Nghiên cứu thông số cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính vận hành của hệ thống tuabin máy phát điện của nhà máy thủy nậm mô
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.72 MB, 53 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
Nghiên cứu thông số cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính
vận hành của hệ thống tuabin – máy phát điện của Nhà Máy Thủy
Điện Nậm Mô.
Cán bộ hướng dẫn
: KS. Thái Hồng Đức
Sinh viên thực hiện
: Lê Sỹ Văn
MSSV
: 135D5103010029
Lớp: K54 - K1 công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử
Khóa học
: 2013 - 2018
Nghệ An, 05-2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
Nghiên cứu thông số cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính
vận hành của hệ thống tuabin – máy phát điện của Nhà Máy Thủy
Điện Nậm Mô.
Cán bộ hướng dẫn : KS. Thái Hồng Đức
Cán bộ phản biện
: TS. Nguyễn Tiến Dũng
Sinh viên thực hiện : Lê Sỹ Văn
MSSV
: 135D5103010029
Lớp: K54 - K1 công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử
Khóa học
: 2013 - 2018
Nghệ An, 05-2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Viện Kỹ thuật & Công nghệ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên : Lê Sỹ Văn
MSSV
: 135D5103010029
Khố
Ngành
: 2013 - 2018
: Cơng nghệ kỹ thuật điện - điện tử
I. Tên đề đồ án:
Nghiên cứu thông số cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính vận hành của
hệ thống tuabin – máy phát điện của Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mô
II. Yêu cầ u:
- Tìm hiểu tổng quan về nhà máy thủy điện Nậm Mô;
- Nghiên cứu chức năng, nhiệm vụ của hệ thống tuabin – máy phát điện;
- Thông số và các đặc tính kỹ thuật của hệ thống tuabin - máy phát;
- Cấu tạo của hệ thống tuabin – máy phát;
- Các đường đặc tính vận hành của hệ thống tuabin – máy phát;
- Các quy định khi vận hành hệ thống tuabin – máy phát;
- Các bản vẽ sơ đồ công nghệ liên quan đến hệ thống tuabin – máy phát.
III. Nội dung thực hiện:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM MÔ
CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT HỆ THỐNG TUABIN
– MÁY PHÁT
CHƯƠNG 3: CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG TUABIN – MÁY PHÁT
CHƯƠNG 4: CÁC QUY ĐỊNH KHI VẬN HÀNH HỆ THỐNG TUABIN –
MÁY PHÁT
IV. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
Ngày 22 tháng 3 năm 2018
V. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
Ngày 10 tháng 05 năm 2018
Trưởng bộ môn
Cán bộ hướng dẫn
Thái Hồng Đức
❖ Bảng chú thích các kí tự và kí hiệu và định nghĩa tiếng anh:
STT
Kí hiệu và
kí tự
Tên gọi
Ghi chú
Ký hiệu thay thế cho tổ máy số 1 hoặc số
Ví dụ: 60* nghĩa
là máy cắt đầu
cực
1
*
2
TU6H*A
3
TU6H*B
4
TU6T1
Biểu thị máy biến điện áp T1 phía 6,3kV
5
TU6T2
Biểu thị máy biến điện áp T2 phía 6,3kV
6
TI60*
7
TITD61
8
SFWG930/3570
2
Biểu thị máy biến điện áp của máy phát
đồng bộ 3 pha cấp điện áp 6,3kV pha A
Biểu thị máy biến điện áp của tổ máy 1
hoặc 2 với cấp điện áp 6,3kV pha B
Biểu thị máy biến dòng máy cắt đầu cực
máy phát cấp điện áp 6,3kV
Biểu thị máy biến dòng tự dùng số 1 cấp
điện áp 6,3kV
Máy phát điện 3pha trục ngang
9
TIH*0
Biểu thị máy biến dòng
10
MC60*
Máy cắt
11
BXCT
Bánh xe cơng tác
12
TITD61
13
64*-3
14
CC-TD61A
CC-TD61B
Biểu thị máy biến dịng tự dùng số 1 cấp
điện áp 6,3kV
Dao cắt phụ tải
Biểu thị cầu chì cản máy biến áp tự dùng
15
TD61-38
Máy biến áp tự dùng
16
MFĐ
Máy phát điện
17
Generating
Chế độ phát điện lên lưới
18
Stop
Chế độ dừng dự phịng
19
Racing
Chế độ khơng tải, khơng kích từ
Chế độ khơng tải, có kích từ
20
Unload
21
AVR
22
FCR
Chế độ tự động điều chỉnh dịng kích từ
23
Cons.Q
Chế độ ổn định cơng suất vô công
24
Cons.PF
Chế độ ổn định hệ số công suất
25
Local
Chế độ điều khiển tại chỗ
26
P.ĐKTT
Phòng điều khiển trung tâm
27
Auto
Chế độ tự động
28
LCU
Màn hình tủ điều khiển
29
MC
Máy cắt
30
DTĐ
Dao tiếp địa
31
TU
Máy biến điện áp
32
TI
Máy biến dòng
33
Manual
Chế độ điều khiển bằng tay
34
NVVH
Nhân viên vận hành
35
BXCT
Bánh xe cơng tác
36
*D14
Đóng van
37
CHN
Cánh hướng nước
38
PCCC
Phịng cháy chữa cháy
39
DCL
Dao cách ly
40
TD
Tụ dùng
Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp máy
phát
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM MƠ
Hình 1. 1: Tổng qt về Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mơ ............................... 5
Hình 1. 2: Sơ đồ tổ nối điện khu vực của nhà máy ........................................ 7
Hình 1. 3: Sơ đồ mặt cắt dọc nhà máy ............................................................ 7
Hình 1. 4: Sơ đồ nối điện chính của nhà máy ................................................ 8
CHƯƠNG II: THƠNG SỐ VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT HỆ THỐNG TUABIN
– MÁY PHÁT
Bảng 2. 1: Các thông số của máy phát điện ................................................. 14
Bảng 2. 2: Các thơng số hệ thống kích từ ..................................................... 16
Bảng 2. 3: Các thông số hệ thống cấp điện áp máy phát ............................ 19
Bảng 2. 4: Các thông số hệ thống điều tốc ................................................... 19
Bảng 2. 5: Các thông số hệ thống Tuabin thủy lực ..................................... 21
Bảng 2. 6: Các thông số cấp dầu tổ máy....................................................... 23
Bảng 2. 7: Thông số hệ thống thiết bị phụ trợ tổ máy ................................ 23
CHƯƠNG III: CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG TUABIN – MÁY PHÁT
Hình 3. 1: Cấu tạo của hệ thống Tuabin – Máy phát .................................. 24
Hình 3. 2: Cấu tạo Stato bao gồm các bộ phận chính là khung stato, cuộn
dây............................................................................................................................. 25
Hình 3. 3: Cấu tạo của roto. .......................................................................... 27
Hình 3. 4: Cấu tạo của ổ trục máy phát ....................................................... 29
Hình 3. 5: Bạc ổ đỡ máy phát ........................................................................ 29
Hình 3. 6: Bạc ổ chặn trước ........................................................................... 30
Hình 3. 7: Bạc ổ chặn sau............................................................................... 30
Hình 3. 8: Thiết bị phụ trợ phanh tổ máy .................................................... 31
Hình 3. 9: Thiết bị phụ trợ bộ sấy ................................................................. 32
Hình 3. 10: Thiết bị phụ trợ bộ hút ẩm ........................................................ 32
Hình 3. 11: Cấu tạo cánh hướng nước.......................................................... 34
Hình 3. 12: Cấu tạo bánh xe cơng tác ........................................................... 35
Hình 3. 13: Cấu tạo của hệ thống chèn trục................................................. 36
Hình 3. 14: Cấu tạo của hệ thống phanh servomotor ................................. 37
Hình 3. 15: Biểu thị các đường đặc tính phối hợp giữa cánh hướng nước
và bánh xe cơng tác ................................................................................................. 38
Hình 3. 16: Biểu thị các đường đặc tính Tuabin ......................................... 39
Hình 3. 17: Biều thị các đường đặc tính P – Q và kích từ tối thiểu ........... 40
LỜI MỞ ĐẦU
Nhà máy thủy điện đóng vai trị quan trọng trong chiến lược phát triển nguồn
năng lượng của quốc gia. Do tầm quan trọng như vậy nên việc vận hành an toàn và
hiệu suất nhà máy là cần thiết để đảm bảo tính ổn định chung trong tồn hệ thống
điện. Để đáp ứng các nhu cầu trên, mỗi thiết bị, hệ thống công nghệ trong nhà máy
phải làm việc tin cậy và an toàn. Ngoài ra, yếu tố con người vận hành thiết bị là
quan trọng nhất vì con người là chủ thể trực tiếp tác động lên thiết bị.
Sau thời gian học tập tại trường Đại học Vinh em đã được nhận đồ án tốt
nghiệp với đề tài: Nghiên cứu thông số cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính
vận hành của hệ thống tuabin – máy phát điện của Nhà Máy Thủy Điện Nậm
Mô.
Hệ thống tuabin – máy phát điện là một trong những hệ thống cơng nghệ
thuộc nhà máy, đáp ứng u cầu kích thích cho tổ máy, đóng góp một phần quan
trọng trong việc vận hành ổn định của nhà máy. Do đó, mục đích của em khi làm đề
tài này nhằm đưa ra các kiến thức về hệ thống tuabin – máy phát điện như: Nghiên
cứu thông số cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc tính vận hành của hệ thống tuabin –
máy phát điện của nhà máy, từ đó có thể vận hành an tồn và hiệu quả hệ thống mà
mình đảm nhiệm, góp phần hồn thành chung của nhà máy.
Qua thời gian thực hiện đề tài, với sự nỗ lực của bản thân và được sự quan tâm
giúp đỡ tận tình của anh Thái Hồng Đức trong tổ vận hành đang làm việc tại Nhà
Máy Thủy Điện Nậm Mô thuộc Công Ty Cổ Phần Tổng Công Ty Phát Triển Năng
Lượng Nghệ An và các thầy cô trong Viện Kỹ thuật & Cơng nghệ, thì đến nay đề
tài của em cơ bản đã hoàn thành.
Trong bản đồ án này gồm 4 phần chính là:
Chương 1: Tổng quan Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mơ
Chương 2: Thơng số và đặc tính kỹ thuật hệ thông tuabin – máy phát
Chương 3: Cấu tạo của hệ thống tuabin – máy phát
Chương 4: Các quy định khi vận hành hệ thống tuabin – máy phát
Tuy nhiên, do thời gian có hạn, tính phức tạp của đề tài và trình độ kinh
nghiệm cịn hạn chế, nên trong thời gian thực hiện đề tài không tránh khỏi những sai
1
sót vậy mong nhận được ý kiến đóng góp của hội đồng để đề tài được hoàn thiện
hơn và bản thân em có kinh nghiệm bổ sung kiến thức của mình được tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn anh Thái Hồng Đức cùng các thầy cô trong Viện
Kỹ thuật & Cơng nghệ đã tạo điều kiện cho em hồn thành đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Ngày 10 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Lê Sỹ Văn
2
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
MỤC LỤC ...................................................................................................................................... 3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM MÔ ........................... 5
1.1. Vị trí địa lý .................................................................................................................. 5
1.2. Một số thơng số cơ bản ........................................................................................... 6
1.3. Sơ đồ tổ nối điện khu vực của nhà máy............................................................ 6
CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT HỆ THỐNG TUABIN
– MÁY PHÁT................................................................................................................................ 9
2.1. Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống Tuabin – Máy phát điện .................. 9
2.1.1. Máy phát điện ..................................................................................................... 9
2.1.2. Hệ thống kích từ ................................................................................................ 9
2.1.3. Hệ thống cấp điện áp máy phát................................................................... 10
2.1.4. Hệ thống điều tốc ............................................................................................. 10
2.1.5. Hệ thống Tuabin thủy lực ............................................................................. 11
2.1.6. Hệ thống cấp dầu tổ máy............................................................................... 12
2.1.7. Hệ thống thiết bị phụ trợ tổ máy ................................................................. 13
2.2. Thơng số và đặt tính kỹ thuật của hệ thống Tuabin – Máy phát ......... 13
2.2.1. Thông số máy phát điện................................................................................. 13
2.2.2. Thơng số hệ thống kích từ ............................................................................ 14
2.2.3. Thông số hệ thống cấp điện áp máy phát ................................................ 16
2.2.4. Thông số hệ thống điều tốc .......................................................................... 19
2.2.5. Thông số hệ thống Tuabin thủy lực .......................................................... 20
2.2.6. Thông số hệ thống cấp dầu tổ máy ............................................................ 21
2.2.7. Thông số hệ thống thiết bị phụ trợ tổ máy .............................................. 23
CHƯƠNG 3: CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG TUABIN – MÁY PHÁT ................. 24
3.1. Cấu tạo máy phát.................................................................................................... 24
3.1.1. Cấu tạo của stato trong máy phát ............................................................... 25
3.1.2. Cấu tạo của roto trong máy phát ................................................................ 26
3.1.3. Ổ trục máy phát ................................................................................................ 27
3
3.1.4. Các bộ phận phụ trợ như quạt làm mát, bộ làm mát, bộ sấy, bộ hút
ẩm, phanh .............................................................................................................................. 30
3.2. Cấu tạo Tuabin ........................................................................................................ 33
3.2.1. Cánh hướng nước ........................................................................................... 33
3.2.2. Bánh xe công tác ............................................................................................. 34
3.2.3. Hệ thống chèn trục.......................................................................................... 35
3.2.4. Servomotor ......................................................................................................... 37
CÁC ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG TUABIN –
MÁY PHÁT ....................................................................................................................... 38
1. Đường đặc tính phối hợp giữa cánh hướng nước và bánh xe công tác38
2. Đường đặc tính Tuabin ........................................................................................ 39
3. Đường đặc tính P-Q và kích từ tối thiểu......................................................... 40
4.1. Các chế độ vận hành của máy phát và tuabin thủy lực ........................... 41
4.1.1. Máy phát và tuabin thủy lực ........................................................................ 41
4.1.2. Hệ thống kích từ .............................................................................................. 41
4.1.3. Hệ thống điều tốc ............................................................................................. 41
4.1.4. Hệ thống cấp điện áp máy phát................................................................... 42
4.1.5. Hệ thống cấp dầu tổ máy............................................................................... 42
4.1.6. Hệ thống thiết bị phụ trợ tổ máy ................................................................. 42
4.2. Các quy định khi vận hành máy phát và tuabin thủy lực ....................... 43
4.2.1. Đối với tuabin thủy lực .................................................................................. 43
4.2.2. Đối với hệ thống điều tốc .............................................................................. 43
4.2.3. Đối với máy phát điện..................................................................................... 44
4.2.4. Đối với hệ thống kích từ ................................................................................ 44
4.2.5. Đối với hệ thống cấp điện áp máy phát .................................................... 45
4.2.6. Đối với hệ thống cấp dầu tổ máy ................................................................ 45
4.2.7. Đối với hệ thống thiết bị phụ trợ tổ máy .................................................. 45
KẾT LUẬN .................................................................................................................................. 46
Tài liệu tham khảo .................................................................................................................... 47
4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NẬM MÔ
1.1. Vị trí địa lý
- Thủy Điện Nậm Mơ là thủy điện xây dựng trên dịng Nậm Mơ tại vùng đất
bản Cánh, xã Tà Cạ, huyện Kỳ Sơn, tỉnh Nghệ An, Việt Nam.
- Sông Nậm Mô hay Nậm Mộ là phụ lưu cấp 1 của sông Lam, khởi nguồn từ
hợp lưu nhiều suối trên đất nước Lào. Trong đó dịng chính bắt nguồn từ sườn tây
nam dãy núi Phu Xai Lai Leng tại huyện Khamkeuth và Viengthong, tỉnh
Bolikhamxay, chảy về hướng tây bắc 19°8′55″B 104°9′59″Đ. Núi Phu Xai Lai
Leng ở biên giới giáp vùng đất các xã Nậm Càn và Na Ngoi huyện Kỳ Sơn.
Sau đó đến huyện Mok mai tỉnh xiengkhuang sông đổi hướng đông bắc
19°16′51″B 103°48′59″Đ, rồi là ranh giới tự nhiên cho biên giới Việt - Lào đoạn ở
các xã Mường Ải, Mường Típ và Tà Cạ.
Tại bản Nhạn Lý xã Tà Cạ 19°25′3″B 104°4′11″Đ sông đổi hướng đông nam,
chảy vào đất Việt Nam. Đến bản Cửa Rào, xã Xá Lượng, huyện Tương Dương
19°17′10″B 104°25′39″Đ thì đổ vào sơng Lam.
Hình 1. 1: Tổng qt về Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mô
5
1.2. Một số thông số cơ bản
Một số thông số cơ bản của Nhà máy thủy điện Nậm Mô:
- Cấp cơng trình: Cơng trình có cấp thiết kế III theo TCXD VN 285:2002;
- Số tổ máy: 02 tổ;
- Công suất lắp máy: 18 MW;
- Loại tuabin bóng đèn trục ngang;
- Cột nước làm việc cao nhất: 17,6 m;
- Cột nước làm việc định mức: 14 m;
- Cột nước làm việc thấp nhất: 12,8 m;
- Tốc độ quay của tổ máy: 200 vịng/phút;
- Mực nước dâng bình thường của đập: 157 m;
- Mực nước chết: 154,3 m;
- Dung tích điều tiết: 1,19 triệu m3;
- Dung tích tồn bộ: 2,68 triệu m3.
1.3. Sơ đồ tổ nối điện khu vực của nhà máy
Trạm phân phối 110kV Nậm Mô gồm 2 lộ đường dây xuất tuyến:
- L171 (đường dây nhôm lõi thép phân pha AC-240 có chiều dài 43,1km)
được đấu nối trực tiếp với trạm biến áp 110kV Hịa Bình – Tương Dương – Nghệ
An qua cột VT147 thuộc đường dây 110kV Tương Dương – Kỳ Sơn;
- L172 (đường dây nhôm lõi thép phân pha AC-185 có chiều dài 0,98km)
được đấu nối trực tiếp với trạm phân phối NMTĐ Nậm Cắn2.
6
Hình 1. 2: Sơ đồ tổ nối điện khu vực của nhà máy
❖ Một số hình ảnh về nhà máy:
Hình 1. 3: Sơ đồ mặt cắt dọc nhà máy
7
Hình 1. 4: Sơ đồ nối điện chính của nhà máy
8
CHƯƠNG 2: THƠNG SỐ VÀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT HỆ THỐNG TUABIN
– MÁY PHÁT
2.1. Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống Tuabin – Máy phát điện
2.1.1. Máy phát điện
Máy phát điện thủy lực tại Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mô là loại máy phát điện
đồng bộ 3 pha trục ngang, ký hiệu SFWG9-30/3570.
Máy phát điện là động cơ biến đổi cơ năng trên trục của tuabin thành điện
năng.
Cụ thể là:
- Phát công suất hữu công cấp điện áp 6,3kV;
- Phát và hút công suất vô công để tham gia điều chỉnh điện áp trên hệ thống.
2.1.2. Hệ thống kích từ
Tổng quan về hệ thống kích từ: chức năng cơ bản của hệ thống kích từ là cung
cấp dịng một chiều cho cuộn dây tạo ra từ trường cho máy điện đồng hồ. Hệ thống
kích từ được điều khiển và bảo vệ nhằm đáp ứng công suất kháng cho hệ thống
thông qua sự điều khiển điện áp bằng cách điều khiển dịng điện kích từ.
Chức năng điều khiển bao gồm việc điều chỉnh điện áp, phân bố công suất và
nâng cao tính ổn định của hệ thống. Chức năng bảo vệ là đảm bảo được khả năng
của máy điện đồng bộ, hệ thống kích từ và các thiết bị khác khơng được vượt q
dưới han.
Hệ thống đảm bảo q trình kích thích và tự động kiểm tra q trình kích thích
máy phát ở các chế độ sau:
- Tạo dịng kích từ ban đầu trong q trình khởi động;
- Chạy khơng tải có kích từ (Unload) khi chưa đóng máy cắt đầu cực;
- Khởi động và tự động điều chỉnh hòa đồng bộ máy phát vào lưới;
- Đảm bảo khả năng làm việc của máy phát trong hệ thống điện với các điều
kiện vận hành cho phép của máy phát;
- Cưỡng bức kích từ với một bội số cho trước theo điện áp và dịng điện khi
có sự cố trên hệ thống gây giảm điện áp tại thanh cái nhà máy;
- Giảm kích từ khi điện áp thanh cái nhà máy tăng quá giới hạn cho phép;
9
- Dập từ ở chế độ dừng bình thường và khi dừng sự cố tổ máy.
2.1.3. Hệ thống cấp điện áp máy phát
Hệ thống cấp điện áp máy phát của Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mô sử dụng
máy cắt đầu cực cho cả 2 tổ máy là H1 và H2 (ký hiệu là 601 và 602).
Sử dụng các máy biến điện áp nhằm truyền tải và phân phối điện năng trong
hệ thống điện.
Sử dụng các máy biến dòng điện nhằm tạo ra một dịng điện xoay chiều có
cường độ tỉ lệ với cường độ dòng điện ban đầu.
Cụ thể là:
a. Máy cắt đầu cực 60*
- Hòa đồng bộ tự động hoặc bằng tay tổ máy phát điện vào lưới;
- Tách tổ máy phát điện ra khỏi lưới trong trường hợp dừng bình thường hoặc
khi có sự cố;
- Cơ lập máy phát điện để phục vụ công tác sửa chữa.
b. Các máy biến điện áp, máy biến dòng điện (TU6H*A, TU6H*B, TU6T1,
TU6T2, TI60*, TITD61)
Có tác dụng cung cấp tín hiệu phục vụ cho hệ thống đo lường, điều khiển, bảo
vệ khối máy phát – máy biến áp.
2.1.4. Hệ thống điều tốc
Hệ thống điều tốc là một hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ của tổ máy luôn ở
giá trị định mức khi tổ máy ở chế độ vận hành bình thường. Vì vậy điều chỉnh cơng
suất tuabin thực chất là điều chỉnh lưu lượng nước vào tuabin bằng cách thay đổi
cách hướng. Nhiệm vụ của hệ thống điều tốc là phải cảm nhận được sự thay đổi này
để đảm bảo mang lại một sự cân bằng cần thiết trong hệ thống.
Cụ thể như:
- Thông qua hệ thống điều khiển và hệ thống thủy lực, biến đổi tín hiệu điều
khiển thành tín hiệu thủy lực đưa đến secvormotor và bánh xe công tác, thực hiện
việc điều khiển cánh hướng nước và cánh bánh xe công tác;
- Điều chỉnh tổ máy độc lập, điều khiển tốc độ tổ máy;
10
- Khởi động tự động, chạy khơng tải, có tải và dừng tổ máy theo chương trình
vận hành đã được cài đặt;
- Có khả năng tiếp nhận tín hiệu lỗi, thực hiện bảo vệ dừng sự cố tổ máy.
2.1.5. Hệ thống Tuabin thủy lực
Tua bin được sử dùng trong Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mô là loại tua bin trục
ngang, kiểu Kapsun cánh quay (ký hiệu GZ-WP-480), có tác dụng làm quay máy
phát điện.
Trong tuabin nước bộ phận ảnh hưởng lớn đến hiệu suất tuabin đó là phần dẫn
dịng. Phần dẫn dịng gần 3 bộ phận chính là: buồng dẫn tuabin, bánh xe công tác,
ống hút tuabin. Các bộ phận phụ của tuabin gồm trục tuabin, ổ dẫn hướng, các thiết
bị bôi trơn cho ổ trục, trục tuabin và trục máy phát, thiết bị điều chỉnh sự làm việc
đồng bộ của tuabin và máy phát.
Cụ thể như sau:
a) Cánh hướng nước (cánh hướng nước động)
- Cánh hướng nước có chức năng phân bố đều lưu lượng nước qua tuabin;
- Các cánh hướng nước được phân bố đều xung quanh bánh xe cơng tác, có
nhiệm vụ đóng mở để điều chỉnh lưu lượng nước qua bánh xe cơng tác.
b) Servormotor
Có chức năng điều chỉnh độ mở các cánh hướng nước trong các chế độ làm
việc của tổ máy.
c) Bánh xe công tác
- Bánh xe cơng tác có tác dụng trực tiếp làm quay tổ máy thông qua lưu lượng
nước chảy qua buồng bánh xe công tác;
- Việc điều chỉnh tốc độ quay của tổ máy được thực hiện thông qua quá trình
phối hợp điều chỉnh độ mở của cánh hướng nước và cánh bánh xe cơng tác;
- Q trình điều chỉnh các cánh bánh xe công tác được thực hiện thông qua hệ
thống điều tốc, bộ tiếp dầu và hệ thống điều chỉnh thủy lực gắn bên trong bánh xe
công tác.
d) Ổ hướng tuabin và ổ hướng máy phát
Cụ thể là:
11
- Các séc-măng ổ hướng tuabin và ổ hướng máy phát được bố trí xung quanh
trục tuabin, máy phát có tác dụng định tâm cho toàn bộ tổ máy;
- Ngoài ra ổ hướng tuabin, ổ hướng máy phát còn tham gia đỡ một phần tải
trọng của tổ máy và thực hiện việc nâng trục tuabin - máy phát trong quá trình khởi
động và dừng máy.
e) Ổ chặn tuabin máy phát
Ổ chặn tuabin máy phát có tác dụng ngăn các xung lực theo hướng dọc trục tác
động lên tổ máy.
f) Hệ thống gioăng chèn trục
- Khi bánh xe công tác làm việc, do sự chênh áp dẫn đến có sự rị rì nước qua
trục tuabin. Để ngăn lượng nước này xâm nhập vào bóng đèn, trên vành bao của
trục tuabin được bố trí hai hệ thống gioăng chèn trục gồm chèn trục vận hành (có
hai lớp) và chèn trục sữa chửa. Việc làm mát và tạo áp lực cho gioăng chèn trục
được thực hiện qua hệ thống nước chèn trục được lấy từ hệ thống nước kỹ thuật của
tổ máy hoặc lấy từ bể nước sạch đặt tại sàn 169m.
- Khi tổ máy dừng, hệ thống khí chèn trục sẽ làm việc để ngăn lượng nước
trong buồng bánh xe công tác xâm nhập vào buồng tuabin.
g) Hệ thống phanh
- Trong quá trình dừng tổ máy, khi tốc độ tổ máy giảm về 30% tốc độ định
mức, hệ thống phanh sẽ tự động tác động để giảm tốc độ tổ máy cho đến khi tổ máy
dừng hẳn.
- Ngoài ra hệ thống phanh tổ máy cịn được sử dụng để phục vụ cơng tác sửa
chữa khi cần.
2.1.6. Hệ thống cấp dầu tổ máy
Hệ thống cấp dầu cho Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mô gồm có 2 hệ thống cấp
dầu cho 2 tổ máy H1 và H2 có tác dụng bơi trơn, làm mát cho hệ thống hoạt động
ổn định.
Cụ thể là:
- Hệ thống dầu tuần hồn: Thực hiện việc bơi trơn và làm mát cho séc-măng
các ổ.
12
- Hệ thống dầu cao áp: Nâng trục của tuabin – máy phát trong quá trình khởi
động và dừng tổ máy.
2.1.7. Hệ thống thiết bị phụ trợ tổ máy
Hệ thống thiết bị phụ trợ tổ máy chủ yếu để đảm bảo chế độ vận hành bình
thường của tổ máy. Nó bao gồm hệ thống sấy, hút ẩm, hút bụi chổi than, hút bụi khí
phanh, các quạt và bộ làm mát khơng khí máy phát.
Cụ thể như sau:
- Hệ thống sấy, hút ẩm: Thực hiện việc sấy và hút ẩm không khí bên trong
bóng đèn khi tổ máy dừng.
- Hút bụi chổi than: Loại trừ các muội than bám lên bề mặt các chổi than,
vành góp.
-
Hút bụi khí phanh: Loại trừ các bụi bẩn bám lên bề mặt các má phanh khi
hệ thống phanh tác động.
- Các quạt và bộ làm mát khơng khí máy phát: Làm mát cuộn dây, lõi thép
máy phát trong q trình máy phát vận hành.
2.2. Thơng số và đặt tính kỹ thuật của hệ thống Tuabin – Máy phát
2.2.1. Thông số máy phát điện
Máy phát điện theo định nghĩa chính xác là thiết bị biến đổi cơ năng thành
điện năng thông qua nguyên lý cảm ứng điện từ.
Sau đây là các thông số máy phát điện đồng bộ 3 pha trục ngang của Nhà
Máy Thủy Điện Nậm Mô:
TT
Thông số
Đơn vị
Giá trị
Đồng bộ 3 pha, trục
1
Máy phát điện SFWG9-30/3570
2
Công suất biểu kiến định mức
MVA
10,588
3
Công suất hữu công định mức
MW
9
4
Điện áp định mức
kV
6,3
5
Dòng điện Stator định mức
A
970,3
6
Hệ số công suất định mức (Cos )
-
0,85
7
Tần số định mức
Hz
50
-
ngang, kích từ tĩnh
13
8
Tốc độ quay định mức
Vòng/phút
200
9
Tốc độ quay lồng tốc
Vòng/phút
615
10
Hiệu suất ở công suất định mức
%
96,67
11
Cách đấu các pha cuộn dây Stator
-
Y
12
Số đầu ra chính và đầu ra trung tính
-
3 đầu ra chính và 3
đầu ra trung tính
13
Cấp cách điện
F-F
TIH*0:
14
- Cơng suất định mức
VA
30/30/30
- Điện áp định mức
kV
10
- Số cuộn thứ cấp
Cuộn
3
- Cấp chính xác
-
1500/1/1/1
-
5P20
-
Thép, bề mặt phủ
Ổ hướng máy phát:
- Loại
15
babit
- Số lượng séc-măng
- Phương thức làm mát
Cái
2
-
Làm mát bằng dầu
tuần hoàn
Ổ chặn:
- Loại
-
Thép, bề mặt phủ
babit
16
- Số séc-măng ổ chặn trước
Cái
12
- Số séc-măng ổ chặn sau
Cái
12
-
Làm mát bằng dầu
- Phương thức làm mát
tuần hồn
Bảng 2. 1: Các thơng số của máy phát điện
2.2.2. Thơng số hệ thống kích từ
Trong các nhà máy điện nói chung và nhà máy thuỷ điện nói riêng, vấn đề duy
trì điện áp đầu cực máy phát ổn định (liên quan đến tần số phát) và bằng với giá trị
điện áp định sẵn là rất quan trọng, hệ thống kích từ máy phát phải đảm bảo điều này
14
bằng cách thay đổi giá trị của bộ bù tổng trở khi máy phát vận hành hoặc cách ly
với hệ thống và các máy cắt đường dây truyền tải đóng hoặc mở. Thành phần quan
trọng nhất trong hệ thống là các cầu chỉnh lưu thyristor và bộ tự động điều chỉnh
điện áp.
Sau đây là thơng số hệ thống kích từ của Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mơ:
Đơn vị
Giá trị
-
Kích từ tĩnh
- Với hệ số công suất 0,85
VDC
201
- Với hệ số công suất 1,0
VDC
107
- Với hệ số công suất 0,85
A
450
- Với hệ số cơng suất 1,0
A
239
VDC
400
A
450
VDC
220
A
30
Giây
10
% UđmMF
±5
TT
1
Thơng số
Kiểu
Điện áp định mức:
2
Dịng điện định mức:
3
4
Điện áp kích từ lớn nhất
5
Dịng điện kích từ lớn nhất
Kích từ ban đầu:
6
- Điện áp mồi từ
-
Dịng điện mồi từ
- Thời gian mồi từ
7
Dải điện áp điều chỉnh
Máy cắt dập từ:
- Kiểu
8
S/N: BBB1179781
- Điện áp phóng hồ quang
V
1000
- Dịng cắt định mức
A
800
- Dịng cắt lớn nhất
kA
20
s
1
-
Khơ, 3 pha 2 cuộn
- Thời gian cắt
Máy biến áp kích từ:
9
-
Kiểu
dây
- Công suất định mức
kVA
300
15
- Điện áp định mức sơ cấp
kV
6,3
- Điện áp định mức thứ cấp
V
400
- Dòng điện định mức sơ cấp
A
27,5
- Dòng điện định mức thứ cấp
A
433
- Tổ đấu dây
-
Y/∆-11
- Cấp cách điện
-
F
- Kiểu làm mát
-
Khơng khí tự nhiên
-
Chỉnh lưu cầu 3 pha
Cầu chỉnh lưu thyristor:
- Kiểu
có điều khiển
10
- Số lượng Thyristor
Cái
12
- Số cầu song song
Cầu
2
- Điện áp khóa Thyristor
V
-
- Kiểu làm mát
-
Khơng khí cưỡng bức
- Cơng suất định mức
VA
30/30
- Điện áp định mức
kV
10
Cuộn
2
- Tỷ số biến
-
50/1/1
- Cấp chính xác
-
5P;0.5
TITE*:
11
- Số cuộn thứ cấp
Bảng 2. 2: Các thơng số hệ thống kích từ
2.2.3. Thông số hệ thống cấp điện áp máy phát
Trong hệ thống sử dụng các máy cắt đầu cực và các máy biến điện áp, máy
biến dòng sao cho phù hợp với hệ thống để hệ thống hoạt động bình thường phát
công suất tối đa.
Sau đây là thông số hệ thống điện áp máy phát của Nhà Máy Thủy Điện Nậm
Mô:
16
TT
Thơng số
Đơn vị
Gía trị
-
Chân khơng hợp bộ
MC60*
-
Kiểu
3 pha
1
-
Điện áp định mức
kV
12
-
Dòng điện định mức
A
1600
-
Điện áp xung sét định mức
kV
75
-
Dòng cắt ngắn mạch định
kA
31.5
s
4
Thời gian chịu dòng ngắn
kA
80
mạch
Lần
-
-
3 pha 3 cuộn dây
- Điện áp định mức
kV
7,2
- Cơng suất định mức
VA
30/50
- Dịng điện định mức
A
1250
- Tổ đấu dây
-
Y0/Y0/Tam giác hở
- Cấp chính xác
-
0,5;3P
- Tỷ số biến
-
6,3 0,11 0,11
/
/
3
3
3
-
3 pha 3 cuộn dây
- Điện áp định mức
kV
7,2
- Cơng suất định mức
VA
30/30
- Dịng điện định mức
A
1250
- Tổ đấu dây
-
Y0/Y0 /Y0
- Cấp chính xác
-
0,5/0,5
mức
-
-
Dịng ngắn mạch max
-
Số lần cắt cho phép ở dòng
ngắn mạch định mức
TU6H*A
- Kiểu
2
TU6H*B
- Kiểu
3
17
- Tỷ số biến
-
6,3 0,11 0,11
/
/
3
3
3
-
3 pha 3 cuộn dây
- Điện áp định mức
kV
7,2
- Cơng suất định mức
VA
30/50
- Dịng điện định mức
A
1250
- Tổ đấu dây
-
Y0/Y0
- Cấp chính xác
-
Y0/Y0/Tam giác hở
- Tỷ số biến
-
6,3 0,11 0,11
/
/
3
3
3
- Công suất định mức
VA
30/30/30
- Điện áp định mức
kV
12
Cuộn
3
- Tỷ số biến
-
1200/1/1/1
- Cấp chính xác
-
5P20/0,5/0,5
- Cơng suất định mức
VA
30/30/30/30
- Điện áp định mức
kV
12
Cuộn
4
- Tỷ số biến
-
2400/1/1/1/1
- Cấp chính xác
-
5P20/5P20/0,5/0,5
- Cơng suất định mức
VA
10/10/10
- Điện áp định mức
kV
12
Cuộn
3
- Tỷ số biến
-
60/1/1/1
- Cấp chính xác
-
0,5/10P10/10P10
TU6T*:
- Kiểu
4
TI60*:
5
- Số cuộn thứ cấp
TI631:
6
- Số cuộn thứ cấp
TITD61:
7
8
- Số cuộn thứ cấp
64*-3:
18
- Điện áp định mức
kV
12
- Dòng điện định mức
A
1500
- Điện áp định mức
kV
12
- Dòng điện định mức
A
80
- Điện áp định mức
kV
7,2
- Dịng điện phóng lớn nhất
kA
10
CC-TD61A, CC-TD61B:
9
TD61-38:
10
Bảng 2. 3: Các thông số hệ thống cấp điện áp máy phát
2.2.4. Thông số hệ thống điều tốc
Hệ thống điều tốc là một hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ của tổ máy luôn
ở giá trị định mức khi tổ máy ở chế độ vận hành bình thường.
Sau đây là các thơng số hệ thống điều tốc của Nhà Máy Thủy Điện Nậm Mơ:
Đơn vị
Gía trị
m3
2
-
Y160L-4B5
- Số lượng
Cái
2
- Cơng suất
kW
11
V
380
-
Trục vít
- Số lượng
Cái
2
- Áp lực định mức
MPa
6,3
Lít/phút
-
m3
1,7
MPa
6,3
TT
1
Thơng số
Bể dầu:
- Thể tích dầu chứa lớn nhất
Động cơ điện bơm dầu áp lực:
- Loại
2
- Điện áp định mức
Bơm dầu áp lực:
- Loại
3
- Lưu lượng định mức
Bình dầu áp lực:
4
- Thể tích chứa lớn nhất
- Áp lực định mức
Bảng 2. 4: Các thông số hệ thống điều tốc
19
