Báo cáo Thí nghiệm Hệ thống điện - Hoàng Đình Thắng

n 
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HỆ THỐNG ĐIỆN 
Họ Và Tên : Hoàng Đình Thắng
MSSV 	: 41203497
Tổ 	 	: 2
BÀI 1: TÌM HIỂU TỔNG QUÁT VỀ MÔ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN
Câu 1: UVẽ sơ đồ bảng điều khiển đứng và bàn điều khiển :
U1/ Sơ đồ bàn điều khiển (hình vẽ ). U
2/ Sơ đồ bảng điều khiển đứng (hình vẽ ). 
Câu 2 : 
Câu 3 : 
 Lý do sử dụng động cơ DC để quay máy phát 3 pha: 
Động cơ DC có thể thay đổi tốc độ dễ dàng trong dãi điều chỉnh rộng thông qua điều khiển kích từ của nó, do đó có thể làm thay đổi tốc độ của máy phát, thay đổi được tần số khi hòa đồng bộ máy phát vào hệ thống điện .
Câu 4 : 
Câu 5 : UTrình tự thao tác điều khiển tổ hợp máy cắt và dao cách ly : 
Q
1
Q
0
Q
2
Q
15
Q
25
Q1,Q2:Dao cách ly 
Q0: Máy cắt 
Q15,Q25: Dao nối đất 
Thứ tự thao tác khi đóng đường dây: 
Đóng dao cách ly Q1,Q2. 
Đóng máy cắt Q0. 
Thứ tự thao tác khi ngắt đường dây: 
Cắt máy cắt Q0. 
Cắt dao cách ly Q1,Q2. 
Thứ tự thao tác khi sửa chữa máy cắt: 
Cắt máy cắt Q0. 
Cắt dao cách ly Q1,Q2. 
Đóng dao tiếp đất Q15,Q25. 
Lấy máy cắt ra khỏi mạch để sửa chữa. 
UBÀI 3 U: KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3 PHA 
1. Động cơ AC 3 pha: 
Câu 1: UCác thông số cơ bản của động cơ AC 3 pha: 
	U 	= 	220/380 V 	 	
Iđm 	= 	76/44 A 
	P 	= 	22 KW 	 	
Nđm 	= 	1450 v/ph 
	f 	= 	50 Hz 	 	
cosj = 	0,86 
Câu 2: Thông số cơ bản của máy phát DC: 
Uđđmđ = 220 V 
Iđm = 86,5 A 
P = 19 KW 
 nđmđ= 1445 vòng/phút 
Ikt = 1,86 A 
 Ukt = 167 V 
Câu 3: UMạch động lực và mạch điều khiển. 
Giải thíchU: Khi ấn nút start để khởi động động cơ: 
Cuộn dây (M) có điện sẽ đóng tiếp điểm contactor (M) cung cấp điện cho động cơ khởi động với dòng điện khởi động ban đầu nhỏ nhờ các điện trở Rmml, Rmm2 mắc nối tiếp với cuộn dây quấn rotor. 
Cuộn dây M có điện kích hoạt relay thời gian (RT1) làm việc, sau một khỏang thời gian Dt1 relay RT1 sẽ đóng tiếp điểm (RT1) & cuộn dây M2 có điện đóng tiếp điểm của contactor M2 lọai điện trở phụ Rmm2 ra khỏi mạch khỏi động. 
Cuộn dây M2 có điện kích hoạt relay thời gian (RT2) làm việc, sau một khỏang thời gian Dt2 relay RT2 sẽ đóng tiếp điểm (RT2) & cụôn dây M1 có điện đóng tiếp điểm contactor M1 lọai điện trở phụ Rmm1 ra khỏi mạch khởi động. 
Động cơ họat động ở chế độ bình thường & nhiệm vụ của nó là dùng để kéo máy phát điện một chiều. 
Câu 4 : UVẽ đặc tuyến moment – tốc độ của động cơ AC rotor dây quấn: 	
M
Bài 4 : KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC 
Câu 1. UThông số cơ bản của động cơ một chiều DC: 
 	Uđm 
= 
220 V 
 	Iđm 
= 
78 A 
 	P 
= 
17,16 KW 
 	nđm 
= 
1500 v/p 
 	Ikt 
= 
1.85 A 
 	Ukt 
= 
220 V 
Câu 2: Thông số cơ bản của máy phát AC 
Câu 3: UVẽ và giải thích mạch khởi động của động cơ một chiều DC( mạch động lực và mạch điều khiển ) 
Giải thích mạchU: 
Khi tốc độ n = 0, U = Uđm muốn n tăng lên thì phải thỏa mãn 2 điều kiện: 
Mmm > Mcản của tải 
Imở < Icp 
Khi đóng điện trực tiếp cho động cơ DC tương tương ngắn mạch do điện trở phần ứng Rư nhỏ do đó dòng khởi động rất lớn có thể gây phát nhiệt lớn làm hư hỏng máy, nên để hạn chế dòng khởi động người ta dùng 2 điện trở R1 và R2. 
Khi ấn nút START để khởi động động cơ: 
Cuộn dây M có điện sẽ đóng tiếp điểm Contactor M, cung cấp điện cho động cơ khởi động với dòng điện ban đầu nhỏ nhờ các điện trở khởi động. 
Cuộn dây M có điện kích hoạt relay thời gian RT1 làm việc, sau một khoảng thời gian Dt1 relay RT1 sẽ đóng tiếp điểm RT1 và cuộn dây M2 có điện đóng tiếp điểm của Contactor M2 loại tách điện trở phụ R2 ra khỏi mạch khởi động. 
Cuộn dây M2 có điện kích hoạt relay thời gian RT2 làm việc, sau một khoản thời gian Dt2 relay RT2 sẽ đóng tiếp điểm RT2 và cuộn dây M1 có điện đóng tiếp điểm của Contactor M1 loại tách điện trở phụ R1 ra khỏi mạch khởi động. 
Động cơ hoạt động ở chế độ bình thường và nhiệm vụ của nó là dùng để kéo máy phát điện đồng bộ 3 pha xoay chiều. 
MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Câu 4 : UVẽ đặc tuyến moment- tốc độ khi khởi động của động cơ. 
:
U
t
n
M
C
M
O
: 
Bài 5 : RELAY DÒNG ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ 
I. Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn 
	1.1 	k=0.1 
Vị trí vặn núm
100
125
150
175
200
Dòng pha A quan sát trên relay (A)
1
1,23
1,44
1,87
2,21
Thời gian tác động t (ms)
2126
1312
1006
762
641
	1.2 	k = 0.3
Vị trí vặn núm
100
125
150
175
200
Dòng pha A quan sát trên relay (A)
1,1
1,36
1,6
1,85
2,18
Thời gian tác động t (ms)
4764
3212
2573
2194
1905
 	1.3 	k = 0.5
Vị trí vặn núm
100
125
150
175
200
Dòng pha A quan sát trên relay (A)
1,06
1,32
1,54
1,82
2,08
Thời gian tác động t (ms)
8583
5543
4384
3675
3232
	1.4 	k = 0.8 
Vị trí vặn núm
100
125
150
175
200
Dòng pha A quan sát trên relay (A)
1,01
1,22
1,47
1,72
2,07
Thời gian tác động t (ms)
15626
9976
7466
6336
5286
	2. Đặc tuyến IDMT 01 	 
1.1 k=0.1 
Vị trí vặn núm
100
125
150
175
200
Dòng pha A quan sát trên relay (A)
1,06
1,29
1,58
1,84
2,3
Thời gian tác động t (ms)
23037
14655
9666
7466
6013
	1.1 	k=0.4
Vị trí vặn núm
100
125
150
175
200
Dòng pha A quan sát trên relay (A)
0,97
1,32
1,52
1,78
2,21
Thời gian tác động t (ms)
142400
55650
40767
31647
23215
	1.2 	k=0.6
Vị trí vặn núm
100
125
150
175
200
Dòng pha A quan sát trên relay (A)
1,02
1,41
1,65
1,97
1,99
Thời gian tác động t (ms)
161154
72542
54527
39988
42578
	1.3 	k=0.7
Vị trí vặn núm
100
125
150
175
200
Dòng pha A quan sát trên relay (A)
0,97
1,21
1,29
1,39
1,68
Thời gian tác động t (ms)
223250
111530
88391
82791
60050
ð Đặc tuyến phù hợp dạng long-time inverse 
Nhận xét kết quả thí nghiệm: 
Hệ số k càng lớn thì thời gian tác động của Rơle càng lâu. 
Đồ thị đặc tuyến không như trong lý thuyết do sai số CT. 
Đặc tuyến IDMT dốc chuẩn có thời gian tác động nhỏ hơn so với đặc tuyến IDMT rất dốc. 
BÀI 6 :U VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT 3 PHA 
Câu 1 : Bảng số liệu : 
Chế độ 
P 
Q 
U 
I 
Ukt 
Ikt 
1 
Hòa đồng bộ 
0 
-1
206
9
19
1.2
2 
Tăng kích từ động cơ đến khi P=4 
(KW) 
4 
-2.5
190
35
20
1.2
3 
Thay đổi kích từ MP đến khi Q=0; Q=-2; Q=2 KVAr 
4 
-2
190
36
20
1.2
4 
0
190
36
24
1.5
4 
2
190
36
28
1.8
4 
Giảm Q về 0, sau đó ngắt kích từ MP 
4 
0
185
36
35
0
5 
Đóng lại kích từ MP 
4 
-0.5
185
36
24
1.4
6 
Giảm P về 0, sau đó ngắt động cơ kéo 
0 
1
215
3
24
1.4
7 
Trong chế độ ngắt động cơ kéo, thay đổi kích từ MP để Q lần lượt bằng -2; 0; 2 KVAr 
0 
-2
215
3
16
1
0 
0
215
3
20
1.4
0 
2
215
3
26
1.7
v Nhận xét : 
Từ chế độ 0 chuyển sang chế 1 thì biên độ không thay đổi|Ephát |= |Uht , chỉ làm thay đổi góc lệch . 
Giá trị dòng điện IktMF tăng QphátMF tăng, thì giá trị điện áp VktMF cũng tăng theo 
Với các giá trị đọc được trên các đồng đo, ta chấp nhận sự sai số do đồng hồ và do cách đọc, thì mới có thể kiểm nghiệm giữa thực tế và lý thuyết . 
Câu 2. 
UKhi chưa hòa đồng bộ náy phát vào hệ thống, điều chỉnh kích từ động cơ một chiều sẽ làm thay đổi tốc độ của động cơ DC, máy phát AC ; điều chỉnh kích từ máy phát điện xoay chiều sẽ làm thay đổi điện áp đầu cực máy phát: 
Khi máy phát làm việc ở chế độ độc lập thì phương trình của tốc độ và của dòng kích từ được biểu diễn: 
n = n0 + aIư 
I = Iư + Ikt 
Động cơ DC có kích từ song song nên khi tăng dòng kích từ Ikt thì Iư sẽ giảm, tốc độ động cơ tăng kéo theo tốc độ máy phát cũng sẽ tăng theo và ngược lại. 
Phương trình điện áp đầu cực máy phát : U = E0 – I.Rư + j(Xư +Xd). I ; 
E0 = 4,44.f .W. Kdq. F0 
Mà Ikt tỷ lệ với F0 nên khi thay đổi dòng kích từ Ikt thì F0 sẽ thay đổi, E0 và U của máy phát sẽ thay đổi theo. 
UKhi hòa đồng bộ máy phát vào hệ thống, điều chỉnh kích từ động cơ một chiều sẽ làm thay đổi công suất thực của máy phát, điều chỉnh kích từ của máy phát xoay chiều sẽ làm thay đổi công suất phản kháng của hệ thống. 
*Khi đã hòa đồng bộ máy phát vào lưới điện , hệ thống có công suất vô cùng lớn. 
Lúc đó: 
	· 	fL = const (hằng số) ; UL = const (hằng số) 
Khi thay đổi kích từ của động cơ DC tức là thay đổi Moment điện từ Mđt , làm thay đổi khả năng kéo tải của máy phát, thay đổi công suất P 
Khi thay đổi kích từ máy phát – Ikt thay đổi làm cho đường họach định trước cố định của máy phát thay đổi. 
	Q= U.E .cos 0	q -UL2 
	Xd	Xd
Nên Q của máy phát sẽ thay đổi theo. 
Câu 3. UCác phương pháp kích từ máy phát điện:
 a/- Dùng máy phát điện một chiều độc lập để kích từ cho máy phát 
b/- Dùng hệ thống chỉnh lưu: dùng hệ thống chỉnh lưu điện áp xoay chiều từ nguồn khác. Khi dùng hệ thống chỉnh lưu kích từ cho máy phát, nếu dùng hệ thống chổi than thanh góp rất dễ hư hỏng các thiết bị chỉnh lưu. Để khắc phục nhược điểm này, người ta dùng một lọai thiết bị đặc biệt- hệ thống kích từ quay. Hệ thống kích từ này nằm cùng trục với máy phát và quay cùng tốc độ với máy phát. 
Câu 4. UMáy phát có được làm việc lâu dài ở chế độ mất kích từ không. Tại sao: 
Máy phát đang làm việc với chế độ hòa đồng bộ không được phép làm việc ở chế độ mất kích từ. Nếu tại thời điểm mất kích từ, tải ngoài lớn thì sẽ mất đồng 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 đến mất ổn định của hệ thống. 
Khi máy phát mất đồng bộ thì tốc độ có thể thay đổi do đó người ta gắn thêm bộ điều chỉnh tốc độ. 
Câu 5. UCác điều kiện hòa đồng bộ máy phát vào hệ thống. 
Có 4 điều kiện để hòa đồng bộ : 
Biên độ của điện áp máy phát và điện áp lưới điện phải bằng nhau. 
Tần số máy phát phải bằng tần số của lưới điện. 
Máy phát và lưới điện có cùng thứ tự pha. 
Pha của máy phát và pha của lưới điện phải trùng pha nhau. 
Điều kiện quan trọng nhất là pha của điện áp máy phát phải trùng pha với điện áp hệ thóng, vì nếu góc lệch pha là 180 thì sẽ nối tương đương với mạch máy phát với điện áp UF - U = 2UF; dòng điện xung khi đóng cầu dao có thể lớn gấp 2 lần dòng điện ngắn mạch thông thường, lực và moment điện từ lớn gấp 4 lần làm phá hỏng dây quấn, kết cấu thép, lõi thép, trục của máy phát điện.