Bài giảng Vận hành và điều khiển hệ thống điện - Chương 2: Vận hành máy phát điện - Trịnh Hùng Thám

VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN 
HỆ THỐNG ĐIỆN
Chương 2
Vận hành máy phát điện
TLTK: Trịnh Hùng Thám, Vận hành
Nhà máy điện, NXB Khoa học và Kỹ
thuật, 2007.
Chương 2: Vận hành máy phát điện
2.1. Khái niệm chung về máy phát điện
2.2. Hệ thống làm mát
2.3. Hệ thống kích thích
2.4. Chế độ làm việc bình thường
2.5. Chế độ quá tải
2.6. Chế độ không đồng bộ
2.7. Chế độ không đối xứng
2.8. Máy phát làm việc với phụ tải điện dung 
2
2.7. Chế độ không đối xứng
2.7.1. Đặc điểm
2.7.2. Nguyên nhân
2.7.3. Phương pháp nghiên cứu
2.7.4. Ảnh hưởng của các dòng điện thành phần 
đối xứng
2.7.5. Ảnh hưởng của chế độ không toàn pha của 
đường dây cao áp đối với máy phát
3
2.7.1. Đặc điểm
• Là chế độ làm việc không bình thường
• Dòng và áp không đối xứng: Biên độ không bằng 
nhau và/hoặc góc lệch giữa các pha khác 120o
4
2.7.2. Nguyên nhân
• Do phụ tải không đối xứng
• Do đường dây tải điện ba pha không hoán vị hoặc 
hoán vị không hoàn toàn
• Do chế độ làm việc không toàn pha
• Do sự cố không đối xứng
5
2.7.3. Các phương pháp nghiên cứu
• Sử dụng phương pháp các thành phần đối xứng
o Thành phần thứ tự thuận: 
o Giản đổ véc tơ:
6
2
1 1 1 1
2 / 3
;b a c a
j
S a S S a S
a e 
   
 

1 1 1, ,a b cS S S
  
o Thành phần thứ tự nghịch: 
o Giản đổ véc tơ:
o Thành phần thứ tự không: 
o Giản đổ véc tơ:
7
2
2 2 2 2;b a c aS a S S a S
  
 
2 2 2, ,a b cS S S
  
0 0 0, ,a b cS S S
  
0 0 0a b cS S S
  
 
o Biểu diễn đại lượng pha thông qua các thành phần
thứ tự
8
1 2 0
1 2 0
2
1 2 0
1 2 0
2
1 2 0
a a a a
b b b b
a a a
c c c c
a a a
S S S S
S S S S
a S a S S
S S S S
a S a S S
   
   
  
   
  
  
  
  
  
  
1
2
2
2
0
1 1 1
1
1
a a
b a
c a
S S
S a a S
a a
S S
 
 
 
   
    
        
        
   
o Xác định các thành phần thứ tự
9
1 2
2
a 2
0
1
1
1
3
1 1 1
a a
b
a c
S S
a a
S a a S
S S
 
 
 
   
    
    
    
    
    
   
2.7.4. Ảnh hưởng của dòng điện
thành phần đối xứng đối với MP
• Dòng điện thứ tự không: Không có dòng thứ tự không
qua máy phát do các cuộn dây stator máy phát nối Δ
hoặc Y không có dây trung tính hoặc trung tính cách
điện.
• Dòng điện thành phần thứ tự nghịch: Hệ thống dòng
điện thứ tự nghịch sinh ra từ trường quay ngược và có
tốc độ bằng tốc độ đồng bộ. Hệ số trượt bằng 2.Trong 
rotor sinh ra dòng điện cảm ứng tần số 100 Hz.
o Làm cho rotor bị phát nóng
o Làm cho rotor bị rung
10
• Điều kiện máy phát được phép làm việc lâu dài trong
chế độ KĐX: Hiệu số dòng các pha không được vượt
quá 20% đối với MPTĐ và 10% đối với MPNĐ. 
Tương ứng dòng điện thứ tự nghịch khoảng 12-14% 
(MPTĐ) và 5-7% (MPNĐ).
• Điều kiện máy phát được phép làm việc ngắn hạn
trong chế độ KĐX:
I2 :Dòng điện thứ tự nghịch (đvtđ)
t: Thời gian cho phép (s)
H: Hằng số, đối với MPTĐ H = 45 (s); MPNĐ làm
mát gián tiếp H = 30 (s) ; MPNĐ làm mát trực tiếp
H = 8 (s) 11
2
2
I t H
2.7.5. Ảnh hưởng của chế độ không
toàn pha của đường dây cao áp đối
với máy phát
• Xét HTĐ gồm máy phát nối với HT vô cùng lớn
thông qua MBA tăng áp, đường dây truyền tải và
MBA hạ áp:
• Giả thiết đường dây làm việc trên 2 pha B và C, pha
A bị cắt: Chế độ không toàn pha. 12
• Phương trình điện áp và dòng điện mô tả chế độ
không tòan pha:
• Thay vào pt xác định các thành phần thứ tự:
13
0
0
0
A
B
C
I
U
U






1 2 0
1 2 0( )
A A A
A A A
U U U
I I I
  
  
 
  
• Sơ đồ TTT, TTN và TTK ối song song với nhau. Sơ
đồ phức hợp:
14
• Dòng điện thành phần thứ tự:
• Các điện kháng thứ tự:
15
1
2 0
1
2 0
0
2 1
2 0
2
0 1
2 0
( )
G HT
A
A A
A A
E E
I
X X
j X
X X
X
I I
X X
X
I I
X X
 

 

 
 

 
 

 




 

 

1 1 1 1 1 1 2
2 2 2 1 2 2 2
0 0 0 1 0 0 2
G T L T
G T L T
G T L T
X X X X X
X X X X X
X X X X X



   
   
   
• Dòng điện pha B và C tại chổ đứt dây
• Vẽ giản đồ vector:
16
2
1 1 1 0
2
1 1 1 0
B A A A
C A A A
I a I a I I
I a I a I I
   
   
  
  
• Dòng điện phía MP có thể tìm bằng phương pháp giải
tích hoặc đồ thị vector. Dưới đây là phương pháp đồ
thị vector:
• Từ giản đồ vector, ta thấy dòng điện pha b của MP có
giá trị lớn nhất.
17
• Để hạn chế dòng điện pha b, ta đặt điện kháng phụ
Xph vào pha b.Xác định giá trị của Xph như sau.
• Vẽ sơ đồ thay thế 1 pha
• Vẽ sơ đồ thay thế 3 pha
18
• Sơ đồ phức hợp khi có đặt tổng trở trên 1 pha.
• Vẽ sơ đồ phức hợp dùng MBA dịch pha lý tưỏng:
19
0
0
AA p h
B
C
U Z I
U
U
 





• Phương trình điện áp:
Trong đó
20
 
2 30
2 1 22
30
2 2 1 2 2 2
30 30
1 2 0
1
3
0
ph j
a a aG
j
a T L T
j j
a a
X
I X a I a I e
a
I e X X X
I e I e X
  

 


    
     
    
  
 
   
 
0 0 1 0 0 2T L TX X X X   
• Biến đổi phương trình ta được:
Trong đó:
• Để dòng điện phía MP đối xứng thì
21
2 2 2 1 2 2 2G T L TX X X X X    
0
60
2 1
2 0
3
3
o
ph
j
a a
ph
X
X
I I e
X
X X
  

 


 
2 00 3a phI X X

  
2.7. Máy phát làm việc với phụ tải điện 
dung
• Khi máy phát làm việc với đường dây dài 
không tải tương đương với trường hợp máy 
phát làm việc với phụ tải điện dung.
• Sẻ tão thành mạch vòng dao động gồm điện 
cảm pha thay đổi theo chu kỳ và điện dung của 
đường dây.
• Trong một số trường hợp sẽ xảy ra hiện tượng 
tự dao động ngay cả khi không có kích từ. 
Hiện tượng này gọi là hiện tượng tự kích.
22