Đồ án Thực trạng xuất điện năng tại Nhà máy thủy điện Minh Lương Thượng

ược sự quan tâm của Ban lãnh đạo của nhà máy Thủy điện Minh Lương Thượng và các Thầy cô khoa Điện trường đại học công nghiệp Việt Trì. Đây là Nhà máy thủy điện do Công ty CP Phát triển Thủy Điện làm chủ đầu tư có công suất phát điện bé, mới đưa vào vận hành từ cuối năm 2019. Tuy nhiên, với công nghệ hiện đại và được vận hành bởi đội ngũ nhân viên có trình độ nên hiểu quả kinh tế của nhà máy cao, đóng góp cho lưới điện quốc gia một sản lượng điện không nhỏ, góp phần giảm thiểu thiếu hụt điện năng cho lưới điện Quốc gia. Sau thời gian thực tập tốt nghiệp 3 tháng, dưới sự hướng dẫn tận tình của các Thầy cô giáo và Cán bộ Công nhân Nhà máy em đã hoàn thành chương trình thực tập tốt nghiệp do Nhà trường đề ra. Kiến thức thu được trong đợt thực tập được em trình bày ngắn gọn trong quyển báo cáo này. Nội dung báo cáo được chia làm 4 phần: - Tổng quan về Nhà máy thủy điện Minh Lương Thượng. - Phần cơ khí thủy lực Nhà máy thủy điện Minh Lương Thượng - Phần điện Nhà máy thủy điện Minh Lương Thượng. - Thực tập vận hành Nhà máy thủy điện Minh Lương Thượng. Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các quý Thầy Cô Nhà trường, các anh Cán bộ Công nhân Nhà máy đã giúp em hoàn thành đợt thực tập này. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀNHÀ MÁY THỦY ĐIỆN MINH LƯƠNG THƯỢNG Giới thiệu về Nhà máy. Công trình thủy điện Minh Lương Thượng là một công trình khai thác nguồn thủy năng suối Minh Lương được thiết kế bao gồm 2 tổ máy có công suất 16 MW, điện lượng sản xuất trung bình hằng năm là 53.339 triệu KWh, xây dựng trên vùng núi cao, thuộc địa bàn hai xã Thẳm Dương và Minh Lương (huyệnVăn Bàn, tỉnh Lào Cai) do công ty cổ phần phát triển thủy điện làm chủ đầu tư. Được khởi công và hòa lưới điện quốc gia vào tháng 12 năm 2019. Hình 1.1. Nhà máy thủy điện Minh Lương Thượng Vai trò của nhà máy thủy điện Thủy điện Minh Lương Thượng là một công trình nguồn điện giúp thêm phần nào của hệ thống điện Việt Nam. Nhà máy có 2 tổ máy với công suất lắp đặt là 8 MW, công trình nguồn và lưới truyền tải điện này đã góp phần nâng cao sự ổn định, an toàn và kinh tế cho hệ thống điện, tạo điều kiện tốt hơn cho việc phát triển kinh tế, phục vụ đời sống nhân dân, thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Nhà máy thủy điện đang là nguồn cung cấp năng lượng điện đáng kể, điện năng tạo ra đang chiếm môt tỉ lệ rất lớn trong các nhà máy phát điện ở Việt Nam. không nơi nào có nguồn thủy năng mà con người không tận dụng, vì đây là nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo và được ưu tiên phát triển, đặc biệt trong bối cảnh sản lượng điện từ than, dầu mỏ đang dần cạn kiệt. Thủy điện chiếm khoảng 15-20% tổng sản lượng điện của thế giới và chiếm tới 95% tổng sản lượng năng lượng tái tạo. Và tại Việt Nam, thủy điện hiện vẫn chiếm khoảng 35% tổng sản lượng điện toàn hệ thống. Không chỉ đóng góp sản lượng điện lớn cho việc đảm bảo cung ứng điện, thủy điện còn góp phần quan trọng trong việc tạo nguồn lực phát triển kinh tế - xã hội tại nhiều địa phương Nhà máy thủy điện tích năng làm việc như acquy, trữ lượng khủng lồ bằng cách tích và xả năng lượng theo nhu cầu của hệ thống. Một ưu điểm của thủy điện là có thể khởi động và phát đến công suất tối đa chỉ trong vòng vài phút, trong khi đó nhiệt điện phải mất nhiều giờ hay nhiều hơn trong trường hợp điện nguyên tử. Do vậy thủy điện thường đáp ứng phần đỉnh là phần cao tính linh hoạt mang tải. Bằng cách sử dụng nguồn nước thay vì các loại nhiên liệu hoá thạch (đặc biệt là than), thuỷ điện giảm bớt ô nhiễm môi trường, giảm bớt các trận mưa axít, giảm axít hoá đất và các hệ thống thủy sinh. Thuỷ điện thải ra rất ít khí hiệu ứng nhà kính so với các phương án phát điện quy mô lớn khác, Lượng khí nhà kính mà thủy điện thải ra nhỏ hơn 10 lần so với các nhà máy turbine khí chu trình hỗn hợp và nhỏ hơn 25 lần so với các nhà máy nhiệt điện than. Nếu tiềm năng thủy năng thực tế còn lại được sử dụng thay cho các nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu hóa thạch thì hằng năm có thể tránh được 7 tỉ tấn khí thải. Do vậy làm giảm sự nóng lên của trái đất. Đập thủy điện có vai trò lớn trong việc tưới tiêu ở vùng hạ lưu cung cấp nước tưới tiêu vào mùa khô và điều tiết nước vào mùa lũ, tạo điều kiện cho người dân vùng hạ du phát triển nông nghiệp. Hồ chứa còn có thể cải thiện các điều kiện nuôi trông thủy sản và vận tải thủy. Bảo tồn hệ sinh thái Thuỷ điện sử dụng năng lượng của dòng nước để phát điện, mà không làm cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên, cũng không làm biến đổi các đặc tính của nước sau khi chảy qua tua bin Một số thông số cơ bản của nhà máy STT Đại lượng Đơn vị Gía trị Hồ chứa 1 Mực nước dâng bình thường m 408 2 Mực nước chết m 402.5 3 Tổng dung tích 106m3 1,786 4 Dung tích hữu ích 106m3 0,841 5 Dung tích chết 106m3 0,946 Nhà máy thủy điện 1 Mực nước hạ lưu trung bình m 350.05 Mực nước hạ lưu Max m 352.02 Mực nước hạ lưu Min m 348.00 2 Công suất lắp máy MW 16 3 Công suất bảo đảm MW 2.45 4 Lưu luợng thiết kế m3/s 30.0 5 Lưu lượng đảm bảo 85% m3/s 5.36 6 Lưu lượng phát điện TB M3/s 30.068 7 Lưu lượng xả môi trường M3/s 0.536 8 Số tổ máy Tổ 2 9 Cột nước lớn nhất m 59.97 10 Cột nước nhỏ nhất m 55.48 11 Cột nước trung bình m 53.34 12 Điện năng tb năm Triệu KWh 53.339 13 Cao trình sàn lắp ráp máy m 362.2 Cửa nhận nước 1 Kiểu van Van phẵng nâng hạ/hạ bằng xy lanh thủy lực 2 Số cửa van Cái 1 3 Cao trình ngưỡng m 391.6 Cửa sửa chữa 1 Kích thước thông thủy m 3.80x3.80 2 Cột nước thiết kế m 21.2 3 Số cửa van cái 1 4 Nâng hạ của van Palăng điện 25 tấn Đường ống áp lực 1 Số lượng 1 2 Kiểu Đường ống thép 3 Đường kính trong của ống m 4.0 Đường Hầm 1 Chiều dài m 1300 2 Đường kính m 4 3 Kết cấu vỏ hầm Bê tông cốt thép VII. Cửa Hạ lưa 1 Số cửa cái 2 2 Cao trình ngưỡng m 345.095 3 Mục nước hạ lưu max m 362.01 Hình 1.2 Đập đầu mối và gian máy . Sơ đồ tổ chức nhà máy Hội đồng quản trị Chủ tịch hội đồng Gíam đốc điều hành Quản đốc Phòng tài chính kế toán Ban kiểm tra nhiệm thu Phòng kế hoạch kỹ thuật vật tư Phòng tổ chức hành chính Trưởng ca Nhân viên vận hành Hình 1.3 Sơ đồ tổ chức nhà máy 1.5. Các hệ thống thiết bị trong Nhà máy. Van vào chính trước tuabin(van bướm): Dùng động cơ bơm dầu công suất 7,5 kW tạo áp lực dầu lớn hơn 10 Bar cung cấp cho Secvomotor thực hiện chức năng mở van để nước từ đường ống áp lực vào buồng xoắn tuabin khi chạy máy phát. Dùng trọng lực quả tạ để đóng van khi dừng bình thường và dừng sự cố. Tuabin và buồng xoắn: Buồng xoắn tạo cho dòng nước áp lực phân bố đều xung quanh theo cánh hướng nước làm quay tuabin. Tuabin có công suất 15,544 kW được gắn đồng trục với trục rô to máy phát có nhiệm vụ truyền động làm quay roto máy phát. Máy phát: Gồm 02 máy phát, mỗi máy phát công suất tác dụng đảm bảo từ (2.45± 8.5) MW qua trạm nâng áp 6,5/110 kV cung cấp cho điện lưới quốc gia. Hệ thống kích từ: Bao gồm: 02 tủ chỉnh lưu, 02 tủ điều khiển, 02 máy biến áp kích từ. Hệ thống chỉnh lưu biến đổi nguồn AC sang DC cung cấp cho cuộn dây roto để tạo ra từ trường không biến thiên ở cực từ. HTKT được trang bị bộ vi xử lý kích từ kép LH-WLTO2 gồm 2 chế độ làm việc: Chế độ tự động điều chỉnh điện áp AVR và chế độ điều chỉnh dòng kính từ FCR. Hệ thống điều tốc: Hệ thống điều khiển điều tốc được lắp đặt tại cao trình 374,2m bao gồm: Tủ điều khiển bơm dầu áp lực, thùng dầu, bình dầu áp lực, tủ điều khiển điện, động cơ bước và van phân phối. Cao trình 367m (giếng tua bin) lắp đặt 02 Secvermotor cho mỗi tổ máy. Hệ thống dầu áp lực có vai trò khi hệ thống điều tốc làm việc thì cung cấp không gián đoạn áp lực dầu cho Secvermotor. Hệ thống điều tốc TDBWT PLC hoạt động thoả mãn yêu cầu trong từng bước thứ tự chuyển tiếp trạng thái của tổ máy, vận hành phù hợp khi tổ máy khởi động, không tải, hoà lưới, phát, khi dừng bình thường và khi dừng sự cố. Hệ thống khí nén: Bao gồm hệ thống khí nén áp lực cao 04 MPa có vai trò cung cấp khí cho các bình áp lực dầu điều tốc và hệ thống khí nén áp lực thấp 0,8 MPa có vai trò cung cấp khí cho: Hệ thống phanh của tổ máy, bộ chèn kín trục tuốc bin tổ máy khi dừng và phục vụ sửa chữa và bảo dưỡng trong Nhà máy. Hệ thống dầu tổ máy: Cung cấp dầu cho các thiết bị, hệ thống dùng dầu trong nhà máy gồm: Hệ thống dầu điều tốc của 02 tổ máy, dầu bôi trơn các ổ trục của hai tổ máy, dầu điều khiển van bướm của 02 tổ máy. Hệ thống nước kỹ thuật: Nước kỹ thuật của 02 tổ máy được lấy từ 02 đường ống áp lực trước van vào chính tuốc bin qua 02 bộ lọc và 02 van giảm áp, đầu ra áp lực nước từ 1,5 ± 3bar dùng để cung cấp nước làm mát cho: các bộ làm mát không khí máy phát, dầu ổ hướng trên, ổ đỡ máy phát, dầu ổ hướng dưới máy phát, dầu ổ hướng tuabin, chèn kín trục tuốc bin. Hệ thống máy bơm: Bao gồm: Bơm tiêu cạn tổ máy, bơm rò rỉ nắp tua bin và sau chữa cháy máy phát, bơm phòng lũ, bơm rò rỉ chung, bơm rò rỉ các buồng phòng. bơm rò rỉ khẩn cấp nắp tua bin,bơm nước lẫn dầu sau chữa cháy máy phát và máy biến áp chính. Hệ thống phòng cháy chữa cháy: Hệ thống phát hiện có cháy thì tự động chữa cháy, các thiết bị phục vụ trong quá trình chữa cháy. Dùng để phát hiện nhanh các mối nguy hiểm do cháy nổ, trong Nhà máy bố trí hệ thống báo cháy địa chỉ được thiết kế theo cấu trúc mạng có thể nhận thông tin hai chiều, từ đó xử lý điều khiển các thiết bị ngoại vi để chữa cháy và báo có cháy. Hệ thống thông gió: Trao đổi không khí trong các buồng thiết bị công nghệ, thiết bị phân phối, gian máy phát, nhằm duy trì nhiệt độ để đảm bảo sự làm việc bình thường của người và thiết bị. Trạm phân phối 110kV: Biến đổi điện áp và dòng điện từ đầu cực máy phát qua MBA nâng áp 6,5/110 kV truyền tải toàn bộ công suất từ 02 tổ máy lên lưới điện quốc gia; ngăn chặn sự cố lan truyền từ lưới điện; biến đổi dòng điện và điện áp phục vụ cho đo lường, bảo vệ, điều khiển; cô lập chuyển đổi thiết bị làm việc phục vụ công tác duy tu bảo dưỡng và sửa chữa khi trạm đang vận hành. Hệ thống tự dùng AC 0,4 KV: Hệ thống tự dùng xoay chiều được lấy từ phía hạ của MBA chính, qua máy biến áp tự dùng 6.5/0,4 KV đến giàn thanh cái tự dùng cấp điện tự dùng cho toàn nhà máy và khu đầu mối. Nguồn dự phòng cho hệ thống tự dùng xoay chiều được lấy từ nguồn lưới 35 KV và máy phát diesel dự phòng của Nhà máy. Hệ thống tự dùng 220V DC: Tủ chỉnh lưu biến đổi điện áp 380V AC thành 220V DC cung cấp cho thanh cái phân phối đến các phụ tải dung nguồn DC toàn nhà máy và dàn ắc qui. CHƯƠNG 2: PHẦN CƠ KHÍ THỦY LỰC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN MINH LƯƠNG THƯỢNG Tuabin nước. Các thông số của tuabin STT Đại lượng Đơn vị Gía trị 1 Kiểu Francis trục đứng 2 Lưu lượng thiết kế M3/s 15.034 3 Cột nước tính toán m 55.48 4 Cột nước cho phép lớn nhất m 59.97 5 Số vòng quay tuabin V/ph 428.6 6 Công suất tuabin KW 7750 7 Hiệu suất η 0.974 8 Đường kính cửa vào tuabin mm 2100 9 Đường kính ống nối mm 2100 10 Đường kính BXCT D1 CM 140 11 Số vòng quay lồng V/ph 781.7 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Tuabin nước Nhà máy thủy điện Minh Lương Thượng là kiểu tuabin gồm các bộ phận chủ yếu sau đây: 1. Buồng dẫn nước: Kiểu buồng xoắn làm bằng kim loại được hàn từ thép tấm có đường kính vào là 2100 mm. 2. Stato tuabin: Kiểu vòng có đường kính lớn nhất là 2100 mm, kết cấu bằng thép bao gồm 24 cánh hướng tĩnh. 3. Bộ phận hướng nước: Bao gồm 24 cánh hướng động và vành điều chỉnh. Khi động cơ secvô hoạt động, vành điều chỉnh sẽ quay và thông qua cánh tay đòn, thanh truyền sẽ làm thay đổi đổ mở cánh hướng. Hình 2.1 Mặt cắt dọc tổ máy 4. Bánh xe công tác: Được làm bằng thép rèn đặc biệt có khả năng chống mài mòn và xâm thực, gồm có 13 cánh. 5. Trục tuabin: Có dạng hình ống được được làm bằng thép rèn đăc biệt có khả năng chịu được mô men xoắn lớn. Hai đầu trục đều có mặt bích: Mặt bích phía trên nối với trục chính còn mặt bích phía dưới nối với bánh xe công tác. 6. Ổ hướng tuabin: Là loại ổ hướng hình trụ bôi trơn bằng dầu có bạc làm bằng hợp kim babbitt. Ổ hướng được làm mát bằng nước. 7. Ống thoát nước tuabin: Là loại ống hút cong làm bằng thép hàn. Để kiểm tra, sửa chữa ống hút và các chi tiết ở phần dưới bánh công tác, người ta bố trí một cửa thăm côn xả. Ở phía trên ống hút có lắp đặt 2 van phá chân không để tránh hiện tượng xâm thực cho tuabin. 8. Van nước vào tuabin: Là loại van bướm được điều khiển bằng động cơ secvô và hệ thống thủy lực. 9. Van xả cạn buồng xoắn và đường ống áp lực: Có tác dụng tháo cạn buồng xoắn và đường ống áp lực phục vụ duy tu sửa chữa. 10. Thiết bị chèn trục: Gồm 2 phần: Bộ phận chèn trục bằng nước và bộ phận chèn trục bằng khí. Các bộ phận chèn trục có tác dụng không cho nước hạ lưu chảy ngược vào buông tuabin khi chạy máy và khi mức nước hạ lưu lơn hơn cao trình 352 m. Nguyên lý hoạt động của tuabin: Nước từ đường ống áp lực sau khi đi qua van bướm được đưa vào buồng xoắn, qua hệ thống cánh hướng chảy vào bánh xe công tác. Tại đây, năng lượng dòng chảy được biến đối thành cơ năng làm quay bánh xe công tác. Dòng nước sau khi đi qua bánh xe công tác sẽ được xả ra hạ lưu thông qua ống hút cong. Công suất và tốc độ của tuabin được thay đổi bằng cách thay đổi đổ mở cánh hướng. Van trước tua bin Van trước tua bin là loại van đĩa trục ngang điều khiển bằng thuỷ lực có đường kính qua nước Dy= 2100 mm. Cửa van đĩa là cơ cấu thao tác mở khi khởi động và đóng khi dừng tổ máy thủy lực. Điều khiển van đĩa - Điều khiển tự động và điều khiển bằng tay. (điều khiển từ xa và điều khiển tại chỗ), van đĩa cũng thực hiện chức năng là cửa van sửa chữa, đảm bảo khả năng tiến hành các công việc sửa chữa ở tổ máy không phải dừng tổ máy kia đang vận hành. Việc đóng được thực hiện bằng đối trọng và mở cửa van đĩa được thực hiện bằng xy lanh thủy lực, tác động một phía mở bằng áp lực dầu từ thiết bị dẫn áp lực chung với tua bin. Việc đóng cửa van được thực hiện khi xả dòng chảy cũng như trong nước tĩnh. Việc mở cửa van được thực hiện ở trạng thái không áp. Việc cân bằng áp lực trước và sau cửa van được thực hiện bằng hệ thống ống nhánh tự động (Bypass). Vỏ cửa van làm bằng thép đúc có độ bền cao hoặc các nửa vành thép để lắp rôto. Các đệm tự bôi trơn của các ổ trục bằng đồng than. Cửa van được trang bị van xả khí. Rô to của cửa van được chế tạo bằng thép đúc có độ bền cao, các ngỗng cổ trục bằng thép không rỉ hoặc bằng thép với hợp kim thép không rỉ. Rô to được trang bị các vành đệm không rỉ cho các gioăng đệm làm việc và sửa chữa. Đệm làm việc được bố trí ở phía bên dưới theo dòng chảy, đệm sửa chữa ở phía trên. Trong trường hợp đóng sự cố xy lanh thủy lực tác động như phanh và vượt qua mô men để đóng, đảm bảo từ từ đóng cửa van. Giữa các đoạn ống nối vào và ra có bố trí hệ thống cân bằng áp lực (Bypass), hệ thống gồm van cân bằng điều khiển tự động, van an toàn điều khiển bằng tay, các ống thép không rỉ Van cân bằng áp lực tự động đóng ở vị trí mở hoặc ở vị trí đóng van đĩa và được trang bị bộ kiểm tra vị trí. Một phân đoạn ống nối đầu vào dài 1000 mm một đầu nhờ có mặt bích nối với van đĩa, còn đầu bên kia hàn với đường ống áp lực. ở phân đoạn này có bố trí mặt bích cho hệ thống cân bằng áp lực cũng như 4 van để đo áp lực ở đường ống áp lực. Chi tiết giãn nở nhiệt được trang bị khớp nối với đường cân bằng áp lực, trang bị khớp nối cho hệ thống làm cạn bộ phân phối và khớp nối để xả và hút khí cũng như trang bị 4 van để đo áp lực của nước. Các phần thủy lực và phần điện của hệ thống điều khiển cửa van gồm toàn bộ các van kiểm tra, sôlenôít, bộ chuyển mạch khống chế, các đường ống dẫn và thiết bị khóa liên động, các áp kế. Tủ điều khiển cửa van gồm các thiết bị cần thiết để điều khiển từ xa và điều khiển tại chỗ cửa van điều khiển hệ thống cân bằng áp lực với dây dẫn bên trong nối với tủ đầu dây của tua bin. Từ điều kiện làm việc của tổ máy xác định được van trước tua bin có các thông số cơ bản sau: - Kiểu van: Van đĩa ϕ2100×1.0 số hiệu van 2100KD741X-Vs-10 - Loại: Đóng đối trọng, mở bằng thủy lực. - Đường kính: 2100mm - Cột nước làm việc lớn nhất: Hmax = 100 m - Số lượng: 02 - Khối lượng: 13.6T - Áp lực dầu: 16 Mpa Hình 2.2 Van đầu vào trước Tuabin Hệ thống điều tốc Điều tốc là thiết bị tự động hóa quan trọng nhất trong trạm thủy điện, nó có chức năng điều chỉnh lưu lượng nước vào tua bin để công suất phát ra từ tổ máy luôn luôn cân bằng với công suất yêu cầu của phụ tải. Điều tốc còn có chức năng cùng với hệ thống để tự động hòa điện: Khi có lệnh khởi động máy, hệ thống tự động hóa sẽ điều khiển điều tốc mở cơ cấu cánh hướng và tự động điều chỉnh tua bin và tổ máy hoạt động, khi đảm bảo các điều kiện hòa điện, hệ thống tự động hóa sẽ đóng điện lên lưới. Ngoài ra điều tốc còn là cơ cấu bảo vệ cấp 1 cho tổ máy, khi có các tín hiệu sự cố (quá nhiệt độ ổ, mất nước làm mát, sự cố lưới điện.. ), điều tốc sẽ tự động đóng cánh hướng để dừng máy. Cùng với sự phát triển của điện tử kỹ thuật số, các điều tốc ngày càng có kích thước nhỏ gọn khả năng điều chỉnh đảm bảo cao, an toàn và thuận tiện trong khi sử dụng. Qua thông số của các tổ máy tương tự xác định được công của điều tốc là 5000 Kgm. Các thông số chính của điều tốc như sau: - Kiểu : Điện tử- Thủy lực - Công : A= 5000 Kgm - Số lượng : 02 - Phạm vi điều chỉnh tần số : 47,5-52,5Hz - Phạm vi điều chỉnh phụ tải : 0 - 100% - Áp lực dầu : 16 MPa - Điều tốc được trang bị các thiết bị điều khiển, tự động cần thiết bảo đảm sự làm việc tin cậy của tổ máy trong mọi chế độ vận hành. - Năng lượng để điều tốc đóng mở cơ cấu cánh hướng của tua bin được lấy từ thùng dầu áp lực có áp suất làm việc 16 MPa. Hình 2.2. Sơ đồ khối điều khiển hệ thống điều tốc và tủ điều tốc Hệ thống khí nén Với qui mô nhà máy công suất nhỏ như thủy điện Minh Lương Thượng, không cần Hệ thống cung cấp khí nén áp lực 16 MPa cho hệ thống điều tốc và van đĩa do các thiết bị này đã được sử dụng các bình dầu có túi khí ni tơ. Hệ thống khí nén áp lực 0,8 MPa cho phanh và các thiết bị dùng khí nén và các nhu cầu kỹ thuật khác, bao gồm + 02 Máy nén khí hạ áp 0.8 Mpa. + 01 thùng chứa có V = 1.5 m3; P = 1.0 Mpa + Mạng đường ống dẫn và các thiết bị đo lường kiểm tra tự động hoá. Tự động hoá cho hệ thống khí nén Việc theo dõi, giám sát và vận hành hệ thống khí nén được tự động hoá: Tự động đo và báo tín hiệu áp lực khí nén (bằng các rơ le áp lực) về phòng điều khiển trung tâm. Khi áp lực khí nén giảm quá giới hạn cho phép (0,5 Mpa) sẽ có tín hiệu báo và ra lệnh cho cơ cấu điều khiển cho chạy máy nén khí. Khi khí nén đã đủ áp suất làm việc máy nén khí sẽ dừng hệ thống nén khí. Hình 2.4 Hệ thống khí nén Hệ thống nước kỹ thuật và phòng hỏa Nước kỹ thuật cung cấp cho các bộ trao đổi nhiệt của tua bin và máy phát. Ngoài ra nước kỹ thuật còn dùng để bôi trơn ổ làm kín của tua bin. Nguồn nước cấp cho hệ thống nước kỹ thuật lấy trực tiếp từ đường ống áp lực (Với áp lực nước từ đường ống áp lực từ 5.0 đến 6.0 kg/cm2 là phù hợp hoặc không phải sử dụng van giảm áp). Hệ thống cấp nước có sơ đồ nguyên lý cấp nước tập trung. Mỗi tổ máy có một mạch cấp nước riêng, giữa chúng có các ống liên thông. Nước kỹ thuật được lấy từ đường ống áp lực trước van tua bin, sau khi qua bộ lọc sẽ đi tới các điểm làm mát rồi tự chảy xuống hạ lưu với áp suất dư còn lại sau khi qua các vị trí cần làm mát. Lượng nước làm mát cần dùng Q = 100 m3/h, trong đó nước làm mát cho máy phát là 80 m3/h và nước làm mát cho các ổ là 20 m3/h. Hệ thống cứu hỏa bao gồm các tủ cứu hỏa, các bình cứu hỏa và các thùng cát. Nước cứu hỏa được lấy từ 2 đường ống áp lực phía trước van chính, sau khi qua các bộ lọc sẽ đi tới các điểm bố trí tủ cứu hỏa. Các bình cứu hỏa bố trí 2 bình ở gian máy phát, 2 bình ở gian tủ cao áp, 2 bình ở phòng điều khiển trung tâm, 2 bình ở trạm biến áp và 2 bình ở khu vực chứa và xử lý dầu. Thùng cát bố trí 1 thùng ở trạm biến áp. Tự động hoá cho hệ thống nước kỹ thuật Việc theo dõi, giám sát và vận hành hệ thống nước kỹ thuật được tự động hoá: Tại các điểm cấp nước kỹ thuật đều có rơ le tín hiệu dòng chảy, trước và sau các van chính trên đường ống, thùng lọc... đều có các điểm đo áp lực của dòng chảy. Khi áp lực của dòng chảy giảm quá giới hạn cho phép (1 kg/cm2 tại các điểm cần làm mát hoặc 2 kg/cm2 trên đường ống dẫn) sẽ có tín hiệu để mở van liên thông với mạch cấp nước liên quan. Khi không có dòng chảy (mất nước làm mát) sẽ có tín hiệu sự cố để dừng máy. Hình 2.5 Hệ thống nước làm mát Hệ thống tiêu nước Hệ thống tiêu nước có chức năng bơm thoát lượng nước rò rỉ, nước sau cứu hỏa và khối lượng nước còn lại trong buồng xoắn và ống hút của tua bin khi có yêu cầu xem xét, sửa chữa phần cánh hướng, cánh công tác của tua bin. Ngoài ra hệ thống còn bảo đảm mực nước trong hố tập trung nước thấm, nước rò rỉ không vượt quá giá trị định sẵn. Tháo nước ở ống hút cánh hướng đóng kín lại, nếu mức nước trong ống hút cao hơn hạ lưu, cửa hạ lưu mở nước được tháo ra hạ lưu. Khi đóng cửa hạ lưu lại phần nước còn lại trong ống hút được tháo về hố thu nước tập trung, nước trong hố thu nước tập trung được bơm chìm đẩy ra hạ lưu. Máy bơm chọn loại bơm chìm có Q = 150 m3/h, cột nước bơm H = 20 m. Tự động hoá cho hệ thống tiêu nước Việc theo dõi, giám sát và vận hành hệ thống tiêu nước được tự động hoá: Tự động đo và báo tín hiệu mực nước trong hố tập trung nước về phòng điều khiển trung tâm. Khi mực nước vượt quá giới hạn cho phép sẽ có tín hiệu báo và ra lệnh cho bơm hút nước làm việc và khi nước cạn sẽ ra lệnh cho máy bơm ngừng hoạt động. Hệ thống dầu Hệ thống dầu có chức năng nhận, cung cấp, tháo dầu cho các thiết bị của nhà máy. Hệ thống có hai mạch riêng biệt, một mạch cấp dầu cho các ổ tua bin, máy phát, van trước tuabin và điều tốc, mạch kia cấp dầu cho máy biến áp. Hệ thống dầu cần đảm bảo được các thao tác sau với dầu tuabin : - Tiếp nhận, bảo quản và xử lý dầu mới - Bảo quản một lượng dầu sạch - Nạp đầy dầu sạch cho thiết bị - hu dầu đã qua sử dụng, bảo quản, bốc các thùng dầu thải lên các phương tiện vận chuyển. - Thu dầu rò rỉ từ thiết bị các máng dầu, các bể lắng dầu, dầu tràn từ các thùng dầu, bảo quản dầu và bốc các thùng dầu này lên các phương tiện vận tải. - Kiểm tra chất lượng và thành phần hóa học của dầu - Rửa sạch các thùng thu dầu rò rỉ Để thực hiện các chức năng nêu trên cơ sở dầu gồm: - Các thùng xả dầu tua bin từ tổ máy Dầu máy biến áp do lâu mới phải thay do đó không cần phải bố trí kho dầu cho máy biến áp trong thiết kế không bố trí thùng dầu máy biến áp Hệ thống thu dầu rò rỉ dầu tua bin như một phần của cơ sở dầu dùng để thu dầu rò rỉ từ thiết bị của cơ sở dầu từ các máng dầu, từ bể lắng dầu và dầu tràn từ các thùng chứa dầu trong kho dầu, thu dầu khi hút cạn dầu từ các đường ống chính dẫn dầu. Sau khi thu dầu rò rỉ dầu được bơm lên các xe téc chở dầu để tái xử lý hoặc thải. Điều tốc bố trí cạnh tua bin. Nó bao gồm một thùng dầu dung tích khoảng 300 lít trên có lắp hai bơm dầu (Một làm việc, một dự phòng). Dầu sau khi bơm được tích trong bình tích năng, trong đó lượng dầu là 1/3 còn lại là khí nén. Van đĩa bố trí trước tua bin. Nó bao gồm một thùng dầu dung tích 600 lít trên có lắp hai bơm dầu (Một làm việc, một dự phòng). Dầu bôi trơn ổ cho mỗi máy phát là 600 lít và lượng dầu bổ sung trong quá trình vận hành là 200 lít. Tổng lượng dầu tua bin cần dùng cho 1 tổ máy là 1100 lít. - Chọn 1 thùng dầu V= 3.5 m3 dùng để chứa dầu sạch. - Chọn 2 thùng dầu V= 1.75 m3 dùng để chứa dầu vận hành. - Chọn 1 thùng dầu V= 1.0 m3 dùng để chứa dầu thải. Tự động hoá cho hệ thống dầu Việc theo dõi, giám sát và vận hành hệ thống dầu được tự động hoá: Tự động đo và báo tín hiệu áp lực dầu về phòng điều khiển trung tâm. Khi áp lực dầu giảm quá giới hạn cho phép sẽ có tín hiệu báo và ra lệnh cho cơ cấu điều khiển cho chạy bơm dầu. Khi dầu đã đủ áp suất làm việc bơm dầu sẽ dừng. Hệ thống đo các đại lượng thủy lực Các hệ thống có thể đo các giá trị sau: - Mực nước thượng lưu. - Trênh lệch mực nước trước và sau lưới chắn rác - Cột nước tác dụng. - Lưu lượng qua tua bin - Chênh lệch áp lực trước và sau van trước tua bin. - Áp lực nước tại các điểm cần theo dõi trong hệ thống nước kỹ thuật. - Mực nước tại hố tập trung nước. - Áp lực dầu tại các điểm cần theo dõi trong hệ thống dầu. - Áp lực khí tại các điểm cần theo dõi trong hệ thống khí nén.. Chương 3: PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN MINH LƯƠNG THƯỢNG 3.1. Sơ đồ đấu nối chính của nhà máy Thủy điện Minh Lương Thượng bao gồm 2 tổ máy với công suất đặt là 8 MW để truyền tải công suất trên tới các hộ tiêu thụ điện, sử dụng trạm phân phối 6.5/110 kV. Hình 3.1 Sơ đồ nối điện chính Nhà máy thủy điện Minh Lương Thượng 3.2. Thông số kỹ thuật của máy phát Máy phát điện đồng bộ, 3 pha, trục đứng SF7500-14/3250 Từ các thông số của tổ máy xác định được máy phát có các đặc trưng sau: - Kiểu : Trục đứng, đồng bộ 3 pha có tự động điều chỉnh điện áp - Số lượng : 2 tổ - Công suất : N = 7500 kW - Hiệu suất : η = 0,96 - Điện áp : U = 6,3 Kv - Dòng điện : I = 859.2 A - Số vòng quay : n = 428.6 v/ph - Tốc độ lồng : nlnax = 800 v/ph - Tần số : f = 50Hz - Hệ số công suất : cosΦ = 0,8 - Hệ số quá tải : 1,2 - Cách điện : Cấp F/F - Nhiệt độ tăng giới hạn ở điều kiện nhiệt độ không khí thông thường 40ºC của Stato là 100ºC và Rôto là 100ºC - Kích từ phụ thuộc - Điều chỉnh điện áp tự động - Mô men đà : 75 T.m2 - Khối lượng máy phát : 110 tấn - Khối lượng rô to : 25 tấn Hình 3.2. Gian máy phát điện 3.3 Các thiết bị trong gian 6.5 Các thiết bị 6,5 kV được đặt trong các tủ G1- G9: 1. Tủ G1(G6) bao gồm các thiết bị - Máy biến điện áp TU6H1B(TU6H2B) 2. Tủ G2(G7) bao gồm các thiết bị Máy cắt 601(602) 3.Tủ G3 (G8) gồm các thiết bị - TU6H1A(TU6H2A) - Chống sét van - Máy biến đổi dòng điện TI601(602) 4.Tủ G4 gồm các thiết bị - DCL 641-3 - Máy biến đổi dòng điện TITD61 - Dao nối đất DNĐ 641-38 5. Tủ G5 dự phòng Các thiết bị gian 6.5KV được thể hiện trên sơ đồ nối điện chính của nhà máy Nhiệm vụ: - Kết nối máy phát với MBA 6,5/110kV. - Cung cấp điện cho MBA tự dùng. - Biến đổi điện áp và dòng điện dùng cho đo lường, bảo vệ, điều khiển. - Cách ly máy phát với điện áp lưới Hình 3.3. Gian 6.5 3.4. Thông số trạm 110KV 3.4.1. Nhiệm vụ trạm 110 KV - Khi nhà máy phát điện và hòa đồng bộ điện áp 6.3 KV đi qua MBA T1 điện áp được tăng lên 110KV và được đẩy lên lưới 110 KV, điện áp qua MC 131 đi đến lên thanh cái C11 và đi qua MC 171 đi lên 171 A20.16 Nhà máy thủy điện Nậm Khóa 3 - Điện áp lưới cao hoặc thấp nhà máy muốn đảm bảo lưới điện quốc gia thì phải điều chỉnh điện áp kích từ của 2 tổ máy cho phù hợp với điện áp lưới - Khi nhà máy không phát điện, nhà máy sẽ nhận điện áp từ lưới 110KV . Điện áp được giảm áp qua MBA T1 xuống 6.3 KV và đi qua MBA tự dùng xuống 0.4 KV để sử dụng cho nhà máy TBA 110kV của NMTĐ Minh Lương Thượng được thiết kế xây dựng theo kiểu trạm AIS ngoài trời bao gồm: - 01 máy biến áp tăng 110kV 27.5MVA 6,3kV/110kV - 03 máy cắt 110kV, 3 pha. - 06 dao cách ly 110kV, 3 pha kèm 1(2) dao nối đất. - 09 bộ máy biến dòng điện 110kV, 1 pha. - 09 bộ máy biến điện áp 110kV, 1 pha. - Các chống sét van 110kV Hình 3.4 Trạm biến áp 6.5/110KV 3.4.2. Các thông số các thiết bị 1. Máy biến áp - Loại : 3 pha, 2 cuộn dây, ngoài trời, ngâm dầu - Công suất : 27,5 MVA. - Tổ đấu dây : Ynd11 - Điện áp : 115 ± 2x2,5%/6,3 kV - Dòng :100.4A - Hệ thống làm mát : ONAN/ONAF - Điện áp ngắn mạch giữa các cuộn dây : Un% = 10,28% - Tổn hao không tải : P0 = 21,34 kW - Tổn hao có tải : Pk = 109,6 kW - Hãng sản xuất : Ningbo/Trung Quốc - Biến dòng điện chân sứ phía 115 kV: Số lượng: 03 chân sứ. Tỷ số: 150-300/1/1A Số lượng cuộn dây thứ cấp: 02 Cấp chính xác: CL 5P20/5P20 - Biến dòng điện trung tính phía 110kV: Số lượng: 01 chân sứ. Tỷ số: 50-100/1/1A. Số lượng cuộn dây thứ cấp: 02 Cấp chính xác: CL 5P20/5P20 Hình 3.5. Máy biến áp trạm 110kv 2. Máy cắt MC 171 – 173 - 173 - Điện áp định mức : Udm=123 KV - Dòng điện điện định mức : Idm= 3150 A - Dòng điện ngắn mạch định mức : Inm=31,5KA/3s - Dòng điện xung kích: 80 kApeak - Điện áp chịu đựng xung sét: 550 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp: 230 kV - Chu kỳ hoạt động: O.-0,3s – C.O.-3min. –O. - Thời gian cắt ≤70ms - Thời gian đóng ≤100ms - Bộ truyền động Động cơ - Nguồn điện thao tác • Động cơ: 230 VAC/DC • Cuộn đóng và cuộn cắt: 220 VDC 3. Chống sét van - Loại: 1 pha - Điện áp định mức: 96 kV - Điện áp làm việc lâu dài định mức 76 kV - Dòng phóng điện mức 10kA - Điện áp dư (với sóng 8/20 µs – 10 kA): 254kVcrest 4. Dao cách ly 131-3 và 131-1. - Điện áp định mức: Udm= 123 KV - Dòng điện định mức: Idm=1250 A - Dòng cắt định mức: 31,5 kA/3s - Dòng điện xung kích: 80 kApeak - Điện áp chịu đựng xung sét: 550 kV - Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp: 230 kV - Nguồn điện thao tác • Động cơ: 230 VAC/DC Hình.3.6 Dao cách ly 5. Máy biến điện áp 110Kv (TU) tại thanh cái 110kV: - Loại: 1 pha - Điện áp định mức: 123 kV - Tỷ số biến đổi: - Số cuộn dây thứ cấp: 3 • Cuộn 1 (cho đo đếm chính): 30 VA – 0,2 • Cuộn 2 (cho đo lường): 30 VA – 0.5 • Cuộn 3 (cho đo lường): 30 VA – 0,5 phía đường dây: - Loại: 1 pha - Điện áp định mức: 123 kV - Tỷ số biến đổi: - Số cuộn dây thứ cấp: 3 • Cuộn 1 (cho đo đếm chính): 30 VA – 0,5 • Cuộn 2 (cho đo lường): 30 VA – 0.5 • Cuộn 3 (cho bảo vệ): 30 VA – 3P Hình.3.7 Biến điện áp TU 6. Máy biến dòng điện 110Kv (TI) phía cao áp MBA tăng: - Loại: 1 pha - Điện áp định mức: 123 kV - Dòng chịu đựng ngắn mạch: 31,5 kA/3s - Tỷ số biến đổi: 150-300/1/1/1/1/1A - Số cuộn dây thứ cấp: 5 - Công suất và cấp chính xác • Cuộn 1 30 VA, 5P20 (cho bảo vệ) • Cuộn 2 15 VA, 0.2 (cho đo đếm chính) • Cuộn 3 15 VA, 0.5 (cho đo đếm dự phòng) • Cuộn 4 30 VA, 5P20 (cho bảo vệ) • Cuộn 5 30 VA, 5P20 (cho bảo vệ) Biến dòng điện phía đường dây: - Loại: 1 pha - Điện áp định mức: 123 kV - Dòng chịu đựng ngắn mạch: 1,5 kA/3s - Tỷ số biến đổi: 400-800-1200/1/1/1/1/1A - Số cuộn dây thứ cấp: 5 - Công suất và cấp chính xác • Cuộn 1 30 VA, 5P20 (cho bảo vệ) • Cuộn 2 30 VA, 0.5 (cho đo đ