Nghiên cứu, khảo sát hệ thống điều tốc turbine Nhà máy thuỷ điện Ialy (Kèm File Autocad Sơ Đồ)

LỜI NÓI ĐẦU
Quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng có tính chất đặc biệt so với các
sản phẩm khác, đó là sự cân bằng giữa cung và cầu diễn ra liên tục trong từng
phút, từng giây…điều này có nghĩa là cân bằng công suất tác dụng trong hệ
thống điện diễn ra một cách tự nhiên.
Một nhiệm vụ hết sức quan trọng của Nhà máy cung cấp điện là đảm bảo
các chỉ tiêu về chất lượng điện năng của hệ thống điện, trong đó hai chỉ tiêu đặc
biệt quan trọng là chỉ tiêu về điện áp và tần số phải nằm trong phạm vi cho phép
theo quy định.Thông số điện áp mang tính chất cục bộ còn tần số mang tính
chất hệ thống.Vì vậy điều chỉnh tần số nguồn phát là vấn đề cần quan tâm, đặc
biệt điều chỉnh tốc độ cho tổ máy thuỷ lực là vấn đề mà đòi hỏi các Nhà thiết kế
phải có các phương pháp điều chỉnh tối ưu, bởi vì đặc thù của tổ máy thuỷ điện
là số đôi cực từ nhiều, kích thước lớn, quán tính lớn. Do đó để đáp ứng các yêu
cầu về điều chỉnh tốc độ và ổn định tần số trong các chế độ làm việc khác nhau
là vấn đề hết sức quan trọng.
Đặc điểm về địa lý của nhà máy thủy điện Ialy là điểm giữa của hệ thống
điện quốc gia, có công suất lớn và tính cơ động sẵn có của nhà máy thuỷ điện.
Nhà máy Ialy đóng một vai trò quan trọng trong việc truyền tải công suất cho
các miền: Bắc-Trung-Nam, đồng thời góp phần nâng cao độ ổn định của hệ
thống về tần số và điện áp trong các chế độ vận hành của hệ thống điện quốc
gia
Đề tài gồm hai phần:
- Phần I : Giới thiệu tổng quan về Nhà máy thuỷ điện Ialy.
- Phần II : Nghiên cứu, khảo sát hệ thống điều tốc turbine Nhà máy thuỷ
điện Ialy.


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN IALY
I . Đặc điểm địa lý tự nhiên
Sông Sê San là sông có trữ năng thủy điện đứng thứ 3 sau sông Hồng và sông Đồng

Nai. Sông Sê San là phụ lưu bên bờ trái của sông Mê Công. Sông bắt nguồn từ phía bắc cao
nguyên Gia Lai – Kom Tum với 2 nhánh chính thượng nguồn là sông Prông Pôkô và sông
ĐăkBla. Sau khi 2 nhánh này nhập với nhau tạo thành dòng chính sông Sê San rồi tiếp tục
chảy theo hướng Đông bắc – Tây nam ra hướng biên giới Việt Nam – Campuchia. Tại đây
sông tiếp nhận sông Sa Thầy ở bờ phải rồi chảy vào đất Campuchia qua 2 tỉnh Ratanakiri và
Stung Treng rồi đổ về sông Mê Công tại thị trấn Stung Treng. Tổng diện tích lưu vực sông
Sê San trên đất Việt Nam là 11.450 km 2 chủ yếu trong 2 tỉnh Kon Tum và Gia Lai, bằng
61,65% tổng diện tích lưu vực sông Sê San (18.570km 2 ). Đặc trưng hình thái một số nhánh
sông chính của lưu vực sông Sê San trên đất Việt Nam được trình bày trong bảng 1.1
Bảng 1.1
TT

Sông suối

Diện tích

Chiều dài

Độ rộng

Độ dốc

Lưu vực

Sông
(km)

Trung bình

Trung bình

(km)

(%o)

(km2)
1

Sông ĐăkBla

3.050

145

-

8,1

2

Sông Krông Pôkô

3.530

121

20

6,5

3

Sông Sa Thầy

1.562

104

15

4,3

4

Sông Sê San

11.450

237

44

3,6

Địa hình lưu vực Sê San khá phức tạp, bị chia cắt mạnh. Phần phía Bắc của lưu vực
địa hình là khối núi Ngọc Linh có đỉnh 2598 m, phần phía Tây là khối núi Ngọc Bin San có
đỉnh cao 1939 m và phía Đông có dãy Ngọc Cơ Rinh cao 2025 m. Do đặc điểm địa hình
vùng này chia cắt mạnh dẫn đến sự khác biệt đáng kể về khí hậu trên từng phần của lưu vực
đặc biệt là chế độ mưa, độ ẩm không khí.
Khí hậu của lưu vực mang đặc điểm của khí hậu Tây Trường Sơn, thể hiện cả trong

chế độ nhiệt, mưa, ẩm và nhiều yếu tố khác. Mùa mưa trên lưu vực từ tháng 5 đến tháng 10.
Lượng mưa trung bình năm dao động từ 2600 ÷ 3000 mm ở vùng núi phía Bắc và vùng cao
nguyên Pleiku; ở phía Tây Nam lưu vực khoảng 1700 ÷ 1800 mm; ở vùng trũng KomTum
do bị chắn gió và bị bao bởi các dãy núi, ở phía Nam lưu vực mưa vào khoảng 1700 mm.
Dòng chảy trên sông Sê San được chia làm 2 mùa: mùa kiệt và mùa lũ. Mùa lũ bắt
đầu từ tháng 8 và kết thúc vào tháng 11, mùa kiệt bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau.

II . Kế hoạch phát triển thủy điện trong lưu vực
Nghiên cứu quy hoạch phát triển thủy điện trên sông Sê San trải qua thời gian dài do nhiều
cơ quan khác nhau. Nghiên cứu mới nhất đã được Thủ tướng chính phủ thông qua tại văn
bản số 496/CP-CN ngày 07/06/2001. Trên lưu vực sông Sê San có 6 công trình thủy điện
lớn trên dòng chính với các thông số kỹ thuật trình bày trong bảng 1.2.
Bảng 1.2
TT

Tên công trình

Flv

MNDBT

Whi

Nlm

Năm XD

Năm

(km2)

(m)

(106m3)

(MW)

VH

1

Thượng KonTum

350

1170

122,7

220

2006

2009

2

Pleikrông

3216

570

948

100

2004

2007

3

Ialy

7455

515

779

720

1993

2000

4

Sê San 3

7788

304,5

3,8

260

2002

2006

5

Sê San 3 A

8084

239

4,0

108

2002

2006

6

Sê San 4

9326

215

264

360

2005

2009

Trong 6 công trình trên hợp thành hệ thống bậc thang thủy điện trên sông Sê San với
công suất lắp máy đến 1800 MW và sản lượng điện bình quân năm trên 8 tỷ kWh, cung cấp
điện trực tiếp đến trạm 500kV Pleiku là “điểm giữa” của hệ thống điện. Trong đó 3 công
trình gồm Ialy, Pleikrông, và Sê San 4 là những công trình có hồ điều tiết mùa và điều tiết
năm sẽ có tác động đáng kể đến chế độ dòng chảy hạ lưu sông Sê San. Công trình Sê San 3
và Sê San 3A là công trình có hồ điều tiết ngày. Công trình Thượng Kon Tum là hồ điều tiết
nhiều năm và chuyển dòng chảy về lưu vực sông Trà Khúc nhưng diện tích lưu vực của hồ
rất nhỏ so với diện tích lưu vực của sông Sê San (<4%) cho nên không ảnh hưởng nhiều đến
lưu lượng và dòng chảy trên toàn tuyến sông.
* Tổng hợp thông số cơ bản các công trình thuỷ điện trên sông Sê San (bảng 1.3)
T
T

1

Nội dung

ĐVT
Thượng
Kon
tum

- Tỉnh

3

Plei
krông

Ialy

Sê San 3

Sê San
3a

Sê San
4

Vị trí xây dựng
- Trên sông

2

CÔNG TRÌNH

Đakbla

Krông
pôkô

Sê San

Sê San

Sê San

Sê San

KonTum

KonTum

KonTum

KonTum

Gia Lai

Gia Lai

Thủy văn
Diện tích lưu
vực

Km2

350

3.224

7.455

7.788

8.084

9.326

Lưu lượng TB
năm

m3/s

15,2

128,0

264,0

274,0

286,0

330,0

Nhiều
năm

Năm

Mùa

Ngày
đêm

Ngày
đêm

Mùa

Hồ chứa
Chế độ điều tiết
Mực nước dâng
bình thường

m

1.170

570,0

515,0

304,5

239,0

215,0

Mực nước chết

m

1.146,0

537,0

490,0

303,2

238,5

210,0

Mực nước gia
cường

m

573,4

518,0

307,2

Dung tích toàn

106 m3

1.048,7

1.037,0

92,0

80,6

893,3

173,7


bộ
Dung tích hữu
ích

106 m3

122,7

948,1

779,0

3,8

4,0

264,2

Dung tích chết

106 m3

51,0

100,6

258,0

88,2

76,6

629,1

Diện tích mặt
hồ

Km2

8,6

53,3

64,5

3,4

8,8

58,4

Lưu lượng TKế

m3/s

31,5

367,6

420,0

486,0

500,0

698,0*

Cột nước tính
toán

m

820,0

31,0

190,0

60,5

21,5

55,0

Cột nước lớn
nhất

m

57,5

207,75

66,5

25,0

60,2

Cột nước nhỏ

nhất

m

22,3

168,14

49,5

19,5

53,7

Công suất lắp
máy

MW

220

100

720

260

108

360

Công suất đảm
bảo

MW

82,4

31,5

227,0

71,7

39,8

106,6

Điện lượng TB
năm

106
kWh

944,5

417,2

3.650,0

1.224,6

499,4

1.388,1

Lưu lượng xả
tràn (tần suất lũ
P=0,1%)

m3/s

5.165

13.733

17.058

Nhà máy

Hình 1.1: Biểu đồ dự án thuỷ điện trên sông Sê san

III . CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN IALY
III.1 Vị trí địa lý và đặc điểm khí hậu
Sông Sê san là một trong các nhánh bên trái của sông Mê công, bắt nguồn từ phía
Bắc cao nguyên Gialai, Kontum và đổ vào sông Mê công gần thị trấn Xê rông tơ ren của


Campuchia.
Thượng nguồn sông Sê san gồm hai nhánh lớn: Đackbla bắt nguồn từ phía Nam núi

Ngọc Cơ rinh (2025m) chảy theo hướng Đông Bắc -Tây Nam, và nhánh Krông Pơ kô bắt
nguồn từ phía Nam núi Ngọc linh (2500m) chảy theo hướng Bắc - Nam. Hai nhánh sông
hợp lưu tại địa điểm cách thác nước Ialy về phía thượng lưu 16 km và chảy theo hướng
Đông Bắc - Tây Nam đến biên giới Việt nam - Campuchia.
Lưu vực sông Sê san nằm trọn trong vùng cao nguyên giữa hai tỉnh Gialai và
Kontum phần phía Bắc Tây nguyên
Từ tháng 5 Gialai và Kontum thực sự bước vào mùa mưa, do đón gió mùa Tây nam
từ vịnh Thái lan thổi đến. Tháng mưa lớn nhất ở Gialai và Kontum thường là tháng 8 và
tháng 9. Lưu vực sông Sê san nằm trong vùng nhiệt đới mang đặc điểm khí hậu Tây Trường
sơn và được chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến hết tháng 10 thời tiết mát dịu;
Mùa khô từ tháng 11 đến hết tháng 4 hằng năm thời tiết ít lạnh.
Lượng mưa trung bình năm của Lưu vực là 2200mm. Số ngày mưa trung bình là 136
ngày/năm, lượng mưa của ngày lớn nhất là 282 mm.
Sông Sê san có hai mùa nước : Mùa lũ và mùa khô. Mùa lũ bắt đầu từ tháng 8 và kết
thúc vào tháng 11. Mùa kiệt kéo dài từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau. Các tháng 6, 7 mức
nước sông thường nâng lên do có lũ tiểu mãn. Mức nước cao nhất thường xảy ra vào các
tháng 8 đến tháng 11.
III.2 Tầm quan trọng của NMTĐ Ialy đối với nền kinh tế quốc dân
Công trình thuỷ điện Ialy là thuỷ điện có nguồn điện lớn và có vị trí nằm ở Cao
nguyên Trung bộ. Nhà máy thuỷ điện Ialy cung cấp một lượng điện năng đáng kể 3,6 tỉ
kWh/ năm, hơn 10% sản lượng điện Quốc gia cho khu vực Miền trung, Tây nguyên và miền
Nam, giảm công suất lớn truyền tải điện 500kV từ NMTĐ Hoà bình vào khu vực này.
Hệ thống điện Quốc gia hiện nay đang thiếu hụt công suất rất nhiều nên vận hành
lưới điện trong những giờ cao điểm gặp rất nhiều khó khăn nên khi NMTĐ Ialy phát lượng
công suất 720 MW sẽ làm tăng độ ổn định lưới điện trong các chế độ vận hành và cải thiện
chất lượng điện năng (tần số và điện áp).
Vị trí địa lý của NMTĐ Ialy nằm ở đoạn giữa của đường dây 500kV sẽ tạo điều kiện
thuận lợi cho việc vận hành và khai thác đường dây truyền tải 500kV có hiệu quả hơn.
Khu vực miền Trung và Tây nguyên từ trước đến nay có rất ít nguồn điện lớn tham
gia vào lưới điện, nguồn điện dùng chủ yếu là truyền tải từ miền Bắc vào kể từ khi đường

dây 500kV đưa vào vận hành nên việc phát triển các phụ tải công nghiệp gặp rất nhiều hạn
chế. Nên khi NMTĐ Ialy đi vào hoạt động sẽ tạo điều kiện cho việc phát triển các ngành
công nghiệp trong vùng như:
+ Vùng cao nguyên trung bộ: Phát triển công nghiệp chế biến các loại sản phẩm từ
cây công nghiệp như cà phê, chè, cao su... và công nghiệp chế biến sản phẩm từ gỗ.
+ Vùng đồng bằng duyên hải miền Trung: Phát triển đông lạnh, chế biến thuỷ hải
sản, công nghiệp ép dầu từ cây họ đậu và dừa, phát triển công nghiệp đóng tàu, phát triển
mở rộng khu cảng biển và thành lập các khu công nghiệp.
+ Ở miền Nam có nền công nghiệp nhẹ phát triển với nhịp độ rất cao do đó NMTĐ
Ialy sẽ cung cấp một phần điện năng đáng kể cho khu vực miền Nam và tạo điều kiện cho
việc duy trì nhịp độ phát triển công nghiệp và kinh tế khu vực này.
Từ những điều kiện trên NMTĐ Ialy đã có một vị trí quan trọng và đóng góp đáng kể
cho lưới điện Quốc gia trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.


III.3 Chọn thông số đặt cho công trình
- Căn cứ vào việc theo dõi khí tượng thuỷ văn và lưu lượng chảy của sông Sê san hơn
30 năm (Từ 1960 đến 1990); căn cứ vào địa lý vùng dân cư khu vực lòng hồ; căn cứ vào các
cơ quan khảo sát thiết kế của Việt nam và Nga; căn cứ vào các tính toán kinh tế kỹ thuật ...
để chọn ra thông số chính cho công trình NMTĐ Ialy như sau:
+ Quy mô hồ chứa: Chọn mực nước dâng bình thường và mực nước chết; Mực nước
dâng bình thường chọn càng cao thì hiệu ích năng lượng càng cao và tăng công suất đặt
của nhà máy nhưng vốn đầu tư cao và phải đền bù nhiều. Và căn cứ vào các phương án dự
trù đền bù khi tăng cho 1 m nước dâng và căn cứ vào việc phát triển các nhà máy thuỷ điện
bậc thang trên NMTĐ Ialy nên đã chọn mức nước dâng bình thường là 515m. Nếu chọn
mực nước > 515m thì gây vùng ngập lụt lớn cho vùng Kontum và số tiền đền bù sẽ rất cao.
Mực nước chết nếu ta chọn ở mức thấp (So với MNDBT 515m) thì dung tích hữu ích của
lòng hồ tăng nhưng sự sạt lở lòng hồ sẽ tăng và công tác bảo quản lòng hồ sẽ gặp rất nhiều
khó khăn, nhưng nếu chọn MNC cao thì công suất đảm bảo và lượng điện trung bình hằng
năm sẽ giảm. Do đó chọn MNC là 490m là tối ưu và thoả mãn các yêu cầu về hồ chứa và

phát điện.
+ Công suất đặt nhà máy: Căn cứ vào quy mô hồ chứa và chiều cao cột nước và lưu
lượng đổ vào dòng sông vào mùa lũ nên đã chọn công suất đặt của nhà máy là 720MW. Với
công suất đặt là 720 MW thì ta có thể tận dụng được lượng nước thừa vào mùa lũ và giảm
được lượng nước xã qua tràn. Với quy mô hồ chứa và lượng nước đổ vào hồ hằng năm nên
ta không thể chọn công suất đặt NM cao hơn nữa. Nếu chọn cao hơn thì vào mùa lũ có thể
phát nhiều điện nhưng vào mùa khô lại thiếu nước và chi phí vốn đầu tư lớn không thoã
mãn được các chỉ tiêu kinh tế.
Tóm lại thông số chính của công trình là: MNDBT là 515m; MNC là 490m, công
suất lắp đặt là 720MW là những thông số tối ưu nhất thoã mãn các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
trong nhiều phương án đưa ra.
IV . CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN IALY
IV.1 Hồ chứa
1. Công dụng: Hồ chứa là một công trình quan trọng của NMTĐ Ialy dùng để tích và
cấp nước cho các tổ máy để sản xuất điện và còn điều tiết lượng nước trong một năm để vận
hành nhà máy.
2. Các thông số chính
- Diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình là:

7455 km2.

- Lưu lượng trung bình nhiều năm:

259,9 m3/s.

- Mực nước dâng bình thường (MNDBT):

515m.

- Mực nược chết (MNC):

490m.

- Mực nước gia cường (MNGC) P=0,1% là:

518m.

- Diện tích mặt hồ tại MNDBT là:

64,5km2.

- Diện tích mặt hồ tại MNC là:

17,2km2.

- Dung tích toàn bộ là:

1037,09 x106m3.

- Dung tích hữu ích là:

779,02 x106m3.

- Dung tích chết là:

258,07 x106m3.

- Cột nước trung bình phát điện là:

192m.

IV.2 Đập dâng
1. Công dụng: Dùng để chặn nước sông Sê san để tạo nên hồ chứa cho công trình
NMTĐ Ialy, đập phải có độ vững chắc và độ rò rỉ qua thân đập nhỏ để đảm bảo yêu cầu tích
nước hồ chứa.
2. Cấu tạo và các thông số chính:
- Cấu tạo là loại đập đá đổ lõi đập là đất sét dùng để chống thấm qua đập tiếp theo hai
bên là lớp cát và bao ngoài cùng là lớp đá có nhiều kích cở, nền lõi đập được xử lý bằng
khoan phun xi măng. Cấu tạo thân đập gồm có nhiều lớp khác nhau có tác dụng là làm cho
đập vững chắc và hạn chế lượng nước thấm qua đập cũng như thay đổi dòng nước thấm đi
theo những hướng khác nhau để giảm bào mòn thân đập.
- Cao trình đỉnh đập:

522m.

- Cao trình đỉnh lõi đập:

520m.

- Chiều dài theo đỉnh đập:

1190m.

- Chiều cao đập lớn nhất:

69m.

- Chiều rộng đỉnh đập:

10m.

- Chiều rộng chân đập:

330m .

IV.3 Đập tràn xả lũ
1. Công dụng: Dùng để xả lượng nước thừa trong hồ chứa vào mùa lũ. Đập tràn có
lưu lượng qua đập tràn phải đảm bảo xả hết tần suất lưu lượng lũ lớn nhất để bảo vệ công
trình một cách an toàn, (không cho nước lũ tràn qua đập dâng).
2. Các thông số chính:
- Tổng chiều rộng của tràn nước:

90 m.

- Số cửa xả tràn:

6 cửa van hình cung

- Kích thước cửa van RxC:

15x16,3m.

- Cao trình ngưỡng tràn:

499,12m

- Cao trình đỉnh tràn:

522m.

- Lưu lượng xã lũ với tần suất P=0,1%:

13733m3/s.

- Chiều dài dốc nước:

159,16m

IV.4 Cửa nhận nước
1. Công dụng: Dùng để tiếp nhận nước từ hồ chứa vào đường dẫn nước cấp cho
turbine; dùng để đóng van trượt sự cố chặn không cho nước vào đường dẫn nước trong chế
độ sự cố cũng như sửa chữa kiểm tra đường ống dẫn nước. Ngoài ra còn có tác dụng không
cho rác, cây gỗ vào turbine .
2. Cấu tạo và các thông số chính:
Gồm có 4 khoang dẫn nước vào đường hầm áp lực; mỗi khoang có 3 dãy khe
+ Dãy khe thứ nhất đặt lưới chắn rác mỗi lưới chắn rác có 5 xec xi truyền động bằng
cẩu chân dê có sức nâng 63 tấn.
+ Dãy khe thứ 2 đặt cửa phai sửa chữa dùng trong trường hợp sửa chữa phai sự cố.
Thao tác truyền động bằng cẩu chân dê.
+ Dãy khe thứ 3 đặt phai sửa chữa sự cố dùng để bịt kín nước vào đường hầm trong
trường hợp có sự cố, truyền động bằng kích nâng thuỷ lực có sức nâng 450 tấn.


- Lưu lượng qua cửa nhận nước:

420m3/s;

- Kích thước phai sửa chữa RxC:

4,5 x 7 m;

- Kích thước phai sửa chữa sự cố RxC:

4x 7m;

- Kích thước lưới chắn rác RxC:

7,6x14m.

IV.5 Đường hầm dẫn nước vào
1. Công dụng: Dùng để dẫn nước từ CNN vào turbine của tổ máy. Trên đường hầm
dẫn nước có bố trí các tháp điều áp dùng để giảm áp lực lên van đĩa và cánh hướng cũng
như bảo vệ quá áp do quán tính của nước trong chế độ dừng bình thường cũng như dừng sự
cố tổ máy (giảm áp lực nước va). Ngoài ra còn đảm bảo lưu lượng nước trong chế độ liên
tục thay đổi công suất của tổ máy.
2. Cấu tạo và các thông số chính:
- Đoạn đường hầm chung của 2 tổ máy làm bằng bê tông cốt thép có chiều dài:
+ Đường hầm số 1:

3797,5m,

+ Đường hầm số 2:

3784,5m

+ Đường kính:

7m.

+ Độ dày bêtông:

0,5m.

- Tháp điều áp có 2 buồng:
+ Buồng dưới kích thước:

13x20,5x55m.

+ Tháp điều áp trên kích thước:

13x14x118m.

+ Đường kính giếng nối 2 đường: 13m nghiêng 450.
- Đường ống dẫn nước vào turbine: Có 4 đường cho 4 tổ máy sau đoạn đường hầm
nghiêng 760 so với phương nằm ngang, tiếp theo là đoạn nằm ngang và cuối cùng là ống nối
để chuyển tiếp đường hầm từ D = 4,5m đến D = 3,6m. chiều dài đường hầm dẫn nước vào
tổ máy (cả đoạn nghiêng và nằm ngang).
+ Đường hầm số 1 dài 223,16m.
+ Đường hầm số 2 dài 227,36m.
+ Đường hầm số 3 dài 231,56m.
+ Đường hầm số 4 dài 235,76m .
IV.6 Hầm ra hạ lưu
1. Công dụng: Dùng để dẫn nước thải của turbine ra hạ lưu. Trên mỗi đường hầm
của tổ máy có đặt các cánh phai hạ lưu dùng để chặn nước từ hạ lưu khi thực hiện sửa chữa
turbine của mỗi tổ máy.
2. Cấu tạo và các thông số chính:
- Có 4 đoạn đường hầm riêng cho 4 tổ máy sau khi ra khỏi van sửa chữa ống xả thì 2
tổ máy nhập lại một đường hầm để ra hạ lưu và sau cùng có đặt một cửa van sửa chữa cửa
ra.

- Chiều dài từng đoạn của từng tổ máy
+ Tổ máy 1: 82m
+ Tổ máy 2: 86m
+ Tổ máy 3: 42,37m


+ Tổ máy 4: 52,44m
- Chiều dài đoạn ghép chung
+ Hầm 1: 120m
+ Hầm 2 : 155,87m
- Kích thước đường hầm
+ Đoạn từng tổ máy:

4,8x6,5m

+ Đoạn ghép chung:

6,0x10m

- Kích thước van sửa chữa ống xả là: 4,5x6,5m nâng bằng cẩu.
- Kích thước van sửa chữa cửa ra là: 6,0 x 10m nâng bằng xe nâng.
IV.7 Gian máy
1. Công dụng: Dùng để bố trí các tổ máy thuỷ lực các thiết bị công nghệ phụ trợ cho
sự làm việc của tổ máy. Tại gian máy có bố trí 2 cẩu có sức nâng là 250/80+10 tấn với khẩu
độ 17m để phục vụ lắp ráp các tổ máy và các thiết bị phụ trợ.
2. Kích thước gian máy: Rộng 21m, dài 118,5m, cao khối đào chính 42m. Sàn gian
máy 309,4m.
IV.8 Gian biến áp
1. Công dụng: Dùng để bố trí các máy biến áp lực 500kV, các máy biến áp tự dùng,
MBA dự phòng và các thiết bị phụ trợ cho sự làm việc của máy biến áp, các thiết bị điện

của hệ thống điện tự dùng.
2. Kích thước gian biến áp: Rộng15m, dài 164,15m, cao khối đào chính 22m. Sàn
gian biến áp 332m.
IV.9 Trạm chuyển tiếp
1. Công dụng: Dùng để bố trí các dao cách ly 500kV nối từ tuyến cáp dầu áp lực
500kV đến trạm phân phối 500kV. Ngoài ra còn bố trí các chống sét van và các máy biến
dòng 500kV.
2. Vị trí nằm ở cao độ 352,0m.
IV.10 Trạm phân phối 500kV
1. Công dụng: Dùng để bố trí các máy cắt, dao cách ly, dao tiếp địa 500kV nối từ
trạm chuyển tiếp của nhà máy đưa ra 2 đường dây đi đến trạm 500 Pleiku. Ngoài ra còn bố
trí các chống sét van, các máy biến dòng, biến điện áp 500kV và các thiết bị phụ trợ phục vụ
trạm.
2. Vị trí nằm ở cao độ 550,0m kích thước: 99,5 x 165,5m.
V . CÁC THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ CHÍNH NHÀ MÁY
V.1 Turbine thủy lực
Là bộ phận chủ yếu của tổ máy thủy điện dùng để biến năng lượng dòng nước thành
cơ năng để truyền lên trục quay rotor máy phát đồng bộ. Gồm có các bộ phận sau:
- Bánh xe công tác: Là bộ phận chính của turbine chức năng biến năng lượng của
dòng chảy thành cơ năng truyền qua trục turbine làm quay rotor MF điện.
- Trục Turbine : Trục turbine có tác dụng liên kết giữa bánh xe công tác và rotor máy
phát điện.
- Buồng xoắn: Dùng để phân bố đều lưu lượng và áp lực cung cấp cho bánh xe công


tác thông qua các cánh hướng tĩnh theo hướng tâm.
- Ống xả: Xả nước từ buồng bánh xe công tác ra hạ lưu đồng thời tạo độ cao hút cho
turbine thủy lực.
- Cánh hướng động: Có tác dụng điều chỉnh lưu lượng dòng chảy qua turbine, tham
gia vào quá trình khởi động và ngừng tổ máy.

- Ổ hướng turbine : Dùng để định vị trục turbine theo hướng dọc trục, trong quá trình
turbine làm việc ổ hướng chịu lực hướng tâm do không cân bằng dòng chảy qua turbine .
- Servomotor: Dùng để truyền động đóng mở cánh hướng nước thông qua vành điều
chỉnh.
- Đệm chèn trục turbine : Là đệm kín làm việc của turbine có tác dụng ngăn nước từ
trong buồng bánh xe công tác tràn lên nắp turbine trong quá trình tổ máy làm việc.
- Đệm kín sửa chữa của turbine: Có tác dụng ngăn nước từ trong buồng bánh xe công
tác tràn lên nắp turbine trong quá trình sửa chữa hoặc bảo dưỡng đệm kín làm việc. (Khi
turbine ngừng làm việc buồng xoắn đầy nước).
- Các phần tử của hệ thống điều chỉnh turbine:
+ Bộ điều tốc: Có chức năng khởi động và dừng tổ máy ở chế độ bình thường và sự
cố; tham gia điều chỉnh tần số, điều khiển turbine thủy lực ở các chế độ vận hành khác nhau.
+ Hệ thống dầu áp lực: Có chức năng cung cấp dầu áp lực 40 kG/cm 2 cho hệ thống
điều chỉnh thủy lực để đóng - mở cánh hướng.
* Các thông số kỹ thuật:
- Loại turbine PO 230/792 - B 360 (Turbine trục đứng, dòng nước chảy vào turbine
theo kiểu trục hướng tâm )
- Cột nước:
+ HMIN :

170,5m.

+ Htt:

190m.

+ HMAX:

208,5m.

- Công suất ứng với cột nước tính toán:

183,3MW.

- Lưu lượng ứng với Pđm và Htt:

104,4m3/s

- Hiệu suất tối đa:

95,2 % .

- Hiệu suất trung bình:

93,8 %.

- Hiệu suất ứng với Pđm:

94,2%

- Số vòng quay định mức:

250v/phút

- Tốc độ lồng tốc:

500v/phút

- Đường kính BXCT:

3600mm.

- Độ cao hút ứng với Pđm và Htt:

- 6,8 m.

- Đường kính trục turbine:

1 m.

- Số lượng cánh hướng nước động:

20 cánh.

- Số lượng cánh hướng nước tĩnh:

19 cánh.

- Trọng lượng BXCT:

26,7 tấn.


- Trọng lượng turbine:

325 tấn.

- Turbine tính toán làm việc được trong chế độ bù đồng bộ .
V.2 Van đĩa
Van đĩa D3600 đặt ở đường ống áp lực, đặt trước buồng xoắn turbine thực hiện các

chức năng sau:
- Đóng, mở van đĩa khi dừng và khởi động bình thường tổ máy và khi chuyển tổ máy
sang chế độ bù đồng bộ.
- Đóng đường ống áp lực khi thiết bị cánh hướng nước không làm việc trong trường
hợp vượt tốc hoặc áp lực, mức dầu bình MHY giảm thấp sự cố.
- Đóng đường ống áp lực khi thực hiện công tác sửa chữa trong buồng xoắn turbine.
* Các thông số kỹ thuật của van đĩa:
- Kiểu van Biplan có hai tấm đĩa làm việc đối xứng (Van kép).
- Đường kính đĩa van

: 3600mm

- Cột áp tĩnh lớn nhất

: 221m.

- Cột áp lớn nhất khi đóng van

: 275m

- Lưu lượng lớn nhất qua van

:105m3/s.

- Đặc tính đệm chèn:
+ Đệm chèn làm việc là gioăng cao su.
+ Đệm chèn sửa chữa là vòng bịt kín kim loại hình côn.
- Kiểu dẫn động thủy lực dùng 2 secvomotor đóng mở đĩa van.
- Thời gian mở van

: ≤ 60 giây.

- Thời gian đóng

: ≤ 120 giây.

V.3 Hệ thống dầu áp lực điều khiển van đĩa
Dùng để dự trữ dầu áp lực để cung cấp cho hệ thống điều khiển thủy lực của van đĩa.
* Các thông số kỹ thuật chính của MHY van đĩa: MHY8/1-40-8-2.
- Áp lực ở bình tích năng định mức

40 kG/cm2.

- Dung tích bình tích năng

8m3.

- Số lượng bình tích năng

1.

- Dung tích bể xả

8 m3.

- Số lượng bơm dầu

2.

- Công suất động cơ bơm

55 KW.

- Điện áp nguồn cung cấp

220/380V.

- Áp lực điều khiển bơm làm việc 37 kG/cm2.
- Áp lực điều khiển bơm dự phòng

35 kG/cm2.

- Áp lực cắt bơm

40 kG/cm2.

- Áp lực thấp sự cố

29 kG/cm2.

-Mức dầu thấp sự cố

- 472 mm.


- Van an toàn bắt đầu mở

40,5 kG/cm2.

- Van an toàn mở hoàn toàn

44 kG/cm2.

V.4 Hệ thống dầu áp lực điều khiển tổ máy
Dùng để dự trữ dầu áp lực để cung cấp cho hệ thống điều khiển thủy lực của turbine.
* Các thông số chính của hệ thống MHY tổ máy: MHY4/1-40-4-2.
- Áp lực ở bình tích năng định mức

40 kG/cm2.

- Dung tích bình tích năng

4 m3 .

- Số lượng bình tích năng

1.

- Dung tích bể xả

4 m3.

- Số lượng bơm dầu

2.

- Công suất động cơ bơm

37 KW.

- Điện áp nguồn cung cấp

220/380V.

- Áp lực điều khiển bơm làm việc

37 kG/cm2.

- Áp lực điều khiển bơm dự phòng

35 kG/cm2.

- Áp lực cắt bơm

40 kG/cm2.

- Áp lực thấp sự cố

28,5 kG/cm2.

- Mức dầu thấp sự cố

- 682 mm.

- Van an toàn bắt đầu mở

40,5 kG/cm2.

- Van an toàn mở hoàn toàn

44 kG/cm2.

- Lưu lượng nước làm mát dầu

10 m3/h.

- Mức dầu bình tích năng cao báo tín hiệu

50 mm.

- Mức dầu bình tích năng thấp báo tín hiệu

-150 mm.

V.5 Hệ thống điều tốc
Có chức năng khởi động và dừng tổ máy ở chế độ bình thường và sự cố; tham gia
điều chỉnh tần số, điều khiển turbine thủy lực ở các chế độ vận hành khác nhau.
* Các thông số kỹ thuật chính:
- Áp lực trong hệ thống điều chỉnh:

40 kG/cm2.

- Áp lực dầu trong bộ biến đổi điện thuỷ lực:

18-20 kG/cm2.

- Đường kính của ngăn kéo chính:

100mm.

- Hành trình tối đa của bộ biến đổi thuỷ lực:

±6mm.

V.6 Máy phát thủy lực
Là thiết bị chính dùng để biến cơ năng từ turbine thành điện năng để phát lên lưới
điện.
* Các thông số chính của máy phát thủy lực CB 735/255-24TB4.
- Công suất định mức (ứng với U đm, fđm, Cosϕđm, nhiệt độ không khí lạnh làm mát là
40 C):
211765 KVA.
0

- Điện áp stator định mức:

15,75 kV.


- Dòng điện stator định mức:

7763 A.

- Tần số định mức:

50 Hz

- Cosϕ định mức:

0,85

- Tốc độ quay định mức:

250 v/p

- Dòng điện rotor định mức (ứng với Sđm):

1840 A.

- Dòng điện rotor không tải (ứng với Uđm, fđm): 915 A.
- Điện áp rotor định mức (ứng với Sđm):

250 V.

- Điện áp rotor không tải (ứng với Uđm, fđm):

100 V.

- Phạm vi thay đổi tần số:

±1%

- Phạm vi thay đổi điện áp:

±5%

(ứng với nhiệt độ cho phép của cuộn dây stator ≤ 80oC, lõi thép stator ≤ 80oC, cuộn dây
rotor ≤ 90oC).
- Dòng điện rotor lớn nhất khi có U đm, Cosϕđm và những chênh lệch cho phép của f, U
so với định mức:
2025 A

- Điện áp rotor lớn nhất ứng khi có Uđm, Cosϕđm và những chênh lệch cho phép của f,
U so với định mức:
270 V
- Tốc độ lồng tốc:

500 v/ph

* Rotor máy phát:
- Rotor máy phát thủy lực gồm trục, đoạn nối, các cực từ với cuộn dây kích thích và
vòng ngắn mạch của rotor. Giá rotor được đúc liền. Các quạt gió dọc trục được đặt ở vành
trên và vành dưới của rotor.
- Vòng ngắn mạch của rotor là những thanh đồng đặt xuyên qua các cực từ. Hai đầu
của các thanh đồng giữa các cực từ được nối lại với nhau. Có công dụng đưa rotor về tốc độ
đồng bộ và trong chế độ bù đồng bộ.
* Hệ thống kích từ máy phát:
Dùng cung cấp dòng điện cho cuộn dây rotor kích từ máy phát đảm bảo các chế độ
làm việc của nó.
* Các thông số kỹ thuật chính của hệ thống kích thích máy phát.
a/ Bộ kích từ máy phát:
- Điện áp chỉnh lưu định mức, V

270.

- Dòng điện chỉnh lưu định mức, A

2050.

- Bội số cường hành khi điện áp bằng 80% (so với điện áp định mức khi dòng điện
kích từ định mức 1840A và điện trở cuộn dây rotor ở nhiệt độ định mức):
3.

- Bội số cường hành về dòng điện kích từ

2.

- Thời gian cường hành cho phép (Irotor =2Irotor đm), s

50.

- Điện áp tự dùng xoay chiều

3 pha, 380V.

- Điện áp DC định mức

220V.

- Dòng điện DC cấp cho kích từ ban đầu

90A.


b/ Bộ chỉnh lưu Thyristor:
- Điện áp 1 chiều định mức đầu ra, V

1200.

- Dòng điện 1 chiều định mức đầu ra, A

3150.

- Số cầu chỉnh lưu nối song song:

3.

- Tần số định mức của mạch nguồn cấp, Hz

50.

- Làm mát các phần tử công suất: Bằng không khí cưỡng bức theo chu trình kín.
c/ Máy biến áp kích từ:
- Công suất định mức, KVA

2844.

- Điện áp định mức phía sơ cấp, kV

15,75.

- Điện áp định mức phía thứ cấp, V

805.

- Tổ đấu dây máy biến áp

Y/∆-11.

- Làm mát bằng không khí tự nhiên.
d/ Hệ thống bảo vệ máy phát thuỷ lực
Gồm có các bảo vệ sau:
- Bảo vệ so lệch MF (87G): Chống ngắn mạch nhiều pha cho cuộn dây stator MF.

- Bảo vệ chống chạm đất Stator máy phát 64S: Chống chạm đất 100% trong cuộn dây
stator MF.
- Bảo vệ chống quá áp trung tính cuộn dây stator máy phát 59NS: Chống chạm đất
95% cuộn dây stator MF.
- Bảo vệ chống chạm đất rotor 64R: Chống chạm đất 1 điểm cuộn dây rotor máy
phát.
- Bảo vệ quá dòng phụ thuộc điện áp 51V-1&2:
+ Cấp 1: Chống quá tải đối xứng cho MF.
+ Cấp 2: Chống ngắn mạch ngoài đối xứng, dự phòng cho các bảo vệ chống
ngắn mạch phía cao áp.
-Bảo vệ chống quá dòng thứ tự nghịch 46-1,2&3:
+ Cấp 1: Chống quá tải không đối xứng cho MF.
+ Cấp 2: Làm bảo vệ dự phòng chống quá tải KĐX & ngắn mạch ngoài KĐX.
+ Cấp 3: Làm bảo vệ dự phòng chống ngắn mạch ngoài không đối xứng cho
các bảo vệ trên hệ thống.
- Bảo vệ chống mất từ trường 40: Chống mất từ trường máy phát.
- Bảo vệ quá áp 59: Chống hư hỏng cách điện cuộn dây máy phát và các thiết bị nối
vào đầu cực máy phát.
- Bảo vệ chống điện áp giảm thấp 27:
+ Chống hư hỏng máy phát khi điện áp đầu cực giảm thấp.
+ Dùng làm bảo vệ dự phòng phát hiện hư hỏng bộ tự động điều chỉnh điện
áp.
- Bảo vệ chống công suất ngược 32R: Chống hư hỏng về mặt cơ khí khi máy phát
chuyển sang chế độ động cơ.


- Bảo vệ công suất thuận thấp 32L: Chống lồng tốc máy phát khi cắt máy cắt với phụ
tải lớn.
- Bảo vệ chống tần số giảm thấp 81U: Chống hư hỏng máy phát do nhiệt gây ra bởi
các thành phần KĐX khi tần số giảm thấp.

- Bảo vệ góc pha 78: Chống mất đồng bộ máy phát.
- Bảo vệ cân bằng điện áp 60:
+ Dùng để phát hiện hư hỏng trong các mạch nhị thứ của các biến điện áp.
+ Cảnh báo và ngăn chặn độ nhạy của các bảo vệ điện áp.
- Bảo vệ khoảng cách 21: Dùng làm bảo vệ dự phòng chống các hư hỏng trong khối
máy phát máy biến áp.
- Bảo vệ chống giảm cách điện trong mạng 15,75kV 59N(S): Giám sát cách điện
trong mạng 15,75kV.
V.7 Máy biến áp lực 500kV
Dùng để biến đổi điện áp 15,75kV lên 500kV để nâng cao hiệu quả truyền tải điện và
hoà vào lưới điện 500kV quốc gia.
* Các thông số kỹ thuật chính của máy biến áp OЦ 72000/500 T1
1. Công suất định mức:

72MVA.

2. Điện áp định mức:
- Cuộn cao áp:

525/ 3 kV.

- Cuộn hạ áp:

15,75kV.

3. Dòng điện định mức:
- Cuộn cao áp:

238A.

- Cuộn hạ áp:

4571A.

4. Tần số định mức:

50Hz

5. Tổ đấu dây:

Y0/∆-11.

6. Chuyển mạch các đầu phân áp: Phía cao ở trạng thái không điện.
7. Dải điều chỉnh các đầu phân áp:

± 2x2,5%

8. Điện áp ngắn mạch UN :

13%.

9. Công suất động cơ điện làm mát dầu:

6 kW

10. Điện áp cấp nguồn cho tủ điều khiển hệ thống làm mát:
- Mạch động cơ xoay chiều 3 pha:

380V.

- Mạch điều khiển xoay chiều 1 pha:

220V.

* Các bảo vệ của MBA OЦ 72000/500 T1
- Bảo vệ quá nhiệt MBA (23T): Chống tăng cao nhiệt độ trong các cuộn dây MBA.
- Bảo vệ quá cảm ứng MBA (24T-1&2): Bảo vệ chống quá từ trường cho MBA lực.
- Bảo vệ quá dòng trung tính (51N -1&2): Dùng làm bảo vệ dự phòng cho thanh cái
bảo vệ 500 kV và các xuất tuyến 500 kV, chống ngắn mạch chạm đất trong lưới 500 kV.
- Bảo vệ quá áp TTK phía hạ áp MBA (59N):


+ Giám sát cách điện phía đầu ra MF và phía hạ áp MBA lực trong khối MFMBA.
+ Dùng làm bảo vệ chống chạm đất cuộn dây hạ áp MBA và đầu ra MF.
- Bảo vệ so lệch MBA chính (87T): Dùng làm bảo vệ chính chống các hư hỏng bên
trong và các đầu ra MBA chính.
- Bảo vệ rơle hơi MBA (95XT-1&2): Dùng làm bảo vệ chính chống các hư hỏng bên
trong phát sinh khí cũng như để tránh giảm mức dầu đến mức sự cố.
- Bảo vệ so lệch khối MF-MBA (87TG): Dùng làm bảo vệ dự phòng cho các bảo vệ
chính của khối MF-MBA và thanh dẫn 500 kV.
V.8 Các thông số kỹ thuật chính của máy cắt và dao cách ly đầu cực
* Thông số kỹ thuật chính của MC đầu cực BBΓ-20 -160/ 8000 TC3.
- BBΓ: Máy cắt không khí sử dụng ở đầu cực máy phát.
- Điện áp định mức:

20kV.

- Điện áp làm việc lớn nhất:

24kV.

- Dòng điện định mức:

8000A.

- Tần số định mức:

50Hz

- Dòng điện cắt định mức:

160kA.

- Áp lực khí nén định mức trong bình chứa:

20kG/cm2.

* Các thông số kỹ thuật của DCL 901-3:
- Ký hiệu:

PBP-24/8000-MT3

- Điện áp làm việc định mức:

20kV

- Điện áp làm việc lớn nhất:

24kV

- Dòng điện định mức:

8000A

- Loại truyền động:
+ Dao cách ly:

Bằng động cơ điện

+ Dao tiếp địa:

Bằng tay.

- Điện áp định mức cấp cho động cơ truyền động: 380V.
V.9 Hệ thống cáp dầu áp lực 500kV
- Tuyến cáp dầu áp lực dùng để truyền tải điện năng từ máy biến áp lực ở gian biến
áp lên đến trạm chuyển tiếp ở cao độ 352m.
- Cáp dầu có tiết diện 1 pha 625 mm2, ba pha đặt trong ống thép ф273 có chiều dày
thành ống là 10mm.
- Lõi dẫn điện của cáp gồm các sợi đồng kết lại, mặt ngoài cùng của lõi được quấn
một lớp giấy bán dẫn, ngoài cùng của lớp bằng đồng đột lỗ có gắn 2 sợi dây trượt hình bán
nguyệt để bảo vệ cách điện của cáp khi kéo và tăng khe hở làm mát giữa các pha.
- Thiết bị khử khí được nối với hệ thống ống góp, thiết bị này có nhiệm vụ lọc dầu và
khử khí trong dầu trước khi nạp dầu vào tuyến cáp lần đầu, sau sửa chữa đại tu, và chuẩn bị
dầu sạch để nạp cho tuyến cáp. Ở chế độ làm việc bình thường thiết bị khử khí được tách ra
khỏi hệ thống bằng cách đóng các van DC5-V12, DC5-V13.
* Thông số kỹ thuật chính của cáp dầu áp lực 500kV.


- Mã hiệu:

МВДТ - 500.

- Điện áp định mức:

500kV.

- Tiết diện lõi dẫn điện:

625mm2.

- Đường kính lõi dẫn điện:

32,7mm.

- Đường kính ngoài của cáp kể cả phần cách điện và phần mành chắn: 105mm.
- Dầu cách điện loại:

5RA.

- Áp lực dầu định mức ứng với nhiệt độ 70oC : 11-16 kG/cm2.
VI . CÁC THIẾT BỊ TRẠM PHÂN PHỐI 500kV
VI.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của các thiết bị nhất thứ trạm 500kV
1. Máy cắt 500 kV
- Loại:

3AT4EI.

- Điện áp định mức:

525 kV.

- Điện áp làm việc lớn nhất:

550 kV.

- Tần số định mức:

50Hz

- Dòng điện định mức:

4000A.

- Áp lực khí SF6 ở 200C:

6,5 Bar.

2. Dao cách ly 500 kV:
- Loại có 1 DTĐ:

PT3-1-500Π/3150 T1.

- Loại có 2 DTĐ:

PT3-2-500Π/3150 T1.

- Điện áp định mức:

500 kV.

- Điện áp làm việc lớn nhất:

525 kV.

- Tần số định mức:

50 Hz.

- Dòng điện định mức:

3150 A.

- Truyền động DCL: Động cơ điện 380/220VAC và bằng tay.
- Truyền động DTĐ:

Bằng tay.

3. Máy biến dòng điện 500 kV:
- Loại:

TΦ3M-500M-II T1.

- Điện áp định mức:

500 kV.

- Điện áp làm việc lớn nhất:

550 kV.

- Dòng điện sơ cấp định mức:

1000 A.

- Dòng điện thứ cấp định mức:

1 A.

- Tấn số định mức:

50 Hz.

- Số lượng/cấp chính xác các cuộn thứ cấp :
+ Đo lường:

1/ 0,5.

+ Bảo vệ:

4/10p.

4. Máy biến điện áp 500 kV:


- Loại:

CPB -550 9T.

- Điện áp định mức:

500 kV.

- Điện áp làm việc lớn nhất:

550 kV.

- Tần số định mức:

50 Hz.

- Tỉ số biến đổi:

500.000:√3 /100:√3 /100 V.

- Công suất định mức/cấp chính xác các cuộn dây thứ cấp:
+ Cuộn 1:

400VA/ 0,5.

+ Cuộn 2:

400VA/ 3p.

5. Chống sét van 500 kV:
- Loại:

EXLIM-P-396-EH550.

- Điện áp định mức:

396 kV.

- Cấp điện áp của hệ thống:

500 kV.

- Điện áp cho phép làm việc lâu dài:

318 kV.

VI.2 Các hệ thống bảo vệ được trang bị cho các đường dây 500kV
* Mạch 1:
- Bảo vệ so lệch dòng điện (F87L) sử dụng rơle LFCB102 ;
- Bảo vệ dòng điện chạm đất có hướng (F67NP) sử dụng rơle S67.
* Mạch 2:
- Bảo vệ khoảng cách (F21) sử dụng rơle S21;
- Bảo vệ dòng điện chạm đất có hướng (F67NS) sử dụng rơle S67;
- Tự động đóng lặp lại đường dây (F79&) sử dụng rơle S79;.
- Bảo vệ quá áp ( F59) nằm trong rơle S21;
Vùng bảo vệ và đối tượng tác động:
* F87L: Bảo vệ toàn bộ chiều dài đường dây. Tác động cắt các MC ở 2 đầu đường dây.
* F67NP (F67NS): Bảo vệ toàn bộ đường dây và dự phòng cho đoạn đường dây tiếp theo.
Tác động cắt các MC 2 đầu đường dây.
* F21: Có 4 vùng bảo vệ:
- Vùng 1: Đặt khoảng 80 ÷ 85 % chiều dài đường dây. Tác động cắt các MC ở 2 đầu
đường dây không thời gian;
- Vùng 2: Không sử dụng trong chế độ vận hành bình thường;
- Vùng 3: Đặt khoảng 120% chiều dài đường dây. Tác động cắt các MC ở 2 đầu
đường dây với thời gian trễ t3 = 500ms;

- Vùng 4: Đặt lớn hơn 120% chiều dài đường dây. Tác động cắt các MC ở 2 đầu
đường dây với thời gian trễ t4 = 500ms.
* F79&: Tác động khi nhận được tín hiệu tác động của bảo vệ không có thời gian.
VI.3 Các hệ thống bảo vệ được trang bị cho các thanh cái 500kV.
- Thanh cái C51: - F87S sử dụng rơle LFCB102;
- Thanh cái C52: - F87S sử dụng rơle LFCB102;


- Thanh cái đường dây 572: - F87 sử dụng rơle MFAC34;
- Thanh cái đường dây 574: - F87 sử dụng rơle MFAC34.
* Vùng bảo vệ và đối tượng tác động:
- Thanh cái C51: Phạm vi bảo vệ từ đầu ra của các MBAT1, T2 đến các MC571, 573.
Tác động đi cắt các MC571, 573, 901, 902, 610;
- Thanh cái C52:. Phạm vi bảo vệ từ đầu ra của các MBAT3, T4 đến các MC572,
574. Tác động đi cắt các MC 572, 574, 903, 904, 620;
- Thanh cái đường dây 572: Phạm vi bảo vệ từ đầu ra của các MC571, 572 đến DCL
đường dây 572. Tác động đi cắt các MC 571, 572;
- Thanh cái đường dây 574: Phạm vi bảo vệ từ đầu ra của các MC573, 574 đến DCL
đường dây 574. Tác động đi cắt các MC 573, 574.

CHƯƠNG II
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
I . Khái niệm
Quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng có tính chất đặc biệt so với các sản phẩm
khác, đó là sự cân bằng giữa cung và cầu diễn ra liên tục trong từng phút, từng giây…điều
này có nghĩa là cân bằng công suất tác dụng trong hệ thống điện diễn ra một cách tự nhiên.
Một nhiệm vụ hết sức quan trọng của Nhà máy cung cấp điện là đảm bảo các chỉ tiêu
về chất lượng điện năng của hệ thống điện, trong đó hai chỉ tiêu đặc biệt quan trọng là chỉ
tiêu về điện áp và tần số phải nằm trong phạm vi cho phép theo quy định U lv = Uđm ± 5%Uđm
và flv = fđm ± 0,2Hz. Trong đó thông số điện áp mang tính chất cục bộ còn tần số mang tính

chất hệ thống. Đối với tổ máy phát điện, việc điều chỉnh điện áp chính là điều chỉnh dòng
kích từ của tổ máy còn việc điều chỉnh tần số hệ thống chính là điều chỉnh công suất hữu
công của tổ máy phát ra. Đối với nhà máy thủy điện, việc điều chỉnh công suất hữu công
của tổ máy chính là điều chỉnh công suất cơ của turbine thủy lực bằng cách điều chỉnh độ
mở cánh hướng để thay đổi lưu lượng nước qua turbine.
Như vậy, hệ thống điều tốc trong nhà máy thủy điện là một hệ thống tự động điều
chỉnh công suất cơ của turbine thủy lực để duy trì tốc độ quay (tần số) của tổ máy trong
giới hạn cho phép, đồng thời đảm bảo cho tổ máy làm việc ở các chế độ: Tần số, công suất,
điều khiển nhóm và chế độ bù đồng bộ.
I.1 Quan điểm về việc điều chỉnh tần số
Quan điểm để đưa ra kết luận phải thay đổi công suất phát tổ máy để duy trì ổn định
tần số là khi có sự thay đổi về tần số thì có thể gây ra một số hậu quả xấu cho thiết bị như:
−

Các thiết bị được thiết kế và làm việc tối ưu ở tần số định mức.

−

Khi tần số giảm thì hiệu suất của thiết bị cũng giảm ví dụ như: Quạt, động
cơ...

−

Làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm như ngành dệt, mài, tiện...

−

Làm thay đổi trào lưu công suất trong hệ thống.

−

Làm giảm tính ổn định của khối turbine máy phát.

I.2 Nguyên nhân
Các yếu tố gây ra việc thay đổi tần số, công suất là do sự không phù hợp giữa sản
xuất và tiêu thụ như:
− Giờ trong ngày như: Vào giờ cao điểm...
− Ngày trong tuần như: Thứ bảy, chủ nhật...
− Ảnh hưởng của thời tiết như: Mưa, nắng...
− Chính sách về giá theo giờ trong ngày
− Những biến cố đặc biệt như: Lễ hội, thể thao...
− Những yếu tố ngẫu nhiên khác...
II . Vai trò của điều chỉnh tần số trong hệ thống điện
- Tấn số và điện áp là hai chỉ tiêu quan trọng nhất của chất lượng điện năng. Mỗi một
thiết bị tiêu thụ điện làm việcvới một tần số nhất định. Khi tần số của nguồn cung cấp cho
thiết bị tiêu thụ điện lệch khỏi tần số định mức của nó thì công suất tác dụng P, công suất
phản kháng Q và các thông số khác của thiết bị đó cũng thay đổi. Người ta đã xây dựng
được đặc tính về mối quan hệ giữa P và Q theo tần số ở một phụ tải tổng hợp có dạng như
sau:

f
fđm
Hình 2.1: Đặc tính phụ tải tổng hợp theo tần số

P,Q

Trong đó:
+ Đối với công suất tác dụng (P), đặc tính có dạng tuyến tính. Độ dốc của đặc tính
phụ thuộc vào thành phần động cơ đồng bộ (ĐB), động cơ không đồng bộ (ĐK) có trong

phụ tải tổng hợp đó.
-

Đối với ĐB: Khi tần số thay đổi 1% thì P thay đổi 1%;

-

Đối với ĐK: Khi tần số thay đổi 1% thì P thay đổi 3%;

-

Các lò điện trở, hồ quang …P không phụ vào tần số.

+ Đối với công suất phản kháng (Q), tại một nút phụ tải ta có:


Q = Q0 + ΔQ - Qc
Với:
-

Qo : Công suất phản kháng mà các động cơ và máy biến áp tiêu thụ (công suất từ
hoá);

-

ΔQ : Tổn thất công suất phản kháng trong hệ thống;

-

Qc : Công suất phản kháng do đường dây sinh ra.

Khi tần số giảm, Qo tăng, ΔQ và Q tăng. Đối với một nút phụ tải, khi tần số giảm 1%
thì Q tăng (1÷5)%.
Ngoài ra sự thay đổi tần số của hệ thống cũng có một phần ảnh hưởng đến điện áp,
nhờ vậy khi hệ thống thiếu công suất phản kháng làm điện áp giảm, có thể giảm bớt độ sụt
áp bằng cách nâng tần số lên.
Như vậy, tần số có vai trò quan trọng đến hệ thống điện, có ảnh hưởng trực tiếp đến
các thiết bị tiêu thụ điện, cho nên việc giữ tần số ở một giá trị cố định (hay giữ cho tần số
chỉ được sai lệch trong một phạm vi cho phép) là một yêu cầu quan trọng của hệ thống.
Khác với điện áp, tần số tại mọi điểm trong hệ thống đều như nhau và việc điều chỉnh
tần số chỉ có thể thực hiện tại các nhà máy điện. Quá trình điều chỉnh tại các nhà máy điện
để duy trì tần số ở một giá trị nhất định (hay được sai lệch trong phạm vi cho phép) được gọi
là điều tốc. Vì vậy điều tốc là một trong những thiết bị quan trọng trong dây chuyền sản
xuất điện năng.
III . Điều tốc
III.1 Nhiệm vụ của điều tốc
Ta có tần số dòng điện của máy phát điện xoay chiều được xác định theo biểu thức:

f =

n. p
60

Trong đó:
- f: Tần số dòng điện xoay chiều (Hz)
- n: Tốc độ quay của rotor máy phát (v/ph)
- p: Số đôi cực từ của máy phát
Vì số đôi cực p của máy phát không đổi nên muốn bảo đảm tần số dòng điện không
đổi ta phải duy trì số vòng quay n của rotor.
Rotor của máy phát được nối vào trục của turbine. Dưới tác dụng của năng lượng

dòng nước, turbine thuỷ lực quay làm rotor máy phát quay theo. Phương trình động lực trên
trục turbine máy phát là:
Mt − Mc = J

dω
dt

(1)

Trong đó:
-

Mt: Moment động lực, có tác dụng làm turbine quay. Moment này do năng lượng


dòng nước sinh ra.
-

Mc: Moment cản trên trục turbine máy phát. Moment này do ma sát, moment điện
từ …Moment điện từ do dòng điện chạy trong phần ứng của máy phát sinh ra.
Moment này thay đổi khi phụ tải máy phát thay đổi.

-

J: Moment quán tính của tổ máy, quy về trục turbine.

-

ω: Tốc độ góc của trục turbine máy phát.

ω = 2.Π. f o = 2.Π

n. p
60

Ta thấy số vòng quay không đổi (n=const) khi dn/dt = 0 hay dω/dt = 0.
Thay vào phương trình (1) ta được:
⇒ Mt = Mc

Vậy để giữ tốc độ turbine không đổi ta phải đảm bảo moment động lực bằng moment
cản hay công suất turbine bằng công suất máy phát (N=M.ω). Vì công suất của phụ tải máy
phát thay đổi liên tục nên muốn bảo đảm tần số dòng điện không đổi ta phải liên tục thay
đổi công suất của turbine thuỷ lực cho phù hợp.
Công suất của turbine thuỷ lực do dòng nước cung cấp và được xác định bằng biểu
thức:
NTB = 9,81.Q.H.η
Trong đó:
NTB: Công suất turbine (kW)
η : Hiệu suất sử dụng cột nước của turbine
Q: Lưu lượng dòng nước (m3/s)
H: Chiều cao cột nước hiệu dụng (m)
Từ công thức trên ta thấy có thể thay đổi η, Q hay H để điều chỉnh công suất của
turbine nhưng tiện lợi và kinh tế nhất là điều chỉnh lưu lượng Q.
Lưu lượng Q của một dòng nước qua tiết diện S được xác định theo biểu thức:
Q = v.S (m3/s)
Với:
v : Vận tốc dòng chảy qua tiết diện S (m/s)
S: Mặt cắt ngang dòng nước (m2)
Ta tính vận tốc dòng nước như sau:
v = 2.g.H

Với:
H: Độ cao cột nước, đó chính là chênh lệch mực nước hồ với hạ lưu turbine.


v : Vận tốc của dòng chảy khi ra khỏi đường ống.
1

1

H
2

2

Hình 2.2

Viết phương trình Becnuli cho hai mặt cắt (1-1) và (2-2) bỏ qua tổn thất và coi nước
là chất lỏng lý tưởng, ta có:

v12 p1
v2 2 p2
+ + Z1 =
+
+ Z 2 (2)
2.g γ
2.g γ
Trong đó:
p1 = p2 =po: Áp suất khí trời
v1 = 0: Vì thể tích hồ chứa rất lớn

γ : Trọng lượng riêng của nước
Z1, Z2 :Độ cao mặt đang xét so với mặt chuẩn (0-0)
Thay vào phương trình (2) ta được:

p0
v2 2 p0
0+
+ Z1 =
+
+ Z2
γ
2.g γ
⇒
⇒

v22 = 2.g ( Z1 − Z 2 ) = 2.g.H

v2 = 2.g .H

Vì độ cao cột nước H hầu như không đổi trong khoảng thời gian xét nên vận tốc dòng
nước chảy qua turbine là không đổi.
Vậy để điều chỉnh lưu lượng Q người ta phải thay đổi tiết diện dòng chảy khi ra khỏi
đường ống.
Tuỳ vào từng loại turbine mà có những biện pháp điều chỉnh lưu lượng khác nhau.
Đối với turbine tâm trục người ta thường thay đổi độ mở cánh hướng nước và góc quay của
bánh xe công tác. Đối với turbine cánh gáo người ta vừa điều khiển kim phun và vừa điều
khiển cánh hướng dòng.
Vòi phun có tác dụng hướng dòng nước đến bánh xe công tác và để điều chỉnh lưu
lượng cho phù hợp với yêu cầu phụ tải. Trong vòi phun có van kim (kim phun). Nhờ có cơ
cấu điều khiển van kim sẽ di chuyển dọc theo trục làm thay đổi tiết diện miệng vòi, do đó

điều chỉnh được lưu lượng.
Tóm lại, điều tốc cho turbine thuỷ lực là điều khiển lưu lượng nước vào turbine để
giữ cho tốc độ quay turbine không đổi khi phụ tải thay đổi.


III.2 Đặc tính điều chỉnh của turbine
Phương trình đặc tính điều chỉnh của turbine biểu diễn mối quan hệ giữa tần số đối
với công suất tác dụng của tổ máy như sau:
(f0 - f) + Bp(P0 - P) = 0
⇒

f = f0 + Bp(P0 - P)

Trong đó:
f : Tần số dòng điện máy phát
f0 : Tần số định mức f0 =50Hz
P : Công suất điện phát ra của tổ máy
P0: Công suất đặt
Có hai dạng đặc tính, đặc tĩnh và đặc tính phiếm định như đồ thị sau:

Hình 2.3a: Đặc tính tĩnh

Hình 2.3b: Đặc tính phiếm định

Trong đó:
Δf: Độ lệch tần số tương ứng với độ thay đổi công suất
Pmax: Công suất cực đại của tổ máy
H 2.3a: Đặc tính tĩnh của turbine
H 2.3b: Đặc tính phiếm định của turbine
Độ giảm tốc thường xuyên của đặc tính được định nghĩa như sau:

Bp =

∆f / f dm
(%)
∆P / Pmax

Khi Bp càng nhỏ thì sự tham gia của nhà máy vào quá trình điều tốc càng lớn, tần số
được điều chỉnh càng nhanh. Khi Bp = 0, đặc tính có dạng phiếm định (H 2.3b).
Quá trình điều chỉnh của turbine gồm hai loại: Điều chỉnh sơ cấp và điều chỉnh thứ
cấp.
1 . Điều chỉnh sơ cấp
Điều chỉnh sơ cấp là quá trình tăng lượng nước vào turbine khi tần số giảm. Kết thúc
quá trình điều chỉnh sơ cấp, tần số máy phát vẫn nhỏ hơn tần số quy định, do lượng công


suất phát lên không bù hoàn toàn được độ gia tăng công suất phụ tải. Theo đặc tính (H 2.3a)
thì khi phụ tải tăng, công suất máy phát tăng lên P 1 > P0 ,điểm làm việc di chuyển từ A→ A 1
và tần số mới là f1 < fđm. Từ công thức trên ta thấy độ gia tăng công suất phát ứng với độ
giảm tần số Δf là:
∆P =

∆f / f 0
.Pmax
Bp

2 . Điều chỉnh thứ cấp
Đó là quá trình đặt lại công suất của tổ máy làm đường đặc tính di chuyển từ đường
(1) sang đường (2). Điểm làm việc sau cùng là A’ với tần số là f0 và công suất phát là P2.
Từ phương trình đặc tính của turbine, ta có:
f = f0 + Bp(P0 - P)

Vì f0 luôn không đổi (f0 = 50Hz), do đó thấy rằng bản chất của việc điều chỉnh thứ
cấp là đặt lại giá trị P0.
Như vậy, bằng việc điều chỉnh sơ cấp và thứ cấp, công suất phát của tổ máy tăng lên
để đáp ứng phụ tải và vẫn giữ được tần số ban đầu.
Điều chỉnh sơ cấp được thực hiện ở tất cả các nhà máy điện, còn điều khiển thứ cấp
chỉ có ở một số nhà máy. Điều khiển thứ cấp có thể thực hiện bằng tay hay tự động.
Trong thực tế quá trình điều chỉnh sơ cấp và thứ cấp xảy ra đồng thời. Khi phụ tải
của hệ thống tăng lên tất cả các nhà máy có điều chỉnh tốc độ, tự động tăng công suất phát
của mình lên để bù vào phụ tải. Sau đó các nhà máy điều tần sẽ tăng công suất phát để đảm
bảo phần phụ tải tăng lên, các nhà máy còn lại vẫn giữ nguyên công suất ban đầu để hệ
thống duy trì ở tần số định mức.
III.3 Các nguyên tắc điều chỉnh tần số
- Phương pháp 1: Bộ điều tốc điều chỉnh với đặc tính điều chỉnh không đổi (hình 2.3b).
Đặc điểm của phương pháp này là luôn giữ được tần số cố định ứng với mọi mức
công suất phát, nên chỉ dùng cho các tổ máy làm việc trên lưới độc lập. Lưu ý, không làm
việc được với hệ thống có từ 2 máy phát trở lên vì máy phát này sẽ quá tải nếu tổ máy này
có công suất bé.
- Phương pháp 2: Bộ điều tốc điều chỉnh với đặc tính điều chỉnh có độ dốc:
Như ta đã biết phụ tải trong hệ thống có 2 thành phần, một phụ thuộc vào tần số
gồm: Động cơ, quạt... và
Hzphần
(Pu) còn lại không phụ thuộc vào tần số gồm: các điện trở, lò
nhiệt... do đó khi thay đổi tần số thì sẽ tồn tại một lượng ∆Pω, từ phần trăm giữa hai loại
phụ tải trên Pt fkt
và Pω trong hệ thống kết hợp với công suất dự phòng quay trong hệ thống
cũng như công suất đỉnh người ta đưa ra đặc tính máy phát có độ dốc ký hiệu là Bp được đặt
cho tất cả các máy phát làm việc song song trên lưới. Bp có giá trị∆f
từ 0 ÷ 10%:
fđm
Việt Nam: Chọn Bp=4%

fđt Lan: Chọn Bp=6%... tùy vào sự phát triển nền công nghiệp của mỗi nước.
Nga, Phần
∆P

P

Hình 2.4: Đặc tính điều chỉnh độ dốc

1.0