Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình

Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Phần I: Phần tìm hiểu chung
1. Giới thiệu tổng quan nhà máy:
Sông Đà là một nhánh chính của sông Hồng, đổ vào sông Hồng tại Trung Hà.
Bắt nguồn từ núi Nhụy Sơn Trung Quốc, ở độ cao 1500 m, dài 980km, diện tích lưu
vực là 51.700 km2 bằng khoảng 31% diện tích lưu vực sông Hồng nhưng lưu lượng
nước về hồ bằng khoảng một nửa lượng nước về Sông Hồng (khoảng 48%).
Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình là nhà máy thuỷ điện lớn nhất nước ta hiện nay.
Nó đóng một vai trò quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân. Hồ chứa nước công trình
thủy điện Hoà Bình là một nguồn tài nguyên quý đã được tổ chức khai thác một cách
tối ưu như sau:
+ Nhằm chống lũ cho đồng bằng sông Hồng khi xảy ra các trận lũ lớn như năm
1945 và năm 1971, giữ mực nước ở Hà Nội không vượt quá cao trình 13,3m.
+ Khai thác sản lượng điện: khai thác năng lượng dòng chảy và công suất đặt
thiết bị (1920 MW) nhằm phục vụ cho đời sống xã hội. Mặt khác, đảm bảo không bị
gián đoạn hoặc gây biến động lớn cho cơ cấu nguồn của hệ thống khi gặp năm ít nước.
Với năm nước trung bình khai thác sản lượng điện là 8,4 tỷ kWh.
2. Năng lực quản lý, sửa chữa và vận hành của nhà máy:
Sau khi nước bạn Nga do hoàn cảnh chính trị phải rút các cán bộ, chuyên gia về
nước, tập thể công nhân, kỹ sư của nhà máy đã độc lập quản lý nhà máy cả về mặt tổ
chức lẫn kỹ thuật. Hiện nay với hơn 850 công nhân viên nhà máy đã đảm nhận nhiều
nhiệm vụ khó khăn trong sửa chữa và vận hành, tiêu biểu như hàn đắp cánh tuabin
chống rỗ do xâm thực, thay sứ ở hộp đầu nối của cáp dầu áp lực... Đội ngũ trưởng ca,
trưởng kíp của nhà máy cũng có trình độ chuyên môn khá vững vàng, góp phần vận
hành an toàn nhà máy và sử lý sự cố trên lưới một cách tích cực.
3. Những thuận lợi và tồn tại hiện nay của nhà máy:
Nhà máy có thuận lợi về mặt vận hành do các thiết bị có tính tự động cao, trang
thiết bị mới. Về mặt tổ chức, do là nhà máy lớn nhất quốc gia nên luôn được Tổng
công ty quan tâm tạo điều kiện...
4. Những thành tích và sự cố lớn trong nhà máy:

Nói chung nhà máy thuỷ điện Hoà Bình không có các sự cố lớn ảnh hưởng
nặng nề đến con người và thiết bị.

1


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Phần II: Thuỷ năng
1. Đặc tính điều tiết hồ chứa của nhà máy:

Nhà máy có 8 tổ máy công suất đặt là 1920MW với lưu lượng qua mỗi tổ
máy khi đạt phát tối đa 300 m3/s.
a. Các thông số hồ chứa:
+ Phía thượng lưu:
• Mực nước dâng bình thường

: 115 m.

• Mực nước chết

: 80 m.

• Mực nước trước lũ

: 88 m.

• Mực nước gia cường

: 120 m.

+ Phía hạ lưu:
• Mực nước khi dừng toàn bộ nhà máy

: 11,0 m.

• Mực nước khi chạy công suất 540MW (với 3 tổ máy) : 13,3m.
• Mực nước khi chạy 8 máy công suất định mức
240MW với lưu lượng 2400 m3/s

: 16,05 m.

• Mực nước khi xả lưu lượng không ảnh hưởng
đến hạ lưu (4000 m3/s)

:17,8m.

• Mực nước khi xả lưu lượng tần suất 0,01% (37.800 m3/s) : 27,4 m.
b. Điều tiết hồ chứa:
Điều tiết hồ chứa cho nhiệm vụ chống lũ và phát điện được thực hiện theo
chu kỳ hàng năm. Mỗi chu kỳ chia làm 3 thời đoạn theo quy luật thay đổi dòng
chạy sông Đà:
- Các tháng mùa khô 11, 12, 1, 2, 3, 4, 5 và 15 ngày đầu tháng 6 để
chuyển tiếp sang mùa lũ.
- Các tháng mùa lũ lớn từ 15/06 đến tháng 8.
- Các tháng tích nước trong hồ: tháng 09 và 10.
Quy luật điều tiết chi tiết như sau:
* Điều tiết hồ trong thời gian chống lũ:
Để đảm bảo an toàn cho công trình thuỷ điện và vận hành tối ưu nguồn
nước, điều tiết hồ trong thời gian chống lũ được chia làm 3 gian đoạn:

2


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

+ Từ 15/06 đến 15/07: giai đoạn chống lũ đầu vụ
+ Từ 16/07 đến 25/08: giai đoạn chống lũ chính vụ
+ Từ 26/08 đến 15/09: giai đoạn chống lũ cuối vụ
Trong thời kỳ chống lũ thuỷ điện Hoà Bình được giao cho UB chỉ đạo
phòng chống lụt bão Trung Ương. Trong thời kỳ này, khi hồ chứa làm nhiệm vụ
sẵn sàng cắt lũ cho hạ du, mực nước trong hồ ở từng gia đoạn phải giữ ở mức
sau:
- Giai đoạn chống lũ đầu vụ (15/06 đến 15/07): từ 15/06 đến 15/07 giữ
mực nước hồ 91 ± 2.
Nhưng nếu trước ngày 25/06 có lũ tiểu mãn mà yêu cầu cắt lũ tiểu mãn để
lưu lượng xả xuống hạ lưu không vượt quá 4000 m 3/s thì cho phép nâng mực
nước hồ lên cao hơn nhưng không được để mực nước hồ vượt quá 100 m và
phải đưa về mực nước 91 ± 2 trước ngày 10/07.
- Giai đoạn chống lũ chính vụ (16/07 đến 25/08): Thời kỳ này phải giữ
mực nước ở hồ là 89 ± 1, cố gắng giữ ở giới hạn dưới.
- Giai đoạn chống lũ cuối vụ (26/08 đến 15/09): Vì dung tích nước cho
phép tích lại trong thời kỳ này có thể quyết định tới hiệu ích phát điện trong các
tháng sau mùa lũ, do vậy tuỳ theo tình hình thời tiết cuối tháng 8 và dự báo thuỷ
văn trong tháng 9 làm căn cứ mà ban chỉ đạo phòng chống lụt bão Trung ương
sẽ trao đổi với Tổng công ty điện lực Việt Nam để có quyết định cụ thể thời gian
vận hành công trình cắt lũ thường xuyên.
Vận hành công trình cắt lũ:
Vận hành công trình cắt lũ thường xuyên: Khi dự báo lũ sông Hồng tại Hà
Nội có thể làm mực nước tại Hà Nội vượt quá mức 11 m thì phải vận hành công

trình Hoà Bình cắt lũ thường xuyên nhằm giữ mực nước Hà Nội không được
vượt quá 11,5 m đồng thời mực nước tại Hoà Bình cũng không được phép vượt
quá 100 m.
Vận hành công trình cắt lũ lớn cho hạ du sông Hồng: Khi mực nước tại
Hà Nội đã đạt 11,5m và mực nước hồ đã đạt 100m mà theo dự báo trong 24h tới
mực nước Sông Hồng tại Hà Nội có thể vượt 13,3m và lũ sông Đà tiếp tục tăng
nhanh thì phải vận hành công trình cắt lũ lớn cho hạ du Sông Hồng nhằm giữ

3


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

mực nước tại Hà Nội không được vượt quá 13,3 m và mực nước hồ không được
vượt quá 117m.
Vận hành công trình để chống lũ cho bản thân công trình: Khi mực nước
hồ đã ở mức 115m mà dự báo nước lũ Sông Đà tiếp tục tăng lên thì chuyển sang
vận hành công thình để chống lũ cho bản thân công trình.Khi đó phải mở dần
các cửa xả đáy sao cho khi mực nước hồ là 116,5m thì các cửa xả đáy mở hết,
còn khi mực nước hồ đạt 117m thì các cửa xả mặt được mở hoàn toàn.
Trong suốt mùa lũ, mực nước trong hồ có thể thay đổi lớn từ 88m đến 117
m, vậy để điều tiết chống lũ cho hạ du hoặc khi gặp lũ đặc biệt lớn sau khi đã cắt
lũ lớn mà công trình phải vận hành giai đoạn chống lũ cho bản thân công trình,
mực nước hồ giai đoạn này có thể lên đến mức 120 m, chính quyền địa phương
có dân cư trú trong vùng hồ phải hướng dẫn nhân dân và tổ chức kiểm tra lòng
hồ để không xảy ra thiệt hại đáng tiếc.
Khi mực nước hạ lưu hồ Hoà Bình vượt mức 24,6 m thì BPCLBTW và
giám đốc NMĐ Hoà Bình phải thông báo cho BPCLBTW tỉnh Hoà Bình biết
trước 12h.
Trong thời kỳ chống lũ này thì 8 tổ máy làm việc liên tục để khai thác tối

đa năng lượng dòng chảy mùa lũ. Khi đó dự phòng của hệ thống không đặt tại
NMĐ Hoà Bình nữa.
* Điều tiết hồ trong các tháng tích nước:
Vào cuối mùa lũ việc tích nước đầy hồ đến 115m cần phải được thực hiện
trong tháng 9 và tháng 10. Việc tích nước phải đảm bảo trong tháng 9 và tháng
10 sao cho chậm nhất là 30/10 phải đưa mực nước thượng lưu là 115 m.
Để đảm bảo tích nước đầy hồ vào cuối tháng 10 và công suất phát điện
cao, mực nước thượng lưu hồ cần giữ nước theo các mức giới hạn:
+ Đến 01/09 mực nước không thấp hơn mức 92m.
+ Đến 10/09 mực nước không thấp hơn mức 99 m.
Thực hiện các việc trên để đảm bảo tích nước đầy hồ vào hạ tuần tháng 10.
Trong tháng 10 nếu có biến động thời tiết đặc biệt, quá trình tích nước cho
phép giữ mực nước thượng lưu được vượt quá mức nước 115 m nhưng không
được vượt quá 116 m.

4


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Công suất đảm bảo thời kỳ tích nước là 540 MW. Trong thời kỳ tích nước,
nếu phải xả xuống hạ lưu một lượng đủ lớn đển đảm bảo việc ổn định của các
công trình dưới hạ lưu: cầu cống, đê, kè không bị sụt lở. Lưu lượng xả không
được vượt quá lưu lượng tự nhiên vào hồ.
Lưu lượng xả từ 01/09 đến 30/10 không được tạo ra con lũ nhân tạo gây
thiệt hại cho phía hạ lưu và không được phép xả lớn hơn 4000 m3/s.
* Điều tiết lũ trong thời kỳ mùa khô từ 01/11 đến 15/06:
Trong thời kỳ này việc điều tiết hồ đảm bảo phát điện sử dụng tối ưu toàn
bộ khối lượng nước đã tích đầy hồ ở mức 115m. Mực nước thấp nhất vào cuối
mùa khô không được dưới mực nước chết 80m.

- Nếu vào năm ít nước cho phép khai thác hồ không được dưới mức 75m.
- Tuy nhiên để phục vụ sản xuất công nghiệp trong thời gian đồ ải 50 ngày
từ 01/01 đến 20/02 yêu cầu lưu lượng xả của xuống hạ lưu là 680 m3/s.
- Để cải thiện điều kiện vận tải trên sông Đà và sông Hồng yêu cầu lưu
lượng nước xả xuống hạ lưu là 550 m3/s
2. Biểu đồ điều tiết hồ chứa:

Biểu đồ được đính kèm theo bản này.
3. Các số liệu chính về thời tiết và thuỷ văn:

a. Đặc điểm thời tiết khí hậu
Là một lưu vực phụ thuộc chủ yếu vào gió mùa đông bắc, tây nam và
phần cuối của lưu vực chịu ảnh hưởng của bão từ biển Đông gây mưa nhiều.
Lượng mưa hàng năm ít thay đổi, 85% lượng mưa phụ thuộc vào gió mùa và tập
trung chủ yếu vào 3 tháng 7, 8, 9.
Khi có bão biển Đông lượng nước tăng lên đột ngột, lượng mưa trung
bình hằng năm là 1960 mm.
Tại trạm Hoà Bình lượng mưa lớn nhất đạt 734 mm/tháng và mỗi tháng
có 18 - 22 ngày mưa.
Nhiệt độ trung bình không khí trong thung lũng sông là 22 0 - 230. Nhiệt độ
tuyệt đối cao nhất đo được là 41,2 0C, nhiệt độ tuyệt đối thấp nhất đo được là
1,90C.
Trong năm, sông Đà thể hiện thành 2 mùa rõ rệt: mùa kiệt và mùa lũ.

5


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Mùa lũ ở vào thời kỳ có tác động của gió mùa Tây Nam bắt đầu từ tháng

6 đến tháng 10 kết thúc.
Mùa kiệt bắt đầu từ tháng 11 và kết thúc vào tháng 5, trong thời gian đó
có gió mùa Đông Bắc. Dao động mực nước nhỏ, chậm, giảm từ từ, từ độ cao lớn
đến độ cao nhỏ nhất.
b. Các số liệu đặc trưng thuỷ văn
• Diện tích lưu vực sông Đà là 51.700 km2
• Tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm là 57,4 106 m3.
• Lưu lượng nước về trung bình là 1800 m3/s
• Lượng mưa trung bình hằng năm là 1960 mm
Lưu lượng lũ
Tần

Lưu lượng lũ tối
đa (m3/s)

Lưu lượng trung
bình ngày đêm (m3/s)

14.690

12.900

1,00%

21.600

18.600

0,10%

26.600

25.600

0,01%

37.800

36.400

Xuất
10,00%

c. Các số liệu về hồ chứa nước
• Diện tích lòng hồ là 240 km2
• Dung tích có ích là 5,65.109 km3
• Dung tích toàn bộ hồ là 9,45. 109 m3.
• Dung tích chạy lũ là 6. 109 m3.
• Chiều dài hồ ở mực nước 115m là 230 km
• Chiều rộng trung bình hồ là 1 km
• Chiều sâu trung bình hồ là 50 m

Phần III: Cơ khí thuỷ lực
6


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

1. Kết cấu và thông số đập chính:

• Cao độ đỉnh đập là

123

m

• Chiều cao đập là

128

m

• Chiều dài mặt đập là

640

m

• Chiều dài đập tràn

120

m

• Độ cao đập tràn

67

m

• Cao độ đáy đập tràn xã đáy

56

m

• Cao độ đáy đập tràn xã mặt

102

m

• Chiều rộng chân đập

720

m

• Chiều rộng mặt đập

20

m

( Sơ đồ nguyên lý cấu tạo đập được đính kèm theo bản này)
2. Các loại cánh phai sử dụng cho công trình thuỷ lực:

a. Cánh phai cửa nhận nước :
Cửa nhận của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình được đặt ở cao độ 56m, chúng
có các thông số kỹ thuật như sau :

• Số lượng
nước)

16 cửa (mỗi tổ máy có 2 cửa nhận

• Chiều cao

10

m

• Chiều rộng

4

m

• Cột nước tính toán

60

m

• Cột nước tối đa

102

• Lực nâng tính toán

290

• Trọng lượng cửa van

92,261 tấn

m

tấn

Để nâng hạ các các phai cửa nhận nước người ta xử dụng 4 bộ truyền động
thuỷ lực, các bộ truyền động thuỷ lực được tại cao độ 119 m. Tại cửa nhận nước
của nhà máy lắp đặt 16 xi lanh thuỷ lực cho 8 tổ máy. Các bộ truyền động thuỷ
lực có nhiệm vụ :
• Nâng lần lượt các cửa van khi nạp nước dẫn nước vào tua bin.
• Hạ nhanh theo trình tự hoặc cùng một lúc 2 cửa van xuống dòng chảy.
• Giữ các cửa ở vị trí trên cùng.
7


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

• Tự động nâng cửa van đến trạng thái ban đầu khi bị lún xuống 300 mm so
với vị trí trên cùng.
* Các đặc tính kỹ thuật của thiết bị truyền động :
• Xi lanh thuỷ lực cho 1 cửa van

: 1 cái

• Xi lanh truyền động cho bộ thuỷ lực

: 4 cái

• Lực khi nâng

: 300 tấn

• Lực khi giữ

: 250 tấn

• áp lực của dầu trong xi lanh khi nâng

: 261 kg/ cm2

• Thời gian nâng cửa van

: 30,2 phút

• Thời gian hạ cửa van

: 5 ± 0,5 phút

• Thể tích dầu trong xi lanh

: 13 m3

• Máy bơm
Kiểu bơm

: PHAIP32/320 - T3

áp lực định mức

: 320 kg/cm2

Công suất động cơ bơm

: 22 kW.

• Máy bơm hút dầu:
áp lực dầu

: 25 kg/cm2

Lượng dầu cấp

: 50 l/ phút

Công suất động cơ

: 3 kW

* Nguyên lý làm việc của bộ truyền động :
Dưới áp lực, dầu bắt đầu vào khoang dưới của xi lanh thuỷ lực và khi áp
lực đạt tới 45 kg/ cm2 thì bắt đầu nâng cánh phai lên, xi lanh của xec vô mô tơ
chuyển động tự dogần tới 150cm. Sau đó áp lực dầu tăng lên tuỳ thuộc vào mức
nước thượng lưu nhưng không quá 261 kg/cm 2 và lúc đó phần trên cửa van được
nâng lên 100mm. Do độ chênh lệch áp lực lớn giữa thượng lưu và tuyến dòng
chảy của tổ máy nên không thể nâng tiếp cửa van lên được nữa, áp lực trong
tuyến ống chính sẽ tăng lớn hơn 261 kg/cm 2. Khi đó bảo vệ áp lực tác động

đóngbộ phân phối thuỷ lực và mở van lưu thông để tháo xả tải bơm và ngừng
nâng cửa van. Qua khe hở vừa tạo nên nước sẽ chảy ngập đầy đường ống dẫn
vào Tua bin, đối với cửa thứ 2 cũng thao tác như vậy. Sau khi đầy nước ở đường
ống dẫn nước vào Tuabin, người ta phải giải trừ liên động bảo vệ tăng áp và tiếp
8


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

tục nâng cửa van. áp lực dầu khi nâng cửa van cần phải đạt gần bằng 100
kg/cm2.
b. Cánh phai đập tràn xả đáy :
Để phục vụ chống lũ trên đập tràn của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình có bố
trí 12 cửa xả đáy hình cánh cung đặt tại cao độ 56m các cánh phai này có kích
thước 10×6 m2. Các cánh phai này được điều khiển bằng cơ cấu truyền động
thuỷ lực. Các bộ truyền động thuỷ lực có nhiệm vụ :
- Nâng cánh phai dưới áp lực
- Hạ nhanh cánh phai đến vị trí đóng hoàn toàn cửa xả đáy
- Giữ cánh phai ở vị trí trên cùng
- Tự động nâng cánh phai đến trạng thái ban đầu khi bị lún xuống 300 mm
so với vị trí trên cùng.
Các bộ truyền động thuỷ lực này đặt cao độ 82m, 12 cánh phai này được
truyền động nhờ 6 bộ truyền động. các bộ truyền động có các thông số kỹ thuật
như sau :
• Xi lanh thuỷ lực cho 1 cửa van

: 1 cái

• Xi lanh truyền động cho bộ thuỷ lực

: 2 cái

• Lực nâng cánh phai

: 350 tấn

• Lực giữ cánh phai

: 200 tấn

• áp lực của dầu trong xi lanh khi nâng

: 250 kg/ cm2

• áp lực của dầu trong xi lanh khi hạ

: 129 kg/ cm2

• Thời gian nâng 1 cánh phai

: 16,2 phút

• Thời gian hạ 1 cánh phai

: 10 phút.

c. Cánh phai đập tràn xả mặt :
Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình có 6 cửa xả mặt các cửa này có các kích
thước 15×15 m2 các cửa này được đặt cao độ 102 m để điều khiển các cánh phai
này người ta sử dụng cần cẩu chân dê 2×250 tấn. Thời gian thao tác nâng cánh

phai hết chu trình là 15 phút, hạ cánh phai phụ thuộc và phanh cẩu.
3. Các thông số chính của tuabin nước:

Tua bin lắp đặt trong nhà máy thuỷ điện Hoà Bình loại tuabin kiểu dù trục
đứng hướng tâm kiểu PO 115/810-B-567,2 dùng để dẫn động cho máy phát điện
9


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

3pha có công suất 240 MW. Tuabin được điều khiển bởi bộ điều tốc điện thuỷ
lực với bộ thiết bị dầu áp lực MHY.
a. Các thông số kỹ thuật của tuabin:
• Đường kính bánh xe công tác

: 5672 mm

• Cột nước tính toán

: 88 m

• Cột nước tối đa

: 109 m

• Cột nước tối thiểu

: 60 m

• Công suất định mức

:245MW

• Lưu lượng nước qua tuabin

: 301,5 m

• Tần số quay định mức

: 125 v/phút

• Tần số quay lồng tốc

: 240 v/phút

• Độ cao hút (HS)

: - 3,5 m

• Hiệu suất tối đa ở cột áp định mức

: 95%

Thông số ổ hướng Tuabin
• Số secmăng

: 12 cái

• Khối lượng dầu trong bể

: 10 m3

• Loại dầu (theo thiết kế)

: TΠ-30

• Số bộ làm mát

: 12 bộ

• Lưu lượng nước làm mát

: 36 m3/h

Thông số hệ thống phanh
• Số lượng phanh

:24 cụm

• áp lực không khí khi phanh

:7 kg/cm2

• Thời gian phanh

:2 phút

• Tiêu hao không khí khi phanh

:300 lít

• Khe hở giữa phanh và vành phanh roto

:12±1 mm

• Độ nâng của roto trên phanh không cao quá

:20 mm

b. Cấu tạo hoạt động các bộ phận của tuabin:
Buồng xoắn :
Có nhiệm vụ dẫn nước từ đường ống áp lực tới cánh hướng và phân bố đều
lưu lượng nước theo khắp chu vi. Buồng xoắn được thiết kế theo hình xoắn ốc
10


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

có thiết diện thay đổi, có 20 cửa và 1 ống khuếch tán, các chi tiết có độ dầy khác
nhau.
Bánh xe công tác :
Bánh xe công tác là bộ phận làm việc chính của tuabin dùng để biến đổi
năng lượng của dòng chảy thành cơ năng quay máy phát điện. Bánh xe công tác
bao gồm vành trên, vành dưới và 16 cánh chúng được hàn với nhau bằng
phương pháp hàn điện. ở phía dưới của tuabin có các bulông bắt nắp rẽ dòng.
Nắp này tạo nên sự thay đổi của dòng chảy từ hướng tâm chuyển sang hướng
trục một cách êm dịu.
Trục tuabin :
Dùng để truyền mô men quay từ bánh xe công tác đến máy phát điện, trục
tuabin có cấu tạo nguyên khối kiểu rỗng, đường kính 1,5m, độ dầy của thành

trục 13cm, chiều dài 6,8m.
Cánh hướng nước :
Dùng để điều chỉnh lưu lượng nước vào tuabin khi thay đổi công suất của tổ
máy cũng như ngăn không cho nước vào tuabin khi ngừng máy.
Servomotor:
Để điều khiển độ mở của cánh hướng mỗi tuabin được trang bị 4 xéc vô mô
tơ điều khiển kép, các xéc vô mô tơ dùng điều khiển bằng dầu áp lực 40ata.
ổ hướng tuabin
Dùng để định vị cho tuabin. Trong quá trình làm việc ổ hướng chịu lực
hướng kính do không cân bằng về lực cơ thuỷ lực và lực điện của rotor. ổ hướng
gồm có 12 xecmăng bằng thép trên bề mặt có phủ một lớp babít. Vỏ của ổ
hướng bằng thép và được bắt chặt lên nắp tuabin. Phía dưới của ổ hướng là
thùng dầu dưới có thể tích là 1m3. Vịêc tuần hoàn trong ổ hướng được thực hiện
khi các trục quay ổ hướng kính trong vành định hướng của nó có tính năng
giống nhưbơm li tâm dẫn dầu từ trong khoang trong của thùng dầu dưới vào
khoang giữa các xec măng và vỏ của ổ hướng làm cho mức dầu ở đó đẩy lên tới
mức cần đủ bôi trơn xec măng.
4. Hệ thống dầu phục vụ cho tuabin:

Gồm có bình dầu MHY, hai máy bơm dầu và thiết bị làm mát dầu. Thể tích
bình dầu dự trữ MHY 12,5 m3, áp lực định mức là 40 ata, thể tích bể xả 12,5 m3.

11


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Trong bình có chứa một lượng dầu cần thiết để điều chỉnh có thể tích là
4,75m3 (tương đương 30% thể tích bình), thể tích còn lại của bình dự trữ được
nạp khí nén. Không khí là môi trường tích trữ áp lực và dự trữ năng lượng cho

các cơ cấu thuộc hệ thống thuỷ lực làm việc, dầu áp lực là là nguồn năng lượng
cho hệ thống điều điều chỉnh thuỷ lực.
Trong quá trình làm việc áp lực định mức 40 kg/ cm 2 và lượng khí cố định
trong bình dự trữ được tự động duy trì tự động. Lượng dầu trong bình dầu dự trữ
bị hao hụt sẽ được khôi phục nhờ 2 bơm dầu. Các bơm này trong chế độ vận
hành 1 bơm làm việc, 1 bơm dự phòng thay đổi luôn phiên. Bơm chính tự động
làm việc khi áp lực bình dầu xuống 37kg/cm 2. Bơm dự phòng việc khi áp lực
dầu trong bình dầu giảm xuống 35kg/cm 2. Bơm ngừng làm việc khi áp lực trong
bình đạt 40 kg/cm2. Khi áp lực trong bình giảm quá 29 kg/ cm 2 thiết bị bảo vệ sẽ
không cho máy phát làm việc. Bơm dầu có năng suất 13,9 -14 lít/s áp lực 40
kg/cm2.
5. Hệ thống nước kỹ thuật trong nhà máy:

Hệ thống nước kỹ thuật (TBC) dùng để dẫn nhiệt từ các thiết bị trao đổi
nhiệt ở hệ thống làm mát máy phát, tuabin thuỷ lực, bộ biến đổi thyristor và
nhóm máy biến áp 1 pha.
Nó gồm hai hệ thống:
+ Hệ thống nước làm mát tổ máy bao gồm cả hệ thống làm mát bộ biến
đổi thyristor.
+ Hệ thống nước làm mát nhóm máy biến áp 1 pha.
Các hộ tiêu dùng nước kỹ thuật gồm:
• Các bộ làm mát khí cho máy phát.
• Các bộ làm mát dầu cho ổ đỡ máy phát.
• Các bộ làm mát dầu cho ổ hướng máy phát.
• Các bộ làm mát dầu cho ổ hướng tua bin.
• Bình trao đổi nhiệt hệ thống làm mát thyristor.
• Bộ làm mát dầu hệ thống điều chỉnh.
a. Làm mát tổ máy:

12

Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Nước từ đường ống áp lực chảy vào vòng phân phối làm mát không khí
máy phát, số lượng bộ làm mát không khí nối song song là 12 cái. Sau đó nước
chảy vào đường ống xả chung.
Việc cấp nước cho bộ làm mát dầu ổ đỡ được tiến hành theo đường ống
lấy từ đường ống áp lực chung. Có 16 bộ làm mát dầu được nối thành 8 cặp
song song, mỗi cặp gồm hai bộ làm mát mắc nối tiếp với nhau. Mỗi cặp lấy
nước từ vòng áp lực chung và xả ra vòng xả chung, từ đó nước ra ống xả qua
đường ống xả chung.
Cấp nước cho các bộ làm mát dầu ổ hướng máy phát được thực hiện theo
đường ống lấy từ đường ống áp lực chung, số lượng bộ làm mát dầu là 6 cái,
chúng được đặt nối tiếp với nhau. Nước xả vào ống xả chung sau đó xả vào ống
xả của tổ máy.
Nước cấp cho bộ làm mát dầu ổ hướng tuabin được lấy từ đường ống áp
lực chung. Có 12 bộ làm mát dầu nối thành hai nhóm song song, mỗi nhóm 6 bộ
mắc nối tiếp.
Nước cấp cho bộ làm mát dầu MHY được lấy từ vòng áp lực của các bộ
làm mát khí cho tổ máy qua van dẫn động điện từ. Khi nhiệt độ dầu trong bể xả
MHY là 420C thì mở van, đóng van khi nhiệt độ là 38 0C. Nước xả vào ống góp
thải của các bộ làm mát khí máy phát.
Cấp nước kỹ thuật cho bộ biến đổi thyristor được lấy từ đường ống áp lực
chung của tổ máy.
Nguồn cấp nước chính để chèn trục tuabin, chèn trục máy bơm trạm bơm
khô được lấy từ hệ thống nước sản xuất chung của nhà máy. Việc cấp nước để
chèn trục được tiến hành thường xuyên không phụ thuộc vào hoạt động của tổ
máy. áp lực không quá 2,5kg/cm2 và không nhỏ hơn 1,5kg/cm2.
b. Làm mát máy biến áp:

Nước kỹ thuật cấp cho 4 bộ làm mát dầu máy biến áp (3 làm việc 1 dự
phòng) lấy từ buồng xoắn chạy qua phin lọc có mắt lưới (1 làm việc, 1 dự
phòng) sau đó chảy vào thiết bị tiết lưu đã được điều chỉnh áp lực. Nước sau khi
làm mát dầu được xả vào bể dung tích 70m 3. Sau đó được bơm ra hạ lưu (do áp
lục thấp hơn phía hạ lưu)

13


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

(Sơ đồ nguyên lý hệ thống nước kỹ thuật được đính kèm bản này)
6. Hệ thống khí nén gian máy:

a. Hệ thống khí nén hạ áp:
Hệ thống này dùng để cung cấp khí nép áp lực 8 kg/cm 2 cho các hộ tiêu
thụ sau:
• Hệ thống phanh các tổ máy
• Các đồng hồ thuỷ khí.
• Các dụng cụ làm việc bằng khí nén.
• Phanh 3 tổ máy cùng một lúc với độ tiêu hao khí nén 2,1m3
Hệ thống khí nén hạ áp có lắp hai máy nén khí và hai bình chứa khí. Mỗi
bình có thể tích là 10m3, áp lực định mức 8 kg/cm2.
Trạm nén khí và từng máy nén khí hoàn toàn làm việc tự động theo áp lực
trong các ống dẫn chính của các hộ tiêu thụ
• Chạy máy nén khí làm việc

7

kg/cm2

• Chạy máy nén khí dự phòng

6

kg/cm2

• Dừng máy khi áp lực đạt

8

kg/cm2

• Báo tín hiệu sự cố

5

kg/cm2

b. Hệ thống khí nén cao áp:
Hệ thống này dùng để:
+ Nạp và định kì bổ sung khí áp lực 40kG/cm2 cho các bình dầu MHY.
+ Cấp khí nén áp lực 20kG/cm2 cho các máy cắt không khí đầu cực máy
phát.
+ Cấp khí nén cho các đồng hồ ở bảng điện tuabin.
Hệ thống khí nén cao áp có 04 máy nén khí và 03 bình chứa khí. Mỗi bình
có thể tích là 5m3, áp lực định mức 40 kg/cm2.
Trạm nén khí và từng máy nén khí làm việc tự động, đảm bảo để máy nén
khí làm việc ở chế độ sau:
- Chạy máy nén khí làm việc khi áp lực tụt xuống 37 kg/cm2

- Chạy máy nén khí dự phòng khi áp lực còn 35 kg/cm2.
- Báo tín hiệu áp lực cao khi áp lực 41 kg/cm2, áp lực thấp 34 kg/cm2.
7. Hệ thống cứu hoả nhà máy:
14


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Nhà máy có 3 hệ thống cứu hoả:
- Cứu hoả gian máy và AIIK.
- Cứu hoả OPY 220/110/35KV
- Cứu hoả nhà bờ trái
*Số liệu kỹ thuật hệ thống cứu hoả:
áp lực nước khi vào ống góp

2.5 kg/cm2

Lưu lượng nước

50 lit/s

Ngoài ra còn sử dụng hệ thống nước cứu hoả OPY (lấy từ bể nước cứu
hoả OPY ∇162 m gồm 02 bể x 2000 m3) để chèn roăng các cửa xả.
8. Bộ điều chỉnh tốc độ của tuabin:

a. Bộ điều tốc thuỷ lực (∋ ΓΠ ) và ngăn kéo sự cố :
Bộ điều tốc là bộ điện thuỷ lực dùng để điều chỉnh tần số quay và điều
khiển tua bin thuỷ lực hướng tâm, hướng trục ở các chế độ vận hành khác nhau,
đồng thời để điều chỉnh riêng và điều chỉnh theo nhóm công suất hữu công của
tổ máy. Bộ điều tốc bao gồm tủ điều tốc, bảng thiết bị điện cơ cấu liên lạc ngược

và máy chỉ huy.
Bộ biến đổi điện thuỷ lực bao gồm các bộ biến đổi điện từ và bộ khuyếch
đại thuỷ lực. Bộ biến đổi điện từ là bộ gắn liền phần điện và phần cơ khí thuỷ
lực, nó là một hệ thống điện từ làm việc theo nguyên lí tác động tương hỗ từ
trường của cuộn dây 1.3 và nam châm vĩnh cửu 1.4. Nếu cuộn dây có dòng điện
đi qua thì cuộn dây sẽ chuyển động do tác động của lực điện từ giá trị và chiều
chuyển động tương ứng với giá trị và chiều tín hiệu vào cuộn dây. Cuộn dây 1.3
chuyển động với bản chắn 1.5 sẽ làm thay đổi áp lực dầu của bộ khuyếch đại
thuỷ lực làm cho piston 2.1 chuyển động lên trên hoặc xuống dưới ứng với chiều
chuyển động của cuộn dây, Khi piston 2.1 rời khỏi vị trí giữa thì khoang trên
piston sẽ thông với hoặc là đường dầu áp lực hoặc là đường dầu xả, do đó làm
cho piston chuyển động tương ứng xuống dưới hoặc lên trên. Để nâng cao độ
nhạy của bộ khuyếch đại thuỷ lực người ta dùng dòng điện xoay chiều đặt vào
cuộn dây 1.3. Thông qua các mối liên hệ về cơ khí thuỷ lực sẽ truyền đến ngăn
kéo kích thích 8.4.
b. Ngăn kéo chính:

15


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Ngăn kéo chính 8 cấu tạo hợp nhất với ngăn kéo kích thích 8.4 và
xecmovotor phụ 8.2, lò xo đảm bảo lực ép giữa ngăn kéo kích thích 8.4 với hệ
thống truyền động bằng thanh truyền do ngăn kéo chính điều khiển. Khi ngăn
chính chuyển động sẽ đẩy dầu vào 1 khoang của xecvomotor máy hướng nước
còn khoang kia sẽ thông với hệ thống dầu xả.
c. Cơ cấu hạn chế độ mở :
Nhờ có cơ cấu hạn chế độ mở ta có thể ngừng hoặc khởi động tổ máy bằng
tay hoặc hạn chế công suất của máy phát theo điều kiện vận hành

d. Cơ cấu hiệu chỉnh bộ điều chỉnh theo cột nước :
Độ mở của cánh hướng nước bị hạn chế theo cột nước nhờ cam 5.3 sẽ thông
qua thanh truyền 18.2 và 18.4 sẽ tác động vào bộ hạn chế công suất. Nó cho
phép cánh hướng nước mở với độ mở lớn nhất tương ứng với mực nước đó.
Trục hạn chế 18 sẽ lựa chọn giá trị lớn nhất của độ mở cánh hướng nước ở
cơ cấu hạn chế độ mở 14 và cơ cấu hạn chế theo cột nước
Ngoài ra còn có các bộ phận liên quan khác có tác dụng như phát hiện đứt
dây phản hồi, liên lạc ngược...
(Sơ đồ nguyên lý bộ điều chỉnh tốc độ được đính kèm theo bản này)
9. Các trường hợp ngừng máy khẩn cấp do bảo vệ tác động:

Sơ đồ bảo vệ tác động đi ngừng tổ máy có 3 cấp tác động.
Các bảo vệ cấp 1 tác động đi ngừng máy theo sơ đồ ngừng máy tự động
và chuẩn bị mạch tác động tới bảo vệ cấp 2. Các trường hợp ngừng sự cố bằng
bảo vệ cấp 1 như sau:
1. Nhiệt độ xecmăng ổ hướng tuabin tăng sự cố (≥ 75OC).
2. Nhiệt độ xecmăng ổ đỡ máy phát tăng sự cố (≥ 80OC).
3. Nhiệt độ xecmăng ổ hướng máy phát tăng sự cố (≥ 75OC).
4. áp lực dầu trong thùng MHY giảm dưới 29 kg/cm2.
5. Mức dầu trong bình MHY thấp sự cố (dưới 10%)
6. Độ chênh áp lưới chắn áp tăng sự cố.
7. Cửa van sửa chữa sự cố cửa nhận nước tự rơi.
8. áp lực dầu chèn trục giảm dưới 1,5 kg/cm2,nước vào máy phát điện.
9. Cháy trong máy phát điện bảo vệ so lệch làm việc.

16


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

10.Độ rung tổ máy quá cao (chưa đưa vào làm việc).
11. Các bảo vệ điện có tác động ngừng máy.
Bảo vệ cấp 2 đi ngừng tổ máy bằng cách tác động vào ngăn kéo sự cố bộ
điều tốc đi đóng cánh hướng. Mặt khác cũng lặp lại trình tự ngừng máy tự động
như bảo vệ cấp 1. Bảo vệ cấp 2 tác động trong những trường hợp sau:
1. Từ bảo vệ cấp 1 với điều kiện tác động sau 30 giây và nếu độ mở cánh
hướng > 1.5%.
2. Tổ máy lồng tốc 115 % so với định mức khi độ mở cánh hướng >25%
và không có xu hướng đóng về.
3. Tổ máy lồng tốc 125 % so với định mức và duy trì quá 50 giây.
4. Hư hỏng tín hiệu điều khiển.
5. Hư hỏng bộ điều tốc.
Bảo vệ cấp 3 là bảo vệ đi ngừng máy có tác động đi hạ cửa van sửa chữasự cố ở cửa nhận nước đồng thời cũng khởi động sơ đồ ngừng máy tự động. Bảo
vệ cấp 3 tác động trong các trường hợp sau:
- Tổ máy lồng tốc 125 % N.đm và duy trì quá 50 giây
- Tổ máy lồng tốc 170 % N.đm
- Bảo vệ cấp một tác động nhưng kèm đứt chốt cánh hướng

Phần IV: Phần điện
1. Cấu tạo của máy phát điện:

a. Thông số điện của máy phát:
- Công suất định mức biểu kiến:
- Công suất định mức hữu công:
- Điện áp dây định mức:
- Dòng điện stator định mức:

KVA
KW
KV

A

266700
240000
15.75
9780

- Hệ số công suất định mức:

cosϕ
Hz
v/p

0.9

- Tần số định mức:
- Tần số quay định mức:
17

50
125


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

- Tần số quay lồng tốc:
- Dòng điện kích thích định mức:
- Điện áp trên vòng rotor ở phụ tải định mức:
- Hiệu suất định mức:
b. Thông số cấu tạo của máy phát:

v/p
A
V
%

240
1710
430
98.3

Bố trí máy phát điện thuỷ lực:
Máy phát được cấu tạo theo kiểu ổ dù có một ổ đỡ nằm ở trên nắp tuabin
và một ổ hướng nằm ở giữa giá chữ thập trên.
Nằm đồng trục với máy phát là máy phát phụ và máy phát điều chỉnh.
Máy phát điện thuỷ lực không có trục riêng, ống lót roto được nối trực
tiếp với trục tuabin, ở phía trên ống lót roto nối với trục phụ trên đó có lắp ống
lót của ổ hướng, vành góp và roto của máy phát điều chỉnh.
Tại vùng trung tâm của đĩa rotor máy phát chính có lắp rotor máy phát
phụ. Stato của máy phát thuỷ lực được đặt trên các tấm móng, còn giá chữ thập
trên kiểu tia đặt lên mặt bích trên thân stator.
Phía dưới giá chữ thập trên treo stator máy phát phụ.
Vòng chổi than của máy phát chính, phụ và máy phát điều chỉnh nằm
trong hộp hình côn lắp ở trên sàn gian máy.
- Mô men động:
- Khối lượng lắp ráp của rotor:
- Khối lượng toàn bộ máy phát:
Cấu tạo chi tiết của máy phát chính như sau:

Tấn/m2

Tấn
Tấn

13750
610
1210

(Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy phát điện thuỷ lực được đính kèm)
Stator:
Vỏ stator được hàn bằng thép tấm, có vành trên và vành dưới. Để có thể
vận chuyển dễ dàng stator được cấu tạo thành 6 phần. Stator được bắt vào móng
nhờ 12 tấm gudông móng.
Cuộn dây stator máy phát thuỷ lực làm bằng thanh dẫn lượn sóng 2 lớp
kép, có 3 đầu chính và đầu ra trung tính.
Số rãnh Z = 576.
Số cực 2p = 48.
Số rãnh cho 1 cực và 1 pha g = 4.
18


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Số nhánh song song a = 4.
Cách điện vỏ của các thanh dẫn, chỗ nối, thanh cái là liên tục chịu nhiệt
cấp F (kiểu mica chịu nhiệt trộn êbôxit).
Rotor:
Rotor máy phát điện thuỷ lực gồm đĩa rotor, thân rotor có gắn đĩa phanh,
các cực có cuộn dây kích thích và cuộn cản dịu, thanh dẫn nối các cuộn kích từ
với các vành chổi than đoạn trục phụ trên đó có lắp ống lót cho ổ hướng.
Đĩa rotor là một kết cấu hàn đúc gồm trung tâm và 6 nan hoa tiết diện

hình hộp có thể tháo ra được. Thân rotor là các mảnh dập bằng thép tấm ghép lại
và được chia thành 12 đoạn theo chiều cao. Các mảnh của thân xếp thành từng
lớp và có mối nối đặt lệch nhau một cực so với lớp trước.
Cách điện của các cực cấp F được làm bằng vải amiang tẩm bôxit lắp giữa
các vòng dây, giữa lõi thép và vòng dây cách điện hình ống làm bằng amiang
thuỷ tinh ép cứng. Các mặt cuộn dây, các cực từ được cách điện bằng vòng đệm
téctôlic thuỷ tinh.

2. Thông số và cấu tạo của các thiết bị chính:

a. Máy phát phụ:
- Công suất biều kiến định mức:
- Công suất hữu công định mức:
- Điện áp định mức của cả cuộn dây:
- Điện áp định mức của mạch trích:
- Dòng điện stator trước mạch trích:
- Dòng điện stator sau mạch trích:

KVA
KW
V
V
A
A

3130
1740
1295
530
1680

1200

- Hệ số công suất định mức

Cosϕ
Hz
v/p
v/p
A
V

0.556

- Tần số định mức:
- Tần số quay định mức:
- Tần số quay lồng tốc:
- Dòng điện kích thích ở chế độ làm việc bình thường:
- Điện áp trên vòng rotor ở chế độ làm việc bình thường:

19

50
125
240
205
450


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Máy phát phụ dùng để cung cấp điện cho hệ thống kích thích độc lập bằng
thyristor của máy phát chính.
Stator của máy phát phụ được lắp vào chân giá chữ thập trên, còn rotor
được lắp vào đĩa rotor máy phát chính.
b. Máy phát điều chỉnh:
- Công suất biểu kiến định mức:
KVA
0.25
- Điện áp dây định mức:
V
110
- Tần số định mức:
Hz
50
- Tần số quay định mức:
v/p
125
- Tần số quay lồng tốc:
v/p
240
- Khối lượng chung của máy phát;
tấn
1.4
Máy phát điều chỉnh là máy phát tần số cho bộ điều tốc điện thuỷ lực của
tuabin và rơ le tốc độ. Nó là máy phát đồng bộ 3 pha có kích thích bằng nam
châm vĩnh cửu.
Để từ hoá nam châm, mỗi cực từ có một cuộn dây đặc biệt. Cần phải tiến
hành nạp từ điện áp thấp dưới 110V, bằng dòng điện một chiều 600A, thời gian
nạp không quá 1s.
c. Giá chữ thập trên:

Giá chữ thập trên có lắp ổ hướng máy phát gồm 12 secmăng nằm trong
thùng dầu có bộ làm mát dầu.
d. ổ đỡ:
- Phụ tải tính toán cực đại đè lên 1 ổ đỡ:
tấn
16.1
- Tổng tổn thất tính toán trong ổ đỡ:
kW
380
- áp lực trên secmăng ở phụ tải tính toán lớn nhất:
Kg/cm2 31.5
- Số lượng secmăng:
cái
16
- Thể tích dầu trong thùng ổ đỡ:
m3
10
3
- Lưu lượng nước làm mát
m /h
250
ổ đỡ loại 1 hàng có 16 secmăng tự điều chỉnh. Mỗi secmăng có một bộ
làm mát. Giữa các secmăng và đầu hình cầu của bulông đỡ là các đĩa đàn hồi
mặt phẳng ma sát của các secmăng có lớp bọc kim loại nhựa đàn hồi. ổ đỡ làm
việc theo chế độ tự bôi trơn. Do đĩa quay, dầu liên tục đưa vào khe hở giữa đĩa
và secmăng tạo thành màng dầu trên mặt ma sát.

20

Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Cấu tạo ổ đỡ, hệ thống bôi trơn và bộ làm mát của nó cho phép:
• Khởi động không cần dùng kích phanh nâng rotor tổ máy.
• Làm việc lâu dài ở tần số quay 125 v/p.
• Khởi động ngay sau khi dừng tổ máy.
e. ổ hướng:
- Tổng tổn thất tính toán:
kW
40.3
- Số lượng secmăng:
cái
12
- Thể tích dầu trong thùng:
m3
2
- Lưu lượng nước làm mát
m3/h
40
ổ hướng là loại ổ secmăng. Bề mặt ma sát của secmăng có tráng babit b83, phía dưới có vòng cách điện. Nhiệt sinh ra trong ổ hướng được làm mát bằng
bộ làm mát dầu.
f. Bộ làm mát không khí:
- Số lượng bộ làm mát không khí máy phát:
cái
12
- Lưu lượng không khí qua các bộ làm mát:
m3/s
160
0
- Nhiệt độ lớn nhất của nước vào:

C
30
- áp lực làm việc lớn nhất của nước:
kg/cm2
0.3
- Khối lượng một bộ làm mát khí:
tấn
1.055
Rotor máy phát làm việc như một quạt li tâm tạo nên áp lực gió làm mát
cần thiết, làm mát các cực từ, cuộn dây rotor và đi vào các bộ làm mát khí,
không khí được làm mát bằng nước. Các bộ làm mát khí được lắp vào thân
stator máy phát chính.
g. Hệ thống phanh:
- Số lượng phanh:
- áp lực không khí khi phanh:
- Tốc độ tuabin khi bắt đầu phanh (20% Nđm)

cái
kg/cm2
v/p

24
7

25÷30
- Thời gian phanh:
phút
2
- Lượng không khí cho một lần phanh:
lít

300
- áp lực dầu trong hệ thống phanh khi nâng rotor:
kg/cm2
100
Hệ thống phanh được trang bị các van 3 ngả để có thể chuyển đổi dễ dàng
trạng thái phanh hay kích máy.
3. Hệ thống kích thích của máy phát điện:

21


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

a. Nhiệm vụ của hệ thống kích thích:
Các máy phát thuỷ lực của nhà máy Hoà Bình được trang bị hệ thống kích
thích thyristor kiểu độc lập. Hệ thống này đảm bảo các chế độ làm việc sau:
- Kích thích ban đầu.
- Kích thích không tải.
- Khởi động tự động có đóng vào lưới bằng phương pháp hoà đồng bộ
chính xác.
- Làm việc ở chế độ bình thường theo đặc tính P, Q của máy phát hay ở
chế độ sự cố cho phép.
- Cường hành kích thích với 1 bội số cho trước theo điện áp và dòng điện
khi có hư hỏng trên lưới gây giảm điện áp thanh cái trạm.
- Dập từ cho máy phát ở các chế độ dừng sự cố và dừng bình thường tổ
máy.
b. Thông số kỹ thuật của hệ thống kích thích:
- Công suất định mức
- Điện áp định mức
- Dòng điện định mức

- Công suất khi cường hành
- Dòng điện ở chế độ cường hành
- Bội số cường hành theo điện áp

kVA
V
A
kVA
A
lần

1000
500
2000
1530
3420
3.5

Dưới đây là thông số kỹ thuật của các thiết bị tạo nên hệ thống kích thích:
*. Máy phát điện phụ:
- Công suất biểu kiến định mức:
+ của tất cả cuộn dây:
- Điện áp dây định mức:
+ của nhánh:
+ phần điện áp thấp của cuộn dây:
- Dòng điện stator định mức
+ phần điện áp cao của cuộn dây:
- Dòng điện kích thích ở chế độ định mức
- Dòng điện kích thích ở chế độ cường hành

kVA
V
V
A
A
A
A

3130
1295
530
1680
1200
205
300

*. Máy biến áp chỉnh lưu:
- Công suất định mức:

kVA
22

112


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

- Điện áp dây định mức:

+ cuộn sơ cấp:

+ cuộn thứ cấp:

V
V
%

- Điện áp ngắn mạch:

615
300
8

*. Các bộ biến đổi thyristor trong hệ thống kích thích của máy phát thuỷ lực:
- Bội số cường hành theo điện áp:
- Bội số cường hành theo dòng điên:
- Thời gian cường hành cho phép:
- Thời gian đạt điện áp cường hành:

lần
lần
sec
sec

3.5
2
50
0.07

- Các giới hạn thay đổi mức đặt điện áp của máy phát:

lần

0.8÷1.1

- Độ nhạy của bộ điều chỉnh tự động:

%

-0.5÷+0.5
1650
2500
<50
1380
1680
1.5
5000
4

- Điện áp một chiều định mức:
- Dòng điện một chiều định mức :
- Thời gian quá tải cho phép:
- Giới hạn cho phép của điện áp cung cấp lâu dài:
- Giới hạn cho phép của điện áp cung cấp tức thời(<50s)
- Hằng số thời gian của hệ thống điều khiển
- Dòng điện một chiều ở chế độ quá tải kéo dài (<50s)
- Lưu lượng định mức của nước cất làm mát:
- Dải nhiệt độ làm việc của nước cất làm mát:

V
A

sec
V
V
ms
A
m3/h
0

C

5÷40

- Điện trở riêng của nước cất:

Ωm

>750

- áp lực cực đại cho phép của nước cất:

kΠA

<490

*. Các bộ biến đổi thyristor trong hệ thống kích thích của máy phát phụ:
- Dòng điện một chiều định mức:
A
- Điện áp một chiều định mức:
V
- Dòng điện 1 chiều ở chế độ quá tải kéo dài <50sec:

A
- Giới hạn cho phép của điện áp cung cấp:
V
Bộ biến đổi thyristor của máy phát phụ được làm mát bằng
nhiên.
c. Nguyên lý làm việc của hệ thống kích thích:
(Sơ đồ nguyên lý hệ thống kích thích được đính kèm theo bản này)

23

320
460
630
420
không khí tự


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

Việc kích thích cho máy phát thuỷ lực (G) được thực hiện theo sơ đồ kích
thích thyritor độc lập bằng việc cung cấp cho các cuộn dây kích thích từ thanh
cái stator máy máy phát điện phụ (GE) qua bộ biến đổi UG1 và UG2 mà chúng
được nối song song ở phần một chiều.
Bộ biến đổi UG1 là nhóm làm việc của các thyristor được cung cấp từ các
nhánh stator của máy phát điện phụ và nó đảm bảo các chế làm việc lâu dài cơ
bản của dòng kích thích, nó mang 80% dòng điện kích thích. Bộ biến đổi UG2 là
nhóm cường hành của thiristor nó mang phần không đáng kể (20%) dòng điện
kích thích.
Máy phát điện phụ có trang bị hệ thống tự động tự kích thích và được bố
trí trên cùng trrục với máy phát điện thuỷ lực vì vậy nguồn điện cung cấp cho bộ

biến đổi thyristor của các bộ cường hành cũng như bộ làm việc của máy phát
thuỷ lực không phụ thuộc vào điện áp stator của máy phát điện và hệ thống kích
thích như vậy được gọi là kích thích độc lập.
Về mặt cấu tạo các bộ biến đổi thyristor trong nhóm làm việc và nhóm
cường hành là như nhau. Để bảo vệ cho các thiristor người ta dùng cầu chì
ΠΠ57 có điện áp 2000V và dòng 400A. Cuộn dây kích thích của máy phát và bộ
biến đổi thyristor UG1, UG2 được bảo vệ tránh quá áp từ phía stator bằng bộ
chống phóng điện FV1 với mức đặt tác động là 3100V (giá trị biên độ). Khi bộ
phóng điện tác động, cuộn dây rotor được đấu sun bằng điện trở RG.
Việc điều khiển các bộ thyristor được thực hiện bằng hệ thống điều khiển
theo nguyên lí điều chỉnh pha và việc thay đổi góc điều chỉnh được xác định
bằng giá trị và cực tính của tín hiệu đưa tới đầu vào của hệ thống này từ bộ tự
động điều chỉnh kích thích (APB). Việc dập từ cho các máy phát điện được thực
hiện bằng việc chuyển các bộ biến đổi sang chế độ đảo, khi đó các xung diều
khiển được loại khỏi nhóm làm việc và chế độ đảo thực hiện thông qua nhóm
cường hành.
Việc điều chỉnh tự động kích thích cho máy phát thuỷ lực được thực hiện
bằng bộ tự động điều chỉnh kích thích tác động mạnh theo các thông số sau:
• Theo độ lệch điện áp.
• Theo độ lệch tần số.
• Theo đạo hàm của điện áp.

24


Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình.

• Theo đạo hàm của tần số.
• Theo đạo hàm của dòng điện rotor.
Tuy nhiên hệ số trọng lượng của các tín hiệu liên quan tới tần số là rất

nhỏ.
Trong hệ thống này không tính toán tới việc tự động đồng bộ máy phát.
Hệ thống kích thích của máy phát có thể chuyển sang chế độ vận hành
bằng tay.
d. Các chế độ vận hành của hệ thống kích thích:
Khi làm việc bình thường:
- Khi cả hai bộ biến đổi UG1 và UG2 làm việc với toàn bộ số thyristor
hoặc có sự hư hỏng ở một nhánh trong các vai cầu cùng tên ở mỗi bộ biến đổi
thì hệ thống kích thích sẽ đảm bảo các chế độ vận hành của máy phát.
- Khi có hai nhánh song song trong một vai cầu của bất kỳ bộ biến đổi nào
bị loại ra hoặc bộ biến đổi của nhóm cường hành bị cắt ra, vẫn cho phép quá tải
kéo dài với dòng điện rotor đến 2100A.
- Khi có sự hư hỏng trong hệ thống làm mát của các bộ biến đổi thyristor
như sau:
+ Tăng nhiệt độ nước cất đến 430C.
+ Giảm lưu lượng nước cất của bộ biến đổi đến 75% so với định mức.
+ Khi có một bộ biến đổi làm việc nhưng lại có một nhánh của vai cầu bị
cắt ra thì cho phép duy trì dòng điện rotor đến 2120A. Lúc này chế độ làm việc
cường hành bị nghiêm cấm.
- Khi dòng rotor vượt quá mức hạn chế 2100A và khi có hư hỏng bất kỳ
phần nào nữa cũng cắt máy phát ra khỏi lưới và tiến hành dập từ.
- Khi loại nhóm thyristor cường hành ra khỏi vị trí làm việc và hệ thống
làm mát hoàn hảo và khi cắt một trong các nhánh thuộc vai cầu của bộ biến đổi
nhóm làm việc thì không hạn chế kích thích cho máy phát ở các chế độ làm việc
lâu dài. Dòng điện rotor có thể đạt đến 2700A, điều này tương ứng với việc mở
hoàn toàn các thyristor của nhóm làm việc.
- Khi nhóm thyristor làm việc bị cắt ra, ngoài việc hạn chế cường hành
còn thực hiện việc giảm tải cho máy phát theo công suất vô công mà thực tế là

25