29-09-2025
Tủ hòa đồng bộ là gì? Cấu tạo và cơ chế vận hành
Sử dụng tủ điều hòa đồng bộ là một giải pháp tối ưu về cả chi phí đầu tư lẫn phòng tránh rủi ro hơn việc cân chỉnh đơn lẻ hệ thống máy phát điện. Vậy chức năng của dòng tủ này như thế nào? Cấu tạo, cách thức vận hành và ứng dụng của tủ đồng bộ sẽ được BTB Electric tổng hợp qua bài viết sau.
Tủ hòa đồng bộ là gì?
Tủ hòa đồng bộ là tủ điện kết nối đồng bộ tổ máy phát điện hoặc nhiều tổ máy lên lưới điện truyền tải trung thế 22kV, 35kV và cao thế 110kV. Tủ được thiết kế để hòa đồng bộ các máy phát làm việc cùng nhau mà không gây ra sự cố trên máy phát, tuabin và không gây nhiễu lưới điện.
Trong các nhà máy điện, tủ hòa đồng bộ cho khả năng điều tốc và kích từ để máy phát điện đủ điều kiện đóng ngắt. Tùy theo yêu cầu hệ thống, tủ đồng bộ có thể điều chỉnh quá trình hòa đồng bộ theo cách tự động hoặc kết hợp các bộ hòa đồng bộ và điều khiển bằng tay để dự phòng cho hệ thống hòa tự động. Khi có từ 2 máy phát điện cần hòa đồng bộ, mạch điều khiển trong tủ sẽ gồm rơ le và bộ phận chuyển mạch để chuyển đổi các biến điện áp và mạch điều khiển cho các máy phát.
Cấu tạo tủ điện hòa đồng bộ
Tùy theo yêu cầu của hệ thống, cấu tạo tủ điện hòa đồng bộ sẽ bao gồm bộ hòa đồng bộ tự động, rơ le kiểm tra và các thiết bị hỗ trợ khác để đảm bảo việc hòa đồng bộ diễn ra trơn tru, không ảnh hưởng tới tuabin máy phát và hệ thống lưới điện đấu nối. Bên trong tủ được chia 1 ngăn cho bộ hòa đồng bộ, 1 ngăn tủ điều khiển chính và các ngăn tủ điều khiển cho từng máy phát.
Các tham số được cài đặt trên tủ hòa đồng bộ:
- Cài đặt rơ le kiểm tra hòa đồng bộ: lệch pha 1 góc không quá 20 độ.
- Cài đặt bộ hòa đồng bộ tự động: sai lệch tần số không quá 0.3Hz, sai lệch điện áp không quá 5%, sai lệch góc pha không quá 5 độ khi hòa đồng bộ
Tủ hòa đồng bộ hiện đại được thiết kế dạng module, linh hoạt trong việc thay đổi, nâng công suất mà vẫn đảm bảo tốc độ hòa đồng bộ rất cao. Tủ được quản lý thông qua máy tính đấu dây trực tiếp hoặc internet LAN. Bên cạnh đó, tủ còn tích hợp màn hình, các nút, phím, cần gạt, đèn báo, còi,.. tại mặt ngoài.
Đọc thêm: Các thiết bị và linh kiện trong tủ điện công nghiệp
Chức năng chính của tủ hòa đồng bộ
Chức năng chính của tủ hòa đồng bộ là đưa nhiều máy phát điện đang hoạt động độc lập thành một hệ thống làm việc song song và đồng nhất. Giải pháp này nhằm nâng cao độ tin cậy và tiết kiệm nhiên liệu cho hệ thống.
Các chức năng cụ thể của tủ điện hòa đồng bộ như sau:
- Tự khởi động máy phát điện dự phòng, hòa đồng bộ với hệ thống đang bị quá tải.
- Quản lý phụ tải, phân công làm việc cho các máy phát điện.
- Điều chỉnh tốc độ và kích từ cho máy phát điện.
- Đóng ngắt máy phát điện khi cần thiết.
- Thông báo và bảo vệ hệ thống điện khi bị quá tải, thấp áp, quá dòng, công suất ngược, dòng rò.
- Đo lường các thông số điện như dòng điện, tính chất dòng, điện áp, công suất, hệ số công suất,..
- Thông báo và bảo vệ động cơ khi gặp sự cố không khởi động được, áp suất nhớt thấp, vượt tốc, nhiệt độ nước làm mát quá cao,...
- Giao tiếp và điều khiển từ xa, lưu trữ và phân tích dữ liệu hoạt động.
Các phương pháp vận hành tủ hòa đồng bộ
Tủ hòa đồng bộ có 2 phương pháp vận hành là hòa đồng bộ tự động và hòa động bộ chính xác
Hòa đồng bộ tự động sử dụng PLC để hòa đồng bộ, chỉ định khoảng cho phép hòa đồng bộ, chỉ định độ lợi pha và tần số, sử dụng rơ le hòa đồng bộ, tự động chia tải cho máy phát. Khi tiến hành hòa động bộ tự động, toàn bộ góc quay của máy phát điện phải xấp xỉ tốc độ góc quay của những máy phát khác cùng hệ thống. Khi đóng 1 tổ máy đang hoạt động song song thì tổ máy còn lại không được kích từ.
Hòa đồng bộ chính xác được thực hiện thủ công qua các bước:
- Bước 1: Đưa điện áp của máy phát điện (UF) về trị số bằng điện áp của mạng (UHT)
- Bước 2: Điều chỉnh tốc độ quay của máy phát điện (wF) lớn hơn tốc độ góc quay của mạng (wHT)
- Bước 3: Cân chỉnh góc pha của vector điện áp máy phát điện và điện áp mạng bằng nhau tại thời điểm đóng máy cắt. Khi đó, góc lệch pha chuẩn giữa các vector điện áp máy phát và mạng cần đạt d >> 0.
Lưu ý trước khi vận hành tủ hòa đồng bộ, hệ thống cần đạt yêu cầu:
- Góc lệch pha của rơ le hòa đồng bộ nhỏ hơn 20 độ.
- Sai lệch tần số không quá 0,3 Hz, sai lệch hiệu điện thế không quá 5% và góc lệch pha khi hòa đồng bộ không quá 5 độ.
- Hiệu điện thế của tủ hòa đồng bộ dao động trong khoảng 80% - 110% giá trị điện áp định mức.
Ứng dụng của tủ điện hòa đồng bộ
Tủ hòa đồng bộ được sử dụng khi hệ thống có máy phát điện dư cần được đưa vào hòa lưới điện đồng bộ với các máy phát khác. Tủ điện công nghiệp này có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hệ thống phát điện hoạt động liên tục, thông suốt. Khi nguồn điện chính bị sự cố, tủ đồng bộ điều khiển các máy phát điện dự phòng hoạt động, đồng bộ và chia tải bù lại.
Tủ hòa đồng bộ được ứng dụng trong các khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, công xưởng, trung tâm thương mại, tòa nhà văn phòng, bệnh viện, sân bay, cảng, nhà ga,... Nhìn chung đều là những nơi yêu cầu cấp điện liên tục cho phụ tải hoặc nơi hay gặp sự cố mất điện đột ngột.
Tủ hòa đồng bộ là một giải pháp tối ưu để nâng cao độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống điện. Tham khảo thêm thông tin về các dòng tủ điện công nghiệp khác đã được tổng hợp bởi BTB Electric tại: Kiến thức Tủ điện.
