Khắc phục 2 sự cố “khó tránh” khi kích từ máy phát điện xoay chiều 3 pha

Hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều 3 pha là bộ phận không thể thiết đối với máy phát điện. Vậy kích từ máy phát điện là gì, nguyên lý hoạt động của chúng ra sao. Nắm rõ được những kiến thức này bạn có thể sửa chữa máy phát điện.

A. Tổng quan hệ thống kích từ máy phát điện 3 pha

Đầu tiên, Tổng kho máy phát điện muốn giới thiệu với các bạn về hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều.

Để có thể hiểu sâu hơn về máy phát điện xoay chiều, bạn đọc có thể tham khảo trên Wikipedia hoặc click tại đây.

1. Khái niệm

Máy kích từ máy phát điện 3 pha là hệ thống cung cấp dòng điện trường cho bộ phận roto của máy phát điện. Cấu tạo của hệ thống kích từ gồm phần tĩnh là máy phát điện và phần quay là roto. Chúng kết hợp cùng nhau với một bộ chỉnh lưu dạng quay và được lắp ngang trên trục đỡ.

Khi hoạt động, dòng kích từ di chuyển qua phần ứng của máy kích từ. Sau đó, chúng tiếp tục di chuyển qua bộ chỉnh lưu và đi vào roto. Trong quá trình di chuyển, dòng điện không cần thiết phải tiếp xúc với chổi than. Do đó, hệ thống này còn được biết đến với tên gọi khác là kích từ máy phát điện không chổi than.

Thế nào là máy phát điện không chổi than, mời bạn đọc tham khảo trên Wikipedia tại đây.

2. Vai trò của kích từ máy phát điện xoay chiều 3 pha

Hệ thống kích từ là một bộ phận quan trọng của máy phát điện xoay chiều. Nó chính là một hệ thống cung cấp công suất kích từ của máy phát điện xoay chiều. 

Hệ thống kích từ thường có hai phần:

• Một phần được sử dụng để thiết lập từ trường một chiều. Tức là nó sẽ cung cấp dòng điện một chiều (DC) cho cuộn dây từ trường của máy phát điện. Hay phần này còn được gọi là bộ phận đầu ra công suất kích thích.
• Bộ phận còn lại dùng để điều chỉnh dòng điện kích từ hoạt động bình thường. Nó được biết đến với tên gọi bộ phận điều khiển kích từ.

Hệ thống kích từ máy phát điện đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận hành của một hệ thống máy phát điện. Nó điều khiển đại áp vào và ra của một máy phát điện. Không những thế, nó còn điều khiển cả công suất phản kháng, hệ số công suất và dòng điện của máy phát điện.

3. Nguyên lý làm việc của máy kích từ máy phát điện xoay chiều 3 pha

Sự kích từ của máy phát điện thường được điều khiển bởi một bộ điều khiển điện áp tự động (AVR). Roto của máy phát điện được cung cấp dòng điện 1 chiều bởi một bộ chỉnh lưu quay gặp với trục roto. Bộ chỉnh lưu này lần lượt được cấp nguồn bởi một cuộn dây 3 pha. Để tạo ra dòng điện kích từ 3 pha người ta dùng dây quấn stato một phần nhỏ bao quanh phần từ quay.  

Hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều

Việc còn lại là của bộ điều chỉnh tự động AVR. Nó bắt đầu kiểm soát dòng điện một chiều chạy qua cuộn roto chính bằng cách thay đổi đầu vào stato của máy kích từ.

4. Vai trò của bộ kích từ máy phát điện AVR

Như chúng tôi đã trình bày ở trên, bộ điều chỉnh này có vai trò điều chỉnh điện áp đầu ra của máy phát điện.

Khi máy phát quay, stato sẽ cung cấp điện áp vào cho AVR. AVR sẽ cấp nguồn cho máy kích thích và được chỉnh lưu thành dòng điện 1 chiều. Dòng điện này sẽ được tạo ra tại đầu ra của stato.

Hạn chế lớn nhất của hệ thống này chính là AVR bị ảnh hưởng bởi tải điện mà máy phát đang cấp. Nếu tải tăng điện áp bắt đầu giảm thì AVR phải cung cấp thêm dòng điện cho hệ thống kích từ máy phát điện 3 pha. Trường hợp này có thể đẩy AVR lên giới hạn của nó. Nếu AVR bị đẩy quá giới hạn thì trường kích thích sẽ bị phá vỡ. Điện áp đầu ra sẽ bị giảm xuống một lượng nhỏ.

AVR máy phát điện xoay chiều 3 pha

Nếu xảy ra tình trạng ngắn mạch trong nguồn cấp cho AVR thì máy phát sẽ không có nguồn kích từ. Điều này có thể làm hao tổn công suất máy phát điện 3 pha.

B. Yêu cầu đối với hệ thống kích từ máy phát điện

Một hệ thống điện hoạt động bình thường cần phải duy trì mức điện áp của máy phát điện. Các phụ tải phản kháng giữa các máy phát điện cần phải được phân bố hợp lý. Do đó, vai trò của hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều càng được nâng cao.

Vậy, một hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều 3 pha cần phải đảm bảo các điều kiện gì?

• Trong quá trình vận hành, dòng điện kích từ (bằng tay hoặc tự động) có thể được điều chỉnh theo sự biến thiên của dòng tải hoặc điện áp. Yêu cầu này giúp duy trì điện áp ở mức ổn định cũng như phân phối tải phản kháng ổn định giữa các tải máy.
• Cung cấp đủ công suất để tăng nhanh dòng điện kích từ của máy phát điện lên đến giá trị cực đại. Đặc biệt trong trường hợp hệ thống điện gặp sự cố dẫn đến điện áp giảm đột ngột. Hệ thống kích từ máy phát điện xoay chiều phải đảm bảo động cơ hoạt động an toàn và ổn định trong bất cứ tình huống nào.
• Muốn máy phát điện hoạt động an toàn thì bản thân máy kích từ không được hỏng hóc. Hệ thống phải vận hành nhanh, đáng tin cậy và quá trình điều chỉnh điện áp phải ổn định.

C. Một số lỗi kích từ máy phát điện và cách khắc phục

Trong quá trình kích từ máy phát điện xoay chiều 3 pha có thể xảy ra một số trường hợp lỗi. Dưới đây là một số lỗi bạn có thể gặp.

1. Mất kích từ máy phát

Biểu hiện của lỗi này là dòng kích từ đột ngột giảm về không, công suất vô công chỉ mức âm và công suất hữu công tăng. Lúc này, máy phát điện trở nên mất đồng bộ. Dòng điện stato tăng làm quá tải máy phát điện hoặc ngừng sự cố máy phát điện.

Nguyên nhân của hiện tượng này là do đứt dây, đứt cáp hoặc nhảy aptomat gây đứt mạch kích từ. Hoặc nguyên nhân khác là do ngắn mạch tại cuộn dây roto.

Máy phát điện diesel năm 1930 với động cơ kích từ nằm bên trên

Biện pháp khắc phục:

• Đối với trường hợp cắt nhầm aptomat ta có thể khắc phục bằng cách đóng lại kích từ.
• Nếu chưa xác định được chính xác nguyên nhân thì phải ngừng máy. Sau khi ngừng máy thì tìm điểm đứt mạch, ngắn mạch rồi xử lý. 

LƯU Ý: Tất cả các trường hợp trên sau khi khắc phục hoàn toàn sự cố thì mới chạy lại máy.

2. Mất từ dư trong máy phát điện

Biểu hiện của hiện tượng mất từ dư chính là máy sau khi khởi động đạt tốc độ mức, tiến hành đóng mạch kích từ và nâng điện áp máy phát nhưng điện áp không lên. 

Nguyên nhân chính của hiện tượng này chính là mấy tư dư trong roto hoặc là từ dư không đủ. Hoặc cũng có thể do các nguyên nhân khác như: mất từ dư của máy kích thích phụ, đứt mạch kích thích.

Đối với hiện tượng này ta có thể xử lý theo các trường hợp dưới đây.

• Nếu thao tác kích từ bằng từ dư không được thì chuyển sang kích bằng nguồn điện ắc quy 1 chiều
• Nếu cả hai thao tác trên không tăng được dòng kích từ thì phải cho dừng máy để kiểm tra sự cố đứt mạch.
• Nếu là trường hợp mất từ dư máy kích thích phụ thì ngừng máy và nạp từ,

D. Video dự án

Hướng dẫn sử dụng và vận hành máy phát điện Kubota 20kVA

Trên đây là nội dung thông tin liên quan đến kích từ máy phát điện xoay chiều 3 pha. Đặt mua hoặc sửa chữa kích từ máy phát điện hãy đến với chúng tôi. Với kinh nghiệm 10+ năm trong lĩnh vực máy phát điện tại Việt Nam, Tổng kho máy phát điện tự tin đem đến cho quý khách sản phẩm máy phát điện tốt nhất.