Báo cáo Thí nghiệm Hệ thống điện - Nguyễn Tri Khánh

15 KVA 
nđm = 1500 v/p 
cos  = 0,8 
f = 50 Hz 
Câu 3: 
Giải thích mạch: 
Khi tốc độ n = 0, U = Uđm muốn n tăng lên thì phải thỏa mãn 2 điều 
kiện: 
- Mmm > Mcản của tải 
- Imở máy < 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 t1 relay RT1 sẽ đóng tiếp điểm RT1 và cuộn 
dây M2 có điện đóng tiếp điểm của Contactor M2 loại bỏ điện trở 
phụ R2 ra khỏi mạch khởi động. 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 9 
 Cuộn dây M2 có điện kích hoạt relay thời gian RT2 làm việc, sau 
một khoản thời gian t2 relay RT2 sẽ đóng tiếp điểm RT2 và cuộn 
dây M1 có điện đóng tiếp điểm của Contactor M1 loại bỏ 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. 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 10 
Câu 4: Vẽ đặc tuyến moment- tốc độ khi khởi động của động cơ. 
t 
n 
M
C 
M 
0 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 11 
Bài 5: RELAY DÒNG ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ 
I. Mục đích: 
- Nhằm giúp cho sinh viên có khái niệm về rơle quá dòng điện và biết 
được cách đấu dây của một rơ le dòng điện vào một sơ đồ hệ thống điện. 
- Biết cách chỉnh định các thông số cơ bản một loại rơ le dòng điện kỹ 
thuật số. 
- Làm quen và biết cách sử dụng thiết bị kiểm tra rơle PTE – 100 – C 
II. Thiết bị thí nghiệm: 
- Relay MK2000 của hãng Mikro trong modul TN.BVRL-01 
- Thiết bị kiểm tra rơ le PTE – 100 – C. 
Giới thiệu về MK2000: 
Relay MK 2000 là lọai relay kỹ thuật số có chức năng bảo vệ quá tải, 
bảo vệ ngắn mạch nhiều pha và bảo vệ chống chạm đất. MK 2000 có các 
phần tử chống quá dòng độc lập (cho 3 pha) và phần tử chống chạm đất 
vô hướng; có 5 tiếp điểm output để có thể link với các tín hiệu (signal) 
phát hiện, tín hiệu cắt của các phần tử quá dòng và chạm đất cấp II, III. 
Các phần tử chống quá dòng và chống chạm đất của MK 2000 đều có 
thể được chon lựa đặc tuyến bảo vệ phụ thuộc thời gian – dòng điện một 
cách độc lập. Trong Mk 2000, nhà sản xuất đã thiết lập các dạng đặc 
tuyến IDMT với phương trình như sau : 
 t = 
1)/(  

II
k
Trong đó : t : thời gian tác động 
 k : hệ số nhân 
 I : dòng điện mà relay đo được 
 I> : dòng khởi động cấp III 
Dạng đặc tuyến Anpha Beta 
Normal Inverse 0.02 0.14 
Very Inverse 1.0 13.5 
Extremely Inverse 2.0 80.0 
Long – time Inverse 1.0 120.0 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 12 
Thứ tự của thông 
số hay chế độ 
Thông số hay chế độ tương ứng 
1 Kích họat (on) 1 ngõ ra trong 5 ngõ ra Relay 
2 Chọn lựa cho phép (ennable) hay không cho phép chức năng 
khóa các phần tử bảo vệ; Chọn lựa khả năng vô hiệu hóa 
phần tử bảo vệ cấp II. 
3 Chọn lựa những tín hiệu nào của Relay sẽ liên kết tới ngõ ra 
TS1 (chân 19-20). TS1 đ ược mặc định là ngõ ra Start 
4 Chọn lựa những tín hiệu nào của Relay sẽ liên kết tới ngõ ra 
TS2 (chân 16-17-18). TS2 được mặc định là ngõ ra Trip. 
5 Chọn lựa những tín hiệu nào của Relay sẽ liên kết tới ngõ ra 
SS1 (chân 30-31). SS1 được mặc định là ngõ ra Start. 
6 Chọn lựa những tín hiệu nào của Relay sẽ liên kết tới ngõ ra 
SS2 (chân 32-33) và SS3 (chân 28-29). 
7 Chọn lựa độ dốc của đường cong IDMT cho các phần tử bảo 
vệ cấp III (chọn , ) 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 13 
III. Nội dung báo cáo: 
Sơ đồ mạch: 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 14 
Nguyên lý hoạt động của mạch Relay: 
 Khi đóng điện ở CB 3 pha sẽ có điện qua terminal 2 và đến CB 2 cực. 
 Khi đóng điện CB 2 cực thì sẽ có điện đến chân ST1 và 1 dây pha sẽ qua 
bộ Current Adjust bộ này không có nhiệm vụ gì chỉ hoạt động như sợi dây 
dẫn. 
 Dòng điện qua bộ Current Adjust đến biến dòng để lấy tín hiệu dòng điện 
thấp và đưa xuống bộ Current Selector. 
 Tại bộ Current Selector sẽ tạo tín hiệu ngắn mạch pha A với đất và ngắn 
mạch 2 pha B và C. 
 Khi có tín hiệu ngắn mạch tùy thuộc vào dòng ngắn mạch đo được Relay 
sẽ so sánh với tín hiệu dòng chỉnh định và thời gian ngắt để đưa ra tín 
hiệu ngắt ở chân ST2 đến CB 3 pha tổng. 
 CB 3 pha ở bên phải hình vẽ có nhiệm vụ đưa tín hiệu dòng điện 3 pha và 
điện áp 3 pha đến 2 đồng hồ đo ở phía trên cùng là đồng hồ đo điện áp và 
đồng hồ đo dòng điện. 
 Điện áp 3 pha được nối đến CB đó qua terminal 3 cực. 
 Dây L là dây nối với pha A của nguồn. 
 Dây N là dây nối với dây trung tính N của nguồn. 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 15 
BÀI 6: VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT 
CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT 3 
PHA 
I. NỘI DUNG THỰC TẬP: 
Trong bài này ta thực tập vận hành và khảo sát các chế độ họat động của 
máy phát điện đồng bộ xoay chiều 3 pha, gồm các bước như sau: 
 Thao tác các thiết bị để đưa hệ thống vào vận hành độc lập, sau đó 
hòa đồng bộ hệ thống vào lưới điện. 
 Điều chỉnh các nút điều khiển để khảo sát các chế độ: 
+ Chế độ làm việc bình thường. 
+ Chế độ làm việc khi mất kích từ. 
+ Chế độ làm việc khi không có kéo động cơ DC (UMU). 
+ Chế độ làm việc khi mất kích từ và mất lực kéo động cơ DC 
(UMU). 
 Dừng hệ thống. 
II. NỘI DUNG BÁO CÁO: 
Câu 1 : Bảng số liệu : 
Chế độ P 
(kW) 
Q 
(Kvar) 
U 
(V) 
I 
(A) 
Ukt 
(V) 
Ikt 
(A) 
Hòa đồng bộ 1.5 -1.5 300 1.5 18 1.6 
Tăng kích từ động cơ đến khi P=4 
(KW) 
4 2.75 358 6 18 1.8 
Thay đổi kích từ MP đến khi 
Q = 0 ; Q = -2, Q= 2 KVAr. 
4 0 360 6 22 2.6 
4 -2 358 6 18 2 
4 2 363 7.5 27 3 
Giảm Q về 0, sau đó ngắt kích từ MP 4 -10 356 18.5 41 0 
Đóng lại kích từ MP 4 0 365 5.5 22 2.4 
Giảm P về 0, sau đó ngắt động cơ kéo. < 0 0.5 369 1.8 23 2.4 
Trong chế độ ngắt động cơ kéo, thay 
đổi kích từ MP để Q lần lượt bằng 
-2;0;2 KVAr 
< 0 -2 368 < 0 16 1.7 
< 0 0 368 0.5 22 2.3 
< 0 2 368 4.5 26 2.9 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 16 
Câu 2: 
 Khi chưa hòa đồng bộ máy 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: 
 Ta có: 
( )
60
a aU R I Un
pN
a
  


f ktK I  
 Tốc độ của động cơ DC luôn tỉ lệ nghịch với từ thông  , mà từ thông thì 
tỉ lệ thuận với Ikt. Vậy khi tăng dòng kích từ sẽ làm tăng từ thông và từ đó làm 
tốc độ động cơ DC giảm, kéo theo tốc độ máy phát giảm (do gắn đồng trục) 
 Phương trình điện áp đầu cực máy phát : 
U = E0 – I.Rư + j(Xư +X). I 
E0 = 4,44.f .W. Kdq. 0 
 Vì Ikt tỷ lệ với 0 nên khi thay đổi dòng kích từ Ikt thì 0 sẽ thay đổi, E0 
và U của máy phát sẽ thay đổi theo. 
 Khi 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 momen 
điện từ Mđt , làm thay đổi khả năng kéo tải của máy phát, 
thay đổi công suất P 
 Điều chỉnh dòng kích từ Ikt làm công suất phản kháng Q thay 
đổi theo vì: 
db
( cos )amU E UQ
X
 
 
Từ công thức trên, ta thấy khi tăng Ea thì công suất phản kháng Q sẽ tăng 
theo (Ea và Q tỉ lệ thuận), đồng thời khi tăng dòng kích từ Ikt thì Ea tăng (Ikt và Ea 
tỉ lệ thuận), từ đó suy ra khi tăng dòng kích từ Ikt sẽ làm tăng công suất phản 
kháng Q và ngược lại (Ikt và Q tỉ lệ thuận). 
Báo cáo Thí nghiệm Hệ Thống Điện 
SV: Nguyễn Tri Khánh MSSV: 41201645 Page 17 
Câu 3: Các phương pháp kích từ máy phát điện: 
- Dùng máy phát điện một chiều độc lập để kích từ cho máy phát 
- 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 loại 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: Máy phát có được làm việc lâu dài ở chế độ mất kích từ không: 
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: Các điều kiện hòa đồng bộ máy phát vào hệ thống. 
Có 4 điều kiện để hòa đồng bộ vào hệ thống: 
- 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 180o 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.