BẢO VỆ MÁY PHÁT ĐIỆN CHỐNG MẤT KÍCH TỪ

Trong quá trình vận hành máy phát điện có thể xảy ra mất kích từ do hư hỏng trong mạch kích thích (do ngắn mạch hoặc hở mạch), hư hỏng trong hệ thống tự động điều chỉnh điện áp, thao tác sai của nhân viên vận hành… Khi máy phát bị mất kích từ thường dẫn đến mất đồng bộ ở stator và rotor. Nếu hở mạch kích thích có thể gây quá điện áp trên cuộn rotor nguy hiểm cho cách điện cuộn dây.

      Ở chế độ vận hành bình thường, máy phát điện đồng bộ làm việc với sức điện động E cao hơn điện áp đầu cực máy phát U_F  (chế độ quá kích thích, đưa công suất phản kháng vào hệ thống, Q > 0). Khi máy phát làm việc ở chếđộ thiếu kích thích hoặc mất kích thích, sức điện động E thấp hơn điện áp U_F, máy phát nhận công suất phản kháng từ hệ thống (Q < 0) (hình 1.33a,c). Như vậy khi mất kích từ, tổng trở đo được đầu cực máy phát sẽ thay đổi từ Zpt (tổng trở phụ tải nhìn từ phía máy phát) nằm ở góc phần tư thứ nhất trên mặt phẳng tổng trở phức sang Z_F (tổng trở của máy phát nhìn từ đầu cực của nó trong chế độ Q < 0) nằm ở góc phần tư thứ tư trên mặt phẳng tổng trở phức (hình 1.33b).

Khi xảy ra mất kích từ, điện kháng của máy phát điện sẽ thay đổi từ trị số X_d (điện kháng đồng bộ) đến trị số X’_d (điện kháng quá độ) và có tính chất dung kháng. Vì vậy để phát hiện mất kích từ  ở máy phát điện, chúng ta có thể sử dụng một rơle điện kháng cực tiểu có X_d < X_kđ < X_d  với đặc tính vòng tròn có tâm nằm trên trục -jX của mặt phẳng tổng trở phức. Đặc tính khởi động của rơle điện kháng cực tiểu (hình 1.33b) có thể nhận được từ sơ đồ nguyên lý (hình 1.34a). Tín hiệu đầu vào của rơle là điện áp dây U_bc lấy ở đầu cực máy phát và dòng điện pha I_b, I_c lấy ở các pha tương ứng. Điện áp sơ cấp U_BC được đưa qua biến áp trung gian BUG sao cho điện thứ cấp có thể lấy ra các đại lượng a.U_BC và b.U_BC (với b > a) tương ứng với các điểm A và B trên đặc tính điện kháng khởi động ở hình 1.33b.
         Khi mất kích từ, dòng điện chạy vào máy phát mang tính chất dung và vượt trước điện áp pha tương ứng một góc 90º. Hiệu dòng điện các pha B và C thông qua biến dòng cảm kháng BIG tạo nên điện áp phía thứ cấp U_D vượt trước dòng điện I_BC một góc 90º. Như vậy góc lệch pha giữa hai véctơ điện áp U_D và U_BC là 180º (hình 1.34).
         Điện áp đưa vào các bộ biến đổi dạng sóng (hình sin sang hình chữ nhật) S₁ và S₂ tương ứng bằng:

Góc lệch pha α giữa U₁ và U₂  sẽđược kiểm tra. Ở chế độ bình thường α = 0º  , rơle không làm việc. Khi bị mất kích từ α = 180º  , rơle sẽ tác động. Góc khởi động được chọn khoảng 90º. Các hệ số a, b được chọn (bằng cách thay đổi đầu phân áp của BUG) sao cho các điểm A và B trên hình 1.34b thoả mãn điều kiện:

Khi mất kích thích, góc pha dòng điện thay đổi, góc lệch pha α được kiểm tra thông qua độ dài của tín hiệu S₃  = – S₁  .S₂ . Nếu α > α _kđ (hình 1.34c) bảo vệ sẽ tác động đi cắt máy phát trong khoảng thời gian từ (1 ÷ 2) sec.

CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN THƯƠNG MẠI GLOBEJSC

Văn Phòng:   Số 92 - Ngõ 192 - Lê Trọng Tấn - Phường Khương Mai - Quận Thanh Xuân - Hà Nội

Tel: 04.3640.8345

Hotline: 093.66.88.202 hoặc 0984.994. 684

Email: kd_globejsc@yahoo.com ; globeco.ltd2012@gmail.com 
Website: www.globejsc.vn ;