Các sơ đồ hòa đồng bộ theo như sách lý thuyết thì rất đơn giản, dùng đèn tối, đèn sáng, đèn quay... hoặc thêm vài đồng hồ đo...

Hòa đồng bộ máy phát vào thanh cái

Sơ đồ hòa một máy phát vào thanh cái có hình như dưới đây (đã lọc bỏ hết các mạch xung quanh, những mạch nào không dính đến mạch hòa đồng bộ)

Trong hình trên, phía dưới nối vào 3 pha ABC của máy phát. Phía trên nối vào ABC của thanh cái.Giả sử thanh cái máy phát và máy phát đều được đo lường bằng một máy biến thế đo lường nối hình V/V. (Sơ đồ này có thể nhầm lẫn với sơ đồ nối tam giác hở, nhưng không phải).

Người ta chỉ cần nối đất pha b phía thứ cấp của cả hai phía, và nối a1, b1 vào một phía của cột đồng bộ, a2, b2 vào phía kia của cột đồng bộ. Như vậy b1 và b2 đương nhiên được nối với nhau.

Có thể thấy khi máy phát đồng bộ với nhau thì:

- điện áp a1 bằng với a2, (V1 = V2)

- tần số a1 bằng với a2, (Hz1 = Hz2)

- Góc pha a1 trùng với a2, (SS chỉ 12 giờ)

- 2 bóng đèn trên cột đồng bộ tắt.

Rơ le đồng bộ, có hai loại, là rơ le tự động đồng bộ và rơ le kiểm soát đồng bộ (chống hòa sai). Khi 3 điều kiện trên thỏa thì rơ le sẽ xuất ra một lệnh đi đóng máy cắt.

Hòa đồng bộ máy phát vào lưới thông qua máy biến áp

Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay, ít khi người ta nối nhiều máy phát vào một thanh cái máy phát. Khuynh hướng chung là thiết kế hợp bộ máy phát - máy biến thế. Hình dưới đây cho thấy máy phát nối với máy biến thế lực qua máy cắt đầu cực.

Máy biến áp đấu nối sao / tam giác 1 giờ

Trong trường hợp này, để tiết kiệm, người ta sẽ không đặt bộ biến thế đo lường trung thế ở giữa máy cắt và máy biến thế. Mà sử dụng luôn bộ biến áp phía cao thế để so sánh.

Tương tự, hình dưới, cũng máy biến thế sao tam giác 1 giờ. Nhưng máy phát được nối trực tiếp với máy biến áp. Máy cắt hòa điện đặt phía cao thế. Người ta cũng không đặt biến thế đo lường giữa máy cắt và máy biến thế. Mà sử dụng luôn biến thế đo lường của máy phát để so sánh.

Khi đặt mạch so sánh như vậy, lợi điểm là tiết kiệm được một bộ biến áp đo lường, vốn rất đắt, và chiếm chỗ. Nhưng sẽ nảy sinh ra 2 vấn đề là pha và biên độ.

Về pha, máy biến áp lực thường có tổ đấu dây sao / tam giác 1 giờ hoặc 11 giờ. Nghĩa là khi đồng bộ, điện áp phía cao thế và trung thế sẽ lệch nhau 30 độ. Vì thế, phải lấy tín hiệu sao cho phù hợp.

Như hình trên, là phía cao thế lấy điện áp a2-n và phía hạ thế lấy tín hiệu điện áp dây a1-b1. Cách lấy như vậy sẽ bù trừ pha sao cho dù điện áp sơ cấp lệch nhau 30 độ, nhưng điện thế thứ cấp đưa vào hệ thống hòa cũng đồng pha.

Về biên độ, do phía cao thế lấy điện thế pha, nên bị suy giảm đi căn 3 lần. Hơn nữa, các tỳ số biến thế đo lường không hoàn toàn phối hợp với tỷ số biến thế lực. Do đó phải sử dụng thêm một bộ biến thế đo lường phụ ở 1 trong 2 phía. Thường là đặt ở phía lấy điện thế pha, và tăng thế lên cho đủ định mức rơ le.

Máy biến áp đấu nối Sao / tam giác 11 giờ

Các hình dưới đây tương tự như 2 hình trên, nhưng nối với máy biến thế lực sao / tam giác 11 giờ.

Điện thế phía cao thế được lấy điện thế pha, c2-n2, và phía trung thế lấy điện áp dây c1-b1