Báo cáo kết quả thực tập chuyên ngành nhà máy thủy điện an khê

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY
NHƠN
KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ
--------

BÁO CÁO
KẾT QUẢ THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH

Sinh viên thực hiện : Hồ Tiến Sĩ
MSSV

4051070014

Lớp

: KTĐ – ĐT K40B

Cơ sở thực tập

: Nhà máy thủy điện An Khê

Địa chỉ

: X.Tây Thuận, H.Tây Sơn, T.Bình Định

Người hướng dẫn

: Các cán bộ nhà máy

BÌNH ĐỊNH, 2021

This PDF document was edited with Icecream PDF
Editor. Upgrade to PRO to remove watermark.



Báo cáo thực
tập

LỜI MỞ ĐẦU

Với mỗi sinh viên ngoài việc tiếp thu kiến thức lý thuyết trên giảng đường thì
việc tiếp xúc thực tiễn là yêu cầu không thể thiếu. Do đó việc đi thực tế tham quan sẽ
giúp ích rất nhiều cho mỗi sinh viên sau khi ra trường.
Trong thời gian qua, Khoa đã tạo điều kiện cho sinh viên đi thực tập tại nhà máy
thủy điện An Khê. Đây là một cơ hội rất tốt để sinh viên có được nhận thức chung về
việc sản xuất và phát điện tại một trong những nhà máy điện có cấu trúc hầu như đầy
đủ nhất của nhà máy thủy điện . Trong thời gian thực tập, với sự quan sát của bản thân,
đồng thời được sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn và sự giúp đỡ nhiệt tình của các kỹ
sư cơng tác tại nhà máy, em đã có được những hiểu biết nhất định về nhà máy thủy
điện An Khê nói riêng cũng như hệ thống thủy điện Việt Nam nói chung. Đây là kiến
thực thực tiễn chuyên ngành rất bổ ích giúp chúng em hiểu rõ hơn về lý thuyết của
những mơn học mà mình đang học và đã được học.
Bài báo cáo được làm với những kiến thức được học trên ghế nhà trường, cùng
những kiến thức thu được trong buổi đi thực tế và sự tìm tịi trên mạng, tài liệu nên
khơng thể tránh được những sai sót và nhầm lẫm. Rất mong quý thầy cơ giáo và bạn
đọc góp ý để em hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

This PDF document was edited with Icecream PDF
Editor. Upe to PRO to remove watermark.

iii


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU....................................................................................................... i
MỤC LỤC............................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.............................................................................v
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN AN KHÊ...............1
1.1. Sự hình thành và phát triển............................................................................................... 1
1.2. Vị trí, chức năng và nhiệm vụ của cơng trình thủy điện An Khê......................................2
1.2.1. Vị trí dự án........................................................................................................................ 2
1.2.2. Qui mơ cơng trình............................................................................................................. 2
1.2.3. Nhiệm vụ cơng trình..........................................................................................................2
1.3. Tổ chức quản lý của nhà máy An Khê..............................................................................3

Chƣơng 2: CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG NHÀ MÁY THỦY
ĐIỆN AN KHÊ.................................................................................................... 5
2.1. Tuyến năng lượng.............................................................................................................5
2.1.1. Cụm cơng trình Ka Nak.................................................................................................... 5
2.1.2. Cụm cơng trình An Khê.................................................................................................... 6
2.2. Các hệ thống, thiết bị chính của Nhà máy thủy điện An Khê........................................... 8
2.2.1. Máy phát điện....................................................................................................................8
2.2.2. Turbine thủy lực................................................................................................................9
2.2.3. Van cầu............................................................................................................................10
2.2.4. Hệ thống điều tốc............................................................................................................ 10
2.2.5. Hệ thống kích từ..............................................................................................................12
2.2.6. Hệ thống tự dùng.............................................................................................................15
2.2.7. Hệ thống điều khiển phân tán DCS.................................................................................16

2.2.8. Một số hệ thống phụ........................................................................................................18

Chƣơng 3: TRẠM PHÂN PHỐI 220kV......................................................... 22
3.1. Sơ đồ nối điện chính........................................................................................................23
3.2. Máy biến áp.....................................................................................................................24
3.3. Máy cắt............................................................................................................................26
3.4. Dao cách ly......................................................................................................................28
3.5. Máy biến dòng điện ( TI )............................................................................................... 29
3.6. Máy biến điện áp.............................................................................................................30
3.7. Chống sét van..................................................................................................................31

Chƣơng 4: CÁC BẢO VỆ DÙNG TRONG NHÀ MÁY............................... 33
4.1. Các bảo vệ role................................................................................................................33


4.1.1. Bảo vệ so lệch dọc máy phát (87G)................................................................................ 35
4.1.2. Bảo vệ so lệch ngang (87GN)......................................................................................... 35
4.1.3. Bảo vệ trở kháng thấp (21G - BV khoảng cách).............................................................36
4.1.4. Bảo vệ chống chạm đất rôto (64F)..................................................................................36
4.1.5. Bảo vệ chống mất đồng bộ (78)......................................................................................36
4.1.6. Bảo vệ chống luồng công suất ngược (32)......................................................................36
4.1.7. Bảo vệ quá kích từ (24)...................................................................................................36
4.1.8. Bảo vệ tần số giảm thấp (81).......................................................................................... 37
4.1.9. Bảo vệ kém áp (27)......................................................................................................... 37
4.1.10. Bảo vệ dòng điện thứ tự nghịch (46)............................................................................ 37
4.1.11. Bảo vệ chống mất kích từ (40)......................................................................................37
4.1.12. Bảo vệ chống chạm đất mạch 13,8 kV ( 59N).............................................................. 38
4.1.13. Bảo vệ chống quá tải cuộn dây stator ( 59S).................................................................38
4.1.14. Bảo vệ máy chết (27/51)............................................................................................... 38
4.1.15. Bảo vệ quá I kém U (51/27)..........................................................................................38

4.1.16. Bảo vệ chống chạm đất stator 95% ( 59NS)................................................................. 38
4.1.17. Bảo vệ chống chạm đất stator 100% ( 64S).................................................................. 39
4.1.18. Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt (BFP).......................................................................... 39
4.1.19. Bảo vệ dòng trục........................................................................................................... 39

Chƣơng 5: KẾT QUẢ THU THẬP ĐƢỢC TRONG ĐỢT THỰC TẬP....40
5.1. Những kiến thức về lý thuyết..........................................................................................40
5.2. Những kiến thức về thực tế.............................................................................................40

kẾT LUẬN......................................................................................................... 44


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 2.1.

Thông số máy phát điện.

8

Bảng 2.2.

Thông số của turbine.

9

Bảng 2.3.

Thông số kỹ thuật hệ thống điều tốc.

Bảng 2.4.

Thơng số kỹ thuật hệ thống kích từ.

Bảng 3.1.

Thông số máy biến áp.

12
15
24

Bảng 3.2.

Thông số máy cắt trạm 220kV.

27

Bảng 3.3.

Thông số dao cách ly.

28

Bảng 3.4.

Thông số máy biến dịng.

30

Bảng 3.5.

Thơng số máy biến điện áp.

31

Bảng 3.6.

Thơng số chống sét van.

32

Bảng 4.1.

Các bảo vệ role được sử dụng.

33


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1.

Nhà máy thủy điện An Khê.

1

Hình 1.2.

Cơ cấu tổ chức nhà máy thủy điện An Khê.

3

Hình 2.1.

Van cầu.

10

Hình 2.2.

Sơ đồ điều tốc.

11

Hình 2.3.

Sơ đồ hệ thống kích từ.

13

Hình 2.4.

Sơ đồ hệ thống tự dùng AC nhà máy An Khê.

15

Hình 3.1.

Trạm phân phối nhà máy thủy điện An Khê.

22

Hình 3.2.

Máy biến áp chính.

24

Hình 3.3.

Máy cắt khí SF6.

26

Hình 3.4.

Dao cách ly.

28

Hình 3.5.

Máy biến dịng điện.

29

Hình 3.6.

Máy biến điện áp TU

30

Hình 3.7.

Chống sét van.

31

Hình 4.1.

Sơ đồ bảo vệ phần nhà máy.

33

Hình 5.1.

Nhà máy thủy điện An Khê.

40

Hình 5.2..

Các hệ thống thủy lực và đường ống dẫn nước vào turbine.

41

Hình 5.3.

Tủ điều khiển và đo lường cho 2 máy phát.

41

Hình 5.4.

Các máy cắt đường dây cho hệ thống tự dùng.

42

Hình 5.5.

Máy biến áp tăng áp 230±2×2,5%/ 13,8 kV.

42

Hình 5.6.

Trạm phân phối 220kV nhà máy Thủy điện An Khê.

43

Hình 5.7.

Một số khí cụ cao áp trong trạm phân phối 220kV.

43


Đồ án môn
học

Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN AN
KHÊ

1.1. Sự hình thành và phát triển

Hình 1.1. Nhà máy thủy điện An Khê.
Nhà máy được khởi công xây dựng vào ngày 14 tháng 11 năm 2005. Sau 5 năm
xây dựng, thủy điện An Khê - Kanak được khánh thành vào năm 2011.
Các mốc thời gian quan trọng cụm cơng trình An Khê:
- Khởi cơng xây dựng: 26/11/2005.
- Đóng cống, tích nước hồ chứa: 10/04/2010.
- Phát điện tổ máy 1: 11/06/2011.
- Phát điện tổ máy 2: 23/08/2011.
- Hoàn thành cơng trình: 18/10/2012.
Từ khi đưa vào vận hành năm 2011 đến nay, sản lượng điện sản xuất của công ty
thủy điện An Khê - Ka Nak Như sau:
- Năm 2012: 477 Triệu kWh
- Năm 2013: 486 Triệu kWh
- Năm 2014: 535 Triệu kWh

- Năm 2015: 406 Triệu kWh
- Năm 2018: 581,96 Triệu kWh

This PDF document was edited with Icecream PDF
Editor. Upgrade to PRO to remove watermark.

8


Báo cáo thực
tập
Nhà máy thủy điện An Khê là một quần thể kiến trúc hòa quyện giữa thiên nhiên
và con người. Một cơng trình cơng nghiệp khổng lồ của ngành điện lực Việt Nam, là
cơng trình thủy điện đa chức năng bao gồm các nhiệm vũ: Chống lũ, phát điện,... Đây
là nơi sản xuất và cung cấp nguồn năng lượng chủ yếu cho hệ thống điện lực của cả
nước phục vụ đắc lực cho sự nghiệp cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước.
1.2. Vị trí, chức năng và nhiệm vụ của cơng trình thủy điện An Khê
1.2.1. Vị trí dự án
Cụm đầu mối An Khê: nằm ở địa phận xã Cửu An, xã Thành An, Xã Tư An
(T.X An Khê) bao gồm một đập dâng – đập tràn, kênh dẫn nước, đường hầm dẫn
nước.
Cụm nhà máy An Khê: nằm ở địa phận xã Tây Thuận (Tây Sơn).
Tại phía sau đường hầm dẫn nước là tuyến đường ống áp lực với độ cao chênh
lệch 350m, lợi dụng độ cao này để phát điện với công suất 160MW, nước xả hạ lưu sẽ
nhập vào Sông Côn (bổ sung nước tưới cho nam Bình Định bình quân 9,79m 3/s và để
khắc phục thiếu nước vào mùa khơ phía sau đập An Khê có trích một đường ống Φ
600 để vận chuyển nước hằng năm vào mùa kiệt xả về hạ lưu khoảng 44 triệu m 3
nước).
1.2.2. Qui mơ cơng trình
Dự án thủy điện An Khê – KaNak thuộc cơng trình cấp I. Cơng trình gồm 2 cụm

tuyến với 2 hồ cách nhau khoảng 30km dọc theo dịng chảy sơng Ba: Cụm KaNak nằm
ở thượng lưu và Cụm An Khê nằm ở hạ lưu. Hồ KaNak là hồ điều tiết nhiều năm
chuyển nước qua chạy nhà máy thủy điện KaNak (02x6,5MW) xuống hồ An Khê để
cung cấp nước cho nhà máy thủy điện An Khê (02x80MW) phát điện.
1.2.3. Nhiệm vụ cơng trình
Thủy điện An Khê – KaNak có nhiệm vụ chính là phát điện lên hệ thống điện
Quốc gia. Cơng trình có tổng công suất lắp máy là 173MW, công suất đảm bảo là 33,2
MW, điện lượng trung bình hàng năm 701,5 triệu kWh, trong đó điện lượng trung bình
hàng năm nhà máy thủy điện An Khê là 645,5 triệu kWh. Ngoài ra cơng trình cịn bổ
sung nguồn nước tưới cho vùng đồng bằng hạ lưu sơng Cơn, phía Nam tỉnh Bình Định
và điều tiết nước cho lưu vực sông Ba sau đập tràn An Khê trong mùa lũ cũng như
mùa khô.
Điện phát ra tại thủy điện An Khê : 220kV hòa vào lưới điện Quốc gia rẽ đi:
- Lộ 1: đến trạm 500/220kV Pleiku.
- Lộ 2: đến trạm 220kV Quy Nhơn.
This PDF document was edited with Icecream PDF
Editor. Upgrade to PRO to remove watermark.

9


1.3. Tổ chức quản lý của nhà máy An Khê

Hình 1.2. Cơ cấu tổ chức nhà máy thủy điện An Khê.
Cụ thể:
- Quản đốc: là người quản lý về hành chính trong nhà máy.
- Phó quản đốc: làm việc dưới điều hành của quản đốc. Một
ca trực có 7 người.
- Trưởng ca: là người có vai trị rất quan trọng trong ca trực (nếu trực vào các ngày
thứ 7, chủ nhật thì đóng vai trị như quản đốc), làm nhiệm vụ điều hành ca trực

(quản lý đập tràn ,cửa nhận nước và điều hành tổ máy đáp ứng với hệ thống,…)
và liên hệ trực tiếp với các cấp điều độ A3 (Điều độ miền trung), A0 (Điều độ
quốc gia).
- Trực chính: Chấp hành mọi mệnh lệnh thao tác và xử lý sự cố của trưởng ca một
cách nhanh chóng khơng chậm trễ, khơng bàn cãi.
• Trực chính chỉ huy hoặc trực tiếp thao tác tất cả các thiết bị trong nhà
máy và trạm (thao tác tại chỗ) cùng với các nhân viên vận hành phụ
theo lệnh của Trưởng ca.
• Trực chính phải thường xun theo dõi: tình trạng các thiết bị, việc
hoàn thành nhiệm vụ của các nhân viên vận hành phụ,…
- Trực phụ:
• Là người quản lý trực tiếp thiết bị, hệ thống công nghệ, thực hiện các
thao tác trên thiết bị điện và cơ theo phiếu thao tác của Trưởng ca.


• Chấp hành mọi mệnh lệnh thao tác và xử lý sự cố của Trưởng ca, Trực
chính một cách nhanh chóng khơng chậm trễ, khơng bàn cãi.
• Ghi chép đầy đủ và chính xác những thơng số vận hành của các thiết bị
chính và phụ (trong điều kiện khơng có tự ghi).
• Vệ sinh tồn bộ thiết bị điện và cơ của hệ thống chính và phụ, các tủ
điều khiển, các bảng điện.
• Điều chỉnh các chế độ làm việc của thiết bị theo lệnh của Trưởng ca, ,
Trực chính (trong trường hợp bằng tay),…
- Nhân viên vận hành đập tràn(2 người):
• Vận hành an tồn thiết bị được giao quản lý, thực hiện đúng các phương
thức vận hành.
• Tự mình đi kiểm tra thiết bị do mình quản lý, theo lịch đã quy định.
• Cùng nhân viên phụ vận hành đập thực hiện các thao tác khi đưa các
thiết bị thuộc quyền quản lý ra sửa chữa và đưa vào làm việc sau sửa
chữa dưới hướng dẫn của Trưởng ca hoặc phối hợp với nhân viên trong

đơn vị sửa chữa thực hiện theo phiếu đã được Quản đốc duyệt.
• Giám sát hoặc trực tiếp thực hiện các thao tác nâng hạ các cửa van cung
theo lệnh của Trưởng ca.
• Chuẩn bị vị trí cơng tác và biện pháp an tồn cho đội cơng tác vào làm
việc theo đúng thủ tục cho phép vào làm việc.
• Kiểm tra việc chấp hành các quy phạm quản lý kỹ thuật và quy phạm an
tồn của các nhân viên sửa chữa.
• Báo cáo kịp thời với Tổ trưởng các khiếm khuyết của thiết bị trong
phạm vi quản lý. Báo cáo tồn bộ tình trạng làm việc của thiết bị do Tổ
quản lý với Quản đốc phân xưởng và báo cáo Lãnh đạo Nhà máy khi có
yêu cầu.


Chƣơng 2: CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH TRONG NHÀ
MÁY THỦY ĐIỆN AN KHÊ
2.1. Tuyến năng lƣợng
2.1.1. Cụm cơng trình Ka Nak
a. Đập dâng: Đập đá, bê tông bản mặt (CFRD).

- Dài 787m, cao 68m, rộng 10m.
- Cao trình 521,6m (cả tường chắn sóng).
b. Đập tràn:

- 3 khoan tràn x 12m.
• Đáy ngưỡng tràn: Cao trình 502m.
• Đỉnh tràn: Cao trình 520,4m.
- Thiết bị:
• 1 van sữa chữa (5 phân đoạn).
• 3 van cung với 6 xy lanh thủy lực, 1 cầu trục chân dê.
- Ở phía phải đập dâng.

- Cầu cơng tác, cầu giao thông.
c. Kênh vào và cửa nhận nước:

- Ở phía trái đập dâng.
- Kênh vào: dài 65m, rộng 10m ở cao trình 482m đến cao trình 476 m.
- CNN: cao trình 477m  cao trình 521,6m.
- Cầu cơng tác.
- Thiết bị :
• 2 khoan vào LCR, GVR.
• 1 khoan van sửa chữa, tời điện.
d. Đường hầm dẫn nước:

- Dài 494 m, đường kính 4m.
- Bê tơng, khoan néo, vòm hầm.
e. Nhà máy và kênh xả:

- Kênh xả: 150m, đáy kênh rộng 8m.
- Nhà máy:
• 2 tổ máy: 2 x 6,5 MW.


• Cầu trục gian máy 50/10 Tấn.
f. Máy biến áp nâng: 2 x 6,3/22kV_10MVA.
g. Đường dây: 2 x 22 kV – dài 5 km nối đến TBA 110kV K’Bang.

2.1.2. Cụm cơng trình An Khê
a. Đập dâng:

-

Đập đất, TL: lát đá, HL: lát đá + trồng cỏ.
Dài 1028m, rộng 8m, cao max 21,7m.
Cao trình 433,4m.
Cả TL, HL: có đống đá (lăng trụ đá).

b. Đập tràn:

- 4 khoan tràn x 12m, đáy ngưỡng tràn cao trình 416m, đỉnh tràn 433,3 m.
- Thiết bị:
• 1 bộ van sửa chữa (5pđ), 1 cầu trục chân dê.
• 4 bộ van cung với 4 XLTL
- 1 cầu công tác, 1 cầu giao thông.
- Ở giữa đập dâng.
c. Kênh dẫn nước:

- Dài 5074m, đáy kênh rộng 8m.
- Cao trình 421,9m  cao trình 420,9m.
- Dọc kênh dẫn nước là đường thi công vận hành A2, cắt ngang kênh dẫn
nước có các cầu giao thơng, máng nước, đê chắn.
d. Cửa nhận nước:

- Trước khi vào hầm dẫn nước, thiết bị có 2 khoan vào LCR, GVR và 1 bộ
van sửa chữa + 1 bộ van vận hành + 1 CTCD + 1 tời điện.
- Tại cửa nhận nước cao trình 420,9m (cuối kênh)  cao trình 412m.
e. Đường hầm dẫn nước:

-

Dài 3075m, đường kính 4,5m.
Bê tơng, khoan neo, vịm hầm.

Tại cửa vào, cửa ra và quanh vị trí tháp điều áp có lót thép Φ 16 mm.
Để thuận tiện cho thi cơng có đào một hầm phụ dài 499m và chia làm 4
hướng (4 gương hầm) khi hầm phụ xong.
• Gương 1 (cửa nhận nước vào): 746 / 791m.


• Gương 2 (phụ  cửa nhận nước): 309 / 722 m.
• Gương 3 (phụ  van) : 290 / 386m.
• Gương 4 (van vào): 1024 / 1177 m.
Cịn 705m đào nữa.
f. Tháp điều áp:

- Cao 66 m (cao trình 460m):
• Ngầm trong núi: 31m.
• Hở 35 m.
- Đường kính:
• Phần tiết lưu 2,5,m (cao 11m)
• Phần trên : 9,5 m (cao 55m).
- Cốt thép.
g. Nhà van:

- Kích thước: 10 x 15,5 m.
- Thiết bị: van đĩa + hệ thống điều khiển, cần trục.
h. Đường ống áp lực:

- Dài 914 m từ cao trình 392 m đến cao trình 44 m.
- Có 7 mố néo, 44 mố đỡ.
- Thép Đường ống áp lực có đường kính từ cao đến thấp: 3,4  3m và chiều
dày từ thấp đến cao 18mm  38mm.
- Hai bên Đường ống áp lực có gia cố mái, bậc lên xuống, thoát nước, đèn

chiếu sáng.
i. Nhà máy:

-

2 tổ máy: 2 x 80 MW.
Cầu trục gian máy: 160/50 Tấn.
MBA nâng: 2 x 95 MVA – 13,8/220kV .
Trạm phân phối : 2 lộ vào và 2 lộ ra (1 đến TBA 500kV Pleiku, 1 đến TBA
220kV Quy Nhơn).
- Đường dây 220 kV: 2 x 3 km.
j. Kênh xả:

- Dài 2258m, cuối kênh nối với Suối Cô và đổ ra Sông Côn.
- Đáy kênh rộng 14 m.


2.2. Các hệ thống, thiết bị chính của Nhà máy thủy điện An Khê
2.2.1.

Máy phát điện

Bảng 2.1. Thông số máy phát điện
STT
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12
13

14

THƠNG SỐ
Tên tổ máy
Kiểu
Nhà chế tạo
Cơng suất biểu kiến
Tần số định mức
Công suất phát định mức
Công suất phát nhỏ nhất
Hệ số công suất định mức cos φ
Độ dốc đặc tính điều khiển của bộ
điều tốc
Phạm vi điều chỉnh điện áp đầu
cực
Dòng Stato định mức
Dòng Roto định mức

GIÁ TRỊ
H1, H2
SF80-12/4500
DEC

94,12
50

ĐƠN VỊ

80
48,7
0,85
6

MW
MW

±5

%

3937,6
950

A
A
Chế độ khơng tải; Chế

Các chế độ vận hành có thể sử
dụng

%

độ phát công suất; Chế

độ bù

Khả năng quá tải cho phép
Thời gian duy trì trong

Quá tải 10%

15
16

China
MVAr
Hz

Quá tải 25%

50 phút
Thời gian duy trì trong 4

Quá tải 50%

phút
Thời gian duy trì trong 1

Tốc độ quay định mức
Tốc độ lồng tốc

phút
Vịng/phú
Vịng/phút

a. Hòa lưới

Chỉ cho phép hòa khi:

500
731


- Độ lệch điện áp chênh lệch tối đa không quá ±10%.
- Độ lệch tần số chênh lệch tối đa khơng q ±0,25 Hz.
- Góc lệch pha chênh lệch khơng q 300.
Có hai chế độ:
- Hịa tự động.
- Hịa bằng tay.
b. Các bước hòa máy phát:

- B1: mở van cầu.
- B2: hạ phanh.
- B3: khởi động hệ thống nước làm mát, cấp nước đệm kín trục tuarbin, tắt
thiết bị sấy máy phát, khởi động bơm hút hơi dầu.
- B4: nhả chốt khóa thủy lực servo cánh hướng.
- B5: khởi động bộ điều tốc.
- B6: khởi động hệ thống kích từ và đóng máy cắt kích từ.
- B7: khởi động bộ hịa đồng bộ và đóng MC.
- B8: giải phóng lệnh khởi động và kết thúc lệnh khởi động.
- B9: tổ máy xác lâp trạng thái phát công suất.
2.2.2. Turbine thủy lực
Bảng 2.1. Thơng số của turbine
STT

1
2
3
4
5
6
7

THƠNG SỐ
Kiểu
Nhà sản xuất
Cột áp tối đa Hmax
Cột áp tính tốn Htt
Cột áp tối thiểu Hmin
Cơng suất ứng với cột áp tính tốn
Lưu lượng nước qua tua bin ứng

GIÁ TRỊ
HLVSS92-LJ-252
Voice Simen
377,5
357
356
81,633
23,289

ĐƠN VỊ
Francis
LB Đức
M

M
M
MW
m3/s

8

với Pđm, Hmax
Lưu lượng nước qua tua bin ứng

24,696

m3/s

9
10
11
12

với Pđm, Htt
Tốc độ quay định mức
Tốc độ lồng tốc cho phép
Thời gian lồng tốc cho phép
Độ cao hút ứng với Pđm, Htt

500
731,4
5
-6,0

v/p
v/p
Phút
M


13
14
15
16

Suất tiêu hao nước ở cột nước

m3/kWh

1,1

94,82

%
%

định mức
Hiệu suất tối đa ứng với Hmax
Hiệu suất tính tốn ứng với Htt
Khả năng chuyển từ phát sang bù

Có

2.2.3. Van cầu

Hình 2.1. Van cầu.
Là thiết bị điều khiển chính tại cửa vào tổ máy phát tuabin của nhà máy và được
lắp trên đường ống áp lực trước buồng xoắn để thực hiện các chức năng sau:
- Mở van cầu khi khởi động tổ máy, đóng van cầu khi tổ máy dùng hoặc
chuyển sang chế độ bù đồng bộ trong chế độ vận hành bình thường.
- Đóng khẩn cấp khi tổ máy sảy ra sự cố cơ và điện.
- Đóng van cầu khi kiểm tra sửa chữa trong buồn xoắn tuabin.
2.2.4. Hệ thống điều tốc


a. Giới thiệu hệ thống điều tốc

Hình 2.2. Sơ đồ điều tốc.
- Hệ thống điều tốc Nhà máy thủy điện An Khê gồm tủ điều tốc thủy lực
HGS-H21, tủ điều tốc điện HGS-E, cơ cấu phản hồi vị trí cánh hướng, phản
hồi vị trí van phân phối chính, thiết bị bảo vệ chống lồng tốc cơ khí.
- Hệ thống điều tốc có các chế độ điều khiển:
• Điều khiển từ xa;
• Điều khiển bằng tay tại chỗ tại tủ điều tốc điện;
• Điều khiển bằng tay (cần thao tác) tại van EV13 của hệ thống thủy lực.
- Hệ thống điều tốc đảm bảo các chế độ vận hành của tuabin thủy lực như
sau:
• Tự động khởi động theo chương trình tổ máy và đưa tốc độ tổ máy đến
tốc độ định mức hoặc theo tần số lưới tương ứng với độ rơi tốc đặt
trước trong chế độ tự động điều chỉnh tốc độ;
• Ổn định tốc độ cho tổ máy thủy lực ở cả hai chế độ vận hành không tải
và cách ly với lưới;
• Giữ cố định giá trị đặt trước của công suất tác dụng (chế độ công suất);
• Giới hạn cơng suất tác dụng của tổ máy;

• Dừng bình thường và dừng sự cố tổ máy;
• Thơng báo các hiện tượng bất thường và sự cố của hệ thống điều tốc.


b. Vai trò của hệ thống điều tốc

- Tự động khởi động theo chương trình tổ máy và đưa tốc độ tổ máy đến tốc
độ định mức hoặc theo tần số lưới tương ứng với độ rơi tốc đặt trước trong
chế độ tự động điều chỉnh tốc độ.
- Ổn định tốc độ cho tổ máy thủy lực ở cả hai chế độ vận hành không tải và
cách ly với lưới; Giữ cố định giá trị đặt trước của công suất tác dụng (chế
độ công suất).
- Giới hạn công suất tác dụng của tổ máy.
•

Dừng bình thường và dừng sự cố tổ máy.
Thông báo các hiện tượng bất thường và sự cố của hệ thống điều tốc.
Các chế độ vận hành:
Chế độ vận hành tự động.

• Chế độ vận hành bằng tay.
Bảng 2.2. Thơng số kỹ thuật hệ thống điều tốc
STT

THƠNG SỐ

ĐƠN VỊ

GIÁ TRỊ

% nđm

≤ 0,02

%

<5

Giây

<0,2

1

Dải chết của tốc độ tổ máy

2

Độ phi tuyến của đặc tính tĩnh

3

Thời gian chết của Servomotor (sa thải 25%
tải)

4

Dải đo lường tần số

Hz

10÷100

5

Phạm vi cài đặt tần số

Hz

45÷55

6

Phạm vi cài đặt cơng suất

%

0÷100

7

Phạm vi cài đặt giới hạn độ mở điện

%

0÷100

8

Phạm vi dải chết của tần số

Hz

±0,5

9

Độ rơi tốc bp

%

6

10

Độ khuếch đại tỉ lệ Kp

Lần

0÷20

11

Nguồn cung cấp

VAC

220

VDC

220

2.2.5. Hệ thống kích từ


Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống kích từ.
a. Đặc điểm của hệ thống kích từ

Hệ thống kích từ Nhà máy thủy điện An Khê là hệ thống kích từ tĩnh, bằng bộ
chỉnh lưu cầu 3 pha thyristor.
Hệ thống kích từ đảm bảo các chế độ làm việc sau đây:
- Kích thích ban đầu.
- Chạy khơng tải.
- Khởi động tự động và hịa vào lưới bằng phương pháp đồng bộ chính xác;
- Giữ ổn định điện áp đầu cực máy phát theo giá trị đặt trước.
- Kích thích cường hành khi sự cố trên hệ thống điện làm giảm điện áp trên
thanh cái máy phát.
b. Vai trị của hệ thống kích từ

Đảm bảo các chế độ làm việc sau:
- Kích thích ban đầu.
- Chạy không tải.
- Khởi động tự động và hịa vào lưới bằng phương pháp đồng bộ chính xác.
- Giữ ổn định điện áp đầu cực máy phát theo giá trị đặt trước.


- Kích thích cường hành khi sự cố trên hệ thống điện làm giảm điện áp trên
thanh cái máy phát.
- Bảo vệ, dập từ khi dừng bình thường và dừng sự cố máy phát.

c. Hoạt động của hệ thống kích từ

Giai đoạn khởi động tổ máy đến chế độ không tải:
Khi tốc độ tổ máy đạt giá trị tương đương 475 vịng/phút (95% nđm), chương
trình điều khiển tổ máy gửi lệnh điều khiển đến hệ thống kích từ, chương trình điều
khiển AC800F đóng cơng tắc tơ nguồn mồi 220VDC (KM61), đồng thời quạt làm mát
cầu chỉnh lưu hoạt động. Khi điện áp máy phát tăng dần đến 15%U đm (trong thời gian
8s), chương trình điều khiển AC800F sẽ cho tín hiệu cắt KM61 kết thúc q trình kích
từ ban đầu, lúc này chỉ cịn lại q trình tự kích thực hiện. Thiết bị tự động điều chỉnh
điện áp (AVR) kiểu GES3320 tự động điều chỉnh tăng dần điện áp máy phát cho đến
giá trị định mức, cùng với các điều kiện khác, đưa tổ máy đến chế độ không tải.
- Giai đoạn hòa đồng bộ: Tùy thuộc phương pháp hòa đồng bộ, AVR sẽ điều
chỉnh điện áp cho phù hợp với điều kiện hòa (∆U, ∆f, ∆ϕ) bằng nút nhấn
tăng/giảm tại tủ điều khiển tổ máy hay tự động từ chương trình điều khiển
AC800F.
Điều kiện hồ điện trên hệ thống điện có cấp điện áp ≤ 220 kV:
- Góc lệch pha của điện áp giữa hai phía điểm hồ: δ ≤ 300;
- Chênh lệch tần số giữa hai phía điểm hoà: ∆f ≤ 0,25 Hz;
- Chênh lệch điện áp giữa hai phía điểm hồ: ∆U ≤ 10%.
MCMF đóng khi đủ điều kiện và kết thúc q trình hịa đồng bộ
Dừng máy:
- Trường hợp dừng bình thường:
Chương trình điều khiển hệ thống kích từ điều khiển giảm cưỡng bức cơng suất
phản kháng của tổ máy đến giá trị Qđm ≈ 0 (Mvar) đồng thời hệ thống điều tốc đưa
công suất tác dụng Pđm ≈ 0 (MW) lệnh MCMF và dập từ bằng phương pháp chuyển bộ
chỉnh lưu sang chế độ ngược (nghịch lưu).
- Trường hợp dừng sự cố tổ máy:
Hệ thống kích từ khơng giảm cưỡng bức cơng suất phản kháng thực hiện dập từ
bằng cách cắt máy cắt kích từ năng lượng trên cuộn dây rotor được tiêu tán qua bộ
điện trở dập từ RV1.

Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật hệ thống kích từ


STT

THƠNG SỐ

ĐƠN VỊ

GIÁ TRỊ

1

Kiểu hệ thống kích thích (AC/DC)

Hệ thống kích
thích tĩnh

2

Bố trí nguồn ni (trực tiếp hay qua shunt)

Trực tiếp

3

Hằng số thời gian lọc (Tr)

4

Khuếch đại điều khiển (Ka)

5

Hằng số thời gian điều khiển trễ (Ta)

S

0,005

6

Điện áp điều khiển lớn nhất (Vmax)

p.u

7,42

7

Điện áp điều khiển nhỏ nhất (Vmin)

p.u

-5,7

S

0,02
25

2.2.6. Hệ thống tự dùng
a. Tự dùng AC

Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống tự dùng AC nhà máy An Khê.
Hệ thống điện tự dùng xoay chiều nhà máy thủy điện An Khê có cấp điện áp là
0,4kV được cung cấp từ các nguồn như sau:
- Nguồn chính
• Được lấy sau MCMF qua MBATD91/92 (13,8/0,4kV) cấp đến hai
thanh cái C61, C62.
- Nguồn dự phòng


• Được lấy từ lưới điện địa phương qua MBATD41 (35/0,4kV) hoặc từ
máy phát Diesel nhà máy (D1) cấp cho thanh cái C63.
b. Tự dùng DC

- Hệ thống điện tự dùng một chiều Nhà máy thủy điện An Khê gồm hai phân
đoạn làm việc độc lập với nhau, trên mỗi phân đoạn có 1 tủ nạp và 1 bộ ắc
quy.
- Hệ thống bao gồm :
• Hai bộ ắc quy 1CB, 2CB mỗi bộ có 108 bình với dung lượng 800Ah,
được lắp đặt ở sàn 50.
• Hai tủ chỉnh lưu 1AU, 2AU được lắp đặt ở sàn 55 có nhiệm vụ cung cấp
nguồn điện một chiều cho toàn bộ phụ tải, đồng thời phụ nạp thường
xuyên cho các bộ ắc quy.
- Hệ thống tự dùng một chiều cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng sau:
• Hệ thống tự động điều khiển Nhà máy;
• Hệ thống điều khiển trung tâm;
• Kích từ ban đầu cho máy phát;

• Nguồn điều khiển, bảo vệ rơle, đo lường, tín hiệu;
• Hệ thống cấp nguồn liên tục (UPS).
2.2.7. Hệ thống điều khiển phân tán DCS
a. Khái niệm về hệ thống điều khiển phân tán

Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) là một thuật ngữ được sử dụng rất rộng rãi
trong các ngành công nghiệp, nó được dung để điều khiển và giám sát các thiết bị (hệ
thống) nằm phân tán với nhau thông qua 1 giao thức truyền thông nhất định để phối
hợp cùng nhau tạo thành 1 dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh.


b. Cấu trúc và thành phần cơ bản

c. Sơ đồ hệ thống điều khiển phân tán nhà máy An Khê

Sơ đồ hình trên là một sơ đồ điều khiển phân tán tại nhà máy An khê. Đây là một
sơ đồ đầy đủ của 1 hệ thống DCS. Trên hình chỉ thể hiện cho ta thấy rõ cấp điều khiển
(LCU) và cấp điều khiển giám sát là các máy tính điều khiển. Các LCU được kết nối


với hệ thống máy tính bằng bằng 2 mạch vịng kín cùng hoạt động nên tính dự phịng
rất cao.
Tất cả các máy tính được nêu ở trên đều có thể điều khiển và giám sát được các
hệ thống thiết bị của các LCU nếu được cấp 1 tài khoản và mật khẩu phù hợp. Các
máy tính này đều được định địa chỉ IP cố định để kết nối với nhau. Riêng máy tính
AKGS cịn có nhiệm vụ dùng để kết nối Hệ thống SCADA bên ngoài với A0, A3.
2.2.8. Một số hệ thống phụ
a. Hệ thống nước làm mát

Thông số kỹ thuật của một số thiết bị của hệ thống nước làm mát:

- Máy bơm:
• Hãng chế tạo
: EAST WELL.
• Loại

: Bơm ly tâm Trục ngang.

• Tốc độ định mức

: 1480 v/p.

• Cột áp định mức

: 42 m.

• Cơng suất động cơ

: 90 kW.

• Điện áp định mức

: 380 VAC.

• Dịng định mức

: 167A.

• Tần số

: 50 Hz.

• Cos φ

: 0,85.

• Số lượng

: 02 bộ.

• Lưu lượng

: 500 m3/h.

• Áp lực thiết kế

: 1,6 Mpa.

- Bộ lọc tự động:
• Hãng chế tạo

: ZIGONG.

• Loại

: Bộ lọc tự động, tự làm sạch.

• Số lượng

: 02 bộ.

• Lưu lượng

: 550m3/h.

• Áp lực thiết kế

: 1.0 Mpa.

• Lưới lọc

: 2 mm.

• Cơng suất động cơ

: 550 W.

- Bộ lọc thơ cho đệm kín trục (PN4.0MPa, DN25):
• Hãng chế tạo
: BOLL & KIRCH.
• Loại

: BFO.100.260.DN25.

• Số lượng

: 02 bộ.