EnglishMáy phát điện muốn phát ra điện được, ngoài việc phải có động cơ sơ cấp kéo, còn phải có dòng điện kích từ. Dòng điện kích từ là một dòng điện một chiều, được đưa vào rotor (Rô to) của máy phát để kích thích từ trường của rotor máy phát. Vậy làm thế nào để kích từ máy phát điện, hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu một cách cụ thể về kích từ củ phát điện với nội dung bên dưới.
Contents
Thế nào là hệ thống kích từ máy phát điện?
Hệ thống được sử dụng để cung cấp dòng điện trường cần thiết cho cuộn dây rô to của máy điện đồng bộ, loại hệ thống này được gọi là hệ thống kích từ máy phát điện TTTT. Nói cách khác, hệ thống kích từ được định nghĩa là hệ thống được sử dụng để tạo ra từ thông bằng cách cho dòng điện chạy qua trong cuộn dây trường. Yêu cầu chính của hệ thống kích từ là độ tin cậy trong mọi điều kiện phục vụ, điều khiển đơn giản, dễ bảo trì, ổn định và đáp ứng nhanh chóng.
Lượng kích từ cần thiết phụ thuộc vào dòng tải, hệ số công suất tải và tốc độ của máy. Hệ thống kích thích càng cần thiết khi dòng tải lớn, tốc độ nhỏ hơn và hệ số công suất của hệ thống trở nên trễ.
Hệ thống kích từ là đơn vị trong đó mỗi củ phát điện có bộ kích từ ở dạng ứng dụng máy phát điện. Hệ thống kích từ tập trung có hai hoặc nhiều bộ kích từ cấp thanh cái. Hệ thống tập trung rất rẻ, nhưng lỗi trong hệ thống ảnh hưởng xấu đến máy phát điện trong nhà máy điện.
Nguyên lý hoạt động và cách kích từ máy phát điện
Tùy theo từng loại nguồn được chỉnh lưu hay nguyên lý điều khiển tĩnh của mạch để người dùng dễ dàng phân biệt. Ví dụ, đối với củ phát điện Mecc Alte, có hai cách kích từ máy phát điện, điều khiển hệ thống kích từ được lập trình sẵn: Mạch AVR – DSR và AVR – DER1 / AVR – DER2
Nguyên lý kích từ máy phát điện 1 chiều
Nguyên lý kích từ máy phát điện này sử dụng nguồn điện 1 chiều cho cả quá trình vận hành thiết bị. Dòng điện kích từ được điều khiển bằng cách thay đổi điện áp đầu ra của máy kích thích một chiều. Với những động cơ cỡ nhỏ, chúng thường được kéo trực tiếp cùng trục với hệ thống tua bin máy phát. Ngoài ra chúng ta cũng có thể sử dụng bộ giảm tốc với chức năng tương tự. Đối với những thiết bị công suất lớn hơn thường được kéo bằng một động cơ riêng biệt.
Nguyên lý kích từ xoay chiều
Hệ thống kích từ xoay chiều là sự kết hợp giữa máy phát đồng bộ và hệ thống chỉnh lưu. Thiết bị này bao gồm một máy phát điện đồng bộ với cấu tạo hai phần cảm và phần ứng là stator và roto. Ngoài ra máy phát điện không tồn tại độc lập mà được kết hợp cùng bộ chỉnh lưu máy phát điện được lắp đặt ngay trên trục của thiết bị.
Vì vậy dòng điện kích xuất hiện tại phần ứng của thiết bị, sau đó được chuyển qua bộ chỉnh lưu và tiến thẳng đến roto mà không hề qua bất kỳ mối tiếp xúc, vòng nhận diện với chổi than nào. Chính vì thế mà hệ thống này còn được gọi hệ thống kích từ không chổi than.
Nguyên lý kích từ tĩnh
Ngoài ra hệ thống kích từ tĩnh cũng là một trong những hệ thống kích từ được sử dụng khá nhiều hiện nay. Khi nhắc đến hệ thống này, chúng ta đang nói đến máy kích từ có sử dụng đồng thời biến áp và bộ chỉnh lưu.
Tầm quan trọng của hệ thống kích từ máy phát điện
Máy phát điện là loại máy động cơ điện lớn nhất sử dụng cuộn dây điện từ. Do đó cần phải cấp dòng điện kích từ cho máy, nếu không máy phát điện không hoạt động được.
Điều quan trọng của hệ thống kích từ máy phát điện là phải có nguồn cấp tin cậy. Trong mọi trường hợp, cần kiểm soát được từ trường vì điều này sẽ duy trì điện áp cho hệ thống.
Tham khảo: Bộ điều chỉnh điện áp
Tham khảo: Bộ chỉnh lưu máy phát điện
Các loại bộ kích từ trong củ phát điện
Có 3 loại bộ kích từ củ phát điện:
- Hệ thống kích từ DC
- Hệ thống kích từ AC
- Hệ thống kích từ rôto
- Hệ thống kích từ không chổi than
- Hệ thống kích từ tĩnh
Hệ thống kích từ DC – Máy phát điện một chiều kích từ độc lập
Hệ thống kích từ DC hay còn gọi là máy phát điện một chiều kích từ độc lập, có hai bộ kích từ – bộ kích từ chính và bộ kích từ phụ. Đầu ra của máy kích từ được điều chỉnh bằng bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR) để điều khiển điện áp đầu cuối đầu ra của đầu phát điện. Đầu vào biến dòng bộ điều chỉnh điện áp đảm bảo hạn chế dòng điện của máy phát khi có sự cố.
Khi bộ ngắt trường mở, điện trở phóng điện trường được nối qua cuộn dây trường để tiêu tán năng lượng tích trữ trong cuộn dây có tính cảm ứng cao. Bộ kích từ chính và phụ có thể được dẫn động bằng trục chính hoặc được dẫn động riêng bởi động cơ. Máy kích từ dẫn động trực tiếp thường được ưu tiên hơn vì chúng bảo toàn hệ thống đơn vị hoạt động và máy kích từ không bị kích từ bởi các nhiễu bên ngoài.
Định mức điện áp của máy kích từ chính là khoảng 400 V và công suất của nó bằng khoảng 0,5% công suất của củ phát điện xoay chiều. Các sự cố ở bộ kích từ của đầu phát điện tăng áp là khá thường xuyên vì tốc độ cao của chúng và do bộ kích từ điều khiển động cơ riêng biệt như vậy được cung cấp dưới dạng bộ kích từ dự phòng.
Hệ thống kích từ AC
Hệ thống kích từ xoay chiều bao gồm một đầu phát điện xoay chiều và cầu chỉnh lưu thyristor nối trực tiếp với trục củ phát điện xoay chiều chính. Máy kích chính có thể tự kích hoặc kích từ riêng. Hệ thống kích từ AC có thể được phân loại rộng rãi thành hai loại được giải thích chi tiết bên dưới:
Hệ thống kích từ rô to với sơ đồ mạch kích từ củ phát điện 3 pha
Bao gồm phần xoay đang được bao quanh bởi đường đứt nét. Hệ thống này bao gồm một máy kích từ xoay chiều, trường tĩnh và một phần ứng quay. Đầu ra của máy kích từ được chỉnh lưu bằng mạch chỉnh lưu cầu thyristor toàn sóng và được cung cấp cho cuộn dây trường của đầu phát điện xoay chiều chính.
Dưới đây là sơ đồ mạch kích từ củ phát điện 3 pha
Cuộn dây trường của củ phát điện xoay chiều cũng được cung cấp thông qua một mạch chỉnh lưu khác. Điện áp máy kích từ có thể được tạo ra bằng cách sử dụng từ thông dư của nó. Nguồn cung cấp và điều khiển chỉnh lưu tạo ra tín hiệu kích hoạt được điều khiển. Tín hiệu điện áp của máy phát điện được tính trung bình và so sánh trực tiếp với điều chỉnh điện áp của người vận hành ở chế độ vận hành tự động. Trong chế độ vận hành bằng tay, dòng điện kích từ của củ phát điện được so sánh với việc điều chỉnh điện áp bằng tay riêng biệt.
Hệ thống kích từ không chổi than
Hệ thống này được hiển thị trong hình bên dưới. Phần xoay được bao quanh bởi một hình chữ nhật đường đứt nét. Hệ thống kích từ trong củ phát điện không chổi than bao gồm một máy phát điện xoay chiều, bộ chỉnh lưu, bộ kích từ chính và một đầu phát điện xoay chiều nam châm vĩnh cửu. Máy kích chính và máy kích từ được dẫn động bởi trục chính. Máy kích từ chính có trường đứng yên và phần ứng quay được nối trực tiếp, thông qua bộ chỉnh lưu silicon với trường của máy phát điện chính.
Máy kích từ thí điểm là củ phát điện nam châm vĩnh cửu dẫn động theo trục có các nam châm vĩnh cửu quay gắn với trục và phần ứng đứng yên 3 pha, cung cấp trường máy kích từ chính thông qua bộ chỉnh lưu silicon, trong trường của máy phát điện xoay chiều chính. Máy kích từ thí điểm là một máy phát điện từ trường vĩnh cửu dẫn động theo trục có các nam châm vĩnh cửu quay gắn với trục và phần ứng 3 pha tĩnh, cung cấp nguồn cho máy kích từ chính thông qua các cầu thyristor được điều khiển 3 pha toàn sóng.
Hệ thống loại bỏ việc sử dụng cổ góp, bộ góp và chổi có thời gian ngắn không đổi và thời gian phản hồi dưới 0,1 giây. Hằng số thời gian ngắn có lợi thế trong việc cải thiện hiệu suất động tín hiệu nhỏ và tạo điều kiện cho việc áp dụng các tín hiệu ổn định hệ thống điện bổ sung.
Hệ thống kích từ tĩnh
Trong hệ thống này, nguồn cung cấp được lấy từ chính dinamo phát điện thông qua một máy biến áp nối xuống 3 pha nối sao / tam giác. Sơ cấp của máy biến áp được kết nối với thanh dẫn của đầu phát điện và thứ cấp của chúng cung cấp nguồn cho bộ chỉnh lưu và cũng cấp nguồn cho mạch điều khiển lưới điện và các thiết bị điện khác.
Hệ thống này có thời gian phản hồi rất nhỏ và cung cấp hiệu suất động tuyệt vời. Hệ thống này đã giảm chi phí vận hành bằng cách loại bỏ tổn thất gió máy kích từ và bảo dưỡng dây quấn.
Công ty TNHH TTTT Global.
Địa Chỉ: Landmark 4, Vinhomes Central Park, 720A Điện Biên Phủ, P.22, Quận Bình Thạnh, Tp. Hồ Chí Minh, Việt Nam.
Website: https://ttttglobal.com/
Điện Thoại: 0286 2728334.
Email: Info@ttttglobal.com
