anh quanghien54 giup em tí

[nuacuatoi]

anh quanghien54 oi cho em hỏi .các yếu tố ảnh hưởn đến công suất máy phát thì yếu tố nào quan trọng nhất vì sao??

[quanghien54]

anh quanghien54 oi cho em hỏi .các yếu tố ảnh hưởn đến công suất máy phát thì yếu tố nào quan trọng nhất vì sao??

Đối với máy phát điện thì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến công suất của nó :
1. Tần số của máy phát: Đối với một máy phát cố định khi tần số tăng thì công suất cũng tăng theo. Tuy nhiên những thiết bị điện được thiết kế ở tần số điện công nghiệp ( 50HZ đối với Châu Âu và một số nước châu Á như VN, 60HZ đối với nước Mỹ và một vài nước khác) nên máy phát điện phải hoạt động đúng tần số thiết kế của thiết bị đó. Thí dụ như động cơ thiết kế ở tần số 60HZ đem sử dụng ở tần số 50HZ thì dòng điện không tải cao, động cơ nóng nhiều và dễ bị cháy dây quấn. Một số máy phát điện chuyên dùng như trên máy bay thường sử dụng tần số 400HZ để làm giảm kích thước và trọng lượng máy phát nhưng vẫn đảm bảo công suất. Dỉ nhiên là các thiết bị trên máy bay đó cũng phải được thiết kế để sử dụng ở tần số 400JHZ.
2. Dòng điện kích từ : Khi tải tăng thì dòng điện kích từ cũng phải tăng theo để tránh sụt áp. Đây là nguyên tắc của bộ AVR ( Automatic Voltage Regulator ). Tuy nhiên khi dòng điện kích từ quá cao, mạch từ bảo hòa thì điện áp cũng không tăng bao nhiêu và sẽ làm cháy cuộn dây kích từ.
3. Động cơ nổ để kéo máy phát : Động cơ này phải có công suất lớn hơn công suất của máy phát và ga tự động phải nhạy để tăng tốc nhanh chóng. Theo kinh nghiệm thì cứ 1KW máy phát thì phải cần đến 2HP( sức ngựa ) của động cơ nổ.
Yếu tố nào cũng quan trong cả vì nếu thiếu 1 trong 3 yếu tố đó thì máy phát điện không thể nào phát huy hết công suất được.

[nsp]

...
Một số máy phát điện chuyên dùng như trên máy bay thường sử dụng tần số 400HZ để làm giảm kích thước và trọng lượng máy phát nhưng vẫn đảm bảo công suất. Dỉ nhiên là các thiết bị trên máy bay đó cũng phải được thiết kế để sử dụng ở tần số 400JHZ.
...

Thực ra cũng có một số thiết bị quận sự (thông tin, radar, ...) cũng sử dụng tần số 400Hz

[nuacuatoi]

hôm nay đọc bài của anh để tích lũy kiến thức thôi.ngày hôm qua em đã bảo vệ rùi.cám ơn anh nhiều lắm. nhưng hên là hôm qua giáo viên phản biện ko hỏi câu này. em chỉ nghĩ tần số là quan trong nhất nhưng kô ngờ cả ba yếu tố đều quan trong như nhau.
Ra tết là phải đi xin việc làm rùi anh ạ. Đối với sinh viên mới ra trường thì kinh nghiệm là cái thiếu nhất nên phải học hỏi nhiều. chứ học gần 5 năm mà khi ra trường trong đầu chỉ có một ít kiến thức cỏn con à. kô biết khi đi làm mình có làm nổi với những kiến thức đó hay không?
thân chào anh

[quanghien54]

hôm nay đọc bài của anh để tích lũy kiến thức thôi.ngày hôm qua em đã bảo vệ rùi.cám ơn anh nhiều lắm. nhưng hên là hôm qua giáo viên phản biện ko hỏi câu này. em chỉ nghĩ tần số là quan trong nhất nhưng kô ngờ cả ba yếu tố đều quan trong như nhau.
Ra tết là phải đi xin việc làm rùi anh ạ. Đối với sinh viên mới ra trường thì kinh nghiệm là cái thiếu nhất nên phải học hỏi nhiều. chứ học gần 5 năm mà khi ra trường trong đầu chỉ có một ít kiến thức cỏn con à. kô biết khi đi làm mình có làm nổi với những kiến thức đó hay không?
thân chào anh

Cách nay gần 30 năm mình cũng gặp vấn đề như em. Lúc đó thì nay cả máy photocopy và máy tính cầm tay có hàm số mũ cũng là hàng xa xỉ đối với SV. Bọn mình hằng ngày phải đến phòng nghiên cứu của TVQG đường Lý Tử Trọng để chép tài liệu về, đêm thì ôm tự điển để dịch vì tài liệu nghiên cứu toàn là tiếng Anh. Đề tài của mình lúc bấy giờ là biến tần thế hệ thứ nhất dùng Thyristor. Đến nay thì nó đã chuyển sang thế hệ thứ 5 dùng IBGTS rồi. Sau này khi làm việc tại công ty mình mới gặp lại hệ thống biến tần sử dụng cho cả một dây chuyền. Những kiến thức của mình học tưởng chừng quên lãng nay đã có dịp ứng dụng. Mình rất biết ơn anh Hồ Phi Long ( nay đã là PhD ở Úc ) đã tận tình hướng dẫn cho mình. Cách hướng dẫn của anh ấy rất lạ : không chỉ dẫn trực tiếp mà chỉ báo cho mình tìm tài liệu nào để đọc. Với cách hướng dẫn này mình có thể độc lập suy nghĩ và đưa ra các phương án mới, tránh lập lại những gì người trước làm. Thí dụ như dùng sóng mang để kích SCR và khảo sát tình trạng hoạt động của động cơ đối với các sóng hài bậc cao......
Bạn cứ yên tâm đi vì khi đi làm gặp thực tế rồi bạn sẽ ôn lại những kiến thức đã học để áp dụng vào. Mình nhớ đến lời một người đi trước đã nói : " Một KS giỏi không phải chỉ là áp dụng những kiến thức đã học một cách tận tín thư mà phải biết lật sách tra cứu tài liệu để giải quyết vấn đề một cách linh hoạt".
Chúc bạn tìm được việc làm phù hợp với khả năng của mình và ổn định cuộc sống.
Chào !

[cô nhóc]

Câu hỏi của anh mơ hồ quá, m2 anh Quang Hien trả lời vân đươc, thì phải công nhận là anh giỏi thật.

Theo Nhóc, câu hỏi của anh cần thêm một số thông tin để xác định tình huống.

Nếu các tình huống là:

1/. Khi thiết kế máy phát, yếu tố nào sẽ ảnh hưởng đến công suất, thì câu trả lời sẽ là kết hợp các yếu tố sau:
Tần số,
Tốc độ (số đôi cực),
Chất cách điện (độ tăng nhiệt độ tối đa)
Chất dẫn điện (tổn hao đồng)
Chất lệu mạch từ.
Kích thước và kết cấu
Chế độ làm mát.

2/. Đối với một máy phát đã thiết kế hoàn chỉnh, thì các yếu tố ảnh hưởng đến công suất của nó là:

Công suất của động cơ sơ cấp (quan trọng nhất)
Tải (quan trọng thứ nhì).
Môi trường làm việc (chế độ làm mát, nhiệt độ môi chất, độ ẩm...)

3/. Đối với hệ thống máy (máy phát + động cơ sơ cấp) đã đưa vào vận hành, thì các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến công suất là:

Chế độ phát của động cơ sơ cấp (Phát ổn định tần số, phát ổn định công suất, phát giới hạn thông số cơ nhiệt...) quan trọng nhất.
Tải của máy phát (quan trọng thứ nhì)
Môi trường làm việc của động cơ sơ cấp.
Chế độ làm mát máy phát.
Chế độ làm mát máy biến áp đầu cực.

Tần số chỉ ảnh hưởng đến công suất khi nối vào lưới, máy phát ở chế độ ổn định tần số, hoặc điều chỉnh theo độ dốc tần số - tải. Ở chế độ ổn định công suất hay chế độ ổn định thông số cơ nhiệt, tần số hầu như ảnh hưởng rất ít đến công suất máy phát.

Dòng điện kích từ hầu như ảnh hưởng rất ít đến công suất của máy phát, nếu không muốn nói là không đáng kể.

[quanghien54]

Câu hỏi của anh mơ hồ quá, m2 anh Quang Hien trả lời vân đươc, thì phải công nhận là anh giỏi thật.

Theo Nhóc, câu hỏi của anh cần thêm một số thông tin để xác định tình huống.

Nếu các tình huống là:

1/. Khi thiết kế máy phát, yếu tố nào sẽ ảnh hưởng đến công suất, thì câu trả lời sẽ là kết hợp các yếu tố sau:
Tần số,
Tốc độ (số đôi cực),
Chất cách điện (độ tăng nhiệt độ tối đa)
Chất dẫn điện (tổn hao đồng)
Chất lệu mạch từ.
Kích thước và kết cấu
Chế độ làm mát.

2/. Đối với một máy phát đã thiết kế hoàn chỉnh, thì các yếu tố ảnh hưởng đến công suất của nó là:

Công suất của động cơ sơ cấp (quan trọng nhất)
Tải (quan trọng thứ nhì).
Môi trường làm việc (chế độ làm mát, nhiệt độ môi chất, độ ẩm...)

3/. Đối với hệ thống máy (máy phát + động cơ sơ cấp) đã đưa vào vận hành, thì các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến công suất là:

Chế độ phát của động cơ sơ cấp (Phát ổn định tần số, phát ổn định công suất, phát giới hạn thông số cơ nhiệt...) quan trọng nhất.
Tải của máy phát (quan trọng thứ nhì)
Môi trường làm việc của động cơ sơ cấp.
Chế độ làm mát máy phát.
Chế độ làm mát máy biến áp đầu cực.

Tần số chỉ ảnh hưởng đến công suất khi nối vào lưới, máy phát ở chế độ ổn định tần số, hoặc điều chỉnh theo độ dốc tần số - tải. Ở chế độ ổn định công suất hay chế độ ổn định thông số cơ nhiệt, tần số hầu như ảnh hưởng rất ít đến công suất máy phát.

Dòng điện kích từ hầu như ảnh hưởng rất ít đến công suất của máy phát, nếu không muốn nói là không đáng kể.

Đối với hệ thống máy phát khi đưa vào sử dụng thì nhà thiết kế đã tính toán hệ thống giải nhiệt cho nó rồi, mình không bàn tới nữa. Vấn đề chỉ còn là yếu tố môi trường nơi đặt máy phát. Nếu nói dòng điện kích từ ảnh hưởng rất ít đến công suất của máy phát thì người ta thiết kế bộ AVR cho máy phát điện để làm gì ? Nếu dòng điện tải tăng thì dòng điện kích từ cũng phải tăng để đảm bảo cho công suất phát ra và tránh sụt áp. Đấy mới là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đấn công suất của máy phát điện. Tần số cũng ảnh hưởng đấn công suất của máy phát bởi vì nếu tần số giảm thì công suất của động cơ trên tải cũng giảm theo vì công suất của động cơ tỉ lệ với tần số phát ra của máy phát điện. Đây là những vấn đề cơ bản của máy điện mà tất cả các giáo trình về máy điện đều đề cập tới.
Mình vẫn chờ cô nhóc post lên mạch kích từ như đã hứa nhưng chờ hoài không thấy. Chắc cô nhóc lúc này bận nhiều việc quá nên quên rồi à. Hy vọng cô nhóc cho mình mở mang kiến thức thêm vì trên đời này không ai có thể biết hết mọi việc được.

[quanghien54]

Sơ đồ AVR dùng triac.

QUOTE=dx1]thân gởi anh quanghien54, rất mong anh viết cho một bài giải thích về nguyên lý hoạt động của mạch avr dùng triac, do anh gởi lên diễn đàn thời gian gần đây, xin anh giải thích thêm về 2con DZ1 và DZ2 làm nhiệm vụ gì, tại sao phải nối tiếp 4 con dz3,dz4,dz5,dz6, con diode D7 ráp theo chiều như bảng vẽ có mục đích gì, như vậy lúc ban đầu dòng điện mối sẽ chạy qua biến áp xung có ảnh hưởng chi đến mạch điện không, trong sơ đồ trên công suất của các điện trở là bao nhiêu watt, nhân đây nếu anh có mạch nào công dụng giới hạn tần số làm việc của máy phát điện(ví dụ chỉ cho phép mfđ làm việc từ 45HZ đến 55HZ, ngoài ra là cắt) xin anh gởi lên diễn đàn cho mọi người tham khảo,thân ái chào anh. dx1[/QUOTE]
Chào em,
Anh xin trả lời các câu hỏi của em.
DZ1 để bảo vệ quá áp bởi vì nếu điện áp ra quá cao thì diod DZ1 bị ngắt nên không có dòng chạy qua, Q2 cũng nghỉ dẫn. DZ2 giới hạn dòng qua R6 và R7 bởi vì điện áp rơi trên chúng cộng với điện áp BE của Q2 không thể nào vượt quá điện áp zener của DZ2. Còn DZ3, DZ4, DZ5, DZ6 nối tiếp với nhau là ý đồ của nhà thiết kế còn khi lắp đặt anh chỉ dùng 1 zener 18V mà thôi. D6 lắp thêm vào để bảo vệ các zener đó. D7 lắp như vậy để lấy xung âm kích cho triac bởi vì xung vuông từ UJT qua biến áp vi phân thì sẽ biến thành hai xung nhọn dương và âm. Ở đây mình chỉ lấy xung âm vì đối với triac có thể kích được bằng xung âm. Cách kích này có thể hạn chế được nhiểu từ bên ngoài . Trên sơ đồ ngoại trừ R1 , R2 là 5W còn tất cả điện trở khác dùng loại 1/4W là được rồi. Dòng điện mồi ban đầu chỉ tích tắc chừng vài giây thôi thì relay đã cắt rồi nên không ảnh hưởng gi đến biến áp xung cả.
Về mạch giới hạn tần số của máy phát anh đã từng gặp nhưng vì là máy mới của khách hàng nên không thể mở ra bên trong chỉ biết nguyên lý nó như thế này :
Trên bánh trớn của động cơ nối trục với một máy phát phía vòng ngoài người ta có khoan những lỗ đều nhau và được dò bởi một sensor từ ( inductive sensor ), Tín hiệu này được truyền về một bộ điều khiển tích hợp trên PLC điều khiển động cơ kéo. Nếu tốc độ giảm hoặc tăng quá mức cho phép thì PLC này sẽ đưa tín hiệu đến solenoid cắt dầu để ngừng máy.
Đây là những gì anh biết mong rằng sẽ giúp ích cho em nhiều.

[cô nhóc]

Hệ thống giải nhiệt rất quan trong với công suất của máy phát. Giả sử máy phát của anh làm mát bằng Hydro, và có 4 bộ làm mát Hydro bằng nước. Nếu 1 trong 4 bộ bị cô lập (không có đủ nước vào, hoặc cô lập hoàn toàn để làm vệ sinh) thì máy sẽ mau chóng nóng lên, và khả năng phát điện sẽ bị giảm đi, có thể từ 15% đến 25%.

Tuong tự, các máy làm mát bằng không khí, nếu bộ lọc không khí đầu vào bị nghẽn, giảm lưu lượng gió làm mát, thì công suất cũng sẽ bị suy giảm đến 10%.

Dòng điện kích từ không ảnh hưởng đến công suất tác dụng. Nó ảnh hưởng chủ yếu đến công suất vô công thôi. Bộ AVR chủ yếu để điều chỉnh điện áp và điều chỉnh công suất vô công Q.

Nếu anh tăng công suất máy phát mà không tăng kích từ thì máy phát sẽ bị giảm áp, nhưng chỉ giảm Q, thậm chí nhận Q từ ngoài vào máy phát, chứ không bị giảm P.

Còn tần số chỉ ảnh hưởng khi máy chạy ở chế độ ổn định tần số, hoặc chế độ điều chỉnh tải theo tần số. Nhưng nó lại ảnh hưởng ngược lại, chứ không như anh nói.

Thí dụ như khi tần số giảm, thì bộ điều tốc sẽ cảm nhận được độ suy giảm tần số, và sẽ tự động tăng gas, tăng dầu, hoặc tăng hơi cho động cơ sơ cấp, vì thế công suất sẽ tăng. Nếu tần số tăng thì ngược lại, công suất sẽ giảm.

[quanghien54]

Hệ thống giải nhiệt rất quan trong với công suất của máy phát. Giả sử máy phát của anh làm mát bằng Hydro, và có 4 bộ làm mát Hydro bằng nước. Nếu 1 trong 4 bộ bị cô lập (không có đủ nước vào, hoặc cô lập hoàn toàn để làm vệ sinh) thì máy sẽ mau chóng nóng lên, và khả năng phát điện sẽ bị giảm đi, có thể từ 15% đến 25%.

Tuong tự, các máy làm mát bằng không khí, nếu bộ lọc không khí đầu vào bị nghẽn, giảm lưu lượng gió làm mát, thì công suất cũng sẽ bị suy giảm đến 10%.

Dòng điện kích từ không ảnh hưởng đến công suất tác dụng. Nó ảnh hưởng chủ yếu đến công suất vô công thôi. Bộ AVR chủ yếu để điều chỉnh điện áp và điều chỉnh công suất vô công Q.

Nếu anh tăng công suất máy phát mà không tăng kích từ thì máy phát sẽ bị giảm áp, nhưng chỉ giảm Q, thậm chí nhận Q từ ngoài vào máy phát, chứ không bị giảm P.

Còn tần số chỉ ảnh hưởng khi máy chạy ở chế độ ổn định tần số, hoặc chế độ điều chỉnh tải theo tần số. Nhưng nó lại ảnh hưởng ngược lại, chứ không như anh nói.

Thí dụ như khi tần số giảm, thì bộ điều tốc sẽ cảm nhận được độ suy giảm tần số, và sẽ tự động tăng gas, tăng dầu, hoặc tăng hơi cho động cơ sơ cấp, vì thế công suất sẽ tăng. Nếu tần số tăng thì ngược lại, công suất sẽ giảm.

Vấn đề ở đây là bạn nuacuatoi chỉ hỏi đến trong trường hợp máy phát đã có sẳn do nhà sản xuất thiết kế rồi. Hệ thống giải nhiệt có rất nhiều phương án. Giải nhiệt bằng Hydro hầu như chỉ có đối với một số hệ thống máy phát có yêu cầu đặc biệt bởi vì chúng phải kín và cách ly với môi trường bên ngoài. Nếu hydro bị rò rỉ ra bên ngoài tiếp xúc với oxy thì điều gì xãy ra chắc cô Nhóc cũng hiểu rồi. Nếu tìm đỏ mắt khắp nước VN này cũng không kiếm đâu ra hệ thống máy phát điện giải nhiệt bằng hydro. Chắc cô Nhóc chỉ mới tiếp xúc với máy điện trên giấy thôi cứ chưa qua thực tế nên mới nói rằng dòng điện kích từ chỉ ảnh hưởng đối với công suất vô công Q. Bây giờ cô nhóc hãy thử nghiệm trên bất cứ máy phát điện nào khi gắn tải bằng bóng đèn và bàn ủi và đo dòng điện kích từ dể xem dòng điện kích từ thay đổi ra sao thì biết liền.
Về tần số, mình thấy nhận thấy rằng cô Nhóc giải thích theo hướng ngược lại.
Khi tải tăng tức là tăng công suất thì ga máy giảm. Bộ điều tốc sẽ tự động tăng ga tức là tăng tần số để đảm bảo công suất máy phát gia tăng đáp ứng được với sự gia tăng của tải. Điều đó có nghĩa là khi tăng tần số thì mới tăng công suất. Chứ nếu máy không tăng ga được nghĩa là máy sẽ bị giảm tần số thì công suất của máy sẽ bị giảm măc dầu có bộ AVR tự động điều chỉnh tăng kích từ.
Việc gì cũng phải qua thực tế rồi mới nói chứ đừng đưa ra lý thuyết suông sẽ không thuyết phục được người khác. Mong rằng các anh em trên diễn đàn sẽ đóng góp thêm để bổ sung kiến thức của mình.
Cám ơn nhiều.

[cô nhóc]

Vấn đề ở đây là bạn nuacuatoi chỉ hỏi đến trong trường hợp máy phát đã có sẳn do nhà sản xuất thiết kế rồi. Hệ thống giải nhiệt có rất nhiều phương án. Giải nhiệt bằng Hydro hầu như chỉ có đối với một số hệ thống máy phát có yêu cầu đặc biệt bởi vì chúng phải kín và cách ly với môi trường bên ngoài. Nếu hydro bị rò rỉ ra bên ngoài tiếp xúc với oxy thì điều gì xãy ra chắc cô Nhóc cũng hiểu rồi. Nếu tìm đỏ mắt khắp nước VN này cũng không kiếm đâu ra hệ thống máy phát điện giải nhiệt bằng hydro. Chắc cô Nhóc chỉ mới tiếp xúc với máy điện trên giấy thôi cứ chưa qua thực tế nên mới nói rằng dòng điện kích từ chỉ ảnh hưởng đối với công suất vô công Q. Bây giờ cô nhóc hãy thử nghiệm trên bất cứ máy phát điện nào khi gắn tải bằng bóng đèn và bàn ủi và đo dòng điện kích từ dể xem dòng điện kích từ thay đổi ra sao thì biết liền.
Về tần số, mình thấy nhận thấy rằng cô Nhóc giải thích theo hướng ngược lại.
Khi tải tăng tức là tăng công suất thì ga máy giảm. Bộ điều tốc sẽ tự động tăng ga tức là tăng tần số để đảm bảo công suất máy phát gia tăng đáp ứng được với sự gia tăng của tải. Điều đó có nghĩa là khi tăng tần số thì mới tăng công suất. Chứ nếu máy không tăng ga được nghĩa là máy sẽ bị giảm tần số thì công suất của máy sẽ bị giảm măc dầu có bộ AVR tự động điều chỉnh tăng kích từ.
Việc gì cũng phải qua thực tế rồi mới nói chứ đừng đưa ra lý thuyết suông sẽ không thuyết phục được người khác. Mong rằng các anh em trên diễn đàn sẽ đóng góp thêm để bổ sung kiến thức của mình.
Cám ơn nhiều.

Hi hi. Nhóc bị lỡ chuyến xe về quê nên chưa ăn tết được, và ở đây sát cánh với các anh chiến đấu tiếp nè:

1/. Vấn đề giải nhiệt bằng Hydro: Máy phát điện ở VN đầu tiên giải nhiệt bằng H2 là máy 33 MW, ở SG, lắp đặt năm 1965. Máy mới nhất theo Nhóc biết là máy ở Phả Lại, hình như 250 MW.

2/. Không biết anh tác giả của Topic này là dân Thiết bị điện hay hệ thống điện. Nếu là dân thiết bị, thì các câu hỏi sẽ tập trung vào phần thiết kế chế tạo. Còn nếu là dân hệ thống, các câu hỏi sẽ tập trung vào phần vận hành trên lưới, mà khi vận hành trên lưới thì các ứng xử của máy phát khác rất nhiều với các máy vận hành độc lập. Do đó, khi Nhóc nêu các điều đó ra, các anh không làm việc với lưới sẽ thấy lạ, và ngược ngạo. Vì thế, Nhóc sẽ phân tích kỹ lưỡng từng điểm một, để giải trừ các điểm ngược ngạo trên.

Vì các phân tích khá dài dòng, nên Nhóc sẽ viết từng chi tiết trên một bài, cho nó... sáng sủa.

[cô nhóc]

Vấn đề thứ nhất: dòng kích từ.

Anh Quang Hiền có phân tích rằng dòng kích từ ảnh hưởng đến công suất của máy. Nhóc cho rằng không. Bây giờ Nhóc sẽ phân tích để chứng minh:

Tải của máy phát không phải là tải tính bằng Ohm (Ω), mà là tải tính bằng watt (W, kW, MW). Như vậy:

a/. Nếu anh phát lên một lưới nhỏ, độc lập và tần số được giữ ổn định, nếu kích từ giảm thấp, sẽ làm điện áp giảm thấp. Các tải trong lưới sẽ tự động tăng dòng lên. Thí dụ máy bơm nước, máy lạnh, quạt máy, và các tải có động cơ khác. Đồng thời, hệ số công suất cos phi (cos φ ) sẽ giảm xuống. Kết quả là P sẽ không giảm. Chỉ khi nào U giảm đến mức các tải vượt ra ngoài mức kiểm soát của nó, thí dụ như máy nén trong máy điều hòa bị đứng... thì công suất mới thay đổi. Một số cái thay đổi theo chiều tăng công suất, một số cái thay đổi theo chiều giảm.

Chỉ riêng các tải thuần trở hoặc tải không động cơ như đèn soi sáng, bàn uỉu, bếp điện... thì mới có suy giảm công suất theo điện áp. Nhưng khi đó, là công suất của tải giảm mới kéo theo công suất máy phát giảm, chứ không phải dòng kích từ làm giảm trực tiếp công suất máy phát.

Như vậy trong các trường hợp trên, phát biểu đúng vẫn là "công suất của máy phát thay đổi theo tải" chứ không phải thay đổi theo dòng kích từ.

b/. Nếu anh phát lên một lưới lớn, có nhiều nguồn phát khác cùng tham gia và giả sử tần số cũng được giữ ổn định. Trong trường hợp này thì gần như dòng kích từ không hề gây ra biến động gì về công suất. Thậm chí sự biến động của tải trên lưới cũng không ảnh hưởng trực tiếp đến công suất của máy phát, mà sẽ ảnh hưởng qua trung gian tần số.

Nếu dòng điện kích từ của anh giảm, sức điện động cảm ứng trong máy giảm, nhưng điện áp đầu cực máy phát sẽ không giảm tương ứng, do còn nhiều máy phát khác trên lưới, nghĩa là tải không bị ảnh hưởng. Lúc này, công suất phát P của máy phát sẽ được giữ nguyên như cũ, góc lệch giữa U và E sẽ tăng lên, trị số dòng sẽ tăng lên và thay đổi góc. Kết quả là Q sẽ giảm đi, và tăng theo chiều ngược lại (chiều nhận Q).

Khi dòng kích từ giảm đến một mức nào đó, góc lệch giữa E và U tăng đến trị số giới hạn, máy phát sẽ bị lồng tốc, mất đồng bộ và gây dao động lớn trên lưới. Nhưng trường hợp này rất ít khi xảy ra, trừ trường hợp dòng kích từ giảm về đến gần 0.

Kể cả khi anh giảm dòng kích từ xuống còn = 0, máy phát vẫn phát được công suất như cũ, nếu công suất của động cơ sơ cấp không thay đổi. Trường hợp này tốc độ sẽ tăng lên, và máy phát chuyển qua chế độ máy phát điện không đồng bộ. Tuy nhiên, trường hợp này chỉ xảy ra trong thời gian rất ngắn, vì bộ điều tốc sẽ giảm công suất của động cơ sơ cấp xuống, và rơ le bảo vệ mất kích thích (rơ le 40) sẽ cắt máy phát ra khỏi lưới.

Tăng dòng kích thích sẽ tác động theo chiều ngược lại, nghĩa là tăng phát Q chứ không phải tăng P. Góc lệch giữa E và U sẽ giảm. Tuy nhiên sẽ không thể tăng đến mức bão hòa từ lõi thép, vì bản thân khả năng của bộ điều thế AVR không đủ cung cấp đến mức đó.

[cô nhóc]

Vấn đề thứ hai: tần số.

Đối với hầu hết các máy phát, tần số luôn được giữ ổn định trong một phạm vi cho phép. Bộ phận đảm nhiệm việc ổn định tần số này gọi là bộ điều tốc governor.

Xét về mặt nội bộ máy phát, tần số phát của máy ảnh hưởng rất ít đến công suất. Thí dụ như đối với tải thuần trở thì tần số không hề ảnh hưởng gì. Đối với tải có tính cảm, hoặc tính dung, thì sẽ bị ảnh hưởng đến công suất vô công, chứ P vẫn không bị ảnh hưởng. Đối với tải là động cơ, thì tùy thuộc vào tải cơ học của động cơ, mà bị ảnh hưởng của tần số nhiều hay ít.

Nhưng xét về mặt động cơ sơ cấp, thì công suất sẽ ảnh hưởng rất nhiều theo tần số.

1/. Máy phát điện làm việc độc lập:

Giả sử ta cấp cho động cơ sơ cấp 1 công suất không đổi, và bộ điều thế AVR làm việc hiệu quả, U không đổi.

Khi tăng tải, công suất của động cơ không đủ đáp ứng với tải của máy phát. Khi đó, động cơ sẽ bị ghì lại, và tốc độ quay giảm xuống, tần số sẽ giảm xuống.

Khi tần số giảm xuống, một số tải bị ảnh hưởng tần số sẽ giảm theo cho đến khi nào tổng các tải bằng với công suất phát của động cơ sơ cấp, thì tốc độ sẽ ngừng giảm, và máy phát sẽ vận hành ở công suất như cũ, với tần số thấp hơn.

Thực tế ra, hầu hết các máy đều có bộ điều tốc, nên tình trạng trên chỉ xảy ra trong thời gian rất ngắn. Khi tốc độ máy giảm, bộ điều tốc sẽ tự động tăng gas cho máy diesel, hoặc tăng lượng hơi cho tua bin hơi, lượng nước cho tua bin nước, lượng nhiên liệu cho tua bin khí....

Nghĩa là bộ điều tốc sẽ tăng công suất cho động cơ sơ cấp đến khi nào cân bằng công suất với tải, và tốc độ đạt đến gần định mức.

Tùy thuộc vào chất lượng, độ chính xác của các bộ điều tốc, mà tốc độ này sẽ đạt bằng hay không bằng với tốc độ trước khi tăng tải.

Đối với các bộ điều tốc cơ học sử dụng các bộ cảm biết tốc độ cơ khí theo nguyên lý các con văng hoặc đòn bẩy ly tâm, thì sẽ không thể đạt đến tốc độ ban đầu, mà luôn thấp hơn. Vì con văng cần phải văng ít hơn mới mở đủ nhiên liệu cho máy. Nếu con văng văng bằng với ban đầu, thì độ mở van nhiên kiệu sẽ như cũ, tức là không tăng công suất được.

Như thế, ta thấy: khi mang tải, tần số càng thấp, ứng với công suất càng cao.

Đối với các bộ điều tốc điện tử, có thể giữ được tần số chính xác, thì dù công suất thay đổi bao nhiêu trong phạm vi cung ứng của động cơ sơ cấp, thì tần số không đổi.

[cô nhóc]

Vấn đề thứ 2: tần số (tt)

2/. Đối với máy phát điện vận hành trên lưới:

Lúc này, dù công suất của máy phát là bao nhiêu, thì tần số của máy phát vẫn luôn bằng tần số lưới, do máy phát đã được hòa đồng bộ vào lưới.

Khi đó, công suất của máy phát sẽ không phụ thuộc vào tải, không phụ thuộc vào tần số mà chỉ phụ thuộc vào động cơ sơ cấp.

Tuy nhiên động cơ sơ cấp lại phụ thuộc rất nhiều vào tần số, nên có thể nói công suất máy phát phụ thuộc vào tần số cũng được.

Giả sử tần số lưới bằng đúng định mức. Máy đang vận hành với 1 công suất P nào đó.

Nếu tải trên lưới tăng lên, tần số lưới sẽ bị giảm xuống. Tất cả các máy phát trong hệ thống đều bị ghì tốc độ giảm xuống.

Bộ điều tốc nhận thấy tốc độ giảm xuống sẽ tự động tăng công suất cho động cơ sơ cấp để tăng tốc độ lên.

Tuy nhiên, công suất của một máy không thấm gì với tải, nên dù có tăng hết công suất, tần số của toàn hệ thống cũng không tăng được bao nhiêu. Vì thế động cơ sơ cấp của chúng ta sẽ bị qúa tải.

Trong trường hợp này, các máy phát có bộ điều tốc rất nhậy sẽ bị ảnh hưởng đầu tiên. nó sẽ làm việc hoặc phát hết công suất hoặc xuống 0 tùy theo tần số lưới thấp hơn hay cao hơn tần số đặt của bộ điều tốc.

Do đó, các bộ điều tốc trong trường hợp đó phải giảm bớt độ nhạy, tức là chuyển sang điều chỉnh công suất theo tần số. Đường biểu diễn P theo f lúc đó không phải là 1 đường thẳng đứng lý tưởng nữa, mà sẽ là 1 đường xiên góc có hướng đi xuống. Tức là tần số giảm thì công suất tăng, và ngược lại.

Độ dốc của đường biểu diễn này gọi là độ droop của governor, được tính bằng đơn vị là %. Nó được tính như sau:

d = -( Δf / f ) / (Δ P / P ) * 100%

Thí dụ như khi tần số thay đổi 1 Hz làm cho công suất thay đổi 0,5 P max thì độ dốc d là :

d= -(1/50)/(0,5Pmax/Pmax)*100% = -4%

độ dốc này có thể hiểu được như sau: nếu tần số thay đổi trong phạm vi 4% thì công suất cảu máy phát sẽ thay đổi bằng toàn bộ công suất của nó.

Đối với các bộ điều tốc cổ điển, dùng con văng ly tâm và hệ thống thủy lực, đòn bẩy, tay quay... thì độ dốc này sẵn có do độ nhạy kém của nó, và nằm trong khoảng 8% đến 16%. Trị số này như vậy là tương đối lớn. Do đó khi tần số thay đổi, công suất thay đổi rất ít. Vì vậy tác động điều chỉnh tức thời tần số lưới rất kém.

Đối với các bộ điều tốc điện tử, độ nhạy và độ chính xác cao, có thể có độ droop --> 0, tần số rất ổn định. Khi tần số thay đổi, công suất thay đổi rất lớn, khi nối với lưới đáp ứng quá nhạy, và cũng rất nguy hiểm.

Vì thế trong các bộ điều tốc điện tử, luôn có một bộ phận để tính toán giữa công suất và tốc độ, so cho có độ dốc phù hợp, sao cho máy không bị ì quá như bộ điều tốc cơ khí, đáp ứng được với lưới mà không nguy hiểm cho phần cơ nhiệt.

Các độ dốc thường được quan tâm nằm trong khoảng 4% đến 8%.

Như vậy, tóm lại, khi nối với lưới, thì cong suất của máy phát tùy thuộc rất nhiều vào tần số. Khi tần số tăng thì công suất giảm, và khi tần số giảm thì công suất tăng.

[cô nhóc]

Vấn đề thứ 2: tần số (phần cuối)

Như vậy chúng ta đã phân tích một máy phát khi vận hành ở hai chế độ:

1/. Ổn định tần số: giữ tần số không đổi, công suất thay đổi theo tải. Ứng với độ droop 0%. Trường hợp này sử dụng cho các máy phát điện làm việc độc lập.

2/. Điều chỉnh công suất theo tần số: tạo ra 1 độ droop cố định. Công suất phát của máy tùy thuộc vài sai biệt giữa tần số thực và tần số đặt của máy. chế độ này sử dung cho các máy làm việc trên lưới.

Trong trường hợp nối với lưới, vì công suất của máy tùy thuộc vào sự sai biệt tần số và độ droop, nên tần số đặt của máy phải cao hơn tần số lưới. Muốn tăng công suất của máy khi tần số lưới chưa biến động, phải tăng tần số đặt lên, và nếu muốn giảm thì ngược lại.

Ngoài 2 chế độ trên, máy còn có chế độ khác nữa, đó là:

3/. Chế độ ổn định công suất (Preselect load mode): Chúng ta đặt cho máy 1 công suất cố định. Độ droop vẫn đặt như cũ. Nhưng bộ điều tốc sẽ liên tục nhìn công suất phát thực của máy và công suất đặt, để điều chỉnh governor tăng giảm tần số đặt của máy.

Cũng có thể đièu chỉnh trực tiếp vào bộ điều khiển van nhiên liệu, van hơi, nước... bằng chế độ điều chỉnh tay (manuel control)

Đối với các bộ điều tốc cơ khí, sẽ có một van chận đặt ở vị trí nào đó, sao cho độ mở của van nhiên liệu, hoặc van hơi, van nước.. chỉ có thể mở tối đa đến thế thôi. Chế độ này gọi là giới hạn công suất (load limit)

4/. Chế độ bảo vệ thông số cơ nhiệt, hay còn gọi là chế độ chạy công suất tối đa (trong trường hợp Tua bin khí). Công suất của máy sẽ được tăng dần cho đến khi nào các thông số cơ nhiệt của hệ thống động cơ sơ cấp tiến đến giới hạn cho phép. Các thông số đó thường là nhiệt độ khí thải, áp suất buồng đốt. Các chế độ chạy tối đa có là

a/. Tải nền (base load), ứng với máy chạy an toàn dài hạn và không ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy. Tải này sẽ giới hạn nhiệt độ khí thải trong khoảng 512 đến 565 º C tùy theo dòng máy.

b/. Tải đỉnh (peak load), ứng với máy chạy ở công suất cao hơn tải nền khoảng 5 đến 10%, nhiệt độ khí thải cao hơn 10 đến 15 º C, nhưng tuổi thọ của máy giảm 50%. 1 giờ chạy tải đỉnh tương đương với 2 giờ chạy tải nền.

c/. Tải đỉnh dự trữ (reserve peak load), Nhóc chỉ mới thấy ở Tua bin khí của ABB, công suất có thể tăng thêm 5 đến 10% nữa, nhiệt độ khí thải tăng thêm 10 đến 15 º C nữa, nhưng tuổi thọ giảm đến 80%. 1 giờ chạy tải đỉnh dự trữ tương đương với 5 giờ chạy tải nền.

Như vậy hai chế độ 3 và 4, công suất gần như không hề bị ảnh hưởng bởi tần số, mà chỉ bị ảnh hưởng bởi các thông số nhiệt, cơ, thông số cài đặt của động cơ sơ cấp.