Tweet
Bộ chỉnh lưu kích từ.
Bộ chỉnh lưu sử dụng ở đây là kiểu cầu chỉnh lưu 3 pha, gồm hai cầu như nhau nối song song. Trong chế độ vận hành bình thường, cả hai cầu đều ở vị trí làm việc nhưng chỉ một cầu có xung kích từ để mở cổng thyristor, cầu còn lại ở trạng thái đóng.
Trong trường hợp cầu đang mở có sự cố thì mạch điều khiển của nó tự động ngắt xung kích từ để khoá thyristor, và mạch điều khiển xung của cầu kia được tác động để tự động mở thyristor. Mỗi thyristor được lắp cùng với một cầu chì bảo vệ, một cảm biến nhiệt điện trở (RTD) để theo dõi nhiệt độ.
Các cầu chỉnh lưu được thiết kế và bảo vệ để nó có thể hoạt động trong mọi điều kiện, thậm chí cả khi hệ thống điện bị dao động mà không có bất cứ nguy hại nào. Hệ thống kích từ có khả năng chịu được dòng cảm ứng trong mạch kích từ trường hợp ngắn mạch một pha hay nhiều pha phía hạ áp máy biến áp chính, hoặc trong trường hợp mất đồng bộ, mà các điểm đấu nối thyristor không bị quá nhiệt.
Các bộ thyristor được đặt trong các phiến toả nhiệt thích hợp và được làm mát bằng không khí cưỡng bức. Hệ thống làm mát được trang bị hai quạt gió 400/230VA.C, mỗi quạt đảm bảo l00% công suất làm mát cho các bộ thyristor, một quạt làm việc và một dự phòng. Sự chuyển đổi hoạt động giữa hai quạt được thực hiện tự động.
Để giám sát nhiệt độ bộ chỉnh lưu, các quạt được trang bị các bộ đo lưu lượng không khí làm mát và các cảm biến nhiệt độ với hai mức cảnh báo, mức thứ nhất gửi đi tín hiệu báo động và mức thứ hai gửi đi tín hiệu cắt.
Thành phần bộ chỉnh lưu:
Các thyristor ghép cùng với các tấm tản nhiệt để giảm nhiệt độ.
Mạch điều khiển xung cho cổng thyristor để điều khiển trong dải phạm vi hoạt động.
Các thiết bị làm mát, bao gồm cả quạt, bộ khởi động động cơ, khoá chuyển chế độ vận hành, các chỉ báo lưu lượng gió và các bộ lọc.
Các thiết bị để cho phép điều khiển bộ kích từ tự động khởi động, vận hành, dừng từ xa và tại chỗ.
Một sơ đồ giám sát để phát hiện thyristor không dẫn điện và đưa ra các tín hiệu cảnh báo từ xa và tại chỗ.
Các đồng hồ đo dòng điện và điện áp kích từ với cấp chính xác +l%. Các đồng hồ này lấy tín hiệu điện từ thanh cái một chiều qua các bộ biến đổi đo lường.
Các rơ le phụ để điều khiển tự động và bằng tay.
Rơ le kết hợp với các mạch cảnh báo đều có các tiếp điểm điện riêng rẽ cho cảnh báo từ xa.
Nguồn cung cấp cho các thiết bị điều khiển không chịu ảnh hưởng bởi nhiễu điện áp vào dao động tới 85% điện áp định mức.
Thiết bị bảo vệ của cầu chỉnh lưu:
- Cầu chì quá dòng tác động nhanh để bảo vệ các thyristor còn lại nếu một thyristor bị ngắn mạch.
- Bộ bảo vệ điện áp quá độ tăng đột biến trên mỗi mạch thyristor.
- Trang thiết bị khác trong mỗi mạch thyristor để đảm bảo dòng được phân bố đều, trợ giúp chuyển mạch và hạn chế tăng dòng xung.
- Mạch tạo xung được thiết kế để ngăn ngừa cả hai cầu đều dẫn điện (chuyển mạch kép) trong các trường hợp sự cố.
- Bảo vệ quá điện áp của máy phát và bộ chỉnh lưu: Giới hạn quá điện áp thứ tự thuận và nghịch gây ra bởi dòng kích từ cảm ứng khi máy phát mất đồng bộ một đường dẫn (để triệt tiêu áp) được thiết kế cho cả chu kỳ thứ tự thuận và nghịch của dòng kích từ cảm ứng; có thiết kế mạch điện để máy cắt tự động tác động cắt tổ máy phát trong trường hợp quá điện áp kéo dài trong mạch kích từ.
- Các bộ bảo vệ điện áp quá độ tăng đột biến trên thanh cái xoay chiều và một chiều.
- Bảo vệ chống quá kích từ được trang bị để hạn chế kích từ sao cho nhiệt độ cuộn dây kích từ máy phát nằm trong giới hạn cho phép, và bảo vệ bộ chỉnh lưu trong trường hợp điện áp thấp kéo dài trên hệ thống; bộ bảo vệ chống quá kích từ có các phần tử thời gian với đặc tính tức thời và trễ, đặc tính tức thời tác động với dòng điện đỉnh và đặc tính trễ tác động với dòng vận hành liên tục định mức của hệ thống.
- Mạch điện xác định nhiệt độ cuộn dây kích từ bằng cách tính toán các giá trị dòng kích từ theo các giá trị điều khiển của bộ chỉnh lưu được đo lường.
- Nếu bộ chỉnh lưu có ba hoặc ít hơn ba mạch song song thì cần sử dụng thiết bị giám sát dẫn dòng thyristor để đặt lại giới hạn quá kích từ tại một giá trị nhỏ hơn giới hạn bình thường và cho phép kích từ cưỡng bức với giá trị dòng đỉnh thấp hơn trong 30 giây.
- Thiết bị triệt tiêu quá dòng điện để ngăn ngừa bộ chỉnh lưu bị đánh thủng trong trường hợp thanh cái D.C bị ngắn mạch hay quá dòng.
Tất cả các rơ le bảo vệ quá dòng với các đặc tính thời gian tức thời hay phụ thuộc và các rơ le nhiệt cần thiết khác để bảo vệ toàn bộ thiết bị kích từ và mạch kích từ máy phát liên quan không bị các nguy hiểm do các sự cố gây ra trong quá trình vận hành.
Giao diện với hệ thống SCADA.
Phương pháp thiết kế giao diện giữa hệ thống kích từ với hệ thống SCADA của toàn nhà máy có thể lựa chọn thay đổi linh hoạt, có một số phương thức được hỗ trợ như: phương thức rơle chung, phương thức giao tiếp điểm, phương thức hệ thống (xem các sơ đồ).
Trung tâm điều khiển là bộ điều khiển khả trình PLC, bao gồm một hệ thống tiếp điểm I/O và các cổng giao tiếp nối tiếp RS-232C, RS-422.
PLC được nối với module kết cấu Bus RS-485 thông qua cổng nối tiếp RS-232C, có chức năng nhận biết các giá trị I/O analog. PLC nối với hệ thống SCADA thông qua cổng RS-422 với sự hỗ trợ của các giao hức giao tiếp chuẩn, ngoài ra các đặc tính kỹ thuật điện của cổng RS-422 có thể được thay đổi thành đặc tính kỹ thuật điện của cổng RS-232C hoặc RS-485.
PLC có thể tạo ra sự kết nối tới hệ thống SCADA thông qua các I/O của chính nó.
Phương thức giao diện I/O chung.
Trong phương thức này, hệ thống SCADA sử dụng cổng I/O của chính nó hoặc tiếp điểm rơle để nối tới hệ thống kích từ.
Phương thức giao tiếp điểm.
Hệ thống SCADA cần được cung cấp mỗi cổng nối tiếp riêng để điều khiển mỗi hệ thống kích từ.
Phương thức giao diện hệ thống.
Hệ thống SCADA chỉ cần trang bị một cổng nối tiếp để điều khiển tất cả hệ thống kích từ trong phạm vi toàn nhà máy. Các hệ thống kích từ này tạo thành một hệ thống cấp thấp hơn thông qua Bus kết nối, mỗi hệ thống kích từ được đặt ở một số trạm riêng và được nối với hệ thống SCADA thông qua module chuyển đổi giao diện (interface conversion module).
Bộ chỉnh lưu sử dụng ở đây là kiểu cầu chỉnh lưu 3 pha, gồm hai cầu như nhau nối song song. Trong chế độ vận hành bình thường, cả hai cầu đều ở vị trí làm việc nhưng chỉ một cầu có xung kích từ để mở cổng thyristor, cầu còn lại ở trạng thái đóng.
Trong trường hợp cầu đang mở có sự cố thì mạch điều khiển của nó tự động ngắt xung kích từ để khoá thyristor, và mạch điều khiển xung của cầu kia được tác động để tự động mở thyristor. Mỗi thyristor được lắp cùng với một cầu chì bảo vệ, một cảm biến nhiệt điện trở (RTD) để theo dõi nhiệt độ.
Các cầu chỉnh lưu được thiết kế và bảo vệ để nó có thể hoạt động trong mọi điều kiện, thậm chí cả khi hệ thống điện bị dao động mà không có bất cứ nguy hại nào. Hệ thống kích từ có khả năng chịu được dòng cảm ứng trong mạch kích từ trường hợp ngắn mạch một pha hay nhiều pha phía hạ áp máy biến áp chính, hoặc trong trường hợp mất đồng bộ, mà các điểm đấu nối thyristor không bị quá nhiệt.
Các bộ thyristor được đặt trong các phiến toả nhiệt thích hợp và được làm mát bằng không khí cưỡng bức. Hệ thống làm mát được trang bị hai quạt gió 400/230VA.C, mỗi quạt đảm bảo l00% công suất làm mát cho các bộ thyristor, một quạt làm việc và một dự phòng. Sự chuyển đổi hoạt động giữa hai quạt được thực hiện tự động.
Để giám sát nhiệt độ bộ chỉnh lưu, các quạt được trang bị các bộ đo lưu lượng không khí làm mát và các cảm biến nhiệt độ với hai mức cảnh báo, mức thứ nhất gửi đi tín hiệu báo động và mức thứ hai gửi đi tín hiệu cắt.
Thành phần bộ chỉnh lưu:
Các thyristor ghép cùng với các tấm tản nhiệt để giảm nhiệt độ.
Mạch điều khiển xung cho cổng thyristor để điều khiển trong dải phạm vi hoạt động.
Các thiết bị làm mát, bao gồm cả quạt, bộ khởi động động cơ, khoá chuyển chế độ vận hành, các chỉ báo lưu lượng gió và các bộ lọc.
Các thiết bị để cho phép điều khiển bộ kích từ tự động khởi động, vận hành, dừng từ xa và tại chỗ.
Một sơ đồ giám sát để phát hiện thyristor không dẫn điện và đưa ra các tín hiệu cảnh báo từ xa và tại chỗ.
Các đồng hồ đo dòng điện và điện áp kích từ với cấp chính xác +l%. Các đồng hồ này lấy tín hiệu điện từ thanh cái một chiều qua các bộ biến đổi đo lường.
Các rơ le phụ để điều khiển tự động và bằng tay.
Rơ le kết hợp với các mạch cảnh báo đều có các tiếp điểm điện riêng rẽ cho cảnh báo từ xa.
Nguồn cung cấp cho các thiết bị điều khiển không chịu ảnh hưởng bởi nhiễu điện áp vào dao động tới 85% điện áp định mức.
Thiết bị bảo vệ của cầu chỉnh lưu:
- Cầu chì quá dòng tác động nhanh để bảo vệ các thyristor còn lại nếu một thyristor bị ngắn mạch.
- Bộ bảo vệ điện áp quá độ tăng đột biến trên mỗi mạch thyristor.
- Trang thiết bị khác trong mỗi mạch thyristor để đảm bảo dòng được phân bố đều, trợ giúp chuyển mạch và hạn chế tăng dòng xung.
- Mạch tạo xung được thiết kế để ngăn ngừa cả hai cầu đều dẫn điện (chuyển mạch kép) trong các trường hợp sự cố.
- Bảo vệ quá điện áp của máy phát và bộ chỉnh lưu: Giới hạn quá điện áp thứ tự thuận và nghịch gây ra bởi dòng kích từ cảm ứng khi máy phát mất đồng bộ một đường dẫn (để triệt tiêu áp) được thiết kế cho cả chu kỳ thứ tự thuận và nghịch của dòng kích từ cảm ứng; có thiết kế mạch điện để máy cắt tự động tác động cắt tổ máy phát trong trường hợp quá điện áp kéo dài trong mạch kích từ.
- Các bộ bảo vệ điện áp quá độ tăng đột biến trên thanh cái xoay chiều và một chiều.
- Bảo vệ chống quá kích từ được trang bị để hạn chế kích từ sao cho nhiệt độ cuộn dây kích từ máy phát nằm trong giới hạn cho phép, và bảo vệ bộ chỉnh lưu trong trường hợp điện áp thấp kéo dài trên hệ thống; bộ bảo vệ chống quá kích từ có các phần tử thời gian với đặc tính tức thời và trễ, đặc tính tức thời tác động với dòng điện đỉnh và đặc tính trễ tác động với dòng vận hành liên tục định mức của hệ thống.
- Mạch điện xác định nhiệt độ cuộn dây kích từ bằng cách tính toán các giá trị dòng kích từ theo các giá trị điều khiển của bộ chỉnh lưu được đo lường.
- Nếu bộ chỉnh lưu có ba hoặc ít hơn ba mạch song song thì cần sử dụng thiết bị giám sát dẫn dòng thyristor để đặt lại giới hạn quá kích từ tại một giá trị nhỏ hơn giới hạn bình thường và cho phép kích từ cưỡng bức với giá trị dòng đỉnh thấp hơn trong 30 giây.
- Thiết bị triệt tiêu quá dòng điện để ngăn ngừa bộ chỉnh lưu bị đánh thủng trong trường hợp thanh cái D.C bị ngắn mạch hay quá dòng.
Tất cả các rơ le bảo vệ quá dòng với các đặc tính thời gian tức thời hay phụ thuộc và các rơ le nhiệt cần thiết khác để bảo vệ toàn bộ thiết bị kích từ và mạch kích từ máy phát liên quan không bị các nguy hiểm do các sự cố gây ra trong quá trình vận hành.
Giao diện với hệ thống SCADA.
Phương pháp thiết kế giao diện giữa hệ thống kích từ với hệ thống SCADA của toàn nhà máy có thể lựa chọn thay đổi linh hoạt, có một số phương thức được hỗ trợ như: phương thức rơle chung, phương thức giao tiếp điểm, phương thức hệ thống (xem các sơ đồ).
Trung tâm điều khiển là bộ điều khiển khả trình PLC, bao gồm một hệ thống tiếp điểm I/O và các cổng giao tiếp nối tiếp RS-232C, RS-422.
PLC được nối với module kết cấu Bus RS-485 thông qua cổng nối tiếp RS-232C, có chức năng nhận biết các giá trị I/O analog. PLC nối với hệ thống SCADA thông qua cổng RS-422 với sự hỗ trợ của các giao hức giao tiếp chuẩn, ngoài ra các đặc tính kỹ thuật điện của cổng RS-422 có thể được thay đổi thành đặc tính kỹ thuật điện của cổng RS-232C hoặc RS-485.
PLC có thể tạo ra sự kết nối tới hệ thống SCADA thông qua các I/O của chính nó.
Phương thức giao diện I/O chung.
Trong phương thức này, hệ thống SCADA sử dụng cổng I/O của chính nó hoặc tiếp điểm rơle để nối tới hệ thống kích từ.
Phương thức giao tiếp điểm.
Hệ thống SCADA cần được cung cấp mỗi cổng nối tiếp riêng để điều khiển mỗi hệ thống kích từ.
Phương thức giao diện hệ thống.
Hệ thống SCADA chỉ cần trang bị một cổng nối tiếp để điều khiển tất cả hệ thống kích từ trong phạm vi toàn nhà máy. Các hệ thống kích từ này tạo thành một hệ thống cấp thấp hơn thông qua Bus kết nối, mỗi hệ thống kích từ được đặt ở một số trạm riêng và được nối với hệ thống SCADA thông qua module chuyển đổi giao diện (interface conversion module).
Comment