Máy phát điện và đôi điều về việc nối các máy phát điện

Gần như hầu hết các KS điện cứ nghĩ là không nên nối các máy phát điện song song với nhau. Mọi người rất sợ trường hợp có dòng công suất (vô công và hữu công) chạy quẩn giữa 2 máy. Điều này cũng đúng. Vì thế mọi người thưòng nghĩ đến các bộ phân bố công suất.

Tuy nhiên, chúng ta hoàn toàn có thể làm được những điều này, với đôi chút quan tâm về các hệ thống điều khiển tự động của nó. Tất nhiên là các hệ tự động phải tương đối một tý, chứ đừng đến nỗi cách biệt nhau quá đáng.

Trước hết chúng ta xem xét nguyên nhân vì sao gây ra hiện tượng trên. Từ đó sẽ có hướng khắc phục.

Hệ thống điều tốc Governor

Hệ thống điều tốc của các máy phát điện thường là một hệ thống PID khá hoàn chỉnh, với rất nhiều khâu. Chúng ta chỉ quan tâm đến khâu điều chỉnh tần số.

Nếu khâu này chỉ quan tâm đến tần số thôi, thì tần số ra của máy phát rất ổn định. Điều đó có nghĩa là khi tải tăng lên, tần số có khuynh hướng tụt xuống, thì bộ điều tốc sẽ tăng nguồn năng lượng vào động cơ sơ cấp, và tần số sẽ phục hồi như cũ.

Điều này rất có lợi cho các máy phát điện độc lập. Tần số sẽ cố định bất kể ở tải bao nhiêu trong phạm vi của máy.

Tuy nhiên, nếu bạn nối 2 máy song song với nhau, và chỉ cần 2 tần số chỉnh định khác nhau, thì sẽ nảy sinh vấn đề ngay.

Một máy sẽ thấy tần số chung thấp hơn tần số chuẩn của mình, nên ra sức tăng tốc (thí dụ tăng dầu đốt để tăng tốc độ). Kết quả là công suất sẽ phát ra cao.

Máy còn lại sẽ thấy tần số chung cao hơn tần số chuẩn của mình, nên tìm mọi cách giảm chất đốt. Công suất sẽ ngày càng giảm, có khi giảm đến mức máy phát trở thành động cơ.

Vì vậy, chỉnh cho cả hai máy có cùng tần số chuẩn là rất khó.

Giả sử bạn đã làm được điều này. Hai máy đang có cùng công suất.

Bỗng nhiên tải có thay đổi đột biến, như khởi động một động cơ lớn chẳng hạn. Nếu 2 máy lớn nhỏ khác nhau, hoặc độ nhay của các bộ điều tốc khác nhau, lập tức thế cân bằng bị phá vỡ.

Máy có công suất nhỏ hơn thường có quán tính thấp hơn, nên nhạy hơn, đáp ứng lập tức, trong khi máy kia chưa kịp đáp ứng. Thế là máy nhỏ sẽ bị quá tải vì tăng quá mức hoặc mất tải vì giảm quá mức.

Để giải quyết các tình trạng này, ngay trong bộ điều tốc đã sẵn có các bộ phận điều chỉnh. Kể cả các bộ điều tốc cơ khí cổ điển ngày xưa.

Cơ chế điều chỉnh tải của máy phát điện.

- Thông thường, các máy phát điện hoạt động độc lập, thì chỉ cần điều chỉnh đúng tốc độ. khi có thêm tải, tốc độ của máy sẽ giảm xuống. Sự sụt giảm tốc độ máy sẽ kéo theo suy giảm tần số.


- Bộ điều tốc của động cơ sơ cấp sẽ nhận ra sự suy giảm tần số này, và sẽ tăng lượng nhiên liệu lên, để tăng tốc trở lại. Cuối cùng là tần số vẫn đầy đủ, và công suất phát của máy sẽ phụ thuộc vào tải.
Chế độ này, trong các máy thường gọi là chế độ Isolate.


- Khi máy phát điện nối vào lưới điện vô cùng lớn, máy cũng sẽ làm việc dựa trên tần số. Trên thực tế, tần số lưới thay đổi liên tục. Rất ít khi máy phát chỉnh được tần số đặt bằng tần số lưới. Mà sự thay đổi công suất của máy sẽ ảnh hưởng rất ít đến tần số hệ thống, vì công suất của máy không phải là lớn lắm so với hệ thống.

- Nếu sự tăng giảm tải theo tần số mà quá chính xác như trên, sẽ dẫn đến máy phát phải làm việc trên 1 trong 2 trường hợp:

+ Nếu tần số đặt của máy phát nhỏ hơn tần số lưới, máy sẽ giảm công suất thật nhiều, đến khi thành không tải.


+ Nếu tần số đặt của máy lớn hơn tần số lưới, máy sẽ tăng công suất thêm, đến khi hết mức của nó.

Kết nối nhiều máy phát điện

Nguồn: mayphatdiencu.vn