Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống khắc phục nhanh sự cố tăng/giảm điện áp ngắn hạn cho phụ tải

Các bộ điều áp tích cực (AVC) với chỉnh lưu tích cực là một cải tiến của bộ điều áp tích cực dùng chỉnh lưu diode cả về mạch lực và kỹ thuật điều khiển. Về mặt cấu tạo các bộ điều áp tích cực dùng chỉnh lưu diode tương tự như bộ chống sụt áp chỉ khác là bộ chỉnh lưu sử dụng chỉnh lưu tích cực với bộ biến đổi IGBT cho phép truyền năng lượng theo cả hai chiều nên cho phép bảo vệ phụ tải với biến thiên điện áp lưới theo cả chiều tăng và giảm áp. Do vậy có thể gọi nó là bộ điều áp tích cực hoàn toàn. Chương 1: Mở đầu 6 Sự áp dụng cấu trúc chỉnh lưu tích cực và các kỹ thuật điều khiển mới cũng cho phép các bộ điều áp tích cực hoàn toàn có chất lượng hoạt động tốt hơn các bộ chống sụt áp. Chỉnh lưu tích cực cho phép tạo ra điện áp một chiều DC ổn định ở mức cao (thông thường là 750V) khi điện áp lưới biến động từ 144VAC tới 528VAC nên nó cho phép vùng làm việc của bộ điều áp tích cực hoàn toàn được mở rộng cả về phía cao và phía thấp của điện áp định mức. Ở dải biến động dưới 10% xung quanh điện áp định mức bộ điều áp tích cực hoàn toàn còn cho phép điều chỉnh điện áp ra một cách liên tục (không bị giới hạn về thời gian hoạt động). Việc giữ cho điện áp DC ổn định ngay cả khi điện áp lưới sụt cho phép sai số điện áp cấp cho phụ tải nhỏ ở mức dưới 2%. Hiệu suất của bộ điều áp tích cực hoàn toàn đạt được ở mức trên 98% trong toàn dải làm việc. Ngoài ra hoạt động on-line của bộ điều áp tích cực hoàn toàn cũng cho phép đáp ứng của nó nhanh hơn và giữ cho điện áp trên tải gần như không có biến động.

Để có thể làm chủ được thiết kế và công nghệ chế tạo hệ thống khắc phục nhanh sự cố tăng/giảm điện áp ngắn hạn cho phụ tải, trong đó chế tạo thành công tủ điện AVC có công suất 150kVA sử dụng trong công nghiệp và phù hợp với điều kiện Việt Nam; Xây dựng được một đội ngũ nghiên cứu mạnh có chuyên môn tốt về thiết kế tủ điện, bộ biến đổi điện tử công suất nhằm góp phần nâng cao năng lực đào tạo và trình độ công nghệ trong nước, nhóm đề tài do PGS.TS. Trần Trọng Minh, Viện Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa đứng đầu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống khắc phục nhanh sự cố tăng/giảm điện áp ngắn hạn cho phụ tải”.

Sau một thời gian triển khai, đề tài đã nghiên cứu được từ cơ sở lý thuyết đến thực nghiệm hệ thống khắc phục nhanh được sự cố điện áp. Các công việc cụ thể như sau:

- Đã khảo sát, tìm hiểu và đánh giá ảnh hưởng từ các sự cố tăng/giảm điện áp ngắn hạn và đưa ra một số giải pháp khắc phụ sự cố.

- Đã đề xuất được cấu hình bộ điều áp tích cực và cấu trúc điều khiển từng bộ biển đổi.

- Đã xây dựng phương án thiết kế và chế tạo bộ điều áp tích cực AVC có công suất 5kVA và 150kVA

- Đã thiết kế hệ thống điều khiển, giám sát của hệ thống, xây dựng giao diện điều khiển.

- Đã xây dựng được phương án, quy trình thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và nhà máy, tạo ra được các kịch bản xảy ra sự cố tăng/giảm điện áp.

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, với trường hợp sự cố lõm điện áp do khởi động động cơ, bộ AVC đã chứng minh được hiệu quả bù điện điện áp với độ đáp ứng động học nhanh, từ đó giúp đảm bảo điện áp phía tải ổn định ở giá trị định mức.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16658/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)