1.8 CÁC BỘ HẠN CHẾ VÀ BẢO VỆ
1.8.1.2 Đường cong điện áp V và đường cong tổng hợp
a) Đường cong điện áp V:
Đường cong điện áp V
Đặc tính hình V là quan hệ giữa dòng phần ứng theo dòng kích thích ở điện áp không đổi (điện áp định mức) và ở công suất tác dụng không đổi. Khi công suất tác dụng không đổi, dòng phần ứng và tương ứng là hệ số cosϕ (hệ số công suất) có thể thay đổi bằng dòng kích thích. Tất nhiên khi đó dòng phần ứng sẽ nhỏ nhất khi hệ số cosϕ bằng 1 và ngược lại tăng lên khi cosϕ giảm. Từ hình vẽ đường cong điện áp các đường chấm là quỹ tích các điểm có cùng cosϕ. Bên phải đường của đường đặc tính điều chỉnh với cosϕ = 1 tương ứng với khu vực quá kích thích khi đó cosϕ trễ (dòng điện trễ pha hơn điện áp). Bên trái ứng với khu vực thiếu kích thích và cosϕ sớm (dòng điện sớm pha hơn điện áp. Hình vẽ trên ứng với các giá trị P(0; 0,25; 0,5; 0,75; 1 đvtđ)
b) Đường cong điện áp V và đường cong tổng hợp
Hình 35 trình bày các giới hạn khả năng phản kháng ứng với máy phát điện làm mát rotor và stato bằng hydrogen với áp suất khí H2 = 45(PSIG). Các đoạn AB, BC, CD lần lượt tương ứng với giới hạn nhiệt vùng biên, giới hạn nhiệt phần ứng, giới hạn dòng kích thích.
Điện áp đầu cực stato định mức, gía trị đvtđ của dòng điện phần ứng và công suất biểu kiến ngõ ra bằng nhau và nó được trình bày dọc theo trục tung. Dòng điện kích thích dọc theo trục hoành là đơn vị thường, với 1 đvtđ tượng trưng cho dòng kích thích ứmg với công suất MVA định mức ngõ ra và hệ số công suất.
1.8.2 Bộ giới hạn thiếu kích thích
Bộ giới hạn thiếu kích thích dùng để ngăn chặn sự giảm kích thích của máy phát tới mức mà ở đó giới hạn ổn định tín hiệu nhỏ (trạng thái xác lập) hoặc là vùng giới hạn nhiệt lõi stato bị vượt quá. Các bộ giới hạn này còn được gọi là bộ giới hạn thiếu kích thích dòng phản kháng và bộ giới hạn cực tiểu.
Tín hiệu điều khiển của bộ giới hạn thiếu kích thích lấy từ hoặc là điện áp và dòng điện, hoặc là công suất tác dụng và phản kháng của máy phát. Các giới hạn được xác định bằng tín hiệu vượt quá trị đặt. Sự cài đặt đặc tính của bộ giới hạn là nền tảng cho bảo vệ như bảo vệ hệ thống bất ổn định hoặc cuộn dây stato phát nóng. Ngoài ra bộ giới hạn còn được phối hợp với bộ bảo vệ mất kích thích máy phát. Nếu tín hiệu vào cho bộ giới hạn là điện áp và dòng điện stato máy phát thì sẽ xuất hiện các đường cong đặc tính trên mặt phẳng P-Q như hình 36.
Hình 36. Sự phối hợp giữa phần tử thiếu,mất kích thích và giới hạn ổn định.
1.8.3 Bộ giới hạn quá kích thích
Mục đích của bộ giới hạn quá kích thích là bảo vệ máy phát không bị quá nhiệt do quá dòng kích thích. Bộ giới hạn này còn được biết như bộ giới hạn kích thích cực đại. Cuộn kích thích máy phát được thiết kế hoạt động liên tục tại giá trị đáp ứng tải định mức. Nhiệt độ phát nóng thì cuộn kích thích roto máy phát quá tải được thiết kế theo tiêu chuẩn thí dụ như theo đường cong trong hình 37.
Hình 37. Sự kết hợp của giới hạn quá kích thích với khả năng chịu nhiệt của cuộn dây kích thích
Đường cong đi qua các điểm sau:
Thời gian (s) 10 30 60 120
Điện áp kích thích/dòng kích thích (% định mức) 208 146 125 112 Chức năng đặc trưng cùa bộ giới hạn kích thích là phát hiện ra dòng kích thích cao tác động thông qua bộ điều chỉnh AC nhằm làm giảm dòng kích thích về giá trị đặt ban đầu, giá trị đặt trước (khoảng 100÷110% dòng kích thích định mức). Nếu bộ AC làm việc không đạt, thì bộ giới hạn sẽ cắt tín hiệu điều khiển đến bộ AC và chuyển điều khiển đến bộ điều chỉnh DC. Nếu bộ điều chỉnh DC cũng không làm giảm kích thích về giá trị an toàn thì bộ giới hạn sẽ tác động cắt máy cắt kính từ và tác động cắt máy phát.