Thiết Kế Bộ Lọc LC - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Kinh Doanh - Tiếp Thị >
3. Quản trị kinh doanh >

Thiết kế bộ lọc LC

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.65 MB, 217 trang )

1 1/ K NL f(n) C f(4.19)Áp dụng công thức (4.17) đến (4.19) có thể đưa vấn đề chọn các phần tử bộ lọc đến việcxác định hệ số Kf và KN. Các thơng số này có thể chấp nhận tùy chọn nhưng chúng cũng cóảnh hưởng đến các tham số của hệ thống DVR như công suất, sự suy giảm điện áp đối vớihài cơ bản và sự ổn định của hệ thống điều khiển. Trong nghiên cứu [61] có đề xuất thủ tụcchọn các hệ số Kf và KN.Các tham số của các thành phần trong cấu trúc DVR được áp dụng tính tốn theo các thủtục ở trên, kết quả được tổng hợp trong bảng 4.1.Bảng 4.1 Tổng hợp các tham số của DVR và và hệ thốngTham sốGiá trịTham số nguồn: Trạm biến áp T1_110/6,3kV nhà máy xi măng Hồng MaiCơng suất nguồn cấp:S,đm = 25MVAĐiện áp định mức của lưới:Uđm1/Uđm2 =110/6,3 kVDòng điện định mức:Iđm1/Iđm2 = 131,2/2107,1AĐiện trở điện cảm nguồn:Rs=0,05; Ls=0,001HTham số tải nhạy cảm: Chính là tham số của biến áp T2_6,3/0,705kV, cấp nguồn cho tổhợp Biến tần - Động cơ quạt công nghệ 142-FN1-M01Tham số MBA:-------------------------------------------------------------------MBA 04-TF.02Công suất định mức:ST1= 2800kVAĐiện áp dây định mức:UT1,cao/UT1,ha=6,3/ (0,63-0,69)kVDòng điện định mức:IT1,cao/IT1,ha=257/2570ATham số biến tần: --------------------------------------------------------------SVTL 2K4 (ITALYA)Công suất định mức:SINV142= 2400kVAĐiện áp dây định mức:UINV142=0,690kV Van bán dẫn gồm 06 cặp loại IGBT-FF600 R16KF4 600A1600VTham số động cơ: --------------------------------------------------------------CT560Y6 (YTALYA)Công suất định mức:Pdc142= 1975kWĐiện áp dây định mức:Udc142= 0,610kVDòng điện tải:Idc142=2264ATốc độ định mức:ndc142 = 1000v/p; Cosđm=0,86Tham số DVRCông suất danh định:Điện áp định mức:Dòng điện DVR:Bộ Biến Đổi Cơng SuấtSDVR=1400kVAUDVR= 3,15kVIDVR = 257ACơng suất danh định:Sconv=1400kVAĐiện áp dây:Uconv=560VDòng điện dây:Iconv=2570AĐiều chế: Điều chế vector khơng gian hoặc sóng sin tam giác.Tần số điều chế:fC = 5kHzTần số chuyển mạch:fsw =5kHzTụ điện phía một chiều:Cdc = 26mFĐiện áp định mức phía một chiều:Vdc = 700VBộ lọc đầu ra LCĐiện cảm bộ lọc:Tụ điện bộ lọc:Tần số cộng hưởng:Tham số máy biến áp nối tiếpLf = 7,109mHCf = 6,942Ffres = 717,27HzCông suất định mức:Điện áp dây sơ cấp định mức:Str = 1400kVAU1 = 3,15kVDòng điện định mức sơ cấp:Hệ số biến áp :Điện áp thứ cấp định mức:Dòng điện định mức thứ cấp:Điện trở, điện cảm tản mba:Itr1 = 257An = 10U2 = 0,63kVI2 = 2570ALMBA = 0,007058H; RMBA = 0,001204.3 Mô phỏngMô phỏng là công việc rất quan trọng để kiểm tra khả năng hoạt động của DVR và thuậttoán điều khiển sau thiết kế trong điều kiện xảy ra lõm điện áp và các biến cố khác nhautrên lưới điện. Mơ hình mơ phỏng được xây dựng dựa trên phần mềm mô phỏngMatlab/Simulink, bao gồm hệ thống lưới điện từ trạm nguồn Nghi Sơn đến các trạm huyệnvà lưới điện nhà máy xi măng Hoàng Mai theo sơ đồ lưới điện thực tế (xem hình pl2.2 củaphụ lục 2), trong đó mơ hình DVR đặt tại vị trí cấp trung áp 6,3kV bảo vệ phụ tải nhạycảm quan trọng là tổ hợp Biến tần-Động cơ 142-FN1 trong nhà máy được xây dựng như sơđồ thiết kế hình 4.5. Các tham số cài đặt trong mơ hình sẽ được lấy từ kết quả thiết kế vàkết quả khảo sát thực tế tại lưới điện Hoàng Mai. Phần điều khiển DVR sẽ được xây dựngbằng thuật toán và cấu trúc điều khiển nghiên cứu đề xuất ở chương 3. Các biến cố điện áptại lưới điện Hoàng Mai sẽ được tái hiện lại nhờ các khối tạo lỗi trong mơ hình, trên cơ sởđó kiểm tra khả năng phản ứng hiệu quả của DVR để bảo vệ tải nhạy cảm trước các biếncố điện áp như đã xảy ra tại lưới điện Hoàng Mai. Các trường hợp đưa ra để kiểm tra đó là: Bù sự lõm điện áp tại vị trí trung áp 6,3kV- Bù lõm điện áp cân bằng.- Bù lõm điện áp không cân bằng. Bù dao động và méo dạng điện áp tại vị trí 6,3kV do tác động của việc đóng cắt hệthống tụ bù trên lưới 110kV. Bù khởi động động cơ cảm ứng trong điều kiện lưới điện có cơng suất ngắn mạchnhỏ mắc ở phía nguồn cung cấp.Để thực hiện các công việc đã nêu, đầu tiên cần thiết xây dựng mơ hình mơ phỏng.4.3.2 dựng mơ hình mơ phỏng4.3.1.1. Mơi trường tính tốnMơi trường để thực hiện nghiên cứu mô phỏng được chọn là phần mềm Matlab củahãng Mathwork. Matlab là mơi trường lập trình tương tác dành cho thực hiện tính tốn ởmức độ phức tạp cao. Nó được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học khác nhaunhư mơ hình và phân tích tài chính, xử lý tín hiệu và hình ảnh, sinh học, khoa học kỹ thuật,v.v…Trong thành phần của phần mềm có ngơn ngữ lập trình vạn năng mức cao cho phép xâydựng các thuật tốn tính tốn phức tạp, xử lý, phân tích và quan sát dữ liệu, thực hiện kiểmthử v.v. Nhờ đó, phần mềm này rất dễ mở rộng để tăng thêm khả năng áp dụng nó. Cácphần mở rộng này được lưu giữ trong toolbox.Simulink là một phần rất quan trọng trong phần mềm. Đây là mơi trường đồ họa để mơhình hóa các hệ thống động liên tục, rời rạc và lai. Tương tự Matlab, Simulink được cũngmở rộng qua thư viện các khối (blockset), trong số đó có ý nghĩa nhất cho nghiên cứu nàylà SimPowerSystem, cho phép mơ hình và mơ phỏng các mạch điện có độ phức tạp cao.Để thực hiện các công việc mô phỏng tác giả đã áp dụng phần mềm Matlab có phiênbản 10.0 (số phát hành R2010a), Simulink và SimPowerSystem phiên bản tương ứng.4.3.1.2 Thực hiện mơ hình phần hệ thống điệnMơ hình hệ thống nghiên cứu bao gồm các thành phần sau:- Mơ hình lưới nguồn cung cấp- Mơ hình tải gây nhiễu- Mơ hình bộ khơi phục điện áp động (DVR)- Mơ hình tải được bảo vệ Mơ hình lưới nguồn cung cấpĐược xây dựng dựa trên sơ đồ lưới điện và các kết quả khảo sát thực tế được giới hạn từtrạm nguồn Nghi sơn đến các trạm huyện và hệ thống lưới điện nhà máy xi măng HoàngMai. Các kết quả khảo sát được liệt kê trong các bảng pl2.1; pl2.2; pl2.3 pl2.4; pl2.5; pl2.6;pl2.7; Sơ đồ lưới điện hình pl2.2 của phần phụ lục 2. Các tham số cài đặt trên mơ hìnhcũng được lấy từ kết quả khảo sát thực tế. Mô hình tải gây nhiễuGồm ba mơ hình cần được xây dựng để tạo ra các biến cố điển hình và phổ biến trênlưới, nhằm kiểm tra khả năng đáp ứng của DVR trong ba trường hợp bù đã nêu ra ở trên.- Mơ hình tạo lõm điện áp: Để tạo lõm điện áp trên lưới, ở đây áp dụng tải ba pha nốihình sao được mơ hình hóa thơng qua các khóa đóng cắt để tạo ra các lõm điện áp do qdòng như một lỗi ngắn mạch. Để có thể tạo ra lõm điện áp cân bằng và không cân bằngthực hiện thay đổi trạng thái đóng ngắt của các khóa như thể tạo ra các kiểu lỗi ngắn mạchkhác nhau hoặc thay đổi vị trí các lỗi trên hệ thống để tạo ra các kiểu nhiễu loạn điện áptrên hệ thống.- Mơ hình tạo dao động và méo dạng điện áp: Mơ hình được tạo bằng việc mơ hình hóalại hệ thống tụ bù có cơng suất 57,8MVAR tại phía 110kV trạm Nghi Sơn. Khi thực hiệnđóng cắt hệ thống tụ bù sẽ tạo ra các dao động và méo dạng điện áp trên lưới 110kV và lantruyền đến các vị trí khác nhau trên lưới điện, trong đó ảnh hưởng đến vị trí kết nối tảinhạy cảm như đã xảy ra trong thực tế.- Mơ hình tạo lõm điện áp do khởi động động cơ cảm ứng có cơng suất lớn. Mơ hìnhđược xây dựng bởi động cơ khơng đồng bộ có cơng suất 2340kVA được kết nối tại thanhcái HM-B2 (6,3kV) phía trước DVR. Khi động cơ khởi động gây lõm điện áp và lan truyềnđến vị trí của tải nhạy cảm. Mơ hình bộ khơi phục điện áp động DVRTrong mơ hình này có thể phân biệt các thành phần chính như sau:DVR được đặt tại vị tri có cấp điện áp là 6,3kV để bảo vệ phụ tải nhạy cảm quan trọnglà tổ hợp Biến tần-Động cơ 142-FN1 trong hệ thống lưới điện Hoàng Mai.- Mơ hình hệ thống DVR gồm biến áp nối tiếp và chuyển mạch liên quan. Các biến ápđược áp dụng mơ hình biến áp hai cuộn dây có lõi bão hòa. Mơ hình này là một phần củathư viện SimPowerSystem. Các chuyển mạch liên quan được bố trí ở phía cuộn sơ cấp vàcuộn thứ cấp của từng biến áp và cũng áp dụng các phần tử trong thư viện.- Mơ hình bộ lọc tần số chuyển mạch, mơ hình thực hiện sử dụng các linh kiện tiếp cậnđược của mơ hình chuẩn gồm cuộn cảm, điện trở và tụ điện.- Mơ hình bộ biến đổi, áp dụng mơ hình bộ nghịch lưu nguồn áp ba pha kết nối máybiến áp theo sơ đồ nối dây sao/sao hở. Ba cuộn sơ cấp của máy biến áp được đấu nối tiếptheo từng pha với các pha của lưới, Các cuộn thứ cấp được nối gián tiếp với bộ nghịch lưunguồn áp thơng qua bộ lọc LC. Trong các mơ hình bộ biến đổi áp dụng các mơ hìnhchuyển mạch lý tưởng và các điốt lý tưởng. Tất cả các linh kiện có thể tiếp cận trong thưviện SimPowerSystem. Các tổn hao trong hệ thống mơ hình nhờ các điện trở mắc songsong, giá trị của chúng có thể chọn tùy ý.- Phía dòng điện một chiều là chung cho tất cả các bộ biến đổi và mơ hình gồm tụ điệnlý tưởng kết nối với nguồn một chiều lý tưởng.Tất cả tham số cài đặt trong các thành phần của mơ hình DVR được lấy theo kết quảtính tốn thiết kế ở trên. Mơ hình tải được bảo vệTải nhạy cảm quan trọng được bảo vệ là tổ hợp Biến tần-Động cơ quạt công nghệ 141FN1 với công suất Sđm=1975kW, Uđm=0.61kV, tải này được cấp nguồn từ máy biến áp T2có cơng suất 2,8MVA, điện áp 6,3/0,690kV là một lộ được lấy từ trạm chính của nhà máy.Tuy nhiên tải nhạy cảm có cơng suất lớn nhưng làm việc với điện áp thấp nên DVR đượclựa chọn ở vị trí 6,3kV phía sơ cấp máy biến áp T2 để tránh tổn thất quá lớn. Như vậy tảiđược bảo vệ ở đây bao gồm tổ hợp Biến tần-Động cơ quạt công nghệ 141-FN1 và cả máybiến áp T2.4.3.1.3 Thực hiện mô hình hệ thống điều khiểnHệ thống điều khiển gồm ba phần:- Bộ điều chỉnh điện áp tải của DVR.- Phần điều khiển phát xung điều khiển đến các chuyển mạch của bộ biến đổi.- Phần điều khiển phát hiện lõm điện áp và phát điện áp tải đặt.- Phần điều khiển đồng bộ lưới. Bộ điều khiển điện áp tảiHệ thống này có nhiệm vụ tạo ra điện áp thích hợp của bộ biến đổi uinv sao cho điện áptải uL bám giá trị mẫu cho trước uL, ref. Hệ thống đó chính là cấu trúc bộ điều khiển vectornối tầng tách riêng thành phần thứ tự trên hệ tọa tĩnh αβ và trên hệ tọa đồ quay dq, đã đượcđề xuất và trình bày ở chương 3 của luận án.Bộ điều khiển cần 5 tín hiệu đo: điện áp nguồn lưới ug(t), điện áp tải uL(t), dòng điệncảm bộ lọc if(t) và điện áp trên tụ điện Cf và dòng điện thêm vào iinj. Tổng cộng có 15 đầuđo cả điện áp và dòng điện. Điều khiển các chuyển mạch bộ biến đổi.Các xung điều khiển các chuyển mạch bộ biến đổi được tạo ra trong hệ thống điềuchế PWM với phương pháp điều chế vector không gian. Phát hiện lõm và phát điện áp tải đặt.Mục tiêu là phát hiện các lõm điện áp dựa trên việc đo các điện áp tức thời để so sánhvới điện áp tải đặt đưa ra lượng sai lệch giữa điện áp tải và điện áp nguồn. Nếu lượng sailệch này vượt quá giá trị ngưỡng sẽ kích hoạt cho hệ thống DVR hoạt động và ngược lạinếu điện áp trở lại bình thường thì có nhiệm vụ đưa hệ thống phục hồi về chế độ chờ. Việcphát điện áp tải đặt được điều khiển bằng việc đo mức độ lõm điện áp, góc pha nhảy vàđiều kiện năng lượng tích lũy để đưa ra vector điện áp tải đặt tối ưu cho hệ thống. Điều khiển đồng bộ lưới.Điều khiển đồng bộ lưới được thực hiện bởi mơ hình vòng khóa pha PLL.Qua các bước tiến hành xây dựng cuối cùng mơ hình mơ phỏng Matlab_Simulink củahệ thống điện và DVR nối lưới Hoàng Mai bảo vệ cho phụ tải nhạy cảm quan trọng là tổhợp Biến tần-Động cơ quạt công nghệ 141-FN1 ở cấp điện áp 6,3kV được thể hiện nhưtrên hình 4.8.Các tham số cài đặt trong mơ hình:- Các tham số phần công suất được lấy thông qua kết quả thiết kế ở bảng 4.1- Các tham số bộ điều khiển được tính tốn theo chỉ dẫn ở chương 3 và theo [2] đượctổng hợp ở bảng 4.2110

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Nghiên Cứu Điều Khiển Bộ Khôi Phục Điện Áp Động (Dvr) Để Bù Lõm Điện Áp Cho Phụ Tải Quan Trọng Trong Xí Nghiệp Công Nghiệp
  • 217
  • 579
  • 3
• MẠCH ĐIỆN TỬ _OpAm khuếch đại và ứng dụng
  • 34
  • 0
  • 0
• word form list english derivatives
  • 11
  • 0
  • 0
• Giáo trình kinh tế quốc tế
  • 282
  • 0
  • 0
• Lịch sử thế giới cổ đại
  • 277
  • 0
  • 0
• Nghiên cứu Khoa học: Chiến lược Tài chính tại Công ty Cổ phần Xuất nhập khẩu Sa Giang giai đoạn 2014 2020
  • 10
  • 333
  • 2
• Các hình thức thanh toán tiền điện tử hiện nay ở việt nam
  • 38
  • 489
  • 1
• cau_hoi_on_tap_kinh_te_moi_truong_1k8xr_20130503105714_19
  • 56
  • 0
  • 0
• Lý thuyết thiết bị y tế tập 1
  • 157
  • 0
  • 0
• Các nghiệp vụ kế toán trong phòng kế toán doanh nghiệp tại vietcombank bình dương
  • 63
  • 256
  • 0
• chinh sach thue TNCN
  • 22
  • 0
  • 0

Tải bản đầy đủ (.docx) (217 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(6.27 MB) - Nghiên Cứu Điều Khiển Bộ Khôi Phục Điện Áp Động (Dvr) Để Bù Lõm Điện Áp Cho Phụ Tải Quan Trọng Trong Xí Nghiệp Công Nghiệp-217 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×