Thử nghiệm cho hệ thống kích từ là một trong những thử nghiệm bắt buộc cho Nhà máy thủy điện trước khi hòa lưới và sau khi hòa lưới để được công nhận vận hành thương mại.
Những thử nghiệm chính của hệ thống kích từ gồm:
- Thử nghiệm đáp ứng bước nhảy (step response): Thử nghiệm này nhằm đánh giá phản ứng của bộ điều khiển (controller) với những mức giá trị đặt về điện áp.
- Thử nghiệm đáp ứng tần số không tải: Thử nghiệm này nhằm đánh giá hàm truyền của hệ thống kích từ khi máy phát điện chưa nối lưới.
- Thử nghiệm đáp ứng tần số khi có tải, nối lưới.
- Thử nghiệm khả năng dập dao động của bộ PSS (đối với những tổ máy trang bị PSS).
- Thử nghiệm đáp ứng xung.
Trong khuôn khổ bài viết này, SAVINA sẽ đề cập đến một trong số các thử nghiệm khó khăn nhất liên quan đến hệ thống kích từ đó là đáp ứng tần số.
- Đối với một số hệ thống kích từ có trang bị sẵn phần mềm và đầu vào cho bơm tín hiệu thử thì việc đánh giá này khá đơn giản và nhanh chóng, các giá trị thử đều được phần mềm kiểm soát. Tuy nhiên đối với những hệ thống kích từ không được trang bị phần mềm và không hỗ trợ thử nghiệm đáp ứng tần số (đa số với các nhà máy thủy điện nhỏ đều trang bị loại kích từ này) thì đây là một thử thách vô cùng khó khăn.
- Tại SAVINA, đội ngũ kỹ sư tự động hóa đã phát triển phương pháp thử không can thiệp, phương pháp được thực hiện bằng cách gây nhiễu tín hiệu đo lường phản hồi của hệ thống kích từ. Mục đích là tạo sai lệch điều khiển của hệ thống từ đấy thu thập số liệu điện áp, công suất đầu ra vẽ biểu đồ bode (dựa vào biểu đồ này để đánh giá tính ổn định hoặc so sánh chất lượng của bộ điều khiển kích từ khi có và không có PSS).
Hình 1: Thử nghiệm đáp ứng tần số khi tổ máy nối lưới
- Theo quy định của Quyết định 25/ERAV, tín hiệu bơm vào hệ thống có phạm vi từ 0.05 – 3 Hz, biên độ tín hiệu bơm không làm cho điện áp máy phát dao động quá 1%. Từ trên kết quả thử nghiệm có thể nhận thấy:
- Ug (pu): Không dao động quá 1%
- Hệ thống phản ứng với nhiễu bơm vào đúng với tần số gây nhiễu (AVR OUT), tần số tín hiệu nhiễu tăng dần từ 0.05 – 3 Hz.
Kết quả thu được từ phép thử được dùng để vẽ giản đồ bode và đánh giá chất lượng của hệ thống điều khiển.
Thử nghiệm đáp ứng xung: Nhằm đánh giá khả năng phản ứng của hệ thống đối với những dao động của lưới hay tác động của lưới đến khả năng điều chỉnh điện áp, công suất của tổ máy. Có hai mức thử là đáp ứng xung 5% và 10%, thời gian duy trì tối thiểu 100ms và phải thực hiện ở hai mức công suất phản kháng khác nhau.
Thử nghiệm được thực hiện bằng cách gây nhiễu 5%-10% tín hiệu vào hệ thống kích từ, từ đấy ghi nhận lại kết quả và đánh giá chất lượng.
Hình 2: Đáp ứng của hệ thống khi gây nhiễu 5%/100ms
Hình 3: Đáp ứng của hệ thống khi gây nhiễu 10%/100ms
Có thể nhận thấy hệ thống đáp ứng rất tốt khi thực hiện thử nghiệm đáp ứng xung.
SAVINA là một trong những đơn vị đầu tiên có sự đầu tư nghiên cứu chuyên sâu để thực hiện các phép thử theo Quyết định 25 – Cục Điều tiết điện lực. Tất cả phép thử đều được đội ngũ kỹ sư SAVINA nắm vững và thực hiện trong thời gian rất nhanh. Thông thường chỉ khoảng 2 ngày cho toàn bộ tổ máy – từ thí nghiệm máy phát, kích từ đến điều tốc. Phương pháp thử theo IEEE và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho tổ máy phát điện.
SAVINA đã thực hiện thành công tại nhiều dự án thủy điện như: Nậm San 3A, Nậm San 3B; Bảo Lạc B, Sông Nhiệm, Bảo Lâm, ĐăkBa,…và được công nhận bởi cơ quan chức năng.
Các bộ điều khiển kích từ đã được thử nghiệm thành công gồm: ABB UNITROL 1020 của hãng ABB, EXC 9000 của hãng Kinte, NIDEC D700, DECS 250,… và nhiều hệ thống kích từ khác được cung cấp bởi các nhà thầu Global Hydro, Flowel, Voith, BFL,…
Một số thử nghiệm khác rất khó thực hiện như đo điện kháng ngang trục (Xq), đo điện kháng rò (Xl) và thử nghiệm đối với hệ thống PSS, tính toán giảm chấn hệ thống sẽ được trình bày ở Phần 3.
Theo dõi các bài viết của Savina để cập nhật tiếp Phần 3 nhé!
Tác giả: SAVINA
CÔNG TY CỔ PHẦN NĂNG LƯỢNG SAVINA
- Địa chỉ: 02 Tân An 1, P. Hòa Cường Bắc, Q. Hải Châu, TP. Đà Nẵng
- Hotline: 0931 120 890
- Website: savinajsc.com
- Email: info@savinajsc.com
- Facebook: Savina Power
