Thiết kế kỹ thuật Công trình thủy điện Pá Hu - Phần Thiết bị công nghệ

TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ
Mơc Lơc

CHƯƠNG 1: THIẾT BỊ CƠ KHÍ THUỶ LỰC........................................................5
1.1. PHẦN MỞ ĐẦU...................................................................................................5
1.2. THÔNG SỐ THIẾT KẾ....................................................................................10
1.3. LỰA CHỌN LOẠI TUA BIN VÀ SỐ TỔ MÁY..............................................10
1.3.1. Các phương án về lựa chọn số tổ máy...............................................................10
1.3.2. So sánh phương án............................................................................................10
1.3.3. Phương án số tổ máy.........................................................................................11
1.3.4. Lựa chọn loại tua bin.........................................................................................11
1.4. CÁC THIẾT BỊ CHÍNH....................................................................................11
1.4.1. Tua bin thủy lực................................................................................................11
1.4.2. Máy điều tốc.....................................................................................................14
1.4.3. Hệ thống Thiết bị dầu áp lực.............................................................................15
1.4.4. Van trước tua bin...............................................................................................17
1.4.5. Máy phát điện và hệ thống kích thích...............................................................20
1.4.6. Thiết bị cầu trục gian máy.................................................................................24
1.5. CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ...................................................................25
1.5.1. Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật......................................................................25
1.5.2. Hệ thống tiêu nước rị rỉ và tháo khơ tổ máy.....................................................26
1.5.3. Hệ thống khí nén...............................................................................................28
1.5.4. Hệ thống đo lường các thông số thuỷ lực..........................................................29
1.5.5. Hệ thống nước cứu hỏa.....................................................................................30
1.5.6. Hệ thống thơng gió và điều hồ........................................................................30

CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ CƠ KHÍ THUỶ CƠNG..........................................34
2.1. THIẾT BỊ CƠ KHÍ CỐNG XẢ CÁT...............................................................34
2.1.1. Nhiệm vụ và thành phần thiết bị.......................................................................34

2.1.2. Thiết bị cơ khí...................................................................................................34
2.2. THIẾT BỊ CƠ KHÍ CỬA NHẬN NƯỚC.........................................................36
2.2.1. Nhiệm vụ và thành phần thiết bị.......................................................................36
2.2.2. Thiết bị cơ khí...................................................................................................37
2.3. THIẾT BỊ CƠ KHÍ ĐẬP ĐIỀU HỊA..............................................................39
2.3.1. Nhiệm vụ và thành phần thiết bị.......................................................................39
2.3.2. Thiết bị cơ khí...................................................................................................39
2.4. THIẾT BỊ CƠ KHÍ HẠ LƯU NHÀ MÁY.......................................................41
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

1


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

2.4.1. Nhiệm vụ và thành phần thiết bị.......................................................................41
2.4.2. Thiết bị cơ khí...................................................................................................41
2.5. THIẾT BỊ CƠ KHÍ TUYẾN NĂNG LƯỢNG.................................................42
2.5.1. Thiết bị cơ khí hầm phụ....................................................................................42
2.5.2. Thiết bị cơ khí đường ống.................................................................................42

CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ ĐIỆN........................................................................44
3.1. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐIỆN...................................................44
3.2. PHƯƠNG ÁN ĐẤU NỐI NHÀ MÁY VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA
44
3.3. SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CHÍNH...............................................................................44
3.5. MÁY BIẾN ÁP CHÍNH CỦA TỔ MÁY...........................................................45
3.5.1. Tính chọn các thông số máy biến áp tăng:........................................................45

3.5.2. Tiêu chuẩn áp dụng:..........................................................................................45
3.5.3. Hệ thống làm mát:.............................................................................................45
3.5.4. Hệ thống phòng cháy-chữa cháy máy biến áp...................................................46
3.5.5. Khả năng tải và chịu ngắn mạch.......................................................................46
3.5.6. Cấu tạo..............................................................................................................46
3.5.7. Bảo vệ máy biến áp:..........................................................................................48
3.5.8. Tủ điều khiển tại chỗ.........................................................................................49
3.5.9. Nối đất..............................................................................................................49
3.5.10. Bố trí lắp đặt máy biến áp...............................................................................49
3.5.11. Các đặc tính chính...........................................................................................49
3.6. THIẾT BỊ MẠCH ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT ĐIỆN 10,5KV...............................50
3.6.1. Lựa chọn giải pháp dẫn dòng điện....................................................................50
3.6.2. Hệ thống thiết bị phân phối điện áp máy phát 10,5 kV.....................................50
3.6.3. Các giá trị định mức..........................................................................................51
3.6.4. Máy cắt điện......................................................................................................52
3.6.5. Dao cách ly.......................................................................................................52
3.6.6. Tủ rẽ nhánh đến máy biến áp tự dùng (2 tủ)......................................................52
3.6.7. Tủ rẽ nhánh đến máy biến áp kích từ (02 tủ).....................................................53
3.6.8. Tủ đầu ra trung tính máy phát (2 tủ)..................................................................53
3.6.9. Máy biến dịng điện...........................................................................................53
3.6.10. Máy biến điện áp.............................................................................................53
3.6.11. Chống sét van..................................................................................................53
3.6.12. Cáp lực đồng XLPE........................................................................................53
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

3.7. THIẾT BỊ PHÂN PHỐI 110 KV.......................................................................54
3.7.1. Các tham số về hệ thống...................................................................................54
3.7.2. Máy cắt điện 110KV.........................................................................................55
3.7.3. Máy biến dòng điện...........................................................................................55
3.7.4. Dao cách ly 110 KV..........................................................................................55
3.7.5. Máy biến điện áp kiểu tụ 110 KV.....................................................................56
3.7.6. Chống sét van 110 KV......................................................................................56
3.8. THIẾT BỊ TỰ DÙNG ĐIỆN XOAY CHIỀU....................................................56
3.8.1. Giải pháp cấp điện.............................................................................................56
3.8.2. Các máy biến áp tự dùng...................................................................................57
3.8.3. Máy phát điện Diezen.......................................................................................58
3.9. THIẾT BỊ PHÂN PHỐI HẠ THẾ 400 V..........................................................59
3.9.1. Máy cắt khơng khí.............................................................................................59
3.9.2. Máy biến dịng..................................................................................................60
3.9.3. Máy biến điện áp...............................................................................................60
3.9.4. Áp tô mát..........................................................................................................60
3.10. HỆ THỐNG PHÂN PHỐI TỰ DÙNG ĐIỆN MỘT CHIỀU........................60
3.11. ĐIỆN CHIẾU SÁNG........................................................................................61
3.11.1. Chiếu sáng bình thường (chiếu sáng làm việc)................................................61
3.11.2. Chiếu sáng sự cố.............................................................................................62
3.12 HỆ THỐNG NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT TỒN CƠNG TRÌNH................63
3.12.1. Hệ thống nối đất..............................................................................................63
3.12.2. Hệ thống chống sét tồn cơng trình.................................................................65
3.13. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN.............................................................................66
3.13.1. Tổng quan.......................................................................................................66
3.13.2. Các yêu cầu thiết kế........................................................................................66
3.13.3. Cấu trúc hệ thống............................................................................................68
3.13.4. Các điều kiện vận hành đặc biệt......................................................................68

3.13.5. Đặc tính của hệ thống điều khiển....................................................................68
3.13.6. Đồng hồ hệ thống............................................................................................76
3.14. HỆ THỐNG RƠLE BẢO VỆ RƠ LE VÀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN.....................76
3.14.1. Phạm vi trang bị hệ thống rơ le bảo vệ............................................................76
3.14.2. Vị trí lắp đặt thiết bị bảo vệ.............................................................................76
3.14.3. Các yêu cầu đối với hệ thống rơ le bảo vệ tổ...................................................76
3.14.4. Đặc tính chung của các thiết bị bảo vệ............................................................77
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

3


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

3.14.5. Đo lường.........................................................................................................80
3.15. HỆ THỐNG BÁO CHÁY ĐỊA CHỈ TỰ ĐỘNG............................................81
3.15.1. Khái quát.........................................................................................................81
3.15.2. Thiết bị hệ thống báo cháy..............................................................................82
3.16. HỆ THỐNG THÔNG TIN LIÊN LẠC VÀ HỆ THỐNG TRUY CẬP ĐO
ĐẾM ĐIỆN NĂNG....................................................................................................82
3.16.1. Tổng quan.......................................................................................................82
3.16.2. Yêu cầu đối với hệ thống thông tin liên lạc.....................................................83
3.16.3. Các yêu cầu kỹ thuật.......................................................................................84
3.16.5 Hệ thống truy cập đo đếm điện năng................................................................85

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

4

TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

CHƯƠNG 1: THIẾT BỊ CƠ KHÍ THUỶ LỰC
1.1.

PHẦN MỞ ĐẦU

Quá trình lựa chọn các thiết bị cơ khí thủy lực của trạm thủy điện Pá Hu dựa
trên các thông số thiết kế đã được xác định trong phần tính tốn thủy năng.
Các thiết bị cơ khí thủy lực gồm: Tua bin, Máy phát, Máy điều tốc và Thiết bị
dầu áp lực, Van trước tua bin và các hệ thống thiết bị phụ.
Công việc quan trọng nhất của phần thiết bị cơ khí thủy lực trong giai đoạn
TKKT là lựa chọn số tổ máy và loại tua bin vì nó ảnh hưởng tới việc lựa chọn máy
phát và các hệ thống thiết bị phụ tương ứng cùng toàn bộ kết cấu và khối lượng của
phần xây lắp nhà máy cũng như quá trình khai thác, vận hành dự án sau này.
1.1.1. Các tiêu chuẩn chung áp dụng thiết kế thiết bị công nghệ
a.

Các tiêu chuẩn của các hiệp hội đươc Quốc tế thừa nhận
(1) IEC (International Electrotechnical Cmmision)
(2) ASTM (American Society for Testing and Materials)
(3) ANSI (American National Standards Institute)
(4) AWS (AmericanWelding Society).
(5) NEMA(American Electrical Manufacturers Association).
(6) ASME (American Society of Mechanical Engineers).
(7) ICEA (Insulatet Cable Engineers Association).

(8) ISO (Internationnal Organization for Standardization).
(9) JIC (Japanece Industrial Standard).
(10) IEEE (Institute of Electrical and Engineers).
(11) SSPC (Steel Strctures Paintilg Counci).

(12) Tiêu chuẩn kỹ thuật về cửa van và đường ống áp lực do Hiệp hội cửa van
và đường ống Nhật bản xuất bản.
(13) Tiêu chuẩn thiết kế số 7 (van, cửa van, đường ống thép) do Nha cải tạo đất
Liên bang Hoa kỳ xuất bản.
(14) Tiêu chuẩn kỹ thuật sơn đường ống áp lực S.D.E.M (Pháp).
(15) Chống ăn mòn và sơn phủ cho các kết cấu thép BS 5493-1977.
b.

Các tiêu chuẩn của Cộng hoà Liên bang Nga
(1) Tiêu chuẩn thiết kế cơng nghệ trạm thuỷ điện và thuỷ điện tích năngBHTΠ

41-85.
(2) CTΠ 031.000-500-83.Tiêu chuẩn xí nghiệp.Thiết bị cơ khí các cơng trình
thuỷ cơng. các điều chỉnh trong thiết kế. Ban hành từ 1.10.1984.
(3) MY-34-747-76.Chỉ dẫn thiết kế các đường ống thép của các cơng trình thuỷ
cơng.
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

5


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

(4) TY 34-3222-79. Điều kiện kỹ thuật cho lưới chắn rác.
(5) TY 34-3214-78 và TY 34-3215-78.Điều kiện kỹ thuật cho cửa van phẳng.
(6) TY 34-3204-78. Điều kiện kỹ thuật cho chi tiết đặt sẵn của khe cửa van
phẳng và lưới chắn rác.
(7) TY 34-3207-78. Điều kiện kỹ thuật cho gioăng làm kín nước.
(8) TY 34-3204-78. Điều kiện kỹ thuật cho phần gối trượt cửa van.
(9) PΓM- 065-94.Tài liệu hướng dẫn thực hiện bảo vệ chống rỉ thiết bị cơ khí
và kết cấu thép chun dùng, trong đó có cả đường ống áp lực và dẫn nước của các
cơng trình thuỷ điện - thuỷ lợi bằng sơn phủ, phủ kim loại các biện pháp điện hoá,
hãng lắp ráp thuỷ công năm 1995.
(10) CHuΠ III.Γ.10.1-69. Thiết bị nâng hạ và vận chuyển. Các quy định về sản
xuất và nghiệm thu.
(11) CHuΠ II.Γ.7.62. Thơng gió và điều hồ khơng khí.
c.

Tiêu chuẩn Việt Nam

(1) QPTL-E-3-80. Quy phạm chế tạo và lắp ráp thiết bị cơ khí, kết cấu thép
cơng trình thuỷ lợi.
(2) 32-TCN-F-5-74. Dung sai cho phép khi chế tạo lắp ráp đường ống áp lực
và tháp điều áp bằng thép của nhà máy thuỷ điện.
(3) TCXD 165.1998. Kiểm tra không phá huỷ. Kiểm tra chất lượng mối hàn
bằng siêu âm của nhà máy thuỷ điện.
(4) TCVN 1548-74. Kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng siêu âm.
(5) TCVN 1765-75. Thép các bon.
(6) TCVN 2363-78. Thép tấm.
(7) TCVN 5709 -1993. Thép các bon cán nóng dùng cho xây dựng.
(8) TCVN 4244-86. Tiêu chuẩn kỹ thuật và quy phạm an toàn các máy nâng.
(9) TCVN 154-1996. Bình chịu áp lực- yêu cầu kỹ thuật an toàn về hiếtb kế,
kết cấu, chế tạo và phương pháp thử.

(10) 32TCN-F-4-74. Dung sai cho phép khi lắp ráp dầm thép và đường ray cầu
trục nhà máy thuỷ điện-trạm bơm.
(11) 32TCN F-5-74. Cửa van phẳng- yêu cầ kỹ thuật.
(12) 32TCN-6-74. Tiêu chuẩn lắp ráp cửa van phẳng.
(13) TCVN 5687-1992. Thơng gió- điều hồ khơng khí - sưở ấm. Tiêu chuẩn
thiết kế.
(14) TCVN 2622.1995. Phòng cháy, chống cháy cho nhà và cơng trình u cầu
thiết kế.
(15) TCVN 5738.1993. Hệ thống báo cháy - yêu cầu kỹ thuật.
(16) TCVN 5945. 1995. Nước thải công nghiệp-Tiêu chuẩn thải.
1.1.2. Tiêu chuẩn thiết kế thiết bị cơ khí thuỷ lực cho thuỷ điện Pá Hu.
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

6


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu
a.

Tua bin thuỷ lực

a.1.

Các mực nước và cột nước.

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

(1) Mực nước thượng lưu.
- Mực nước lớn nhất (MNLN)
- Mực nước dâng bình thường (MNDBT)

- Mực nước chết (MNC)
(2) Mực nước hạ lưu.
- Mực nước lũ lớn nhất ( MNHLmax)
- Mực nước khi các tổ máy ngừng vận hành (MNHLo)
- Mực nước khi 2 tổ máy vận hành (MNHL2tổ)
- Mực nước khi 1 tổ máy vận hành (MNHL1tổ)
(3) Cột nước.
- Cột nước tĩnh (Ht)
Ht= MNDBT- MNHLo
- Cột nước hữu ích lớn nhất ( Hmax)
Hmax=MNDBT- MNHLmin- htt1tổ
- Cột nước hữu ích nhỏ nhất ( Hmin)
Hmin= MNC – MNHL2tổ- htt2tổ
- Cột nước tính tốn (Htt) đươc lựa chọn trong tính toán thuỷ năng.
a.2.

Tổn thất thuỷ lực.
Tổn thất thuỷ lực (htti) được tính tốn theo cấp lưu lượng Qi.
Tổn thất thuỷ lực (htti) bao gồm:
(1) Tổn thất cục bộ:
- Tổn thất cục bộ lưới chắn rác.
- Tổn thất đoạn chuyển tiếp từ vng sang trịn.
- Tổ thất qua van đĩa.
- Tổn thất các cút cong mố néo.
- Tổn thất tại các đoạn rẽ nhánh vào tổ máy.
(2) Tổn thát ma sát đường dẫn.
Tổn thất ma sát đường dẫn tính tốn theo QT.TL.C-1-75 với các chỉ tiêu sau :
- Đường ống nhóm II (có đường hàn dọc và hàn ngang)

.

- Trị số ∆ = 0,5 mm (trung bình)
- Rê1 = 3,55 (4lgR/∆ + 4,2)R/∆ (Trị số Râynon biên 1)
- Re2 = 22,4 (4lgR/∆ + 5,48)R/∆ (Trị số Râynon biên 2)
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

7


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

Khi Rê < Re1
1 / λf0.5 = 4 lg (Re λf0.5) + 2,0
Khi Re1 < Re < Re2
1 / λf0.5 = 2,4 lg R/∆ + 3,32 + 1,6 lg (Re λf0.5)
Khi Re > Re2
1 / λf0.5 = 3 lg R/∆ + 5,48
a.3.

Kiểu loại tua bin
Xem xét kiểu loại tua bin: Francis trên phương diện kinh tế kỹ thuật.
Kết cấu tua bin.
Tua bin có kết cấu Trục đứng, buồng xoắn kim loại góc ơm ϕ = 345o, ống hút

cong.
a.4.

Tốc độ quay định mức

(1) Tốc độ quay tính tốn của tua bin được xác định theo công thức sau :
ntt = (nsHt5/4)/Pt0.5
Trong đó :

ntt - tốc độ tính tốn của tua bin (v/ph)
ns - tỷ tốc (m-kW)

Tỷ tốc giới hạn (ns lim) của tua bin Francis theo khuyến cáo của IEC :
a/ ns lim ⊆ 3470/ Ht0.625 (Water power and Dam construction 8-1976).
b/ ns lim ⊆ 1914/ Ht0.512 (Water power and Dam construction 10-1987).
Ht Cột nước tính tốn (m)
Pt Cơng suất tua bin (kW)
a.5.

Hiệu suất tua bin mơ hình sử dụng tính tốn.
Hiệu suất lớn nhất của tua bin mơ hình ηMmax = 92,9%

a.6.

Hệ số khí thực.
Hệ số khí thực tại điểm tính tốn trên mơ hình σ = 0,034.
Hệ số khí thực của tua bin Francis theo khuyến cáo của IEC
- WP Aug 1976 :
σ = 7,54 x 10-5 x ns1,41
- WP Nov 1987 :
σ = 0,0245 x exp (0,00833 x ns)

a.7.

Chiều cao xả cho phép HS.

Hs = 10,33- ∇ /900 – HV - Kσ .σ.Htt+b0/2
Trong đó: ∇ - Cao trình MNHLTổ máy
HV - Hệ số bốc hơi

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

8


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu
a.8.

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

Cao trình đặt máy.
Cao trình đặt máy (tâm tua bin)= HS + MNHLTổ máy

b.

Máy phát điện

b.1.

Kiểu loại lựa chọn : Đồng bộ 3 pha Trục đứng.

b.2.

Thông số định mức
- Công suất định mức

Pđm = 13,0 MW

- Điện áp định mức

U = 10,5 kV

- Hệ số công suất

cosϕ = 0,85

- Tần số dòng điện

f = 50 Hz

- Số vòng quay đồng bộ

n = 750 v/ph

- Hiệu suất máy phát ở chế độ công suất định mức ηmf = 97,00 %.
b.3.

Mang tải cho phép.

Tua bin, máy phát phải được đảm bảo có thể vận hành từ 0% - 110% cơng suất
định mức cực đại mà khơng có sự cố nào. Tuy nhiên phụ tải nhỏ nhất nên ở khoảng
50% cơng suất định mức, có xem xét đến hiệu suất tua bin máy phát.
c.

Áp suất thủy lực lớn nhất và hệ số vượt tốc tức thời

Hệ số vượt tốc tức thời và áp lực nước va xảy ra có liên quan đến thời gian
đóng cánh hướng dịng của tua bin (Ts) và mơ men qn tính (GD2) của rơ to máy phát
điện khi sa thải 100% phụ tải định mức.
Hệ số vượt tốc tức thời được giới hạn bằng 45%, giới hạn nước va tăng không
vượt quá 30% cột nước thủy tĩnh. Các giá trị T s và GD2 cần phải được lựa chọn phù
hợp với các giới hạn trên.
Mô men đà u cầu được tính tốn theo cơng thức:
GD2= 180xP(2td +TS)/ βxn2 Tm2
Trong đo: P - Cơng suất tính toán của tua bin
td- Thời gian trễ của máy điềi tốc

(KW)
(sec)

TS - Thời gian đóng cánh hướng dịng (sec)

d.

β - Hệ số vượt tốc tức thời

(%)

n - Số vòng quay đồng bộ

(v/ph)

Hệ số ổn định tổ máy
Tôđ= Ta/TW > 2
Trong đó: Ta- Hằng số qn tính cuả tổ máy.
Ta= GD2. n2.ηmf/365. P (sec)

TW - Hằng số quán tính của đường ống

e.

Các hệ thống thiết bị phụ
- Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật kiểu cưỡng bức.

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

9


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

- Hệ thống bơm tiêu nước rị rỉ và tháo cạn tổ máy
- Hệ thống khí nén thấp áp 0,8 MPa.
- Hệ thống đo lường các thông số thủy lực.
1.2.

THƠNG SỐ THIẾT KẾ

Trong phần tính tốn thủy năng đã xác định các thông số thiết kế cho thiết bị cơ
khí thủy lực như sau:
1) Mực nước thượng lưu:
Mực nước dâng bình thường

: 570,00 m

Mực nước chết

: 550,00 m

2) Mực nước hạ lưu trong kênh xả:
Mực nước hạ lưu max

: 340,12m

Mực nước hạ lưu min

: 327,00 m

3) Lưu lượng:
Lưu lượng lớn nhất QTmax

: 12,60 m3/s

4) Cột nước hữu ích:
Cột nước thiết kế

Htt

: 232,86m

Cột nước lớn nhất

Hmax

: 242,11m

Cột nước nhỏ nhất

Hmin

: 214,55m

Cột nước trung bình Htb
5) Cơng suất lắp máy
1.3.

NLM

: 232,86m
: 26,0 MW

LỰA CHỌN LOẠI TUA BIN VÀ SỐ TỔ MÁY

1.3.1. Các phương án về lựa chọn số tổ máy
Cơng trình thuỷ điện Pá Hu có cột nước dao động từ 214,55m ÷ 242,11m, lưu
lượng và thơng số nhà máy như đã trình bày trong mục 1.2 sử dụng tua bin Francis là
phù hợp. Kiến nghị sử dụng loại Tua bin Francis và đưa ra các phương án để lựa chọn
số tổ máy như sau:
- Với công suất lắp máy NLM = 26 MW, để bảo đảm an toàn cho việc cấp điện
và thoả mãn điều kiện vận chuyển thiết bị không chọn phương án 1 tổ máy. Nếu số tổ
máy lớn hơn 3 tổ máy thì khối lượng thiết bị và xây lắp sẽ rất lớn đồng thời chi phí vận
hành sẽ tăng. Do đó, chỉ nên xem xét hai phương án: 2 tổ máy và 3 tổ máy để tính
tốn và lựa chọn.
1.3.2. So sánh phương án
Để lựa chọn số tổ máy trước hết ta phân tích ưu nhược điểm về mặt kỹ thuật

của từng phương án từ đó phân tích về mặt kinh tế để chọn phương án tối ưu.
a.

Phương án I: Tua bin Francis 2 tổ máy.
- Ưu điểm:
+ Số tổ máy ít nên thuận tiện trong qúa trình giám sát, vận hành, bảo dưỡng.

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

10


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

+ Vốn đầu tư vừa phải.
- Nhược điểm:
+ Khả năng an toàn cấp điện của phương án I thấp hơn vì khi sự cố một tổ máy
thì mất một nửa lượng điện của nhà máy.
+ Kích thước của các thiết bị tổ máy lớn nên chi phí vận chuyển lớn hơn
phương án II.
b.

Phương án II: Tua bin Francis 3 tổ máy
- Ưu điểm:
+ Khả năng an toàn cấp điện của phương án II tốt hơn phương án I.
+ Kích thước tổ máy nhỏ nên vận chuyển thiết bị dễ dàng hơn phương án I.
- Nhược điểm:

Số tổ máy nhiều nên khối lượng thiết bị, khối lượng xây dựng và chi phí vận
hành tăng nên chi phí đầu tư lớn hơn phương án I.
1.3.3. Phương án số tổ máy
Trạm thuỷ điện Pá Hu có hồ điều tiết ngày đêm, trong mùa kiệt một ngày chỉ
chạy 5 giờ, nên lưu lượng luôn luôn đảm bảo cho trạm vận hành hết công suất định
mức. Bởi vậy việc chọn 02 tổ máy là đảm bảo khai thác hết khả năng vận hành của
trạm. Nếu chọn 03 tổ máy sẽ làm tăng chi phí đầu tư và chi phí vận hành khơng cần
thiết.
Khối lượng thiết bị và khối lượng xây lắp của phương án 2 tổ máy nhỏ hơn, chi
phí vận hành, bảo dưỡng nhỏ hơn và vẫn đảm bảo được điều kiện vận hành của nhà
máy về mùa kiệt vì cơng trình có hồ điều tiết ngày đêm.
Theo kinh nghiệm giá thành thiết bị sẽ tăng lên khoảng 10% khi tăng thêm 1 tổ
máy. Do đó ở phương án 3 tổ máy thì giá thành cho phần thiết bị cơ điện sẽ tăng lên
khoảng 10%. Hơn nữa với phương án 3 tổ máy hiệu suất tua bin cũng không cao hơn
hẳn.
Qua phân tích ưu nhược điểm của 2 phương án và trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ
thuật đã chọn phương án chọn là phương án I - Trạm thủy điện có 2 tổ máy tua bin
Francis.
1.3.4. Lựa chọn loại tua bin
Căn cứ theo phạm vi cột nước, lưu lượng qua nhà máy, công suất lắp máy của
trạm thuỷ điện, qua tính tốn lựa chọn so sánh, Pá Hu nhận thấy thích hợp với trạm
thuỷ điện Pá Hu sử dụng loại tua bin Francis là hợp lý. Mặt khác loại tua bin Francis
ứng dụng phổ thơng, có cấu tạo đơn giản, vận hành ổn định, hiệu suất cao. Vậy Pá Hu
đề xuất sử dụng loại Tua bin Francis trục đứng làm phương án chọn cho cơng trình
thuỷ điện Pá Hu.
Với loại tua bin Francis được chọn Pá Hu đã tính tốn với các mơ hình tua bin
khác nhau để lựa chọn loại mơ hình tua bin phù hợp cho cơng trình thuỷ điện Pá Hu
trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật.
1.4.

CÁC THIẾT BỊ CHÍNH

1.4.1. Tua bin thủy lực
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

11


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

1.4.1.1. Thơng số chính của Tua bin
Tua bin thủy lực là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống thiết bị cơ khí thủy
lực nên phải lựa chọn tua bin phù hợp với dải cột nước, lưu lượng của trạm, phù hợp
với q trình diễn biến dịng chảy năm và vị trí làm việc của trạm trong hệ thống. Tua
bin được chọn cho dự án thủy điện Pá Hu là Tua bin Francis, Trục đứng, buồng xoắn
kim loại, ống hút thẳng bố trí xun.
Thơng số kỹ thuật chính của tua bin thủy lực được lựa chọn như sau:
+ Cột nước tinh (netto)
Cao nhất

Hmax

: 242,11m

Thấp nhất

Hmin

: 214,55m

Tính tốn

Htt

: 232,86m

+ Số tổ máy
+ Công suất định mức tổ máy

: 02 tổ
Nđm

+ Kiểu loại tua bin

: 13,00 MW
: Tua bin Francis - Trục đứng

+ Công suất trên trục tua bin

Nt

: 13400 kW

+ Đường kính BXCT

D1

: 1,52 m

+ Số vịng quay định mức

nđm

: 600 vòng/phút

+ Số vòng quay lồng

nl

: 1010 vòng/phút

+ Hiệu suất tua bin

ηT

: 93,6 %

+ Lưu lượng qua tua bin

QT

: 6,3 m3/s

+ Chiều cao hút yêu cầu

HS

: - 0,97m

+ Khối lượng tua bin

GT

: 40,0 T

+ Khối lượng bánh xe công tác

Gbx

: 1,76 T

+ Chiều quay cùng chiều kim đồng hồ nhìn từ phía máy phát
1.4.1.2. Lựa chọn cao trình đặt BXCT
Cao trình đặt BXCT của tua bin được chọn là khoảng cách từ mực nước hạ lưu
một tổ máy tới tâm BXCT, để đảm bảo khả năng vận hành tua bin không bị xâm thực.
Cao độ đặt BXCT phụ thuộc vào cao độ mức nước hạ lưu một tổ máy. Mực nước này
được xác định trên cơ sở đặc tính thuỷ văn của lịng sơng tại khu vực kênh dẫn ra của
nhà máy và chế độ làm việc trước mắt cũng như lâu dài của nhà máy.
Mực nước hạ lưu một tổ máy 327,00 m. Cao trình đặt BXCT ở cao độ 326,00 m
là đảm bảo cho tua bin làm việc không bị xâm thực
Khoảng cách giữa các tổ máy là 10,00 m.
1.4.1.3. Mô tả kết cấu tua bin
* Buồng xoắn và vòng stato tua bin.
Cơ cấu buồng xoắn và vòng stato tua bin được làm bằng thép. Vòng stato được
thiết kế để dẫn lưu lượng nước một cách chắc chắn và chính xác vào ống hút. Van cửa
vào buồng xoắn được trang bị với mặt bích để tháo lắp được kết nối bằng bu lông với
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

12


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

van cửa vào. Buồng xoắn bao gồm: Chân giá và bu lơng chốt, các móc nâng, cổng để
tiêu nước.
* Nắp đậy tua bin và vành đáy.
Nắp đậy tua bin và vành đai đáy được gia công bằng thép. Hai vịng có gioăng
kín chống mài mịn cố định, có thể thay thế được bố trí trên nắp đậy tua bin và vành
đai đáy. Vịng có gioăng kín được gia công bằng thép không gỉ.
Nắp đậy tua bin và vịng đai đáy có các lỗ để đo độ hở giữa bánh xe cơng tác và
vịng có gioăng kín.
* Cánh hướng nước.
Cánh hướng nước được đúc bằng thép không gỉ và được đỡ bằng các tấm bạc tự
bôi trơn nằm trong nắp đậy tua bin và vịng đai đáy. Hình dạng của cánh hướng nước
phù hợp với hình dạng của mơ hình để đảm bảo các đặc tính dịng chảy phù hợp khi
nước chảy vào bánh xe công tác. Không cần bất cứ một hệ thống bôi trơn nào bởi vì
các tấm bạc tự bơi trơn được sử dụng.
* Cơ cấu cánh hướng nước :
Cơ cấu cánh hướng nước bao gồm một thanh liên kết và một hệ thống đòn bẩy
với các chốt cánh hướng được gá trên mỗi cánh hướng thứ 2 để bảo vệ cánh hướng.
Các thanh liên kết cánh hướng, đòn bẩy và các vành được lắp ráp bằng thép. Không
cần bất cứ một hệ thống dầu bơi trơn nào bởi vì các tấm bạc tự bơi trơn đã được sử
dụng.
Vận hành cánh hướng nước do Servomotor tác động kép điều khiển. Việc đóng
cánh hướng nước trong trường hợp sự cố điện do hệ thống dầu áp lực thực hiện.
Một bộ biến đổi vị trí và một con chỏ để thấy được độ mở thực tế của cánh

hướng và nó được lắp đặt trên cơ cấu cánh hướng.
* Bánh xe công tác :
Bánh xe công tác được lắp đặt trực tiếp trên trục máy phát kéo dài hoặc trục tua
bin với khớp nối của máy phát và được cố định bằng thiết bị giãn nở (Ringfeder).
Bánh xe công tác được đúc (hoặc hàn) bằng thép không gỉ chống ăn mịn và
xâm thực có hàm lượng 13% Cr và 4% Ni. Đường dẫn nước của bánh xe công tác phải
nhẵn. Vành bù độ mòn trên đỉnh và viền của bánh xe công tác đồng nhất với bánh xe
công tác. Trước khi lắp ráp bánh xe công tác cần được cân bằng động.
* Ống hút.
Ống hút được làm bằng thép tấm gia công được lắp thành 2 phần. Phần cong
được nối với tua bin và với phần cửa ra ống hút bằng các khớp nối mặt bích. Phần cửa
ra của ống hút được gắn vào khối bê tông của kết cấu nhà máy. Nhà thầu phải chịu
trách nhiệm thiết kế biên dạng thủy lực của toàn bộ ống hút, cả phần được ốp thép và
phần bê tông. Trong thiết kế phải xem xét tới biên dạng của ống hút sao cho hạn chế
được độ dao động áp suất khi tổ máy vận hành khơng tải.
Cần phải có thiết bị thơng khí ống hút nhằm hạn chế các hiệu ứng của hiện
tượng mô men xoắn xuất hiện lúc xả từng phần. Thiết bị thơng khí ống hút hồn tồn
an tồn và tự động vì khơng khí được hút một cách tự nhiên vào trong hệ thống bằng
cách giảm khí áp trong phần cơn ống hút, nó chủ yếu được cấu tạo bởi một ống thép đi
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

13


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

xuyên qua phần côn của ống hút và được khoan một số lỗ để bơm khơng khí và một
van cách ly. Lưu lượng khí cần được điều chỉnh cho phù hợp để giảm độ rung và tiếng

ồn.
1.4.2. Máy điều tốc
1.4.2.1. Loại và mô tả máy điều tốc
Máy điều tốc phải là dạng điện thủy lực kỹ thuật số, tủ điều tốc loại kích thích
có chức năng điều khiển kỹ thuật số PID, thích hợp với việc điều khiển nhanh, nhạy và
ổn định, đồng thời phải cung cấp các dây nối phản hồi.
Máy điều tốc phải đồng bộ với máy phát tốc hoặc bộ cảm biến tốc độ, bộ kích
thích điện thủy lực, cột điều khiển, bộ điều chỉnh nhóm, cơ cấu liên hệ ngược, các cơ
cấu liên quan, tủ, đường ống dẫn đến hệ thống cấp dầu áp lực, bu lơng móng và các
phụ kiện đồng bộ để điều chỉnh tốc độ của tua bin. Các phụ kiện bao gồm (nhưng
không hạn chế) các cuộn điện từ, rơ le áp lực dầu, cơng tắc vị trí, cơng tắc giới hạn,
công tắc chỉnh, van điện từ hãm tự động máy phát...
Máy điều tốc phải có đủ cơng suất nhằm cung cấp lượng dầu cần thiết cho
servomotor để đóng, mở hoàn toàn cơ cấu cánh hướng nước ở mọi cột nước vận hành.
Máy điều tốc phải thích hợp với việc điều khiển bằng tay ở tủ điều tốc và điều
khiển từ xa cho tua bin từ bảng điều khiển đặt tại phịng điều khiển của nhà máy. Nó
cịn phải thích hợp để hịa đồng bộ tự động và điều khiển cơng suất hữu cơng.
Thời gian đóng, mở phải độc lập được hiệu chỉnh từ 2÷ 10 giây đối với cơ cấu
cánh hướng nước nhưng việc hiệu chỉnh phải được tiến hành thống nhất và thận trọng.
Servomotor có thể lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài, bộ phản hồi lắp đặt trực
tiếp bên cạnh Servomotor , do vậy mà tốc độ phản ứng vừa nhanh vừa chính xác.
Máy điều tốc sử dụng bình tích năng cao áp, áp lực dầu làm việc: 16Mpa,
khơng cần nguồn khí cao áp tiếp từ bên ngoài.
Do đặc điểm của hệ thống van đổi hướng điện thuỷ lực, ở trạng thái tĩnh máy
điều tốc không tiêu hao dầu. Toàn bộ các thiết bị điều khiển thuỷ lực đều đạt tiêu
chuẩn nên việc vận hành và bảo vệ của trạm điện rất thuận tiện.
Thiết bị điều khiển bao gồm bảng kích thích, bảng điều chỉnh và bảng điều
khiển gọi là tủ điều tốc. Tất cả các đồng hồ chỉ thị và thiết bị điều khiển phải lắp ở vị
trí thích hợp trên mặt của tủ điều tốc và phải đủ rộng để dễ đọc số, kích thước, hình
dáng được bố trí thích hợp. Bộ phận điện và điện tử phải được bọc kín nếu được đặt ở

bảng điều chỉnh. Các thiết bị đặt trong tủ điều tốc phải bố trí thuận tiện cho việc điều
chỉnh và bảo dưỡng. Bảng điều khiển tua bin được lắp các đồng hồ đo và các thiết bị
điều khiển tua bin, máy phát như đã quy định.
Điều tốc được trang bị các thiết bị điều khiển, tự động cần thiết bảo đảm sự làm
việc tin cậy của tổ máy trong mọi chế độ vận hành.
Tất cả các bộ phận điều khiển bằng tay phải được đánh số rõ ràng, chính xác.
Máy điều tốc điện - thuỷ lực kỹ thuật số bao gồm các bộ phận sau:
- Bộ điều tốc điện
- Thiết bị đo tốc độ
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

14


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

- Thiết bị đo phản hồi
- Bộ phận cung cấp dầu thuỷ lực cho bộ điều tốc
- Các bộ phận điều khiển thuỷ lực
Các thơng số chính:
+ Kiểu loại

Điện-Thủy lực với bộ PID kỹ thuật số

+ Năng lực làm việc

A = 3000 Kgm

+ Thời gian đóng mở

2 ÷ 10 giây (có thể điều chỉnh)

+ Độ sụt tốc

0 ÷ 10%

+ Dải thay đổi tốc độ

- 10 ÷ +10

+ Vùng chết

0 ÷ 1.0%

+ Trọng lượng

3,5 T

+ Áp lực dầu

4,0 Mpa ÷ 6,0 MPa

+ Số lượng

02 bộ

1.4.2.2. Các yêu cầu về vận hành
Máy điều tốc của tua bin cần đảm bảo:

- Tự động khởi động tua bin từ một tín hiệu điều khiển.
- Hòa điện tự động.
- Cho tổ máy công tác trong các chế độ điều chỉnh đơn lẻ hoặc điều chỉnh cụm.
- Tự động dừng tổ máy từ bất kỳ chế độ làm việc nào khi có yêu cầu.
- Tự động dừng tổ máy khi có sự cố, khi đóng thiết bị bảo vệ chống sự cố của tổ
máy, hoặc theo nút điều khiển bấm bằng tay.
- Khởi động tổ máy khi điều khiển bằng tay.
- Khởi động và dừng tổ máy khi khơng có điện áp xoay chiều ở hệ thống tự
dùng của nhà máy.
Bộ điều chỉnh khi điều chỉnh đơn hay cả nhóm phải đảm bảo điều chỉnh tự
động ổn định các tổ máy khi làm việc ở chế độ không tải, phụ tải cách ly và ở hệ thống
điện khi ngắt và khi nhận phụ tải, khi thay đổi điện áp nguồn của bộ điều tốc và khi
chuyển sang nguồn dự phòng.
1.4.3. Hệ thống Thiết bị dầu áp lực
Hệ thống cung cấp dầu áp lực bao gồm 02 bơm dầu, bình dầu áp lực và thùng
hứng dầu dùng cho bộ điều tốc và van tua bin của mỗi tổ máy. Hệ thống cấp dầu áp lực
sẽ được vận hành liên tục bằng van điều khiển xả tải. Hệ thống này được vận hành tự
động và gián đoạn phù hợp với áp lực dầu trong bình dầu áp lực. Áp suất vận hành
bình thường là 40 ÷ 60 kg/cm2
1.4.3.1. Bơm dầu

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

15


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

Phải cung cấp dầu áp lực bằng bơm dẫn động có mơ tơ nối trực tiếp, loại bơm
bánh răng hoặc bơm trục vít. Mỗi bơm phải đủ cơng suất để cung cấp ở áp suất bình
thường, khối lượng dầu tối đa như yêu cầu trong điều kiện sau đây:
Mỗi bơm sẽ tự mồi và đặt ở vị trí thích hợp để có chiều cao hút lớn, đoạn đường
ống phải có số lượng tối thiểu các mối nối và mỗi mối nối được thiết kế khơng có sự
rị khí. Mỗi bơm sẽ được trang bị van xả tải, van kiểm tra và van xả áp lực, nhằm hiệu
chỉnh áp suất làm việc thích hợp được duy trì trong suốt thời gian bơm mà không bị
quá áp, cùng với tất cả các van cách ly vận hành bằng tay cần thiết, để phục vụ máy
bơm hoặc các van liên quan đến máy điều tốc trong khi vận hành.
Mỗi van xả an tồn phải có đủ khả năng giải phóng hoàn toàn bơm ở áp suất
10% cao hơn áp suất tính tốn cho bình áp lực. Trang bị một thiết bị lọc phù hợp trên
mỗi đường ống hút của bơm.
Phải điều khiển tự động các tổ máy bơm sao cho có 01 máy bơm phục vụ vận
hành bình thường và 01 máy bơm để dự phòng. Máy bơm dự phòng sẽ được bố trí để
khởi động tự động khi áp lực dầu giảm đến giá trị xác định trước và dừng khi áp lực
tăng tới giá trị xác định trước. Trang bị công tắc chuyển đổi ở trung tâm điều khiển mô
tơ để chọn máy bơm như là một máy dự phịng. Khi tổ máy vận hành bình thường bị
dừng lại do mất điện, thì bơm phải tự động khởi động lại khi khôi phục nguồn điện.
Trang bị một công tắc mức dầu trên thùng hứng dầu để báo hiệu mức dầu thấp đề
phịng bơm bị chạy khơ.
Hệ thống có bộ tích trữ Ni-tơ để duy trì áp lực trong hệ thống với một bơm vận
hành. Trong trường hợp cả hai bơm cùng không hoạt động được, áp lực được bộ tích
trữ Ni-tơ vẫn đủ để vận hành cánh hướng đóng tua bin. Để vận hành thơng thường,
bơm sẽ cung cấp dầu cho sec-vơ-mơ-tơ, ngược lại bộ tích trữ Ni-tơ sẽ giữ dầu dự trữ
chỉ phục vụ cho trường hợp khẩn cấp.
Lắp đặt các cụm đầu dây phù hợp có đánh số ở vị trí thuận lợi cho cáp điều
khiển.
Lắp chính xác và thử nghiệm tại xưởng các van xả tải áp lực, cơ cấu khởi động
và dừng bơm. Những thiết bị này sẽ được kiểm tra lại khi lắp đặt tại hiện trường.
Việc nối bơm được bố trí sao cho nếu một bơm được tháo dỡ để sửa chữa và

thay thế thì khơng ảnh hưởng tới việc vận hành liên tục của máy bơm khác.
1.4.3.2. Bình dầu áp lực
Mỗi hệ thống cấp dầu của bộ phận điều tốc phải có một bình dầu áp lực làm
bằng thép hàn, được thiết kế và thi công theo Tiêu chuẩn nồi hơi bình áp lực ASME,
hoặc tiêu chuẩn tương đương khác với áp suất làm việc tối đa.
Bình dầu áp lực phải thiết kế đảm bảo dung tích dầu yêu cầu kể cả khối lượng
dầu điều khiển được tiêu thụ cho các quá trình vận hành sau:
1. Ở áp suất nhỏ nhất bình thường dưới cột nước vận hành lớn nhất
a. Hai (2) hành trình của Servomotor cánh hướng dịng gồm cả dầu điều khiển
và vận hành bơm dầu.
b. Sau thao tác trên, áp suất dầu sẽ cao hơn giá trị đã định để dừng tua bin là
1kg/cm2.
2. Ở áp lực dầu để dừng tuabin dưới cột nước vận hành lớn nhất
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

16


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

Một (01) hành trình của Servomotor cánh hướng dịng và một hành trình của
Servomotor van tua bin bao gồm cả cấp dầu điều khiển và dầu rò rỉ. Sau thao tác trên,
áp lực dầu sẽ cao hơn giá trị tối thiểu cho phép.
c. Khối lượng dầu còn lại sau một lần dùng, như đã mô tả ở trên, khơng dưới
10% tổng lượng dầu sử dụng.
Bình dầu áp lực được trang bị một đồng hồ đo áp suất, tính bằng kg/cm 2, để
kiểm tra áp suất trong bình dầu áp lực, một ống đo bằng thủy tinh trong suốt để chỉ
mức dầu trong thùng, một van thổi khí vận hành bằng thủ công, van xả áp, một đường

ống cấp khí và một lỗ người chui thích hợp. Ống thủy tinh đo mức dầu sẽ được bảo vệ
khỏi vỡ, cũng như đảm bảo an toàn cho người quan sát. Trang bị các van đóng vận
hành thủ cơng và các phương tiện tự động để chắn khí và xả dầu từ bể dầu áp lực trong
trường hợp ống thủy tinh bị vỡ. ống đo mức dầu sẽ được bố trí để có thể quan sát mức
dầu tối thiểu tương ứng với lượng dầu còn lại.
Tất cả các ống nối tới bình dầu áp lực, trừ ống nối với van thổi khí, ống đo
thủy tinh ở phía trên và ống cấp khí sẽ được làm thấp dưới mức dầu và được bố trí để
tránh lọt khí vào đường ống. Phải có các van nhánh để xả dầu áp lực về thùng chứa
dầu để làm vệ sinh hoặc sửa chữa.
Lắp các công tắc áp lực trên hệ thống dầu áp lực phù hợp với điều kiện khởi
động tua bin, báo hiệu mức dầu khơng bình thường, dừng tua bin, khởi động bơm dầu
dự phịng, khởi động bơm dầu sử dụng bình thường. Các công tắc mức dầu cao và thấp
được lắp đặt trên bình áp lực, để bảo vệ (dừng tua bin) và báo hiệu khi mức dầu vượt
quá giới hạn đã định. Bình áp lực sẽ được trang bị thiết bị điều khiển việc cấp khí tác
động bởi cơng tắc mức dầu và rơ le áp lực dầu.
Mặt trong của bình dầu áp lực được vệ sinh cẩn thận, thổi cát và sơn phủ lớp
men epoxy chịu dầu màu trắng.
Van chỉnh áp và van xả áp phải được thử nghiệm sau khi lắp đặt để kiểm tra sự
điều chỉnh và khả năng của nó.
1.4.3.3. Thùng chứa dầu
Trang bị cho mỗi hệ thống cấp dầu áp lực một thùng chứa dầu, dung tích của
thùng chứa dầu khơng dưới 110% tổng khối lượng dầu trong bộ điều tốc. Thùng chứa
dầu sẽ được trang bị một hệ thống làm mát bằng nước. Thùng chứa dầu phải có lỗ vào,
đồng hồ đo mức dầu, thiết bị đo sự nhiễm bẩn nước, công tắc mức dầu thấp, đầu đo
nhiệt, thiết bị đo dòng nếu dùng nước làm mát, dụng cụ lọc dầu sử dụng lại, các ống
nối để xả và nạp dầu. Dung tích thung dầu tối thiểu 1,2m3 .
1.4.4. Van trước tua bin
Mỗi tua bin thủy lực được trang bị 1 van cầu trước tua bin để kiểm tra và sửa
chữa tua bin mà không cần phải tháo nước đường ống áp lực và dừng các tổ máy khác.
Ngoài ra van cầu trước tua bin cịn có nhiệm vụ đóng nhanh dịng chảy để bảo vệ tổ

máy trong trường hợp sự cố mà máy điều tốc không làm việc được.
Van trước tuabin là loại van cầu có đường kính trong 1200 mm đảm bảo lưu
lượng nước là 6,3 m3/s. Van này được vận hành bằng dầu áp lực được quy định trong
mục 1.4.3.

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

17


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

Van tuabin sẽ được cấp cùng một van nhánh vận hành bằng dầu áp lực. Van
nhánh sẽ là loại van kim và có diện tích mặt cắt đủ để đảm bảo cân bằng áp suất trong
ống phân phối và đường ống áp lực.
Van tuabin được thiết kế và thi công sao cho vận hành được trơn tru, không gây
ra rung động quá mức hay sự thay đổi áp lực bất thường gây nguy hiểm trong đường
ống áp lực và có khả năng mở và đóng trong vịng 60÷ 90 giây, bao gồm vận hành van
nhánh dưới cột nước tính tốn lớn nhất là 260,00 m khi lưu lượng tối đa tương ứng với
cơng suất tồn bộ của tua bin đi qua.
Thời gian mở và đóng sẽ được điều chỉnh và sự điều chỉnh này sẽ được thực
hiện khi chúng không ổn định. Để vận hành van tuabin phải cung cấp 1 đồng hồ đo áp
suất lớn nhất trong đường ống áp lực sao cho cột nước không lớn hơn 260,00 m khi
hai van tuabin đóng đồng thời với lưu lượng bất kỳ và lưu lượng xả tự do.
Cung cấp các phương tiện cơ khí thủ cơng phục vụ cho việc khóa van để củng
cố van trong trạng thái đóng.
Điều khiển van tua bin từ bảng điều khiển tua bin. Việc điều khiển được thực
hiện theo trình tự : khi mở, van nhánh sẽ mở trước van chính và khi đóng, van chính sẽ

đóng tự động trước van nhánh theo trình tự.
Van tua bin sẽ được trang bị một đồng hồ chỉ vị trí và các cơng tác giới hạn tại
các vị trí cuối, phù hợp với các yêu cầu của hệ thống điều khiển.
Thân van bằng thép đúc, thép tấm hàn hoặc kết hợp cả hai với hai ổ trục và các
miếng đệm bao cho trục van. Thân van được thiết kế có đủ cường độ và độ cứng để xả
hoàn toàn dưới cột nước tối đa và được trang bị các mặt bích bằng thép đúc hoặc thép
tấm ở cả hai đầu, để liên kết với mặt bích cứng của các đoạn ngắn nối ống áp lực và
mặt bích đơi dạng ống măng xơng tới chỗ mở rộng tương ứng của ống phân phối.
Phần quay của van làm bằng thép đúc hoặc thép tấm hàn được thiết kế chắc
chắn để chống lại áp lực khác nhau tác động khi van đóng, dưới các điều kiện đã nêu ở
trên, với độ lệch tối thiểu.
Các ngõng trục van là thép rèn lắp vào phần quay của van, được liên kết cứng
với phần quay của van. Các đầu ngoài của ngõng trục sẽ lắp với ổ thân van. Ngõng
trục và các lớp vòng đệm sẽ được ốp lớp bọc ngồi vỏ bằng thép khơng gỉ có thể thay
thế hoặc lớp vỏ chống gỉ phù hợp có độ dày khơng dưới 6 mm. Vòng đệm van được
lắp tại các đầu ngồi của ngõng để giảm tối thiểu sự rị rỉ. Vòng đệm và ngõng trục van
sẽ được thiết kế và thi công đảm bảo độ tin cậy bền và thay thế thuận tiện.
Phần quay và thân van sẽ được thiết kế và chế tạo phù hợp với vành đệm van.
Các vành đệm sẽ được thiết kế và thi công bằng vật liệu đảm bảo kín tối đa với độ tin
cậy cao, bền, ít phải bảo dưỡng, điều chỉnh và thay thế. Vành đệm, các phần bít của
ngõng trục làm bằng cao su tự nhiên hoặc kim loại chống gỉ có tính đàn hồi phù hợp.
Bộ phận hãm vành đệm và các dụng cụ xiết chặt được làm bằng kim loại chống gỉ
thích hợp. Vịng đệm và vịng bít van phải có khả năng điều chỉnh di chuyển và thay
thế.
Các ổ ngõng trục của phần quay của van là loại ống măng xông, gia cố trong
thân van. Các ổ sẽ được thiết kế và thi cơng sao cho có thể điều chỉnh từ bên ngồi vỏ
ổ. Phần ổ măng xơng làm bằng vật liệu chống ăn mòn và được thiết kế sao cho độ lệch

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

18


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

của phần quay và độ nghiêng của ngõng trục gây ra bởi tải trong nước trên phần quay
ở vị trí đóng sẽ khơng dẫn đến dính kết giữa ngõng và ống măng xông.
Ổ của ngõng phần quay được thiết kế bằng vật liệu tự bôi trơn bằng mỡ.
Sự rò rỉ tối đa cho phép của van trước tuabin khơng vượt q 0,05 lít/giây
Phần quay của van được thiết kế để giảm tối thiểu xáo trộn dòng nước và tổn
hao cột áp.
Trục quay của van làm bằng thép đúc hoặc thép rèn với cường độ dư được lắp
cứng với đĩa van bằng bu lơng, khóa hoặc các phương tiện thích hợp khác.
Van tuabin được trang bị một Servonmotor đủ cơng suất để vận hành van chính
dưới mọi điều kiện thủy lực và áp lực dầu của hệ thống cấp dầu áp lực để mở van và
đóng van, sử dụng thiết bị dầu áp lực chung của máy điều tốc với áp lực điều khiển là
6,3 MPa. Servonmotor sẽ được lắp đặt trên móng bê tơng.
Xi lanh của Servonmotor được cấp cùng các bộ phận thích hợp tại mỗi đầu để
tiếp nhận và xả dầu vận hành. Xi lanh được làm bằng thép đúc hoặc thép tấm, được
khoan các lỗ chính xác, đồng tâm và doa cẩn thận. Pít tông làm bằng gang hoặc thép
đúc, được lắp với không ít hơn 3 vành pít tơng. Phải có một tấm đệm hoặc tấm bọc để
ngăn ngừa sự rò rỉ dọc theo thân pít tơng từ xi lanh.
Trên một Servonmotor hoặc thân van của mỗi van chính trang bị một bảng chia
số có một kim chỉ van chính đang mở.
Thơng số chính:
Kiểu van

Van cầu

Loại

Đóng mở bằng thủy lực

Đường kính

1200mm

Cột nước làm việc lớn nhất

Hmax = 260,00 m

Số lượng

02

Áp lực dầu

6,3 MPa

Thời gian đóng mở

Ta = 60÷ 90 s

Trọng lượng van

GV = 3,5 tấn

Thiết bị tự động hoá cho van trước tua bin:

Van được trang bị các thiết bị điều khiển tự động cần thiết bảo đảm sự làm việc
tin cậy của tổ máy trong mọi chế độ vận hành:
- Tự động báo trạng thái của van (đóng hay mở), góc quay của van…
- Tự động đo và báo tín hiệu áp lực nước trước và sau van về phòng điều khiển
trung tâm.
- Tự động đo và báo tín hiệu áp lực dầu về phòng điều khiển trung tâm. Khi áp
lực dầu giảm q giới hạn cho phép sẽ có tín hiệu báo và ra lệnh cho cơ cấu điều khiển
cho chạy bơm dầu hoặc máy nén khí. Khi dầu đã đủ áp suất làm việc bơm dầu hoặc
máy nén khí sẽ dừng.
- Tự động đóng khi có sự cố.
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

19


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

1.4.5. Máy phát điện và hệ thống kích thích
1.4.5.1. Số vịng quay và cơng suất định mức
Trục máy phát được nối trực tiếp với trục tua bin, vì vậy số vịng quay định
mức của máy phát chính là số vòng quay định mức của tua bin. Như vậy tốc độ quay
định mức là nđm = 750 vòng/phút, tốc độ quay lồng n l = 1200 vòng/phút. Số đôi cực
tương ứng: 2p = 8.
Hiệu suất của máy phát được lấy bằng: ηmp= 97,0 %.
Công suất định mức của máy phát:
Nmp = ηmp.Ntb = 0,97 x 13,400= 13,0 MW.
1.4.5.2. Hệ số công suất và điện áp định mức
Hệ số công suất định mức cosϕ của máy phát được lấy bằng 0,85 để đảm bảo

ổn định hệ thống lưới điện.
Công suất biểu kiến của máy phát tương ứng với hệ số công suất được lựa
chọn:
PS =

η mf xN T
cos ϕ

=

0,97 x 13,400 MW
= 15,294 MVA
0,85

Điện áp định mức theo tiêu chuẩn có thể lấy bằng 10,5 KV.
1.4.5.3. Cách điện và giải pháp làm mát
Cách điện của máy phát được chọn theo cấp F có giới hạn nhiệt độ tiếp xúc với
lớp cách điện tại các khu vực của máy phát:
+ Tại cuộn dây của Stator ≤ 1400C
+ Tại cuộn dây của Rotor ≤ 1450C
+ Phần thép từ của Stator ≤ 1400C
Giải pháp làm mát máy phát là làm mát gián tiếp bằng khơng khí tuần hồn kín.
Khơng khí được làm mát bằng nước tuần hồn. Nhiệt độ khơng khí khơng quá 40 0C,
nhiệt độ nước làm mát không quá 300C.
1.4.5.4. Các thơng số kỹ thuật chính của máy phát
Loại máy phát

: Đồng bộ 3 pha, Trục đứng

Công suất biểu kiến định mức, PS

: 15,294 MVA

Công suất hữu công định mức, Nmp

: 13,0 MW

Hiệu suất máy phát, ηmp

: 97,0 %

Điện áp định mức, Uđm

: 10,5 kV

Hệ số công suất định mức Cosϕ

: 0,85

Dải dao động điện áp, ∆U

: ± 5%

Tần số định mức, fđm

: 50 Hz

Số vòng quay định mức, nđm

: 600 v/ph

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

20


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

Số vịng quay lồng, nl

: 1010 v/ph

Sơ đồ đấu pha của cuộn stato

: hình sao

Mơ men đà yêu cầu, GD2

: 70,46Tm2

Hằng số quán tính, Ta

: 4,41 sec

Trọng lượng máy phát ước tính, GMP

: 118,2 Tấn

Trọng lượng rotor ước tính, GRT

: 59,1 Tấn

Cấp cách điện

: Cấp F

Giải pháp làm mát

: Làm mát gián tiếp bằng khơng khí

Nhiệt độ nước cấp cho bộ trao đổi nhiệt : ≤ 300C
Chiều quay máy phát cùng chiều với tua bin.
1.4.5.5. Mô tả kết cấu máy phát
Máy phát điện thủy lực bao gồm stato, rơto, ổ trục có bộ đỡ trước và sau, nắp
đậy trước và sau, cánh gió, bộ làm mát khơng khí và vành góp.
* Stator máy phát
Stato gồm có khung stato, lõi thép và các cuộn dây.
Khung stato được làm bằng tấm hàn. Lõi thép bằng các lá thép Silic có chiều
dầy là 0,5 mm được chế tạo thành khoanh bằng cách cắt trên máy dập, các thép lá Silic
đã định hình và phủ cách điện được ép chặt khít với nhau bằng bu lông và êcu thành
lõi thép. Lõi thép Silic được lắp ghép định vị trên thân của khung stato, đảm bảo
đường kính trong của lõi thép có khơng gian thích hợp. Lõi thép được chia thành các
phân đoạn theo chiều dọc. Các khe hở giữa các phân đoạn của lõi thép có chiều rộng
10 mm để thơng gió làm mát cho stato.
Cuộn dây của stato được lắp đặt thành các bối dây vòng theo các rãnh dọc của
lõi thép thành 2 lớp. Các bối dây được cách điện bằng mica-epoxi. Cuộn dây được
định hình theo kích thước đã thiết kế bằng cách gia nhiệt và được cách điện bằng
mica-epoci với phương pháp quấn xếp chồng nửa vòng để có được cường độ thật cao.

Về mặt cuộn dây có màn chắn hồ quang.
Các đầu cuối chính và đầu dây trung tính của cuộn dây stato được đấu nối với
cáp có tiết diện 80 mm2. Mỗi pha có 2 sợi cáp, được cố định bởi đầu kẹp cáp, ở phần
dưới của vành trước của khung. Các đầu ra đều được đánh dấu riêng biệt theo thứ tự
thích hợp. Cuộn dây stato đạt độ cấp điện cấp f và nhiệt độ cực đại giới hạn cho phép ở
mức 140 0C. Để giảm bớt tổn thất rò, các răng đỡ và đai cuốn đều được chế tạo bằng
khung dẫn từ.
Để đo nhiệt độ của lõi thép và cuộn dây stato, mỗi pha được gắn 2 RTD riêng
biệt có điện trởi 50Ω tại 00C. Dây đầu ra của chúng được dẫn ra hộp đầu dây bên ngoài
khung stato. Để đọc được trực tiếp nhiệt độ, một đồng hồ nhiệt độ được đấu nối qua
một khóa chuyển mạch mà các tiếp điểm tĩnh được đấu nối với hộp đầu dây. Bộ phận
sấy khô tổ máy được bố trí bên dưới khung stato khi dừng máy trong thời gian dài.
* Roto:
Roto bao gồm trục roto, lõi roto và cuộn dây roto và cuộn dây giảm chấn...
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

21


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị công nghệ

Trục roto được làm bằng thép rèn 45 và chịu được lực phát sinh khi lồng tốc.
Các bệ đỡ các cực từ và trục roto được rèn liền thành khối. Có 8 rãnh hình chữ T kép
trên phần giữa của trục chính hình khối đa diện, dùng để lắp ráp các cực.
Lõi roto bao gồm các tấm thép có độ bền cao được dát mỏng và cách điện cả 2
mặt. Lõi roto được chia nhỏ thành các bộ phân riêng biệt theo hướng trục, các cực
được chế tạo bằng thép cán 1,5 mm. Cuộn dây kích từ được làm bằng các lá đồng dẹt
và được bọc bằng mica-epoxi, các đường ống dẫn luồng khí làm mát chảy theo hướng

trục để tỏa ra ngồi do đó nhiệt được giải tỏa nhanh chóng nhờ việc tổn hao năng
lượng được tạo ra trong roto.
Cuộn dây của các cực được lắp đặt theo chu vi vòng tròn để tăng bề mặt của
cuộn dây, như vậy làm tăng hiệu ứng kích từ của cuộn dây. Các ống dây cuốn được
cách điện của cuộn kích từ được lắp vào rãnh soi của các tấm thép roto dát mỏng và
được giữ bằng các tấm trên rãnh. Tất cả các khối đỡ của các cực có đủ độ bền điện
mơn để chịu đựng tác động của lực ly tâm ở giới hạn lồng tốc của roto.
Máy phát được trang bị cuộn cản dịu hướng trục và ngoại biên chu vi. Cuộn dây
cản dịu được vòng đai bảo vệ để đề phòng hư hỏng khi máy phát lồng tốc. Các quạt
dọc trục được bố trí tại 2 đầu cuối của các cực đảm bảo cung cấp đủ lượng khơng khí
thơng gió cho tổ máy.
* Ổ trục.
Ổ trục trước là ổ chặn hướng trục (phía đầu vành góp), Bề mặt tiếp xúc giữa bạc
lót và bệ đỡ ổ trục có bề mặt trụ có mặt bích và có đệm bằng cao su.
Ổ đỡ sau (phía tua bin) là ổ đỡ hướng, tiếp xúc giữa bạc lót và bệ đỡ ổ trục của
trục có bề mặt hình cầu để đảm bảo ổ đỡ chịu lực tốt.
Bôi trơn ở cả 2 trục trước và sau được cấu tạo theo kiểu tự bơi trơn bằng vịng
dẫn dầu. Dầu nóng được làm nguội bởi các ống tỏa nhiệt hiệu suất cao kiểu ruột gà
được bố trí ở dưới tấm bạc lót ổ trục. Dầu bôi trơn sau khi làm nguội được đưa lên nắp
ổ bằng vòng đẩy dẫn dầu.
Cả ổ trục trước và sau đều được cách điện với đất để tránh cho bạc lót và tấm
đệm ổ trục bị chảy do dịng điện của trục. Điện trở cách điện khơng được nhỏ hơn 1
mê ga ôm. Cả ổ trục trước và sau đều được trang bị đo loại điện trở RTD và loại ký
hiệu RTD, dùng để kiểm tra nhiệt độ của bạc lót. Cả ổ trục trước và sau đều được bố
trí các lá căn đệm mỏng sử dụng để điều chỉnh độ cao của tâm khi lắp máy (căn tâm).
* Bộ làm mát máy phát.
Sử dụng bộ làm mát kiểu hình ống. Bộ phận làm mát bằng khơng khí gồm ống
đồng đỏ, có giá đỡ và vỏ bình. Bộ làm mát khơng khí được nối vào khung stato qua
đường ống dẫn khơng khí ra và được lắp đặt cố định vào phần cuối bên dưới của
khung stato bằng bu lơng. Khi khơng khí nóng đi qua bộ làm mát nhiệt lượng bị hấp

thụ vào ống đồng và chuyển vào nước lạnh qua ống đồng. Khơng khí sau khi bị làm
mát bị cưỡng bức thổi vào máy phát bởi các quạt sẽ thu nhiệt và làm mát máy phát
điện.
Để đo nhiệt độ của khơng khí nóng/lạnh một trang bị đo RTD được lắp đặt tại
cửa ra và vào của bộ làm mát khơng khí.
* Hệ thống phanh hãm máy phát
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

22


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

Gồm các bộ kích thuỷ lực làm việc bằng khí nén áp lực 0.8 Mpa. Q trình thực
hiện phanh hãm tổ máy được thực hiện tự động bắt đầu từ lúc số vòng quay của tổ máy
giảm xuống cịn (15 ÷ 20)% số vịng quay định mức.
Các bộ kích thuỷ lực cho phép phanh hãm tồn bộ rotor tổ máy khi cần thiết
bằng dầu áp lực, được cấp từ tổ máy bơm dầu trang bị riêng
* Hệ thống chữa cháy máy phát
Dự kiến sơ bộ chọn giải pháp cứu hoả cho máy phát bằng hệ thống tạo sương
hơi nước (có thể dùng giải pháp cứu hoả cho máy phát bằng khí CO 2) do nhà máy chế
tạo cung cấp.
Một hệ thống tạo sương hơi nước được trang bị trong gian máy. Hệ thộng này
bao gồm vòi phun để tạo sương hơi nước khi phát hiện ra hoả hoạn. Hệ thống này hoạt
động tự động. Sương hơi nước bao trùm tồn bộ khu vực và đẩy ơxy ra khỏi khu vực
đó nhờ vậy có thể ngăn chặn lửa lây lan. Các bộ phát hiện nhiệt và khói cũng được
trang bị để vận hành hệ thống.
* Các bộ phận khác.

Vịng trượt, vịng góp được lắp trên trục chính và được cách điện với trục, vịng
trượt có độ nhẵn cao để giảm thiểu ma sát.
Trên đây chỉ là mô tả sơ bộ kết cấu máy phát. Kết cấu, kích thước sẽ được
chính xác lại trên cơ sở thoả thuận với nhà máy chế tạo máy phát.
1.4.5.6. Hệ thống kích từ
Hệ thống kích thích được chọn là hệ thống kích thích tĩnh thyristor, tác động
nhanh, được thiết kế, chế tạo theo nguyên lý kỹ thuật số.
Các đặc tính cơ bản của hệ thống là:
- Điều khiển và điều chỉnh hoàn toàn bằng bộ vi xử lý, bao gồm cả bộ điều
chỉnh tự động kích từ (APB), hệ thống điều khiển xung – pha bằng thyristor,
monitoring của thiết bị.
- Theo sơ đồ tự kích thích.
- Ngun lý cấu tạo theo mơđun.
- Sử dụng “Các bộ ổn định hệ thống”.
- Thuận tiện trong lắp đặt, thử nghiệm và vận hành.
- Có độ dự phòng và độ bền cao.
* Chức năng của hệ thống
Hệ thống đảm bảo q trình kích thích và tự động kiểm tra q trình kích thích
máy phát ở các chế độ sau:
- Kích thích ban đầu
- Chạy khơng tải
- Khởi động tự động và hoà vào lưới theo phương pháp hồ đồng bộ chính xác.
- Đảm bảo khả năng làm việc của máy phát trong hệ thống điện với các điều
kiện vận hành chấp nhận được cho máy phát.
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

23


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

- Gia cường kích thích với bội số cho trước theo điện áp và dòng điện trong
điều kiện có sự vi phạm các thơng số định mức trong hệ thống gây giảm điện áp tại
thanh cái nhà máy.
- Giảm kích thích khi trong hệ thống có sự vi phạm các thông số định mức, gây
tăng điện áp tại thanh cái nhà máy.
* Thành phần của hệ thống
Hệ thống kích thích là tổ hợp các thiết bị kỹ thuật điện, đảm bảo kích thích và
kiểm tra q trình kích thích máy phát. Thành phần bao gồm:
- Máy biến áp kích thích kiểu khơ, 3 pha làm mát bằng khơng khí tự nhiên.
- Bộ nắn thyristor, hồn tồn điều khiển theo sơ đồ cầu gồm 4 cầu 3 pha đơn,
đấu nối song song phía lịng xoay chiều và một chiều. Bộ nắn thyristor đảm bảo thông
số vận hành không bị hạn chế khi 1 cầu bị hư hỏng. Làm mát cầu thyristor bằng khơng
khí hoặc nước theo chu trình hở.
- Hệ thống điều khiển và điều chỉnh với 2 kênh điều chỉnh vi xử lý: Bộ điều
chỉnh điện áp stator AVR; bộ điều chỉnh dịng kích từ SCR.
Bộ điều chỉnh điện áp tự động theo nguyên lý tỷ lệ – tích phân – vi sai (PID).
Bộ điều chỉnh dịng kích thích theo quy luật tỷ lệ – tích phân (PI).
- Thiết bị kích thích ban đầu, được thực hiện trong thời gian ngắn vào cuộn dây
kích thích từ nguồn tự dùng 0,4kV, hay từ nguồn ắc quy 220V của nhà máy thuỷ điện.
Kích thích ban đầu bảo đảm điện áp gần đúng (5 ÷ 10)% tại stator, sau đó là q trình
tự kích thích.
- Thiết bị dập từ và bảo vệ hệ thống kích thích. Trong các chế độ định mức, việc
dập từ được tiến hành bằng cách chuyển các bộ nắn thyristor sang chế độ đảo mà
không cần phải ngắt mạch máy cắt dập từ.
1.4.6. Thiết bị cầu trục gian máy
Cầu trục gian máy điều khiển bằng điện sức nâng 65T/10T dùng để vận chuyển
các thiết bị được cung cấp và lắp đặt trong nhà máy. Sức nâng của cầu trục gian máy

được tính tốn để nâng vật nặng nhất là máy phát điện. Sức nâng này sẽ được hiệu
chỉnh nếu cần thiết bởi nhà chế tạo cầu trục cho phù hợp với yêu cầu của máy phát, vì
trọng lượng máy phát có thể thay đổi phụ thuộc vào nhà chế tạo. Cầu trục được hoàn
tất với các bộ dẫn động cho chuyển động ngang, dọc và thẳng đứng, đường ray chuyển
động có kích thước phù hợp. Cầu trục có kết cấu dầm xà kép bằng thép, được đai rằng
cẩn thận, gia cường bằng các thanh néo ngang có hệ số an tồn tuỳ ý. Ray có giàn
khung đỡ với các tấm đế, bu lông, ê-cu và các tấm chặn cuối được cố định trên dầm
cầu bằng bê tông. Các toa xe được trang bị bánh xe, các bánh xe được căn chỉnh hoàn
hảo và song song với nhau để đảm bảo không bị trật bánh. Cầu trục phải được hoàn
chỉnh phù hợp với tiêu chuẩn phục vụ trong nhà máy.
Các thơng số chính của cầu trục:
- Sức nâng móc chính:

65 T

- Sức nâng móc phụ :

10,0 T

- Nhịp cầu trục

13 m

- Chiều dài ray, xấp xỉ

:

31,5 m

Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

24


TKKT- Cơng trình thủy điện Pá Hu

Tập 1-Quyển 1.2: Phần Thiết bị cơng nghệ

- Chiều cao nâng các móc:
+ Móc nâng chính, xấp xỉ

17,0 m

+ Móc nâng phụ, xấp xỉ

18,60 m

- Tốc độ:
+ Tốc độ bình thường của móc nâng chính

0,36 m/ ph

+ Tốc độ tiếp cận của móc nâng chính

0,036 m/ ph

+ Tốc độ bình thường của móc nâng phụ

5 m/ ph

+ Tốc độ tiếp cận của móc phụ

0,8 m/ ph

+ Tốc độ của cầu trục

1m/ph và 10 m/ ph

+ Tốc độ tiếp cận của cầu trục

2 m/ ph

+ Tốc độ di chuyển của xe con

1m/ph và 10 m/ ph

+ Tốc độ tiếp cận của xe con
1.5.

1,25 m/ ph

CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ

Hệ thống thiết bị phụ được bố trí để phục vụ cho trạm thủy điện và các thiết bị
chính hoạt động bình thường cũng như có sự cố.
Tại nhà máy dự kiến đặt các hệ thống thiết bị phụ như sau:
- Hệ thống cung cấp nước kĩ thuật
- Hệ thống tiêu nước rị rỉ và thốt nước
- Hệ thống khí nén
- Hệ thống đo lường các thông số thủy lực.

- Hệ thống cấp nước cứu hỏa
- Hệ thống thơng gió và điều hịa khơng khí
1.5.1. Hệ thống cung cấp nước kỹ thuật
Nước kỹ thuật cung cấp cho: Các bộ trao đổi nhiệt làm mát máy phát điện, hệ
thống dầu bôi trơn ỗ đỡ và gioăng làm kín trục
Hệ thống cấp nước kỹ thuật phải đảm bảo cấp nước sạch không ngừng tới các
hộ tiêu thụ, nhằm giữ ổn định chế độ nhiệt cho các bộ phận đang làm việc của tổ máy
ở chế độ làm việc ổn định cũng như chế độ làm việc chuyển tiếp.
Nhà máy thuỷ điện Pá Hu với cột nước dao động từ 214,5 m ÷ 242,11 m. Nên
phương án cấp nước kỹ thuật bằng máy bơm với nguồn nước được lấy từ hạ lưu nhà
máy qua ống lấy nước đường kính 150 mm.
Việc cấp nước làm mát đến các thiết bị được thực hiện bằng 03 máy bơm công
suất 150 m3/giờ, áp lực 0,35 Mpa (02 làm việc, 01 dự phòng) và 03 bộ lọc cơ công suất
150 m3/giờ, áp lực 1,0 Mpa (02 làm việc, 01 dự phòng) . Để làm sạch nước sơ bộ lọc
các tạp chất cơ học có sử dụng các phin lọc đứng có rửa sạch tự động được điều khiển
từ các cảm biến áp lực vi phân đặt ở phin lọc. Chi tiết lọc được làm bằng loại thép chịu
gỉ. Kích thước mắt lưới phin lọc 1mm. Sơ đồ chọn là sơ đồ chung cho toàn nhà máy và
các ống áp lực, ống xả và sơ đồ cho từng tổ máy ở phần cấp nước làm mát đến các
Viện Khoa học năng lượng – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

25