Phương pháp đồng bộ hóa đồng hồ: Đồng bộ hóa và kết nối máy phát điện theo cách thủ công, Chuyển và phân bổ tải, thao tác tách chuỗi thủ công

I. Kết nối máy phát điện đồng bộ vào lưới điện

 

1. Kiểm tra trạng thái lưới điện trước khi ghép nối (giả sử lúc này máy phát điện số 1 đang hoạt động trên lưới, máy phát điện số 2 và số 3 ở chế độ dự phòng)

(1) Chế độ hoạt động của nhà máy điện đang ở trạng thái bình thường, tức là công tắc chọn chế độ được chuyển sang vị trí “MANU”, như thể hiện trong Hình 2-1.

Hình 2-1 Lựa chọn chế độ làm việc

(2) Xác định xem điện áp và tần số của máy phát điện số 1 có bình thường hay không, như thể hiện trong Hình 2-2. Nếu tần số và điện áp có sai lệch, hãy thực hiện các điều chỉnh tương ứng.

Hình 2-2 Thiết bị đo lường điện

(3) Quan sát công suất của máy phát điện đang hoạt động trên mạng, nếu lớn hơn 80% công suất đơn vị của nó, thì phải khởi động máy phát dự phòng.

2.Khởi động tổ máy dự phòng

(1) Dựa trên tình hình vận hành và tình trạng kỹ thuật của máy phát điện số 2 và số 3, chọn một máy làm máy dự phòng (giả sử lần này chọn máy phát điện số 2).

(2) Kiểm tra xem máy phát điện số 2 có đáp ứng các điều kiện khởi động hay không: nước làm mát, dầu bôi trơn, nhiên liệu, nguồn khí khởi động. Xác nhận công tắc chọn “LOCAL/REMOTE” trên bảng điều khiển bên cạnh máy đang ở vị trí “REMOTE”. Xác nhận đèn “READY FOR START” của tổ máy này trên bảng phân phối điện chính vẫn sáng.

(3) Khi cần thực hiện việc kết nối máy phát điện dự phòng theo cách thủ công, hãy nhấn nút “ENGINE START” của máy phát điện số 2, như thể hiện trong Hình 2-3, để khởi động máy phát điện dự phòng; chờ cho đến khi máy đạt tốc độ quay gần bằng tốc độ định mức và vận hành ổn định trong vài phút. Quan sát xem điện áp và tần số của máy phát điện cần ghép nối có bình thường hay không. Thông thường không cần điều chỉnh điện áp do có bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR). Có thể điều chỉnh thủ công tốc độ quay của máy phát điện cần ghép nối để tần số của nó bằng hoặc cao hơn một chút so với tần số của lưới điện.

3.并 车 ( 使 用 同 步 表 )

(1) Bật đồng hồ đồng bộ và chọn máy phát điện cần kết nối, như thể hiện trong Hình 2-4, để kiểm tra độ lớn, hướng và chênh lệch pha của sự chênh lệch tần số giữa lưới điện và máy phát điện cần kết nối. Hướng quay của kim đồng hồ đồng bộ phụ thuộc vào hướng của sự chênh lệch tần số; quay theo chiều kim đồng hồ có nghĩa là tần số của máy phát điện cần kết nối cao hơn tần số của lưới điện. Tốc độ quay của kim đồng hồ đồng bộ thể hiện độ lớn của chênh lệch tần số; chu kỳ quay tỷ lệ nghịch với chênh lệch tần số. Ví dụ, khi yêu cầu chênh lệch tần số bằng 0,25 Hz, chu kỳ quay phải là 4 giây. Chênh lệch pha liên tục thay đổi; vị trí của kim đồng hồ đồng bộ chỉ ra chênh lệch pha tức thời; ví dụ, vị trí 11 giờ biểu thị chênh lệch pha là 30°, trong khi vị trí 6 giờ biểu thị pha ngược (chênh lệch pha 180°).

(2) Theo yêu cầu thực tế khi kết nối lưới, tần số của máy phát điện dự kiến kết nối phải cao hơn một chút (0,2–0,33 Hz), do đó kim đồng hồ đồng bộ cần được điều chỉnh sao cho quay một vòng theo chiều kim đồng hồ trong khoảng 3–5 giây. Nếu tiến hành kết nối lưới trong trường hợp kim đồng hồ quay ngược chiều kim đồng hồ (tần số của máy phát điện dự kiến kết nối thấp hơn tần số lưới điện), thì máy phát điện dự kiến kết nối sẽ

 

 

Đánh giá thực hành cho nhân viên điện tử và điện I

Vận hành và bảo trì nhà máy điện trên tàu; Quản lý và công nghệ điện tử - điện trên tàu

Sau khi kết nối vào lưới điện, do xuất hiện công suất ngược nên quá trình đồng bộ hóa sẽ thất bại. Nếu chênh lệch tần số quá lớn (chu kỳ quay của kim chỉ số nhỏ hơn 2 giây, chênh lệch tần số lớn hơn 0,5 Hz), sau khi đóng công tắc, tuabin có tốc độ quay cao sẽ còn lại một lượng động năng rất lớn; mô-men đồng bộ hóa do hai tuabin tạo ra không đủ để kéo tuabin đó vào trạng thái đồng bộ, kết quả là sẽ mất đồng bộ, gây ra va đập mạnh và dẫn đến ngắt mạch, mất điện.

(3) Yêu cầu thực tế khi ghép máy là chênh lệch pha phải nằm trong khoảng 15°, với điểm đồng pha tại vị trí 12 giờ. Tuy nhiên, do có một khoảng trễ nhất định từ khi nhấn nút đóng mạch đến khi công tắc chính thực sự đóng, nên cần đóng mạch sớm hơn một chút; vì vậy, thời điểm đóng mạch thường được xác định là tại vị trí 11 giờ. Việc ghép máy đặt ra yêu cầu cao về độ lệch pha; độ lệch pha quá lớn sẽ dẫn đến dòng điện xung quá lớn, không chỉ khiến máy phát điện cần ghép không đóng được mà còn gây ra hiện tượng ngắt mạch của tổ máy cấp điện, dẫn đến mất điện toàn tàu. Tuyệt đối cấm đóng công tắc khi độ lệch pha khoảng 180°.

(4) Sau khi đóng công tắc thành công, như thể hiện trong Hình 2-5, cần ngắt kết nối đồng hồ đồng bộ ngay lập tức. Bởi vì đồng hồ đồng bộ chỉ hoạt động trong thời gian ngắn, thời gian hoạt động không được vượt quá 15 phút.

(5) Sau khi ghép xe thành công, cần chuyển tải kịp thời.

II. Chuyển tải và phân phối tải của các tổ máy song song

(1) Ngay sau khi kết nối máy phát điện vào lưới, tiến hành điều chỉnh tần số và tải, như thể hiện trong Hình 2-6. Có thể thấy trên đồng hồ công suất rằng kim đồng hồ của máy phát điện vừa được kết nối gần như ở mức 0, tức là chưa mang tải. Bằng cách điều chỉnh núm điều khiển tốc độ của hai máy phát điện, làm cho máy phát điện vừa được kết nối tăng tốc, đồng thời làm cho máy phát điện đã có sẵn trong lưới giảm tốc, trong điều kiện duy trì tần số của thanh cái ở mức định mức, để hai tổ máy chia sẻ tải một cách cân bằng.

III. Kiến thức liên quan

 

1. Để được phép chạy song song, cần đáp ứng những điều kiện nào?

(1) Giá trị hiệu dụng U₂ của máy phát điện đang chờ kết nối bằng với giá trị hiệu dụng U₁ của máy phát điện đang hoạt động, tức là U₂ = U₁.

(2) Khi tần số f₂ của máy phát điện đang chờ ghép nối bằng với tần số f của máy phát điện đang hoạt động, tức là f₂ = f₁.

(3) Khi pha δ₂ của điện áp máy phát dự phòng trùng khớp với pha δ₁ của điện áp máy phát đang hoạt động, tức là δ₂ = 81.

(4) Trình tự pha của điện áp máy phát dự phòng phải giống với trình tự pha của điện áp máy phát đang hoạt động (trình tự pha của điện áp máy phát thực tế đã được xác định trong quá trình lắp đặt và chạy thử, do đó không cần phải xác định lại vào thời điểm này).

Nếu các thông số chênh lệch quá lớn, sẽ sinh ra dòng điện xung rất mạnh. Nếu dòng điện xung quá lớn, sẽ dẫn đến việc ghép lưới thất bại; trong trường hợp nghiêm trọng, có thể gây mất điện trên toàn tàu, thậm chí làm hỏng tổ máy phát điện.

2. Đồng bộ hóa kéo là gì?

Khi máy phát điện được kết nối vào lưới, nếu tại thời điểm đóng công tắc mà bất kỳ điều kiện kết nối nào không được đáp ứng, sẽ xảy ra dòng điện xung giữa các tổ máy phát điện.

(1) Thành phần công suất phản kháng của dòng điện xung có tác dụng cân bằng điện áp.

(2) Thành phần công suất hoạt của dòng điện xung đóng vai trò đồng bộ hóa. Mô-men đồng bộ tương ứng với công suất đồng bộ, đối với máy phát điện dẫn trước là mô-men cản, làm giảm tốc độ quay; đối với máy phát điện chậm trễ là mô-men truyền động, làm tăng tốc độ quay, cuối cùng kéo hai máy vào trạng thái đồng bộ cùng pha. Quá trình này được gọi là quá trình kéo vào đồng bộ.

3.Làm thế nào để đi song song với xe khác bằng phương pháp sử dụng đèn?

(1) Phương pháp điều chỉnh độ sáng của đèn

Nguyên lý của phương pháp điều chỉnh độ sáng đèn được minh họa trong Hình 2-7. Giả sử lúc này biên độ điện áp của máy phát điện là như nhau (trong thực tế, điều này khá dễ đạt được), khi pha của điện áp máy phát điện cần kết nối đồng bộ trùng khớp với pha của điện áp lưới điện, thì về mặt lý thuyết, chênh lệch điện áp bằng 0 và đèn sẽ tắt; khi pha của hai điện áp ngược pha nhau, chênh lệch điện áp sẽ đạt giá trị lớn nhất và đèn sáng nhất. Khi chênh lệch pha thay đổi trong khoảng từ 0 đến 180°, độ sáng của đèn sẽ thay đổi theo thứ tự: tối, sáng nhất, nhấp nháy tối. Tốc độ nhấp nháy thể hiện độ lớn của chênh lệch tần số; đèn tắt biểu thị góc pha trùng khớp (tức là pha trùng nhau), lúc này có thể đóng công tắc.

Nhược điểm của phương pháp sáng-tối: Tốc độ nhấp nháy của ánh sáng và bóng tối chỉ thể hiện mức độ chênh lệch tần số, chứ không thể chỉ ra dấu dương hay âm của chênh lệch đó. Hơn nữa, trên thực tế, khi chênh lệch điện áp gần bằng 0, bóng đèn đã tắt. Do đó, cần phải dự đoán trước một cách nhất định về thời điểm đóng công tắc.

(2) Phương pháp xoay đèn

Nguyên lý của phương pháp xoay đèn được minh họa trong Hình 2-8: ba ngọn đèn lần lượt tắt đi, tạo ra ảo giác về sự xoay tròn. Từ đó, người vận hành có thể xác định tần số phía máy phát so với tần số phía lưới điện, và dựa vào đó quyết định liệu máy phát điện nên giảm tốc hay tăng tốc. Đèn báo ở giữa tắt đi, cho thấy pha đồng bộ (tức là góc pha trùng khớp), lúc này có thể đóng công tắc để đưa máy phát điện vào hoạt động.