Hệ thống kích từ

Hệ thống kích từ thủy điện là gì

Hệ thống kích từ máy phát thuỷ điện là một phần quan trọng trong cấu trúc của máy phát điện. Kích từ là thiết bị tạo ra dòng điện đầu vào cho cuộn dây quấn của rotor (rotor winding) trong máy phát điện. Khi rotor được kích từ, nó tạo ra một lực từ (magnetic field), tương tác với cuộn dây quấn của stator, và dẫn đến sự tạo ra dòng điện xoay chiều trong cuộn dây này.

Hệ thống kích từ bao gồm các thành phần như bộ kích từ (exciter), bộ điều khiển kích từ (excitation control system), và các cảm biến để đo và kiểm soát mức điện áp và dòng điện. Bộ kích từ thường sử dụng dòng điện mạch gốc từ máy phát (có thể là một phần nhỏ của dòng điện tự tạo từ máy phát) để tạo ra dòng điện cung cấp cho rotor.

Quá trình kích từ này giúp duy trì mức điện áp đầu ra ổn định của máy phát điện, đồng thời cũng ổn định và kiểm soát tốc độ quay của rotor để duy trì tần số đúng của dòng điện sản xuất.

Hệ thống kích từ máy phát thuỷ điện có một số tính năng quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của máy phát. Dưới đây là một số tính năng chính của hệ thống kích từ máy phát thủy điện:

Tính năng của hệ thống kích từ máy phát thủy điện

1. Kiểm soát Điện Áp Đầu Ra: Hệ thống kích từ giúp duy trì mức điện áp đầu ra ổn định của máy phát, đảm bảo rằng điện áp tại đầu ra đáp ứng các tiêu chuẩn và yêu cầu của hệ thống điện.
2. Kiểm soát Tần Số: Hệ thống kích từ giữ cho tần số của dòng điện sản xuất ổn định. Điều này quan trọng để đảm bảo đồng bộ giữa các máy phát trong hệ thống điện lớn.
3. Ổn định Hệ Thống: Bằng cách duy trì lực từ ổn định trong rotor, hệ thống kích từ giúp ổn định và kiểm soát tốc độ quay của máy phát, ngăn chặn hiện tượng rung động và dao động không mong muốn.
4. Phục hồi Điện Áp Sau Mất Điện: Hệ thống kích từ có thể được thiết kế để nhanh chóng phục hồi điện áp đầu ra sau khi có sự mất điện, đảm bảo rằng máy phát có thể nhanh chóng đáp ứng lại các yêu cầu của hệ thống.
5. Bảo vệ Quá Dòng và Quá Điện Áp: Hệ thống kích từ thường có các chức năng bảo vệ để ngăn chặn các tình huống quá dòng và quá điện áp, bảo vệ máy phát khỏi các vấn đề quá tải.
6. Điều khiển Tự Động: Hệ thống kích từ thường được điều khiển tự động thông qua các bộ điều khiển, cảm biến và hệ thống điều khiển điện tử để đảm bảo hiệu suất tối ưu và ổn định trong mọi điều kiện hoạt động.

Đặc điểm của hệ thống kích từ

1. Bộ Kích Từ (Exciter): Hệ thống kích từ thường bao gồm bộ kích từ, là thiết bị chịu trách nhiệm tạo ra dòng điện đầu vào cho rotor của máy phát. Bộ kích từ có thể sử dụng dòng điện từ máy phát để tạo lực từ trong rotor.
2. Bộ Điều Khiển Kích Từ (Excitation Control System): Điều khiển kích từ quản lý và điều chỉnh hoạt động của bộ kích từ để duy trì mức điện áp và tần số ổn định. Nó có thể sử dụng các thông số đo lường như điện áp, dòng điện, và tần số để điều chỉnh cung cấp điện của bộ kích từ.
3. Cảm Biến Điện Áp và Dòng Điện: Hệ thống kích từ thường sử dụng cảm biến để đo lường và giám sát điện áp và dòng điện ở đầu ra máy phát. Thông tin từ cảm biến được sử dụng để điều khiển bộ kích từ và đảm bảo rằng điện áp và dòng điện đầu ra đáp ứng các yêu cầu.
4. Bộ Chuyển Đổi Điện Tử (Rectifier): Bộ kích từ thường sử dụng bộ chuyển đổi điện tử để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều cung cấp cho rotor.
5. Bộ Stabilizer (PSS): Một số hệ thống kích từ có thể tích hợp bộ ổn định (stabilizer) để giảm dao động và ổn định điện áp đầu ra, đặc biệt là trong điều kiện tải biến động.
6. Bảo Vệ Quá Dòng và Quá Điện Áp: Hệ thống kích từ thường tích hợp các chức năng bảo vệ để ngăn chặn tình huống quá tải và quá điện áp, giữ cho máy phát an toàn và ổn định.
7. Điều Khiển Tự Động: Hệ thống kích từ thường được thiết kế để hoạt động tự động, có thể được lập trình để thích ứng với các biến động trong hệ thống điện và duy trì điều kiện hoạt động tốt nhất.

Bộ tự động điều chỉnh điện áp

Bộ tự động điều chỉnh điện áp (Automatic Voltage Regulator – AVR) là một thành phần quan trọng trong hệ thống kích từ của máy phát điện. Chức năng chính của AVR là duy trì mức điện áp đầu ra ổn định của máy phát trong điều kiện biến động của tải và điều kiện mạch.

Dưới đây là một số đặc điểm và chức năng quan trọng của AVR:

1. Duy trì Điện Áp Ổn Định: AVR giữ cho điện áp đầu ra của máy phát ổn định, ngay cả khi có biến động đáng kể trong tải hoặc điều kiện làm việc.
2. Kiểm soát Tình Trạng Tải Biến Động (PSS): AVR có khả năng phản ứng nhanh chóng và điều chỉnh cung cấp điện áp dựa trên sự biến động của tải. Điều này giúp ngăn chặn sự giảm điện áp khi tải tăng đột ngột và ngược lại.
3. Bảo Vệ Quá Điện Áp và Thiếu Điện Áp: AVR thường tích hợp chức năng bảo vệ để ngăn chặn các tình huống quá điện áp và thiếu điện áp, bảo vệ máy phát và các thiết bị kết nối từ những vấn đề này.
4. Điều Chỉnh Tần Số: Một số AVR cũng có khả năng điều chỉnh tần số của dòng điện đầu ra, giúp duy trì đồng bộ giữa các máy phát trong hệ thống lớn.
5. Kết Hợp với Hệ Thống Kích Từ: AVR thường kết hợp chặt chẽ với bộ kích từ để tạo ra hệ thống kích từ hoàn chỉnh, giúp duy trì cung cấp điện ổn định.
6. Điều Khiển Tự Động: AVR thường được thiết kế để hoạt động tự động và có thể được lập trình để đáp ứng linh hoạt với các biến động trong điều kiện làm việc.