Nghiên cứu quản lí vận hành và đánh giá hệ thống điện dùng nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3

LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Điện vừa là nhu cầu vừa là nền tảng cơ bản của một quốc gia. Đất nước ta đang trong quá
trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước. Chính vì thế việc phát triển ngành điện cần
phải đi trước một bước vì nó là cơ sở cho sự phát triển của các ngành công nghiệp khác trong
xã hội cũng như đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao của toàn xã hội.
Với khoa học công nghệ phát triển như ngày nay đã và đang có rất nhiều nguồn năng lượng
khác nhau để chuyển hóa thành điện năng phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt cũng như sản xuất
của con người. Hiện nay điện năng nước ta chủ yếu được sản xuất ở các nhà máy thủy điện
và nhiệt điện trên cả nước và đang hướng nghiên cứu xây dựng điện hạt nhân, điện gió…..
Tuy nhiên với đặc điểm khí hậu đặc trưng nước ta ở vùng nhiệt đới, mưa nhiều thường từ
1500-2000 mm/năm. Có những vùng như Hà Giang, dọc Hoàng Liên Sơn, Tây Côn Lĩnh,
Tây Nguyên lượng mưa đến 4000-5000 mm/năm nên nguồn nước rất phong phú. Do vậy
Nhà máy thủy điện vẫn đóng vai trò là nguồn điện năng chiến lược trong hệ thống điện Quốc
gia.
Nước ta là một trong những nước có tiềm năng lớn về thủy năng. Trữ năng lý thuyết
khoảng 300 tỷ KWh. Trữ năng thực tế khoảng từ 90÷100 tỷ KWh. Trong đó miền bắc 51 tỷ
KWh, miền trung 19 Tỷ KWh, miền nam 10,5 Tỷ KWh
Những nhà máy thủy điện lớn gồm: Hòa Bình công suất - 2000MW, Sơn La - 3600 MW, Trị
An - 400MW, Đa Nhim - 100MW, Yaly - 690MW, Thác Mơ - 150MW, …
Song song với các nhà máy điện lớn và quan trọng như thủy điện Hòa Bình, Thủy điện Sơn
La, Nhiệt điện Phú Mỹ… Để góp phần nâng cao công suất của hệ thống điện quốc giá không
thể thiếu sự đóng góp của các nhà máy thủy & nhiệt điện nhỏ và vừa. Với đặc điểm địa hình
có nhiều sông ngòi ngắn và dốc theo suốt dọc chiều dài đất nước tạo điều kiện phù hợp cho
các thủy điện vừa và nhỏ phát triển. Ý thức được điều này nên em đã chọn nghiên cứu tìm
hiểu đề tài : “ Nghiên cứu quản lí vận hành và đánh giá hệ thống điện dùng nhà máy
thủy điện Nậm Khóa 3 ”.

2. Giới thiệu tổng quan nhà máy
Nhà máy Thủy điện Nậm Khóa 3 được khởi công xây dựng vào tháng 3/2008. Do công ty
Cổ Phần Linh Linh làm chủ đầu tư xây dựng với nhà thầu Trung Quốc, nằm trên địa bàn xã

Nậm Xé-huyện Văn Bàn- tỉnh Lào Cai. Tháng 9/2010, dòng điện của nhà máy chính thức
hòa lưới điện, đã sản xuất và cấp lên lưới điện quốc gia trên 200 triệu KWh điện thương
phẩm. Nhiệm vụ của công ty là đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành nhà máy thủy điện Nậm
Khóa và bán điện cho Tổng công ty điện lực Việt Nam.
Công trình Thủy điện Nậm Khóa 3 được xây dựng trên dòng sông Nậm Khoá. Sông Nậm
Khóa là nhánh cấp I của sông Ngòi Nhù và là nhánh cấp II của sông Thao. Vị trí công trình
nằm tại xã Nậm Xé, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai. Tuyến đập thủy điện Nậm Khóa 3 có toạ
độ địa lý 103058’43” kinh độ Đông và 22003’38” vĩ độ Bắc. Nhà máy thủy điện có tọa độ
địa lý 103059’30” kinh độ Đông và 22002’30” vĩ độ Bắc.


Nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3 được thiết kế theo nhà máy thủy điện kiểu đường dẫn.
Nhà máy thủy điện Nậm khóa 3 với 2 tổ máy, công suất mỗi tổ 9 MW. Nối với lưới qua
đường dây 110 KV tới trạm Than Uyên. Đưa vào vận hành tổ máy một cách an toàn sẽ góp
phần vào việc giải quyết thiếu điện trong hệ thống điện nước ta nói chung và tỉnh Lào Cài
nói riêng.

3. Địa điểm thực tập
Nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3 thuộc xã Nậm Né, huyện Văn Bàn, tỉnh Lào Cai do công
ty cổ phần Linh Linh làm chủ đầu tư.

4. Nội dung đề tài
4.1 Tên đề tài
Nghiên cứ quản lí vận hành và tìm hiểu hệ thống điện tự dùng nhà máy thủy điện Nậm
Khóa 3.

4.2 Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3;
- Nghiên cứu vận hành nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3;
- Tìm hiểu hệ thống điện tự dùng trong nhà máy.

4.3 Phương pháp nghiên cứu
4.3.1 Nghiên cứu lý thuyết
Áp dụng các kiến thức đã học, các công thức tính toán, các nguyên lý để nghiên cứu vận
hành và tìm hiểu hệ thống điện tự dùng nhà máy thủy điện.

4.3.2 Nghiên cứu thực nghiệm
Thu thập số liệu, quá trình công nghệ, tính toán, xử lý số liệu.

4.3.3 Nội dung nghiên cứu
- Công nghệ sản xuất điện, mô hình quản lý vận hành nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3;
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất điện năng, mô hình quản lý vận hành nhà máy thủy điện
Nậm Khóa 3;
- Thu thập số liệu sản xuất, tiêu dùng điện năng trong nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3;
- Chế độ vận hành và phát điện lên lưới nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3;
- Tìm hiểu hệ thống điện tự dùng nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3.

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NHÀ THỦY ĐIỆN NẬM KHÓA 3


1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐIỆN NĂNG
Sản xuất điện năng là giai đoạn đầu tiên trong quá trình cung cấp điện năng đến người tiêu
dùng, các giai đoạn tiếp theo là truyền tải và phân phối điện năng. Thực chất của sản xuất
điện năng là sự biến đổi các dạng năng lượng khác sang năng lượng điện hay điện năng,
dòng điện xuất hiện sau khi lưới điện được nối với mạng tiêu thụ.
Điện năng được sản xuất theo nhiều cách khác nhau và tùy theo loại năng lượng mà người
ta chia ra các loại nhà máy điện sau:
- Nhà máy nhiệt điện;
- Nhà máy thủy điện;
- Nhà máy điện nguyên tử;

- Nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời;
- Nhà máy điện dùng năng lượng gió…
Hiện nay phổ biến nhất là nhà máy nhiệt điện, ở đó nhiệt năng phát ra khi đốt các nhiên
nhà máy nhiệt điện sản xuất khoảng 70% điện năng. Riêng ở Việt Nam lượng điện năng do
các nhà máy nhiệt điện sản xuất chiếm một tỉ lệ không nhỏ trong số điện năng trên toàn
quốc. Nhưng vẫn còn phụ thuộc vào nguồn năng lượng dự trữ sẵn có, điều kiện kinh tế cũng
như sự phát triển của khoa học kỹ thuật.

1.1.1 Nhà máy thủy điện
1, Đặc điểm:
Nhà máy thủy điện dùng năng lượng dòng chảy của sông suối để sản xuất điện năng. Công
suất của nhà máy thủy điện phụ thuộc vào lưu lượng nước Q(m 3/s) và chiều cao cột nước
H(m) của dòng nước tại nơi đặt nhà máy.
Bảng ưu, nhược điểm nhà máy thủy điện
Nhà Máy Thủy Điện
- công suất phát lớn;
Ưu điểm
- không tiêu tốn nhiên liệu hóa thạch;
- không gây ô nhiễm môi trường;
- điều tiết nước phục vụ sản xuất, lũ lụt.
- chi phí xây dựng & thời gian xây dựng khá dài;
Nhược điểm
- làm thay đổi dòng chảy của nước ,thay đổi thủy triều thay đổi
môi trường sống ở hạ lưu.

2, Phân loại:
a, Theo điều kiện chịu áp lực nước thượng lưu
- Nhà máy thủy điện ngang đập:

H1.1: Hình ảnh nhà máy thủy điện kiểu ngang đập
Đặc điểm:
+ Chịu trực tiếp áp lực nước thượng lưu đồng thời lấy nước trực tiếp vào tuabin;
+ Cột nước nhỏ H ≤ 30 ÷ 40 m;
+ Dùng tuabin cánh quay trục đứng đường kính 10 ÷ 10,5 m;
+ Cửa lấy nước đặt ngay trước buồng tuabin, có bố trí rảnh thả lưới chắn rác, rãnh van sửa
chữa, rảnh van công tác;
+ Công trình xả lũ được bố trí trong nhà máy.
- Nhà máy thủy điện sau đập:

H1.2: Hình ảnh nhà máy thủy điện kiểu sau đập
Đặc điểm:
+ Dùng cho các trạm có đập khô và đập tràn với cột nước trung bình và cao;
+ Phần trên có thể dùng kết cấu khác hoặc giống như trong nhà máy ngang đập;
+ Ống xả không dài thường không đủ chiều rộng để dắt MBA;
+ MBA đặt ở khoảng trống giữa đập và nhà máy;
+ Cột điện cao thế có thể đặt trên thân đập bê tông;
+ Chiều cao cột nước 30 ÷ 45m ≤ H ≤ 250 ÷ 300m;
+ Sử dụng tuabin tâm trục, tuabin cánh quay cột nước cao hoặc tuabin hướng chéo.
- Nhà máy thủy điện kiểu đường dẫn:


H1.3a: Sơ đồ nguyên lý
H1.3b: hình ảnh nhà máy
H1.3: Hình ảnh nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn
Đặc điểm:
+ Cơ bản giống thủy điện sau đập;
+ Tuy nhiên phần dưới nước của nhà máy giảm nhỏ, nhất là khi lắp tuabin gáo. ở những
trạm đường dẫn cột nước cao, sử dụng tuabin tâm trục, nước sau khi ra khỏi ống xả được
chảy về kênh xả hạ lưu.

- Nhà máy thủy điện ngầm:
Đặc điểm :
+ Toàn bộ nhà máy được đặt ngầm trong lòng đất đá, liên hệ giữa nhà máy với bên ngoài
bằng các đường hầm và giếng riêng;
+ Với trạm có cột nước thấp, trung bình: Kích thước tuabin lớn, MBA có thể đặt trên mặt
đất;
+ Với trạm có cột nước cao: Tuabin tâm trục có số vòng quay lớn, kích thước tổ máy giảm
thì MBA có thể đặt trực tiếp gần gian máy trong cùng một khoang và có tường riêng để bảo
vệ. Có hệ thống thông gió, điều hòa không khí, hút bụi.
- Nhà máy thủy điện tích năng:
+ Phần dưới nước khác so với các nhà máy khác. Trong nhà máy đặt cả tuabin và máy phát
để đảm bảo chu trình làm việc;
+ Sử dụng tuabin tâm trục, cánh quay, tuabin cánh chéo đồng thời làm máy bơm;
+ H= 12 ÷ 15m: tuabin cáp xun thuận nghịch trục ngang (hiệu quả). Tổ máy có tuabin thuận
nghịch và máy phát_ động cơ “tổ máy hai máy”;
+ H= 100 ÷ 150m: dung rộng rãi “tổ máy 3 máy” gồm tuabin, máy bơm, máy phát- động cơ.
b, Phân loại theo công suất lắp máy:
Bảng phân loại theo công suất lắp máy
st
1
2

Cấp trạm thủy điện
Trạm thủy điện cấp I
Trạm thủy điện cấp II

Nlm
> 106 kW
50000 < Nlm < 300000 kW

3

Trạm thủy điện cấp III

5000 < Nlm < 50000 kW

4
5

Trạm thủy điện cấp IV
Trạm thủy điện cấp V

200< Nlm < 5000 kW
với Nlm < 200 kW

Trong đó:
Nlm : công suất lắp máy
(phân theo TCVN 285_ 2002).


c, Phân loại theo cột nước của trạm thủy điện:
Bảng phân loại theo cột nước của trạm thủy điện
st
Cột nước trạm thủy điện
Chiều cao ( Hmax)
1
2
3

Trạm thủy điện cột nước thấp

Trạm thủy điện cột nước trung bình
Trạm thủy điện cột nước cao

< 50m
50m < Hmax < 400m
Hmax > 400m

1.1.2 Nhà máy nhiệt điện
1, Đặc điểm:
Trong nhà máy nhiệt điện người ta dùng nhiên liệu là than đá, dầu hoặc khí đốt, trong đó
than được sử dụng rộng rãi nhất.
Để quay máy phát điện, trong nhà máy nhiệt điện dùng tuabin hơi nước, máy hơi nước,
động cơ đốt trong, tuabin khí, tuabin hơi nước có khả năng cho công suất cao và vận hành
kinh tế nên được sử dụng rộng rãi nhất.
a, Ưu điểm:
- Có khả năng xây dựng tại bất kỳ khu vực nào (thường được chọn bố trí gần các khu vực có
phụ tải lớn như khu công nghiệp, thành phố, khu dân cư tập trung đông);
- Không bị giới hạn về công suất lắp đặt. Các cụm nhiệt điện có thể được xây dựng với công
suất rất lớn (hơn 1000MW) cái này rất hiếm đối với thủy điện;
- Chi phí đầu tư xây dựng thấp hơn xây dựng nhà máy thủy điện có cùng công suất;
- Chủ động trong vận hành vì không phụ thuộc mưa hay nắng ;
- Diện tích chiếm đất của nhà máy ít hơn nhiều so với thủy điện cùng công suất do đó ít ảnh
hưởng đến môi trường sinh thái, đền bù giải tỏa;
- Có thể xây dựng gần khu công nghiệp và nguồn cung cấp nhiên liệu để giảm chi phí xây
dựng đường dây tải điện và chuyên chở nhiên liệu;
- Thời gian xây dựng ngắn ( 3 ÷ 4 ) năm;
- Có thể sử dụng được các nhiên liệu rẻ tiền như than cám, than bìa ở cá khu khai thác than,
dầu nặng của các nhà máy lọc dầu, trấu của các nhà máy xay lúa…
b, Nhược điểm:
- Cần nhiên liệu trong quá trình sản xuất nên giá thành điện năng cao;

- Khói thải làm ô nhiễm môi trường;
- Khởi động chậm từ 6 ÷ 8 giờ để đạt công suất tối đa, điều chỉnh công suất khó, khi giảm
đột ngột công suất phải thải hơi nước ra ngoài vừa mất năng lượng vừa mất nước…
- Không linh hoạt trong chế độ vận hành. Khi cần thiết nâng công suất vào giờ cao điểm phải
mất hàng giờ trong khi thủy điện chỉ mất khoảng 7 - 10 s. Do đó nhiệt điện thường chủ yếu
chạy đáy hoặc bán đỉnh;
- Hiệu suất thấp : η = 30 ÷ 40 % ( NĐN); η = 60 ÷ 70 % (NĐR).
2, Phân loại:
a, Theo dạng năng lượng tạo thành có thể phân loại thành nhà máy nhiệt điện tuabin hơi với
sự ngưng tụ hơi ra khỏi tuabin để sản xuất điện, đó là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi thuần


túy. Nhà máy nhiệt điện vừa sản xuất điện năng vừa sản xuất ra nhiệt để phục vụ các nhu cầu
khác gọi là nhà máy nhiệt điện đồng phát.
b, Theo dạng nhiên liệu sơ cấp sẽ phân thành: nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch
và nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hạt nhân đó là nhà máy điện nguyên tử.
c, Theo dạng thiết bị điện để làm quay máy phát người ta phân thành: nhà máy nhiệt điện
tuabin hơi, tuabin khí hoặc kết hợp cả tuabin hơi cả khí gọi là nhà máy nhiệt điện tuabin khí
hỗn hợp.


1.2 NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM KHÓA 3


1.2.1 Các thiết bị chính trong NMTĐ Nậm Khóa 3
1.2.1.1 Hồ chứa

H1.5: Hình ảnh hồ chứa của nhà máy TĐNK3
- Mực nước gia cường:
914.49 m;

- Mực nước dâng bình thường:
910,00 m;
- Mực nước chết:
902,00 m;
- Mực nước hạ lưu (chạy 1 tổ máy):
511,02 m;
- Mực nước hạ lưu lớn nhất:
516,39 m.
Cột nước:

H1.6: Hình ảnh cột nước của nhà máy
- Cột nước lớn nhất :
391,40 m;
- Cột nước thiết kế (tính toán):
356,50 m;
- Cột nước nhỏ nhất:
354,40 m;
- Cột nước trung bình:
381,10 m.


1.2.1.2 Hệ thống đập
- Đập nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3 là công trình làm nhiệm vụ ngăn nước tạo hồ chứa để
phục vụ phát điện. Là đập bê tông trọng lực được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam.Cao
trình đỉnh đập là: 916.0;
- Ngăn nước tạo hồ chứa để phục vụ phát điện.
1, Mặt cắt đập không tràn:

H1.7: Hình ảnh mặt cắt đập không tràn của nhà máy TĐNK3
- Chiều cao lớn nhất của đập là: 28.6m;

- Chiều dài đỉnh đập là: 32.0m;
- Mặt cắt đập được có hệ số mái dốc với mái dốc thượng lưu m=0 mái dốc hạ lưu m=0,75.
Chiều rộng đỉnh đập:
Đoạn đập dâng bên phải được thiết kế chiều rộng đỉnh 5m, có nhiệm vụ chính phục vụ vận
chuyển, lắp đặt thiết bị của cửa nhận nước, đỉnh đập được thiết kế với kết cấu bê tông M200,
phía thượng và hạ lưu có lề đi bộ rộng 1m. Đoạn đập dâng bên bờ trái được thiết kế có chiều
rộng 2,5m làm nhiệm vụ đi lại, kiểm tra đập sự làm việc của đập trong quá trình vận hành.
Kết cấu bề mặt thượng và hạ lưu đập dâng:
Mặt thượng lưu đập thẳng đứng bố trí lớp bê tông M200 B6 tại đỉnh đập rộng 1.0m tại cao
trình sâu nhất rộng 2.0m đóng vai trò chống thấm, tấm đáy sử dụng bê tông M200 B6 thân
đập sử dụng bê tông đá hộc M150.

2, Mặt cắt đập tràn


H1.8: Hình ảnh mặt cắt đập tràn của nhà máy TĐNK3
Đập tràn tự do được bố trí giữa lòng sông, đáy móng được đặt trên nền đá thuộc đới IIA
cứng chắc. Mặt cắt cơ bản của đập tràn được thiết kế có dạng mặt cắt Ophixerop mục đích là
không tạo ra chân không giữa đập và dòng nước.
Nhiệm vụ chính của đập tràn xả lưu lượng lũ kiểm tra Q0.2% = 765.0 m3/s và lưu lượng lũ
thiết kế Q1% = 592.0m3/s. Mực nước thượng lưu tương ứng lũ kiểm tra MNKT = 914.91 m,
mực nước thượng lưu tương ứng lũ thiết kế MNTK = 914.20m.
a, Các thông số cơ bản:
- Hình thức tràn: Đập tràn không có cửa van;
- Số khoang tràn: 1 khoang;
- Chiều rộng tràn: 35m;
- Cao độ ngưỡng: 910.0 m;
- Chiều cao lớn nhất của đập tràn: 28.5m;
- Hình thức nối tiếp và tiêu năng: Nối tiếp phun xa, tiêu năng bằng hố xói;
- Mũi phun bán kính 8.0m, cao độ đỉnh mũi phun 892.0m, góc phun 250.

b, Kết cấu đập tràn:
- Chiều cao lớn nhất của đập là 28.5m;
- Chiều dài đỉnh đập là 35.0m;
- Hệ số mái dốc thượng lưu m=0, mái dốc hạ lưu m=0.75, cắt mặt thượng lưu đập tại cao
trình đỉnh đập không tràn;
- Cao độ đáy thấp nhất của đập tràn 881.5m;
- Vận tốc lớn nhất trên mặt tràn tại mũi phun khi xả lũ kiểm tra là 20.7m/s;
- Bề mặt tràn nước của đập tràn và các tường biên được thiết kế với kết cấu bê tông cốt thép
M300 có chiều dày 0.5m.
c, Kết cấu tiêu nước trong đập:
Trong thân đập bố trí các ống thu nước đường kính 100 mm đặt cách mặt thượng lưu đập
3m trên toàn bộ bề mặt thượng lưu, khoảng cách giữa các tim ống là 3m. Nước thấm vào các
ống thu nước sẽ được tập trung tại hành lang phía dưới.
- Hành lang tiêu nước:
Trong thân đập bố trí 1 hành lang làm nhiệm vụ thoát nước trong thân đập và nền đập, lắp
đặt thiết bị quan trắc trong thân đập và để kiểm tra sự làm việc của đập trong quá trình vận
hành, hành lang được bố trí tại cao trình 890m, kích thước của hành lang là bxh=2.8x3.0m.


- Khoan phụt gia cố:
Là việc khoan các hố nông và khoan phụt áp lực thấp với mục đích cải thiện các đặc tính đá
dưới nền đập, hạn chế các khiếm khuyết của đá nền do hệ thống các khe nứt tạo lên. Khoan
phụt gia cố thường được tiến hành trên bề mặt của đá hoặc bê tông san bằng, các hố khoan
được bố trí theo lưới 3x3m, chiều sâu phụt là 5m, đường kính lỗ khoan 65 ÷ 76mm, áp lực
phụt 3 at. Phạm vi cần khoan phụt sẽ được xác định khi đào mở móng đập.
- Chống thấm và tiêu nước nền đập:
Đáy đập bao gồm cả đập dâng và đập tràn được đặt trên lớp IIA cứng chắc. Nền đập được
chống thấm bằng 1 hàng khoan phụt chống thấm có chiều sâu 0.65H (H là cột nước trước
đập) và không nhỏ hơn 10m, khoảng cách giữa các hố khoan là 3m. Công tác khoan phụt
chống thấm lòng sông được thực hiện trên bề mặt bê tông làm phẳng, 2 bên bờ được thực

hiện trên bề mặt bê tông phản áp hoặc từ các hành lang thoát nước trong thân đập.
Bảng quan hệ mực nước và lưu lượng qua xả tràn:
STT

Qtràn
(m3/s)

Zhồ (m)

STT

Qtràn
(m3/s)

Zhồ (m)

STT

Qtràn
(m3/s)

Zhồ
(m)

1

0.00

910.00

13

121.67

911.62

25

315.16

912.88

2

17.51

910.48

14

128.84

911.68

26

347.46

913.05

3

24.46

910.60

15

135.22

911.73

27

379.24

913.22

4

39.99

910.81

16

141.31

911.77

28

411.87

913.38

5

54.45

910.99

17

147.28

911.82

29

461.10

913.62

6

72.56

911.18

18

153.19

911.86

30

531.27

913.94

7

82.43

911.28

19

165.19

911.95

31

602.64

914.25

8

87.73

911.33

20

184.93

912.09

32

676.45

914.55

9

92.63

911.37

21

207.54

912.24

33

751.27

914.85

10

99.16

911.43

22

231.54

912.39

34

765.00

914.91

11

106.42

911.49

23

255.92

912.54

12

113.99

911.56

24

283.48

912.70


Đồ thị quan hệ mực nước và lưu lượng qua xả tràn

0 1.2.1.3 Nhà van & bể điều áp

H1.9: Hình ảnh nhà van nhà máy TĐNK3
1, Nhà van:
a, Nhiệm vụ: Đảm bảo thuận lợi cho tháo lắp sửa chữa và vận hành
b, Thông số kỹ thuật:
Thông số
stt
Tên thiết bị

1
Van chính
- Kiểu van: YXH10-135-50;
- Đường kính van đĩa: 1,3m;
- Lưu lượng nước rò rỉ qua van công tác (khi van đóng kín);
- Thời gian đóng van lớn nhất: 60s;
- Thời gian mở van lớn nhất: 120s;
- Cột nước làm việc lớn nhất của van: 45m;
- Lưu lượng lớn nhất qua van: 6.3 m3 /s;
- Trọng lượng: 3,8 tấn.
2

Động cơ van
cân bằng

- Loại: 150D 341X- 10;
- Điện áp: 380V;
- Tần số: 50Hz;
- Công suất: 0.12kW;
- Dòng điện định mức: 0.39A;
- Cosφ: 0.8.


3

Bơm dầu
- Loại: YXH10-135-20;
điều khiển van đĩa - Áp lực: 20MPa;
- Công suất: 15lít /phút;
- Thể tích thùng dầu: 185 lít.

4

Động cơ bơm dầu

- Loại: X2-11QM-4;
- Điện áp: 380V;
- Tần số: 50Hz;
- Công suất:4kW;
- Dòng điện: 8,8A;
- Tốc độ: 1435vòng/phút;
- Khối lượng: 43kg.

c, Nguồn điều khiển:
- Nguồn AC/DC: 220V: Công suất nguồn điều khiển: 300W

H1.10: Sơ đồ điều khiển van đĩa
2, Bể điều áp:
a, Nhiệm vụ:
Bể điều áp có tác dụng làm tuyến cống dẫn nước phía trước bể không chịu áp lực nước và
làm giảm áp lực nước van cho tuyến đường ống từ bể điều áp đến nhà máy thủy điện.

stt
1
2
3
4
5

Bảng thông số bể điều áp

Các kích thước bể điều áp
Mặt cắt ngang
Chiều rộng đáy
Chiều rộng đỉnh
Chiều dài
Chiều dài máng tràn

Thông số
hình thang
3m
4.7m
10m
10m


6
7
8
9

Cao trình mực nước thấp nhất trong BĐA
Cao trình mực nước cao nhất trong BĐA
Cao độ đáy bể điều áp
Cao độ đỉnh bể điều áp

897.54m (hồ ở MNC)
911.23m (hồ ở MNKT)
893.0m
911.50m

1.2.1.4 Tuyến đường ống
Đường ống áp lực được sử dụng để cung cấp nước chung cho hai (02) tổ máy thuỷ lực.
Đường ống áp lực là loại đặt lộ thiên nối từ cửa bể áp lực qua các mố néo từ M1 đến M16
(16 mố) về nhà máy, sử dụng khớp bù co giãn (khớp nhiệt), 15 khớp nhiệt được bố trí trên
các đoạn ống giữa các mố néo (phía sau mố néo trên). Đoạn ống đầu có đường kính
Φ1300mm đường kính này được giữ đến mố néo M13. Từ mố néo M13 đến mố néo M16
đường ống có đường kính Φ1200 mm. Qua mố néo M16 đường ống được thu nhỏ và chia ra
thành hai ống nhánh có đường kính Φ750mm. Hai ống nhánh này dẫn đến trước hai van cầu,
mỗi đoạn ống có nhiệm vụ dẫn nước cấp cho một tổ máy phát. Dọc tuyến đường ống bố trí
175 mố đỡ trung gian kiều bánh xe và 15 cửa kiểm tra.

H1.11: Hình ảnh đường ống dẫn nhà máy TĐNK3

Thông số kỹ thuật:
st
1
2
3
4
5
6

Tên thiết bị

Số lượng đường ống áp lực thép
Đường kính bên trong:
Đường kính ống nhánh
Độ dày thép ống áp lực
Cao độ tâm đầu đường ống
Cao độ tâm của ống áp lực tại đầu vào tuabin

Thông số

01
1300-1200 mm
750 mm
10-20 mm
894.20m
518.00 m


7
8
9
10

Lưu lượng tối đa qua đường ống
Cột nước tĩnh
Cột nước tính toán
Cột nước thử nghiệm

1.2.1.5 Tuabin

H1.12: Hình ảnh mô tả tuabin của nhà máy TĐNK3
Tuabin sử dụng trong nhà máy là tuabin cánh gáo

6.09 m3/s
392.00 m
443.86 m
551.8m

Bảng thông số tuabin nhà máy TĐNK3
Nội dung
Ký hiệu
Thông số
+ Số tổ máy
02
+ Công suất định mức tổ máy
Nđm
9,0
+ Công suất trên trục tua bin
Ntt
9,336
+ Đường kính bánh xe công tác
D1
1,3
+ Đường kính vòi phun
D
0.130
+ Số vòng quay định mức
nđm
600
+ Số vòng quay lồng
nl
1171
+ Cột nước:
Cao nhất
Hmax
391,40

Thấp nhất
Hmin
354,40
Tính toán
Htt
356,50
+ Hiệu suất tua bin
90,75
ηT
+ Lưu lượng qua tua bin
QT
2,95
+ Chiều cao hút yêu cầu
HS
+ 2,31

Đơn vị
tổ
MW
MW
m
m
vòng/phút
vòng/phút

m
%
m3/s
m

a) Bánh xe công tác:

H1.13: Hình ảnh bánh xe công tác nhà máy TĐNK3
- Tất cả bề mặt của bánh xe công tác có nước chảy qua được đánh bóng sao cho bề mặt
không bị rỗ, nứt, lồi lõm hoặc các khuyết tật khác có thể gây ra hiện tượng xâm thực cục bộ hoặc
bị rỗ tổ ong và làm tăng tổn thất cột nước;
- Bánh xe công tác đã hoàn thiện phải được cân bằng chính xác, phải thí nghiệm cân bằng
tĩnh và động để thoả mãn yêu cầu;
- Bánh xe công tác nối với trục tua bin nhờ các bu lông được chế tạo từ thép hợp kim. Đầu
bu lông và ê cu được hãm đóng vị trí để tránh hiện tượng tháo lỏng trong khi vận hành.
b) Vòi phun và kim phun:
- Vòi phun là loại dòng thẳng với động cơ secvomotor đặt bên trong được điều khiển bằng
máy điều tốc tua bin. Cụm vòi phun có thể tháo được và được trang bị thiết bị lái tia. Vòng lỗ
và đầu kim phun được làm bằng vật liệu hợp kim cứng chịu mài mòn;
- Vòi phun được lắp Servomotor điều khiển bằng dầu. Servomotor của vòi phun là dạng pit
tông hai chu trình (đóng và mở) gồm xi lanh, pít tông với các séc măng bằng gang để ngăn
không cho dầu chảy giữa các ngăn;


- Ngoài ra còn có bộ phận lái tia và ống phân phối.
1.2.1.6 Máy phát đồng bộ 3 pha

H1.14: Hình ảnh máy phátđồng bộ 3 pha nhà máy TĐNK3
Bảng đặc tính kỹ thuật cơ bản của tổ máy phát
st
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

Đặc tính
Loại: SF9000-10/2600
Công suất định mức
Điện áp định mức
Dòng điện định mức stator
Tần số định mức
Số pha
Hệ số công suất định mức
Tổ đấu dây
Cấp cách điện
Điện áp kích từ định mức
Dòng điện kích từ định mức
Tốc độ định mức
Tốc độ lồng tốc tối đa
Tốc độ lồng tốc lớn nhất cho phép

Cảnh báo
Cắt máy
Nhiệt độ lớn nhất cho phép cuộn dây Stator
Nhiệt độ khí làm mát lớn nhất cho phép
Nhiệt độ nước làm mát ban đầu

Thông số
9000/11250 KW/KVA
6300 V
1030,98 A
50 Hz
3 pha
0,8
Y
F/F
120 V
458 A
600 vòng/phút
1050 vòng/phút
840 vòng/phút (140% tốc độ định mức)
60°C
70°C
150°C
40°C
≤30°C


1 1.2.2.7 Máy biến áp chính

H1.15: Hình ảnh máy biến áp 3 pha của nhà máy TĐNK3

Bảng Các thông số của máy biến áp chính
st
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Đặc tính kỹ thuật
hãng sản xuất
Kiểu
Chủng loại
Số hiệu
Lắp đặt
Số lượng
Công suất định mức
Trọng lượng dầu
Trọng lượng thân máy
Trọng lượng toàn bộ
Dầu máy biến áp thuộc chủng loại
Điện áp định mức

13

Dòng điện định mức

14
15
16
17
18
19
20
21

Tỷ số biến áp, không tải
Dòng điện không tải
Điện áp ngắn mạch
Tổn thất không tải
Tổn thất có tải
Tổ đấu dây
Kiểu điều chỉnh đầu phân áp
Làm mát

22

Phương pháp nối đất trung tính

Thông số
Hồ Bắc – Trung Quốc
Ba pha, hai dây quấn ngâm dầu
SF9- 12500 KVA/110KV
1003(127#)

Ngoài trời
02 máy
12500KVA
6460 kg
11725 kg
24765 kg
DB-25
+ cuộn cao: 110 kv
+ Cuộn trung: 6,3 KV
+ Cuộn cao: 62,8 A
+Cuộn trung: 1145,6 A
6,3/115 ± 2x2,5%KV
0,38%
11%
12,4 KW
59,55 KW
YNd11
Không tải
Bằng quạt gió và dầu tuần hoàn
cưỡng bức
Trực tiếp nối đất


23

Quạt làm mát

+ Số lượng: 02
+ Công suất: 0,55 KW
+ Điện áp: 380 V

+ Dòng điện: 2,1 A
+ Kiểu đấu: Y
+ Tốc độ:
560 r/min
+ Nhiệt độ MBA 65°C quạt làm
mát tự động làm việc
+ Nhiệt độ 55°C quạt dừng

- Số nấc điều chỉnh điện áp:

115 ± ( 5x2,5% Udm) kV
Bảng số nấc điều chỉnh điện áp
Số nấc điều chỉnh
Điện áp (V)
Nấc 1 lớn nhất
120750
Nấc 2
117875
Nấc 3 ở giá trị định mức
115000
Nấc 4
112125
Nấc 5 nhỏ nhất
109250

Dòng điện (A)
59,77
61,23
62,8
64,37

66,06

Bảng các bộ phận chính
st
1

Bộ phận chính MBA
Gông từ

2
3
4
5

Cuộn dây cao áp, hạ áp
Vỏ máy
Rơ le hơi
Đồng hồ đo mức dầu thùng dầu phụ
máy biến áp
Đồng hồ đo mức dầu thùng dầu phụ
Đồng hồ đo nhiệt độ dầu của MBA

21
22
23
24

Đồng hồ đo nhiệt độ cuộn dây của
MBA
Van an toàn của MBA làm việc ở áp

lực 50 KPa
Tủ điều khiển
Thùng dầu phụ MBA
Bộ hút ẩm của thùng dầu phụ MBA
Hệ thống cứu hoả
Lỗ lấy tín hiệu đo cảm biến nhiệt độ
dầu MBA
Lỗ lấy tín hiệu đo cảm biến nhiệt độ
cuộn dây MBA
Van xả dầu

27

giá đỡ dùng để kích nâng MBA
Nắp để kiểm tra khi bảo dưỡng thùng
dầu phụ của MBA
Nắp

28

Đầu nối đất

29
30
31
32
33

Cánh tản nhiệt
Hộp đấu dây biến dòng trung tính

Đầu nối cáp cao áp
Đầu nối cáp trung áp
Hệ thống quạt làm mát

34

Sứ cao áp

35

Sứ trung áp

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

st
20

25
26

Bộ phận chính MBA
Van giữa rơ le hơi và thùng dầu phụ
MBA (mở khi làm việc)
Van thông hơi
Nắp để nâng hạ nắp MBA
Nắp để nâng hạ MBA
ống phòng nổ


17
18
19

Van nạp dầu, lọc dầu, bổ sung dầu
Van lấy mẫu dầu
Van giữa cánh tản nhiệt và thùng dầu
MBA (mở khi làm việc)

36
37
38

Sứ trung tính
Van phòng nổ
Xi phông nhiệt

1.2.2.8 Cầu trục trong nhà máy
- Cầu trục là thiết bị nâng hạ rất phổ biến sử dụng trong nhà máy điện, kho hàng, các cảng
lớn... để di chuyển, nâng hạ các thiết bị có tải trọng lớn.
- Nhà máy Thuỷ điện Nậm Khoá 3 sử dụng cầu trục trong việc tổ hợp lắp đặt căn chỉnh, sửa

chữa các thiết bị điện cơ như: tuabin, máy phát, van cầu...

H1.16: Hình ảnh cầu trục trong nhà máy TĐNK3
Cầu trục nhà máy bao gồm:
1, Thiết bị nâng hạ
Bảng thông số thiết bị nâng hạ
STT Thông số
Móc chính
Móc phụ
1
Lực nâng
40 tấn
10 tấn
2
Cấp làm việc
M5
M5
3
Chiều cao lớn nhất
20m
22m
4
Tốc độ nâng
2,66 m/phút
6,23 m/phút
2, Động cơ
Bảng thông số động cơ nâng hạ
STT Thông số
Móc chính
Móc phụ

1
Loại
YZR225M-8
YZR180L-8
2
Công suất
26KW
13KW
3
Điện áp
380V
380V
4
Dòng điện
55A
29,1A
5
Tần số
50Hz
50Hz
6
Tốc độ
708v/p
700v/p
7
Khối lượng
375Kg
223Kg
8
Độ ồn

89dB(A)
85dB(A)
o
9
Nhiệt độ
40 C
40oC


10
11
12

Cấp cách điện
Loại
Công suất

F
YZR225M-8
26KW

F
YZR180L-8
13KW

3, Hộp giảm tốc
STT
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11
12

Bảng thông số hộp giảm tốc thiết bị cầu trục nhà máy
Thông số
Móc chính
Móc phụ
Chủng loại
YWZ400/90
YWZ300/45
Mô men hãm định mức
Động cơ
Công suất
120W
Dòng điện
0,38A
Điện áp
380V
380V
Tần số
50Hz
50Hz
Khối lượng

3,1Kg
Lực đẩy
900N
450N
Lực ép
1600Nm
630Nm
Đường kính bánh đà
400mm
300mm
Cấp cách điện
E
E

3, Dây cáp
STT
1
2
3

Bảng thông số dây cáp trong cầu trục nhà máy
Thông số
Móc chính
Móc phụ
Số sợi
6 sợi
6 sợi
Chiều dài cáp
194m
153m

Đường kính cáp
Ø22
Ø18

1.2.1.8 Phanh tổ máy phát điện

H1.17: Hình ảnh phanh tổ máy nhà máy TĐNK3
Nhiệm vụ:
Là bộ phận quan trọng khi dừng, hãm tuabin khi có lệnh dừng máy phát và khi sự cố
1.2.2.8 Vận Thăng


H1.18: Hình ảnh vận thăng nhà máy TĐNK3
1, Nhiệm vụ:
Dùng vận chuyển vật liệu, thiết bị... phục vụ công tác thi công xây dựng Nhà máy thuỷ điện
Nậm Khoá 3 trong giai đoạn xây dựng và duy tu, bảo dưỡng, khắc phục sự cố công trình
trong giai đoạn vận hành. Vị trí vận thăng nằm tại khu vực nhà van bể điều áp, hành trình
chạy dọc song song với tuyến đường ống.
a, Các thiết bị cơ khí chính và bố trí:
- Xe nâng chuyển:
+ Trọng lượng xe: 13283kg;
+ Xe di chuyển trên đường ray gồm 4 bánh xe đường kính 680mm, khoảng cách bánh xe
theo chiều dọc là 8,2m; theo chiều ngang là 2,2m ;
+ Kích thước xe: dài D = 8.13m; rộng R = 3,5m;
+ Bốn bánh xe nằm trên mặt ray nghiêng 360 so với phương nằm ngang;
+ Vận tốc của di chuyển lớn nhất của xe 9,4m/phút khi một tời làm việc; 18,8m/phút khi hai
tời làm việc.


H1.19: Sơ đồ hệ thống ray

H1.20: Sơ đồ bố trí ray
- Xe nâng di chuyển trên 2 hàng ray cách nhau 2,2m; chiều dài của đường ray 292m;
- Hệ thống ray bao gồm các thanh ray P43, chiều dài của một ray là 12,5m.;
- Ray được đặt trên nền bê tông và được giữ cố định nhờ các bu lông kẹp M22;
- Bu lông kẹp ray được định vị vào nền bê tông bằng bản mã;
- Các đoạn ray được nối với nhau bằng các tấm kẹp vào bu lông M20 theo tiêu chuẩn của
nghành đường sắt;
- Chênh lệch độ cao ray không quá 10mm;
- Xe nâng được dẫn động bằng 2 bộ tời kéo độc lập (có thông số giống nhau) đặt hai bên đối
diện nhau.
b, Đặc tính kỹ thuật của một bộ tời:
- Đường kính tang 1200mm;
- Động cơ YVP315M-8, 75kW, n = 735v/p;
- Hộp giảm tốc ZQ1000, i = 48.57;
- Vận tốc quay trục tang 15,13v/p;
- Động cơ phanh 330W;


- Động cơ kéo chính là loại có thể thay đổi tốc độ theo tần số trong khi vẫn đảm bảo các
thông số cần thiết về mô men hoặc công suất ứng với các dải tần khác nhau. Để điều khiển
động cơ này người ta dùng biến tần;
-Các bộ phận của cụm tời được lắp đặt trên giá đỡ tang, giá đỡ này được giữ cố định bởi các
bu lông móng;
-Tang cuốn cáp là loại tang trơn, đường kính 1100mm, chiều dài. Tang được dẫn động nhờ
động cơ điện thông qua khớp nối động cơ và hộp giảm tốc;
-Cơ cấu phanh là cơ cấu thường đóng;
-Khớp nối tang là khớp nối kiểu bánh răng.
c, Cáp lực:
Cáp thép sử dụng là loại cáp LK-P6×37, đường kính 22mm, chiều dài liên tục không nối

2000m.
d, Bàn điều khiển:

1.2.1.9 Bộ điều tốc thủy lực
- Cấu trúc hệ thống điều tốc là sự kết hợp cả phần điện, cơ khí và thủy lực. Hệ thống có cấu
trúc đơn giản, độ tin cậy và khả năng điều khiển cao, đảm bảo tua bin gáo làm việc ổn định ở
nhiều chế độ khác nhau như: khởi động/dừng tự động/bằng tay, hòa đồng bộ, điều chỉnh
công suất và dừng sự cố…
- Thông qua màn hình giao diện có thể thực hiện điều khiển, giám sát hệ thống làm việc
trong các quá trình:
+ Khởi động;
+ Dừng;
+ Tách lưới;
+ Điều chỉnh kim phun-bằng tay/tự động;
+ Điều khiển lái tia – bằng tay/tự động;