Báo cáo thực tập tốt nghiệp tại nhà máy thủy Điện Hoà Bình

Báo cáo thực tập: Báo cáo thực tập tốt nghiệp tại nhà máy thủy Điện Hoà Bình

Mục lục Trang Phần 1:

Giới thiệu chung 3

I.Các nhiệm vụ của công trình thuỷ điện Hoà Bình 3

II.Các mốc thời gian 4

III sơ đồ tổ chức của nhà máy 4

IV nguyên lý làm việc của nhà máy thuỷ điện hoà bình 6

Phần 2: thuỷ năng I.các số liệu đặc trng thuỷ năng 8

II các số liệu về hồ chứa 8

III các số liệu về đập chính 9

IV các thông số hồ chứa 11

V điều tiết hồ chứa 11

1 Điều tiết hồ trong thời gian chống lũ 11

2 Điều tiết hồ trong các tháng tích nớc 13

3 Điều tiết lũ trong thời kỳ mùa khô từ 10/11 đến 15/06 14

Phần 3: các thiết bị chính I tua bin 16

1.Các thông số kỹ thuật của tuabin PO115/810-B-567,2 16

2 Cấu tạo, hoạt động các bộ phận của tuabin 16

II Máy phát 1 Thông số điện của máy phát 18

2.Thông số cấu tạo của máy phát và nguyên lý làm việc 18

3 Các chế độ vận hành của máy phát điện 21

III MáY BIếN áP 24

IV MáY CắT 26

PHầN 4 Sơ đồ nối điện 25

PHầN 1GiớI THIệU CHUNG

Vào đầu những năm 70 do nhận thức đợc tiềm năng của thuỷ điện trên

hệ thống sông Hồng, kết hợp với yêu cầu chống lũ cho đồng bằng Bắc Bộ,

Đảng và Nhà nớc ta dã giao công việc khảo sát thiết kế xây dựng các côngtrình thuỷ điện cho Bộ Năng lợng cũ thuộc Viện thuỷ công Bacu (nay thuộc n-

ớc CH Azerbaizan) Qua khảo sát, tính toán cho thấy trên sông Đà - mộtnhánh sông Hồng (chiếm 31% diện tích lu vực và 48% lu lợng nớc) có thể xâydựng đợc 4 công trình thuỷ lớn: Hoà Bình 1920MW, Sơn La 3600 MW, HuộiQuảng 1440 MW, Lai Châu 800MW Đầu năm 1979 công trình đầu tiên làthuỷ điện Hoà Bình chính thức khởi công và khánh thành vào cuối năm 1994.Công trình tiếp theo cũng đợc bắt đầu đó là thuỷ điện Sơn La

Thuỷ điện Hoà Bình là một công trình đầu mối đem lại nhiều lợi ích kinh

tế, xã hội tổng hợp: khống chế ngập lụt ở đồng bằng Bắc Bộ, khai thác điệnnăng phục vụ phát triển kinh tế quốc dân, tăng lu lợng nớc mùa khôcho sông

Đà và sông Hồng phục vụ tới tiêu và giao thông đờng thuỷ, tăng cờng khảnăng nuôi trồng và đánh bắt thuỷ sản Ngoài ra công trình nhà máy thuỷ điện

và phần lòng hồ đã là một địa chỉ hấp dẫn cho khách thăm quan du lịch

I CáC NHIệM Vụ CủA CÔNG TRìNH THUỷ ĐIệN HOà BìNH:

Thứ tự u tiên các nhiệm vụ:

 Là nhà máy điều tần trong HTĐ quốc gia

 Là nhà mày thuỷ điện lớn nhất Đông Nam á

 Trung bình năm khai thác sản lợng là 8,4 tỷ kWh, năm nhiều nớc cóthể lên tới 10,2 tỷ kWh, năm ít nớc 5,7 tỷ (sản lợng điện tiêu thụ cảnớc 2003 là 55 tỷ kWh)

 Đảm bảo lu lợng không nhỏ hơn 550m3/s phía hạ du phục vụ giaothông.

5 Nuôi trồng thuỷ sản

6.Du lịch

II.Các mốc thời gian

 Ngày 06-11-1979: Khởi công xây dựng công trình thuỷ điện HoàBình

 Ngày 31-12-1988:Tổ máy số 1 hoà lới

 Ngày 04-11-1989:Tổ máy số 2 hoà lới

 Ngày 27-03-1991: Tổ máy số 3 hoà lới

 Ngày 19-12-1991: Tổ máy số 4 hoà lới

 Ngày 19-01-1993: Tổ máy số 5 hoà lới

 Ngày 29-061-993: Tổ máy số 6 hoà lới

 Ngày 07-12-1994: Tổ máy số 7 hoà lới

 Ngày 04-04-1994: Tổ máy số 8 hoà lới

 Ngày 20-12-1994: Khánh thành nhà máy thuỷ điện Hoà Bình

 Ngày 27-05-1994: Trạm 500kV đầu nguồn Hoà Bình đi vào vậnhành chính thức cung cấp điện cho miền Trung và miền Nam

III sơ đồ tổ chức của nhà máy

Số lợng nhân viên của nhà máy là 850 ngời , phân bổ theo các phòngban chức năng và 6 phân xởng( xem so đồ tổ chức ổ trên)

P Kỹthuật

PGĐ kỹthuật

P.Tổchức

1 Phân xởng vận hành: chịu trách nhiệm điều hành sản xuất trong nhà

máy PXVII quản lý phần gian máy (máy phát, tuabin, máy biến áp), làm theochế độ 3 ca, mỗi ca trực có 22 chức danh:

- Trong gian máy gồm 14 ngời:

+ 1 trởng ca, 1 trực chính trung tâm

+ 1 trởng kíp gian máy (điện+máy)

+ 2 trực chính điện (mỗi ngời 4 máy), 3 trực phụ điện (2 ngời kia quản

4 Phần xởng tự động: quản lý các thiết bị điều khiển tự động máy, thiết

bị BVRL, thiết bị phụ, đo lờng, thông tin

5 Phân xởng máy: quản lý về tuabin, tổ máy, các thiết bị nén khí, điều

nhiệt, các loại bơm, cơ khí thuỷ lực, các thiết bị phụ…

6 Phân xởng thuỷ lực: quản lý công trình đê đập, xây dựng…

IV nguyên lý làm việc của nhà máy thuỷ điện hoà bình

Nhà máy thuỷ điện nói chung dùng năng lợng dòng chảy của sông suối

để sản xuất điện năng Công suất trung bình của nhà máy thuỷ điện phụ thuộcvào lu lợng nớc Q(m3/s) và chiều cao hiệu dụng của cột nớc H (m) của dòngnớc tại nơi đặt nhà máy Công suất máy phát P (MW) đợc tính nh sau:

Các máy phát điện đợc thiết kế phù hợp cột nớc, điều kiện địa lý Thuỷ

điện Hoà Bình đợc xây dựng bằng cách tận dụng độ dốc tự nhiên của sông ở

đây, công trình dẫn nớc không đi theo sông mà tắt ngang gọi là thuỷ điện kiểuống dẫn Đầu đoạn sông đặt công trình lấy nớc, rồi từ đó qua ống dẫn đi vào

bể áp lực Đập làm dâng nớc, tạo dòng nớc mạnh đi vào ống dẫn nớc ốngdẫn có độ nghiêng không đáng kể so với độ nghiêng tự nhiên của đoạn sông

ống dẫn áp lực đi vào tuabin trong gian máy rồi trở về sông qua kênh tháo ớc.

Các công trình của nhà máy thuỷ điện gồm : Đập ngăn (ngăn nớc tạothế năng cho dòng chảy ), hồ chứa nớc ( để giữ nớc, thuỷ lợi, dịch vụ du lịch),cửa nhận nớc (ngăn rác, nhận nớc vào tua bin), ống dẫn lực, thoát nớc (sau tuabin), hạ lu ( chống lở, vỡ 2 bờ hạ lu), gian máy (tuabin + máy phát), trạm phânphối điện ( nhận điện từ gian máy và cung cấp điện cho hệ thống điện) và cáccông trình khác

Các tổ máy thuỷ điện có tính cơ động cao, linh hoạt trong vận hànhnên thờng đợc giao nhiệm vụ điều chỉnh tần số trong hệ thống điện và làmviệc ở phần biến đổi của đồ thị phụ tải và phủ đỉnh Do tận dụng đợc nguồnnăng lợng tự nhiên nên giá thành sản xuất điện của nhà máy thuỷ điện rẻ hơnnhiều so với nhiệt điện

Nhà máy thuỷ điện cũng có nhợc điểm là cách xa trung tâm phủ tải vàphụ thuộc nhiều vào yếu tố thời tiết

Phần 2:

thuỷ năngI.các số liệu đặc trng thuỷ năng

Sông Đà bắt nguồn từ núi Nhuỵ Sơn-Trung Quốc ở độ cao 1500m, cóchiều dài 980km Với diện tích lu vực là 51.700km2,bằng khoảng 31%diệntích lu vực của sông Hồng, lu lợng chiếm khoảng 48% của sông Hồng Về khíhậu thì nhiệt độ tmax =420,tmin =1,90 ,ttb =230 Số ngày ma trung bình trong năm

là 154 ngày với lợng ma trung bình năm là 1960mm, lợng ma lớn nhất mộtngày đêm là 244mm Dòng chảy trung bình năm là 57,4.109m3

12.90018.60025.60036.400

 Chiều sâu trung bình hồ là 50m

 Chiều cao lớn nhất Hmax=117m

(3): Đờng hầm xả lũ, gọi là đờng hầm thi công nằm dới chân núi

đá để xả lũ khi tiến hành xây đập

(4): Tầng aluvi: là tầng cát sỏi kéo dài từ đáy lòng sông đến tầng

đá mẹ phía dới đây là tầng có độ thấm cao

(5): Cửa tràn : nằm trên một bên núi đá ở độ cao 56m tới độ cao123m

Lõi đập : cấu tạo bằng đất thịt có hệ số thấm nhỏ (K=10-7) có nhiệm vụhạn chế đến tối đa nớc thấm qua đập từ phía thợng lu Để chống thấm chotầng aluvi ngời ta tạo ra một màng chống thấm bằng dung dịch đặc biệt: ở độcao 18m tiến hành khoan phun bơm dung dịch chống thấm xuống tận tầng đá

mẹ, ở độ cao 62m đến độ cao 50m tiến hành khoan đợt một và ở độ cao 90mtiến hành khoan đợt hai

Ngoài cùng của hai bên đập đợc lát bằng đá xếp để bảo vệ phần bêntrong đập Bề mặt đập và các phần bên trong đập đợc đổ bê tông để làm đờnggiao thông

 Mực nớc khi dừng toàn bộ nhà máy 11m

 Mực nớc khi chạy hết công suất 540MW(với 3 tổ máy ) 13,3m

 Mực nớc khi chạy 8 máy công suất định mức 240MW với lu lợng

 Mực nớc khi xả lu lợng không ảnh hởng đến hạ lu (400m3/s)

17,8m

 Mực nớc khi xả lu lợng tần suất 0,01%(37.800m3/s) 27,4m

V điều tiết hồ chứa

Điều tiết hồ chứa cho nhiệm vụ chống lũ và phát điện đợc thực hiệntheo chu kỳ hàng năm Mỗi chu kỳ chia làm ba giai đoạn theo quy luật thay

đổi của dòng chảy sông Đà:

+ Các tháng mùa khô: tháng 11, 12, 1, 2, 3, 4, 5, 6 đến 15/6.+ Các tháng mùa lũ: từ 15/6 đến tháng 8

+ Các tháng tích nớc trong hồ : tháng 9 và 10

1 Điều tiết hồ trong thời gian chống lũ :

Để đảm bảo an toàn cho công trình thuỷ điện và vận hành tối u nguồn

n-ớc, điều tiết hồ trong thời gian chống lũ đợc chia làm ba giai đoạn :

Từ 15/06 đến 15/07: giai đoạn chống lũ đầu vụ

Từ 16/07 đến tháng 8: giai đoạn chống lũ chính vụ

Từ 26/08 đến 15/09: giai đoạn chống lũ cuối vụ

Trong thời kỳ chống lũ thuỷ điện Hoà Bình đợc giao cho UB chỉ đạophòng chống lụt bão trung ơng Trong thời kỳ này, khi hồ chứa làm nhiệm vụsẵn sàng cắt lũ cho hạ lu, mực nớc trong từng giai đoạn phải giữ ở mức sâu :

- Giai đoạn chống lũ đầu vụ (từ 15/06 đến 15/07):

Từ 15/06 đến 15/07 giữ mực nớc hồ 902m Nhng nếu trớc ngày 25/06

có lũ tiểu mãn mà yêu cầu cắt lũ tiểu mãn để lu lợng xả xuống hạ lu không vợtquá 4000m3/s thì cho phép nâng mực nớc hồ lên cao hơn nhng không vợt quá100m, và phải đa mực nớc 912m trớc ngày 10/07

- Giai đoạn chống lũ chính vụ (16/07 đến 25/08):

Thời kỳ này phải giữ mực nớc ở hồ là 891m , cố gắng giữ ở giới hạn

d-ới

- Giai đoạn chống lũ cuối vụ(26/08 đến 15/09):

Vì dung tích nớc cho phép tích lại trong thời kỳ này có thể quyết địnhtới hiệu ích phát điện trong các tháng sau mùa lũ, do vậy tuỳ theo tình hìnhthời tiết cuối tháng 8 và dự báo thuỷ văn trong tháng 9 làm căn cứ mà ban chỉ

đạo phòng chống lụt bão trung ơng sẽ trao đổi với Tổng công ty điện lực ViệtNam để có quyết định cụ thể về thời gian vận hành công trình cắt lũ thờngxuyên

- Các phơng án xả lũ (cắt lũ):

Vận hành công trình cắt lũ thờng xuyên: khi dự báo lũ sông Hồng tại

Hà Nội có thể làm mực nớc tại Hà Nội vợt quá mức 11m thì phải vận hànhcông trình Hoà Bình cắt lũ thờng xuyên nhằm giữ mực nớc Hà Nội không vợtquá 11,5 m, đồng thời mực nớc tại Hoà Bình cũng không đợc phép vợt quá100m

Vận hành công trình cắt lũ lớn cho hạ lu sông Hồng Khi mực nớc tại

Hà Nội đã đạt 11,5m và mực nớc hồ đã đạt 100m mà theo dự báo trong 24h

tới mực nớc sông Hồng tại Hà Nội có thể vợt quá 13,3m và lũ sông Đà tiếp tụctăng nhanh thì phải vận hành công trình cắt lũ lớn cho hạ lu sông Hồng nhằmgiữ mực nớc tại Hà Nội không vợt quá 13,3m và mực nớc hồ không vợt quá117m (khi mực nớc hồ đã ở mức 115m mà dự báo nớc lũ sông Đà tiếp tụcdâng thì yêu cầu phải mở cửa xả đáy, xả mặt để sau khi xả xong thì giữ mựcnớc là 117m).

Vận hành công trình để chống lũ cho bản thân công trình: khi mực nớc

hồ đã ở mức 115m mà dự báo lũ sông Đà tiếp tục tăng lên thì chuyển sang vậnhành công trình chống lũ cho bản thân công trình Khi đó phải mở dần các cửaxả đáy sao cho khi mực nớc hồ là 116,5m thì các cửa xả đáy mở hết, còn khimực nớc hồ đạt 117m thì các cửa xả mặt đợc mở hoàn toàn

Trong suốt mùa lũ, mực nớc trong hồ có thể thay đổi lớn từ 88m đến117m, vậy để điều tiết chống lũ cho hạ lu hoặc khi gặp lũ đặc biệt lớn sau khi

đã cắt lũ lớn mà công trình phải vận hành giai đoạn chống lũ cho bản thâncông trình, mực nớc hồ giai đoạn này có thể lên mức 120m, chính quyền địaphơng có dân c trong vùng hồ phải hớng dẫn nhân dân và tổ chức kiểm tralòng hồ để không xảy ra thiệt hại đáng tiếc Khi mực nớc hạ lu hồ Hoà Bình v-

ợt mức 24,6m thì ban chỉ đạo phòng chống lụt bão trung ơng và giám đốc nhàmáy thuỷ điện Hoà Bình phải thông báo cho BPCLBTW tỉnh Hoà Bình biết tr-

ớc 24h

Trong thời kỳ chống lũ này thì 8 tổ máy làm việc liên tục để khai tháctối đa năng lợng dòng chảy mùa lũ Khi đó dự phòng của hệ thống không đặttại nhà máy thuỷ điện Hoà Bình nữa

Khi mực nớc hồ đạt độ cao 115m thì khả năng xả tối đa của mỗi cửa xả

và cửa đáy nh sau :

 Lu lợng xả qua tua bin : 300m3/s8 tổ =2.400m3/s

 Lu lợng qua cửa xả đáy :1700m3/s12cửa =21.000m3/s

 Lu lợng xả qua cửa xả mặt :1425m3/s6cửa =8.550m3/s

Tổng khả năng xả là : = 31.950m3/s

- Vận hành cửa xả lũ :

 Trớc mùa lũ nhà máy phải kiểm tra tốt các hệ thống nâng hạ cửa xả

 Phải mở hết các cửa xả đáy xong mới mở cửa xả mặt

 2 cửa xả ở cách nhau 6 giờ để tránh sói lở hạ lu

 Thứ tự mở cửa xả mặt từ 1 tới 6

2 Điều tiết hồ trong các tháng tích nớc :

Vào cuối tháng mùa lũ việc tích nớc hồ đến 115m cần phải đợc thựchiện trong tháng 9 và tháng 10 việc tích nớc phải đảm bảo trong tháng 9 vàtháng 10 sao cho chậm nhất là 30/10 phải đa mực nớc thợng lu là 115m.

Để đảm bảo tích nớc đầy hồ vào cuối tháng 10 và công suất phát điệncao, mực nớc thợng lu hồ cần giữ theo các mức giới hạn :

+ Đến cuối tháng 9 mực nớc hồ đạt 92m

+ Đến 10/10 mực nớc không thấp hơn mức 99m

Thực hiện các việc trên để đảm bảo tích nớc đầy hồ vào hạ tuần tháng

10 Trong tháng 10 nếu có biến động thời tiết đặc biệt , quá tình tích nớc chophép giữ mực nớc thợng lu đợc vợt quá mực 115m nhng không vợt qua mức116m

Công suất đảm bảo thời kỳ tích nớc là 540MW Trong thời kỳ tích nớc,nếu phải xả xuống hạ lu một lợng nớc đủ lớn để đảm bảo việc ổn định của cáccông trình dới hạ lu: cầu cống, kè không bị sụt lở Lu lợng xả không đợc vợtquá lu lợng tự nhiên vào hồ

Lu lợng xả từ 10/09 đến 30/10 không đợc tạo ra con lũ nhân tạo gâythiệt hại cho phía hạ lu và không đợc phép xả lớn hơn 4000m3/s

3 Điều tiết lũ trong thời kỳ mùa khô từ 10/11 đến 15/06:

Trong thời kỳ này việc điều tiết hồ đảm bảo phát điện sử dụng tối u toàn

bộ khối lợng nớc đã tích đầy hồ ở mức 115m Mực nớc thấp nhất vào cuốimùa khô không đợc dới mức nớc chết 80m

- Nếu năm ít nớc cho phép khai thác hồ không đợc dới mức 75m

- Nếu công suất đảm bảo phát điện là 540MW

- Tuy nhiên để phục vụ sản suất nông nghiệp trong thời gian đổ ải 50ngày từ 01/01 đến 20/02 yêu cầu lu lợng xả xuống hạ lu là 680m3/s

- Để cải thiện điều kiện vận tải trên sông Đà và sông Hồng yêu cầu lu ợng xả xuống hạ lu là 550m3/s

1 Các thông số kỹ thuật của tuabin PO115/810-B-567,2:

 Tải trọng tính toán tối u trên ổ đỡ 16,1 tấn

 Tốc độ quay của tuabin 20,6m/s

 áp lực nớc trớc đầu vào ống góp 2,5ata

2 Cấu tạo, hoạt động các bộ phận của tuabin:

Tuabin thuỷ lực PO115/810-B-567,3 đợc cấu tạo từ các thành phần sau

a Bulông xoắn

Có nhiệm vụ dẫn nớc từ đờng ống áp lực tới cánh hớng và phân bố đều

lu lợng nớc theo khắp chu vi buồng xoắn đợc thiết kế theo hình xoắn ốc cóthiết diện thay đổi , có 20cửa và 1 ống khuếch tán , các chi tiết làm bằng théptấm có độ dày khác nhau để chui vào bên trong buồng xoắn có bố trí 1 cửatròn

chúng đợc hàn gắn với nhau bằng phơng pháp hàn điện hàn với mặt bích củastato còn phần dới hàn với vỏ đoạn chóp côn ống xả.

ở phía dới của tuabin có các bulông bắt ghép lắp rẽ dòng Nắp này tạolên sự thay đổi của dòng chảy từ hớng tâm chuyển sang hớng trục một cách

Cấu trúc của stato gồm có phần đai trên và đai dới đợc cấu tạo từ 4 phầngắn với các vành đó là 48 trụ chịu lực, 5 trụ ở vành đầu vào buồng xoắn đợclàm bằng thép đúc, các trụ khác đợc làm bằng thép tấm Đai trên của stato đợcnối đai tăng cờng chịu áp lực bằng bê tông cột sắt

d Trục tuabin:

Dùng để truyền mô men quay từ bánh xe công tác tới trục máy phát

điện, trục tuabin có cấu tạo nguyên khối kiểu rỗng (có vành để lắp ổ hớng), ờng kính 1,5m, độ dầy của thành trục 13cm, chiều dài 6,8m

đ-e Cánh hớng nớc:

Dùng để điều chỉnh lợng nớc vào tuabin khi thay đổi công suất của tổmáy cũng nh ngăn không cho nớc vào tuabin khi ngừng máy Bộ máy cánh h-ớng nớc có dạng hình trụ gồm: nắp tuabinvành dới, vành điều chỉnh các gối đỡ

và 20 cánh hớng nớc đợc đúc bằng thép cacbon Các cánh đều có bạc định ớng tâm ổ đỡ giữa cũng đồng thời là ổ chắn để bắt giữ chặt cánh hớng khỏi bịlực nâng lên

h-f Servomotor

Để điều khiển độ mở của cánh hớng mỗi tuabin đợc trang bị 4 sec vômô tơ điều khiển kép (tác động hai chiều), các sec vô mô tơ đợc điều khiểnbằng đầu áp lực 40ata Lực đợc truyền qua vành điều chỉnh thanh giằng, bảngiằng tay đòn để truyền đến cánh hớng

g.ổ hớng tuabin

Dùng để định vị cho tuabin Trong quá trình làm việcổ hớng chịu lực ớng kính do không cân bằng về lực cơ thuỷ lực và lực điện của rotor ổ hớnggồm có 12 xecmăngbăng thép trên bề mặt có phủ một lơp babít Vỏ của ổ h -ớng bằng thép và đợc bắt chặt lên nắp tuabin Phía dới của ổ hơng là thùngdầu dới có thể tích là 1m3 Việc tuần hoàn trong ổ hớng đợc thực hiện khi cáctrục quay ổ hớng kính trong vành định hớng của nó có tính năng giống nhbơm âm li tâm dẫn đầu từ trong khoang trong của thùng dầu dới vào khoang