Báo cảo thực tập tại nhà máy thủy điện PLEIKRÔNG

CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về NHà MáY THUỷ ĐIệN
1.1. Nguồn thuỷ năng và vai trò của nhà máy thuỷ điện trong đời sống
1.2. Mục đích của nhà máy thuỷ điện
1.3. Phân loại nhà máy thuỷ điện
1.3.1. Nhà máy thuỷ điện kiểu lòng sông
1.3.2. Nhà máy thuỷ điện kiểu đờng dẫn
1.3.3. Nhà máy thuỷ điện kiểu tổng hợp
1.4 Những hạng mục công trình và thiết bị chính của nhà máy thuỷ điện
1.5 Nhà máy thuỷ điện PLEIKRÔNG
CHƯƠNG 2: TUABIN
2.1. Tuabin nớc và sự phát triển của nó
2.2. Phân loại tuabin
2.2.1. Tuabin phản lực
2.2.1.1. Tuabin hớng trục
2.2.1.2. Tuabin tâm trục
2.2.1.3. Tuabin hớng chéo
2.2.2. Tuabin xung lực
2.2.2.1. Tuabin gáo
2.2.2.2. Tuabin tia nghiêng
2.2.2.3. Tuabin tác dụng kép
2.3. Tuabin trạm PLEIKRÔNG
2.3.1. Thông số chính của tuabin
2.3.2. Kiểu loại tuabin của trạm
2.3.3. Cao trình đặt tuabin
2.3.4. Các bộ phận chính của phần dẫn dòng tuabin
2.3.4.1. Buồng dẫn tuabin
2.3.4.2. Bánh công tác của tuabin
1
2.3.4.3. Buồng hút
2.3.4.4. Một số yêu cầu chính của kết cấu tuabin
CHƯƠNG 3: Bộ ĐIềU TốC CủA TUABIN

3.1. Vấn đề điều chỉnh tuabin
3.2. Nhiệm vụ của bộ điều tốc
3.3. Nguyên lý làm việc của bộ điều tốc
3.4. Các bộ phận cơ bản của bộ điều tốc
3.5. Phân loại bộ điều tốc
3.5.1. Phân loại theo nguyên lý tác động
- Bộ điều tốc tác động trực tiếp
- Bộ điều tốc tác động gián tiếp
3.5.2. Phân loại theo đặc điểm của sơ đồ điều chỉnh
- Bộ điều tốc có phản hồi
- Bộ điều tốc không có phản hồi
3.5.3. Phân loại theo tính chất của phản hồi
- Bộ điều tốc có phản hồi cứng
- Bộ điều tốc có phản hồi mềm
3.5.4. Phân loại theo phơng pháp điều chỉnh
- Bộ điều tốc cơ khí
- Bộ điều tốc thuỷ cơ
- Bộ điều tốc điện thuỷ
3.6. Bộ điều tốc tuabin cánh quay
3.7. Bộ điều tốc tuabin gáo
3.8. Bộ điều tốc tuabin tâm trục hay tuabin chong chóng
3.9. Bộ điều tốc của trạm thuỷ điện PLEIKRÔNG


2

Vấn đề điều chỉnh turbine
Đối với lới điện hiện đại, yêu cầu tần số điện không đổi (50Hz hoặc
60Hz), hay nói chính xác hơn, phạm vi biến đổi rất nhỏ, dới 0,1%. Vì vậy,
nó đòi hỏi tốc độ quay của turbine không đợc thay đổi. Song, khi phụ tải

thay đổi, mômen (tơng ứng công suất phát của turbine) và mô men cản (t-
ơng ứng vơi phụ tải) sẽ mất cân bằng, làm tốc độ quay của turbine thay đổi.
Muốn giữ tốc độ quay của turbine không thay đổi, phải tạo nên cân bằng
mới giữa mômen quay và mômen cản. Để thay đổi công suất trên trục
turbine, ngời ta thờng thay đổi lu lợng qua turbine bằng cách thay đổi độ
mở cánh hớng dòng của turbine phản kích, hay thay đổi độ mở vòi phun của
turbine xung kích. Việc tăng giảm độ mở turbine để thay đổi công suất hay
dừng máy có thể thao tác bằng tay khi yêu cầu chính xác của tần điện không
cao và lực đóng mở turbine không lớn, tức chỉ đợc dùng ở trạm thuỷ điện
nông thôn với turbine cực nhỏ. Để đảm bảo chất lợng điện đa lên lới điện
(gồm điện áp và tần số) cũng nh để đảm bảo yêu cầu dừng máy cấp tốc ngời
ta phải tiến hành thao tác điều chỉnh turbine một cách tự động, tức là bộ
phận điều chỉnh lu lợng qua turbine phải đợc thao tác bằng động cơ secvo
có lực thao tác lớn nhờ áp lực dầu từ các ống dẫn dầu áp lực. Dầu áp lực này
đợc cung cấp từ thiết bị dầu áp lực và đợc điều khiển, khống chế từ thiết bị
điều tốc. Ba bộ phận này hợp lại thành hệ thống điều chỉnh tự động độ quay
của turbine.
3
Hệ thống dầu bộ điều tốc turbine
Trong đó:
Hệ thống dầu áp lực:
1.1.Thùng chứa dầu áp lực
1.2.Bảng điều khiển
1.3.Máy bơm dầu
11.4. Hệ thống làm mát dầu
11.5. Hệ thống trao đổi dầu
4
Hệ thống điều tốc điện thuỷ lực:
2.1 Tủ điều khiển
2.2 Tủ khởi động bộ điều tốc

2.3 Van sự cốbộ điều chỉnh van định hớng Servomotor
2.4 Thiết bị phản hồi
2.5 Bộ bảo vệ tần số và chống lồng tốc
Hệ thống tự động điều chỉnh turbine:
3.1 Tủ điều khiển tự động
3.2 Bảng dụng cụ đo và điều khiển
3.3 Vòng hớng đo nhiệt độ
3.4 Đồng hồ đo lu lợng
3.5 Khoá van cánh hớng
3.6 Đo mức dầu ổ trục
3.7 Đo độ mở trục cánh hớng
3.8 Đo mức nớc nắp turbine
3.9 Đo áp suất của nớc dới bánh xe công tá
5
CHƯƠNG 1: TổNG QUAN Về NHà MáY THUỷ ĐIệN
1.1. Nguồn thuỷ năng và vai trò của nhà máy thuỷ điện trong đời sống
Chúng ta đã biết rằng để phát ra điện ta có thể sử dụng nhiều nguồn
năng lợng khác nhau nh : với các nhà máy nhiệt điện ngời ta sử dụng
nhiên liệu là than, với nhà máy thuỷ điện thì ngời ta sử dụng năng lợng
của dòng chảy. Ngoài ra ngời ta còn xây dựng các nhà máy điện bằng
cách khai thác năng lợng nguyên tử, năng lợng mặt trời, năng lợng gió
Trong các loại nhà máy điện kể trên thì phổ biến nhất là nhà máy thuỷ
điện và nhà máy nhiệt điện.
Từ nhiều thế kỷ trớc nguời ta đã biết sử dụng năng lợng của sông
ngòi và cho đến ngày nay thì việc sử dụng năng lợng của sông ngòi đã
phát triển trên một quy mô lớn.
Thuỷ năng là một dạng năng lợng tuần hoàn, đây là tính u việt nhất
của nguồn năng lợng này mà các nguồn năng luợng khác nh nguyên tử,
than, dầu không thể có đợc. Trong quá trình biến đổi năng lợng thì chỉ
có thuỷ năng sau khi biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng lại đợc tái tạo

thành dạng thuỷ năng. Còn các dạng năng lợng khác trong quá trình biến
đổi không tự tái tạo đợc trong tự nhiên. Con ngời sử dụng nguồn thuỷ
năng vô tận để phục vụ cho đời sống và sản xuất đặc biệt là để phát điện.
Trong nhà máy thuỷ điện năng lợng dòng chảy đợc tập chung vào
một chỗ ( bằng cách đắp đập, đào kênh dẫn). Năng lợng này đợc sử
dụng để quay tuabin nớc và tuabin này kéo theo máy phát điện từ đấy
biến cơ năng thành điện năng
So với các nhà máy điện khác thì nhà máy thuỷ điện có các u điểm
:
Hiệu suất của nhà máy thuỷ điện có thể đạt đợc rất lớn so với nhà máy
nhiệt điện
- Thiết bị đơn giản dễ tự động hóa và có khả năng điệu khiển rừ xa
- ít sự cố và cần ít ngời vận hành
6
- Có khả năng làm việc ở phần tải thay đổi
- Thời gian mở máy và dừng máy ngắn
- Không làm ô nhiêm môi trờng
- Mặt khác nếu khai thác thuỷ năng tổng hợp kết hợp với tới tiêu,giao
thông và phát điện thì giá thành diện sẽ giảm xuống giải quyết đợc triệt
để hơn vần đề của thuỷ lợi và môi trờng sinh thái của một vùng rộng lớn
quanh đó.
Xây dựng nhà máy thuỷ điện thờng không chỉ nhằm mục đích duy nhất
để phát điện mà còn nhằm lợi dụng tổng hợp việc trị thuỷ và khai thác
sông ngòi.Đó cúng là một nguyên tắc cơ bản của vấn đề khai thác các
dòng chảy đảm bảo đợc hiệu quả kinh tế tổng hợp cao nhất cho nhiều
ngành kinh tế.Thạt vậy xây dựng nhà máy thuỷ điện thờng nhằm mục
đích giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Tới ruộng : xây dựng các nhà máy thuỷ điện kiểu đập tạo nên những hồ
chứa nớc lớn . trữ một khối lợng nớc lớn trong mùa lũ
làm mức nớc dâng lên cao tạo điều kiện cho việc tới các vùng đồng bằng

hay đồi núi rộng lớn.
- Chống lũ: xây dựng các nhà máy thuỷ điện kiểu đập tạo thành những hồ
chứa lớn có khả năng trữ đại bộ phận lợng nớc trong mùa lũ để phát điện
và tới ruộng nh vậy hạn chế đợc mức nớc lũ phía hạ lu tránh đợc các tai
hoạ do lũ lụt gây ra.
- Giao thông: ở những khúc sông miền núi thờng có lắm thác ghềnh
thuyền bè đi lại khó khăn.Nhà xây dựng các nhà máy thuỷ điện với những
hồ chứa nớc lớn làm cho dòng sông chảy ít xiết hơn không còn thác
ghềnh không còn những chỗ bồi đắp,lòng sông cạn.Do đó tạo điều kiện
cho thuyền bè đi lại dễ dàng
- Nuôi cá:Những hồ chứa nớc lớn là những hồ nuôi cá rất tốt đây cũng là
một nguồn lợi lớn cần đợc suy nghĩ đến khi xây dựng nhà máy thuỷ điện.
- Cải thiện điều kiện sinh hoạt vệ sinh phòng bệnh: Nhờ hồ chứa nớc tạo
điều kiện để cung cấp nớc cho thành phó các xí nghiệp đợc đảm bảo.
7
1.2. Phân loại nhà máy thuỷ điện:
Trong thực tế có ba loại nhà máy thuỷ điện là: Nhà máy thuỷ điện kiểu
lòng sông, nhà máy thuỷ điện đờng dẫn và nhà máy thuỷ điện kiểu tổng
hợp.
1.2.1. Nhà máy thuỷ điện kiểu lòng sông:
Để tập trung năng lợng ngời ta dùng cột áp H là độ chênh mực nớc trớc và
sau đập(tơng ứng thợng lu và hà lu) đập có hồ nớc lớn để điều tiết lu lợng
dòng sông.Nhà máy thờng đặt sau đập với cột nớc lớn hoặc là một bộ
phận của đập đối với cột nớc nhỏ,Các trạm thuỷ điện với phơng pháp tặp
trung năng lợng bằng đập gọi là nhà máy kiểu lòng sông hay sau đập.
1.2.2 Nhà máy thuỷ điện đờng dân: Nớc đợc ngăn bởi một đập thấp rồi chảy
theo đờng dẫn (kênh, máng tru nen, ống dẫn) đến nhà máy thuỷ điện ở
đây cột áp cơ bản là do đờng dân tạo nên còn đập chỉ để ngăn nớc.Đờng
dẫn có độ dốc nhỏ hơn độ dốc lòng sông.Trạm kiểu này thờng dùng ở các
sông suối có độ dốc lòng sông lớn và lu lơng nhỏ.

1.2.3. Nhà máy thuỷ điện kiểu tổng hợp : Năng lợng nớc đợc tập chung lại nhờ
đập và cả đờng dẫn. Cột áp của trạm gồm 2 phần một phần do đập tạo
nên, phần còn lại do đờng dẫn toạ nên. Nhà máy kiểu này đợc dùng cho
các đoạn sông mà ở phía trên sông có độ dốc nhỏ thì xây đập ngăn nớc và
hồ chứa còn phía dới có độ dốc lớn thì xây dựng đờng dẫn.
1.3. Nhà máy thuỷ điện PLEIKRÔNG
Công trình thủy điện PLEIKRÔ NG dự kiến xây dựng trên sông
KrôngPôkô một nhánh chính của sông Sêsan. Vị trí xây dựng công trình
thuộc địa phận xã Sa Bình, huyện Sa Thầy và xã Kroong,thị xã Kon
Tum ,tỉnh Kon Tum.
Nhiệm vụ chính của công trình là phát điện, cung cấp điện cho các tỉnh
miền Trung và miền Nam thông qua hệ thống đờng dây 550KV. Công
8
trình có công suất lắp máy N
lm
= 110MW và sản lợng điện hàng năm
khoảng 478,5triệu KWh.
Do dung tích hồ chứa lớn, hồ chứa Pleikrông đợc xây dựng sẽ nâng
cao độ an toàn, gia tăng công suất đảm bảo sản lợng điện cho các bậc
thang bên dới. Riêng thuỷ điện Yali(đã đợc xây dựng ) với sự điều tiết của
hồ chứa Pleikrông công suất đảm bảo tăng lên khoảng 91,7MW (tăng
khoảng 40%) và sản lợng điện hàng năm là 151,5triệu KWh.
Ngoài nhiệm vụ chính là phát điện, thuỷ điện Pleikrông đợc xây dựmg
sẽ góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế, nâng cao đời sống nhân dân tỉnh
Kon Tum.
1.3.1. Thông số hồ chứa:
+ Mực nớc dâng bình thờng: 575 (m)
+ Mực nớc chết : 550(m)
+ Dung tích toàn bộ : 1343,9.10
6

(m
3
)
+ Dung tích hữu ích : 1021,9.10
6
(m
3
)
+ Dung tích chết : 322.10
6
(m
3
)
1.3.2. Quy mô và kết cấu các hạng mục công trình chính
- Đập dâng bê tông trọng lực
- Đập phụ bằng đất đồng chất, nền thợng lu đắp đá gia tải và chống xói
lở do sóng
- Đập tràn lòng sông (liền đập dâng bê tông) không chân không kiểu
Ôphixêrốp
- tuyến năng lợng bố trí gần khu vực lòng sông(giữa đập tràn và đập
dâng bê tông ) nhà máy thuỷ điện sau đập
1.3.3 Thiết bị công nghệ
- Đập tràn: cửa van cung, đóng mở bằng xylanh thuỷ lực
- nhà máy: tuabin hớng trục, trục đứng, nối đồng trục với máy phát
9
- phơng án đấu nối nhà máy vào hệ thống quốc gia: đấu nối nhà máy
thuỷ điện Pleikrông vào hệ thống quốc gia bằng đờng dây 220KV,
mạch đơn vào trạm biến áp 500/220/110KV Pleiku.
- Sơ đồ nối điện chính : Thanh cái 220KV sử dụng sơ đồ nối tam giác
1.3.4. Biện pháp dẫn dòng thi công và tổng tiến độ thi công

- biện pháp dẫn dòng thi công bằng 3 lỗ xả kích thớc 5x9m trong thân
đập tràn và một kênh xả kiệt.
- Tổng tíên độ thi công công trình là 3 năm không kể năm chuẩn bị.
CHƯƠNG 2 : TUABIN
2.1. Tuabin nớc và sự phát triển của nó
Hiện nay ngành năng lợng học đang phát triển mạnh. Ngời ta tích cực tìm
kiếm những nguồn năng lợng khác nhau để sử dụng cho các ngành kinh
tế. Trong đó năng lợng truyền thống nh : than, dầu, khí đốt, hạt nhân,
thuỷ năng đợc coi là các dạng năng lợng cơ bản còn năng lợng mặt trời,
năng lợng gió, năng lợng thuỷ triều và năng lợng thuỷ điện cực nhỏ là
nhỡng dạng năng lợng mới.
ở nớc ta có 2 nguồn năng lợng chính đã đợc khai thác là than và năng
lợng các dòng sông và suối lớn.
Tuabin nớc còn gọi là tuabin thuỷ lực là một thiết bị động lực dùng
biến đổi năng lợng của dòng chảy(thuỷ năng) thành cơ năng để kéo máy
phát điện hoặc máy công cụ.
Tuabin nớc là loại máy thuỷ lực đầu tiên loài ngời dùng để sử dụng
nguồn năng lợng thiên nhiên phục vụ đời sống và sản xuất, trớc tiên là để
lấy nớc và gia công lơng thực.
Tuabin nớc đầu tiên là những bánh xe đơn giản sử dụng động năng
của dòng chảy
10
- năm 1834 Fuarây (Pháp) đã chế tạo thành công bánh tuabin đầu tiên
- năm 1837 Xaphôn (Nga) cũng chế tạo một loại tuabin nớc kiểu ly tâm
- năm 1838 Hopd (Mỹ) đã cải tạo tuabin ly tâm trên thành tuabin hớng
tâm
- năm 1847-1849 Dran Franxic (Mỹ) đã cải tiến tuabin Hopd thành tua
bin tâm trục có hiệu suất cao hơn
- năm 1837-1841 Ghensen (Đức) và Jônvan (Pháp) đã chế tạo tuabin h-
ớng trục cánh cố định

- năm 1912-1924 Kaplan (Tiệp) đã cải tiến tuanbin hớng trục cánh cố
định thành tuabin hớng trục cánh điều chỉnh
- năm 1880 Penton (Mỹ) đã cải tiến bánh xe nớc và phát minh ra tuabin
gáo
Ngày nay các loại tuabin nớc kể trên đã đợc cải tiến và hoàn thiện ở
mức độ cao. Nhiều kiểu tuabin mới đợc ra đời nh tuabin hớng chéo tuabin
dòng chảy (capsun), tuabin- bơm (máy thuỷ lực thuận nghịch dùng trong
các trạm thuỷ điện tích năng).
2.2. Phân loại tuabin
2.2.1. Tuabin phản lực
tuỳ thuộc vào hớng chảy của dòng nớc qua bánh công tác mà chia tuabin
phản lực thành các loại : tuabin hớng trục, tuabin tâm trục, tuabin hớng
chéo trục
2.2.1.1. Tuabin hớng trục
tuabin hớng trục là tuabin trong đó hớng chuyển động của dòng chảy
trong phạm vi bánh công tác song song vớib truc quay tuabin. Tuabin h-
ớng trục có thể là loại cánh cố định (tuabin chong chóng) hoặc loại cánh
điều chỉnh
loại tuabin này có thể làm việc với cột nớc H= 1,5- 40 (m)
2.2.1.2. Tuabin tâm trục
11
Trong tuabin tâm trục hớng của dòng chẩy ở vùng bánh công tác ban đầu
theo phơng hớng tâm sau đó chuyển sang phơng song song với trục.
Tuabin này còn gọi là tuabin Franxic, nó đợc sử dụng rộng rãi trong các
trạm có cột nớc cao H= 30-600 (m)
2.2.1.3. Tuabin hớng chéo
Kết hợp u điểm của cả 2 loại tuabin hớng trục cánh xoay và tuabin tâm
trục
Dòng chảy trong vùng bánh công tác của tuabin hớng chéo có hớng làm
với trục quay 1 góc nào đó. Bầu cánh là hình nón, bầu cánh chứa toàn bộ

cơ cấu điều chỉnh cánh nh cơ cấu điều chỉnh cánh quay của tuabin hớng
trục cánh xoay
Loại tuabin này làm việc trong phạm vi cột nớc H = 30- 150 (m)
2.2.2. Tuabin xung lực
Tuabin xung lực gồm : tuabin gáo, tuabin tia nghiêng, tuabin tác dụng kép
2.2.2.1. Tuabin gáo
Là loại tuabin xung lực đợc sử dụng nhiều nhất, phần dẫn dòng của nó
gồm bánh công tác và vòi phun. Bánh công tác gồm nhiều cánh hình gáo
đợc gắn chặt lên đĩa bành công tác

Hình 2.1. Sơ đồ tuabin Pentôn

Tuabin gáo làm vịêc với cột áp H = 40- 300(m)
12