CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH VỀ HỆ THỐNG KÍCH THÍCH NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
CHƯƠNG 10: HỆ THỐNG KÍCH TỪ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN IALY
10.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CÁC THÀNH PHẦN TRONG HTKT
10.3.1 Bộ chỉnh lưu Thyristor B-TΠΠ-2-3150-1.2k-04-03.
10.3.1.1 Bộ chỉnh lưu Thyristor:
- Chỉnh lưu Thyristor đấu theo sơ đồ cầu ba pha điều khiển hoàn toàn.
- Số lượng cầu chỉnh lưu 3
- Số Thyristor trong một cầu 6
- Số nhánh trong một vai cầu 1
- Số Thyristor trong một nhánh 1
- Giới hạn điện áp dây cho phép của nguồn xoay chiều, 3 pha đầu vào:
+ Lâu dài, không lớn quá, V 950
+ Trong khoảng thời gian 50 giây, không lớn quá, V 1050
- Tần số định mức của nguồn cung cấp, Hz 50
- Điện áp một chiều định mức đầu ra, V 1200
- Dòng điện một chiều định mức đầu ra, A 3150 - Dòng điện một chiều đầu ra khi hỏng một cầu chỉnh lưu, A 2000
- Dòng điện một chiều đầu ra ở chế độ quá tải (trong khoảng thời gian 50 giây), A 6300 - Dòng điện một chiều đầu ra ở chế độ quá tải (trong khoảng thời gian 50 giây) khi hỏng một cầu chỉnh lưu, A 4000
10.3.1.2 Thyristor:
- Mã hiệu T173-1600028.
- Dòng điện định mức, A 1600
- Điện áp ngược cực đại, V 2800
- Độ rộng xung điều khiển, às 500
- Điện áp xung điều khiển, V 2,2
- Dòng điện xung điều khiển, A 1,2
- Tốc độ tăng dũng điện khi mở, A/às 200 - Tốc độ tăng điện ỏp khi mở, V/às 1000 - Nhiệt độ tiếp giáp cực đại cho phép, 0C 125 - Điện trở nhiệt của tiếp giáp, C/W 0,011 10.3.2 Hệ thống làm mát Thyristor:
Làm mát các phần tử công suất bằng cách cưỡng bức không khí theo chu trình kín có thiết bị trao đổi nhiệt được làm mát bằng nước kỹ thuật.
- Số ngăn làm mát 2
- Lưu lượng nước định mức qua mỗi ngăn làm mát, m3/h 25
- Sai lệch lưu lượng nước làm mát cho phép, m3/h -5 ÷ +10 - Áp lực làm việc của nước làm mát ở đầu vào, không lớn quá, kPa 500 - Độ sụt áp suất ở lưu lượng định mức, không lớn quá, kPa 150 - Nhiệt độ làm việc của nước làm mát ở đầu vào, 0C 1 ÷ 30 - Điện áp nguồn xoay chiều cung cấp cho quạt gió, V 3x380 - Sai lệch điện áp cho phép của nguồn cung cấp quạt gió, % -10 ÷ +5 - Công suất quạt gió, không lớn hơn, kW 5,5
- Hiệu suất, không nhỏ hơn, % 99
- Nhiệt độ môi trường làm việc của bộ chỉnh lưu Thyristor, 0C +1 ÷ +45
- Độ cao của nền đặt thiết bị (so với mực nước biển), không quá, m 1000 - Thời gian phục vụ trung bình, không nhỏ hơn, năm 25
- Tuổi thọ trung bình, giờ 150000
10.3.3 Hệ thống điều khiển Thyristor.
* Nguồn nuôi:
- Nguồn xoay chiều:
+ Điện áp, V 3x380
+ Tần số, Hz 50
+ Chênh lệch điện áp cho phép, % -100 ÷ +45
+ Chênh lệch tần số cho phép, % -50 ÷ +80
- Nguồn một chiều:
+ Điện áp, V 220
+ Chênh lệch điện áp cho phép, % -15 ÷ +10
- Công suất tiêu thụ không lớn hơn, W 600
* Điện áp đồng bộ:
- Điện áp, V 3x380
- Tần số, Hz 50
- Chênh lệch điện áp cho phép, % -95 ÷ +45
- Chênh lệch tần số cho phép, % -50 ÷ +80
* Điều khiển:
- Phạm vi thay đổi góc pha của xung mở Thyristor, độ điện 0 ÷ αmax
- Phạm vi thay đổi góc αmax, độ điện 120 ÷ 150 - Phạm vi thay đổi điện áp điều khiển cần thiết để thay đổi góc điều khiển từ 0 đến
αmax, V -8 ÷ +8
- Tốc độ thay đổi trị số chỉnh định của bộ điều chỉnh kích thích dự phòng, không lớn
hơn, %/s 1
* Xung mở Thyristor:
- Số kênh điều khiển 6
- Số lượng Thyristor được điều khiển từ một kênh, không quá 3
- Độ sai lệch pha cho phép giữa các kênh điều khiển, không lớn hơn, độ điện 2 - Độ rộng xung điều khiển Thyristor, độ điện 120
- Biên độ dòng điện của xung điều khiển Thyristor, A 1 ÷ 1,3 - Tốc độ tăng dũng điện của xung điều khiển Thyristor, A/às 0,5
- Tần số băm xung, kHz 8 ÷ 10
* Lệnh điều khiển bên ngoài (bằng cách đóng các tiếp điểm của mạch điều khiển):
- Điện áp điều khiển, không lớn hơn, V 20
- Dòng điện điều khiển, không lớn hơn, A 0,1
* Khả năng chuyển mạch của các tiếp điểm rơle:
- Về điện áp, V 10- 6 ÷ 250
- Về dòng điện, A 10- 9 ÷ 2
- Về công suất, không lớn quá, W 50
- Điện áp thử nghiệm cuộn dây rơle, các tiếp điểm rơle và các mạch khác, kV 2
* Chỉ thị sự cố:
- Chỉ thị sự cố bởi các đèn LED đầu ra.
- Chỉ thị trên màn hình theo chức năng vận hành cũng như sự cố các kênh.
10.3.4 Bộ tự động điều chỉnh điện áp AV.
* Nguồn nuôi:
- Nguồn nuôi xoay chiều:
+ Điện áp, V 3x380
+ Tần số, Hz 50
+ Chênh lệch điện áp cho phép, %:
• Lâu dài -20 ÷ +80
• Tức thời -100 ÷ +45
+ Chênh lệch tần số cho phép, Hz:
• Lâu dài -50 ÷ +80
• Tức thời -6 ÷ +6
- Nguồn nuôi một chiều:
+ Điện áp, V 220
+ Chênh lệch điện áp cho phép, % -20 ÷ +12
- Công suất tiêu thụ, không lớn hơn, W 100
* Các tín hiệu đầu vào:
- Mạch đo lường điện áp stator máy phát:
+ Điện áp định mức, V 3x100
+ Tần số, Hz 50
+ Công suất tiêu thụ ở mỗi pha, không lớn hơn, VA 3 - Mạch đo lường dòng điện stator máy phát:
+ Dòng điện định mức, A 5
+ Tần số, Hz 50
+ Công suất tiêu thụ ở mỗi pha, không lớn hơn, VA 4,5 - Mạch đo lường dòng đện rotor máy phát:
+ Dòng điện định mức, A 5
+ Tần số, Hz 50
+ Công suất tiêu thụ ở mỗi pha, không lớn hơn, VA 4,5 - Mạch đo lường điện áp lưới:
+ Điện áp định mức, V 100
+ Tần số, Hz 50
+ Công suất tiêu thụ, không lớn hơn, VA 5
- Lệnh điều khiển từ bên ngoài (bằng cách đóng các tiếp điểm của mạch điều khiển):
+ Điện áp điều khiển, không lớn hơn, V 20 + Dòng điện điều khiển, không lớn hơn, A 0,1
* Các tín hiệu đầu ra:
- Đầu ra tương tự: Các đầu ra này được đưa đến hệ thống điều khiển Thyristor.
+ Số đầu ra 2
+ Điện áp đầu ra, không lớn hơn, V -20 ÷ +80 + Dòng điện đầu ra, không lớn hơn, A 0,05
+ Phụ tải của mỗi đầu ra, Ω ≥ 800
- Đầu ra Digital: Các đầu ra này dùng để đưa tín hiệu ra mạch bên ngoài.
+ Số đầu ra 18
+ Khả năng chuyển mạch của các tiếp điểm:
• Về điện áp, V 10- 6 ÷ 250
• Về dòng điện, A 10- 9 ÷ 2
• Về công suất, không lớn quá, W 50
+ Các loại tín hiệu:
• Đóng các tiếp điểm nối với mạch ngoài.
• Chỉ thị của đèn tín hiệu.
+ Điện áp thử nghiệm giữa các mạch tín hiệu riêng, kV 2
* Điều chỉnh:
- Phạm vi điều chỉnh điện áp máy phát, %U STATORđm 80 ÷ 110 - Thời gian đi qua phạm vi điều chỉnh điện áp máy phát, s 150
- Hệ số khuếch đại của mạch điều chỉnh cùng với hệ thống kích thích (độ chính xác
±10%):
+ Theo mạch chênh lệch điện áp: = 10, 15, 20, 30, 50, 70, 100 đơn vị kích thích/đơn vị điện áp.
+ Theo mạch đạo hàm điện áp: = 7,5 đơn vị kích thích/đơn vị điện áp/s.
+ Theo mạch chênh lệch tần số: = 14 đơn vị kích thích/Hz.
+ Theo mạch đạo hàm tần số: = 5 đơn vị kích thích/Hz/s.
+ Theo mạch đạo hàm dòng điện rotor: = 2,5 đơn vị kích thích/đơn vị dòng điện rotor/s.
- Độ tác động nhanh của bộ điều chỉnh:
+ Thời gian tăng kích thích từ giá trị địng mức đến giá trị cực đại của điện áp điều
chỉnh đầu ra, không quá, s 0,04
+ Thời gian giảm kích thích từ giá trị dương lớn nhất đến giá trị âm lớn nhất của
điện áp điều chỉnh đầu ra, không quá, s 0,1
+ Khi điện áp đầu vào của bộ điều chỉnh thay đổi khoảng ±5% thì thời gian tác động đến đầu ra của nó cho 1 đơn vị điện áp, không lớn hơn, s 0,02
* Các thông số bảo vệ:
- Mức hạn chế dòng điện cường hành (không duy trì thời gian) so với dòng điện
rotor định mức, % 200
- Mức hạn chế dòng điện sau khi vượt quá thời gian cường hành cho phép, % 100
- Thời gian cường hành cho phép, s 15, 20 hoặc 50 - Loại bảo vệ hư hỏng bên trong của các khối và các hộp Cầu chì 10.3.5 Máy biến áp kích thích TE1.
- Kiểu TC3Π-4000/20BT3.
- Công suất định mức, kVA 2844
- Điện áp định mức cuộn dây sơ cấp, kV 15,75
- Điện áp định mức cuộn dây thứ cấp, V 805
- Tổ nối dây Y/∆-11
- Điện áp ngắn mạch, % 5,6
- Làm mát bằng không khí tự nhiên.
- Cấp cách điện của cuộn dây sơ cấp F
- Cấp cách điện của cuộn dây thứ cấp H
- Tổn hao không tải, W 6000
- Tổn hao ngắn mạch, W 11000
- Điện áp thử nghiệm cao thế xoay chiều, tần số 50Hz trong thời gian 1 phút:
+ Cuộn dây sơ cấp, kV 38
+ Cuộn dây thứ cấp, kV 5
10.3.6 Máy biến áp tự dùng TV3.1, TV3.2.
- Kiểu TC3Π-10/1B-04.
- Công suất định mức, kVA 7,6
- Điện áp định mức cuộn dây sơ cấp, V 780 ± 5%
- Điện áp định mức cuộn dây thứ cấp, V 380
- Tổ nối dây Y/Y0-11
- Làm mát bằng không khí tự nhiên.
10.3.7 Mạch tự dùng của HTKT:
Nguồn nuôi hệ thống kích thích gồm:
- Nguồn xoay chiều lấy từ thanh cái của máy biến áp tự dùng nhà máy và từ các máy biến áp tự dùng TV3.1, TV3.2 của hệ thống kích thích.
- Nguồn một chiều lấy từ buồng ắc quy nhà máy.
Điện áp định mức của các nguồn tự dùng xoay chiều 50Hz là 220V và 380V. Điện áp định mức của nguồn tự dùng ắc quy một chiều là 220V.
Từ thanh cái điện tự dùng (~220V, 50Hz) của nhà máy cấp nguồn nuôi cho các thiết bị sau:
- Khối bảo vệ chạm đất một điểm mạch kích thích AK1.
- Các bộ biến đổi đo lường dòng điện UAE1, UAE2.
- Các bộ biến đổi đo lường điện áp UVE1, UVE2.
- Cơ cấu kiểm tra nhiệt độ máy biến áp kích thích ?KT.
Từ thanh cái điện tự dùng (~380V, 50Hz) của nhà máy cấp nguồn nuôi cho 2 động cơ quạt gió của hệ thống làm mát Thyristor. Để đảm bảo dự phòng chắc chắn, nguồn nuôi cho 2 động cơ quạt gió được lấy từ 2 phân đoạn tự dùng khác nhau của nhà máy.
Khi máy phát làm việc bình thường, mạch 1 (AV1) của bộ điều chỉnh kích thích tự động và mạch 1 của hệ thống điều khiển sẽ nhận nguồn nuôi xoay chiều 380V từ máy biến áp tự dùng TV3.1 được đấu với thanh cái phía hạ áp của máy biến áp TE1 (bộ chuyển mạch SA1.1 ở vị trí “LÀM VIỆC"); mạch 2 (AV2) của bộ điều chỉnh kích thích tự động và mạch 2 của hệ thống điều khiển sẽ nhận nguồn nuôi xoay chiều 380V từ máy biến áp tự dùng TV3.2 được đấu với thanh cái phía hạ áp của máy biến áp TE1 (bộ chuyển mạch SA1.2 ở vị trí
“LÀM VIỆC").
Khi máy phát ở trạng thái dừng hoặc không kích thích mà cần kiểm tra và hiệu chỉnh bộ điều chỉnh kích thích tự động AV và hệ thống điều khiển thì nguồn nuôi của chúng được lấy từ các thanh cái tự dùng của nhà máy. Lúc này các bộ chuyển mạch SA1.1, SA1.2 được chuyển sang vị trí “THỬ NGHIỆM” và các đèn tín hiệu HLR7, HLR8 sáng.
Không cho phép hệ thống kích thích làm việc theo sơ đồ tự kích thích khi nối mạch nguồn nuôi của bộ điều chỉnh tự động AV và hệ thống điều khiển vào thanh cái tự dùng của nhà máy. Khi chuyển bộ chuyển mạch SA1.1, SA1.2 sang vị trí “THỬ NGHIỆM”, các rơle trung gian cắt KL1.1, KL1.2 sẽ tác động cắt máy cắt dập từ QE1. Để loại trừ việc đấu nối ngẫu nhiên các mạch nguồn của bộ điều chỉnh tự động và hệ thống điều khiển sang thanh cái tự dùng nhà máy khi các bộ chuyển mạch SA1.1, SA1.2 ở vị trí “LÀM VIỆC”, ta lắp các áp tô mát SF6.1, SF6.2 có các bộ ngắt từ xa.
Khi điện áp nguồn tự dùng xoay chiều của hệ thống kích thích giảm xuống dưới 0,8 lần giá trị định mức (ở các chế độ kích thích ban đầu, dập từ, ngắn mạch v.v...) thì khả năng làm việc của bộ điều chỉnh tự động AV và hệ thống điều khiển vẫn đảm bảo do có nguồn ắc quy dự phòng 220V.
Nguồn ắc quy một chiều 220V của nhà máy cung cấp nguồn nuôi dự phòng cho các mạch sau:
- Mạch điều chỉnh tự động AV1, AV2.
- Mạch 1, mạch 2 của hệ thống điều khiển.
- Mạch điều khiển máy cắt dập từ QE1.
- Các mạch điều khiển, bảo vệ và báo tín hiệu của hệ thống kích thích.
- Mạch kích thích ban đầu.
Tất cả các mạch tự dùng của hệ thống kích thích được bảo vệ bằng các áp tô mát, đảm bảo ngắt mạch khi chúng bị hư hỏng.
Khi máy phát và hệ thống kích thích làm việc bình thường, các áp tô mát phải ở vị trí đóng. Khi cắt các áp tô mát, tiếp điểm phụ của nó sẽ khép lại đưa tín hiệu đến sơ đồ điều khiển hoặc sơ đồ truyền tín hiệu của hệ thống kích thích.
Trong tủ ШB-1102 (AE1) có các áp tô mát sau:
- SF1: Cấp nguồn xoay chiều 220V cho khối rơle AK1.
- SF2: Cấp nguồn xoay chiều 220V cho bộ biến đổi đo lường dòng điện UAE1.
- SF3: Cấp nguồn xoay chiều 220V cho bộ biến đổi đo lường dòng điện UAE2.
- SF4: Cấp nguồn xoay chiều 220V cho bộ biến đổi đo lường điện áp UVE1.
- SF5: Cấp nguồn xoay chiều 220V cho bộ biến đổi đo lường điện áp UVE2.
Trong tủ ?B-1202 (AE2) có lắp các áp tô mát sau:
- SF7: Cấp nguồn một chiều 220V cho mạch điều khiển máy cắt dập từ QE1.
- SF8: Cấp nguồn một chiều 220V cho các mạch điều khiển và bảo vệ hệ thống kích thích.
- SF9: Cấp nguồn một chiều 220V cho các mạch tín hiệu hệ thống kích thích.