Hòa đồng bộ máy phát điện – Thao tác hòa đồng bộ bằng tay
(Phần 4)
Hiện nay, hầu hết các tổ máy phát điện đều được trang bị hệ
thống hòa đồng bộ tự động. Tuy nhiên, việc tìm hiểu quy trình hòa đồng bộ bằng
tay vẫn rất cần thiết để hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống và các điều
kiện cần đáp ứng trước khi đóng máy cắt.
Nội dung dưới đây trình bày các bước hòa đồng bộ một máy
phát diesel vào lưới điện trong trường hợp cả máy phát và lưới đều có trung
tính nối đất.
Bước 1: Kiểm tra thứ tự pha
Trước khi thực hiện hòa đồng bộ, cần bảo đảm hai phía có
cùng thứ tự pha. Đây là điều kiện tiên quyết, vì nếu thứ tự pha không đúng
thì không thể thực hiện hòa đồng bộ an toàn.
Có thể kiểm tra thứ tự pha bằng một trong các phương pháp
sau.
Cách 1: Sử dụng đồng hồ đo thứ tự pha
Đây là phương pháp đơn giản và trực quan nhất. Đồng hồ sẽ
cho biết ngay thứ tự pha của nguồn điện để so sánh giữa máy phát và lưới.
Cách 2: Kiểm tra chiều quay của động cơ
Có thể cấp điện lưới cho một động cơ trên thanh cái và quan
sát chiều quay của động cơ.
Sau đó:
1.
Cắt nguồn điện lưới.
2.
Đóng nguồn từ máy phát.
3.
Quan sát lại chiều quay của động cơ.
Nếu động cơ quay cùng chiều trong cả hai trường hợp thì thứ
tự pha là giống nhau.
Cách 3: Sử dụng hai vôn kế
Phương pháp này sử dụng hai vôn kế kim.
- Một
đồng hồ đo giữa pha A của máy phát và pha A của lưới.
- Đồng
hồ còn lại lần lượt đo giữa:
- Pha
B máy phát với B lưới.
- Sau
đó đo C máy phát với C lưới.
Khi máy phát hoạt động, điện áp trên các đồng hồ sẽ thay đổi
từ 0 V đến khoảng 2 lần điện áp pha định mức.
Điều kiện quan trọng là:
- Hai
đồng hồ phải tăng và giảm đồng thời.
- Giá
trị cực đại xuất hiện cùng lúc.
- Giá
trị nhỏ nhất cũng xuất hiện cùng lúc.
Nếu điều kiện trên được đáp ứng thì hai nguồn có cùng thứ tự
pha.
Ngược lại, nếu hai đồng hồ không thay đổi đồng thời, có thể
giữ nguyên đồng hồ đo pha A và thay đổi đồng hồ còn lại sang:
- B
máy – C lưới, hoặc
- C
máy – B lưới.
Nếu khi đó hai đồng hồ lại thay đổi đồng thời thì chứng tỏ
hai phía đang ngược thứ tự pha.
Sau khi đã xác nhận đúng thứ tự pha, mạch nhất thứ có thể được
đấu nối cố định và thông thường không cần kiểm tra lại trong các lần hòa đồng bộ
tiếp theo.
Bước 2: Kiểm tra điện áp
Việc kiểm tra điện áp tương đối đơn giản.
Có thể sử dụng:
- Hai
vôn kế lắp ở hai phía của máy cắt.
- Hoặc
một vôn kế đo giữa pha A của máy phát và pha A của lưới.
Khi góc lệch pha tiến về 0°, điện áp giữa hai điểm đo
sẽ giảm xuống giá trị nhỏ nhất.
Nếu điện áp của hai nguồn hoàn toàn bằng nhau thì điện áp đo
được sẽ giảm xuống 0 V. Ngược lại, nếu còn sai lệch điện áp thì giá trị
nhỏ nhất vẫn khác 0 V.
Bước 3: Kiểm tra tần số
Thông thường cả máy phát và lưới điện đều được trang bị tần
số kế.
Tuy nhiên, chỉ quan sát hai đồng hồ tần số không thể biết
chính xác độ lệch tần số giữa hai nguồn.
Có thể xác định độ lệch này bằng nhiều phương pháp khác
nhau.
Phương pháp 1: Dùng đồng bộ kế
Đồng bộ kế thực chất là thiết bị hiển thị góc lệch pha
giữa hai nguồn điện.
Nếu:
- Hai
tần số hoàn toàn bằng nhau thì kim đồng hồ sẽ đứng yên vì góc lệch pha
không thay đổi.
- Hai
tần số khác nhau thì kim sẽ quay liên tục.
Tốc độ quay của kim phụ thuộc vào độ lệch tần số.
Ví dụ:
- Nếu
hai nguồn lệch 1 Hz thì kim sẽ quay một vòng trong 1 giây.
Chiều quay của kim cũng cho biết tần số nào lớn hơn:
- Nếu
tần số máy phát cao hơn tần số lưới thì kim quay theo chiều kim đồng hồ.
- Nếu
tần số máy phát thấp hơn thì kim quay ngược chiều.
Phương pháp 2: Quan sát đèn đồng bộ
Có thể xác định độ lệch tần số thông qua tốc độ sáng tối của
các bóng đèn trong mạch hòa đồng bộ.
- Đèn
chớp nhanh chứng tỏ độ lệch tần số lớn.
- Đèn
chớp chậm chứng tỏ hai tần số đang tiến gần nhau.
Phương pháp này không cho biết trực tiếp nguồn nào có tần số
cao hơn.
Trong quá trình điều chỉnh tốc độ máy phát, nếu thao tác làm
cho tốc độ chớp của đèn giảm xuống thì có nghĩa là tần số hai phía đang tiến gần
nhau.
Thông thường nên điều chỉnh để tần số phách khoảng 0,1 đến
0,2 Hz, tương ứng với chu kỳ sáng tối của đèn khoảng 5 đến 10 giây.
Phương pháp 3: Dựa vào hiệu ứng hoạt nghiệm
Đây là phương pháp dựa trên kinh nghiệm thực tế.
Nguồn sáng của đèn neon hoặc đèn huỳnh quang chiếu lên một
trục đang quay sẽ tạo cảm giác:
- Trục
quay chậm.
- Trục
đứng yên.
- Hoặc
trục quay ngược chiều.
Hiện tượng này phụ thuộc vào độ lệch giữa tần số lưới và tốc
độ quay của máy phát.
Nếu:
- Độ
lệch tần số bằng 0 thì có cảm giác trục đứng yên.
- Tần
số máy phát thấp hơn thì trục có vẻ quay ngược.
- Tần
số máy phát cao hơn thì trục có vẻ quay thuận.
Đây chỉ là phương pháp dựa trên kinh nghiệm và không được
khuyến khích sử dụng vì liên quan đến an toàn lao động.
Bước 4: Kiểm tra góc lệch pha
Góc lệch pha có thể được xác định bằng nhiều cách.
Dựa vào đồng bộ kế
Khi kim đồng bộ kế chỉ vị trí 12 giờ, góc lệch pha giữa
hai nguồn bằng 0°.
Dựa vào đèn đồng bộ
Khi các bóng đèn:
- Tắt
hoàn toàn, hoặc
- Sáng
yếu nhất,
thì góc lệch pha gần bằng 0°.
Tuy nhiên, phương pháp này có độ chính xác không cao do quán
tính nhiệt của dây tóc bóng đèn và khả năng cảm nhận ánh sáng của mắt người.
Dựa vào vôn kế đo điện áp phách
Khi điện áp giữa hai nguồn giảm xuống giá trị nhỏ nhất thì
góc lệch pha cũng tiến về 0°.
Thời điểm đóng máy cắt
Sau khi đã kiểm tra đầy đủ các điều kiện:
- Điện
áp máy phát xấp xỉ bằng điện áp lưới.
- Tần
số máy phát xấp xỉ bằng tần số lưới và cao hơn một lượng nhỏ.
- Kim
đồng bộ kế quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ rất chậm.
- Góc
pha đang tiến dần về 0°.
- Đèn
đồng bộ tắt.
- Vôn
kế điện áp phách đang giảm về giá trị nhỏ nhất.
Có thể thực hiện thao tác đóng máy cắt để hòa đồng bộ.
Trong thực tế, người vận hành thường đóng máy cắt sớm hơn
một khoảng rất nhỏ nhằm bù cho:
- Thời
gian thao tác của người vận hành.
- Thời
gian đóng cơ khí của máy cắt.
Mục tiêu là máy cắt đóng đúng thời điểm hai nguồn đạt trạng
thái đồng bộ, đồng thời tránh trường hợp đóng muộn sau khi thời điểm đồng bộ đã
trôi qua.
Hết Phần 4
Ở Phần 5, chúng ta sẽ tổng hợp toàn bộ nội dung và
đưa ra kết luận về các yêu cầu kỹ thuật quan trọng trong quá trình hòa đồng bộ
máy phát điện, đồng thời tóm lược những điểm cần lưu ý trong vận hành.
إرسال تعليق