Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Hệ thống điện (Mới nhất)

động động cơ 1 chiều. Sau đó điều chỉnh và hòa đồng bộ máy phát.
Câu 3: Lý do sử dụng động cơ DC để quay máy phát AC ?
Vì động cơ DC có thể điều chỉnh được tốc độ rất tốt, từ tộc độ bằng 0 đến tốc độ cao nhất với ngẫu lực phù hợp bằng cách thay đổi dòng. Chất lượng truyền động của động cơ DC ca, moment ổn định. Động cơ AC có giá thành rẻ nhưng khả năng mang tải kém, khó điều chỉnh tốc độ.
Ưu và khuyết điểm của động cơ DC
Ưu điểm;
Đơn giản, rẻ tiền
Có thể thay đổi tốc độ dễ dàng
Đề dàng điều chỉnh công suất phát P,Q theo ý muốn
Điều chỉnh từ thông, momen độc lập
Khuyết điểm
Phải dùng them động cơ 3 pha AC để kéo máy phát DC cung cấp cho động cơ DC
Câu 4: Theo sinh viên, để cải tiến mô hình này cần thay thế phương pháp dùng động cơ DC bằng phương pháp khác không? Nếu có, tại sao? Nếu không, tại sao?
Không phải thay thế mô hình này vì nếu dùng động cơ AC kéo trực tiếp máy phát thì không thể điều chỉnh tốc độ của máy phát và không thực hiện hòa đồng bộ máy phát vào lưới được. Còn nếu dùng chỉnh lưu thì muốn điều chỉnh tốc độ phải dùng các thiết bị điều khiển công suất phức tạp, khó thực hiện với mô hình nhỏ như phòng thí nghiệm
Câu 5: Cho một nhóm các máy cắt, dao cách ly, dao nối đất liên kết như hình
Q1, Q2: Dao cách ly
Q3, Q4: Dao nối đất
Q0: Máy cắt
Sinh viên hãy xác định các điều kiện sau:
Thứ tự thao tác khi đóng đường dây.
Thứ tự thao tác khi ngắt đường dây.
Thứ tự thao tác khi sửa chữa máy cắt
Hình 4
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
Cách dao cách ly Q1,Q2
Đóng dao tiếp đất Q3,Q3
Lấy máy cắt ra khỏi mạch để sửa chữa
Bài 3:
KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3 PHA
NỘI DUNG CHUẨN BỊ:
Câu 1: Trình bày các phương pháp khởi động cơ AC ?
Khởi động trực tiếp động cơ
Khởi động bằng điện trở Rmm
Khởi động Y/Δ
Khởi động bằng biến tần
Khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu
Câu 2: Trình bày thông số định mức của động cơ và máy phát AC ?
Động cơ AC: 
Uđm = 220/380 V
Iđm = 76/44 A
P = 18.92 kW
nđm = 1450 rpm
Cosφ = 0.86
f = 50 Hz
Máy phát AC:
Uđm = 220/380 V
Iđm = 23Y A
P = 12 kW
nđm = 1500 rpm
Cosφ = 0.8
f = 50 Hz
Câu 3: Lý do sử dụng mạch khởi động ?
Do khi khởi động dòng khởi động rất lớn nên phải dùng mạch khởi động để hạn chế dòng điện khởi động.
NỘI DUNG BÁO CÁO:
Câu 1: Thông số cơ bản của động cơ AC 3 pha.
Uđm = 220/380 V
Iđm = 76/44 A
P = 18.92 kW
nđm = 1450 rpm
Cosφ = 0.86
f = 50 Hz
Câu 2: Thông số cơ bản của máy phát DC.
Uđm = 220 V
Iđm = 86.5 A
P = 19 kW
nđm=1445 rpm
Ikt = 1.86
Ukt = 167
Kích từ song song
Câu 3: Vẽ sơ đồ chi tiết các thiết bị như tiếp điểm, cuộn dây, relay thời gian,.. vẽ sơ đồ, giải thích hoạt động của mạch điều khiển (Bao gồm sơ dồ thực tế và sơ đồ thu gọn).
Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển: 
Khi có điện thì tiếp điểm cơ của M tác động lên cuộn coil của Timer Delay 1 làm cho nó hoạt động. 
Sau khoảng thời gian Delay của nó thì tiếp điểm thường mở của Timer Delay 1 sẽ đóng lại cấp điện cho contactor M2 làm tách khối điện trở Rmm2 khỏi mạch động lực đồng thời tiếp điểm cơ của M2 tác động lên Timer Delay 2 làm cho nó hoạt động. 
Sau khoảng thời gian Delay của Timer Delay 2 thì tiếp điểm thường hở của nó sẽ đóng lại cấp điện cho contactor M1 làm tách khối điện trở Rmm1 khỏi mạch động lực. Thực hiện xong quá trình mở máy.
Câu 4: Đặc tuyến moment tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha khi mở máy: 
Bài 4
KHẢO SÁT MẠCH KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN DC
NỘI DUNG CHUẨN BỊ:
Câu 1: Trình bày các phương pháp khởi động cơ DC ?
Khởi động trực tiếp động cơ
Khởi động bằng điện trở Rmm
Câu 2: Trình bày thông số định mức của động cơ và máy phát DC ?
Động cơ DC: 
Uđm = 220V
Iđm = 78 A
nđm = 1500 rpm
Máy phát DC:
Uđm = 220 V
Iđm = 86,5A
P = 19 kW
nđm = 1445 rpm
Câu 3: Lý do sử dụng mạch khởi động ?
Do khi khởi động dòng khởi động rất lớn nên phải dùng mạch khởi động để hạn chế dòng điện khởi động.
NỘI DUNG BÁO CÁO:
Câu 1: Thông số cơ bản của động cơ DC.
Uđm = 220V
Iđm = 78 A
P = 17.16 kW
nđm = 15000 rpm
Ikt = 1,85A
Ukt = 220V
Câu 2: Thông số cơ bản của máy phát AC.
Uđm = 220/380 V
Iđm = 23Y A
S = 15kVA
nđm=1500 rpm
Cosφ = 0.8
f = 50
Câu 3: Vẽ sơ đồ chi tiết các thiết bị như tiếp điểm, cuộn dây, relay thời gian,.. vẽ sơ đồ, giải thích hoạt động của mạch điều khiển (Bao gồm sơ dồ thực tế và sơ đồ thu gọn).
Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển trên: 
Khi có điện thì tiếp điểm cơ của M tác động lên cuộn coil của Timer Delay 1 làm cho nó hoạt động. 
Sau khoảng thời gian Delay của nó thì tiếp điểm thường mở của Timer Delay 1 sẽ đóng lại cấp điện cho contactor M2 làm tách khối điện trở Rmm2 khỏi mạch động lực đồng thời tiếp điểm cơ của M2 tác động lên Timer Delay 2 làm cho nó hoạt động. 
Sau khoảng thời gian Delay của Timer Delay 2 thì tiếp điểm thường hở của nó sẽ đóng lại cấp điện cho contactor M1 làm tách khối điện trở Rmm1 khỏi mạch động lực. Thực hiện xong quá trình mở máy.
Câu 4: Đặc tuyến moment tốc độ của động cơ không đồng bộ 3 pha khi mở máy:
Bài 5
RELAY DÒNG ĐIỆN KỸ THUẬT SỐ
Nguyên lý hoạt động của mạch Relay là:
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.
Bài 6
VẬN HÀNH VÀ KHẢO SÁT CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT 3 PHA
NỘI DUNG BÁO CÁO:
Câu 1:
Chế độ
P
Q
U
I
Ukt
Ikt
N
Hòa đồng bộ
1.5
-1.5
300
1.5
18
1
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
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, giải thích:
* 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 + Iư 
- 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= Eaf – I×Rư + j(Xư +XS)×I 
E0 = 4.44×f×W× Kdq×Φm 
Mà Ikt tỷ lệ với Φm nên khi thay đổi dòng kích từ Ikt thì Φm sẽ thay đổi, Eaf 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 máy phát, giải thích:
*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 hoạch định trước cố định của máy phát thay đổi.
Q=UdEafcosδXd-UL2Xd
Nên Q của máy phát sẽ thay đổi theo.
Câu 3:
Các 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:
Máy 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:
Các 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 thống, vì nếu góc lệch pha là 1800 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.