VÀ CÁC TIÊU CHUẨN LIÊN QUAN
CHƯƠNG 3: YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG KÍCH THÍCH
3.4 NGUỒN CẤP ĐẾN THIẾT BỊ KÍCH THÍCH
Một vài sự lựa chọn là có thể được thực hiện đối với việc lấy cung cấp nguồn xoay chiều cấp đến hệ thống kích thích. Một lựa chọn chung là lấy từ stator máy phát (sun nguồn).
Bình thường với các trạm điện có các máy phát điện áp vừa (5KV hoặc 15KV hoặc cao hơn), một máy biến áp giảm áp được sử dụng để giảm điện áp tới giá trị phù hợp với hệ thống kích thích. Đối với bộ kích thích quay, nguồn này có thể nhỏ cho phép lấy từ nguồn 1 pha hoặc có thể lấy từ nguồn 3 pha phụ thuộc vào thiết bị của nhà sản xuất hệ thống kích thích. Đối với các bộ kích thích tĩnh, thường dùng nguồn 3 pha.
Hình 11: Các nguồn cung cấp có thể cấp cho hệ thống kích thích
Hình 12: Hệ thống kích thích được cung cấp nguồn từ sun nguồn
Điện áp định mức phía sơ cấp (KV)
Điện áp xung cơ bản tối thiểu BIL (KV)
Kiểm tra điện áp cao áp xoay chiều giữa cuộn dây-cuộn dây và cuộn dây với đất (KV)
2,4 20 10
4,16 30 12
13,8 60 31
23 110 37
Bảng 2: Các định mức cách điện máy biến áp
Máy biến áp thường được thiết kế theo tiêu chuẩn IEEE/ANSI, các đặc tính kỹ thuật cho các máy biến áp loại khô C57.12.01. Tiêu chuẩn kỹ thuật này bao gồm các yêu cầu kiểm tra xoay chiều điện áp cao và mức xung cơ bản (BIL), các yêu cầu kiểm tra cho các máy biến áp cấp 5KV và 15KV. Xem bảng 2. Thường các máy biến áp định mức cao hơn được yêu cầu dựa vào các tiêu chuẩn đối với thanh dẫn có sơn phủ kim loại.
Hình 13: Máy biến áp xoay chiều mạch lực
Máy biến áp có thể được cung cấp riêng để được lắp đặt tại vị trí thích hợp, hoặc nó có thể được lắp đặt trong một thùng kín bởi nhà chế tạo máy biến áp kích thích. Máy biến áp có thể bao gồm thêm nhiều sự lựa chọn như là các công tắc nhiệt được lắp đặt trong các cuộn dây, các điện trở xác định nhiệt (RTD) trong các cuộn dây, tiếp điểm báo cầu chì đứt dành cho mạch cách ly sơ cấp và loại cầu chì và các máy biến dòng cho bảo vệ so lệch máy biến áp và bảo vệ quá dòng. Xem hình 13.
Nếu một máy biến áp được yêu cầu cấp cho hệ thống kích thích, sơ cấp của máy biến áp thường được lắp cầu chì cho mục đích an toàn. Loại máy biến áp này thường được thiết kế với cuộn dây chống nhiễu đặt giữa cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Cuộn dây chống nhiễu phải được nối đất, bằng việc nối đất cuộn dây chống nhiễu một hư hỏng cách điện bên phía trung thế của máy biến áp sẽ dẫn đến trở thành sự cố chạm đất. Điều này sẽ gây ra nổ cầu chì phía
sơ cấp và có vỏ để bảo vệ đối với con người tránh họ có thể đi đến gần cuộn dây điện áp thấp.
Hình 14: Mạch kích thích ban đầu cơ bản
Khi sử dụng điện áp stator máy phát (shunt nguồn – Xem hình 12), đặc biệt đối với bộ kích thích tĩnh, nó cần có mạch để khởi động ban đầu cho tổ máy mạch này được nhận từ nguồn DC đưa tới cuộn dây kích thích trong một thời gian ngắn. Điều này được gọi là kích thích ban đầu. Thường sử dụng nguồn từ trạm một chiều nhà máy để cấp cho nguồn kích thích ban đầu và việc điều khiển kích thích ban đầu có thể được thực hiện trong điều khiển kích thích như một chức năng tự động. Kích thích ban đầu thường được bắt đầu bởi tín hiệu khởi động kích thích từ phòng điều khiển và được nối cho đến khi điện áp máy phát đạt đến mức yêu cầu của nhà máy.
Hình 15: Kích thích ban đầu tự động
Một nguồn thứ hai dùng làm nguồn kích thích là lấy từ phía thanh cái hoặc đường dây của máy cắt máy phát. Xem hình 16. Khi sử dụng nguồn này sẽ cho phép khởi động kích thích mà không phụ thuộc vào kích thích ban đầu máy phát lấy từ trạm một chiều nhà máy. Nguồn phía thanh cái hoặc phía đường dây phải luôn có để kích thích máy phát. Phương pháp này có thể được sử dụng nếu nhà máy sẽ chỉ chạy khi phía thanh cái hoặc đường dây đã có điện.
Hình 16: Hệ thống kích thích được được lấy từ thanh cái đầu cực máy phát
Nguồn thứ ba dùng cho nguồn kích thích được sử dụng chỉ riêng với các bộ kích thích quay là máy phát kích thích dùng nam châm vĩnh cữu (PMG). Xem hình 17. Mặc dù nó có thể lắp đặt PMG trên máy phát hiện nay, thường PMG lắp sẵn trên đỉnh máy phát và đã được sử dụng cho nguồn kích thích với hệ thống thế hệ trước.
Hình 17: Kích thích từ máy phát PMG
Nguồn thứ tư dùng cho nguồn kích thích là lấy tại thanh cái điện áp thấp nhà máy (thanh cái trạm tự dùng). Xem hình 18. Nếu nguồn này có dung lượng lớn khi so với yêu cầu
nguồn kích thích, ví dụ 5 đến 10 lần dung lượng yêu cầu thì ta không bao giờ gặp bất kỳ một vấn đề nào khi sử dụng nguồn này. Các lý do thường được sử dụng nguồn này là để giảm giá thành của máy biến áp kích thích, loại bỏ việc cần cung cấp kích thích ban đầu. Lý do để ta phải cẩn thận về khả năng có thể ảnh hưởng đến nguồn cung cấp là các thành phần sóng hài tạo ra trên thanh cái trạm, chúng sẽ ảnh hưởng đến các phụ tải khác được nối đến thanh cái.
Hệ thống kích thích sử dụng kỹ thuật chuyển mạch để điều khiển nguồn kích thích như là SCR, nó có thể gây ra sóng hài làm méo dạng nhiều điện áp đủ để tạo ra các vấn đề với thiết bị khác được cấp nguồn từ thanh cái trạm. Khi sử dụng nguồn này ta nên chú ý.
Hình 18: Hệ thống kích thích được lấy từ trạm tự dùng nhà máy
Nguồn sử dụng cho kích thích cuối cùng là sơ đồ tăng áp nguồn dòng (compound).
Xem hình 19. Vấn đề này cũng đã đề cập ở phần trước, vấn đề này là loại có sự điều khiển kích thích giống như ứng dụng khi dùng nguồn sơ cấp, ngoại trừ dòng điện có thể cao hơn, điện áp làm việc đối với máy biến dòng là cao hơn bình thường và sơ đồ thường là sơ đồ máy biến dòng 3 pha thay cho sơ đồ 1 pha. Sơ đồ tăng thế dòng điện với nguồn sơ cấp bình thường phải chịu đựng được dòng sự cố cho đến khi có tác động của rơle bảo vệ. Bảo vệ các máy sẽ phức tạp trong khi để thiết bị của máy phát chịu đựng dòng sự cố. Các hệ thống tăng thế nguồn dòng được sử dụng cho các hệ thống kích thích tĩnh và quay.
Hình 19: Hệ thống kích thích dùng Compound