Các thông số trên nhãn máy phát điện đồng bộ

Để hiểu rõ hơn về các thông số có trên một máy phát đồng bộ, ta xét ví dụ điển hình như sau nhé!

Ví dụ: Cho một nhãn máy như sau:

Trước tiên, ta cần biết sơ lược một vài thông tin của máy điện trên, bao gồm:

Là một máy phát đồng bộ, 3 pha.
Hãng sản xuất: Fuji Electric Co,.Ltd.

Và một vài thông số như sau:

1. Tần số và tốc độ định mức

Tần số định mức của máy phát điện đồng bộ phụ thuộc vào hệ thống điện mà máy phát điện được mắc vào.

Ở các nước châu Á và châu Âu tần số của hệ thống điện sử dụng là 50Hz, còn ở Mỹ là 60Hz. Ở Việt Nam, thường sử dụng tần số 50Hz.

Tốc độ quay định mức phụ thuộc vào tốc độ quay của tuabin. Ngoài ra còn phụ thuộc vào số đôi cực của máy phát. Tốc độ quay của các máy phát phải đảm bảo đạt được tốc độ đồng bộ.

Hình 1. Thông số tốc độ và tần số của máy phát đồng bộ

Mối quan hệ giữa tần số và tốc độ đồng bộ của máy điện:

f=\frac{n_1.p}{60}

Trong đó:

n₁ là tốc độ đồng bộ.
p là số cặp cực.

Theo nhãn máy trên, ta thấy tần số f = 60Hz và tốc độ định mức n = 257 rpm.

Ghi chú: “rpm” có nghĩa là revolutions per minute hay vòng/phút.

2. Điện áp

Điện áp định mức là điện áp đầu cực của máy phát (Voltage): 13800V

Điện áp phần kích từ của máy phát (Excitation Voltage): 230VDC

Hình 2. Thông số điện áp của máy phát đồng bộ

3. Dòng điện

Dòng điện định mức (Current) là dòng điện khi đầy tải của máy phát.

Dòng điện phần kích từ (Excitation Current) là một dòng điện một chiều, được đưa vào rotor của máy phát để kích thích từ trường của rotor máy phát.

Hình 3. Thông số dòng điện của máy phát đồng bộ

Trên nhãn động cơ ghi 2 giá trị dòng kích từ 590/645A và dòng điện định mức 628/722A, nghĩa là khi thay đổi giá trị dòng kích từ trong dải từ 590A đến 645A thì dòng điện định mức cũng thay đổi theo từ 628A đến 722A. Từ đó dẫn đến công suất biểu kiến S cũng thay đổi từ 15000 đến 17250kVA.

4. Công suất biểu kiến và hệ số công suất

Công suất biểu kiến S, là 1 khái niệm trong kĩ thuật điện dùng để chỉ sự cung ứng điện năng từ nguồn, là tổng phần thực công suất hiệu dụng và phần ảo công suất phản kháng trong điện xoay chiều.

Hệ số công suất (Power Factor) là tỷ lệ công suất thực được hấp thụ bởi tải với công suất biểu kiến.

Hình 4. Thông số công suất và hệ số công suất của máy phát đồng bộ

Theo nhãn máy trên, ta thấy công suất biểu kiến S = 15000/17250kVA và hệ số công suất là 0,85.

5. Số pha và số cực

Số pha (phases): 3
Số cực (poles): 28

Hình 5. Thông số cực và pha của máy phát đồng bộ

6. Cấp cách điện và nhiệt độ

Cấp cách điện (Insulation Class): chỉ cấp chịu nhiệt của vật liệu cách điện, cách nhiệt.

Bảng 1. Bảng chi tiết 7 cấp cách điện


Cấp cách điện	Nhiệt độ cho chép	Vật liệu cách điện, cách nhiệt
Y	90°C	Tơ tằm, bông, cao su tự nhiên, giấy, chất dẻo làm mềm trên 90 ° C
A	105°C	Vật liệu hữu cơ và các sợi nhân tạo: lụa, tơ…
E	120°C	Polyurethane, nhựa epoxy, polyethylene terephthalate, và các vật liệu khác đã cho thấy tuổi thọ sử dụng được ở nhiệt độ này
B	130°C	Các vật liệu vô cơ như mica, sợi thủy tinh, chất kết dính nhiệt độ cao, hoặc những vật khác có tuổi thọ sử dụng được ở nhiệt độ này
F	155°C	Vật liệu lớp 130 với chất kết dính ổn định ở nhiệt độ cao hơn, hoặc các vật liệu khác có tuổi thọ cao sử dụng được ở nhiệt độ này
H	180°C	Chất đàn hồi như silicone và vật liệu vô cơ loại 130 với chất kết dính nhiệt độ cao, hoặc các vật liệu khác có tuổi thọ cao sử dụng được ở nhiệt độ này
C	>180°C	Menimide men (Pyre-ML) hoặc Polyimide phim (Kapton và Alconex GOLD

Nhiệt độ môi trường (Ambient Temperature): là nhiệt độ của môi trường xung quanh máy điện, cũng chính là nhiệt độ máy điện khi không làm việc.

Độ tăng nhiệt (Temperature Rise): là sự chênh lệch giữa nhiệt độ môi trường xung quanh máy điện và nhiệt độ máy điện khi đầy tải.

Hình 6. Thông số nhiệt độ và cấp cách điện của máy phát đồng bộ

Theo nhãn máy trên, ta thấy cách điện cấp F, nhiệt độ môi trường xung quanh là 40ºC và độ tăng nhiệt đối với stator (ST) là 75 – 90°C, rotor (RT) là 80 – 100ºC.

7. Tiêu chuẩn (Standard)

Để đánh giá chất lượng sản phẩm đạt chuẩn yêu cầu thì người ta sử dụng các tiêu chuẩn đo đạc đã được định sẵn để làm thước đo chính xác về chất lượng các sản phẩm. Ví dụ các tiêu chuẩn như IEC, TCVN, ISO, ANSI, …

Tiêu chuẩn ANSI (American National Standards Institute) là Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ.

Hình 7. Tiêu chuẩn của máy phát đồng bộ

Theo nhãn máy trên, ta thấy tiêu chuẩn đang được sử dụng là ANSI C50.12 – 1982.

8. Phân loại theo chế độ làm việc (Rating)

Thường có 3 loại máy phát điện cơ bản như: máy phát điện dự phòng, máy phát điện chính, máy phát điện liên tục.

Máy phát điện dự phòng (Standby): là máy phát điện sử dụng trong trường hợp khẩn cấp khi mất điện. Hầu hết các nhà sản xuất đưa ra giới hạn về số giờ hoạt động mỗi năm, thường là từ 200-500 giờ.
Máy phát điện chính (Prime): là máy phát được sử dụng như nguồn điện chính cho hệ thống, được thiết kế để sử dụng trong thời gian dài với tải thay đổi. Không giới hạn số giờ làm việc mỗi năm.
Máy phát điện liên tục (Continous): là máy phát điện hoạt động liên tục ở định mức ứng với tải không đổi. Không giới hạn số giờ làm việc mỗi năm.

Hình 8. Loại máy phát đồng bộ

Theo nhãn máy trên, ta thấy Rating CONT. (viết tắt của Continous) là loại máy phát hoạt động liên tục ở tải định mức.