Máy phát điện không đồng bộ được với lưới: Nguyên nhân và cách khắc phục

Việc máy phát điện không thể đồng bộ với lưới điện là vấn đề phổ biến khiến vận hành khó khăn. Tình trạng này không chỉ làm gián đoạn hoạt động. Chúng còn tiềm ẩn rủi ro hư hỏng thiết bị nếu cố ép đóng cầu dao. Minh Phát Tech sẽ giúp bạn hiểu rõ nguyên nhân và tìm ra giải pháp xử lý hiệu quả.

Đồng bộ với lưới là gì? Khi nào cần đồng bộ?

Đồng bộ với lưới là quá trình điều chỉnh các thông số của máy phát điện. Sao cho máy khớp hoàn toàn với điện lưới trước khi kết nối. Ba thông số quan trọng cần phải trùng khớp gồm điện áp, tần số và pha. Nếu ba yếu tố này không đồng nhất, việc kết nối sẽ gây ra xung dòng điện lớn. Từ đó làm hỏng máy phát hoặc thiết bị điện trong hệ thống.

Bạn cần thực hiện đồng bộ trong các trường hợp: Vận hành song song với lưới điện quốc gia để giảm chi phí nhiên liệu. Chuyển nguồn từ máy phát sang lưới hoặc ngược lại một cách êm ái. Hoặc khi vận hành nhiều máy phát cùng lúc trong một hệ thống. Đối với các hệ thống dự phòng tự động ATS có chức năng đồng bộ, quá trình này diễn ra tự động thông qua bộ điều khiển. Tuy nhiên với các máy cũ, người vận hành phải theo dõi và điều chỉnh bằng tay.

Dấu hiệu máy phát không đồng bộ được

Dấu hiệu dễ nhận biết nhất là đèn đồng bộ trên tủ điều khiển không tắt hoặc nháy bất thường. Trong hệ thống có đồng hồ đồng bộ cơ học, kim chạy quá nhanh hoặc quá chậm, không bao giờ dừng ở vị trí 12 giờ. Một số trường hợp, bộ điều khiển hiện thị báo lỗi đồng bộ và không cho phép đóng cầu dao song song.

Khi cố tình đóng cầu dao mà chưa đồng bộ, bạn sẽ nghe thấy tiếng nổ lớn từ máy phát. Toàn bộ hệ thống rung lắc mạnh và cầu dao tự động nhảy ra ngay lập tức do bảo vệ quá dòng kích hoạt. Nếu để tình trạng này kéo dài hoặc lặp lại nhiều lần, cuộn dây stator có thể bị cháy. Nhiệt độ máy phát tăng cao đột ngột cũng là một dấu hiệu cảnh báo không nên bỏ qua.

Xem thêm:

Nguyên nhân thường gặp

Sai lệch tần số là nguyên nhân hàng đầu khiến máy phát không đồng bộ được. Lưới điện Việt Nam hoạt động ở tần số 50Hz. Nhưng máy phát có thể chạy ở 48Hz hoặc 52Hz do điều tốc bị lỗi hoặc cài đặt không chính xác. Chỉ cần chênh lệch từ 0.5Hz trở lên là bộ đồng bộ đã từ chối kết nối. Điều tốc cơ học bị mòn, lò xo yếu hoặc dính bẩn sẽ không điều chỉnh kịp tốc độ động cơ.

Điện áp đầu ra không khớp cũng gây ra vấn đề tương tự. Khi điện áp máy phát ở mức 380V nhưng lưới là 400V. Hoặc ngược lại, hệ thống sẽ không cho phép đồng bộ. Nguyên nhân thường đến từ AVR hỏng, chổi than mòn làm giảm hiệu suất kích từ. Một số trường hợp, người vận hành quên không điều chỉnh núm chỉnh điện áp về đúng mức.

Lệch pha điện giữa máy phát và lưới là vấn đề kỹ thuật hơn. Nếu thứ tự pha của máy phát là R-S-T nhưng lưới điện là R-T-S thì không đồng bộ được. Lỗi này thường xảy ra khi đấu nối sai cáp nguồn hoặc sau khi sửa chữa thay thế linh kiện. Cảm biến đồng bộ hỏng cũng đưa ra thông tin sai lệch. Khiến bộ điều khiển từ chối kết nối dù các thông số đã đúng.

Cách kiểm tra nhanh theo đúng trình tự

Bước đầu tiên, hãy sử dụng đồng hồ vạn năng để đo tần số của máy phát. Đảm bảo máy chạy không tải ổn định ít nhất ba phút trước khi đo. So sánh với tần số lưới, nếu chênh lệch trên 0.2Hz thì cần điều chỉnh điều tốc ngay. Quan sát kim đồng hồ tần số có dao động liên tục hay không. Nếu không ổn định chứng tỏ điều tốc đang có vấn đề.

Tiếp theo kiểm tra điện áp ba pha của máy phát và so với điện áp lưới. Đo cả điện áp pha với pha và pha với trung tính để phát hiện mất cân bằng. Chênh lệch điện áp cho phép tối đa là 5% so với lưới. Nếu điện áp máy phát thấp hơn, thử điều chỉnh AVR bằng nút chỉnh điện áp. Quan sát xem điện áp có tăng lên không, nếu không phản ứng thì AVR hoặc kích từ gặp sự cố.

Bước quan trọng cuối là kiểm tra trình tự pha bằng thiết bị chuyên dụng hoặc đèn test pha. Kết nối thiết bị vào cả hai nguồn máy phát và lưới để so sánh. Nếu thứ tự pha ngược nhau, đơn giản chỉ cần đổi vị trí hai trong ba dây pha của máy phát là được. Đối với hệ thống có đèn đồng bộ, quan sát tốc độ nhấp nháy của đèn, nếu nhấp nháy chậm chứng tỏ tần số gần khớp, còn nhanh là chênh lệch lớn.

Cách khắc phục theo từng lỗi

Khi gặp lỗi tần số không khớp, bạn cần điều chỉnh điều tốc động cơ diesel hoặc gas. Đối với động cơ diesel, tìm cần gạt điều tốc thường nằm gần bơm nhiên liệu. Xoay từ từ theo chiều tăng tốc nếu tần số thấp, giảm tốc nếu cao. Mỗi lần chỉ xoay nhẹ khoảng một phần tư vòng. Rồi đợi khoảng mười giây để tần số ổn định trước khi kiểm tra lại. Không được điều chỉnh quá nhanh vì động cơ cần thời gian phản ứng.

Với vấn đề điện áp, trước tiên thử điều chỉnh potentiometer trên AVR để tăng giảm điện áp đầu ra. Nếu điều chỉnh không hiệu quả, kiểm tra chổi than bằng cách tháo nắp và quan sát độ mòn. Chổi than còn dưới một phần ba chiều dài ban đầu cần thay mới. Vệ sinh vành trượt bằng giấy nhám mịn và thổi sạch bụi than. Trường hợp AVR hỏng hoàn toàn, cần thay thế linh kiện mới đúng model.

Lỗi lệch pha được khắc phục đơn giản bằng cách đổi chỗ hai dây pha bất kỳ ở đầu ra máy phát. Cắt nguồn hoàn toàn, đánh dấu rõ ràng các dây trước khi tháo. Sau đó hoán đổi vị trí và siết chặt lại. Khởi động máy và kiểm tra lại bằng đèn test pha. Đối với cảm biến đồng bộ bị lỗi, cần kiểm tra kết nối dây tín hiệu có bị lỏng hoặc đứt không. Vệ sinh đầu cảm biến nếu bị bụi bẩn che phủ. Nếu vẫn không khắc phục, thay cảm biến mới và cài đặt lại thông số trên bộ điều khiển.

Lưu ý an toàn khi hòa đồng bộ

An toàn phải được đặt lên hàng đầu trong mọi thao tác với hệ thống điện cao áp. Không bao giờ chạm tay trực tiếp vào các đầu nối điện khi máy đang hoạt động. Ngay cả khi đeo găng tay thông thường. Sử dụng găng tay cách điện chuyên dụng cho điện áp từ 1000V trở lên và giày cách điện. Đảm bảo khu vực làm việc khô ráo, không có nước hoặc vật dễ cháy xung quanh máy phát.

Trước khi thực hiện bất kỳ điều chỉnh nào, cần thông báo cho tất cả người liên quan và treo biển cảnh báo. Chuẩn bị sẵn phương tiện chữa cháy và biết vị trí ngắt điện khẩn cấp. Trong quá trình đồng bộ, tuyệt đối không đóng cầu dao khi đèn báo vẫn sáng hoặc các thông số chưa khớp.