Báo cáo thí nghiệm Cơ sở kỹ thuật điện nội dung "Nhà máy điện và trạm biến áp"

lOMoARcPSD| 36667950 B i 3:
KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3 PHA I. MỤC ĐÍCH
- T m hiểu bộ: động cơ AC 3 pha, máy phát DC.
- T m hiểu mạch khởi động động cơ AC 3 pha.
Nguyên lý: Khi óng máy cắt, iên ̣ áp xuất hiên ṭ ai ̣ ầu tiếp iểm thường hở. Lúc này, mach nḥ i ̣
thứ (mach ị ều khiển) hoat ộ ng c ̣ ấp iên cho cụ ôn dây ḷ àm tiếp iểm thường hở óng lai, cung c ̣
ấp iên cho ộ ng cơ. Độ ng cơ ượ c kḥ ởi ông ṿ ới 2 iên tr ̣ở nối tiếp nhằm làm giảm dòng iên ṃ
ở máy. Sau khoảng thời gian t2, M2 óng lai ng ̣ ắt Rmm2 ra khỏi hê ̣ thống, sau khoảng thời gian
t1, M1 óng lai ng ̣ ắt Rmm1 ra khỏi hê tḥ ống do dòng iên ạ ̃ giảm. lOMoARcPSD| 36667950 Quá trình kết thúc.
III. NỘI DUNG CHUẨN BỊ -
Trình bày các phương pháp khởi ộng ộng cơ AC ? (sinh viên viết ra giấy) - Trình bày các
thông số định mức của động cơ và máy phát AC mà sinh viên biết ? (sinh viên viết ra giấy) -
Lý dô sử dụng mạch khởi động ? (sinh viên viết ra giấy)
IV. NỘI DUNG THỰC TẬP
- Ghi lại th ng số trên động cơ và máy phát.
- Lần theo d y nối để vẽ lại v t m hiểu hoạt động của mạch điều khiển. H nh vẽ
Lưu ý: Sinh viên không được bật công tắc điện hệ thống khi làm bài thí nghiệm này. Sinh
viŒn cũng không được nhấn các nút, điều chỉnh các thông số của các thiết bị, thay đổi, tháô các dây nối…
V. NỘI DUNG BÁO CÁO
C u 1: Thông số cơ bản của động cơ AC 3 pha. Uđm = 220/380 [V] Iđm = 44/76 [A] P = 22 [kW] nđm= 1450 [RPM] Cos = 0,86 f = 50 [Hz]
C u 2: Thông số cơ bản của máy phát DC. Uđm = 220 [V] Iđm = 86.85 [A] P = 19 [kW] nđm= 1445 [RPM] Ikt = 1,86 [A] Ukt = 167 [V]
C u 3: Vẽ sơ đô ̀ chi tie ́t các thie ́t bị như tie ́p đie ̉m, cuô ̣n d y, rờ le thời gian, ... và vẽ sơ đô ̀,
giải thích hoạt đô ̣ng của mạch nhị thứ hay mạch điều khiển (Baô gồm sơ đồ thực tế và sô đồ thu gọn) lOMoARcPSD| 36667950
C u 4: Vẽ đặc tuyến môment – tốc độ của động cơ AC rôtôr dây quấn. B i 4:
KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC I. MỤC ĐÍCH
- T m hiểu bộ: động cơ DC, máy phát AC 3 pha. lOMoARcPSD| 36667950
- T m hiểu mạch khởi động động cơ DC.
II. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 2TĐ 2 K TĐ M G M Rmm1 3TĐ M1 Rmm2
2 TĐ M 2
MẠCH ĐIỀU KHIỂN THỰC TẾ
MẠCH ĐIỀU KHIỂN THU G N lOMoARcPSD| 36667950
Hình 6: Mạch đô ̣ng lực
NguyŒn lý: Khi đống máy ca ́t, đie ̣n áp xua ́t hie ̣n tại đa ̀u tie ́p đie ̉m thường hở. Lúc này,
mạch nhị thứ (mạch đie ̀u khie ̉n) hoạt đô ̣ng ca ́p đie ̣n cho cuô ̣n d y làm tie ́p đie ̉m thường
hở đống lại, cung ca ́p đie ̣n chô đô ̣ng cơ. Đô ̣ng cơ được khởi đô ̣ng với 2 đie ̣n trở nô ́i tie ́p
nha ̀m làm giảm dồng đie ̣n mở máy. Sau khoảng thời gian t2, M2 đống lại nga ́t Rmm2 ra khổi
he ̣ thô ́ng, sau khoảng thời gian t1, M1 đống lại nga ́t Rmm1 ra khổi he ̣ thô ́ng do dồng đie ̣n
đã giảm. Quá trình ke ́t thúc.
III. NỘI DUNG CHUẨN BỊ -
Trình bày các phương pháp khởi động động cơ DC ? (sinh viên viết ra giấy) -
Trình bày các thông số định mức của động cơ và máy phát DC mà sinh viên biết ? () -
Lý dô dùng mạch khởi động ?
IV. NỘI DUNG THỰC TẬP
- Ghi lại th ng số trên động cơ và máy phát.
- Vẽ lại cÆc thiết bị chính. Sau đó lần theo d y của mạch động lực để đối chiếu lại sơ đồ mạch động lực.
- Lần theo d y nối để vẽ lại v t m hiểu hoạt động của mạch điều khiển.
- T m hiểu trả lời cÆc c u hỏi của b i th nghiệm.
Lưu ý: Sinh viên không được bật công tắc điện hệ thống khi làm bài thí nghiệm này. Sinh
viên cũng không được nhấn các nút, điều chỉnh các thông số của các thiết bị, thay đổi, tháô các dây nối…
IV. NỘI DUNG BÁO CÁO
C u 1: Thông số cơ bản của động cơ DC. Uđm = 220 [V] Iđm = 78 [A] lOMoARcPSD| 36667950 P = 17,16 [kW] nđm= 1500 [RPM] Ikt = 1,85 [A] Ukt = 220 [V]
Câu 2: Thông số cơ bản của máy phát AC. Uđm = 220/380 [V] Iđm = 3 [A] P = 12 [kW] nđm= 1500 [RPM] cos = 0,8 f = 50 [Hz]
C u 3: Vẽ sơ đô ̀ chi tie ́t các thie ́t bị như tie ́p đie ̉m, cuô ̣n d y, rờ le thời gian, ... và vẽ, giải
thích mạch mạch điều khiển (Baô gồm sơ đồ thực tế và sơ đồ thu gọn)
C u 4: Vẽ đặc tuyến môment – tốc độ khi khởi động của động cơ DC. lOMoARcPSD| 36667950 B I 5:
RELAY DÒNG ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ
V. NỘI DUNG BÁO CÁO
Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn, k = 0.1 *Nh ậ n xét: Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 D ng pha A quan sÆt trŒn 0.93 1.48 1.78 2.12 2.45 relay (A)
Thời gian tác động ttđ (ms) 4150 1280 960 750 620
Đặc tuyến phù hợp dạng Long – time Inverse Khi tăng chỉ số của
núm xoay màu en (chỉnh ịnh dòng) thì dòng qua pha A tăng, thời gian tác ộng giảm Đồ thị
ặc tuyến có dạng hướng xuống, tương ối giống với lý thuyết do có sai số
Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn, k = 0.3 Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 D ng pha A quan sÆt trŒn 1.04 1.37 1.77 2.14 2.5 relay (A)
Thời gian tác động ttđ (ms) 8490 4400 2790 2110 1650 lOMoARcPSD| 36667950
Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn, k = 0.5 Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 D ng pha A quan sÆt trŒn 1.35 1.61 1.9 2.2 2.51 relay (A)
Thời gian tác động ttđ (ms) 7270 5190 3960 3200 2690 lOMoARcPSD| 36667950
Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn, k = 0.8 Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 D ng pha A quan sÆt trŒn 1.28 1.56 1.83 2.1 2.46 relay (A)
Thời gian tác động ttđ (ms) 13000 8740 6630 5530 4260 lOMoARcPSD| 36667950
Đặc tuyến IDMT 01, k = 0.1 Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 D ng pha A quan sÆt trŒn 1 1.39 1.77 2.08 2.44 relay (A)
Thời gian tác động ttđ (ms) 2670 1410 970 760 630 lOMoARcPSD| 36667950
Đặc tuyến IDMT 02, k = 0.1 Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 D ng pha A quan sÆt trŒn 1.23 1.42 1.73 2.08 2.46 relay (A)
Thời gian tác động ttđ (ms) 1850 1360 1010 770 630 lOMoARcPSD| 36667950
Đặc tuyến IDMT 03, k = 01 Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 D ng pha A quan sÆt trŒn 1.28 1.57 1.85 2.13 2.43 relay (A)
Thời gian tác động ttđ (ms) 1680 1160 900 730 630 lOMoARcPSD| 36667950
Đặc tuyến IDMT 01, k = 0.2 Vị trí núm vặn 100 125 150 175 200 D ng pha A quan sÆt trŒn 1.03 1.37 1.73 2.06 2.43 relay (A)
Thời gian tác động ttđ (ms) 5630 2910 1920 1470 1160 lOMoARcPSD| 36667950
Bài 2: CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG BẰNG BỘ ATS I. Lý thuyết:
1. Chức năng và nguyên lý hoạt ộng tủ ATS: lOMoARcPSD| 36667950 •
Chức năng: Chức năng chính của Tủ ATS là chuyển tải sang là chuyển
tải sang sử dụng nguồn iện dự phòng như máy phát iện khi mất nguồn iện
chính, iện lưới. Tủ còn có chức năng bảo vệ nguồn iện khi có sự cố xẩy ra như:
mất pha, mất trung tính, quá áp, sụt áp,…. Tủ iện ATS sẽ tự ộng chuyển sang
nguồn iện dự phòng cho ến khi nguồn iện chính ược phục hồi thì bộ ATS sẽ
chuyển ộng nguồn trở lại. •
Nguyên lý hoạt ộng: - Tủ ATS theo dõi các nguồn iện và chuyển tín
hiệu khởi ộng ến máy phát iện nếu nguồn iện xảy ra sự cố (mất pha, mất trung
tính, thấp áp, quá áp,…) vượt quá khả năng áp ứng của thiết bị iện hoặc khi sự
cố mất iện xảy ra. Điện dự phòng ngay lập tức ược cấp vào tủ iện a dụng chính
hoặc một tủ iện khẩn cấp thông qua tủ ATS, thì ATS có nhiệm vụ:
o Bước ầu tiên sẽ ngắt cung cấp nguồn iện lưới cho phụ tải o
Kích hoạt hệ thống phát iện dự phòng
o Thời gian chuyển nguồn dự phòng có thể ặt ược trong khoảng
5 ÷ 10s, khi iện lưới phục hồi, tủ ATS chờ một khoảng thời
gian 10 ÷ 30s ể xác ịnh sự ổn ịnh của nguồn lưới.
o Duy trì hoạt ộng ổn ịnh của máy phát iện cho khu vực - Khi
nguồn iện chính trở lại ổn ịnh, nhiệm vụ của tủ ATS là:
o Ngưng nguồn cung cấp iện từ máy phát khỏi phụ tải o Tự
ộng chuyển nguồn trở lại.
o Nguồn dự phòng sẽ tự ộng tắt sau khi chạy không tải 1-2 phút
2. Quy trình hoạt ộng của hệ thống ATS trong tủ DEMO -
Dưới iều kiện hoạt ộng bình thường, Bộ ATS sẽ giám sát nguồn Source 1,
và khi mất nguồn lưới bộ ATS truyền tín hiệu ể kích máy phát iện và sau một
thời gian TS, khi nguồn khẩn cấp sẵn sàng thì ATS kích hoạt mở QF1
(ACB2000) và ường óng QF2 (ACB1600) sau một khoảng thời gian TCE, kể từ
lúc ó, hệ thống ược cung cấp bởi máy phát iện và QF2. -
Khi nguồn chính trở lại bình thường ATS sẽ chờ một khoảng thời gian
TBS ã trôi qua, ATS kích hoạt trở lại nguồn lưới bằng cách mở máy cắt QF2 và
óng máy cắt QF1 sau khi thời gian trễ TF trôi qua. Các thời gian trễ TS, TCE và
TCN có thể thay ổi ược và ược cài ặt vào bộ ATS.II. Nội dung báo cáo: 1. Bảng kết quả o: Ts(s) T(s) T ổi (s) 10 17.42 6 20 32.02 6 30 42.6 6
Bài 6: VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT
CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT 3 PHA I.
NỘI DUNG THỰC TẬP lOMoARcPSD| 36667950
1. Đóng mach ṿ à hòa ồng bộ:
- Nhấn nút ON cấp nguồn cho mạch nhị thứ của nhà máy.
- Nhấn các dao cách ly và máy cắt theo úng thứ tự từ ầu mạch, ộng cơ xoay
chiều, máy phát một chiều, ộng cơ một chiều và máy phát xoay chiều (lưu ý
chưa ược óng máy cắt ở máy phát iện xoay chiều vì lý do máy cắt này phục
vụ cho việc hòa ồng bộ).
- Lần lượt mở khóa cho phép hòa ồng bộ ở 3 vị trí : vị trí ồng bộ kế và vị trí
máy cắt ầu cực máy phát, và cuối cùng là vị trí máy cắt hòa. - Kiểm tra các
iều kiện cho việc hòa ồng bộ. - Nhấn máy cắt (ở vị trí máy phát iện xoay
chiều) ể hòa ồng bộ.
2. Vận hành các chế ộ:
Sau khi hòa ồng bộ, ghi lại các giá trị ở các ồng hồ. Lần lượt thực hiện theo
úng trình tự các bước sau:
Bước 1: Giữ nguyên kích từ máy phát, thay ổi công suất cơ (P<5KW) . Tăng
kích từ ộng cơ kéo ến khi P = 4kW. Khảo sát sự thay ổi ở các ồng hồ o và ghi
lại các giá trị vào bảng số liệu.
Bước 2: Giữ nguyên P cơ, thay ổi kích từ máy phát (I<10A) Thay ổi kích từ
máy phát ể Q = -2 KVAr. Ghi lại các thông số vào bảng số liệu. Tăng kích từ
máy phát ến khi Q = 0kVAr. Khảo sát sự thay ổi ở các ồng hồ o và ghi lại các
giá trị vào bảng số liệu. Thay ổi kích từ máy phát ể Q = 2 KVAr. Ghi lại các
thông số vào bảng số liệu. Bước 3: (Mất kích từ máy phát)
Thay ổi kích từ máy phát ến khi Q=0, ghi lại các giá trị.Ngắt kích từ máy
phát, khảo sát sự thay ổi ở các ồng hồ o và ghi lại các giá trị vào bảng số
liệu. Đóng lại kích từ máy phát, ghi lại giá trị trên ồng hồ o. Bước 4: (Mất ộng cơ kéo)
Giảm kích từ ộng cơ ến khi P=0. Ghi lại các giá trị. Ngắt ộng cơ kéo. Khảo sát
sự thay ổi ở các ồng hồ o và ghi lại các giá trị. Trong trạng thái ngắt ộng cơ,
thay ổi kích từ máy phát ể Q lần lượt nhận các giá trị -2; 0; 2 KVA. Lưu ý:
Trong quá trình khảo sát nhớ lứu ý tới các giới hạn (hệ thống sẽ tự ộng báo cho
người vận hành trên bàn iều khiển) hoặc báo ộng (hụ còi). Với trường hợp báo
ộng thì người vận hành phải cắt iện hệ thống ngay lập tức ể ảm bảo an toàn.
Với trường hợp bàn iều khiển báo vi phạm các giới hạn, người vận hành phải
iều chỉnh kích từ máy phát hoặc ộng cơ ể ưa các giá trị của thông số bị quá
giới hạn về trong giới hạn cho phép. 3. Ngắt mach:̣
- Ngắt lần lượt các máy cắt theo thứ tự ngược lại lúc óng.
- Nhấn nút OFF cắt nguồn nhị thứ của nhà máy iện. - Chuyển CB nguồn tổng về OFF.
II. NỘI DUNG BÁO CÁO
Câu 1: Bảng số liệu P, Q, U, I, Ukt, Ikt của máy phát và n(tốc ộ) của ộng cơ ở
các chế ộ. Từ ó hãy tính Xtổng = (XMBA + Xd). Tính E, δ, φ, và vẽ giản ồ véc
tơ E, I, U cho từng chế ộ. lOMoARcPSD| 36667950 Chê ́ đô ̣ P Q U I Ukt Ikt N 0 0 0.5 20 1.4 1502 39
Hòa đồng bộ 0 4 -1.5 6 19 1.7 1503 39
Tăng kích từ động cơ đến khi P=4 (KW) 0 4 0 5.2 21 2 1503 39 0 4 -2 5.8 16 1.4 1503
Thay đổi kích từ MP đến khi Q 39
= 0 ; Q = -2, Q= 2 KVAr. 0 4 2 6.2 25 2.5 1503 39 0 4 <0 16.9 63 0 1502 39
Giảm Q về 0, sau đó ngắt kích từ MP 0 3.5 8 12.9 38 3.4 1499 39
Đóng lại kích từ MP 0 <0 8.3 12.4 38 3.4 1501 39
Giảm P về 0, sau đó ngắt động cơ kéo. 0 <0 -2 2.2 14 1.2 1502 39 0 <0 0 1.6 20 1.4 1504
Trong chế độ ngắt động cơ kéo, thay đổi kích 39
từ MP để Q lần lượt bằng -2;0;2 KVAr 0 <0 2 4 24 2 1502 39 0
Câu 2: Nêu các iều kiện ể thực hiện hòa ồng bộ máy phát vào hệ thống.
Theo anh chị, iều kiện nào quan trọng nhất?
Các iều kiện hòa ồng bộ máy phát iện:
-Điều kiện về tần số: 2 máy phải bằng tần số với nhau, hoặc tần số máy phải bằng tần số lưới.
-Điều kiện về iện áp: 2 máy phải cùng iện áp với nhau, hoặc iện áp máy phải bằng iện áp lứoi.
-Điều kiện về pha: 2 máy phải cùng thứ tự pha, và góc pha phải trùng nhau. Điều
kiện về pha là iều kiện quan trọng nhất vì ây là iều kiện bắt buộc, và phải tuyệt ối
chính xác. Thứ tự pha,(trùng pha) thường chỉ kiểm tra một lần ầu tiên khi lắp ặt lOMoARcPSD| 36667950
máy. Từ ó về sau, không ai kiểm lại làm gì, ngoại trừ nếu có công tác gì ó phải
tháo nhiều thứ ra và lắp lại.
Câu 3: Nêu các phương pháp kích từ máy phát iện.
-Kích từ máy iện 1 chiều ộc lập ể kích từ cho máy phát.
-Dùng hệ thống chỉnh lưu. -Hệ
thống kích thích từ tĩnh.
Câu 4. Máy phát có ược làm việc lâu dài ở chế ộ mất kích từ không. Tai sao? ̣
Máy phát ang làm việc với chế ộ hòa ồng bộ không ược phép làm việc ở chế ộ mất
kích từ. Nếu tại thời iểm mất kích từ, tải ngoài lớn thì sẽ mất ồng bộ, máy phát sẽ
nhận công suất phản kháng của hệ thống về, dòng công suất phản kháng này sẽ làm
từ hóa rotor gây phát nóng trong máy phát và có thể dẫn ến mất ổn ịnh của hệ
thống. Khi máy phát mất ồng bộ thì tốc ộ có thể thay ổi do ó người ta gắn thêm bộ iều chỉnh tốc ộ.