Đề xuất giải pháp điều khiển nhà máy thủy điện đăkrơsa để khởi khởi động đen và hoạt động ở chế độ độc lập cấp điện cho khu vực huyện đăk tô tỉnh kon tum

2020
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKRƠSA KHỞI ĐỘNG ĐEN VÀ HOẠT ĐỘNG
Ở CHẾ ĐỘ ĐỘC LẬP CẤP ĐIỆN CHO KHU VỰC HUYỆN ĐĂKTÔ - KON TUM
NGUYỄN ĐÌNH TUY

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN ĐÌNH TUY

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐĂKRƠSA KHỞI ĐỘNG ĐEN VÀ HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ
ĐỘC LẬP CẤP ĐIỆN CHO KHU VỰC
HUYỆN ĐĂKTÔ - KON TUM

C
C

R
L

T

U
D

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Đà Nẵng – Năm 2020

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN ĐÌNH TUY

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐĂKRƠSA KHỞI ĐỘNG ĐEN VÀ HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ
ĐỘC LẬP CẤP ĐIỆN CHO KHU VỰC
HUYỆN ĐĂKTÔ - KON TUM

Chuyên nghành
Mã số

C
C

: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
: 8520216

R
L

T

U
D

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ TIẾN DŨNG

Đà Nẵng – Năm 2020


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu tự bản thân tôi thực hiện.
Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được ai
cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Học viên

C
C

R
L

U
D

T

Nguyễn Đình Tuy


ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐĂKRƠSA KHỞI ĐỘNG ĐEN VÀ HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ ĐỘC LẬP CẤP
ĐIỆN CHO KHU VỰC HUYỆN ĐĂKTÔ - KON TUM
Học viên: Nguyễn Đình Tuy. Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa

Mã số: 8520216. Khóa: K37. Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Khởi động đen là q trình khơi phục lại tồn bộ (hoặc một phần) hệ thống
điện từ trạng thái mất điện toàn bộ (hoặc một phần) bằng cách sử dụng các tổ máy phát
điện. Trong bài báo này, giải pháp khởi động đen và vận hành ở chế độ ốc đảo được đề
xuất cho nhà máy thủy điện Đăkrơsa tại tỉnh Kontum. Trước hết, mơ hình tốn học của
nhà máy thủy điện Dakrosa được xây dựng để làm cơ sở cho việc phân tích và thiết kế
giải pháp. Dựa trên mơ hình tốn học này, các thuật toán điều khiển PID và điều khiển
mờ được đề xuất để khởi động đen nhà máy và vận hành ở chế độ ốc đảo cấp điện cho
một phụ tải xác định. Để kiểm chứng sự khả thi và hiệu quả của các thuật toán đề xuất,
các mô phỏng được thực hiện trên phần mềm Matlab-Simulink. Các kết quả mô phỏng
cho thấy đáp ứng công suất huy động và ổn định tần số tốt hơn trong trường hợp có sử
dụng logic mờ kết hợp với thuật tốn PID truyền thống.

C
C

R
L

Từ khóa - Khởi động đen, Nhà máy thủy điện, Hệ thống điều tốc, Mơ hình tốn học, Mơ
hình hóa, Logic mờ.

T

PROPOSED THE METHOD FOR ĐĂKRƠSA HYDRO ELECTRIC POWER
PLANT IN BLACK-START AND ISLAND OPERATION FOR ĐĂKTÔ
DISTRICT – KONTUM PROVINCE

U
D

Abstract - Black start is the process of restoring all (or part) of an electricity system
from a state of total (or partial) power failure using generators. In this paper, the
solution to black start and island operation is proposed for the Dakrosa hydroelectric
power plant in Kontum province. In the first, the mathematical model of Dakrosa
hydropower plant was developed as the basis for the analysis and design of the solution.
Based on this mathematical model, PID and fuzzy control algorithms are proposed to
black start and operate in island mode to supply a specified load. To verify the
feasibility and the effectiveness of the proposed algorithms, simulations were performed
on Matlab-Simulink software. The simulation results showed better mobilization power
and frequency stability in case of using fuzzy logic combined with traditional PID
algorithm
Key words - Black-Start, Governor system, Mathematical model, Hydroelectric Power
Plant, Modeling, Fuzzy logic.


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................
MỤC LỤC ........................................................................................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG...............................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ...................................................................
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1.

Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 1

2.

Mục đích nghiên cứu ...................................................................................... 2

3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.................................................................. 2

4.

Phương pháp nghiên cứu................................................................................ 3

5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài ....................................................... 3

C
C

R
L

5.1. Về mặt khoa học: ............................................................................................. 3
6.

T

Cấu trúc của luận văn ..................................................................................... 4

Chƣơng 1 - TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ KHỞI ĐỘNG ĐEN CỦA NHÀ MÁY

U
D

THỦY ĐIỆN VÀ TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKRƠSA ................. 5
Tổng quan về vấn đề khởi động đen của nhà máy thủy điện ................................. 5
1.2. Tổng quan về nhà máy thủy điện Đăkrơsa ...................................................... 8
1.2.1. Đập thủy điện Đăkrơsa ................................................................................. 9
1.2.2. Thiết bị thuỷ lực chính của nhà máy thuỷ điện Đăkrơsa ............................ 11
12
1.2.3. Máy phát nhà máy thủy điện Đăkrơsa ........................................................ 13
b)

Rotor:............................................................................................................ 15

1.3. Hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Đăkrơsa .............................................. 16
1.4. Kết luận chương 1 .......................................................................................... 20
Chƣơng 2 - XÂY DỰNG MƠ HÌNH TỐN HỌC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKRƠSA ....................................................................... 21
2.1 Đặt vấn đề ....................................................................................................... 21


2.2 Xây dựng mơ hình tốn học từng khối chức năng của hệ thống điều tốc nhà
máy [2], [21] ................................................................................................ 21
2.2.1 Xây dựng mơ hình tốn học của đường ống chính ...................................... 23
2.2.2 Xây dựng mơ hình tốn học của van Servo ................................................. 25
2.2.3 Xây dựng mơ hình tốn học của các đường ống phụ .................................. 26
2.2.4 Xây dựng mô hình tốn học của đường ống nhánh ..................................... 29
2.2.5 Xây dựng mơ hình tốn học của Turbine [5]............................................... 32
2.3. Mơ hình tốn học tổng của hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Đăkrơsa[2]33
Hình 2.10 - Biểu diễn sơ đồ khối mơ hình tốn học hệ thống thủy lực nhà máy
thủy điện Đăkrơsa ........................................................................................ 34
2.4. Kết luận chương 2 .......................................................................................... 35

C
C

Chƣơng 3 - ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
ĐĂKRƠSA ĐỂ KHỞI ĐỘNG ĐEN VÀ CẤP ĐIỆN ĐỘC LẬP CHO KHU VỰC

R
L

HUYỆN ĐĂK TÔ - TỈNH KON TUM [13] .............................................................. 37

T

3.1. Ý tưởng của giải pháp đề xuất [15] ............................................................... 37
3.2. Giới thiệu lý thuyết điều khiển mờ [1] .......................................................... 40

U
D

3.2.1 Khối mờ hóa ............................................................................................... 40
3.2.2 Khối hợp thành ........................................................................................... 40
3.2.3 Khối giải mờ ............................................................................................... 41
3.2.4 Các bước thực hiện khi xây dựng bộ điều khiển mờ ................................... 41
3.3. Giải pháp đề xuất của đề tài để điều khiển khởi động đen và cấp điện độc lập
cho khu vực huyện Đăktô - tỉnh Kontum [13] ............................................. 42
Bộ điều khiển mờ đƣợc thiết kế với các thành phần nhƣ sau: ................................ 43
3.3.1. Cấu trúc bộ điều khiển mờ .......................................................................... 43
3.3.2. Định nghĩa tập mờ ...................................................................................... 43
3.3.3. Xây dựng luật hợp thành............................................................................. 45
3.3.4. Chọn luật hợp thành .................................................................................... 45

3.3.5. Giải mờ ....................................................................................................... 46
3.4. Kết luận chương 3 .......................................................................................... 46
Chƣơng 4 - MÔ PHỎNG KIỂM NGHIỆM .............................................................. 47


4.1 Mô phỏng hệ thống điều tốc hiện tại của Nhà máy ........................................ 47
4.1.1 Mô phỏng bộ điều khiển .............................................................................. 47
4.1.2 Mô phỏng servo cánh hướng ....................................................................... 47
4.1.3 Mô phỏng cột nước tổng .............................................................................. 47
4.1.4 Mô phỏng năng lượng thủy lực vào turbine ................................................ 48
4.1.5 Mô phỏng công suất cơ đặt vào máy phát ................................................... 48
4.1.6 Mô phỏng của tổ máy 1 .............................................................................. 48
4.2. Mô phỏng hệ thống điều tốc của Nhà máy khởi động đen với thuật tốn PID
thơng thường ................................................................................................ 50
4.3. Mô phỏng hệ thống điều tốc của nhà máy khởi động đen với thuật toán đề
xuất PID + Fuzzy Logic ............................................................................... 54

C
C

4.4. Kết luận chương 4 .......................................................................................... 56

R
L

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 58

U
D

T


DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Bảng thông số kỹ thuật hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện
Đăkrơsa

19

2.1

Ý nghĩa của các biến q trình và tham số

34

3.1

Thơng số các bộ PID

43

3.2

Luật mờ của bộ điều khiển mờ

45

C
C

R
L

U
D

T


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Số hiệu
hình vẽ

Tên hình vẽ, đồ thị

Trang

1.1

Mặt cắt cơng trình đập thủy điện Đăkrơsa

10

1.2

Đập dâng nhà máy thủy điện Đăkrơsa

10

1.3

Kênh dẫn nhà máy thủy điện Đăkrơsa

11

1.4

Tổng quan hệ thống van cánh hướng, turbine, máy phát

12

1.5

Cấu tạo Rotor máy phát điện 3 pha đồng bộ

15

1.6

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều tốc nhà máy

17

1.7

Hình ảnh hệ thống điều tốc thủy điện Đăkrơsa

2.1

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống thủy lực NMTĐ Đăkrơsa

21

2.2

Sơ đồ khối các thành phần chức năng chính NMTĐ Đăkrơsa

22

2.3

Đường ống chính

24

2.4

Mơ hình tốn cột nước tổng

25

2.5

Mơ hình hàm truyền đạt của van servo

26

2.6

Sơ đồ khối các đường ống phụ

26

2.7

Mơ hình để tính cột nước áp lực H1

28

2.8

Mơ hình tính lưu lượng qua ống dẫn phụ Q1

32

2.9

Mơ hình tính cơng suất cơ turbine

33

2.10

Biểu diễn sơ đồ khối mơ hình tốn học hệ thống thủy lực nhà
máy thủy điện Đăkrơsa

34

3.1

Sơ đồ nguyên lý thuật toán điều tốc hiện tại của nhà máy

37

3.2

Khởi động và chạy không tải với bộ điều khiển hiện tại

39

C
C

R
L

T

U
D

18


3.3

Hịa lưới và đặt cơng suất với bộ điều khiển hiện tại

39

3.4

Sơ đồ khối chức năng các bộ điều khiển mờ

40

3.5

Sơ đồ nguyên lý giải pháp đề xuất cải tiến hệ thống điều khiển

42

3.6

Hàm liên thuộc cho sai lệch E

44

3.7

Hàm liên thuộc cho sai lệch dE

44

3.8

Hàm liên thuộc cho đầu ra U

45

3.9

Biểu diễn dưới dạng Ruler

46

3.10

Kết quả giải mờ

46

4.1

Sơ đồ mơ phỏng thuật tốn điều khiển hệ thống điều tốc hiện tại
của nhà máy

47

4.2

Sơ đồ mô phỏng van servo

47

4.3

Sơ đồ mô phỏng cột nước tổng trên Matlab

4.4

Sơ đồ mô phỏng năng lượng thủy lực trên Matlab

48

4.5

Sơ đồ mơ phỏng tính tốn cơng suất cơ trên Matlab

48

4.6

Sơ đồ mơ phỏng tổ máy phát điện1 của nhà máy trên Matlab

49

4.7

Sơ đồ mạch nhất thứ lưới điện nhà máy

49

4.8

Sơ đồ mô phỏng lưới điện và máy phát một tổ trên Matlab

49

4.9

Mơ phỏng tồn bộ hệ thống

50

4.10

Sơ đồ hệ thống điện vận hành ở chế độ ốc đảo cấp điện cho thị
trấn ĐăkTô

50

4.11

Sơ đồ mô phỏng nhà máy nối lưới cấp điện độc lập cho phụ tải
huyện ĐăkTô

51

4.12

Kết quả mô phỏng tổ máy 1

52

C
C

R
L

T

U
D

47


4.13

Kết quả mô phỏng tổ máy 2

52

4.14

Kết quả mô phỏng tổ máy 3

52

4.15

Kết quả mô phỏng hoạt động của các tổ máy trường hợp chỉ
dùng thuật toán PID

53

4.16

Kết quả đáp ứng tần số của các tổ máy

53

4.17

Sơ đồ mô phỏng thuật toán điều khiển PID+Fuzzy luận văn đề
xuất

54

4.18

Kết quả đáp ứng tần số khi sử dụng bộ điều khiển PID kết hợp

55

FUZZY

4.19

C
C

So sánh đáp ứng tần số trước và sau cải tiến

R
L

U
D

T

55


1
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Lưới điện là một trong những hệ thống phức tạp nhất, các thành phần của hệ thống
được xây dựng trong mối liên kết với nhau một cách chặt chẽ, đóng một vai trị quan
trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Mất điện (blackout) hay sự cố rã lưới điện
là trường hợp tồi tệ nhất có thể xảy ra trong hệ thống điện. Rã lưới điện là sự cố mất liên
kết giữa các nhà máy điện, trạm điện dẫn đến mất điện một phần hay toàn bộ hệ thống
điện miền hoặc hệ thống điện quốc gia. Khi sự cố rã lưới điện xảy ra sẽ ảnh hưởng đến
các thiết bị điện quan trọng, các khu vực quan trọng khi bị mất điện có khả năng ảnh
hưởng đến an ninh quốc gia, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đe dọa tính mạng

con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế. Mặc dù tần suất xuất hiện của các sự cố rã lưới
như vậy là thấp, nhưng sự xuất hiện của loại sự cố này vẫn được báo cáo trên toàn thế
giới hàng năm. Trong 5 năm qua, hơn 50 lần rã lưới điện đã được báo cáo từ khắp nơi

C
C

R
L

trên thế giới. Hầu hết các lưới điện trên toàn thế giới đang hoạt động trong điều kiện
thiếu điện vào giờ cao điểm và làm tăng xác suất xảy ra sự cố mất điện trong lưới điện.

T

Khi sự cố rã lưới điện xảy ra, trung tâm điều độ có thể ra lệnh vận hành để yêu cầu
các nguồn phát điện thực hiện khởi động đen (black start) và cung cấp điện độc lập cho
các khu vực quan trọng trong một thời gian để chờ hệ thống điện được khơi phục. Trong

U
D

thời gian đó, các thao tác được thực hiện theo trình tự nhất định nhằm đưa các thiết bị của
hệ thống điện vào vận hành trở lại sau sự cố rã lưới. Để thực hiện việc này, các nguồn
phát điện tham gia vào khởi động đen phải được trang bị giải pháp khởi động đen và cấp
điện độc lập cho một khu vực phụ tải quan trọng. Bên cạnh đó, các khu vực quan trọng
cũng phải được trang bị hệ thống chuyển đổi nguồn điện nhận từ lưới điện quốc gia sang
nhận từ nguồn điện dự phòng theo quy định của pháp luật, đảm bảo các thiết bị điện quan
trọng làm việc bình thường hoặc không bị hư hỏng trong trường hợp mất điện lưới điện
quốc gia.

Nhà máy thủy điện Đăkrơsa nằm trên khu vực Bắc Tây nguyên, công suất máy
phát cỡ nhỏ (7,5 MW), kết nối lưới 22kV và lưới 110kV để cung cấp điện cho khu vực
Huyện Đăk Tô, và Tỉnh Kon Tum hòa vào lưới điện Quốc gia tại trạm 110kV Đăk Tô.
Việc đáp ứng nhanh của các tổ máy khi có sự thay đổi tải đột ngột từ hệ thống, đưa tổ
máy vào phát điện ở chế độ độc lập phát điện cho khu vực sẽ góp phần quan trọng nhằm
đáp ứng nhanh công suất cho phụ tải làm ổn định Hệ thống điện tại huyện Đăk Tơ nói
riêng, Tỉnh Kon Tum nói chung.


2
Tuy nhiên, hiện nay nhà máy thủy điện Đăkrơsa chưa được lựa chọn để tham gia
vào quá trình khởi động đen và khôi phục hệ thống điện quốc gia trong trường hợp rã
lưới xảy ra. Lý do chính là nhà máy thủy điện Đăkrơsa chưa được trang bị các thiết bị và
giải pháp điều khiển để khởi động đen và cấp điện độc lập cho một khu vực phụ tải trên
địa bàn tỉnh Kontum.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn như trên, nhu cầu cấp thiết đối với Công ty CP thủy
điện Đăkrơsa là cần nghiên cứu xây dựng giải pháp cải tiến, trang bị phần cứng và phần
mềm điều khiển cho nhà máy để có khả năng tham gia vào khởi động đen và cấp điện
độc lập cho một khu vực phụ tải trên địa bàn tỉnh Kontum trong trường hợp rã lưới xảy
ra. Khi đó, vai trị của nhà máy thủy điện Đăkrơsa sẽ được nâng lên tầm quan trọng cao
hơn và các chức năng của nhà máy thủy điện Đăkrơsa sẽ như sau:
 Khi lưới điện hoạt động bình thường thì nhà máy tham gia phát điện bình thường
hịa lưới điện quốc gia.

C
C

 Khi lưới điện bị rã lưới có thể tư động chuyển sang chế độ vận hành độc lập để

R

L

cấp điện cho lưới điện địa phương theo yêu cầu;

T

 Cung cấp điện cho khu vực huyện Đăk Tô khi hệ thống lưới điện Quốc Gia cô
lập để bảo dưỡng, thay thế tuyến đường dây truyền tải, nâng cấp;

U
D

- Vận hành phát điện để đảm bảo an ninh hệ thống điện trong huyện Đăk Tô, điều
tần, điều chỉnh điện áp, khởi động đen được huy động theo lệnh điều độ của Đơn vị vận
hành hệ thống điện, nhằm đảm bảo tiêu chuẩn vận hành, duy trì độ tin cậy và an ninh hệ
thống điện khu vực.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng được mơ hình tốn học mô tả gần như đúng với hệ thống thực của nhà
máy thủy điện Đăkrơsa.
Đề xuất được giải pháp điều khiển nhà máy thủy điện Đăkrơsa khởi động đen và
hoạt động ở chế độ độc lập cung cấp điện cho khu vực Huyện Đăk Tô - Tỉnh Kon Tum.
Xây dựng mô hình và mơ phỏng tồn hệ thống trên phần mềm Matlab – Simulink
để phân tích và đánh giá kết quả.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống điều khiển của nhà máy thủy điện Đăkrơsa và
lưới điện thị trấn Đăktô;


3
Nhà máy thủy điện Đăkrơsa là dạng nhà máy chung đường ống áp lực. Nước được

lấy từ một con suối dẫn đến các tua-bin qua một đường ống chung. Sau đó từ đường ống
này sẽ rẽ thành 3 đường ống phụ đưa nước đến quay 3 tua-bin khác nhau.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết;
Nghiên cứu xây dựng mô hình tốn học của hệ thống điều khiển nhà máy Thủy điện
Đăkrơsa;
Dựa trên các mơ hình tốn học, nghiên cứu và áp dụng các lý thuyết điều khiển để
đề xuất giải pháp điều khiển nhà máy thủy điện Đăkrơsa để khởi động đen và cấp điện
độc lập cho khu vực Huyện Đăk Tô - Tỉnh Kon Tum.
Sử dụng công cụ Matlab để mô phỏng, đánh giá và rút ra kết luận..

C
C

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài
5.1. Về mặt khoa học:

R
L

 Góp phần hồn thiện lý thuyết điều khiển nhà máy thủy điện khởi động đen và

T

điều khiển cấp điện độc lập cho một phần của lưới điện trong trường hợp sự cố rã lưới;
 Góp phần làm hồn thiện lý thuyết về mơ hình hóa và điều khiển hệ thống điều
khiển nhà máy thủy điện;

U
D

 Đề tài có sự đóng góp mặt khoa học trong việc xây dựng mơ hình tốn học mơ tả
chính xác hệ thống điều khiển tại nhà máy thủy điện Đăkrơsa để từ đó làm cơ sở cho việc
đào tạo cán bộ của nhà máy, nghiên cứu, thử nghiệm các giải pháp điều khiển để nâng
cao chất lượng hoạt động của nhà máy.
5.2. Về mặt thực tiễn:
 Làm rõ hơn về bản chất của hệ thống điều khiển nhà máy thủy điện dưới góc
nhìn của kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, có thể làm tài liệu tham khảo cho kỹ sư vận
hành hoặc người quản lý nhà máy, giúp hiểu rõ hơn về hệ thống điều khiển để làm cơ sở
cho việc vận hành nhà máy thủy điện Đăkrơsa;
Đề xuất giải pháp điều khiển nhà máy thủy điện Đăkrơsa để khởi động đen và cấp
điện độc lập cho khu vực Huyện Đăk Tơ - Tỉnh Kon Tum. Từ đó chuẩn bị các điều kiện
để nhà máy thủy điện Đăkrơsa được lựa chọn để tham gia vào quá trình khởi động đen và
khôi phục hệ thống điện quốc gia trong trường hợp rã lưới xảy ra.


4
6. Cấu trúc của luận văn
Mở đầu
Chương 1 : Tổng quan về vấn đề khởi động đen và điều khiển nhà máy thủy điện
cấp điện độc lập. Tổng quan về NMTĐ Đăkrơsa và hệ thống điều khiển nhà máy
thủy điện Đăkrơsa
Chương 2: Mơ hình tốn học của nhà máy thủy điện Đăkrơsa nối lưới
Chương 3: Đề xuất giải pháp điều khiển nhà máy thủy điện Đăkrơsa để khởi
động đen và cấp điện độc lập cho khu vực Huyện Đăk Tô - Tỉnh Kon Tum
Chương 4: Mô phỏng kiểm nghiệm
Kết luận

C
C

R
L

U
D

T


5
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ KHỞI ĐỘNG ĐEN CỦA NHÀ MÁY
THỦY ĐIỆN VÀ TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKRƠSA

Tổng quan về vấn đề khởi động đen của nhà máy thủy điện
Mất điện trên diễn rộng hoặc sự cố rã lưới điện là các trường hợp tồi tệ nhất có thể
xảy ra trong hệ thống điện. Rã lưới điện là sự cố mất liên kết giữa các nhà máy điện, trạm
điện dẫn đến mất điện một phần hay toàn bộ hệ thống điện miền hoặc hệ thống điện quốc
gia. Khi sự cố rã lưới điện xảy ra sẽ ảnh hưởng đến các thiết bị điện quan trọng, các khu
vực quan trọng khi bị mất điện có khả năng ảnh hưởng đến an ninh quốc gia, gây ô nhiễm
mơi trường nghiêm trọng, đe dọa tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế. Tại
Việt Nam, gần đây sự cố rã lưới điện gây mất điện toàn Miền Nam đã xảy ra chiều ngày
22/05/2013. Khi sự cố rã lưới điện xảy ra, trung tâm điều độ có thể ra lệnh vận hành để

C
C

yêu cầu các nguồn phát điện thực hiện khởi động đen (black start) và cung cấp điện độc
lập cho các khu vực quan trọng trong một thời gian để chờ hệ thống điện được khôi phục.
Khởi động đen là q trình khơi phục lại tồn bộ (hoặc một phần) hệ thống điện từ trạng

thái mất điện toàn bộ (hoặc một phần) bằng cách sử dụng các tổ máy phát điện có khả

R
L

T

năng khởi động đen. Trong thời gian đó, các thao tác được thực hiện theo trình tự nhất
định nhằm đưa các thiết bị của hệ thống điện vào vận hành trở lại sau sự cố rã lưới. Để

U
D

thực hiện việc này, các nguồn phát điện tham gia vào khởi động đen phải được trang bị
giải pháp khởi động đen và cấp điện độc lập cho một khu vực phụ tải quan trọng. Bên
cạnh đó, các khu vực quan trọng cũng phải được trang bị hệ thống chuyển đổi nguồn điện
nhận từ lưới điện quốc gia sang nhận từ nguồn điện dự phòng theo quy định của pháp
luật, đảm bảo các thiết bị điện quan trọng làm việc bình thường hoặc khơng bị hư hỏng
trong trường hợp mất điện lưới điện quốc gia.
Liên quan đến vấn đề này, Bộ công thương đã ban hành thông tư số 22/2017/TTBCT quy định khởi động đen và khôi phục hệ thống điện quốc gia. Theo đó, các yêu cầu
đối với nhà máy điện khởi động đen như sau đối với các nhà máy điện được quy định là
nhà máy điện khởi động đen phải tổ chức diễn tập khởi động đen tồn nhà máy ít nhất
mỗi năm một lần, bao gồm các hạng mục sau:
 Xử lý mất điện toàn nhà máy.
 Khởi động nguồn diesel cấp lại tự dùng cho nhà máy.
 Khởi động tổ máy phát, đóng máy cắt đầu cực phóng điện máy biến tăng áp,
chuyển đổi nguồn tự dùng.


6

 Đóng điện máy cắt phóng điện thanh cái 220kV hoặc 500kV, đóng điện đường
dây, kiểm tra khả năng hút công suất phản kháng, điều chỉnh điện áp của tổ máy.
 Hòa đồng bộ nhà máy với hệ thống điện, kiểm tra khả năng điều tần của nhà
máy.
Nguyên tắc thực hiện khởi động đen và khôi phục hệ thống điện được quy định như
sau:
1. Khởi động tổ máy phát của nhà máy điện khởi động đen trong hệ thống điện để
cung cấp điện cho tự dùng của nhà máy điện;
2. Khôi phục trạm điện của nhà máy điện khởi động đen chính hoặc nhà máy điện
khởi động đen dự phịng nếu nhà máy điện khởi động đen chính khơng khởi động được tổ
máy phát. Trong trường hợp hệ thống điện khơng có nhà máy điện khởi động đen hoặc
nhà máy điện tách lưới phát độc lập thì khơi phục trạm điện bằng đường dây liên kết từ
hệ thống điện khác;

C
C

3. Lần lượt đóng điện các đường dây (đường cáp) liên kết trạm điện đã có điện với

R
L

các nhà máy điện, trạm điện lân cận. Khơi phục các trạm điện; hịa điện các tổ máy phát

T

của nhà máy điện; hòa điện các nhà máy điện tách lưới giữ tự dùng, nhà máy điện tách
lưới phát độc lập với hệ thống điện. Trong q trình khơi phục trạm điện, phụ tải của
trạm điện được khôi phục theo yêu cầu về điều chỉnh điện áp và tần số;

U
D

4. Đóng điện đường dây liên kết và hịa điện với hệ thống điện khác, khơi phục chế
độ vận hành bình thường của hệ thống điện quốc gia;
5. Khôi phục phụ tải theo khả năng đáp ứng của hệ thống điện quốc gia.
Đối với một nhà máy điện khởi động đen phải có trách nhiệm:
+ Đảm bảo phương thức, thiết bị sẵn sàng khởi động đen thành công;
+ Khẩn trương thực hiện công tác khắc phục sự cố thiết bị của nhà máy điện, nhanh
chóng bàn giao thiết bị vào vận hành trong thời gian ngắn nhất sau sự cố;
+ Lập Quy trình khởi động đen của nhà máy điện và trình Giám đốc hoặc Phó Giám
đốc nhà máy điện được ủy quyền phê duyệt và được cấp Điều độ có thẩm quyền thơng
qua;
+ Tham gia lập phương án khởi động đen và khôi phục hệ thống điện quốc gia hoặc
hệ thống điện miền;


7
+ Định kỳ kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống tự dùng một chiều theo quy trình do đơn vị
ban hành, đảm bảo hệ thống tự dùng một chiều không bị sự cố khi mất điện hệ thống tự
dùng xoay chiều;
+ Định kỳ kiểm tra, bảo dưỡng, chạy thử nguồn điện diesel dự phịng theo quy trình
do đơn vị ban hành, đảm bảo hoạt động tốt cung cấp điện cho hệ thống tự dùng xoay
chiều trong trường hợp tổ máy phát không đủ điều kiện để khởi động đen;
+ Kiểm tra khả năng khởi động đen của nhà mày điện ít nhất mỗi tháng một lần;
+ Tổ chức bồi dưỡng, huấn luyện, đào tạo nhân viên vận hành đảm bảo đủ trình độ
tham gia khởi động đen theo chức danh vận hành. Tổ chức diễn tập khởi động đen toàn
nhà máy điện ít nhất mỗi năm một lần.
Vấn đề cấp điện độc lập, khởi động đen nhà máy thủy điện đã được nhiều nhà khoa
học quan tâm nghiên cứu. Các công trình đi trước đã nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn

C
C

học mơ tả hệ thống và đề xuất phương pháp điều khiển nhằm nâng cao chất lượng hoạt
động của hệ thống điều khiển vận hành ở chế độ phát độc lập của nhà máy thủy điện [1 –
5]. Tuy nhiên các cơng trình nghiên cứu đi trước đa số chỉ đưa ra các giải pháp chung mà

R
L

T

chưa đi sâu vào cụ thể về thuật toán điều khiển bộ điều tốc nhà máy. Hơn nữa cấu trúc hệ
thống thủy lực của các mơ hình tốn học mà các cơng trình đi trước không giống với các
nhà máy thủy điện nhỏ ở Việt Nam, vì vậy rất khó áp dụng vào thực tiễn tại các nhà máy
thủy điện ở Việt Nam.

U
D

Nhà máy thủy điện Đăkrơsa nằm trên khu vực Bắc Tây nguyên, công suất máy phát
cở nhỏ (7,5 MW), kết nối lưới 22kV và lưới 110kV để cung cấp điện cho khu vực Huyện
Đăk Tơ, và Tỉnh Kon Tum hịa vào lưới điện Quốc gia tại trạm 110kV Đăk Tô. Việc
nghiên cứu giải pháp khởi động đen cho nhà máy thủy điện Đăkrơsa để khi có sự cố đột
ngột từ hệ thống điện có thể đưa tổ máy vào phát điện ở chế độ độc lập phát điện cho khu
vực sẽ góp phần quan trọng, nhằm đáp ứng nhanh công suất cho phụ tải làm ổn định Hệ
thống điện tại huyện Đăk Tơ nói riêng, Tỉnh Kon Tum nói chung.
Hiện nay nhà máy thủy điện Đăkrơsa chưa được lựa chọn để tham gia vào q trình
khởi động đen và khơi phục hệ thống điện quốc gia trong trường hợp rã lưới xảy ra. Lý

do chính là nhà máy thủy điện Đăkrơsa là một nhà máy công suất nhỏ và chưa được trang
bị các thiết bị và giải pháp điều khiển để khởi động đen và cấp điện độc lập cho một khu
vực phụ tải trên địa bàn tỉnh Kontum.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn như trên, nhu cầu cấp thiết đối với Công ty CP thủy
điện Đăkrơsa là cần nghiên cứu xây dựng giải pháp cải tiến, trang bị phần cứng và phần
mềm điều khiển cho nhà máy để có khả năng tham gia vào khởi động đen và cấp điện


8
độc lập cho một khu vực phụ tải trên địa bàn tỉnh Kontum trong trường hợp rã lưới xảy
ra. Khi đó, vai trị của nhà máy thủy điện Đăkrơsa sẽ được nâng lên tầm quan trọng cao
hơn và các chức năng của nhà máy thủy điện Đăkrơsa sẽ như sau:
 Khi lưới điện hoạt động bình thường thì nhà máy tham gia phát điện bình thường
hịa lưới điện quốc gia.
 Khi lưới điện bị rã lưới có thể tư động chuyển sang chế độ vận hành độc lập để
cấp điện cho lưới điện địa phương theo yêu cầu;
 Cung cấp điện cho khu vực huyện Đăk Tô khi hệ thống lưới điện Quốc Gia cô
lập để bảo dưỡng, thay thế tuyến đường dây truyền tải, nâng cấp;
- Vận hành phát điện để đảm bảo an ninh hệ thống điện trong huyện Đăk Tô, điều
tần, điều chỉnh điện áp, khởi động đen được huy động theo lệnh điều độ của Đơn vị vận
hành hệ thống điện, nhằm đảm bảo tiêu chuẩn vận hành, duy trì độ tin cậy và an ninh hệ
thống điện khu vực.

C
C

R
L

Mục tiêu chính của học viên khi thực hiện đề tài là nghiên cứu về giải pháp khởi

động đen cho nhà máy thủy điện Đăkrơsa và cấp điện độc lập cho phụ tải là thị trấn

T

ĐăkTô – Kontum. Việc nghiên cứu bắt đầu từ việc xây dựng mơ hình tốn học cho các
thành phần chính của nhà máy thủy điện Đăkrơsa tại tỉnh Kontum. Dựa trên mô hình
tốn học này, các thuật tốn điều khiển PID và điều khiển mờ được đề xuất để khởi động
đen nhà máy và vận hành ở chế độ ốc đảo cấp điện cho một phụ tải xác định. Với đặc
điểm cấu trúc hệ thống thủy lực của nhà máy Đăkrơsa là chung một đường ống thủy lực

U
D

chính và sau đó rẽ nhánh vào 3 tổ máy thì đây là nghiên cứu có tính mới, các cơng trình
nghiên cứu đi trước chưa thực hiện. Đây là nghiên cứu quan trọng làm cơ sở khoa học để
nhà máy thủy điện Đăkrơsa đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống điều khiển, xây dựng giải
pháp khởi động đen cho nhà máy và cấp điện độc lập theo yêu cầu cấp thiết của thực tiễn.
1.2. Tổng quan về nhà máy thủy điện Đăkrơsa
Cơng trình thủy điện Đăkrơsa nằm trên địa phận xã Ngọc Tụ thuộc huyện Đăk Tơ
tỉnh Kon Tum. Cơng trình khai thác nguồn nước suối Đaktakan – nhánh suối nhỏ bờ trái
và đổ vào sông Pô Kô, khai thác kiểu đường dẫn.
Thành phần cơng trình bao gồm: Đập dâng, đập tràn, cửa lấy nước, kênh dẫn và nhà
máy có cơng suất lắp đặt 7,5MW cùng với kênh xả và trạm phân phối ngoài trời. Cơng
trình thủy điện tận dụng phần chênh lệch mực nước từ cao trình MNDBT 734m đến cao
trình MNHL 600m.


9
Nhiệm vụ chính của cơng trình thủy điện Đăkrơsa : Phát điện bổ sung nguồn điện
năng khoảng 35,62 triệu kWh vào hệ thống điện Quốc gia.

Tọa độ địa lí vào khoảng :
+ Vĩ độ bắc

14042’28” đến 14042’49”

+ Kinh độ đông

107049’16” đến 107049’27”.

- Cơng trình thủy điện ĐăkRơSa nằm trên nhánh suối Đắktakan là phụ lưu nhỏ của
nhánh Krông Pô Kô, thượng nguồn sông Sê San, sông bắt nguồn từ đỉnh Ngọc Linh với
cao độ khoảng +2598m, suối Đăktakan gần như chảy theo hướng Bắc Nam. Khu vực xây
dựng cơng trình thủy điện Đắk Rơ Sa gần thị trấn Đắk Tô, tỉnh Kon Tum.
Các thông số cơ bản của nhà máy:
+ Số tổ máy : 03

C
C

+ Công suất: 3 x 2,5 MW

+ Sản lượng điện bình quân hàng năm: 33 triệu KWh/năm

R
L

+ Thời gian vận hành chính thức: 09/11/2007

T

+ Vị trí xây dựng: Trên dịng sơng Đăktơkan thuộc địa phận xã Văn Lem Huyện
Đăk Tơ, tỉnh KonTum.

U
D

Diện tích ngập trong lịng hồ 27ha bao gồm suối và bãi bồi - được nhân dân trồng
lúa và hoa màu. Nền lòng hồ là nền đất sét, á sét aluvi, á cát, cát cuội sỏi, chiều dày từ 1
đến 3m. Chỗ sâu nhất không quá 10m. Dưới là đá Granit - biotit của phức hệ Bà Nà. Đá
nứt nẻ yếu, tính thấm nhỏ, rất cứng chắc, cắt qua hồ chứa có một đới phá hủy kiến tạo
bậc IV - đới nứt nẻ tăng cao, không làm ánh hưởng đến hồ chứa.
1.2.1. Đập thủy điện Đăkrơsa
Tuyến đập dâng là đập bê tông trọng lực, cao khoảng 15 m, chiều dài đập (tính
theo cao trình đỉnh đập 734.0m) khoảng 40m. Suối Đăk Tơ kan đoạn xây tuyến đập
chảy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc, thung lũng suối tương đối rộng khá bằng phẳng.
Vai phải đập là sườn phủ có độ dốc 20 - 300, Vai trái đập là là sườn phủ có độ dốc 20 250.
Đập thủy điện Đăkrơsa là dạng kiểu đập bằng cách xây dựng đập chắn ngang sơng
có thể làm cho mức nước ở trước đập dâng cao tạo ra cột nước H0 tạo áp lực theo kênh
dẫn nước đưa nước về bể điều áp. Nói chung nhà máy thủy điện kiểu đập thường dễ xây
dựng ở những nơi dịng chảy có độ dốc lớn, chảy ngang qua thung lũng của những quả
đồi.


10
Do dịng chảy trong đường ống áp lực là kín bảo toàn được cột áp thủy tĩnh nên cột
nước của nhà máy thủy điện có thể được tính như từ mức nước khối kênh dẫn hở (Điểm
cuối bể áp lực nhà máy) đến mức nước phía sau NMTĐ. Dễ thấy, cột nước của NMTĐ
kiểu kênh dẫn có thể rất lớn nếu nguồn nước được lấy từ vị trí cao.

C

C

R
L

T

Hình 1.1 - Mặt cắt cơng trình đập thủy điện Đăkrơsa

U
D

Hình 1.2 - Đập dâng nhà máy thủy điện Đăkrơsa


Nhà máy thủy điện Đăkrơsa thuộc kiểu kênh dẫn.


11

C
C

R
L

Hình 1.3 - Kênh dẫn nhà máy thủy điện Đăkrơsa

T

Nhà máy thuỷ điện Đăkrơsa được bố trí bên bờ phải sông ĐăkTờkan, ở chân đồi núi

U
D

cách mép sông khoảng 30m, cao độ mặt đất tự nhiên khu nhà máy từ (624.0  635.0)m.
Chọn loại kết cấu BTCT kiểu hở móng đặt trên nền địa chất đặt móng nhà máy trong đới
IIA, các thơng số chính của thiết bị kiến nghị dùng turbine Francis trục ngang, 03 tổ máy
với công suất lắp máy mỗi tổ là 7,5 MW. Các thiết bị chính bố trí các thiết bị gồm
(turbine, máy phát điện, van cầu, máy biến áp…), hệ thống điều khiển giám sát và các
thiết bị khác.
1.2.2. Thiết bị thuỷ lực chính của nhà máy thuỷ điện Đăkrơsa
Thiết bị thuỷ lực chính của nhà máy thuỷ điện Đăkrơsa gồm:
- Tua bin.
- Máy điều tốc.
- Máy phát điện.
- Van trước turbine.


12

C
C

R
L

Hình 1.4 - Tổng quan hệ thống van cánh hướng, turbine, máy phát

T

Turbine nhà máy thủy điện Đăkrơsa thuộc loại Turbine Francis trục ngang.Thành
phần cấu tạo hệ thống turbine: Buồng xoắn, cánh hướng, Bánh xe công tác, côn hút, trục
turbine, ổ đỡ turbine, hệ thống điều khiển cánh hướng, đêm kín trục turbine, hệ thống làm
kín bánh xe cơng tác.

U
D

 Buồng xoắn: Chức năng hướng cánh hướng dẫn dòng. Phân bố áp lực dịng
chảy lên bánh xe cơng tác đều nhau để tránh mài mịn cánh của bánh xe cơng tác. Buồng
xoắn có kết cấu dạng ống xoắn theo hình xoắn ốc, có đường kính của tiết diện thay đổi
nhỏ dần. Bồng xoắn được chia ra làm 3 bộ phận cơ bản: Đoạn ống trung gian, thân
buồng xoắn, Stay-ring.
 Ống hút và côn xả: Là bộ phận đưa nước từ bánh xe công tác xả ra hạ lưu
 Bánh xe công tác.
 Chức năng: là bộ phận chuyển năng lượng dòng nước thành cơ năng truyền lên
trục Turbine-Máy phát làm quay máy phát điện.
 Nguyên lý làm việc: BXCT là sử dụng phần thế năng và một phần động năng
của dòng nước. Dòng nước khi chảy qua BXCT theo hướng xuyên tâm lượn trong các
rãnh giữa hai mặt cong cánh BXCT, làm thay đổi cả độ lớn lẫn hướng (theo hướng dọc
trục) của vận tốc nước. Do nước phải đổi hướng chảy tạo nên phản lực tác dụng lên
cánh BXCT. Phản lực này tác động lên tất cả các cánh BXCT tạo nên mômen quay
turbine.


13


Trục turbine và ổ hướng turbine.

 Trục turbine Nhiệm vụ là truyền động mômen quay từ BXCT đến trục rotor
máy phát. Trục Turbine mặt trên gắn với trục dưới máy phát bằng bu lông, mặt dưới
được gắn với bánh xe cơng tác bằng bu lơng và có vai trục turbine. Trục Turbine được
định hướng bằng 10 segment;
 Ổ hướng Turbine: có nhiệm vụ giữ cho trục turbine ln quay theo một phướng
thẳng đứng đồng tâm với trục máy phát. Cấu tạo : vai trục turbine (phần quay) gắn trực
tiếp với trục turbine, cùng với segment hướng, phần tĩnh gắn trên giá đỡ turbine gồm:
thùng dầu, dầu, các đường ống làm mát dầu ổ hướng, các segment hướng, các cảm biến
đo lường và bảo vệ ổ hướng turbine.
 Hệ thống dầu làm mát : Dầu trong ổ hướng turbine được làm mát bằng các ống
nước ngâm trực tiếp trong bồn dầu. Hệ thống ống nước làm mát được quấn thành những
vòng tròn hở quanh trục turbine theo chu vi thùng dầu, ống nước được quấn thành ba
lớp, mỗi lớp gồm sáu vòng quanh trục, các ống được gắn nối tiếp nhau chỉ có một đầu

C
C

vào và một đầu ra.

R
L

 Cảm biến đo lường : 8 RTD đo nhiệt độ segment hướng (Hiển thị đo lường). 2
Dial đo nhiệt độ segment hướng (Hiển thị và bảo vệ), 700C (Trip). 1 Dial đo nhiệt độ

T

dầu ổ hướng (Hiển thị và bảo vệ) 600C (Alarm), 65o C (Trip). 1 RTD đo nhiệt độ dầu ổ
hướng (Hiển thị). 2 RTD đo nhiệt độ nước vào và ra hệ thống nước làm mát dầu turbine.

3WOD Cảm biến nước lẫn trong dầu 3LS1,2,3. Hiển thị mức dầu trong ổ hướng (Thước
đo)

U
D

 Cánh hướng tĩnh và cánh hướng động.
 Cánh hướng tĩnh : Gồm 24 cánh hướng cố định bố trí đều xung quanh ngõ ra
của buồng xoắn trước van cánh hướng động. Nhiệm vụ hướng dòng nước theo hướng
xuyên tâm với BXCT nhằm tăng hiệu suất.
 Cánh hướng động : Gồm 24 cánh hướng được dẫn động qua cánh tay đòn của
servomotor. Nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng nước chảy vào BXCT từ đó thay đổi cơng
suất Turbine.
 Bộ phận phân phối nước cho BXCT : Bộ phận phân phối nước cho bánh xe
cơng tác có nhiệm vụ chính điều chỉnh lưu lượng nước vào Bánh xe cơng tác theo một
hướng dịng chảy nhất định để thay đổi công suất của Turbine. Bộ phận này gồm các
thành phần sau : Vành dẫn động cánh hướng, vành dưới, cánh hướng động, servomotor.
1.2.3. Máy phát nhà máy thủy điện Đăkrơsa
- Nguyên lý làm việc: Máy phát điện làm việc dựa trên nguyên lý của định luật
cảm ứng điện từ, khi tốc độ tổ máy ta cung cấp dịng kích từ cho cuộn dây rotor máy


14
phát. Dịng điện này sẽ sản sinh ra từ thơng Φ, vì rotor đang quay nên từ thơng này qt
qua các thanh dẫn. Stator đặt lệnh nhau trong không gian 1200 nên sức điện động cảm
ứng phía dây quấn. Stator là sức điện động xoay chiều 3 pha có cùng biên độ nhưng lệch
nhau 1200 điện.
- Thông số kỹ thuật:
+ Công suất biểu kiến : 3.125 MVA
+ Công suất tác dụng : 2.5 MW

+ Tần số định mức: 50Hz
+ Hệ số công suất : 0.8
+ Điện áp định mức : 6.3 kV
+ Dòng điện định mức : 286.4 A
+ Tốc độ định mức : 1000 vòng/phút
+ Tốc độ lồng tốc : 1697 vòng/ phút
- Cấu tạo máy phát diện 3 pha đồng bộ
Cấu tạo chính của máy phát gồm hai phần:
a)

C
C

R
L

Stator

T

 Stator gồm một khung, lõi stator và cuộn dây stator…
 Khung của stator được hàn từ các tấm thép và khung máy, chúng được sử dụng
để gắn cố định vào lõi của stator.

U
D

 Lõi của stator được làm từ các lá thép silicon có độ dẫn từ cao, tổn thất thấp, các
lá thép có độ mỏng 0,5mm. Lõi của stator được đặt trên khung, bên trong và khe của lõi
thực hiện xử lý hoàn hảo nhằm ngăn chặn sự phóng điện hồ quang.

 Các cuộn dây stator được làm bằng các sợi dây đồng ghép đôi. Lớp cách điện
trong và lớp cách điện ngoài đều được tạo thành bằng các sợi vải mica epoxy ép nóng.
Bề mặt của mỗi cuộn dây được xử lý để bảo vệ tia lửa điện.
 Khi các cuộn dây stator được gắn vào bên trong khe của lõi stator, 6 bộ dò nhiệt
độ điện trở dây đồng (RTD, 100 ở 00C) được gắn vào các rãnh của stator để phát hiện
các kênh nhiệt độ của các cuộn dây stator và lõi stator.
 Có 6 sợi cáp đầu ra của máy phát, trong đó có 3 sợi cáp đầu ra và 3 sợi cáp
trung tính. Nếu vị trí của các sợi cáp này khơng thuận lợi cho việc kết nối trong việc
thiết kế và lắp đặt của nhà máy, các sợi cáp đầu ra và các sợi cáp trung tính có thể
chuyển đổi vị trí cho nhau.