Ứng dụng vi điều khiển trong tự động hòa đồng bộ chính xác máy phát điện công suất nhỏ

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN ĐỨC VŨ ỨNG DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN TRONG TỰ ĐỘNG HỊA ĐỒNG BỘ CHÍNH XÁC MÁY PHÁT ĐIỆN CƠNG SUẤT NHỎ Chuyên ngành: Tự động hố Mã số: 60.52.60 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2012 2 Cơng trình được hồn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Tấn Duy Phản Biện 1: PGS.TS . Nguyễn Hồng Anh Phản Biện 2: TS. Võ Như Tiến Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 06 năm 2012 Cĩ thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thơng tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng 3 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Các tổ máy phát điện của các nhà máy điện hịa vào hệ thống điện thơng qua hệ thống hịa đồng bộ. Để ứng dụng vi điều khiển vào điều khiển các thiết bị, các dây chuyền cơng nghệ, tơi chọn đề tài: “Ứng dụng vi điều khiển trong tự động hịa đồng bộ chính xác máy phát điện cơng suất nhỏ”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng các tính năng của vi điều khiển để thiết kế, chế tạo thiết bị hịa đồng bộ chính xác dùng cho các máy phát điện. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Vi điều khiển họ PIC, quá trình và các phương pháp hịa đồng bộ. 4. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thiết kế và chế tạo thiết bị thực tế. Chạy thử nghiệm thực tế với máy phát điện. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Thiết kế và chế tạo một thiết bị hịa đồng bộ chính xác sử dụng cho nhà máy thủy điện Đại Đồng; Thiết kế và chế tạo mơ hình tự động hịa đồng bộ phục vụ cho cơng tác đào tạo. 6. Cấu trúc của luận văn Luận văn gồm 5 chương được trình bày theo cấu trúc sau: Mở đầu; Chương 1 - Tìm hiểu về các phương pháp hịa đồng bộ; Chương 2 - Lựa chọn vi điều khiển; Chương 3 - Sơ đồ khối và thiết bị phần cứng; Chương 4 - Lưu đồ phần mềm và chương trình điều khiển; Chương 5 - Thử nghiệm và đánh giá kết quả; Kết luận và kiến nghị. 4 Chương 1 - TÌM HIỂU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP HỊA ĐỒNG BỘ 1.1. Khái niệm chung Giả thiết cĩ hai MFĐ F1, F2 cĩ tốc độ gĩc ω1, ω2. Suất điện động riêng lẻ là . 1E , . 2E . Hình 1.1: Sơ đồ nối điện, sơ đồ thay thế và sơ đồ vector của E1 và E2 )1.1(sincos 121 . δδ jEEEE +−=∆ Với: δ - gĩc lệch giữa hai vector suất điện động E1, E2. ∆ . E - được gọi là điện áp phách. )2.1(cossin 121 . .       −+= ∆ = ΣΣΣΣ δδ x E x Ej x E jx EI cb Trong đĩ: x∑ = x1 + x12 + x2 ω1 ω2 E1 E2 F1 F2 X1 X1 X2 X1 X2 X1 Icb E1.e tj 1ω E2.e tj 2ω . 1E . 2E . E∆ 0 +j δ 5 Hình 1.2: Sơ đồ vector của dịng Icb khi E1 ≠ E2, δ ≠ 0 Ta xét các trường hợp cĩ thể xảy ra trong lúc hịa điện: Trường hợp 1: E1 ≠ E2; ω1 = ω2; δ = 0 δ = 00, E1 > E2 δ = 00, E1 < E2 Σ − −= x EEjI cb 21 Σ − = x EEjI cb 21 Hình 1.3: Sơ đồ vector của dịng Icb khi E1 ≠ E2, δ = 0 Trường hợp 2: E1 = E2; ω1 = ω2; δ ≠ 0 E1 = E2, δ ≠ 00 E1 = E2, δ = 1800 ( )]cos1[sin1 δδ −+= Σ j x EI cb Σ = x EjI cb 2 Hình 1.4: Sơ đồ vector của dịng Icb khi E1 = E2, δ ≠ 0 Trường hợp 3: E1 = E2; ω1 ≠ ω2; δ = 0 6 0=cbI Hình 1.5: Sơ đồ vector của dịng Icb khi E1 = E2, δ = 0 Từ các trường hợp khảo sát trên cĩ thể cĩ những kết luận sau: - Hịa khi tần số khác nhau nhiều và cĩ độ lệch điện áp sẽ xuất hiện dịng cân bằng cĩ thành phần thực dẫn đến chế độ mất đồng bộ. - Hịa khi cĩ lệch δ thì dịng cân bằng cĩ thành phần thực, ảnh hưởng đến tác dụng cơ các phần tử và dẫn tới hư hỏng. - Trường hợp ít nguy hiểm nhất là khi điện áp khác nhau nhưng ω1 = ω2 và δ = 0. 1.2. Phân tích sự ổn định của máy phát điện đồng bộ khi hịa vào hệ thống điện Xét trường hợp điện áp máy phát và điện áp hệ thống cùng thứ tự pha, bằng nhau về độ lớn và cùng tần số nhưng khơng cùng pha, cĩ đồ thị dạng sĩng như hình vẽ 1.6: Trường hợp 1 Trường hợp 2 Hình 1.6: Hai trường hợp của dạng sĩng điện áp trong quá trình mất đồng bộ. Trong hai trường hợp, mơ-men điện từ của MFĐ đồng bộ khác nhau và thể hiện như hình 1.7. 7 Đường liên tục: Điện áp máy phát nhanh pha. Đường nét đứt: Điện áp máy phát chậm pha. Hình 1.7: Mơ-men xoắn lớn nhất và nhỏ nhất trong quá trình mất đồng bộ Để phân tích sự ổn định của MFĐ đồng bộ khi hịa vào lưới, sử dụng phần mềm MATLAB SIMULINK để mơ phỏng. Sơ đồ và thơng số được cho như hình vẽ 1.8. Hình 1.8: Sơ đồ một sợi và các thơng số của thiết bị được mơ phỏng Gĩc pha M ơ - m e n x o ắ n Máy phát Rơ-to: Round S: 517MVA VL-L: 21kV F: 50Hz Xd/Xd’/Xd’’: 2.296/0.308/0.217 Td’/Td’’/Xd0’/Ta: 0.99/0.018/7.4/0.38 Rs: 1.267x10-3 P: 2 Máy biến áp S: 520MVA F: 50Hz Cuộn dây 1: V1ph-ph: 21kV R1 (pu): 0.0027 L1 (pu): 0.08 Connection : Delta Cuộn dây 2: V2ph-ph: 400kV R2 (pu): 0.0027 L2 (pu): 0.08 Connection : Yn Thanh cái VL-L: 400kV F: 50Hz X/R: inf 8 Hình 1.9: Dịng điện stator (iA) và gia tốc gĩc rotor ( 2 2 dt d δ ) ứng với các trường hợp gĩc lệch pha giữa điện áp máy phát với hệ thống a) -120o b) -80o c) +120o d) +80o 9 Dịng điện stator và gia tốc gĩc rotor trong hai trường hợp ứng với gĩc lệch pha là +80o và -80o       2 2 dt d δ max       2 2 dt d δ min ( )ai max ( )ai min Gĩc lệch pha (rad/s2) (rad/s2) (A) (A) +80o 0.32 0.2 5900 4000 -80o 0.0083 0 500 40 Với kết quả mơ phỏng trên, khi hịa đồng bộ trong trường hợp điện áp máy phát chậm pha hơn so với điện áp hệ thống thì máy phát ổn định, cịn trong trường hợp ngược lại, máy phát khơng ổn định và rất nguy hiểm và cĩ thể dẫn đến hệ thống mất ổn định. 1.3. Các điều kiện hịa đồng bộ máy phát điện 1.3.1. Điều kiện về điện áp 1.3.2. Điều kiện về tần số 1.3.3. Điều kiện về pha 1.3.4. Đồng vị pha máy phát 1.4. Các phương pháp hịa đồng bộ 1.4.1. Hịa đồng bộ bằng đồng bộ kiểu ánh sáng 1.4.2. Hịa đồng bộ chính xác bằng bộ đồng bộ kiểu điện từ 1.4.3. Tự đồng bộ 1.5. Xác định thời điểm hịa các máy phát đồng bộ 1.5.1. Các phương án truyền thống Chúng ta cĩ 2 phương án truyền thống là: - Hồ theo gĩc vượt trước (δtr). - Hồ theo thời gian vượt trước (ttr). Giữa gĩc vượt trước và thời gian vượt trước luơn cĩ quan hệ với nhau theo theo biểu thức: 10 )4.1(. trtrtr tωδ = Tương ứng với hai phương án truyền thống nĩi trên là hai loại thiết bị hồ như sau: - Thiết bị hồ với gĩc vượt trước khơng đổi ( δtr = const ). Trong loại này lệnh hồ sẽ được phát tại thời điểm khi δ = δtr , nếu ta giữ δtr = const và đồng thời thoả mãn điều kiện trễ nĩi trên (τ = ttr) thì việc phát lệnh hồ được thực hiện chỉ khi phù hợp với một giá trị duy nhất của tốc độ gĩc trượt. Hình 1.13: Xác định thời điểm hịa theo gĩc vượt trước khơng đổi - Thiết bị hồ với thời gian vượt trước khơng đổi (ttr= const). Trong loại này lệnh hồ sẽ được phát tại thời điểm sớm hơn thời điểm hồ một thời gian xác định (ttr) đúng bằng thời gian đĩng trễ của thiết bị đĩng cắt (ttr= τ). Ngồi việc sử dụng tín hiệu sUkU .11 = như phương án trên, ở phương án này cịn dùng thêm một tín hiệu thứ hai – Vi phân của điện áp phách ( dt dUkU s.22 = ). Trong vùng so sánh ( 0< dt dU s ) khi giá trị tuyệt đối của hai tín hiệu U1 và U2 bằng nhau thì đĩ chính là thời điểm phát lệnh hồ. Bằng cách lựa chọn k1 và k2 hợp lý chúng ta sẽ làm xuất hiện thời k1.Us ωS > ωtr ωS = ωtr ωS < ωtr t 11 điểm phát lệnh hồ sớm hơn thời điểm hồ đúng bằng thời gian trễ τ, thời điểm đĩ hồn tồn khơng phụ thuộc vào tốc độ gĩc trượt. Nhờ tính ưu việt đĩ nên phương án này đã được sử dụng phổ biến. Hình 1.14: Xác định thời điểm hịa theo thời gian đĩng trước khơng đổi 1.5.2. Phương án được đề xuất Trên cơ sở kế thừa 2 phương án hịa truyền thống, phương án được đề xuất vẫn dùng 2 tín hiệu tỷ lệ (U1=k1.Us) và vi phân (U2=k2.dUs/dt) của Us. Nhưng khác ở chỗ hai tín hiệu này khơng được so sánh ở dạng tín hiệu tương tự, mà chúng được biến đổi từ giá trị tương tự thành tần số xung, trước khi đưa đến hai cửa vào đếm của vi điều khiển. Tại đây chúng được so sánh và xử lý bởi chương trình. 1.6. Một số sơ đồ hịa đồng bộ phổ biến tại Việt Nam và trên thế giới 1.6.1. Hịa đồng bộ máy phát vào thanh cái 1.6.2. Hịa đồng bộ máy phát vào lưới thơng qua máy biến áp 1.6.2.1. Máy biến áp đấu nối Ү/∆-1 1.6.2.2. Máy biến áp đấu nối Ү/∆-11 k1.Us -k2.dUs/dt 12 1.6.3. Sơ đồ hịa đồng bộ dùng thiết bị hịa đồng bộ được đề xuất 5 6 9 7 8 1 2 3 4 A B C A B C GENERATOR VT VT U V u v U V u v UL UG LINE 15R 15L 25 60R 60L E 220 110 V 220110 V CB Hình 1.20: Sơ đồ hịa đồng bộ đề xuất - Điện áp lưới và điện áp máy phát được đưa vào thiết bị hịa đồng bộ chính xác (rơ-le hịa) thơng qua hai máy biến điện áp 220/110V. Vi điều khiển đo, giám sát 3 đại lượng điện áp, tần số, gĩc pha, tính tốn và so sánh ∆U, ∆f, ∆φ với giá trị đặt cho phép, khi đủ điều kiện hịa ra lệnh đĩng máy cắt hịa đồng bộ máy phát vào lưới. Thiết bị hịa đồng bộ chính xác 13 Chương 2 - LỰA CHỌN VI ĐIỀU KHIỂN 2.1. Tổng quan lựa chọn vi điều khiển 2.1.1. Nhiệm vụ của vi điều khiển Nhiệm vụ của vi điều khiển 1: - Đo các đại lượng đầu vào như UL, fL, UG, fG, tính tốn các đại lượng ∆U, ∆f, ∆φ và hiển thị lên màn hình LCD; - Đọc phím để nhận các giá trị cài đặt; - Tính tốn để đưa ra lệnh đĩng máy cắt (lệnh hịa); - Trao đổi số liệu đo được với vi điều khiển 2. Nhiệm vụ của vi điều khiển 2: - Nhận số liệu do vi điều khiển 1 gửi sang, hiển thị các số liệu này lên Led 7 đoạn và Led quay một cách trực quan. Để đáp ứng được những nhiệm vụ trên của hai vi điều khiển thì trong đề tài này tơi sử dụng họ vi điều khiển PIC 18F4550. 2.1.2. Sơ lược về cấu trúc của vi điều khiển 2.1.3. Tổng quan về vi điều khiển PIC 2.1.3.1. PIC là gì 2.1.3.2. Tại sao là PIC mà khơng là các họ vi điều khiển khác 2.1.3.3. Các dịng PIC và cách lựa chọn vi điều khiển PIC 2.1.3.4. Ngơn ngữ lập trình PIC 2.1.3.5. Mạch nạp PIC 2.2. Vi điều khiển PIC 18F4550 2.2.1. Sơ đồ chân và chức năng của từng chân 2.2.1.1. Sơ đồ chân Hình 2.3: Vi điều khiển PIC18F4550 14 Hình 2.4: Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 18F4550 2.2.1.2 Chức năng của từng chân 2.2.2. Một vài thơng số về vi điều khiển PIC 18F4550 PIC hổ trợ ADC lấy mẫu đồng thời trên 2 kênh, điều này thuận tiện cho việc lấy tín hiệu điện áp lưới và máy phát cùng 1 thời điểm. Các đặc tính ngoại vi bao gồm các khối chức năng sau: - Timer0: Bộ đếm 16 bit. - Timer1: Bộ đếm 16 bit . - Timer2: Bộ đếm 8 bit. - Timer3: Bộ đếm 16 bit . Các đặc tính Analog: - 13 kênh chuyển đổi ADC 10 bit. - Hai bộ so sánh. 2.2.3. Sơ đồ khối 2.2.4. Tổ chức bộ nhớ 2.2.4.1. Bộ nhớ chưong trình 2.2.4.2. Bộ nhớ dữ liệu 15 2.2.5. Các cổng nhập xuất Vi điều khiển PIC18F4550 cĩ 5 cổng xuất nhập, bao gồm PORTA, PORTB, PORTC, PORTD và PORTE. 2.2.5.1. PORTA 2.2.5.2. PORTB 2.2.5.3. PORTC 2.2.5.4. PORTD 2.2.5.5. PORTE 2.2.6 Các bộ TIMER 2.2.6.1. TIMER0 2.2.6.2. TIMER1 2.2.6.3. TIMER2 2.2.6.4. TIMER3 2.2.7. Bộ chuyển đổi ADC 2.2.8. CCP 2.2.9. Chuẩn giao tiếp I2C 2.2.10. Ngắt (INTERRUPT) 2.2.11. Phần mềm lập trình 16 Chương 3 - SƠ ĐỒ KHỐI VÀ THIẾT BỊ PHẦN CỨNG 3.1. Sơ đồ khối Thiết bị tự động hịa đồng bộ chính xác dùng vi điều khiển của đề tài cĩ sơ đồ khối như sau: Hình 3.1: Sơ đồ khối thiết bị hịa đồng bộ chính xác dùng vi điều khiển Timer Timer Timer Cycle Timer Delta V Detection 25 Timer Alarm Delta F Detection Timer 5V 0V ±12V CPU RAM ROM Voltage detection Hz detection FG Hz detection FB Phase different detection A/D Conversion 15R 15L Governor increase signal Governor decrease signal 60R 60L Voltage increase signal Voltage decrease signal ±15o ±15o 25 25 Delta F Delta V Alarm Alarm % Hz Power circuit Power VG VB AUTO MANUAL 17 3.2. Nguyên lý làm việc 3.2.1. Điều chỉnh tần số ( tăng tốc độ, giảm tốc độ) 3.2.2. Điều chỉnh điện áp (tăng điện áp, giảm điện áp) 3.2.3. Đầu ra ±15o 3.2.4. Đầu ra 25 Hình 4.2: Giản đồ tín hiệu đầu ra đi đĩng máy cắt 3.3. Thiết kế phần cứng 3.3.1. Mạch đo và chuẩn hố điện áp lưới và điện áp máy phát 3.3.1.1. Phương pháp đo Tín hiệu điện áp xoay chiều từ máy phát và lưới được đưa qua bộ biến áp trở thành điện áp xoay chiều biên độ thấp, qua bộ chỉnh lưu AC/DC trở thành điện áp 1 chiều 5VDC qua bộ biến đổi ADC trở thành tín hiệu số 10 bít đưa vào vi xử lý, vi xử lý tính tốn giá trị UG, UL gửi kết quả hiển thị lên LCD đồng thời tính ra ∆U = UG - UL. AC/DC ADC 10bit Hình 3.3: Sơ đồ khối mạch đo và chuẩn hĩa điện áp 3.3.1.2. Mạch đo , chuẩn hĩa điện áp lưới, điện áp máy phát Điểm đồng bộ Điện áp phách Thời gian đĩng trước Cảnh báo Hạ áp Vi điều khiển Số 18 3.3.2. Mạch đo và chuẩn hố tần số lưới và tần số máy phát, đo gĩc lệch pha ∆φ 3.3.2.1. Cơ sở của phép đo tần số 0 + - Hình 3.4: Sơ đồ khối mạch đo và chuẩn hĩa điện áp - Tín hiệu điện áp xoay chiều được đưa qua một mạch điều chế xung, biến đổi thành xung vuơng cùng pha, cùng tần số, tín hiệu xung này đưa qua bộ chuẩn hĩa xung để biến đổi thành dạng xung vuơng. - Vi điều khiển sẽ dị, khi phát hiện sườn lên của xung thì ra lệnh khởi động Timer. Khi vi điều khiển dị thấy sườn lên tiếp theo của xung thì ra lệnh dừng Timer. - Vi điều khiển đọc số chứa trong thanh ghi dữ liệu của Timer và tính ra giá trị của chu kỳ T, từ đĩ tính ra tần số f = 1/T. 3.3.2.2. Mạch đo và chuẩn hố tần số lưới và tần số máy phát - Vi điều khiển sẽ đo chu kỳ TL, TG sau đĩ tính ra fL, fG, ∆f . 3.3.2.3. Cơ sở phép đo gĩc lệch pha ∆φ giữa điện áp lưới và điện áp máy phát o 1 o 1 o 1 o 1 ~ ~ Hình 3.6: Sơ đồ khối mạch đo gĩc lệch pha ∆φ Mạch điều chế Chuẩn hĩa xung Timer của vi điều khiển Mạch điều chế xung Mạch điều chế xung Vi điều khiển UG UL 19 - Vi điều khiển sẽ dị sườn lên của xung UL, khi phát hiện sườn lên của xung UL thì ra lệnh khởi động Timer với tần số 5MHz. Sau đĩ vi điều khiển dị sườn lên của xung UG, khi phát hiện thấy sườn lên của xung UG thì ra lệnh dừng Timer. - Vi điều khiển đọc số chứa trong thanh ghi dữ liệu của Timer và tính ra khoảng sai lệch về thời gian giữa hai sườn lên đầu tiên của xung UL, UG, từ đĩ tính ra ∆φ. 3.3.3. Mạch nguồn - Nguồn cung cấp cho các mạch đo và vi điều khiển cĩ cấp điện áp là ± 5V và ± 12V. 3.3.4. Mạch hiển thị độ lệch điện áp, độ lệch tần số, gĩc pha - Gĩc lệch pha của điện áp lưới và điện áp máy phát được thể hiện trên hệ thống 26 đèn LED đơn. Khi điện áp lưới sớm pha hơn điện áp máy phát thì các đèn LED đơn sẽ quay theo chiều kim đồng hồ, ngược lại thì quay sẽ quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. 3.3.5. Khối ngoại vi 3.3.5.1. Phím 3.3.5.2. Mạch LCD 3.4. Thiết kế bàn thí nghiệm về rơ le hịa đồng bộ dùng vi điều khiển Hình 3.12: Mạch thí nghiệm rơ le tự động hịa đồng bộ chính xác dùng vi điều khiển 20 Chương 4 - LƯU ĐỒ PHẦN MỀM VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 4.1. Lưu đồ phần mềm 4.1.1. Lưu đồ phần mềm chính của vi điều khiển 1 4.1.1.1. Lưu đồ phần mềm truyền dữ liệu sang Vi điều khiển 2 4.1.1.2. Lưu đồ phần mềm cài đặt các giá trị 4.1.1.3. Lưu đồ phần mềm đo điện áp lưới 4.1.1.4. Lưu đồ phần mềm đo điện áp máy phát 4.1.1.5. Lưu đồ phần mềm đo tần số lưới 4.1.1.6. Lưu đồ phần mềm đo tần số máy phát 4.1.1.7. Lưu đồ phần mềm đo độ lệch pha 4.1.1.8. Lưu đồ phần mềm tính độ lệch điện áp, độ lệch tần số 4.1.1.9. Lưu đồ thuật tốn hịa đồng bộ 21 4.1.1.10. Lưu đồ phần mềm khởi tạo các giá trị ban đầu 4.1.1.12. Lưu đồ phần mềm ngắt sườn lên điện áp máy phát 4.1.1.13. Lưu đồ phần mềm ngắt Timer 2 sau mỗi 10ms 4.1.2. Lưu đồ phần mềm của vi điều khiển 2 - Vi điều khiển 2 nhận các số liệu đo do vi điều khiển 1 gửi sang, hiển thị các số đo này lên Led 7 đoạn và Led quay mộ t cách trực quan. Cụ thể gồm các lưu đồ như sau: 22 4.1.2.1. Lưu đồ phần mềm chính vi điều khiển 2 4.1.2.2. Lưu đồ phần mềm ngắt I2C Vi điều khiển 2 4.2. Chương trình điều khiển 4.2.1. Chương trình cho vi điều khiển 1 4.2.2. Chương trình cho vi điều khiển 2 Tính các giá trị từ các Byte nhận được từ giao tiếp I2C: - Gĩc lệch pha = Byte cao gĩc lệch pha x 256 + Byte thấp gĩc lệch pha. - Độ lệch điện áp = (Byte cao độ lệch điện áp x 256 + Byte thấp độ lệch điện áp)/10. - Độ lệch tần số = (Byte cao độ lệch tần số x 256 + Byte thấp độ lệch tần số)/100. - Kiểm tra các bit trong Byte chứa trạng thái. - Hiển thị ra Led 7 đoạn độ lệch điện áp và độ lệch tần số. - Hiển thị gĩc lệch pha ra 26 Led quay. - Hiển thị các Led chỉ trạng thái. - Cho phép giao tiếp I2C - Khai báo các biến - Cho phép ngắt do I2C Bắt đầu Kết thúc 23 Chương 5 - THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 5.1. Thử nghiệm 5.1.1. Kiểm tra phần cứng 5.1.2. Kiểm tra phần mềm 5.1.3. Kiểm tra đo lường 5.1.3.1. Kiểm tra đo lường điện áp 5.1.3.2. Kiểm tra đo lường tần số 5.1.3.3. Kiểm tra đo lường gĩc pha 5.1.4 Kiểm tra độ lệch điện áp Giá trị bơm từ hợp bộ Giá trị hiển thị trên rơ-le hịa Hình 5.9: Kiểm tra độ lệch điện áp 5.1.5. Kiểm tra độ lệch gĩc pha Giá trị bơm từ hợp bộ Giá trị hiển thị trên rơ- le hịa Hình 5.10: Kiểm tra độ lệch gĩc pha 24 5.1.6. Kiểm tra độ lệch tần số Giá trị bơm từ hợp bộ Giá trị hiển thị trên rơ-le hịa Hình 5.11: Kiểm tra độ lệch tần số 5.1.7. Kiểm tra chức năng đưa tín hiệu tăng/giảm điện áp Đưa tín hiệu đi tăng điện áp MFĐ Đưa tín hiệu đi giảm điện áp MFĐ Hình 5.12: Kiểm tra chức năng tăng/giảm điện áp máy phát 5.1.8. Kiểm tra chức năng đưa tín hiệu tăng/giảm tần số Đưa tín hiệu đi tăng tần số MFĐ Đưa tín hiệu đi giảm tần số MFĐ Hình 5.13: Kiểm tra chức năng tăng/giảm điện áp máy phát 15R 15L 60L 60R 25 5.1.9. Kiểm tra tín hiệu khi đủ điều kiện hịa Hình 5.14: Kiểm tra tín hiệu đi đĩng máy cắt 5.1.10. Chạy thử nghiệm thực tế với máy phát điện của nhà máy thủy điện Đại Đồng tỉnh Quảng Nam Hình 5.15: Hịa thử với Tổ máy số 2 - Nhà máy thủy điện Đại đồng 5.2. Đánh giá kết quả thiết kế Đủ điều kiện hịa, đưa tín hiệu đi đĩng máy cắt Nguồn ∆U ∆f ∆φ Độ lệch điện áp (%) Độ lệch tần số (Hz) 26 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong phạm vi nghiên cứu và thực nghiệm đề tài đã đáp ứng được nhiệm vụ: - Tìm hiểu về các phương pháp hịa đồng bộ; - Tìm hiểu một số sơ đồ hịa đồng bộ phổ biến tại Việt Nam và trên thế giới, từ đĩ đánh giá và đề xuất phương án thiết kế rơ-le hịa đồng bộ chính xác dùng vi điều khiển; - Tìm hiểu về các họ vi điều khiển, căn cứ yêu cầu thiết kế lựa chọn được loại vi điều khiển để sử dụng trong đề tài là vi điều khiển họ PIC loại 18F4550; - Thiết kế và lựa chọn các thiết bị phần cứng cho rơ-le hịa; - Viết chương trình phần mềm cho rơ-le hịa; - Thực nghiệm, kiểm tra đánh giá kết quả, bước đầu rơ-le tự động hịa đồng bộ mà đề tài thực hiện đáp ứng tốt các nhiệm vụ: + Vi điều khiển đo ba đại lượng điện áp, tần số và gĩc pha của máy phát và lưới, sau đĩ gửi kết quả hiển thị lên màn hình LCD và LED 7 đoạn; + So sánh sai số ∆U, ∆f, ∆φ với giá trị đặt cho phép. Khi đủ điều kiện hịa ra lệnh đĩng máy cắt hịa động bộ máy phát vào lưới. Khi độ lệch điện áp và độ lệch tần số nằm ngồi giá trị cài đặt cho phép thì rơ-le đưa tín hiệu đến hệ thống kích từ và hệ thống điều tốc để tăng/giảm điện áp, tần số. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO MỤC LỤC