I. Tổng quan về hệ thống kích từ
Luận Văn Thạc Sĩ: Thiết Bị Mạng & Nhà Máy Điện - Chế Độ Làm Việc Hệ Thống Kích Từ Máy Phát Điện tập trung vào việc phân tích các chế độ làm việc của hệ thống kích từ trong máy phát điện. Hệ thống kích từ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì ổn định điện áp và công suất phản kháng của máy phát. Hệ thống kích từ được phân loại thành ba loại chính: hệ thống kích từ một chiều, hệ thống kích từ xoay chiều, và hệ thống kích thích tĩnh. Mỗi loại có nguyên lý hoạt động và ứng dụng riêng, phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật khác nhau.
1.1. Yêu cầu cơ bản của hệ thống kích từ
Hệ thống kích từ cần đảm bảo cung cấp dòng kích từ ổn định trong cả điều kiện bình thường và sự cố. Chế độ làm việc bình thường yêu cầu hệ thống tự động điều chỉnh điện áp trong phạm vi ±5%. Tốc độ kích từ phải đạt ít nhất 2Ufđm/s để đảm bảo khả năng ổn định động. Điện áp kích từ cưỡng bức cần đạt tối thiểu 2Ufđm để phục hồi hệ thống sau sự cố. Các chức năng điều khiển và bảo vệ của hệ thống kích từ bao gồm điều chỉnh điện áp, phân bố công suất, và nâng cao tính ổn định của hệ thống.
1.2. Phân loại hệ thống kích từ
Hệ thống kích từ một chiều sử dụng máy phát một chiều để cung cấp dòng kích từ thông qua vòng trượt. Hệ thống kích từ xoay chiều sử dụng máy phát đồng bộ và bộ chỉnh lưu để tạo dòng kích từ, có thể không cần vòng trượt. Hệ thống kích thích tĩnh sử dụng biến áp và bộ chỉnh lưu tĩnh, có ưu điểm về tốc độ đáp ứng và khả năng bảo trì. Mỗi loại hệ thống có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với các ứng dụng cụ thể trong nhà máy điện.
II. Thiết bị chính trong hệ thống kích từ
Các thiết bị chính trong hệ thống kích từ bao gồm bộ tự động điều chỉnh điện áp (AVR), bộ diệt từ, và các thiết bị phụ trợ khác. AVR có nhiệm vụ điều chỉnh điện áp đầu ra của máy phát, điều khiển công suất phản kháng, và giới hạn tỷ số V/f để tránh quá kích thích. Bộ diệt từ đảm bảo an toàn khi máy phát ngừng hoạt động bằng cách loại bỏ từ trường dư. Các thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì ổn định và an toàn của hệ thống kích từ.
2.1. Bộ tự động điều chỉnh điện áp AVR
AVR là thiết bị quan trọng trong hệ thống kích từ, có chức năng điều chỉnh điện áp đầu ra của máy phát bằng cách so sánh với điện áp tham chiếu. Ngoài ra, AVR còn điều khiển công suất phản kháng và giới hạn tỷ số V/f để tránh quá kích thích. Khi máy phát hoạt động độc lập, AVR còn có khả năng bù trừ điện áp suy giảm trên đường dây, giúp ổn định điện áp tại điểm tiêu thụ.
2.2. Bộ diệt từ
Bộ diệt từ được sử dụng để loại bỏ từ trường dư khi máy phát ngừng hoạt động, đảm bảo an toàn cho hệ thống. Thiết bị này thường sử dụng điện trở biến đổi để tiêu tán năng lượng từ trường. Bộ diệt từ là thành phần không thể thiếu trong hệ thống kích từ, giúp ngăn ngừa các sự cố liên quan đến từ trường dư.
III. Mô phỏng và ứng dụng thực tế
Luận Văn Thạc Sĩ sử dụng phần mềm Matlab-Simulink để mô phỏng các chế độ làm việc của hệ thống kích từ máy phát điện. Các mô hình mô phỏng được xây dựng dựa trên thông số thực tế của tổ máy S1 tại nhà máy nhiệt điện Ô Môn. Kết quả mô phỏng giúp đánh giá hiệu quả của hệ thống kích từ trong các điều kiện vận hành khác nhau, từ đó đề xuất các cải tiến kỹ thuật.
3.1. Mô phỏng hệ thống kích từ
Các mô hình mô phỏng bao gồm bộ tự động điều chỉnh điện áp, chức năng giới hạn kích từ, và chế độ làm việc của máy phát điện. Kết quả mô phỏng cho thấy khả năng đáp ứng nhanh của hệ thống kích từ trong các tình huống quá tải hoặc sự cố. Matlab-Simulink là công cụ hiệu quả để phân tích và tối ưu hóa hệ thống kích từ.
3.2. Ứng dụng thực tế
Kết quả nghiên cứu và mô phỏng được áp dụng vào thực tế tại nhà máy nhiệt điện Ô Môn, giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống kích từ. Luận Văn Thạc Sĩ cung cấp tài liệu tham khảo quý giá cho công tác đào tạo và vận hành hệ thống kích từ trong các nhà máy điện.
