Hòa đồng bộ máy phát điện: Kinh nghiệm thực tiễn

Hòa đồng bộ máy phát điện là gì? Điều kiện hòa đồng bộ hai hay nhiều máy phát là gì? Cần trang bị kinh nghiệm gì khi đồng bộ? Những thông tin trên sẽ được tổng kho máy phát điện chia sẻ trong bài viết dưới đây.

I. Tổng quan hòa đồng bộ máy phát điện

1. Hòa đồng bộ là gì?

Hòa đồng bộ máy điện là hình thức mắc song song hai hay nhiều máy phát điện. Các máy phát điện này sẽ cùng nối chung vào một mạng lưới điện. Việc nối chung này đòi hỏi nhiều yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt để đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, hiệu quả.

Trong bối cảnh Việt Nam, việc hòa đồng bộ máy phát điện ngày càng trở nên phổ biến tại các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất và các tòa nhà thương mại lớn. Điều này xuất phát từ nhu cầu đảm bảo nguồn điện liên tục và ổn định trong điều kiện lưới điện quốc gia đôi khi chưa đáp ứng được yêu cầu.

Phương pháp hòa đồng bộ các máy phát điện đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao cũng như tính chuyên nghiệp trong quá trình vận hành, bảo dưỡng. Chính vì thế, bạn phải xác định được đúng nhu cầu của mình phù hợp với giải pháp máy phát điện song song hay máy phát điện song song với lưới điện.

Quá trình hòa đồng bộ sẽ làm cân bằng tốc độ quay và điện áp của máy phát, đảm bảo các tham số điện đồng nhất và không gây ra các hiện tượng xung đột hay hư hỏng thiết bị.

2. Chức năng của hòa đồng bộ

Chức năng của hòa đồng bộ hệ thống máy phát điện gồm:

• Xác định thời điểm hòa đồng bộ
• Ra lệnh thao tác các thiết bị tự động đóng cắt
• Bảo vệ máy phát và hệ thống
• Điều khiển quá trình phân chia tải
• Đảm bảo ổn định điện áp và tần số

3. Khi nào nên hòa đồng bộ máy phát điện?

Hòa đồng bộ hai hay nhiều máy phát không phải muốn là được. Hơn nữa, chi phí hòa đồng bộ cũng khá tốn kém. Vì thế, nếu bạn nằm trong những trường hợp sau mới cần tiến hành hòa đồng bộ:

• Khi công suất yêu cầu lớn hơn công suất của một tổ máy phát điện
• Khi bạn muốn tiết kiệm chi phí nhiên liệu nếu phụ tải thay đổi
• Khi bạn đã có sẵn một chiếc máy phát điện và muốn mở rộng công suất
• Khi hệ thống của bạn phải làm việc liên tục 24/7

Ở Việt Nam, với tình trạng thời tiết khắc nghiệt (mưa bão, ngập lụt) và lưới điện đôi khi không ổn định, hệ thống hòa đồng bộ máy phát điện trở thành giải pháp thiết yếu cho nhiều doanh nghiệp và tổ chức.

II. Điều kiện hòa đồng bộ máy phát điện

1. Điều kiện hòa đồng bộ

Các máy phát điện muốn làm việc song song với nhau bắt buộc phải đảm bảo 3 điều kiện cơ bản sau:

• Điện áp của các máy phát điện phải bằng nhau – Độ sai lệch điện áp phải nhỏ hơn hoặc bằng 5%. Trong điều kiện Việt Nam, với các dao động điện áp thường xuyên, hệ thống cần được trang bị thiết bị điều chỉnh điện áp (AVR) chất lượng cao.
• Tần số các máy phát điện bằng nhau – Nếu chúng không bằng nhau, việc phân chia tải sẽ không đều. Điều này dẫn đến máy phát điện bị hỏng. Tại Việt Nam, hệ thống điện sử dụng tần số 50Hz, các thiết bị điều khiển cần được hiệu chỉnh phù hợp.
• Thứ tự pha phải giống nhau – Việc đảm bảo trình tự pha đúng là điều kiện bắt buộc để tránh hiện tượng ngắn mạch khi hòa đồng bộ.

Ngoài 3 điều kiện bắt buộc trên, để hệ thống làm việc an toàn trong điều kiện khắc nghiệt của Việt Nam (độ ẩm cao, nhiệt độ lớn), bạn cần trang bị thêm:

• Thiết bị điều chỉnh điện áp và tần số chất lượng cao – AVR máy phát điện và bộ điều tốc (governor) giúp hỗ trợ điều chỉnh tình trạng phân chia tải chính xác và ổn định.
• Thiết bị đo lường và bảo vệ cho từng tổ máy phát điện – Bao gồm các rơ-le bảo vệ quá dòng, bảo vệ điện áp, bảo vệ tần số và các thiết bị giám sát hiện đại khác.
• Hệ thống làm mát hiệu quả – Do điều kiện nhiệt độ cao của Việt Nam, các máy phát điện cần được trang bị hệ thống làm mát hiệu quả để duy trì nhiệt độ làm việc ổn định.
• Hệ thống điều khiển tự động – Nhằm giảm thiểu sai sót trong quá trình vận hành, đặc biệt trong điều kiện nhiễu loạn của lưới điện.

2. Thời điểm hòa đồng bộ máy phát điện

Thời điểm hòa 2 máy phát điện chính là thời điểm để đóng các thiết bị đóng cắt cho phép đưa các máy đang làm việc riêng rẽ vào làm việc song song với nhau.

Thời điểm hòa đồng bộ phải có đủ các điều kiện:

• Hệ thống phải có cùng điện áp, tần số và thứ tự pha – Điều này cần được xác nhận bằng các thiết bị đo lường chính xác.
• Hai hệ thống phải có cùng pha – Độ lệch pha tại thời điểm đóng cắt ảnh hưởng trực tiếp lên độ lớn của hệ thống dòng điện. Trong thực tế tại Việt Nam, việc đồng bộ pha chính xác đôi khi gặp khó khăn do nhiễu từ lưới điện.

III. Các phương pháp hòa đồng bộ máy phát điện

1. Hòa đồng bộ chính xác

• Đưa về trị số của điện áp máy phát điện được đóng vào UF và điện áp mạng UHT – Quá trình này đòi hỏi sự tinh chỉnh liên tục, đặc biệt trong điều kiện nguồn điện không ổn định của Việt Nam.
• San bằng tốc độ góc quay của máy phát điện được đóng vào wF và tốc độ góc quay wHT (trong đó wF >> wHT) – Điều này đảm bảo sự đồng bộ về mặt cơ học giữa các máy phát.
• Làm cho góc pha của vectơ điện áp máy phát điện và điện áp mạng bằng nhau vào lúc tiến hành đóng máy cắt – Góc lệch pha giữa các vectơ điện áp máy phát điện và mạng là d >> 0.

LƯU Ý, thời điểm đó phải đảm bảo điều kiện độ lệch điện áp giữa các tổ máy phát điện gần bằng không. Có như thế dòng điện cân bằng lúc đóng tổ máy phát điện sẽ cho giá trị nhỏ nhất.

Tại Việt Nam, với đặc thù về điện áp lưới có lúc dao động lớn, việc đảm bảo độ lệch điện áp gần bằng không đòi hỏi các thiết bị đo lường chính xác và quy trình vận hành nghiêm ngặt.

2. Hòa động bộ tự động

• Máy phát không được kích từ trước khi hòa đồng bộ – Có thể hiểu là kích từ máy phát điện đã được cắt ra bởi aptomat khử từ. Phải lưu ý đến tốc độ quay của máy phát để đảm bảo điều kiện vận hành tối ưu.
• Tốc độ góc quay của máy phát điện phải xấp xỉ tốc độ góc quay của các máy đang làm việc – Điều này đảm bảo quá trình hòa đồng bộ diễn ra mượt mà, giảm thiểu hiện tượng xung kích khi đóng máy.

Như vậy, trước khi đóng một tổ máy phát điện làm việc song song với các tổ máy phát điện khác thì máy phát điện đó chưa được kích từ. Khi tốc độ quay của máy phát điện đó gần bằng tốc độ góc quay của các máy phát điện khác thì máy phát điện đó được đóng vào. Ngay sau đó, dòng kích từ sẽ được đưa vào roto. Máy phát điện sẽ được kéo vào làm việc đồng bộ.

IV. Ứng dụng hòa đồng bộ máy phát điện tại Việt Nam

1. Thách thức của hòa đồng bộ máy phát điện tại Việt Nam

Việc hòa đồng bộ máy phát điện tại Việt Nam gặp nhiều thách thức đặc thù:

• Chất lượng nhiên liệu diesel không đồng đều – Nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao và tạp chất ảnh hưởng đến hiệu suất máy phát, gây ra dao động trong vận hành.
• Điều kiện khí hậu khắc nghiệt – Nhiệt độ cao và độ ẩm lớn tại Việt Nam ảnh hưởng đến hiệu suất của máy phát, đòi hỏi hệ thống làm mát hiệu quả.
• Lưới điện không ổn định – Dao động điện áp và tần số từ lưới điện quốc gia gây khó khăn trong việc hòa đồng bộ máy phát với lưới.
• Thiếu nhân lực kỹ thuật có trình độ cao – Việc vận hành và bảo dưỡng hệ thống hòa đồng bộ đòi hỏi kỹ sư có kiến thức chuyên sâu.

2. Giải pháp thích ứng cho điều kiện Việt Nam

Từ kinh nghiệm thực tế, một số giải pháp đã được áp dụng hiệu quả:

• Sử dụng hệ thống lọc nhiên liệu kép – Loại bỏ tạp chất và nước trong nhiên liệu diesel, đảm bảo hoạt động ổn định của động cơ.
• Lắp đặt hệ thống điều hòa không khí cho phòng đặt máy – Duy trì nhiệt độ ổn định cho thiết bị điều khiển điện tử, tăng độ tin cậy của hệ thống.
• Trang bị bộ ổn áp (AVR) cao cấp – Có khả năng đáp ứng nhanh với biến động điện áp, đảm bảo điện áp ra từ máy phát luôn ổn định.
• Đào tạo chuyên sâu cho đội ngũ kỹ thuật – Nâng cao năng lực vận hành và xử lý sự cố cho đội ngũ kỹ thuật viên.

3. Tính toán kinh tế khi lựa chọn giải pháp hòa đồng bộ

Khi xem xét đầu tư hệ thống hòa đồng bộ máy phát điện tại Việt Nam, doanh nghiệp cần cân nhắc:

• Chi phí đầu tư ban đầu – Tủ điều khiển hòa đồng bộ có giá từ 100-500 triệu đồng tùy quy mô hệ thống.
• Chi phí vận hành và bảo dưỡng – Thường cao hơn 15-20% so với hệ thống máy phát đơn lẻ.
• Tiết kiệm nhiên liệu – Hệ thống hòa đồng bộ có thể tiết kiệm 20-30% chi phí nhiên liệu nhờ vận hành tối ưu theo phụ tải.
• Tuổi thọ thiết bị – Kéo dài tuổi thọ máy phát khi hoạt động ở mức tải tối ưu, giảm chi phí thay thế.

V. Video giới thiệu tủ hòa đồng bộ máy phát điện

 

Với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, Tổng kho máy phát điện nhận hòa đồng bộ máy phát điện. Quý khách có nhu cầu hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn chi tiết hơn.

Kết luận

Hòa đồng bộ máy phát điện là giải pháp kỹ thuật cao, đặc biệt cần thiết trong điều kiện lưới điện chưa thực sự ổn định tại Việt Nam. Tuy đòi hỏi đầu tư lớn về thiết bị và nhân lực, nhưng lợi ích mang lại về độ tin cậy cung cấp điện và tối ưu chi phí vận hành là không thể phủ nhận.

Hy vọng qua bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quan về hòa đồng bộ máy phát điện và có thể đưa ra quyết định đúng đắn khi lựa chọn giải pháp cung cấp điện cho doanh nghiệp của mình.