Đồ án điều tốc nhà máy thủy điện đa nhim

 Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  Lời mở đầu Trước phát triển kinh tế xã hội, khơng thể khơng nói đến phát triển mạnh mẽ ngành lượng điện để đáp ứng nhu cầu cơng nghiệp hóa, đại hố đất nước Song song với đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ngành điện đóng vai trị quan trọng sống xã hội an ninh quốc phòng Trong xu hướng hội nhập quốc tế, phát triển ngành lượng điện khơng thể bỏ qua chất lượng điện Để đảm bảo tin cậy cung cấp điện liên tục, an toàn hiệu cao mong muốn, tiêu chuẩn chất lượng điện áp tần số điều kiện quan trọng định tới chất lượng điện Với mục đích nhằm củng cố kiến thức năm học bước đầu cho sinh viên nghiên cứu độc lập em xin nhận đề tài nghiên cứu điều tốc nhà máy thủy điện Đa Nhim để nhìn nhận rõ dao động công suất tần số hệ thống điện Để thực thành công đồ án này, em xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô giáo trường Đại học Đà Nẵng đặc biệt Thầy, Cô giáo khoa điện nhiệt tình cung cấp cho em kiến thức năm học để em có sở thực đồ án Trong trình thực đồ án em xin chân thành cám ơn Thầy giáo Tiến Sĩ Lê Kỷ định hướng tận tình giúp đỡ cho em suốt trình nghiên cứu thực hồn thành đồ án Mặc dù có nhiều cố gắng tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý Thầy, Cô giáo bạn để đồ án em hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày tháng năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn văn Giang GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU TỐC I DAO ĐỘNG TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Giới thiệu chung: 1.1.1 Giai đoạn biến đổi nhanh : 1.1.2 Giai đoạn biến đổi chậm : 1.1.2.1: Điều chỉnh sơ cấp: 1.1.2.2 Điều chỉnh thứ cấp 1.2 Ảnh hưởng thay đổi tần số lên turbin – máy phát 1.2.1 Ảnh hưởng thay đổi tần số lên máy phát 1.2.2 Ảnh hưởng thay đổi tần số lên turbin 10 1.3 Xây dựng đặc tính điều chỉnh điều tốc 11 II ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN 15 2.1 Tổng quan 15 2.2 Điều chỉnh tần số sơ cấp: 15 2.2.1 Khái niệm điều chỉnh tần số sơ cấp: 15 2.2.2 Khái niệm chung nguyên lý điều chỉnh tốc độ turbin: 16 2.2.3 Nguyên lý làm việc hệ thống điều tốc turbin: 17 2.2.4 Các dạng đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin: 21 2.2.4.1 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin độc lập: 23 2.2.4.2 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin phụ thuộc: 24 2.2.4.3 Đáp ứng phụ tải thay đổi tần số: 26 2.2.4.4 Dao động công suất, tần số trình điều chỉnh sơ cấp 28 2.2.4.5 Những yêu cầu điều chỉnh tần số sơ cấp: 29 2.3 Điều chỉnh thứ cấp: 30 2.3.1 Khái niệm : 30 2.3.2 Điều khiển tần số thứ cấp hệ thống điện độc lập: 31 CHƯƠNG II: KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM…………………………………………………………………… 32 I.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY 33 1.1 Lịch sử hình thành hoạt động 33 1.2 Cơng trình nhà máy 35 1.2.1 Các công trình thuỷ lực: 35 1.2.2 Công trình điện : 41 1.2.3 Thiết bị điện, máy điện thông số đặc tính kỹ thuật 42 1.2.3.1 Phần : 42 a Turbine: 42 b Van (inlet valve): 43 c Hệ thống dầu áp lực: 43 d Hệ thống dầu bôi trơn, nâng trục: 44 e Goái trục: gồm gối phía turbine & phía SSG 45 GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  f Hệ thống nước làm mát tổ maùy 45 g Bộ điều tốc: 45 1.2.3.2 Phần điện: 46 a Maùy phaùt 46 b Máy biến áp 47 c MBA kích từ: 48 d Hệ kích từ: 48 II /.TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM 49 2.1 Bộ điều tốc: 49 2.1.1 Các thông số kỷ thuật điều tốc 49 Hiệu 49 Kiểu 49 Cấu trúc 49 Cấu trúc PLC 49 Cơ cấu chấp hành: 49 Nguồn cung cấp: 50 Máy phát tốc: 50 Final speed drop: 50 Dải đặt mức tốc độ (speed level): 50 10 Biên độ điện áp điều khiển 50 11 Thời gian đóng mở kim 50 12 Thời gian đóng/mở cần gạt 50 2.1.2 Các thành phần, cấu trúc điều tốc 50 Mạch cảm nhận tốc độ 50 1.1 Máy phát tốc:(Speed Signal Generator : SSG) 50 1.2 Relay tốc độ 50 LVDT: (linear variable differential transformer 51 Governor unit: 52 Nguồn cung cấp: 53 Hộp điều khiển (control box): 54 5.1 Tủ điều khiển 55 5.2 Nguồn cho dụng cụ bảo dưỡng 57 III.PHẦN THỦY LỰC CỦA BỘ ĐIỀU TỐC 57 1.1 Hệ thống kim, cần gạt nước & servo cần gạt 57 1.2 Converter valve: (van chuyển đổi) có cái: 57 a Đặc điểm chung: 57 b Đặc điểm kỹ thuật: 58 c Caáu tạo nguyên lý hoạt động: 58 d Hoạt động bảo dưỡng: 60 1.3 Van phân phối cho van chính: 60 1.4 Van phân phối cho cần gạt (distributing valve) 61 GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  1.5 Van 65S 61 Nguồn cấp dầu cho điều tốc: 61 IV PHẦN ĐIỆN CỦA BỘ ĐIỀU TỐC 62 Chức hệ thống điều tốc: 62 a Cấu hình hệ thống điều chỉnh khối điều tốc mơ tả hình sau: 62 b Mô tả chức năng: 62 c Sơ đồ nguyên lý điều tốc 62 d Nguyên tắc khiển điều tốc 63 Kiểm tra đầu vào mức độ chuyển đổi: 63 Điều khiển tay Turbin: 63 Điều khiển khởi động: 63 Điều khiển tốc độ: 64 Điều khiển tốc độ theo yêu cầu: 65 Điều khiển tải: 65 Điều khiển PID: 66 Ưu điểm điều tốc 72 Kết nối máy tính với điều khiển: 66 CHƯƠNG III VAI TRÒ CỦA ĐIỀU TỐC TRONG CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM 68 I Khái Quát 68 II Chức vai trò điều tốc 68 2.1 Chức điều tốc 68 2.2 Vai trò điều tốc 68 2.2.1 Tự động ổn định công suất (auto load regulator: ALR) 68 2.2.2 Điều chỉnh hữu công 69 2.2.2.1 Điều tần 69 2.2.2.2 Cố định 69 CHƯƠNG IV: TỔNG KẾT 72 Ý nghĩa hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Đa Nhim Những đặc trưng khối điều tốc Các lưu ý vận hành hệ thống điều tốc GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU TỐC I DAO ĐỘNG TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Giới thiệu chung: Hệ thống điện bao gồm: Nhà máy điện, đường dây, trạm biến áp, phụ tải tạo thành hệ thống thực nhiệm vụ phát điện truyền tải phân bố điện đến hộ tiêu thụ điện.Chất lượng điện đánh giá thông số kỹ thuật sau: Tần số, điện áp độ tin cậy cung cấp điện Trong hai thơng số tần số điện áp giá trị độ lệch tần số khác với giá trị độ lệch điện áp điểm hệ thống giá trị độ lệch tần số giống nhau, giá trị độ lệch điện áp mang tính cục điểm hệ thống Khi vận hành hệ thống, giá trị độ lệch tần số phải ln ln trì giá trị cho phép là: Liên tục giá trị 50 ± 0.1Hz cho phép dao động thời gian ngắn 50± 0.2Hz Trong trình vận hành tần số hệ thống thường xuyên dao động Quá trình dao động tần số hệ thống phân thành giai đoạn sau: a Giai đoạn biến đổi trung bình nhanh: Trong giai đoạn thay đổi tần số diễn suốt trình độ liên quan đến biến đổi tốc độ khối turbin- máy phát cân mô men Tm mô men điện Te b Giai đoạn biến đổi tương đối chậm: Đó thay đổi tần số có liên quan đến quán tính tất máy điện hệ thống tốc độ đáp ứng phận điều tốc, điều tần 1.1.1 Giai đoạn biến đổi nhanh : Nếu mô men Tm mômen điện Te máy phát hệ thống cân nhau: Tm=Te rôto máy phát quay với tốc độ đồng ωr = ωo sức điện động , điện áp dòng điện biến thiên tần số fo = ωo/2П, nhiên q trình vận hành cơng suất hệ thống thay đổi liên tục dẫn đến thay đổi tần số hệ thống GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  cân công suất tổng công suất động sơ cấp (turbin) phụ tải máy phát hệ thống Điều miêu tả phương trình:  d  Pm  ( Ppt  Ptt )  Pm  Pe dt (1.1) Trong : Pm: Tổng cơng suất tur bin Ppt: Tổng công suất phụ tải hệ thống Ptt: Tổng công suất tổn thất hệ thống Pe: Tổng công suất điện J: Mô men quán tính tổng tổ máy hệ thống Trong chế độ xác lập: Pm – (Ppto+Ptto) = Lúc ω = const Ở giai đoạn đầu trình độ phụ tải dao động đột ngột nên điều tốc điều tần chưa kịp tác động 1.1.2 Giai đoạn biến đổi chậm : Trong giai đoạn tồn hai trình điều chỉnh 1.1.2.1: Điều chỉnh sơ cấp: Điều chỉnh tần số sơ cấp thực điều chỉnh tốc độ turbin (các điều tốc) cho phép thay đổi lượng hay lượng nước qua turbin theo tỷ lệ với biến đổi tốc độ turbin (trong hệ đơn vị tương đối tần số).Đáp ứng việc điều chỉnh tần số biểu diễn tỷ số Mw/Hz gọi hệ số độ dốc đặc tính điều chỉnh tần số (R) Như với thay đổi có giới hạn phụ tải cân cơng suất bù lại việc tự động điều chỉnh tần số sơ cấp Khi tần số dao động nằm vùng chết điều tốc, điều tốc bắt đầu đáp ứng điều chỉnh công suất phát với công suất phụ tải yêu cầu Quá trình tạo độ lệch tần số định đặc tính điều chỉnh điều tốc Thời gian thực GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  điều tốc từ (0.3÷ 2)s kể từ thời điểm bắt đầu dao động vượt vùng chết phụ thuộc vào biên độ dao động Giá trị tốc độ giới hạn an toàn lấy từ hoạt động bình thường turbin: 112% giá trị tốc độ định mức turbin máy phát nhiệt điện ( tốc độ cao) 130% giá trị tốc độ định mức với turbin máy phát thủy điện ( tốc độ thấp) + Mục đích điều chỉnh sơ cấp - Nhanh chóng kìm chế cân cơng suất phát thay đổi phụ tải tồn tốc độ lệch tần số - Làm thay đổi trào lưu công suất lưới - Hiệu việc điều chỉnh sơ cấp phụ thuộc vào độ dốc đường đặc tính điều chỉnh, độ dốc lớn hiệu điều chỉnh lớn (độ lệch tần số nhỏ) Ghi chú: Vùng chết điều tốc khoảng giới hạn độ lệch tốc độ ( tần số) so với giá trị danh định mà khoảng khơng dao động tần số điều tốc đáp ứng điều chỉnh 1.1.2.2 Điều chỉnh thứ cấp Ở giai đoạn cuối trình độ, độ lệch tần số vượt vùng không nhạy điều tần điều tần bắt đầu tác động làm thay đổi giá trị tải tham chiếu điều chỉnh sơ cấp Chỉ phục hồi tần số hệ thống giá trị danh định hệ thống có đủ cơng suất dự trữ Thời gian đáp ứng điều chỉnh tần số vài chục giây (30÷40)s kể từ thời điểm bắt đầu dao động vượt vùng chết điều chỉnh sơ cấp Quá trình điều tần diễn chậm so với trình điều tốc, nên nhiều trường hợp hai q trình phân tích độc lập Khi xác định độ lệch tần số cân công suất tác dụng hệ thống phân tích theo ba giai đoạn sau: Giai đoạn Đây giai đoạn biến đổi tương đối nhanh liên quan đến trình điện từ trình điện xảy trước điều tốc điều tần tác động GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  Giai đoạn Đây giai đoạn biến đổi trung bình có liên quan đến trình điện hoạt động điều chỉnh sơ cấp điều tốc Giai đoạn Đây giai đoạn biến đổi chậm có liên quan đến hoạt động điều chỉnh thứ cấp Những dao động tần số trình độ phụ thuộc vào thơng số hệ thống Khi có cân công suất hệ thống xuất độ lệch tần số ∆f = f - fo nhờ vào hoạt động điều chỉnh điều tốc kết hợp với điều tần đưa tần số hệ thống lại giá trị danh định fo Tương ứng với ba giai đoạn trên, dao động tổng công suất tải P∑L làm tần số hệ thống thay đổi chia làm ba nhóm sau: Nhóm Biến đổi nhanh: Đó dao động tải thời gian từ (1÷3)s có biên độ bé (0.001 P∑L ), dao động phụ thuộc vào qn tính rơto máy phát nghĩa phụ thuộc vào trình điện máy phát Dao động tần số sinh dao động tải trường hợp thông thường khoảng ( 0.01÷0.02)Hz Nhóm Biến đổi với tốc độ trung bình Đó dao động tải thời gian từ (10÷30)s với biên độ khoảng (0.01P∑L) Nguyên nhân gây dao động thông thường phụ tải dùng để kéo tải trọng nặng, lò luyện kim, dao động khoảng (0.1÷0.2)Hz Nhóm Biến đổi chậm Thời gian dao động từ vài phút đến vài chục phút, nguyên nhân gây dao động thay đổi tải ngày phụ tải cơng nghiệp thiết bị điện gia đình Trong hệ thống điện liên kết có hai hay nhiều khu vực liên kết đường dây liên lạc, điều chỉnh tần số nguồn phát khu vực (điều khiển tần số- GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  tải : load frequency control) phải có điều chỉnh để trì lượng cơng suất phát khu vực (điều chỉnh công suất truyền tải đường dây liên lạc – tie line control) Chúng ta mơ tả tổng qt q trình điều khiển tần số phân phối công suất tác dụng hệ thống điện hình 1.1: Độ lệch công suất ĐDLL ∆P Độ lệch tần số hệ thống ∆f Tín hiệu ACE (Area control error)=∆P+∆f Hệ thống điều khiển thứ cấp Hệ thống tải điện Hệ thống truyền tải Các tổ máy khác Hệ thống cấp lượng sơ cấp nước Động thay đổi tốc độ chuẩn Hệ thống điều khiển TB sơ cấp Van hay cổng nước Tuabin Máy phát ∆ ωr Hình 1.1 Sơ đồ điều khiển tần số phân bố công suất tác dụng 1.2 Ảnh hưởng thay đổi tần số lên turbin – máy phát 1.2.1 Ảnh hưởng thay đổi tần số lên máy phát Trong hệ thống điện tải lý nào, tất máy phát hệ thống rơi vào tình trạng cân công suất làm tốc độ tổ máy tăng lên cách nhanh chóng (lồng tốc) Giả sử thơng số đặt độ dốc đặc tính điều chỉnh phụ thuộc điều tốc không thay đổi (độ dốc phụ thuộc điều tốc xác định thay đổi tốc độ máy phát hay tần số theo thay đổi tải) tình trạng vượt tốc độ tồn tại, máy phát khơng bị nguy hiểm có hoạt động thấp công suất định mức điều kiện làm mát, lực khí thỏa mãn Tuy nhiên tải đột ngột điện áp đầu GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  cực máy phát tăng cao dẫn đến phải giảm kích từ Tùy thuộc vào độ nhạy giá trị chỉnh định rơ le bảo vệ mà máy phát bị cắt áp Trong khu vực tần số thấp gây tình trạng ngược lại với tình trạng Ở máy phát rơi vào tình trạng tải tốc độ máy phát giảm thấp định mức Điện áp hệ thống giảm dẫn đến kích từ tăng đạt đến giá trị giới hạn, điều làm tải stato rơto dẫn đến bảo vệ q kích từ, tần số thấp tác động 1.2.2 Ảnh hưởng thay đổi tần số lên turbin Turbin nước không bị ảnh hưởng nhiều tần số dao động Turbin cấu tạo với nhiều tầng cánh, từ cánh ngắn phần áp suất cao đến cánh dài phần áp suất thấp Mỗi cánh thép gắn chặt gốc chịu uốn cong xảy dao động nhỏ, tần số dao động tự nhiên cánh turbin gồm phần: + Phần phụ thuộc vào tần số dao động tự nhiên cánh turbin trạng thái ổn định + phần phụ thuộc vào tốc độ dao động yếu tố khác đường kính trục, độ dài cánh q Vùng an tồn Vùng nguy hiểm Vùng nguy hiểm f Hình 1.2 Ứng suất tác dụng lên cánh Turbin Khi tần số thay đổi, vật liệu chế tạo turbin phải chịu rung động ứng suất cao dẫn đến hư hỏng phần turbin Ứng suất tác dụng lên cánh turbin tần số thay đổi quanh định mức biểu diễn hình 1.2 GVHD: TS Lê Kỷ Trang 10 SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  - Sau MC 52 ON, giá trị đặt 65F tự động trở vị trí ( vị trí với tốc độ định mức) Điều khiển tốc độ theo yêu cầu: - Với điều kiện “52-Off”, tốc độ thực tuabin nước điều chỉnh giá trị cài đặt 65F giá trị cài đặt 65F thay đổi thao tác : + Thao tác tay công tắc “65 Raise/Lower” + Yêu cầu “65 Raise/Lower” từ khối tự đồng Điều khiển tải: - Công suất thực điều khiển đến giá trị yêu cầu cách thay đổi giá trị 65P thay đổi vị trí cần gạt nước Ngồi ra, điều chỉnh vị trí cần gạt nước với độ dốc khơng đổi góp phần điều khiển thay đổi tần số Độ dốc giải thích biểu đồ sau: Ví dụ: tần số tăng lên 10% với điều kiện giá trị đặt 65P=100% , vị trí cần gạt điều khiển đến 0% (đóng hồn tồn) Trong vùng chết cần gạt, kim nước đóng hồn tồn Vì khơng thể điều chỉnh tần số vị trí cần gạt mức vị trí khơng tải cần gạt Mức độ điều chỉnh tính cơng thức: Mức điều chỉnh= độ dốc * GVHD: TS Lê Kỷ DF  RL(%)  DF  L 100% Trang 65 SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  Điều khiển PID: - Phần thực việc điều khiển PID (tỷ lệ, tích phân, vi phân) dựa tín hiệu sai lệch từ kiểm tra, so sánh đưa yêu cầu vị trí van thơng số PID chuyển sang giá trị xác định trước điều kiện hoà(#52) phụ thuộc vào điều kiện mang khơng mang tải - Thêm vào đó, với điều kiện tín hiệu vào “cách ly”, PID cài đặt thông số cách ly Kết nối máy tính với điều khiển: Chương trình giám sát điều khiển TOMAP-GS/RE300XP (Release 5-2E) Kết nối máy tính trực tiếp với điều khiển (CPU DDCP03) thơng qua cáp RS-232C hình vẽ: * Chức chính: + Project: Lên kế hoạch định cấu hình liệu hệ thống Trong chức người vận hành có thể: - Tạo project - Mở project có - Xóa project - Copy project - Upload hay download (controller project) + Controller: Điều khiển giám sát trạng thái hoạt động điều khiển Chức bao gồm hiển thị điều khiển:  Cho phép hay không cho phép việc upload liệu từ công cụ vào điều khiển  Công tắc test GVHD: TS Lê Kỷ Trang 66 SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim    hoạt động rom Hoạt động Test IO + Monitor: - Giám sát kiểm tra liệu: - Hiển thị giá trị cài đặt giá trị biến thời điểm - Thay đổi giá trị cài đặt - Lỗi ghi liệu (có thể ghi đĩa, tải lên từ đĩa) - Bảo vệ tránh việc cài đặt thông số không (quá lớn nhỏ) - Ghi lại đáp ứng tức thời phần tử mà người vận hành mong muốn Ngoài với chức phần mềm, người vận hành xuất liệu dạng đồ thị (analog, digital), ghi lại lỗi GVHD: TS Lê Kỷ Trang 67 SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  CHƯƠNG III VAI TRÒ CỦA ĐIỀU TỐC TRONG CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM I Khái Quát Trong vận hành bình thường: Khóa 43-20 AUTO, nút 43M REMOTE; khóa WRITE & khóa HALT/IO card CPU vị trí OFF; khóa NORMAL/MAINTE card khác vị trí NORMAL Ở giai đoạn chạy máy, sau van cầu mở hồn tồn, khóa cần gạt mở, 65S ON GOV hoạt động khởi động tổ máy lên tốc độ định mức Tín hiệu tăng, giảm từ relay hoà đưa đến thay đổi giá trị 65F, để điều chỉnh tốc độ tổ máy chế độ khơng tải Sau hịa điện, GOV làm việc chế độ điều tần hay cố định hệ điều khiển trung tâm định Khi dừng máy, hay cố 86-1, PLC điều khiển gởi tín hiệu trip 65S, GOV tiến hành ngừng máy II Chức vai trò điều tốc 2.1 Chức điều tốc - Khi khởi động tổ máy, kiểm tra gia tốc turbine để ngăn ngừa tượng vượt tốc nhanh chóng ổn định tổ máy tốc độ định mức; - Khi máy chạy không tải hay chạy độc lập ln giữ tốc độ turbine định mức với giá trị tải khác nhau; - Khi máy vận hành song song với lưới điện, điều chỉnh cơng suất theo tần số, phát giới hạn công suất giá trị đó; - Cho phép dừng tổ máy turbine – máy phát tải đột ngột, giữ cho độ vượt tốc turbine độ gia tăng áp suất nước đường ống thuỷ áp giới hạn cho phép sau nhanh chóng phục hồi lại tốc độ định mức cho turbine 2.2 Vai trò điều tốc 2.2.1 Tự động ổn định công suất (auto load regulator: ALR) a/ Định nghĩa: Khi tổ máy hòa lưới (CB đóng) & tần số lưới thay đổi phạm vi cho phép (với Đa nhim dải tần làm việc 50,6Hz>f > 49,4Hz), ALR chức giúp cho bô điều tốc giữ cho công suất thực tổ máy ổn định giá trị đặt trước (active power set point) - ALR có kiểu (mode) thực (được thể biến 0*GRE_ALR_USE_MD: ALR in use mode & 0*GRE_ALR_LOCK_MD: ALR in lock mode) - USE: sử dụng chức ALR (0*GRE_ALR_USE_MD = presence & 0*GRE_ALR_LOCK_MD = asbsence) Công suất phát tổ máy trì giá trị đặt cơng suất (0*GTAS001MW: active power effective setpoint) - LOCK: không sử dụng chức ALR (0*GRE_ALR_USE_MD = asbsence & 0*GRE_ALR_LOCK_MD = presence) Công suất phát không phụ thuộc vào giá trị đặt mà phụ thuộc vào giá trị đặt chặn tải ( load limit: 77) & mức tốc độ (Speed level: 65P) b/ Nguyên lý làm việc ALR: GVHD: TS Lê Kỷ Trang 68 SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  - Khi LOCK mode, USE mode thực điều kiện sau thỏa: - Có lệnh chọn USE mode (0*GRE_ALR_USE =1 # ALR use order = request) - Tổ máy không trình tự dừng máy (sequence 4, 5E, 6Q, 7R) - 50,6Hz > tần số lưới f > 49,4Hz - Khi USE mode, LOCK mode thực điều kiện sau thỏa: - Có lệnh chọn LOCK mode (0*GRE_ALR_LOCK =1 # ALR lock order = request) - Tần số lưới f > 50,6 Hz hay f < 49,4 Hz sau 1sec - Tổ máy trình tự dừng máy (sequence 4, 5E, 6Q, 7R) + Hoạt động điều tốc ALR chuyển từ LOCK mode sang USE mode: - Giảm giá trị 77 77 < độ mở cần gạt nước (deflector) - Điều chỉnh giá trị 65P cho 77 x 1,18 < 65P < 77 x 1,23 với điều kiện: - 2% < độ mở deflector < 99% (với H1,2,3 & 100% với H4) - 59% < 65P < 109,5% - So sánh giá trị công suất đặt với công suất hành, điều chỉnh 77 & 65P cho: - cơng suất trung bình tổ máy – cơng suất đặt< 0.5MW (dead band) - 59% < 77 < 97 % - 77 x 1,18 < 65P < 77 x 1,23 + Hoạt động điều tốc ALR chuyển từ USE mode sang LOCK mode: + Giảm giá trị 65P 65P < độ mở cần gạt nước trước + Điều chỉnh giá trị 77 77 = 93% + Trong trình giảm 65P & tăng 77, nút 77, 65P RAISE LOWER bị kích hoạt trình giảm 65P & tăng 77 ngừng Giá trị 65P & 77 giữ giá trị có thời điểm c/ Các lưu ý sử dụng chức ALR - Khi chuyển ALR từ mode sang mode khác trình điều chỉnh thông số chưa kết thúc mà chuyển ngược trở lại làm cho trình thực không ý muốn - Nếu gặp trường hợp trên, chuyển ALR sang LOCK mode, nhấn vào1 nút 77,65P RAISE LOWER để ngưng trình điều chỉnh tự động trị số 65P & 77, hiệu chỉnh trị số 65P, 77 tay 2.2.2 Điều chỉnh hữu cơng Có phương thức điều chỉnh hữu công: 2.2.2.1 Điều tần: - Công suất tổ máy thay đổi phụ thuộc vào tần số lưới Trong hệ thống điện, phương thức gọi điều tần cấp I, áp dụng có yêu cầu ĐĐQG hay tách lưới chạy độc lập Mục đích điều tần điều chỉnh cơng suất phát tổ máy để trì tần số lưới nằm phạm vi từ 50 Hz + 0,2 Hz 2.2.2.2 Cố định: Công suất tổ máy không thay đổi & giá trị đặt trước tần số lưới thay đổi phạm vi cho phép Đây phương thức thường dùng tổ máy hòa lưới Cố định chia làm trường hợp: GVHD: TS Lê Kỷ Trang 69 SVTH: Nguyễn Văn Giang  Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim  + Cố định thông thường: Công suất phát tổ máy trì ổn định theo giá trị đặt trước yêu cầu ĐĐQG + Điều tần cấp II: Khi tần số lưới vượt giới hạn 50 + 0,5 Hz, tổ máy phải chủ động điều chỉnh cơng suất khả để cố gắng đưa tần số lưới phạm vi 50Hz + 0.5Hz  Phương thức điều tần:  Phương pháp tự động chuyển sang chế độ điều tần: - Khi ALR USE mode, chuyển ALR sang LOCK mode - Khi 77 tăng đến 93%, tăng 77 lên giá trị tương ứng với giá trị deflector công suất định mức (40 MW) - Điều chỉnh 65P tăng giảm để đưa tần số giá trị định mức Thông thường nên kết hợp với việc điều chỉnh công suất tổ máy cố định để đưa công suất tổ máy điều tần xấp xỉ 50% định mức (# 20MW)  Phương pháp tay chuyển sang chế độ điều tần: - Khi ALR LOCK mode, giảm giá trị 65P 65P < độ mở cần gạt nước trước - Tăng 77 lên giá trị giá trị tương ứng với giá trị deflector công suất định mức - Điều chỉnh 65P nêu điểm a.3 khoản điều  Phương thức cố định:  Phương pháp tự động chuyển sang chế độ cố định: - Khi ALR LOCK mode, chuyển ALR sang USE mode - Đặt giá trị công suất đặt theo yêu cầu  Phương pháp tay chuyển sang chế độ cố định: - Khi ALR LOCK mode, giảm giá trị 77 77 = độ mở cần gạt nước trước - Tăng 65P lên giá trị giá trị max - Điều chỉnh 77 để công suất tổ máy = giá trị yêu cầu  Các lưu ý điều chỉnh hữu cơng: -Trong vận hành bình thường, để giảm tổn thất đường ống, ta nên phân chia hữu công đường ống & máy đường ống - Khi ĐĐQG yêu cầu điều tần, công suất dự trữ cịn < 20MW phải báo cho ĐĐQG biết - Để ngăn ngừa bảo vệ 64S tác động nhầm, không cho phép vận hành tổ máy lâu dài công suất phát yêu cầu < 3MW (