Nghiên cứu quá trinh chuyển đổi các chế độ làm việc của máy phát trong nhà máy nhiệt điện phả lại

Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

LỜI MỞ ĐẦU
Được phân công thực tế tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại, trong thời gian học hỏi
tại đây em đã tìm hiểu và nắm được những điều cơ bản về hoạt động của nhà máy, từ
quá trình sản xuất điện cho tới phân phối điện như công nghệ sản xuất điện, đặc tính
năng lượng của các thiết bị chính trong nhà máy, các loại chi phí, ….
Trong thời gian thục tế tại nhà máy, được sự quan tâm của các cán bộ và
nhân viên trong nhà máy và thầy, cô giảng viên hướng dẫn. Đến nay em đã hoàn
thành nhiệm vụ thực tập nhận thức theo đúng yêu cầu nhà trường và khoa đề ra.
Trong bản báo cáo này em mới sơ lược được những kiến thức, hiểu biết
của mình trong thời gian học tập tại nhà máy. Do thời gian có hạn nên không thể
tránh khỏi những sai sót trong bài báo cáo này, rất mong được sự chỉ bảo của
các cán bộ nhân viên trong nhà máy và các thầy cô giáo để bài báo cáo này của
em được hoàn thiện.
Em xin trân thành cảm ơn!
Sơn La, ngày 31 tháng 07 năm
2014
Sinh viên
QUÀNG VĂN DUÂN

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

1

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49

Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI

- Công ty Cổ phần nhiệt điện Phả Lại tiền thân là Nhà máy Nhiệt điện Phả
Lại thuộc Tổng công ty Điện lực Việt Nam, chuyên kinh doanh trong lĩnh vực
điện năng. Sản lượng điện trung bình của công ty đạt xấp xỉ 6 tỷ KWh/năm,
chiếm khoảng 10% tổng sản lượng điện trung bình của cả nước và 40% sản
lượng điện toàn miền Bắc.
- Hiện tại, Công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại là nhà máy nhiệt điện chạy
than có công suất lớn nhất cả nước. Sản phẩm chủ yếu của Công ty là sản xuất
điện năng, với hai nhà máy sản xuất điện, gồm 6 tổ máy có công suất 1.040 MW
- Điểm thuận lợi đáng kể trong hoạt động sản xuất của Nhiệt điện Phả Lại
là về vị trí địa lý. Nằm gần mỏ than Vàng Danh và Mạo Khê nên Công ty có
điều kiện nhập nguyên liệu chi phí vận chuyển thấp.
- Ngoài ra, Nhà máy Phả Lại 1 trong những năm gần đây thường xuyên
được EVN đầu tư kinh phí để sửa chữa, cải tạo, nâng cấp thiết bị, nên dù đã vận
hành khai thác 24 năm, nhưng các tổ máy vẫn phát điện ổn định và kinh tế ở
mức 90-95% công suất thiết kế, trong khi máy móc thiết bị đã khấu hao gần hết,
nên chi phí sản xuất giảm. Nhà máy Phả Lại 2 mới được đầu tư mới với công
nghệ hiện đại, năng suất cao, hứa hẹn khả năng hoạt động ổn định và hiệu quả
trong dài hạn.
- Công ty dự tính lợi nhuận sau thuế hàng năm sẽ đạt từ 300 đến 500 tỷ
đồng, với mức cổ tức dự kiến trả cho cổ đông ổn định là 12%/năm. Năm 2006,
lợi nhuận sau thuế đã đạt trên 981 tỷ đồng, cổ tức trả cho cổ đông đạt 22 %/năm
và 5 % cổ phiếu thưởng.

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích

Sinh viên: Quàng Văn Duân

2

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

Hình 1.1 Nhà máy nhiệt điện Phả lại
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển
Công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại nằm trên địa phận Huyện - Chí
Linh ,tỉnh - Hải Dương, cách Hà Nội gần 60 Km về phía bắc nằm sát đường 18
và tả ngạn sông Thái Bình
Công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại được xây dựng làm hai giai đoạn .
Giai đoạn I được khởi công xây dựng vào thập kỷ 80 do Liên Xô giúp ta xây
dựng gồm 4 tổ máy. Mỗi tổ máy 110 MW, được thiết kế với sơ đồ khối hai lò
một máy. Tổ máy số 1 hòa lưới điện quốc gia ngày 28/10/1983; Tổ máy số 2
được đưa vào vận hành tháng 9/1984; Tổ máy số 3 được đưa vào vận hành tháng

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

3

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49

Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

12/1985; và hoàn thiện tổ máy số 4 vào 29/11/1986. Tổng công suất thiết kế là
440 Mw. Công suất phát 90-105 MW/tm (đạt 82%-95%) ,
còn lại phía đông nhà máy, do công ty MitSu của Nhật Bản trúng thầu
làm chủ đầu tư xây dựng gồm 2 tổ máy. Mỗi tổ máy 300 MW với sơ đồ một lò
một máy. Tổng công suất thiết kế của dây chuyền II là 600 MW.Công suất phát
290-295 MW/tm (đạt 96%-98%). Tổ máy số 1 được đưa vào vận hành tháng
10/2001 và tổ máy số 2 được đưa vào vận hành tháng 5/2002.
Để kịp hòa nhập với nền kinh tế thế giới và chủ trương đổi mới của Đảng
và nhà nước, tăng tính làm chủ của người lao động . Đựoc sự chấp thuận và ủng
hộ của Tổng Công Ty Điện Lực Việt Nam, ( Nhà Máy Nhiệt Điện Phả Lại đã
chính thức đổi tên thành Công Ty Cổ Phần Nhiệt Điện Phả Lại ngày 26 tháng 01
năm 2006).
Nguồn nhiên liệu chính cấp cho Công ty là than từ mỏ than Mạo Khê,
Vàng Danh, Uông Bí …, được vận chuyển về Công ty bằng đường sông và
đường sắt. Sau khi đưa tổ máy cuối cùng vào làm việc 14/03/2006 thì khả năng
Công ty có thể cung cấp cho lưới điện quốc gia khoảng 7,2 tỷ kwh/năm.
Cùng với thuỷ điện Hoà Bình, Thác Bà, Nhiệt Điện Uông Bí và Nhiệt
Điện Ninh Bình, Công ty Nhiệt Điện Phả Lại cung cấp cho hệ thống điện Miền
Bắc qua 6 đường dây 220 kV và 8 đường dây 110 kV, qua các trạm trung gian
như Ba La, Phố Nối, Tràng Bạch, Đồng Hoà, Đông Anh, Bắc Giang. Ngoài ra
Phả Lại còn là một trạm phân phối điện lớn trong việc nhận điện từ thuỷ điện
Hoà Bình về cung cấp cho khu vực đông bắc tổ quốc ( Quảng Ninh -Hải Phòng).
Năm 1994 việc xây dựng đường dây truyền tải điện 500 kV Bắc-Nam,
Công ty Nhiệt điện Phả Lại đóng vai trò quan trọng thứ hai cung cấp điện cho hệ
thống sau Thuỷ điện Hoà Bình. Công Ty Nhiệt điện Phả Lại được đặt đúng tầm
của một Công ty nhiệt điện lớn nhất Tổ Quốc.

1.2 Quy mô nhà máy
-Tổng diện tích chiếm đất : 322 h/a trong đó :
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

4

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

+ Diện tích phần công nghiệp của Nhà máy 128 ha.
+Diện tích còn lại là mặt bằng xây dựng 194 ha Để có mặt bằng này đã
phải :
Di chuyển toàn bộ Thị trấn Phả Lại đi nơi khác gồm 137 hộ gia đình.
Một trường đào tạo công nhân kỹ thuật đường sông.-Một doanh trại quân
đội nhân dân Việt Nam.
Một phần Thôn Phao Sơn, Xã Cổ Thành.
Đào, đắp 8 triệu 275 ngàn m3 đất đá.-Công suất đợt 1 là 440 MW với 4
tổ máy, công suất mỗi tổ máy là: 110MW.
1.3 Quá trình thiết kế và xây dụng nhà máy.
* Về thiết kế.
Tham gia thiết kế Nhà máy gồm 10 cơ quan thiết kế của Liên Xô
và Việt nam, cụ thể :
+ Phía Liên Xô :
- Viện thiết kế các Nhà máy Nhiệt điện và Nguyên tử RÔTTÔP chịu trách
nhiệm thiết kế toàn bộ Nhà máy.

- Viện thiết kế lưới điện Lê-nin-Grat chịu trách nhiệm thiết kế các đường
dây tải điện và các trạm biến thế điện 110 và 220 Kv ở miền để nhận điện của
Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại.
+ Phía Việt Nam.
- Công ty Khảo sát thiết kế điện Bộ Điện lực chịu trách nhiệm cung cấp,
thu thập các tài liệu cơ sở như : Địa chất, thủy văn, khí tượng....
- Viện Qui hoạch tổng hợp thuộc UBXD Nhà nước.
- Viện Qui hoạch thiết kế đường thủy Bộ giao thông thiết kế Cảng bốc
than của Nhà máy.

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

5

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

- Viện Thiết kế đường sắt Bộ giao thông thiết kế đường sắt từ Bến tắm về
Nhà máy.
- Viện Thiết kế đường bộ Bộ giao thông thiết kế đường 18.
- Viện Thiết kế thủy lợi thiết kế hệ thống mương thoát nước tuần hoàn và
quy hoạch thủy lợi của khu vực.
- Xí nghiệp Thiết kế cấp thoát nước Bộ xây dựng.
- Sở Xây dựng Tỉnh Hải Hưng.
1.4 Cơ cấu tổ chức của công ty.

Mô hình công ty như sau:
Đai hội đồng cổ đông
Hội đồng quản trị :05 người
Ban kiểm soát : 03 người
Ban giám đốc công ty : 03 người
Khối các phòng ban chuyên môn nhiệm vụ

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

6

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

Bảng 1.1 Cơ cấu tổ chức của công ty

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

7

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

1.5 Các thông số kỹ thuật chung của 2 dây chuyên:
1.5.1 Đối với dây truyền 1:
-Tổng công suất đặt:

440 MW

- Số lượng tổ máy:

4

- Công suất đặt mỗi tổ máy: 110 MW; được lắp đặt theo sơ đồ khối kép,
một tua bin 2 lò hơi;
- Số lượng tua bin: 4 - Loại K100-90-7
- Số lượng lò hơi: 8 - Loại БKZ 220-120-10C
- Số máy phát điện: 4 - Loại TBФ – 120 – 2T3 công suất 120MW
- Sản lượng điện phát ra mỗi năm: 2,86 tỷ kWh
- Than cung cấp cho Công ty: Hòn gai và Mạo khê
- Nhiệt trị than theo thiết kế: 5035 kcal/kg
-Suất hao than tiêu chuẩn: 439g/kWh
- Lượng than thiên nhiên tiêu thụ mỗi năm: 1,59 triệu tấn
- Lượng than thiên nhiên tiêu thụ / giờ: 252,8 T/h
- Lưu lượng nước tuần hoàn làm mát bình ngưng (Ở nhiệt độ thiết kế là
23oC): 16000 m3/h
- Tỷ lệ điện tự dùng: 10,5%
- Hiệu suất nhà máy: 32,5%
- Hiệu suất lò hơi:

86,06%

- Hiệu suất tua bin:

39,0%

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

8

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

Hình 1.2 Dây chuyền một nhà máy nhiệt điện Phả lại.
a, Thông số kỹ thuật của Tuabin, lò hơi, máy phát của dây chuyền 1.
* Tua bin
K-100-90-7: Tua bin hơi kiểu K100-90-7 là loại tua bin ngưng hơi thuần
tuý, có các cửa trích hơi không điều chỉnh với công suất 110MW, tốc độ quay là
3000 v/p, dùng để quay máy phát điện xoay chiều lắp trên cùng một bệ móng
với tua bin.
-Tua bin được tính toán để làm việc với các thông số định mức sau:
+ Áp lực tuyệt đối của hơi mới trước van Stop :

90kG/cm2

+ Nhiệt độ của hơi mới trước van Stop :

5350C

+ Lưu lượng nước làm mát đi qua bình ngưng:

16000 m3/h

+ Nhiệt độ tính toán nước làm mát trước bình ngưng:

230C

+ Độ chân không theo tính toán :

0,062 ata

- Lò hơi:

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

9

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

Lò hơi БKZ 220-110-10C là loại lò hơi có một bao hơi, ống nước tuần
hoàn tự nhiên và thải xỉ khô dùng để đốt than Việt nam ở dạng bột
Lò đã được tính toán để làm việc với các thông số định mức sau:
+ Năng suất hơi :

220T/h

+ Áp lực trong bao hơi:

114 kG/ cm2

+ Áp lực hơi sau lò:

100kG/cm2

+ Nhiệt độ nước cấp :

2300C

+ Hiệu suất thô của lò:

86,05%
: 5400C

- Nhiệt độ hơi quá nhiệt

: 3190C

+ Nhiệt độ hơi bão hòa
+ Nhiệt độ đường khói ngang

: 4500C

+ Nhiệt độ khói thoát

: 130oC
: 2300C

- Nhiệt độ nước cấp
+ Nước giảm ôn cấp 1

: 10 T/h

+ Nước giảm ôn cấp 2

: 4,4 T/h

+ Hiệu suất lò

: 86,05%

- Độ chênh nhiệt cho phép trong lò hơi
- Tổn thất do khói thoát

: -100C< t<50C ;
: q2 = 5,4 %

- Tổn thất do cơ giới

: q4 = 8 %

- Tổn thất do toả ra môi trường xung quanh
- Tổn thất do xỉ mang ra ngoài
Lò được cấu tạo ở dạng hình chữ

: q5 = 0,54 %
: q6 = 0,06 %

dung tích nước của lò là 60m3 dung

tích hơi là 43m3
+ Máy phát:
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

10

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

- Kiểu:

TBФ 120-2T3

- Công suất:

120MW

- Nước sản xuất:

Liên Xô

Mỗi tổ máy đã được đại tu 4 lần, riêng tổ máy 1 đã được đại tu 5 lần.
- Công suất định mức biểu kiến (kVA): 141.200
- Điện áp dây định mức (kV):

10,5 + 0,525

- Dòng điện Stato định mức (A):

7760

- Dòng điện Rô to định mức (A):

1830

- Hệ số công suất định mức (cosφ):

0,85

- Hiệu suất máy phát điện (%):

85

- Tần số định mức (Hz):

50

- Tốc độ quay định mức (v/p):

3000

- Hiệu suất: η% = 98,4%
- Cường độ quá tải tĩnh: a = 1,7
- Tốc độ quay tới hạn: nth = 1500v/p
- Mômen bánh đà: 13 T/m2
- Mômen cực đại: 6 lần
- Môi chất làm mát máy phát: Hiđrô
- Áp suất định mức của H2: 2,5÷3,5 Kg/cm2
- Đầu nối pha cuộn dây hình sao kép
- Số đầu cực ra của dây Stator = 9
Nhiệt độ định mức của khí H2 t0 = 35oC ÷ 37oC. Nhiệt độ cho phép nhỏ
nhất của H2 ở đầu vào máy phát điện là 200C.

1.5.2 Đối với dây truyền 2:
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

11

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

* Thông số kỹ thuật của Tuabin, lò hơi, máy phát của dây chuyền 2.
- Công suất đặt:

2 tổ x 300 MW

- Sản lượng điện phát:
- Số lượng lò hơi:

3,414 tỷ kWh
2 lò do hãng Mitsui Babcock (Vương quốc Anh)

- Số lượng tua bin:

02 do hãng Genneral Electric (Mỹ)

- Số lượng máy phát: 02 do hãng Genneral Electric (Mỹ)
- Hiệu suất lò hơi:

88,5%

- Hiệu suất tua bin:

45,1%

- Hiệu suất chung tổ máy: 38,1%
- Điện tự dùng:

7,2%

- Than tiêu thụ:

1,644 triệu tấn/năm

- Nhiệt trị than:

Nhiệt trị cao: 5080 kcal/kg
Nhiệt trị thấp: 4950 kcal/kg

- Than sử dụng than Antraxit từ mỏ than hòn gai, Cẩm Phả.

Hình 3: Dây chuyền 2 nhà máy nhiệt điện Phả lại.
- Nhà máy có 2 tổ máy với công suất mỗi tổ máy là 300 MW, được thiết
kế và lắp đặt hệ thống điều khiển phân tán Distributed Control System (DCS) tự
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

12

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

động 100%. Đây là một công nghệ điều khiển mới có độ tin cậy cao, tiên tiến và
hiện đại.Thiết bị chính chủ yếu của các nước G7.
* Tua bin hơi nước kiểu 270T-422/423: là tuabin xung lực ngưng hơi
thuần tuý, với công suất định mức 300 MW dùng để trực tiếp quay máy phát

điện kiểu 290T-422/423 được làm mát bằng hydro với thiết bị kích thích tĩnh.
- Tua bin được tính toán để làm việc với các thông số định mức sau:
+ Công suất:

300 MW.

+ Số vòng quay:

3 000 vòng/phút.

+ Áp lực hơi mới trước van stop chính:

169 kg/cm2.

+ Nhiệt độ hơi mới trước van stop chính:

538 oC.

+ Lưu lượng hơi mới:

921,763

tấn/h

(256,045

tấn/h

(227,095

kg/s).
+ Áp lực hơi trước van stop tái nhiệt:

43 kg/cm2.

+ Nhiệt độ hơi trước van stop tái nhiệt:

538 oC.

+ Lưu lượng hơi tái nhiệt:

817,543

kg/s).
+ Áp lực hơi thoát:

51,3 mmHg.

+ Nhiệt độ hơi thoát:

38 oC

* Lò hơi:
- Kiểu: Than phun, có QNTG, ngọn lửa chữ W

TT

Đại Lượng

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích

Sinh viên: Quàng Văn Duân

Đơn vị
13

Trị số

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

BMCR

RO

1

Lưu lượng hơi quá nhiệt

Kg/s

256

243

2

Áp suất hơi bão hoà trong bao hơi

Kg/cm2

189,4

187,5

3

Nhiệt độ hơi bão hoà

o

C

360

359

4

Áp suất hơi quá nhiệt

Kg/cm2

174,6

174,1

5

Nhiệt độ hơi quá nhiệt

o

C

541

541

6

Lưu lượng hơi quá nhiệt trung gian

Tấn/h

814,86

776,9

7

Áp suất hơi vào quá nhiệt trung gian

Kg/cm2

44,81

42,81

8

Nhiệt độ hơi vào bộ quá nhiệt trung gian

o

C

348,1

344,1

9

Áp suất hơi ra quá nhiệt trung gian

Kg/cm2

42,71

40,71

10

Nhiệt độ hơi ra bộ quá nhiệt trung gian

o

C

541

541

11

Áp suất nước cấp vào bộ hâm nước

Kg/cm2

192,8

190,7

12

Nhiệt độ nước cấp vào bộ hâm nước

o

262

259

13

Nhiệt độ nước cấp ra khỏi bộ hâm nước

o

C

291

288

14

Lượng tiêu hao nhiên lieu

Kg/h

131119

125257

15

Tổng các tổn thất

%

11,63

11,5

16

Hiệu suất lò

%

88,37

88,5

C

Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản
+ Máy phát:
- Kiểu:

290T 422/423

- Công suất:
- Tấn số:

300MW
50 Hz

- Hệ số công suất: 0,85
Công suất của máy phát phụ thuộc vào áp lực của khí H2 vào làm mát máy
phát (Với độ tinh khiết của khí H2 là 98%)
Áp suất khí H2 (kG/cm2):

4,2

3,3

2,1

Công suất máy phát (MW):

396

356

277

Dòng điện Stato (A):

12033

10829

8423

Điện áp Stato (V):

19000

19000

19000

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

14

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

Dòng điện Rôto (A):

1783

1616

1372

Điện áp Rôto (V):

750

750

750

Bảng 1.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy phát
1.6 Quy trình sản xuất điện của Công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại:
Công ty cổ phần Nhiệt điện Phả Lại có quá trình sản xuất liên tục 24/24
giờ, quy trình công nghệ được khái quát như sau:
- Than được đưa về từ đường sông và đường sắt, được cho vào kho than

nguyên hoặc chuyển thẳng lên hệ thống nghiền than bằng hệ thống băng tải.
- Than bột được phun vào lò hơi cùng với dầu bằng các ống phun. Trong lò
hơi than và dầu được đốt cháy làm nước bốc hơi và nâng nhiệt độ hơi nước lên
nhiệt độ quy định (hơi quá nhiệt), từ đó hơi quá nhiệt được đưa sang làm quay
tuabin và tuabin kéo máy phát điện quay và phát ra điện.
- Điện được đưa vào trạm điện và hòa vào lưới điện Quốc gia.
- Tuabin và máy phát được làm mát bằng hydro- Nước được bơm từ trạm
bơm tuần hoàn, một phần cung cấp cho hệ thống xử lý nước và hệ thống điện
phân, nước còn lại sau khi làm mát bình ngưng được đưa ra sông bằng kênh thải.

Than nguyên

Hệthốngngiền
than
Kho than bột

Dầu FO
Hệ thống xử lý
nước

Lò hơi

Ống khói

Trạm điện

Máy phát
Tua bin
Bình ngưng

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Trạm bơm

Sinh viên: Quàngtuần
Văn
Duân
hoàn

15

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49
Kênh thải


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

Bảng 1.3 Sô đồ quy trình công nghệ

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

16

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

CHƯƠNG 2: CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.
- Máy phát khi làm việc song song với lưới có thể làm việc với nhiều chế
độ khác nhau để phù hợp với sự thay đổi của tải cũng nhũng yêu cầu thực tế và
điều kiện vận hành. Trong chế độ thấp tải ở những giờ thấp điểm thì máy phát sẽ
vận hành ở chế độ bù đồng bộ. Khi gặp sự cố nhờ hệ thống kích thích chính bị
hu hỏng hoặc đua vào sửa chữa thì máy phát phải chuyển hệ thống kích thích
chính sang kích thích dự phòng. Còn trong chế độ cung cấp năng lượng ở những
giờ cao điểm thì máy phát phải vận hành ở chế độ chuyển tải.
2.2 CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT
2.2.1 Từ chế độ máy phát sang chế dộ bù đồng bộ.
- Máy bù đồng bộ thực chất là động cơ điện đồng bộ làm việc không tải với
dòng điện kích từ được điều chỉnh để phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng, do
đó duy trì được điện áp quy định của lưới điện ở khu vực tập trung hộ dùng điện.
Chế độ làm việc bình thường của máy bù đồng bộ là chế độ quá kích thích phát
công suất điện cảm vào lưới điện hay nói khác đi tiêu thụ công suất điện dung của
lưới điện. Ở trường hợp này, máy bù đồng bộ có tác dụng như một bộ tụ điện và
được gọi là máy phát công suất phản kháng. Khi tải của các hộ dùng điện giảm, ví
dụ về đêm hoặc vào những giờ không cao điểm, điện áp của lưới tăng thì máy bù
đồng bộ làm việc ở chế độ thiếu kích thích, tiêu thụ công suất phản kháng (điện
cảm) của lưới điện và gây thêm điện áp rơi trên đường dây để duy trì điện áp khỏi
tăng quá mức quy định. Việc điều chỉnh dòng điện kích thích để duy trì điện áp của
lưới (ở đầu cực của máy bù đồng bộ) không đổi, thường được tiến hành tự động.
Máy bù đồng bộ tiêu thụ rất ít công suất tác dụng vì công suất đó chỉ dùng để bù
vào các tổn hao trong nó.
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

17

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

- Các máy phát nhiệt điện công suất 100÷200 MW vào giờ thấp điểm của
biểu đồ phụ tải đôi khi sẽ kinh tế hơn nếu để chúng làm việc tạm thời ở chế độ
máy bù đồng bộ với các tham số và lượng hơi ít so với việc dừng và sau đó khởi
động lại. Trong nhiều trường hợp do yêu cầu phải giữ điện áp của hệ thống ở
mức xác định, một số máy phát phải chuyển sang làm việc ở chế độ bù đồng bộ
bằng cách ngừng cung cấp môi năng cho tuabin. Đối với tuabin nước sau khi
ngừng cung cấp môi năng cho tuabin, chân không bị cắt bỏ và nếu bánh xe làm
việc đặt dưới mức nước hạ luư thì tiến hành đẩy nước ra khỏi buồng bằng áp
suất không khí. Đối với tuabin hơi, không nên để cho tuabin quay quá lâu ở chế
độ không hơi nướ để đề phòng khả năng cháy cánh quạt của rotor. Gần đây
người ta đã nghiên cứu biện pháp ngăn ngừa sự quá nhiệt của rotor bằng cách
cấp cho tuabin một lương nhỏ hơi nước, khi chuyển máy phát sang chế độ bù
đồng bộ mà không cần phải cắt ra khỏi tuabin.
- Việc điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát ở chế độ bù đồng bộ
được tiến hành bằng cách thay đổi dòng điện kích từ ở rotor. Trong trường hợp
này dòng điện của stator và rotor không được vượt quá trị số cho phép.
- Thật vậy, ta hãy xét việc điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát
điện đồng bộ làm việc trong lưới điện vô cùng lớn (U, f = const) khi công suất
tác dụng của máy được giữ không đổi.
- Giả sử máy có cực ẩn và để đơn giản, bỏ qua tổn hao trên dây quấn phần ứng .
- Với mỗi trị số của I sẽ có một trị số của cosφ và vẽ đồ thị véc tơ S.đ.đ

tương ứng sẽ xác định được độ lớn của véc tơ E0, từ đó suy ra được dòng điện
kích thích it cần thiết để sinh ra E0. Mặt khác : và mút của véc tơ E0 luôn nằm
trên đường thẳng thẳng góc. Kết quả phân tích cho thấy rằng, muốn điều chỉnh
công suất phản kháng Q thì phải thay đổi dòng điện kích thích it của máy phát
điện.
- Nhờ thay đổi công suất phản kháng của máy phát mà ta có thể thay đổi
được hệ số công suất, củng cố việc điều áp, cân bằng phụ tải. Điều đó có thể dễ
dàng nhận thấy được bởi vì : Một phụ tải P1 + jQ1 có hệ số công suất khi được
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

18

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

cung cấp một lượng công suất phản kháng Qc , hệ số công suất được cải thiện từ
cosφ1.
- Việc thay đổi dòng kích từ của máy phát trong nhà máy nhiệt điện Phả
Lại được thực hiện bằng cách điều chỉnh biến trở kích thích từ được điều chỉnh
nhờ bộ tự động điều chỉnh điện áp APB. Tín hiệu được lấy từ TU và TI ở đầu
cực máy phát đưa vào bộ APB. Tín hiệu sau khi xử lý được đưa vào 2 cuộn dây
OB1 và OB2 (cũng có thể điều chỉnh bằng tay).
- Hai cuộn dây OB1 và OB2 tạo nên hiệu ứng corrector thuận và nghịch
cho việc điều chỉnh điện áp máy phát. Ngoài ra có thêm cuộn thứ 3 (OB3) mắc
nối tiếp với mạch kích từ chính có nhiệm vụ tăng tốc cho những tín hiệu điều

khiển (dòng kích thích).
+ OB3 : Cuộn dây nối tiếp kích thích được đấu nối tiếp với cuộn dây roto
máy phát DB, do đó làm tăng độ nhạy của hệ thống kích thích khi phụ tải thay
đổi đột ngột.
+ OB1 : Cuộn dây nối tiếp kích thích độc lập tạo nên từ trường tác động
nhanh theo từ trường của cuộn dây OB3 và đảm bảo tăng điện áp của máy phát
cao tần và do đó tăng dòng kích thích máy phát.
+ OB2 : Cuộn dây kích thích độc lập tạo nên từ trường ngược với cuộn
dây OB3 và để tăng quá trình giảm kích thích máy phát cao tần khi phụ tải máy
phát giảm đột ngột.
- Dòng kích thích của máy phát kích thích chính (xoay chiều tần số cao)
- Được đưa qua bộ chỉnh lưu bởi các điot. Sau đó mạch được mắc nối tiếp
với một bộ lọc nhiễu gồm các tụ và điện trở (nhằm san bằng dòng điện) rồi được
đưa vào mạch kích thích của máy phát chính. Trong mạch kích thích còn có
aptomat dập từ. Khi máy phát bị cắt đột ngột, aptomat dập từ sẽ đóng mạch kích
thích vào một điện trở dập từ.

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

19

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

2.2.2 Từ chế hệ thống kích từ sang chế độ kích từ dự phòng.

Việc chuyển đổi hệ thống kích từ chính sang hệ thống kích từ dự phòng
được thực hiện bằng hai cách :
a. Cách thứ nhất : đóng kích từ dự phòng vào làm việc song song với kích
từ đang làm việc, có nghĩa là không cắt kích từ khỏi máy phát, sau đó cắt kích từ
làm việc ra khỏi sơ đồ.
- Ưu điểm : không đòi hỏi phải giảm phụ tải của máy phát.
- Nhược điểm : chế độ làm việc song song của kích từ với các đặc tính
khác nhau có thể gây ra dòng điện cân bằng, dẫn đến sự đánh lửa trên cổ góp
của kích từ. Vì vậy thời gian thực hiện không được diễn ra quá lâu (không quá
2÷3 s).
b. Cách thứ hai : cắt kích từ chính và đóng kích từ dự phòng (sau khi thiết bị khử
từ trường đã được cắt) và chuyển sang chế độ không đồng bộ.
- Ưu điểm : chuyển kích từ chính sang kích từ dự phòng theo phương
pháp này sẽ không thể xuất hiện dòng điện cân bằng.
- Nhược điểm : chuyển máy phát về chế độ không đồng bộ chỉ cho phép
khi phụ tải không quá 20÷40% giá trị định mức.
Trong đa số các trường hợp nếu việc chuyển đổi kích từ diễn ra không quá
10 giây và chế độ không đồng bộ không gây ra sự tác động của các bảo vệ thì
cho phép máy phát mang tải 70÷80% giá trị định mức đối với tuabin có rotor rèn
liền. Khi chuyển đổi trạng thái kích từ, cần kiểm tra các cực cho phù hợp. Điện
áp ở kích từ làm việc được điều chỉnh ứng với từng loại sơ đồ kích thích cụ thể.
Khi chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái dự phòng mà không cắt
kích từ ra khỏi máy phát, cần phải chỉnh định điện áp trên kích từ dự phòng cao
hơn 10% so với điện áp ở cổ góp của rotor. Sau khi kiểm tra sự đồng cực của
các kích từ làm việc và dự phòng bằng Vônmet, tiến hành đóng kích từ 60dự
phòng vào thanh cái bằng aptomat hoặc cầu dao rồi liền đó không quá 3 giây,

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

20

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

cắt kích từ làm việc. Nếu cần thiết có thể điều chỉnh kích từ bằng biến trở shun
của kích từ dự phòng.
Khi chuyển đổi từ kích từ chính sang kích từ dự phòng mà có cắt kích từ
ra khỏi máy phát, phụ tải của máy phát cần giảm đến giá trị cho phép ở chế độ
không đồng bộ. Tiến hành các thay đổi cần thiết trong sơ đồ làm việc của tuabin
và lò hơi. Kích từ được đóng vào sẽ được kích đến điện áp nhỏ đối với trường
hợp chuyển đổi mà không cắt kích từ ra khỏi máy phát. Cắt aptomat khử từ
trường, sau đó cắt kích từ cũ khỏi máy phát và đóng kích từ mới vào, tiếp đó
đóng aptomat khử từ trường rồi tiến hành điều chỉnh kích từ máy phát với kích
từ mới. Trong cả hai trường hợp máy phát không phải cắt ra khỏi mạng.
Trong thực tế nhà máy nhiệt điện Phả Lại đã áp dụng phương pháp thứ
nhất để thực hiện chuyển đổi hệ thống kích từ chính sang hệ thống kích từ dự
phòng. Quá trình chuyển đổi hệ thống kích từ chính sang kích từ dự phòng được
thực hiện nhờ bản vẽ số 2 (sơ đồ chức năng kích thích máy phát) .
+ Trước hết phải kiểm tra chắc chắn rằng máy cắt của động cơ điện máy
kích thích dự phòng đã đóng điện.
+ Đóng cầu dao B1 ở bảng ΠCB - 1б máy kích thích dự phòng.
+ Ấn nút lựa chọn SBC cho khối cần thay thế ở bảng N8 phòng điều
khiển trung tâm. điện áp máy kích thích dự phòng cao hơn điện áp roto từ (10 –
15) %.
+ Dùng khóa SA2 ở bàn 8aG để đóng aptomat đầu vào kích thích dự

phòng B2.
+ Ngay khi đóng khóa B2 dùng khóa SA3 để cắt aptomat đầu vào mạch
kích thích chính B3. Thời gian máy kích thích chính và máy kích thích dự phòng
làm việc song song phải là khoảng thời gian cần thiết ngắn nhất đủ để thực hiện
các thao tác chuyển đổi. Sau khi cắt B3 từ công tắc tơ K3 và K4 mạch cấp điện
cho APB và PPB sẽ tự động cắt ra.
+ Sau đó phải dùng khóa SAC3 ở bảng 8aG để thay đổi chế độ kích thích
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

21

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

máy phát và tăng phụ tải vô công.

Hình 2.1 Phòng điều khiển trung tâm.

2.3 Các hệ thống kích từ

Ta có thể chia hệ thống kích từ thành 3 nhóm chính:
- Hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều.
- Hệ thống kích từ dùng máy phát điện xoay chiều và chỉnh lưu.
- Hệ thống kích từ dùng chỉnh lưu có điều khiển.
2.3.1. Hệ thống kích từ dùng máy phát điện một chiều

Để điều chỉnh dòng kích từ it ta điều chỉnh bằng tay điện trở Rđc nhằm
làm thay đổi dòng điện trong cuộn dây kích từ chính Wf. Dòng và áp trong các
cuộn W2 và W3 thay đổi nhờ bộ TĐK, bộ này nhận tín hiệu thông qua máy biến
dòng BI và máy biến điện áp BU ở phía đầu cực máy phát điện đồng bộ. Cuộn

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

22

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

W2 điều chỉnh tương ứng với chế độ làm việc bình thường, còn cuộn W3 làm
việc ứng với chế độ kích thích cững bức khi có sự cố.
a. Hệ thống kích từ song song
Với sơ đồ này máy phát kích từ phụ tự kích song song, dòng kích từ của
máy phát kích (FKT) có thể thay đổi được nhờ Rđc cho phép điều chỉnh bằng
tay dòng điện cuộn dây kích từ WKT. Khi làm việc dòng điện kích từ thay đổi là
nhờ bộ tự động điều chỉnh kích từ (TĐK), bộ phận này nhận tín hiệu từ đầu ra
của máy phát điện qua bộ biến dòng và biến điện áp đo lường để thực hiện mọi
quá trình tự động thay đổi dòng kích từ cho máy phát.
+ Ưu điểm: làm việc tin cậy, đơn giản, giá thành thấp
+ Nhược điểm là khi cần sửa chữa máy kích thích thì phải dừng máy phát.
Việc chế tạo máy phát một chiều bị hạn chế nên chỉ sử dụng cho các loại máy
phát công suất trung bình và nhỏ.

Rktf

Rki

Wkt

Rktf

Fkt

Wf

BI
~

if

TĐK

Hình 3.1 Sơ đồ kích từ song song
b. Hệ thống kích từ độc lập
Hệ thống này dùng 2 máy phát điện một chiều một máy kích từ phụ và
một máy kích từ chính. Máy phát kích từ phụ tự kích song song, dòng kích từ
trong cuộn WKT có thể điều chỉnh được nhờ biến trở RKTf và RKT. Dòng và
áp trong cuộn WF của máy phát thay đổi nhờ bộ TĐK thay đổi dòng và áp đặt
Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

23

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49

Bu


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

lên cuộn WKTf, bộ này nhận tín hiệu từ đầu ra của máy phát thông qua bộ đo
lường dùng bộ biến dòng BI và điện áp BU.
Khi thay đổi dòng kích từ của máy phát kích phụ thì thay đổi dòng kích từ máy
kích thích dẫn đến thay đổi được dòng điện kích từ của máy phát chính.
+ Ưu điểm: làm việc tin cậy, độ điều chỉnh rộng.
+ Nhược điểm: kết cấu phức tạp, giá thành cao nên chỉ dùng cho các máy
phát công suất trung bình và nhỏ.

Rđc

F~

Fkt
ie

TĐK

Hình 3.2 Sơ đồ kích từ độc lập
Hệ thống này dùng 2 máy phát điện một chiều một máy kích từ phụ và
một máy kích từ chính. Máy phát kích từ phụ tự kích song song, dòng kích từ

trong cuộn WKT có thể điều chỉnh được nhờ biến trở RKTf và RKT. Dòng và
áp trong cuộn WF của máy phát thay đổi nhờ bộ TĐK thay đổi dòng và áp đặt
lên cuộn WKTf, bộ này nhận tín hiệu từ đầu ra của máy phát thông qua bộ đo
lường dùng bộ biến dòng BI và điện áp BU.
Khi thay đổi dòng kích từ của máy phát kích phụ thì thay đổi dòng kích từ máy
kích thích dẫn đến thay đổi được dòng điện kích từ của máy phát chính.

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

24

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49

Bu


Trường Cao đẳng Sơn La

Báo cáo thực tế

+ Ưu điểm: làm việc tin cậy, độ điều chỉnh rộng.
+ Nhược điểm: kết cấu phức tạp, giá thành cao nên chỉ dùng cho các máy
phát công suất trung bình và nhỏ.

2.3.2 Hệ thống kích từ dùng máy phát xoay chiều và chỉnh lưu
a. Hệ thống kích từ dùng máy phát xoay chiều tần số cao và chỉnh lưu
Máy phát xoay chiều tần số cao được chế tạo theo kiểu cảm ứng. Rôto
không có cuộn dây mà chỉ có 10 rãnh trên bề mặt rôto. Cuộn kích từ đặt ở phần
tĩnh, từ thông thay đổi được là nhờ kết cấu răng rãnh. Dòng điện và tần số của

máy kích từ tần số 500Hz được nối trực tiếp qua chỉnh lưu cấp cho cuộn dây
kích từ chính của máy phát.

W3

W2

W1

Ff

BI
F~
Bu

TĐK

Hình 3.3 Hệ thống kích từ dùng máy phát xoay chiều tần số cao và chỉnh lưu
Cuộn dây kích từ chính WF được nối với tải của nó là cuộn dây W1 của
máy xoay chiều tần số cao và được nối nối tiếp. Các cuộn W2 và W3 được cung
cấp qua bộ TĐK, bộ này nhận tín hiệu từ đầu cực của máy phát chính.
+ Ưu điểm: sơ đồ này có ưu điểm hơn hệ thống kích từ dùng máy phát
một chiều, thường được dùng cho những máy có công suất lớn.

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Bích
Sinh viên: Quàng Văn Duân

25

Lớp CĐ Kỹ thuật điện điện tử K49