Nghiên cứu, đánh giá và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành của hệ thống kích từ nhà máy thủy điện đồng nai 4

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HỒ SĨ HUỆ

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG
KÍCH TỪ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ VĂN DƯỠNG

Đà Nẵng - Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả tính toán nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận văn

Hồ Sĩ Huệ


MỤC LỤC

TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài và mục đích nghiên cứu ......................................................... 1
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2
3. Các nội dung nghiên cứu .................................................................................... 2
4. Tên đề tài ............................................................................................................ 2
5. Bố cục luận văn................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4 .............. 3
1.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4 ..................3
1.2. CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4
.........................................................................................................................................3
1.3. CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐỒNG NAI 4...................................................................................................................3
1.4. HỆ THỐNG MÁY PHÁT, MÁY BIẾN THẾ, TURBIN.........................................6
1.4.1. Máy phát điện ............................................................................................... 6
1.4.2. Máy biến thế chính ....................................................................................... 7
1.4.3. Máy biến thế tự dùng .................................................................................... 8
1.4.4. Máy biến thế kích từ ..................................................................................... 9
1.4.5. Van chính ...................................................................................................... 9
1.4.6. Hệ thống Tubine ......................................................................................... 10
1.5. HỆ THỐNG TRẠM PHÂN PHỐI ĐIỆN 230 KV.................................................10
1.5.1. Ưu điểm ...................................................................................................... 11
1.5.2. Nhược điểm ................................................................................................ 11
1.6. HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ........................................................................................11

1.6.1. Giới thiệu sơ lược về hệ thống điều tốc: ..................................................... 11
1.6.2. Các chế độ vận hành hệ thống điều tốc ...................................................... 12
1.7. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ....................................................................................13
1.7.1. Sơ đồ cấu hình mạng điều khiển. ................................................................ 13
1.7.2. Chức năng các thiết bị trong mạng điều khiển ........................................... 13
1.8. HỆ THỐNG BẢO VỆ ............................................................................................15


1.9. HỆ THỐNG KÍCH TỪ NMTĐ ĐỒNG NAI 4 ......................................................17
1.10. KẾT LUẬN ..........................................................................................................18
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY
PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ VÀ HỆ THỐNG KÍCH TỪ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐỒNG NAI 4 ................................................................................................................ 19
2.1. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ...................................................19
2.1.1. Nguyên lý làm việc máy phát điện ............................................................. 19
2.1.2. Chế độ làm việc bình thường của máy phát điện ....................................... 19
2.1.3. Chế độ làm việc không bình thường đặc trưng của máy phát điện ............ 20
2.2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN .....................22
2.2.1. Khái niệm ổn định hệ thống điện ................................................................ 22
2.2.2. Hậu quả sự cố mất ổn định ......................................................................... 22
2.2.3. Phân tích ổn định tĩnh hệ thống điện .......................................................... 22
2.2.4. Phân tích ổn định động hệ thống điện ........................................................ 23
2.3. TỔNG QUAN HỆ THỐNG KÍCH TỪ ..................................................................26
2.3.1. Giới thiệu chung về hệ thống kích từ ......................................................... 26
2.3.2. Phân loại hệ thống kích từ và hệ thống tự động điều chỉnh kích từ (TĐK) 27
2.4. PHÂN TÍCH HỆ THỐNG KÍCH TỪ CỦA NMTĐ ĐỒNG NAI 4 ......................30
2.4.1. Thông số kỹ thuật hệ thống kích từ NMTĐ Đồng Nai 4 ............................ 30
2.4.2. Nguyên lí hoạt động, chức năng các khối trong hệ thống kích từ NMTĐ
Đồng Nai 4..................................................................................................................... 31
2.4.3. Các chức năng chính của hệ thống kích từ UNITROL 5000 ..................... 33

2.4.4. Thực trạng HTKT tại NMTĐ Đồng Nai 4.................................................. 46
2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .......................................................................................47
CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG, TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ NÂNG CAO HIỆU QUẢ
VẬN HÀNH CỦA HTKT NMTĐ ĐỒNG NAI 4...................................................... 48
3.1. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHẦN MỀM TÍNH TOÁN ........................................48
3.2. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN NMTĐ ĐỒNG NAI 4 SỬ DỤNG PHẦN MỀM
POWERWORLD SIMULATOR. .................................................................................48
3.2.1. Khởi động phần mềm ................................................................................. 49
3.2.2. Xây dựng mô hình mô phỏng ..................................................................... 49
3.2.3. Chạy chương trình để mô phỏng, tính toán các chế độ .............................. 51
3.3. MÔ PHỎNG, PHÂN TÍCH VAI TRÒ CỦA HỆ THỐNG KÍCH TỪ TRONG
CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA NMTĐ ĐỒNG NAI 4 ........................................................53
3.3.1. Chế độ vận hành bình thường ..................................................................... 54
3.3.2. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành của Hệ thống kích từ Nhà
máy Thủy điện Đồng Nai 4 ........................................................................................... 63


3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG ..........................................................................................71
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 73
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT & TIẾNG ANH
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH
CỦA HỆ THỐNG KÍCH TỪ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4
Học viên: Hồ Sĩ Huệ. Chuyên ngành: Kĩ thuật điện
Mã số: ………Khóa: K33. Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 được thiết kế và xây dựng với mục đích chính cung cấp
điện lượng hằng năm 1.109 triệu kWh điện cho hệ thống điện Quốc gia. Để đảm bảo cho 2 tổ máy phát
điện đạt yêu cầu, sự vận hành tốt của hệ thống kích từ là không thể thiếu. Hệ thống kích từ là một thiết
bị quan trọng của tổ máy. Có nhiệm vụ điều chỉnh, giám sát điện áp máy phát (khởi động máy, chạy
không tải hoặc dừng máy), điều chỉnh công suất phản kháng Q (máy phát nối lưới)… khi vận hành
bình thường. Ngoài ra bộ Auto Voltage Regulation (AVR) tác động nhanh tăng khả năng ổn định trong
quá trình quá độ của máy phát khi xuất hiện sự cố trong hệ thống và bộ ổn định công suất tăng ổn định
tĩnh của máy phát chống lại sự dao động của hệ thống sau khi khắc phục sự cố. Khảo sát sau nhiều
năm vận hành, hệ thống kích từ của hãng ABB dòng Unitrol 5000 đã thể hiện nhiều mặt vượt trội (
thiết bị ổn định, thời gian dừng máy do hệ thống ít, khả năng điều chỉnh cao…) tuy nhiên cũng bộc lộ
một số khuyết điểm (chưa tham gia ổn định công suất tổ máy khi sự cố dao động công suất từ lưới…)
Trong khuôn khổ luận văn, tác giả giới thiệu khái quát về lí thuyết ổn định hệ thống điện. Qua đó
nghiên cứu, mô phỏng, đánh giá các chế độ vận hành của hệ thống kích từ tại Nhà máy. Cuối cùng đưa
ra hướng khắc phục nhằm nâng cao hiệu quả vận hành thiết bị hệ thống kích từ.
Từ khóa – hệ thống kích từ; bộ ổn định công suất; ABB Unitrol 5000; ổn định hệ thống điện;
Powerworld.
RESEARCH, ASSESSMENT AND PROPOSAL TO ENHANCE THE EFFICIENCY
OF THE EXITATION SYSTEM OF DONG NAI 4 HYDROELECTRIC POWER PLANT
Abstract – The Dong Nai 4 Hydropower Plant is designed and built with the main purpose of supplying
1109 million kWh of electricity power system. To ensure that the two generators meet the
requirements, the good operation of the excitation system is indispensable. The excitation system is an
important device of the unit. It is responsible for adjusting and monitoring the generator voltage
(Novoltage, no load or stopping), adjusting the reactive power Q (grid connected generator) ... when
operating normally. In addition, the Auto Voltage Regulation (AVR) provides increased stability
during transmitter transient events when problems occur in the system and stabilized static power
boosters of the generator against knives. The system dynamics after troubleshooting. After several
years of operation, the excitation system ABB Unitrol 5000 excels in a number of respects (stable
equipment, low system downtime, high level of control…) reveals a number of defects (not involved in
stabilizing the capacity of the machine when the power fluctuation problem from the grid ...) Within
the framework of the thesis, the author introduces the general theory of stabilization of the power

system. Through that, research, simulation and evaluation of operating modes of the system of
excitation in the factory. Finally, the direction of overcoming to improve the efficiency of the operation
of the system of magnetic stimulation.
Key words - Excitation system; Stability power system; ABB Unitrol 5000; Power system stability;
Powerworld.


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AVR
CĐXL
CT
HTĐ
HTKT
NMTĐ
MBT
QTQĐ
PSS
TĐK
MNDBT
PLC
PT
P
MANUAL
PID

Automatic Voltage Control
Chế độ xác lập
Biến dòng điện
Hệ thống điện
Hệ thống kích từ

Nhà máy thủy điện
Máy biến áp
Quá trình quá độ
Power System Stability - Bộ ổn định công suất
Bộ tự động điều chỉnh kích từ
Mực nước dâng bình thường
Bộ điều khiển lập trình
Biến điện áp
Công suất hữu công
Điều khiển bằng tay
Vòng lặp thuật toán


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các thông số chính công trình Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 ....................3
Bảng 1.2. Các bảo vệ chính của NMTĐ Đồng Nai 4 ....................................................15
Bảng 3.1. Số liệu trạm 500 kV ......................................................................................53
Bảng 3.2. Số liệu sau mô phỏng ....................................................................................54
Bảng 3.3. Số liệu sau mô phỏng ....................................................................................55
Bảng 3.4. Số liệu sau mô phỏng ....................................................................................56
Bảng 3.5. Số liệu sau mô phỏng ....................................................................................57
Bảng 3.6. Số liệu sau mô phỏng ....................................................................................59
Bảng 3.7. Số liệu sau mô phỏng ....................................................................................60
Bảng 3.8. Số liệu sau mô phỏng ....................................................................................61
Bảng 3.9. Số liệu sau mô phỏng ....................................................................................62
Bảng 3.10. Số liệu sau mô phỏng ..................................................................................63
Bảng 3.11. Tổng hợp thông số sự cố .............................................................................71
Bảng 3.12. Tổng hợp thông số sự cố .............................................................................72
Bảng 3.13. Tổng hợp thông số sự cố .............................................................................72

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ điều khiển hệ thống điều tốc ...............................................................12
Hình 1.2. Sơ đồ phân cấp hệ thống điều khiển ..............................................................13
Hình 2.1. Nguyên lí máy phát điện................................................................................19
Hình 2.2. Đặc tính P – Q máy phát điện .......................................................................20
Hình 2.3. Các momen trong máy phát điện ...................................................................21
Hình 2.4. Sơ đồ HTĐ đơn giản......................................................................................25
Hình 2.5. Biểu đồ các trị số công ..................................................................................26
Hình 2.6. Cấu trúc một hệ thống kích từ .......................................................................27
Hình 2.7. Hệ thống kích từ là các máy phát điện một chiều .........................................28
Hình 2.8. Hệ thống kích từ dùng máy phát diện xoay chiều tần số cao chỉnh lưu ........28
Hình 2.9. Hệ thống kích từ dùng máy phát kích thích không vành trượt ......................28
Hình 2.10. Hệ thống kích từ sử dụng hệ thống xoay chiều dùng nguồn chỉnh lưu có
điều khiển ...................................................................................................29
Hình 2.11. TĐK tác động tỉ lệ .......................................................................................29
Hình 2.12. TĐK tác động mạnh ....................................................................................30
Hình 2.13. Sơ đồ khối HTKT ........................................................................................31
Hình 2.14. Sơ đồ nguyên lí HTKT ................................................................................34
Hình 2.15. Bộ bù P và Q................................................................................................35
Hình 2.16. Bộ V/Hz .......................................................................................................36
Hình 2.17. Bộ khởi động mềm ......................................................................................36
Hình 2.18. Sơ đồ PID ....................................................................................................37
Hình 2.19. Đặc tính giới hạn công suất máy phát cực lồi .............................................37
Hình 2.20. Giới hạn P/Q ................................................................................................40
Hình 2.21. Điều khiển Q/Cos phi ..................................................................................40
Hình 2.22. bảo vệ quá áp ...............................................................................................42
Hình 2.23. Bảo vệ rotor .................................................................................................43
Hình 2.24. Sơ đồ cơ bản của 1 bộ PSS trong HTKT .....................................................44
Hình 2.25. Hàm truyền bộ PSS dùng trong HTKT NMTĐ ĐN4 ..................................44

Hình 2.26. Khối tốc độ ..................................................................................................45
Hình 2.27. Khối công suất điện .....................................................................................45
Hình 2.28. Khối công suất cơ ........................................................................................45
Hình 2.29. Khối ngõ ra PSS ..........................................................................................45
Hình 2.30. Thông số setting của bộ PSS trong phần mềm trong HTKT NMTĐ ĐN4 đã
được cấu hình .............................................................................................46
Hình 3.1. Start sofware ..................................................................................................49
Hình 3.2. Tạo file mới ...................................................................................................49
Hình 3.3. Tạo 1 bus .......................................................................................................50
Hình 3.4. Tạo 1 máy phát ..............................................................................................50
Hình 3.5. Mô hình sơ đồ 1 sợi Đồng Nai 4 ...................................................................51
Hình 3.6. Dao diện trước và sau khi cắt máy cắt...........................................................51
Hình 3.7. Truy xuất kết quả ...........................................................................................51
Hình 3.8. Vẽ đặc tính sự cố ...........................................................................................52
Hình 3.9. Tạo loại sự cố ................................................................................................52
Hình 3.10. Đưa các thông số ra trend ............................................................................53


Hình 3.11. Chạy mô phỏng lấy dạng trend ....................................................................53
Hình 3.12. Giao diện mô phỏng ....................................................................................54
Hình 3.13. Giao diện mô phỏng ....................................................................................55
Hình 3.14. Dao diện mô phỏng .....................................................................................56
Hình 3.15. Dao diện mô phỏng .....................................................................................57
Hình 3.16. Dao diện mô phỏng .....................................................................................58
Hình 3.17. Dao diện mô phỏng .....................................................................................59
Hình 3.18. Dao diện mô phỏng .....................................................................................60
Hình 3.19. Dao diện mô phỏng .....................................................................................61
Hình 3.20. Dao diện mô phỏng .....................................................................................62
Hình 3.21. Dao động công suất H1-H2 OFF PSS .........................................................64
Hình 3.22. Dao động công suất H1-H2 ON PSS...........................................................64

Hình 3.23. Dao động góc roto tổ máy H1 – H2 OFF PSS ............................................65
Hình 3.24. Dao động góc roto tổ máy H1 – H2 ON PSS ..............................................65
Hình 3.25. Điện áp đầu cực H1 – H2 OFF PSS ............................................................66
Hình 3.26. Điện áp đầu cực H1 – H2 ON PSS ..............................................................66
Hình 3.27. Dạng sóng đáp ứng bộ PSS H1- H2 khi OFF PSS ......................................67
Hình 3.28. Dạng sóng đáp ứng bộ PSS H1- H2 khi ON PSS .......................................67
Hình 3.29. Dao động công suất H1, H2 OFF PSS ........................................................68
Hình 3.30. Dao động công suất H1, H2 ON PSS ..........................................................68
Hình 3.31. Dao động góc Roto H1, H2 OFF PSS .........................................................68
Hình 3.32. Dao động góc Roto H1, H2 ON PSS...........................................................68
Hình 3.33. Dao động điện áp đầu cực H1, H2 OFF PSS ..............................................69
Hình 3.34. Dao động điện áp đầu cực H1, H2 ON PSS ................................................69
Hình 3.35. Công suất H1, H2 OFF PSS ........................................................................69
Hình 3.36. Công suất H1, H2 ON PSS ..........................................................................69
Hình 3.37. Góc lệch Roto H1, H2 OFF PSS .................................................................70
Hình 3.38. Góc lệch Roto H1, H2 ON PSS ...................................................................70
Hình 3.39. Dao động điện áp đầu cực OFF PSS ...........................................................70
Hình 3.40. Dao động điện áp đầu cực ON PSS .............................................................70
Hình 3.41. Dạng sóng đáp ứng bộ PSS H1- H2 OFF PSS ............................................70
Hình 3.42. Dạng sóng đáp ứng bộ PSS H1- H2 ON PSS..............................................70


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài và mục đích nghiên cứu
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của Đất nước. Các khu công
nghiệp, nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư, đô thị được xây dựng ngày càng nhiều. Nhu
cầu điện tăng cao làm thiếu hụt nguồn cung cấp. Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 được
thiết kế và xây dựng để bù đắp 1 phần công suất thiếu hụt đó.

Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 trên sông Đồng Nai, nằm trên địa phận 2 tỉnh
Lâm Đồng và Đăk Nông. Nhà máy gồm 2 tổ máy với tổng công suất 340MW. Nhiệm
vụ chính của công trình là cung cấp phát điện cho Hệ thống điện Quốc gia với điện
lượng trung bình hàng năm là 1109,5 triệu kWh và cung cấp nước cho hồ chứa Thủy
điện Đồng Nai 5, phục vụ phát triển kinh tế xã hội của tỉnh và đất nước. Do đó sự vận
hành tốt của nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 hay 2 tổ máy phát điện là yêu cầu cấp
thiết.
Hệ thống kích từ là một thiết bị rất quan trọng của tổ máy. Có nhiệm vụ điều
chỉnh, giám sát điện áp máy phát (khởi động, không tải hoặc dừng máy), công suất
phản kháng (nối lưới)… khi vận hành bình thường. Ngoài ra bộ Auto Voltage
Regulation (AVR) tác động nhanh tăng khả năng ổn định trong QTQĐ của máy phát
khi xuất hiện sự cố trong hệ thống và bộ PSS tăng ổn định tĩnh của máy phát chống lại
sự dao động của hệ thống sau khi khắc phục sự cố.
Tuy nhiên, sau một thời gian vận hành, phát điện tổ máy H1 tháng 03/2012, H2
tháng 06/2012, hệ thống kích từ Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 xuất hiện một số hạn
chế sau:
Ghi nhận đầu năm 2018, trạm 500kV Đăk Nông mở máy cắt (MC 212 T500)
khép vòng 2 thanh cái C21, C22 trong chế độ thấp điểm đêm. Tổ máy H1, H2 phát tối
đa (170 MW) công suất truyền qua hai mạch đường dây 200kV Đăk Nông- Bình Long
đã kích hoạt chế độ dao dộng liên vùng ở mức tần số ~0.9 Hz giữa các tổ máy khu vực
Đồng Nai và các tổ máy lớn phía Nam như nhà máy Vũng Án, Vĩnh Tân, Duyên Hải
3, Cà Mau, Phú Mĩ 1, 3, 4… có hệ số dập 4,7 %, trong đó NMTĐ Đồng Nai 4 có hệ số
đóng góp lớn nhất gây ra dao dộng và bị ảnh hưởng nhiều nhất, đánh giá nguyên nhân
ban đầu do bộ PSS của hệ thống kích từ là việc không hiệu quả.
Trên thực tế, chức năng PSS để ổn định công suất của hệ thống kích từ chưa
được nhà máy nghiên cứu, đánh giá và đưa vào sử dụng.
Trên cơ sở đó cho thấy sự cần thiết phải có sự nghiên cứu, đánh giá và đề xuất giải
pháp khắc phục hệ thống kích từ để đưa hệ thống ngày một vận hành hiệu quả hơn. Cho
nên đề tài luận văn được tôi lựa chọn là “Nghiên cứu, đánh giá và đề xuất giải pháp
nâng cao hiệu quả vận hành của hệ thống kích từ nhà máy thủy điện Đồng Nai 4”

2

2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: hệ thống kích từ máy phát Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
+ Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu khả năng vận hành của hệ thống
kích từ Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4.
+ Căn cứ vào kết quả nghiên cứu đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả
vận hành cho hệ thống kích từ Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4.
3. Các nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu các phương pháp tính toán, phân tích ổn định.
- Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lí hệ thống kích từ Đồng Nai 4.
- Áp dụng tính toán, phân tích hiệu quả của hệ thống kích từ đối với hai máy phát
Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4.
- Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao khả năng hiệu quả vận hành cho hệ thống
kích từ Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4
4. Tên đề tài
Căn cứ vào mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, đề tài được đặt tên:
Nghiên cứu, đánh giá và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành của hệ
thống kích từ Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4
5. Bố cục luận văn
Bố cục nội dung chính của luận văn bao gồm:
Chương 1: Tổng quan về Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4
Chương 2: Phân tích ổn định chế độ làm việc của máy phát điện và hệ thống kích
từ của máy phát điện đồng bộ.
Chương 3: Mô phỏng, tính toán, đánh giá nâng cao hiệu quả vận hành của HTKT
NMTĐ Đồng Nai 4.
Kết luận và kiến nghị.

3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4
1.1. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỒNG NAI 4
Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 trên sông Đồng Nai, nằm trên địa phận 2 tỉnh
Lâm Đồng và Đăk Nông. Nhà máy gồm 2 tổ máy với tổng công suất 340 MW. Nhiệm
vụ chính của công trình là cung cấp phát điện cho Hệ thống điện Quốc gia với điện
lượng trung bình hàng năm là 1109,5 triệu kWh và cung cấp nước cho hồ chứa Thủy
điện Đồng Nai 5, phục vụ phát triển kinh tế xã hội.
1.2. CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐỒNG NAI 4
- Đập chính trên sông Đồng Nai.
- Đập tràn xả lũ có 5 cửa tràn.
- Tuyến năng lượng gồm có cửa lấy nước và một đường hầm dẫn nước.
- Nhà máy thủy điện lắp đặt 2 máy phát điện có tổng công suất là 340 MW và các
thiết bị liên quan.
- Kênh xả hạ lưu.
- Trạm phân phối điện 220kV ngoài trời nằm cách nhà máy khoảng 120 m theo
đường vận hành.
- Đường dây truyền tải điện 220kV đấu nối với Hệ thống điện Quốc gia qua trạm
500kV Đăk Nông.
1.3. CÁC THÔNG SỐ CHÍNH CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐỒNG NAI 4
Bảng 1.1. Các thông số chính công trình Nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4
TT
I.
1.

2.
3.
4.
6.
7.
8.
9.
10.
11.

Thông số
Thông số hồ chứa
Diện tích lưu vực Flv
Lưu lượng trung bình
Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế P = 0,1%
Lưu lượng đỉnh lũ kiểm tra P= 0,02%
Mực nước gia cường
Mực nước dâng bình thường
Mực nước chết
Dung tích toàn bộ
Dung tích hữu ích
Dung tích chết

Đơn vị
km2
m3/s
m3/s
m3/s
m
m

m
106 m3
106 m3
106 m3

Số lượng
2.590
83,3
10.000
13.300
479,24
476
474
332,1
16,4
315,7


4

TT
12.

Thông số
Diện tích mặt hồ ở MNDBT 476m

II.
II.1.
1.
2.

3.
4.
II.2.
1.
2.
3.
4.
III.
1.
2.
III.1.
1.
2.
3.
III.2.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
III.3.
1.
2.
3.
4.

Đập tràn
Đập dâng chính
Loại
Cao trình đỉnh đập
Chiều cao lớn nhất
Chiều dài theo đỉnh
Công trình xả
Tràn xả mặt có cửa van cung
Cao trình ngưỡng tràn
Số lượng và kích thước khẩu độ van
Lưu lượng thiết kế tại MNDBT 476 m
Cửa nhận nước
Kiểu
Số lượng khoang
Kênh dẫn vào cửa lấy nước
Cao trình đáy kênh
Chiều rộng đáy kênh
Chiều dài theo đáy
Lưới chắn rác
Loại cống
Chiều cao lưới
Chiều dài nhịp
Nhịp tính toán
Chiều cao cửa cống
Cột nước tính toán, H
Tải trọng chính lên lưới, Q
Khoảng cách giữa các móc treo
Số lượng phân đoạn
Khối lượng định hướng 1 phân đoạn

Cửa van sửa chữa
Loại cửa van
Khoảng thông thủy
Nhịp tính toán
Nhịp chịu lực

Đơn vị
km2

Số lượng
8,32

m
m
m

Bê tông RCC
481
127,5
565

m
m
m3/s

458,5
5(14,0x17,5)
10.188
Tháp
02

m
m
m

456
10,0 – 23,9
149

tấn

Dưới sâu
14,4
8
8,4
14,4
3
3,39
5,5
6
8

m
m
m

Dưới sâu
8,0
8,5
8,15

m
m
m
m
m
MN
m


5

TT
5.
6.
7.
8.
III.4.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Thông số
Chiều cao chịu lực

Cột áp tính toán
Tải trọng chính
Trọng lượng cửa van
Cửa van vận hành
Loại cửa van
Số lượng cửa van
Chiều rộng thông thủy
Nhịp tính toán
Nhịp chịu lực
Chiều cao thông thủy
Cột áp tính toán
Sức nâng của thiết bị
Trọng lượng cửa van

Đơn vị
m
m
tấn
tấn

Số lượng
8,10
19,5
1020
47,049

cửa
m
m
m

m
m
tấn
tấn

Dưới sâu
01
8
8,94
8,16
8
23,3
2 x 50
64,345

m3/s
m
m

Ngầm, bê tông cốt thép và
bê tông có lót thép
216
4640
8,0 – 7,0

m3/s
m
m

Ngầm, có lót thép

2 x 108
46
5,0

m
m

85
46 - 7

IV. Tuyến năng lượng
IV.1. Đường hầm áp lực
1.

Loại

2.
3.
4.
IV.2.
1.
2.
3.
4.
IV.3.
1.
2.
V.
1.
2.

3.
4.
5.

Lưu lượng thiết kế
Chiều dài
Đường kính trong
Đường ống áp lực
Loại
Lưu lượng thiết kế
Chiều dài
Đường kính trong
Tháp điều áp
Chiều cao
Đường kính
Nhà máy thủy điện
Loại
Lưu lượng lớn nhất (Qmax)
Cột nước lớn nhất (Hmax)
Cột nước tính toán (Hmax)
Cột nước nhỏ nhất (Hmin)

3

m /s
m
m
m

Hở

216
182,1
176
175


6

TT
6.
7.
8.
9.
10.
VI.
1.
2.

Thông số
Công suất lắp máy (Nlm)
Điện lượng bình quân năm
Số tổ máy
Loại tuốc bin
Cao trình sàn lắp máy
Kênh xả hạ lưu
Loại
Chiều dài

Đơn vị
MW

106 kWh
tổ

Số lượng

m

340
1109,5
2
Francis
315,5

m

Hở
45

1.4. HỆ THỐNG MÁY PHÁT, MÁY BIẾN THẾ, TURBIN
1.4.1. Máy phát điện
1.4.1.1. Các thông số kỹ thuật chính
- Loại:
SF170-24/7250
- Công suất định mức:
200 MVA (170 MW)
- Cos φ:
0,85
- Điện áp định mức:
15,75 kV
- Dòng điện định mức:

7331 A
- Tốc độ quay định mức:
250 vòng/ phút
- Tần số định mức:
50 Hz
- Tốc độ quay lồng tốc định mức:
475 vòng/phút
- Công suất Qđm phát ra (Uđm, 0,85):
105.3 MVAR
- Công suất Qđm nhận vào (Uđm, 0,85): 105.3 MVAR
- Tổng tổn thất máy phát:
1720 kW
- Cấp cách điện: F(Nhiệt độ làm việc cho phép của cách điện là 1550C)
- Tỉ số ngắn mạch:>1(là tỷ số ngắn mạch của dòng điện ngắn mạch so với dòng
điện định mức của máy phát khi mà giá trị dòng kích từ bằng với giá trị ở chế độ
không tải).
- Trở kháng đồng bộ dọc trục (Xd):
0.8606
- Điện kháng quá độ dọc trục(X’d)
+ Không bão hòa:0.2548
- Điện kháng siêu quá độ dọc trục(X’’d): 0.1799
- Điện kháng đồng bộ ngang trục(Xq):
0.6147
- Điện kháng siêu quá độ ngang trục(X’’q): 0.1985
- Điện kháng thứ tự không (X0):
0.0593
- Điện kháng thứ tự nghịch (X2):
0.1091

7

1.4.1.2. Các bộ làm mát máy phát
- Loại: Giàn ống, bộ trao đổi nhiệt có cánh tản nhiệt
- Số bộ làm mát:
8 bộ
- Kích thước:
1400x900x330
- Lưu lượng nước xả qua 1 bộ làm mát: 8834lít/phút
1.4.1.3. Hệ thống thắng và kích nâng rotor
- Tốc độ lớn nhất dùng khởi động thắng
+ Hoạt động tự động bình thường:
50 rpm
+ Vận hành bằng tay cho phép:
75 rpm
- Áp lực khí vận hành thắng bình thường: 0,8 MPa
- Áp lực dầu kích nâng Rotor:
13 MPa
- Độ cao lớn nhất khi nâng:
35 mm
1.4.1.4. Kích thước máy phát
- Đường kính bên ngoài Stator:
7600 mm
- Đường kính bên trong Stator:
6850 mm
- Độ cao lõi từ:
2600 mm
- Đường kích Rotor (cả cực từ):
6806 mm
- Độ cao Rotor (bao gồm trục):

7230 mm
1.4.1.5. Trọng lượng máy phát
- Trọng lượng Stator:
234,0 tấn
- Trọng lượng Rotor:
265,0 tấn
- Trọng lượng toàn bộ máy phát:
504,2 tấn
1.4.1.6. Hệ thống chữa cháy máy phát
- Nhà sản xuất:
DEC
- Loại:
Chữa cháy dùng khí CO2
- Số lượng bình khí CO2:
24 bình
- Thể tích 1 bình:
70 lít
- Khối lượng mỗi bình:
42 kg
- Áp suất nén:
15 Mpa
1.4.2. Máy biến thế chính
1.4.2.1. Các thông số kỹ thuật chính
- Nhà sản xuất:
XI’AN XD Transformer
- Loại:
SF9-200000/220
- Tần số định mức:
50Hz
- Sơ đồ đấu dây:

YNd11
- Số đầu đổi nấc không điện:
5 nấc (230 ± 2x2,5%)
- Điện áp định mức nấc giữa:
230 /15,75 kV


8

- Công suất định mức
+ ONAF:
+ ONAN:
- Dòng định mức nấc chính (ONAF)
+ Cuộn cao:
+ Cuộn hạ:
- Bảng mối quan hệ điện áp và dòng điện:

200 MVA
140 MVA
502,0 A
7331,4 A

- Dòng ngắn mạch cực đại:
18,4 kA
- Tổn thất không tải:
110,0 kW
- Tổn thất tải định mức:
520,0 kW
- Điện kháng ngắn mạch tại nấc máy biến định mức: 13 %
1.4.2.2. Các biến dòng

Gồm 4 biến dòng đầu sứ
Ký hiệu
Loại
Tỷ số biến
Cấp chính xác
T1
LR-200
600/1 A
1
T2
LR-200
600/1 A
0.2
T3
LRB-200
600/1 A
5P20
T4
LRB-110
600/1 A
5P20

Tải định mức
30 VA
30 VA
30 VA
30 VA

1.4.2.3. Hệ thống làm mát máy biến thế chính:
- Loại:

Động cơ quạt
- Số lượng:
10 bộ
1.4.2.4. Hệ thống chữa cháy:
- Nhà sản xuất:
DEC
- Loại:
Phun sương nước
- Số vòi phun:
44 vòi
- Áp lực:
0.8 MPa
1.4.3. Máy biến thế tự dùng
- Nhà sản xuất:
Shandong JMC Transformer
- Loại:
Biến thế khô
- Loại làm mát:
Động cơ quạt làm máy


9

- Số lượng quạt làm mát:
- Công suất định mức:
- Tần số định mức:
- Điện áp định mức:
- Sơ đồ đấu dây:
- Điện áp định mức nấc chính:
- Tổn thất không tải:

- Tổng trở ngắn mạch:
- Lớp cách điện:
- Trọng lượng:
1.4.4. Máy biến thế kích từ
- Nhà sản xuất:
- Loại:
- Kiểu đấu dây:
- Công suất định mức:
- Cấp cách điện:
- Điện áp định mức HV/LV:
- Dòng điện định mức HV/LV:
- Hệ số công suất vận hành định mức:
- Trọng lượng toàn bộ:
1.4.5. Van chính
1.4.5.1. Thông số kỹ thuật
- Hãng chế tạo:
- Đường kính trong của van:
- Đường kính ngoài của van:
- Đường kính trong cylinder:
- Đường kính trong cylinder:
- Đường kính piston:
- Hành trình di chuyển của piston:
- Thời gian mở van chính:
- Thời gian đóng van chính:
1.4.5.2. Hệ thống dầu Áp lực Van chính
- Hãng chế tạo:
- Kiểu:
- Loại bơm dầu:
- Lưu lượng định mức bơm dầu:
- Công suất động cơ bơm dầu:

6 bộ
1600 kVA
50 Hz
5 nấc (15.75 ± 2x2,5%/ 0,4 kV)
Dyn11
15,75/ 0.4 kV
2,5 kW
8.05 %
F
4600 kg
JINPAN/ China
ZSCB9-1700/15.75
Y/d-11
1700 KVA
F
15750/ 700 V
62,3/1402,1 A
0,85
6100 kg

Hubei Hongcheng
4190 mm
4540 mm
377 mm
320 mm
180 mm
1190 mm
90 s
90 s

Trung Quốc.
Y200-4
Trục vít đứng, 3 pha
38.2 lít/ phút
30 kW; AC 380V, 50 Hz


10

- Tốc độ Bơm:
1470 vòng/ phút
- Khối lượng bơm dầu:
228 Kg
- Thể tích bồn dầu điều khiển:
1800 lít
- Thể tích dầu điều khiển:
244 lít
- Áp lực khí N2 trong 8 bình dầu áp lực: 9.0 Mpa
- Áp lực dầu vận hành cho phép thấp nhất: 10.0 MPa
- Áp lực dầu vận hành cho phép lớn nhất: 17.5 MPa
1.4.6. Hệ thống Tubine
1.4.6.1. Đặc tính chính
- Loại:
HLD416A-LJ-355
- Công suất định mức đầu ra trục: 173.12 MW
- Cột áp định mức:
176.0 m
- Tốc độ định mức:
250.0 v/ph
- Tốc độ lồng tốc:

475.0 v/ph
- Lưu lượng xả định mức:
107.16 m3/s
- Cao độ của tâm tua bin:
281.4m so với mực nước biển
- Chiều quay của tua bin:
Cùng chiều kim đồng hồ nhìn từ trên xuống
- Đường kính Servomotor:
Ф 730 mm
- Áp suất dầu vận hành:
6,3 Mpa
- Cột áp lớn nhất:
187.8 m
- Cột áp tính toán:
176.0 m
- Cột áp nhỏ nhất:
174.0 m
- Độ cao cột hút cho phép:
4.6 m
1.4.6.2. Bánh xe công tác
- Số cánh:
15
- Chiều cao:
1791.6 mm
- Dmax:
3660 mm
- Bulông bắt vào trục:
16 x M100x6
1.4.6.3. Trục tua bin
- Chiều dài:

3966.5 mm
- Đường kính ngõng trục lắp ổ hướng:
Φ1550 mm
- Đường kính thân trục:
Φ1150 mm
- Đường kính lỗ trục:
Φ525 mm
1.5. HỆ THỐNG TRẠM PHÂN PHỐI ĐIỆN 230 KV
Trạm phân phối 220kV của NMTĐ Đồng Nai 4 có nhiệm vụ phân phối công suất
từ nhà máy Thủy điện đến hệ thống điện Quốc gia bằng cấp điện áp 220kV qua các
tuyến đường dây 220kV.


11

Toàn bộ trạm được đặt tại cao trình 420.00m phía trên nhìn về hướng thượng lưu
nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4. Truyền tải công suất từ nhà máy đến trạm phân phối
bằng hai tuyến đường dây trên không lần lượt nối từ 2 máy biến thế chính T1 và T2.
Mạch nhất thứ của trạm phân phối là sơ đồ tứ giác 4 máy cắt, nó bao gồm các
nhánh vào và ra sau
- Một lộ vào từ máy biến áp T1.
- Một lộ vào từ máy biến áp T2.
- Một lộ ra đến đường dây truyền tải số 1.
- Một lộ ra đến đường dây truyền tải số 2.
- Hai lộ đường dây truyền tải số 1 và 2 được nối đến trạm 500kV Đăk Nông
1.5.1. Ưu điểm
- Mỗi phát tuyến được bảo vệ bằng 2 máy cắt nên khi đưa ra kiểm tra, sửa chữa
bất kỳ máy cắt nào thì các phát tuyến vẫn có điện đảm bảo cung cấp điện liên tục.
- Giảm chi phí ban đầu vì giảm được 1 máy cắt so với sơ đồ hệ thống 2 thanh
góp.

- Tính đảm bảo cung cấp điện cao.
1.5.2. Nhược điểm
- Khi sửa chữa máy cắt, dao cách ly thanh cái thì đa giác vận hành hở, nếu xảy ra
ngắn mạch ở phát tuyến không kề với nó thì 1 pháp tuyến được cắt và 1 tổ máy ở trạng
thái không tải có kích từ.
- Không phát triển thêm các phát tuyến khác trong tương lai.
- Thiết kế lắp đặt bảo vệ phức tạp
- Phải chọn dòng làm việc định mức máy cắt theo điều kiện làm việc cưỡng bức
khi sửa chữa 1 máy cắt.
1.6. HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC
1.6.1. Giới thiệu sơ lược về hệ thống điều tốc:
Hệ thống điều tốc là một hệ thống tự động phản hồi vòng kín, có tác dụng điều
khiển độ mở cánh hướng để khống chế tốc độ quay của tuabin.
Điều tốc đóng vai trò quyết định cho việc điều chỉnh tốc độ của tổ máy khi khởi
động và ngừng máy; giám sát và điều chỉnh liên tục giữ ổn định tốc độ của tổ máy khi
đang hòa lưới; điều khiển tăng giảm công suất phát khi đang hòa lưới; điều khiển đi
đóng cánh hướng khi xãy ra sự cố trip máy….
Hệ thống điều tốc gồm hai phần chính là phần cơ cấu điều khiển và phần cơ cấu
chấp hành:


12
?F

WG transducer select

PID
Function

Kp

Kv
K1
TN

WG transducer 1

Unit PT

WG transducer 2

SI1010L

I
N
P
U
T
S
I
G
N
A
L

pick up signal 1

-

pick up signal 2

+

Bp_
FOD

+

output from speed controller
Grid PT

SI1010L
output from opening controller

frequency setpoint
output from power controller

opening setpoint

Bp_
FPD
power setpoint
active power

+ +
-

Opening limiter
Amplifier
board for
proportonal

valve

proportional
valve

Main
valve

Servomotor

?F

?p

Kp
Kv
K1
TN

PID
Function

Hình 1.1. Sơ đồ điều khiển hệ thống điều tốc
Phần cơ cấu điều khiển: gồm PLC được lập trình các logic điều khiển, các
module input/output, các module truyền thông, các tín hiệu input hồi tiếp như các
sensor giám sát hay các tín hiệu dòng áp hồi tiếp từ các PT, CT, và module điều khiển
van tỉ lệ. Có ba chế độ điều khiển chính là Speed control, Opening control, Power
control.
Phần cơ cấu chấp hành: Nhờ hệ thống bơm dầu áp lực, các van dầu, van tỉ lệ,
cụm van chính, hệ thống servo cánh hướng… mà hệ thống điều khiển suất tín hiệu đi

điều khiển cụm van phân phối chính, qua đó điều khiển servo cánh hướng làm thay đổi
độ mở cánh hướng.
1.6.2. Các chế độ vận hành hệ thống điều tốc
1.6.2.1. Chế độ frequence (speed mode)
- Khi tần số nằm trong khoảng 49.8-50.2 Hz: Hệ thống điều tốc không điều chỉnh
công suất (độ mở cánh hướng) nhằm duy trì tần số (tốc độ) cố định 50Hz.
- Khi tần số vượt ra ngoài khoảng 49.8-50.2 Hz: Hệ thống điều tốc sẽ tự động
thực hiện điều chỉnh công suất (độ mở cánh hướng) theo đặc tuyến (setting) để ổn định
tần số về mức 50Hz.
- Khả năng đáp ứng: Hệ thống điều tốc chỉ thực hiện điều chỉnh tần số trong giới
hạn Pmax, Pmin.Khi đạt tới các giới hạn Pmax, Pmin, mà tần số vẫn không về mức
50Hz, hệ thống điều tốc sẽ ngưng quá trình điều chỉnh.
1.6.2.2. Chế độ Power
- Khi tần số nằm trong khoảng 49.5-50.5 Hz: Hệ thống điều tốc sẽ luôn luôn duy
trì công suất P cố định ở giá trị set point.
- Khi tần số vượt ra ngoài khoảng 49.5-50.5 Hz: Hệ thống điều tốc sẽ tự động
thực hiện điều chỉnh công suất (độ mở cánh hướng) theo đặc tuyến(setting) để ổn định
tần số về mức 50Hz.


13

- Khả năng đáp ứng: Hệ thống điều tốc chỉ thực hiện điều chỉnh công suất trong
giới hạn Pmax, Pmin.Khi đạt tới các giới hạn Pmax, Pmin, mà tần số vẫn không về
mức 50Hz, hệ thống điều tốc sẽ ngưng quá trình điều chỉnh.
1.6.2.3. Chế độ Isolated
- Chế độ Isolated sẽ tự động kích hoạt khi tần số vượt ra ngoài khoảng 48.7551.25 Hz, và khi đó hệ thống điều tốc sẽ tự động giảm công suất (độ mở cánh hướng)
về Pmin mà không quan tâm đến điều kiện tần số lưới.
1.7. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
1.7.1. Sơ đồ cấu hình mạng điều khiển.

- Hệ thống điều khiển được bố trí như một hệ điều khiển SCADA điều khiển,
giám sát và thu thập dữ liệu.
- Hệ thống máy tính điều khiển gồm: ES, DS, OS1, OS2, LIC, GW1, GW2.
- 1 máy tính Laptop để kết nối Down load/ Up load chương trình, phần mềm với
hệ thống.
- 1 màn hình lớn 80inchs kết nối với máy tính LIC để theo dõi số liệu 1 cách trực
quan, rõ ràng.
- Các PLC kết nối kiểu mạng Erthernet mạch kép 100MB/s, cáp quang.
- Bộ điều khiển xử lý (CPU): 7 bộ (2 bộ cho tổ máy, một bộ cho thiết bị phụ trợ,
một bộ cho nhà máy, một bộ cho trạm phân phối, 1 cho đập tràn, 1 cho cửa nhận
nước).
- Các LCU1, LCU2, LCU3, LCU4, LCU5 được kết nối với theo kiểu mạng vòng
khép kín. Còn LCU6 kết nối với mạng theo kiểu phân nhánh.
1.7.2. Chức năng các thiết bị trong mạng điều khiển
Các PLC kết nối kiểu mạng Erthernet mạch kép 100MB/s, cáp quang. Cấu trúc
SCADA mạng điều khiển của nhà máy Thủy điện Đồng Nai 4 như sau:
ĐIỀU KHIỂN
DDD
GIÁM
SÁT

Thiết Bị
Điều Khiển

Động cơ

Thiết Bị
Điều Khiển

Thiết Bị

Điều Khiển

Đèn
Valve
Sensor Switch
Thiết bị chấp hành
Hình 1.2. Sơ đồ phân cấp hệ thống điều khiển


14

- Điều khiển giám sát: Bao gồm các máy tính vận hành giám sát, ghi nhận Event
OS1, OS2, ES, DS, LIC, GW1, GW2. Các màn hình giao diện HMI tại các tủ LCU.
Các máy in dùng để khai thác thông tin thông qua hệ thống mạng LAN nội bộ.
- Thiết bị điều khiển: bao gồm các PLC ABB tại các tủ điều khiển LCU. Những
PLC này đóng vai trò kết nối máy chủ tại trung tâm điều khiển với các thiết bị chấp
hành, phản hồi, báo… PLC tại các tủ LCU đóng vai trò nhận tín hiệu từ các thiết bị đo,
lưu trữ tạm, xử lý, đồng thời gửi về hệ thống máy tính tại trung tâm điều khiển. Nhận
lệnh từ trung tâm điều khiển để ra lệnh cho các cơ cấu chấp hành.
LCU 1: Điều khiển giám sát các hệ thống
Hệ thống giám sát bên trong tổ máy H1.
Hệ thống điều tốc H1.
Hệ thống kích từ H1.
Nhận tín hiệu từ hệ thống Relay RJ1A, RJ1B.
Máy cắt đầu cực GCB1.
Dao cách ly, dao tiếp địa phía phía tự dùng DS13 (941-3), ES13 (941-38).
Dao cách ly phía trung tính máy phát DS12
Hệ thống Nước kỹ thuật H1.
Hệ thống van bướm H1.
Hệ thống Bơm dầu điều tốc H1.

Hệ thống van nén nước khi chạy bù H1
LCU 2: Tương tự như LCU1, điều khiển thiết bị tổ máy 2
LCU 3: điều khiển giám sát những hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy như:
Hệ thống Khí nén Hạ áp. Khí nén Cao áp.
Hệ thống bơm tiêu. Bơm tháo cạn.
Hệ thống bơm nước chữa cháy.
Hệ thống xử lý nước thải.
Hệ nhà xử lý dầu.
Hệ thống quạt thông gió.
Hệ thống Deluge Valve tại các sàn 304, 307, 321.
LCU 4: điều khiển giám sát những hệ thống thiết bị phụ
Máy cắt 22kV tại các tủ AH1, AH2.
Các tủ BHA, BHT.
Hệ thống tủ phân phối nguồn DC.
Hệ thống UPS nhà máy.
Giám sát các thông số điện áp, dòng điện, nhiệt độ của hệ thống Ắc quy.
Hệ quạt thông gió cao trình 331.


15

Máy phát Diesel.
LCU 5: điều khiển giám sát những hệ thống thiết bị trạm phân phối 220kV.
Giám sát tín hiệu tại các tủ Relay APR1, APR2, APR3, APR4, APR5, APR6.
LCU 6: điều khiển giám sát những thiết bị tại Đập Tràn Đồng Nai 4. Giám sát
tín hiệu độ mở các cửa Valve cung, tín hiệu đo mực nước Hồ...
- Thiết bị chấp hành và phản hồi tín hiệu: Bao gồm các động cơ bơm dầu, động
cơ bơm nước…Các valve điều khiển đóng mở…Các sensor nhiệt độ, áp lực, Switch
lưu lượng, mức dầu…. Những thiết bị này có chức năng thực hiện lệnh chạy theo thiết
bị điều khiển. Đồng thời phản hồi lại trạng thái, giám sát trạng thái làm việc gửi về cho

thiết bị điều khiển xử lý.
1.8. HỆ THỐNG BẢO VỆ
Hệ thống bảo vệ có chức năng ngăn chặn và loại trừ sự cố nhanh nhất đảm bảo
cho thiết bị vận hành an toàn. Hệ thống bảo vệ NMTĐ ĐN 4 bao gồm:
Bảng 1.2. Các bảo vệ chính của NMTĐ Đồng Nai 4
TỦ
TÊN
ĐỐI
CHỨC
BẢO
MÔ TẢ
RELAY
TƯỢNG
NĂNG
VỆ
1APG1
REG670 Máy phát
87G
Bảo vệ so lệch máy phát
(RJ1A)
51GN
Bảo vệ so lệch ngang máy phát
24G
Bảo vệ quá kích từ
59
Bảo vệ quá điện áp
27/50
Bảo vệ máy ngừng
21
Bảo vệ trở kháng thấp

40
Bảo vệ mất kích từ
1APP1
REG670 Máy phát
32
Bảo vệ công suất ngược
(RJ1A)
81H,L
Bảo vệ quá tần số, kém tần số
46
Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch
49G
Bảo vệ quá tải máy phát
27
Bảo vệ dưới điện áp
50BF
Bảo vệ lỗi máy cắt đầu cực CB1
1APG1
REG670 Máy biến
87T
Bảo vệ so lệch máy biến thế
(RJ1A)
thế chính
51N
Bảo vệ chạm đất phía 220 KV
59N
Giám sát cách điện phía điện áp thấp
24T
Bảo vệ quá kích từ máy biến thế
1APG1

RXMF1
Máy biến
26O
Bảo vệ nhiệt độ MBT chính
(RJ1A)
RXSF1
thế chính
26W
Bảo vệ nhiệt độ cuộn dây MBT