trường và bền vững. Tuy nhiên, sự phổ biến của nguồn năng lượng tái tạo cũng gây ảnh hưởng tiêu cực đáng kể đến hệ thống điện do sự phụ thuộc vào thời tiết. Đường dây truyền tải: cấp điện áp trong hệ thống điện công nghiệp thông thường ở cấp trung áp và hạ áp với qui mô nhỏ có các thiết bị đóng cắt và thiết bị bù lọc để nâng cao chất lượng điện năng. Phụ tải trong hệ thống điện công nghiệp thông thường bao gồm các máy sản xuất sử dụng các loại động cơ điện thông qua các bộ biến đổi công suất. Đối với động cơ điện một chiều, các bộ biến đổi có thể là các bộ chỉnh lưu có điều khiển, bộ biến đổi một chiều tăng áp và giảm áp. Đối với động cơ điện xoay chiều 3 pha, các bộ biến đổi có thể là các bộ nghịch lưu như biến tần. Để vận hành hiệu quả hệ thống điện công nghiệp, tất cả các thành phần phải được điều khiển theo các qui định, tiêu chuẩn và được ban hành bởi các cơ quan quản lý chuyên ngành. Mức độ điều khiển các thành phần này tùy thuộc vào qui mô, cấp độ quản lý cũng như hiệu quả kinh tế và an ninh năng lượng yêu cầu của hệ thống. 3 Sách Điều khiển thiết bị điện công nghiệp này tập trung vào nguyên lý điều khiển vận hành các thiết bị điện trong hệ thống điện công nghiệp một cách độc lập hoặc kết hợp với các thành phần của hệ thống. Nội dung trong tài liệu này sẽ trình bày cơ sở xây dựng mô hình toán các thành phần trên Matlab/Simulink và mô phỏng điều khiển vận hành với các giả định gần với thực tiễn nhất có thể. Các file mô phỏng cũng được trình bày trên kênh youtube của tác giả Tran Quang Tho. Nhóm tác giả hy vọng tài liệu này có thể giúp độc giả là sinh viên, học viên cao học cũng như nghiên cứu sinh chuyên ngành liên quan, có các khái niệm cơ bản về các thành phần trong các thiết bị điện công nghiệp cũng như phương pháp điều khiển chúng để vận hành hiệu quả hơn về mặt kinh tế và an ninh năng lượng. Nội dung của tài liệu gồm các chương sau: Chương 1: Tổng quan điều khiển thiết bị điện công nghiệp Chương 2: Các bộ biến đổi công suất Chương 3: Điều khiển động cơ một chiều Chương 4: Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Chương 5: Điều khiển bộ sạc pin Tài liệu sử dụng các file hình vẽ và tính toán mô phỏng dựa trên phần mềm Matlab/Simulink (2019b). Một số thuật ngữ hay các ký hiệu chuyên môn trong tài liệu có thể được sử dụng bằng tiếng Anh nhằm mục đích để người đọc có thể thuận tiện tra cứu thêm các thuật ngữ liên quan này trên mạng internet. Nhóm tác giả mong nhận được góp ý của độc giả để lần tái bản sau hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gởi về tác giả: Tiến sĩ Trần Quang Thọ - Khoa Điện - Điện tử - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Số 1 Võ Văn Ngân, P. Linh Chiểu, TP Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Email: thotq@hcmute.edu.vn Điện thoại: 09876 34085 Chào trân trọng! TP HCM, ngày 18 tháng 7 năm 2022. Nhóm tác giả 4 MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU......................................................................................3 MỤC LỤC.................................................................................................5 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT.......................................................8 CÁC KÝ HIỆU........................................................................................10 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP........................................................................15 1.1 Tính cần thiết của điều khiển tự động thiết bị điện......................15 1.2 Các mô hình điều khiển................................................................16 1.3 Mức độ điều khiển........................................................................18 1.4 Tiêu chuẩn đánh giá.............................................................. ...