Hệ thống hoà đồng bộ sử dụng rơ le kỹ thuật số tận dụng nhiệt thừa trong nhà máy xi măng
Bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu tới bạn đọc về hệ thống hoà đồng bộ sử dụng rơ le kỹ thuật số áo dụng trong sử dụng nguồn điện tận dụng nhiệt thừa trong nhà máy xi măng.
>> Áp dụng công nghệ chuyển đổi nhiệt vào việc tận dụng nhiệt thừa trong công nghiệp xi măng (P1)
>> Áp dụng công nghệ chuyển đổi nhiệt vào việc tận dụng nhiệt thừa trong công nghiệp xi măng (P2)
>> Yêu cầu đối với Tổ máy phát điện khi sử dụng nguồn điện tận dụng nhiệt thừa trong nhà máy xi măng
Bộ điều khiển máy phát điện C6200
• Rơ le C6200 kết hợp bộ hoà đồng bộ và bộ chia tải
• Dụng cụ đồng bộ kế lắp ở mặt trước của tủ
• Bảo vệ công suất ngược
• Bảo vệ mất kích thích
• 8 bộ vào-ra có thể lập trình cho các chức năng bổ trợ
• RS485 Modbus truyền thông qua CAN bus cho sự lựa chọn giao diện người dùng
• Điều khiển trực tiếp các bộ điều tốc điện tử
• Các đầu ra xung tăng/giảm cho điều khiển tốc độ và điện áp
Ứng dụng
Rơ le C6200 là thiết bị kết hợp chức năng hòa đồng bộ và chia tải dùng cho các máy phát hoạt động song song. Nó có thể được ứng dụng cho những nơi mà máy phát chạy song song với máy phát khác hoặc lưới điện. Để thuận tiện cho hiệu chỉnh, vận hành chạy thử, phía trước của tủ rơ le có lắp dụng cụ đồng bộ kế. C6200 cũng bao gồm cả bảo vệ mất kích từ và chống công suất ngược cho máy phát. Có sẵn 8 đầu vào-ra phụ bổ sung có thể lập trình được.
Chúng được sử dụng cho các chức năng bổ sung thêm như các lệnh ngoại trú cho đồng bộ hoá khởi động hoặc các chức năng tải nhấp nhô. Truyền thông RS485 Modbus cho phép đọc hết các trạng thái của rơ le hoặc điều khiển bên ngoài bằng một PLC chẳng hạn. Một đầu ra analogue có thể được dùng để biểu thị những giá trị đo thực, ví dụ như trị số phụ tải hay tần số của máy phát. Thiết bị giao diện người dùng S6500 có thể được kết nối qua CAN bus. Các bộ kết nối modul dễ tháo lắp, đặt ở mặt trước rơ le.
Điều khiển tốc độ
Với mục đích để hòa đồng bộ và chia tải tác dụng (kW), C6200 cung cấp 2 bộ đầu ra cho điều khiển tốc độ: Trong trường hợp động cơ được trang bị bộ điều tốc điện tử, những đầu ra analogue có thể dùng để điều khiển tốc độ. Tín hiệu đầu ra có thể là các tín hiệu điện áp, dòng điện hoặc PWM. Nó cũng có thể lập trình các tín hiệu đầu ra liên quan mức và mốc, vì vậy chúng cần thích ứng với hầu như bất cứ bộ điều tốc nào trên thị trường ví dụ như GAC hoặc Woodward.
Còn nếu muốn điều khiển tốc độ thông qua một chiết áp gắn động cơ hoặc động cơ servo của một bộ điều tốc thông thường, có thể sử dụng một bộ các đầu ra cực góp hở (open collector outputs).
Điều khiển điện áp
Với mục đích để điều chỉnh điện áp đến giá trị mong muốn và phân chia phụ tải phản kháng (kVAr), C6200 cung cấp 2 bộ đầu ra cho điều khiển điện áp: Bộ tự động điều chỉnh điện áp tự động (AVR) của máy phát điện xoay chiều có thể được điều khiển bằng tín hiệu analogue (tín hiệu điện áp, dòng điện hoặc PWM). Nó cũng có thể lập trình các tín hiệu đầu ra liên quan mức và mốc, vì vậy chúng cần thích ứng với hầu như bất cứ AVR nào trên thị trường. Trong trường hợp chiết áp gắn động cơ được dùng để điều khiển AVR, một bộ các đầu ra cực góp hở có thể được sử dụng. Các bộ đầu ra cực góp hở này sẽ điều khiển các rơ le, sau đó các rơ le sẽ điều khiển bộ chiết áp gắn động cơ.
Hòa đồng bộ
Trong trường hợp các đóng-ngắt xung tăng/giảm được sử dụng để điều khiển tốc độ, hòa đồng bộ được thực thi theo nguyên lý hòa đồng bộ động. Điều đó có nghĩa là máy phát hòa vào lưới có tần số cao hơn tần số lưới một chút (tại thời điểm hoà).
Mục đích của chức năng này đảm bảo chắc chắn rằng máy phát sẽ phát công suất ngay lập tức để không có hiện tượng công suất ngược.
Nếu lựa chọn sử dụng các đầu ra analogue, hòa đồng bộ được hoạt động theo nguyên lý hòa đồng bộ tĩnh. Tần số và góc pha sau đó được điều chỉnh sao cho các thông số của máy phát phù hợp với thông số của lưới (tần số của máy phát mới = tần số của lưới). Điều này có thể, vì điều tiết nhanh hơn nhiều khi sử dụng các đầu ra analogue. Chia tải sẽ chất tải lên máy phát ngay lập tức nhờ đó tránh được tình trạng công suất ngược.
Dung hợp điện áp
Trong khi hòa đồng bộ, C6200 sẽ điều chỉnh điện áp của máy phát cho bằng điện áp lưới.
Chia tải tác dụng (kW)
Chức năng chia tải sẽ đảm bảo chắc chắn rằng phụ tải tác dụng khi thiết lập sẽ được phân bố tỉ lệ giữa các máy phát chạy song song. Phụ tải tác dụng sẽ được phân chia theo tỉ lệ phần trăm công suất định mức của các máy phát. Xẩy ra điều chỉnh độ lệch tải, trong trường hợp máy phát có thể chịu tải ở mức khác nhau so với những máy phát khác.
Chia tải phản kháng (kVAr)
Chức năng chia tải phản kháng sẽ chắc chắn rằng tải phản kháng khi thiết lập sẽ được phân bố tỉ lệ giữa các máy phát chạy song song. Phụ tải phản kháng sẽ được chia theo phần trăm công suất phản kháng định mức của các máy phát. Cũng ở đây xẩy ra điều chỉnh sự chênh lệch phụ tải phản kháng.
Bảo vệ công suất ngược
C6200 bao gồm chức năng bảo vệ công suất ngược với những đặc tính thời gian cố định. Nó có thể chỉ định một mức ngắt bằng % công suất định mức và độ trễ thời gian ngắt bằng giây. Thiết bị bao gồm 2 rơ le ngắt, một cho ngắt bảo vệ, một cho ngắt vận hành. Chức năng bảo vệ công suất ngược tác động rơ le ngắt bảo vệ.
Bảo vệ mất kích từ
Trong tường hợp các máy phát chạy song song, điện áp đầu ra của chúng như nhau. Nếu một máy phát nào đấy mất kích từ, nó sẽ mang dòng điện cảm ứng ngược.
Ở tình trạng này, máy phát khác sẽ chịu tải phản kháng, hiện tượng này dẫn đến giảm điện áp lưới. Thậm chí nó còn có thể là nguyên nhân ngắt điện áp thấp đối với tất cả các máy phát đã kết nối, kết quả là mất nguồn điện.
Để tránh điều đó, C6200 có thể đo mức và hướng của dòng phản kháng. Nếu dòng điện phản kháng đi theo chiều ngược và lớn hơn một mức nào đó thì máy cắt của máy phát sự cố sẽ cắt mạch. Còn các máy phát còn lại sẽ duy trì việc cấp nguồn cho lưới, chức năng này có thể tránh được hiện tượng mất điện lưới.
Bảo vệ mất kích từ được xác định bằng một mức ngắt tính bằng % của công suất phản kháng định mức theo hướng ngược (hướng nhận công suất) và độ trễ cắt theo giây [s]. Nó sẽ tác động ngắt rơ le bảo vệ đầu ra.
Các I/O bổ trợ lập trình được
C6200 bao gồm 8 đầu vào và 8 đầu ra có thể lập trình được, nó có thể được sử dụng cho các chức năng như chỉ thị ngắt bảo vệ, các lệnh ngoại trú cho khởi động đồng bộ hoặc chia tải và điều khiển bằng tay đối với tốc độ và điện áp.
>> Áp dụng công nghệ chuyển đổi nhiệt vào việc tận dụng nhiệt thừa trong công nghiệp xi măng (P2)
>> Yêu cầu đối với Tổ máy phát điện khi sử dụng nguồn điện tận dụng nhiệt thừa trong nhà máy xi măng
Bộ điều khiển máy phát điện C6200
• Rơ le C6200 kết hợp bộ hoà đồng bộ và bộ chia tải
• Dụng cụ đồng bộ kế lắp ở mặt trước của tủ
• Bảo vệ công suất ngược
• Bảo vệ mất kích thích
• 8 bộ vào-ra có thể lập trình cho các chức năng bổ trợ
• RS485 Modbus truyền thông qua CAN bus cho sự lựa chọn giao diện người dùng
• Điều khiển trực tiếp các bộ điều tốc điện tử
• Các đầu ra xung tăng/giảm cho điều khiển tốc độ và điện áp
Ứng dụng
Rơ le C6200 là thiết bị kết hợp chức năng hòa đồng bộ và chia tải dùng cho các máy phát hoạt động song song. Nó có thể được ứng dụng cho những nơi mà máy phát chạy song song với máy phát khác hoặc lưới điện. Để thuận tiện cho hiệu chỉnh, vận hành chạy thử, phía trước của tủ rơ le có lắp dụng cụ đồng bộ kế. C6200 cũng bao gồm cả bảo vệ mất kích từ và chống công suất ngược cho máy phát. Có sẵn 8 đầu vào-ra phụ bổ sung có thể lập trình được.
Chúng được sử dụng cho các chức năng bổ sung thêm như các lệnh ngoại trú cho đồng bộ hoá khởi động hoặc các chức năng tải nhấp nhô. Truyền thông RS485 Modbus cho phép đọc hết các trạng thái của rơ le hoặc điều khiển bên ngoài bằng một PLC chẳng hạn. Một đầu ra analogue có thể được dùng để biểu thị những giá trị đo thực, ví dụ như trị số phụ tải hay tần số của máy phát. Thiết bị giao diện người dùng S6500 có thể được kết nối qua CAN bus. Các bộ kết nối modul dễ tháo lắp, đặt ở mặt trước rơ le.
Điều khiển tốc độ
Với mục đích để hòa đồng bộ và chia tải tác dụng (kW), C6200 cung cấp 2 bộ đầu ra cho điều khiển tốc độ: Trong trường hợp động cơ được trang bị bộ điều tốc điện tử, những đầu ra analogue có thể dùng để điều khiển tốc độ. Tín hiệu đầu ra có thể là các tín hiệu điện áp, dòng điện hoặc PWM. Nó cũng có thể lập trình các tín hiệu đầu ra liên quan mức và mốc, vì vậy chúng cần thích ứng với hầu như bất cứ bộ điều tốc nào trên thị trường ví dụ như GAC hoặc Woodward.
Còn nếu muốn điều khiển tốc độ thông qua một chiết áp gắn động cơ hoặc động cơ servo của một bộ điều tốc thông thường, có thể sử dụng một bộ các đầu ra cực góp hở (open collector outputs).
Điều khiển điện áp
Với mục đích để điều chỉnh điện áp đến giá trị mong muốn và phân chia phụ tải phản kháng (kVAr), C6200 cung cấp 2 bộ đầu ra cho điều khiển điện áp: Bộ tự động điều chỉnh điện áp tự động (AVR) của máy phát điện xoay chiều có thể được điều khiển bằng tín hiệu analogue (tín hiệu điện áp, dòng điện hoặc PWM). Nó cũng có thể lập trình các tín hiệu đầu ra liên quan mức và mốc, vì vậy chúng cần thích ứng với hầu như bất cứ AVR nào trên thị trường. Trong trường hợp chiết áp gắn động cơ được dùng để điều khiển AVR, một bộ các đầu ra cực góp hở có thể được sử dụng. Các bộ đầu ra cực góp hở này sẽ điều khiển các rơ le, sau đó các rơ le sẽ điều khiển bộ chiết áp gắn động cơ.
Hòa đồng bộ
Trong trường hợp các đóng-ngắt xung tăng/giảm được sử dụng để điều khiển tốc độ, hòa đồng bộ được thực thi theo nguyên lý hòa đồng bộ động. Điều đó có nghĩa là máy phát hòa vào lưới có tần số cao hơn tần số lưới một chút (tại thời điểm hoà).
Mục đích của chức năng này đảm bảo chắc chắn rằng máy phát sẽ phát công suất ngay lập tức để không có hiện tượng công suất ngược.
Nếu lựa chọn sử dụng các đầu ra analogue, hòa đồng bộ được hoạt động theo nguyên lý hòa đồng bộ tĩnh. Tần số và góc pha sau đó được điều chỉnh sao cho các thông số của máy phát phù hợp với thông số của lưới (tần số của máy phát mới = tần số của lưới). Điều này có thể, vì điều tiết nhanh hơn nhiều khi sử dụng các đầu ra analogue. Chia tải sẽ chất tải lên máy phát ngay lập tức nhờ đó tránh được tình trạng công suất ngược.
Dung hợp điện áp
Trong khi hòa đồng bộ, C6200 sẽ điều chỉnh điện áp của máy phát cho bằng điện áp lưới.
Chia tải tác dụng (kW)
Chức năng chia tải sẽ đảm bảo chắc chắn rằng phụ tải tác dụng khi thiết lập sẽ được phân bố tỉ lệ giữa các máy phát chạy song song. Phụ tải tác dụng sẽ được phân chia theo tỉ lệ phần trăm công suất định mức của các máy phát. Xẩy ra điều chỉnh độ lệch tải, trong trường hợp máy phát có thể chịu tải ở mức khác nhau so với những máy phát khác.
Chia tải phản kháng (kVAr)
Chức năng chia tải phản kháng sẽ chắc chắn rằng tải phản kháng khi thiết lập sẽ được phân bố tỉ lệ giữa các máy phát chạy song song. Phụ tải phản kháng sẽ được chia theo phần trăm công suất phản kháng định mức của các máy phát. Cũng ở đây xẩy ra điều chỉnh sự chênh lệch phụ tải phản kháng.
Bảo vệ công suất ngược
C6200 bao gồm chức năng bảo vệ công suất ngược với những đặc tính thời gian cố định. Nó có thể chỉ định một mức ngắt bằng % công suất định mức và độ trễ thời gian ngắt bằng giây. Thiết bị bao gồm 2 rơ le ngắt, một cho ngắt bảo vệ, một cho ngắt vận hành. Chức năng bảo vệ công suất ngược tác động rơ le ngắt bảo vệ.
Bảo vệ mất kích từ
Trong tường hợp các máy phát chạy song song, điện áp đầu ra của chúng như nhau. Nếu một máy phát nào đấy mất kích từ, nó sẽ mang dòng điện cảm ứng ngược.
Ở tình trạng này, máy phát khác sẽ chịu tải phản kháng, hiện tượng này dẫn đến giảm điện áp lưới. Thậm chí nó còn có thể là nguyên nhân ngắt điện áp thấp đối với tất cả các máy phát đã kết nối, kết quả là mất nguồn điện.
Để tránh điều đó, C6200 có thể đo mức và hướng của dòng phản kháng. Nếu dòng điện phản kháng đi theo chiều ngược và lớn hơn một mức nào đó thì máy cắt của máy phát sự cố sẽ cắt mạch. Còn các máy phát còn lại sẽ duy trì việc cấp nguồn cho lưới, chức năng này có thể tránh được hiện tượng mất điện lưới.
Bảo vệ mất kích từ được xác định bằng một mức ngắt tính bằng % của công suất phản kháng định mức theo hướng ngược (hướng nhận công suất) và độ trễ cắt theo giây [s]. Nó sẽ tác động ngắt rơ le bảo vệ đầu ra.
Các I/O bổ trợ lập trình được
C6200 bao gồm 8 đầu vào và 8 đầu ra có thể lập trình được, nó có thể được sử dụng cho các chức năng như chỉ thị ngắt bảo vệ, các lệnh ngoại trú cho khởi động đồng bộ hoặc chia tải và điều khiển bằng tay đối với tốc độ và điện áp.
ximang.vn * (Nguồn: Tạp chí Thông tin KHCN-Vicem)
