Exciter behavior in aqr operation

JMAM-CBT [Exciter Course in Hydro Power Station]

Exciter Course in Hydro Power Station

Title

Outline of AQR Operation

Frame

401 1/34. Exciter Behavior in AQR Operation

**401 Outline of AQR Operation **

Tổng quan về bộ AQR.

4. Exciter Behavior in AQR Operation.

Hoạt động của bộ AQR.

Now, let’s look at the behavior of the exciter during AQR operation, a system used almost as much as AVR.Bây giờ chúng ta hãy xem xét hoạt động của AQR mà hầu hết các hệ thống kích từ đều sử dụng bộ này.

AQR operation is the situation where the exciter controls excitation current so as to ensure that the generator reactive power is maintained at the set level.

Bộ AQR làm việc trong trường hợp hệ thống kích từ điều chỉnh dòng kích từ sao cho công suất phản kháng

của máy phát nằm trong vùng giá trị đặt.

Tokyo Electric Power Company55



Title


Frame


When going to AQR operation, the AQR is switched ON, although it was cut out of the circuit during AVR operation.Khi đưa bộ AQR vào làm việc ta vặn khoá AQR sang vị trí ON, mặc dù nó bị cắt khỏi mạch trong suốt quá trình bộ AVR làm việc.

“Activate 40AQR!” “I’m activating 40AQR!”“40AQR activated … Check!” “40AQR is activated!”




Title


Frame


As a result, the contact of this 43-57X has been switched to this side and 90R has been set based on the control signal from AQR.Như chúng ta đã biết, các tiếp điểm 43-57X sẽ chuyển mạch như hình vẽ và điện trở 90R sẽ được điều chỉnh dựa trên tín hiệu điều khiển từ AQR.That is to say, that on the exciter circuit, this 90R is set by the system voltage under parallel AVR operation, and under AQR operation, 90R is set by the control signal from the AQR.

Như vậy có thể nói đối với hệ thống kích thích, điện trở 90R được đặt bằng điện áp hệ thống ở chế độ AVR,

còn ở chế độ AQR nó được đặt bởi tín hiệu điều khiển từ AQR.




Title

Reactive Power & Excitat’n Current

Frame


**402 Reactive Power & Excitat’n Current **

Công suất phản kháng và dòng điện kích từ.

Let’s look at the behavior of the exciter circuit during AQR operation.Chúng ta hãy xem xét sự thay đổi của dòng kích từ khi bộ AQR làm việc.During AQR operation, this AQR detects the reactive power based on generator voltage and current. Khi bộ AQR được đưa vào làm việc, nó sẽ nhận công đo công suất vô công dựa vào dòng điện và điện áp của máy phát.It compares the detected reactive power and the settings of these two setter units. Sau đó sẽ so sánh công suất vô công này với các giá trị đặt của hai điện trở giới hạn là 57R(a) và 57R(b).If there is a difference, a control signal is sent to 90R to eliminate this difference. Nếu có sự khác nhau thì một tín hiệu điều khiển sẽ được gửi tới điều chỉnh giá trị điện trở 90R để loại trừ sự khác biệt đó.90R uses the AVR to increase or decrease the exciting current and adjust the reactive power.

Khi giá trị đặt điện trở 90R thay đổi thì bộ AVR sẽ điều chỉnh tăng hoặc giảm dòng kích từ do đó đã điều chỉnh

công suất phản kháng.




Title


Frame


During AQR operation mode.Trong chế độ AQR.

The generator output and the generator voltage are constant, but you can see that the exciting current is changing in line with the changes of the reactive power of the generator.

Công suất tác dụng và điện áp đầu cực máy phát được giữ không đổi tuy nhiên dòng điện kích từ và công suất

phản kháng thay đổi tuyến tính với nhau.




Title


Frame


Reactive power of the generator and exciting current.Mối quan hệ giữa công suất phản kháng và dòng điện kích thích.

To understand the role of the AQR, the correlation of these two must be made clear.

Để hiểu được vai trò của bộ AQR thì mối quan hệ giữa các đại lượng này cần được sáng tỏ.




Title


Frame


The correlation of the voltage of the generator and the exciting current during AVR operation is like this, as we

have already seen.

Mối quan hệ giữa điện áp máy phát và dòng điện kích thích trong chế độ AVR được thể hiện như trên hình vẽ

(hình 1).

So, how do you envisage the correlation of reactive power and exciting current during AQR operation?

Bạn hãy dự đoán xem, mối quan hệ giữa công suất phản kháng và dòng kích từ trong chế AQR?

Click on the graph which you think best expresses this correlation.

Hãy kích chuột vào hình mà bạn cho là đúng.


ｖ



Title


Frame


the upper right graph＞

Yes, that is correct.

＜the left right graph＞

No, that is not correct.

＜the lower right graph＞

No, that is not correct. This is not minus exciting current.




Title


Frame


The correlation of reactive power and exciting current is like this.

Mối quan hệ giữa công suất phản kháng và dòng kích thích thể hiện như hình vẽ.

Let’s look at the movement of the meter needles once again during AQR operation.

Chúng ta hãy cùng xem lại sự di chyển của kim chỉ các đồng hồ một lần nữa trong chế độ AQR.




Title


Frame


During AQR operation mode.

Trong chế độ AQR.

The generator output and the generator voltage are constant, but you can see that the exciting current is

changing in line with the changes of the reactive power of the generator.

Công suất tác dụng và điện áp máy phát là không đổi, tuy nhiên như bạn thấy dòng điện kích từ thay đổi tuyến

tính với công suất phản kháng.




Title


Frame


Now, we’ll look at the mechanism involved. Bây giờ chúng ta hãy xem xet về cấu tạo của bộ AQR.First of all, let’s consider the nature of reactive power.Trước hết, chúng ta tìm hiểu bản chất của công suất phản kháng.




Title

Voltage & Current Phase Difference

Frame


**403 Voltage & Current Phase Difference **

Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện.

Depending on the system load, the electric power provided from a generator may not all be utilized effectively. Tuỳ thuộc vào phụ tải mà công suất máy phát phát ra có thể không hoàn toàn là công suất tác dụng. You already know that active power and reactive power exist.Như bạn đã biết là có cả công suất hữu công và công suất vô công.Let’s conduct an experiment to make this clearer. Chúng ta hãy dẫn ra một thí nghiệm để làm rõ điều này.




Title


Frame


Resistance, coils and capacitors.These are the three main elements of system load.Tải có 3 phần tử chủ yếu là điện trở, cuộn dây và tụ điện.We will connect each of them to a single phase AC power source and allow current to flow.Let’s look at the changes that occur in voltage and current.

Bây giờ chúng ta sẽ nối mỗi phần tử đó một cách riêng rẽ vào mạch xoay chiều một pha và cho dòng điện đi

qua.

Điều gì sẽ xảy ra đối với điện áp và dòng điện.In the resistance circuit, voltage and current change in the same phase.Đối với mạch thuần trở thì dòng điện và điện áp là đồng pha.The coil circuit. The current has a 90-degree phase lag compared to the voltage.Đối với mạch thuần cảm dòng điện chậm pha 900 so với điện áp.

Looking at the capacitor circuit, the current has a 90-degree phase advance compared to the voltage.

Đối với mạch thuần dung, dòng điện vượt pha 900 so với điện áp.




Title


Frame


The difference in phase between voltage and current generates the reactive power.Sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp tạo ra công suất phản kháng.




Title

Resistance & Power

Frame


**404 Resistance & Power **

Điên trở và công suất.

In the resistance circuit, voltage and current changed in the same phase.Đối với mạch thuần trở, điện áp và dòng điện cùng pha.

Thus, the positive and negative states of voltage and current are always the same.

Do vậy điện áp và dòng điện cùng dấu với nhau trong mọi thời điểm.Power can be calculated by multiplying voltage and current, and so power is constantly positive … and it is shown in this section.Công suất được tính bằng tích của điện áp và dòng điện và do đó luôn dương và được thể hiện như hình vẽ.




Title

Resistance & Power

Frame


This power is consumed by the resistance, and it gives off heat as the work load.Công suất này tiêu tán bởi điện trở dưới dạng nhiệt nhiệt năng.

This is active power.

Đây gọi là công suất tác dụng.




Title

Coils & Power

Frame


**405 Coils & Power **

Cuộn kháng và công suất.

When AC power is applied to the coil, a current flows. Khi điện áp xoay chiều được đặt vào cuộn dây, có dòng điện đi qua.

However, as we have already learned … changes in the magnetic field are generated due to the changes in the

current.

Tuy nhiên như ta đã biết, điện trường thay đổi phụ thuộc vào sự thay đổi của dòng điện.




Title

Coils & Power

Frame


In accordance with Lenz’s Law, at that time EMF is generated to oppose the changes in the magnetic field, and

due to the EMF, there is a lag in the changes in the current compared to the voltage.

Theo định luật Lenz, sức điện động được sinh ra để chống lại sự thay đổi của trường điện từ và do vậy dòng

điện sẽ chậm pha so với điện áp.




Title

Coils & Power

Frame


In the experiment, there was a 90-degree lag.Trong thí nghiệm này, dòng điện sẽ chậm pha so với điện áp một góc là 900

As a result, as we see here, the positive and negative power offset each other, and the power consumed by the coil becomes zero.

Như chúng ta thấy, công suất âm và dương bằng nhau do đó tổng công suất tiêu tán là 0.

That is to say, even if current flows in the coil, it does no work.

Như thế có thể nói rằng khi có dòng điện đi qua cuộn dây nó "không gây ảnh hưởng gì".

However, in reality the coil generates this amount of power.Tuy nhiên, trong thực tế cuộn dây của máy phát lại mang một năng lượng rất lớn.The power that is generated by this phase difference does no external work, and this power is reactive power.Công suất được tạo ra bởi sự khác pha sẽ không tác dụng lên đối tượng khác và công suất này được gọi là công suất phản kháng.As the current lags behind the voltage, this is known as lagging reactive power.Dòng điện chậm pha so với điện áp tạo nên công suất phản kháng.




Title

Capacitors & Power

Frame


**406 Capacitors & Power **

Tụ điện và công suất.

So, what will happen if AC voltage is applied to the capacitor?Điều gì sẽ xảy ra nếu điện áp xoay chiều được đặt lên tụ?Click on the switch.Hãy kích chuột lên khoá đóng mạch.




Title

Capacitors & Power

Frame


When AC voltage is applied to the capacitor, the capacitor will alternate between charging and discharging,

and a current will flow.

Khi điện áp xoay chiều được đặt lên tụ, tụ điện sẽ phóng nạp theo chu kỳ và như vậy cho dòng điện đi qua.

In the experiment, the current is in advance of the voltage by 90-degrees.

Theo thí nghiệm ta thấy dòng điện vượt trước điện áp 1 góc 900.

As a result, the positive and negative elements of the power are offset, as was the case with the coil, and the power consumed by the capacitor is zero.Như chúng ta thấy, phần công suất âm và dương bằng nhau tương tự như trường hợp của cuộn dây, công suất tiêu hao trên tụ bằng không. These areas show the reactive power.Phần diện tích chỉ ra trên hình vẽ thể hiện công suất phản kháng.In the case of a capacitor, the current is in advance of the voltage, and this is known as leading reactive power.Như vậy thí nghiệm với tụ dòng điện vượt pha so với điện áp.




Title

Active Power & Reactive Power

Frame


** 407 Active Power & Reactive Power **

Công suất tác dụng và công suất phản kháng.The actual system load is mainly the combined sum of the resistors and coil elements. The power supplied from the generator is divided into active power P and lag reactive power Q.Trong thực tế tải thường bao gồm 2 thành phần là điện trở và điện cảm. Công suất phát ra từ máy phát được chia thành hai phần công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q.




Title

Active Power & Reactive Power

Frame


The sizes of these are each expressed by the length of arrows, and the resultant power is the apparent power Ps.

Độ lớn của mỗi thành phần công suất được biểu diễn bởi độ lớn của các véctơ, tổng hai véc tơ này là véctơ

công suất toàn phần hay còn gọi là công suất biểu kiến, Ps.Depending on the capacity of the generator, it must be operated so that this apparent power Ps is contained within this range.Tuỳ thuộc vào công suất của máy phát mà nó phải làm việc trong vùng cho phép nên công suất biểu kiến cũng phải nằm trong giới hạn chỉ ra trên hình vẽ.For example, when it is necessary to acquire this much active power, the lagging reactive power can only rise to a maximum of this size.

Giả sử, khi phụ tải đòi hỏi tăng lượng công suất tác dụng thì công suất phản kháng phát ra (+Q) chỉ có thể tăng

đến giá trị lớn nhất theo chiều được chỉ ra trên hình vẽ.




Title

Demag & Magnetization Effect

Frame


**408 Demag & Magnetization Effect**

Hiệu ứng khử từ và hiệu ứng trợ từ.

The nature of reactive power has now become clear to you, and so we will now look at the relationship of

reactive power and exciting current.

Đến đây bạn đã biết tương đối rõ về bản chất của công suất phản kháng, bây giờ chúng ta hãy xem xét mối

quan hệ giữa công suất phản kháng và dòng kích từ.Let’s consider the situation when disturbances such as changes in the system load cause changes in the lagging reactive power.Giả sử do một nhiễu loạn nào đó của hệ thống, chẳng hạn tải của hệ thống thay đổi làm thay đổi lượng công suất phản kháng.When changes occur in the lagging reactive power, the current flowing in the generator’s stators changes, and changes in the magnetic field occur.

Khi có sự thay đổi về công suất phản kháng, dòng điện chạy qua cuộn dây stato của máy phát thay đổi và do

đó làm thay đổi từ thông.




Title


Frame


For example, when the lagging reactive power increases, the direction of its magnetic field becomes opposite to the magnetic field of the rotor and works as a demagnetization effect.

Ví dụ, khi công suất phản kháng phát tăng, chiều của từ trường stato ngược với chiều từ trường rôto và gây ra

hiệu ứng khử từ.

As a result, the magnetic field in the generator weakens, and if this continues, the generator voltage would

drop.

Kết quả làm cho trường điện từ yếu đi và nếu cứ tiếp tục thì điện áp của máy phát sẽ giảm.




Title


Frame


So, if exciting current is increased and the rotor magnetic field is strengthened, the strength of the magnetic

field in the generator would be maintained, and the generator voltage can be maintained at the set level.

Vì vậy, nếu tăng dòng kích từ và từ trường rôto tăng thì từ trường máy phát có thể được giữ ổn định và như thế

điện áp của máy phát cũng được giữ ở giá trị đặt.




Title


Frame


Conversely, when the lagging reactive power decreases, a magnetization effect is set up, and so by decreasing

exciting current, the rotor magnetic field is weakened.

Ngược lại, khi công suất phản kháng phát giảm, hiệu ứng trợ từ được thiết lập và do đó bằng cách giảm dòng

kích thích, từ trường rôto trở nên nhỏ hơn.




Title


Frame





Title


Frame


Thus, you have come to understand the reason for reactive power and exciting current being controlled in this kind of relationship by the exciter when the AQR is in operation.

Như vậy, bạn đã biết được nguyên tắc điều khiển dòng kích từ trong chế độ AQR.




Title

Role of AQR & 3 Control Systems

Frame


**409 Role of AQR & 3 Control Systems**

Vai trò của bộ AQR và 3 hệ thống điều khiển.

The AQR detects reactive power of the generator voltage and current, and makes a comparison with the set levels. Bộ AQR đo lượng công suât phản kháng của máy phát thông qua điện áp và dòng điện, từ đó so sánh với các giá trị đặt.If there is a difference, it sends a control signal to 90R to offset this, and raises and lowers exciting current through the AVR and so adjusts the reactive power.Nếu có sự khác nhau, bộ AQR sẽ gửi tín hiệu điều khiển thay đổi giá trị đặt của điện trở 90R, khi đó việc tăng hay giảm dòng điện kích thích là do bộ AVR, khi đó công suất phản kháng được điều chỉnh.There are three control systems for the AQR: Có 3 dạng đặc tính điều chỉnh cho bộ AQR.

Constant reactive power control, or Q = aThứ nhất, giữ công suất phản kháng bằng hằng số: Q = 0Constant power factor control, or Q = b.pThứ hai, đặc tính điều chỉnh là đường tuyến tính qua gốc toạ độ.And there is a control system which combines these two:Q = a + b.pCuối cùng, đặc tính điều chỉnh là đường tuyến tính không đi qua gốc toạ độ.



Select each item and click on it. An explanation will appear.When you have understood all the items, click on the “Go To Next” tile.Hãy kích vào mỗi đặc tính, lời giải thích sẽ xuất hịên.Khi bạn đã hiểu hết tất cả các đặc tính, hãy kích lên "Go To Next".


Title


Frame




Reactive power is controlled by this 57R reactive power setting device.

Công suất phản kháng được điều khiển bằng bộ đặt thông qua điện trở 57R.


Title


Frame




This is a control system in which a constant supply of reactive power is obtained irrespective of active power.Hệ thống điều khiển với đặc tính công suất phản kháng bằng hằng số khi thay đổi công suất tác dụng.


Title


Frame




The power factor is controlled by this 55R power factor setting device.Công suất phản kháng dược điều khiển bằng bộ đặt thông qua điện trở 55R.


Title


Frame




This is a system for controlling the power factor at a constant level by controlling reactive power.

Hệ thống điều khiển này (có đường đặc tính đi qua gốc toạ độ) dùng để giữ hệ số công suất cos là không đổi bằng cách điều chỉnh lượng công suất phản kháng.


Title


Frame




In this system, the reactive power amount is kept at the set value by using 57R, and then the power factor is controlled to ensure that it keeps the setting by using 55R.

Đối với hệ thống điều khiển với đường đặc tính tuyến tính nhưng không qua gốc toạ độ thì lượng công suất

phản kháng phát được giữ ít nhất bằng giá trị đặt ở địên trở 57R và hệ số công suất cos được điều khiển bằng

cách đặt ở điện trở 55R.

Exciter Coursein Hydro Power Station

Title

Summary Quiz - 4

Frame




**410 Summary Quiz – 4 **

Tổng kết phần 4.

This is the operation allowable limit curve showing the power generation capacity of the generator.Đây là đường đặc tính hạn chế khả năng phát của máy phát.

These are figures showing the various control systems for AQR.Select the most appropriate names and control systems from the options, and input them into the blanks.Trên hình đưa ra các dạng đặc tính điều khiển của bộ AQR.Hãy chọn các đường phù hợp nhất rồi điền vào chỗ trống.


Title

Summary Quiz - 4

Frame




＜Correct＞

That is correct.This is very important, so please get a proper understanding of the points.

＜Incorrect＞No, that is not correct.The areas highlighted in red are incorrect.

Have you understood the incorrect areas?

This is very important, so please get a proper understanding of the points.


Exciter behavior in aqr operation

Documents

Transcript of Exciter behavior in aqr operation