Nước được tụ lại từ các đập nước với một thế năng lớn.Qua một hệthống ống dẫn, năng lượng dòng chảy của nước được truyền tới tua-binnước, tua-bin nước được nối với máy phát điện, nơi chú
Giới thiệu sơ lược về nhà máy thủy điện
Thủy điện là gì
Thủy điện tận dụng năng lượng nước để tạo ra điện năng Nguồn năng lượng chính của thủy điện là thế năng được tích tụ tại đập nước Thế năng này được chuyển hóa thành động năng khi nước chảy qua tua-bin nước, tạo ra chuyển động quay và máy phát điện sẽ chuyển đổi chuyển động này thành điện năng.
Năng lượng lấy được từ nước phụ thuộc không chỉ vào thể tích mà cả vào sự khác biệt về độ cao giữa nguồn và dòng chảy ra Sự khác biệt về độ cao được gọi là áp suất.
Thủy điện, sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông hiện nay chiếm 20% lượng điện của thế giới.
Tổng quan về nhà máy thủy điện
1.2.1 Khái niệm về nhà máy thủy điện.
Nhà máy thủy điện là nơi chuyển đổi sức nước (thủy năng) thành điện năng Nước được tụ lại từ các đập nước với một thế năng lớn.Qua một hệ thống ống dẫn, năng lượng dòng chảy của nước được truyền tới tua-bin nước, tua-bin nước được nối với máy phát điện, nơi chúng được chuyển thành năng lượng điện Gần 18% năng lượng điện trên toàn thế giới được sản xuất từ các nhà máy thủy điện Tại Việt Nam vai trò của nhà máy thủy điện là rất quan trọng.
1.2.2 Phân loại nhà máy thủy điện.
Nhà máy thủy điện kiểu đập:
Xây dựng bằng cách xây các đập chắn ngang sông làm cho mức nước trước đập dâng cao tạo ra cột nước H có chiều cao khoảng 30 –45m cho tới 250 –300m Nhà máy được bố trí ngay sau đập Đập càng cao thì công suất NMTĐ càng lớn.
Có thể tạo ra những NMTĐ có công suất lớn, có khả năng tận dụng toàn bộ lưu lượng của dòng sông.
Có hồ chứa nước, mà hồ chứa nước là một công cụ hết sức hiệu quả để điều tiết nước và vận hành tối ưu NMTĐ, điều tiết lũ, phục vụ tưới tiêu và nhiều lợi ích khác.
Vốn đầu tư lớn, thời gian xây dựng lâu
Vùng ngập nước có thể ảnh hưởng đến sinh thái môi trường (di dân, thay đổi khí hậu)
Nhà máy thủy điện lòng sông(ngang đập)
Nhà máy thủy điện thường có một kết cấu chính là công trình đập (đập thủy điện) hoặc một cầu đập.Công trình đập thường bao gồm một tường chặn được xây dựng trên sông hoặc dòng nước, tạo ra một hồ chứa nước ở phía trên.Dưới dòng nước chảy qua đập, có các cánh cửa xả nước (cánh cửa đập) để kiểm soát lưu lượng nước và tạo ra áp suất nước để vận động các động cơ máy phát điện.
Sạch và tái tạo: Năng lượng thủy điện là một nguồn năng lượng sạch, không gây khí nhà kính và không tạo ra ô nhiễm không khí Nước luôn được tái tạo thông qua quá trình tuần hoàn tự nhiên.
Nhà máy thủy điện có khả năng cung cấp nguồn năng lượng ổn định và đáng tin cậy, không phụ thuộc vào các yếu tố thời tiết như năng lượng mặt trời và gió Điều này giúp đảm bảo cung cấp năng lượng liên tục và đáng tin cậy, hỗ trợ các nhu cầu năng lượng cơ bản.
Hữu ích cho việc kiểm soát lũ lụt: Cơ cấu đập thủy điện có thể được sử dụng để kiểm soát mực nước và giảm thiểu nguy cơ lũ lụt.
Tác động môi trường: Xây dựng đập thủy điện có thể ảnh hưởng đến môi trường và động vật sống trong khu vực, gây mất môi trường sống tự nhiên.
Đòi hỏi diện tích lớn: Nhà máy thủy điện cần một diện tích lớn để xây dựng công trình đập và hồ chứa nước.
Sự biến đổi của hệ sinh thái: Tạo ra một hồ chứa nước có thể thay đổi môi trường và hệ sinh thái trong khu vực xung quanh, có thể gây ra những tác động khó đoán.
Nhà máy thủy điện sau đập
Công trình đập thủy điện được thiết kế để tạo hồ chứa nước với đập chặn ngăn dòng chảy sông suối Bên dưới đập là nhà máy thủy điện với hệ thống cửa xả nước điều tiết lưu lượng nước, tạo áp lực vận hành tuabin máy phát điện Các máy phát điện được đặt trong tòa nhà hoặc kết cấu phục vụ cho quá trình sản xuất điện năng.
Ưu điểm,Nhược điểm: giống như nhà máy thủy điện ngang đập
Nhà máy thủy điện ngầm và Nhà máy thủy điện nửa ngầm
Nhà máy thủy điện ngầm:Nhà máy thủy điện ngầm được xây dựng hoàn toàn hoặc chủ yếu dưới mặt đất, trong các hệ thống hang đá, động, hoặc các khu vực ngầm khác Các cấu trúc chính, như đập, hệ thống đường ống và máy phát điện, thường nằm bên trong các hang đá hoặc vùng ngầm dưới mặt đất Ngược lại, phần lớn nhà máy thủy điện truyền thống xây trên mặt đất.
Bảo vệ môi trường: Nhà máy thủy điện ngầm thường có ít tác động đến môi trường ngoại trời, giúp bảo vệ cảnh quan tự nhiên và động vật sống xung quanh.
An toàn: Vì nó nằm dưới mặt đất, nó thường ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thời tiết và tác động từ thiên tai.
Chi phí cao: Xây dựng và bảo trì nhà máy thủy điện ngầm có thể đắt đỏ hơn so với nhà máy thủy điện truyền thống.
Khó thực hiện bảo dưỡng: Việc bảo trì và sửa chữa các phần cơ sở ngầm có thể đòi hỏi công việc khó khăn và tốn kém hơn.
Nhà máy thủy điện nửa ngầm: Nhà máy thủy điện nửa ngầm kết hợp giữa yếu tố ngầm và trên mặt đất Các phần cơ sở quan trọng như máy phát điện và các thiết bị quan trọng thường nằm dưới mặt đất, trong khi các cấu trúc bảo vệ như nhà máy và nhà điều hành có thể ở mặt trên mặt đất.
Nhà máy thủy điện nửa ngầm kết hợp nhuần nhuyễn giữa tiện lợi và bảo vệ môi trường So với nhà máy thủy điện ngầm hoàn toàn, công trình này vừa mang lại lợi ích bảo vệ môi trường vừa giúp tiết kiệm chi phí.
Cần thiết lập và thi công phức tạp: Việc xây dựng và quản lý một nhà máy thủy điện nửa ngầm đòi hỏi kiến thức kỹ thuật và thi công phức tạp hơn so với nhà máy thủy điện truyền thống.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện
Cấu tạo của một nhà máy thủy điện
Đập (Dam)– Hầu hết các nhà máy thủy điện dựa vào một con đập chứa nước lại, tạo ra một hồ chứa lớn Thông thường, hồ chứa này được sử dụng như một hồ giải trí như hồ Roosevelt tại đập Grand Coulee tại tiểu bang Washington.
Ống dẫn nước (Penstock)– Cửa trên đập mở và lực hấp dẫn đẩy nước chảy qua các đường ống chịu áp Đường ống dẫn nước đến tuabin Nước làm tăng dần áp lực khi nó chảy qua đường ống này.
Tuabin là thiết bị chuyển đổi năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học Trong nhà máy thủy điện, nước chảy về và tác động vào các cánh lớn của tuabin, làm tuabin quay Tuabin được kết nối với máy phát điện ở phía trên thông qua một trục Tuabin phổ biến nhất trong nhà máy thủy điện là Tuabin Francis, có hình dạng như một đĩa lớn với các cánh cong Một tuabin Francis có thể nặng tới 172 tấn và quay với tốc độ khoảng 90 vòng/phút.
Máy phát điện (generator) – Khi các cánh tua-bin quay, một loạt các nam châm trong các máy phát điện cũng quay theo Những nam châm khổng lồ này quay quanh cuộn dây đồng, sản sinh ra dòng điện xoay chiều (AC).
Biến áp (Transformer)– Máy biến áp được đặt bên trong nhà máy điện tạo ra dòng điện xoay chiều AC và chuyển đổi nó thành dòng điện có điện áp cao hơn.
Đường dây điện (Power Lines) – Trong mỗi nhà máy điện có đến bốn dây : ba dây pha của năng lượng điện được sản xuất đồng thời với một dây trung tính.
Cống xả (Outflow) – Đưa nước chảy qua các đường ống – gọi là kênh , và chảy vào hạ lưu sông
Nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện
Quá trình vận hành nhà máy thủy điện gồm có bốn giai đoạn chính:
Giai đoạn 1: Dòng nước với áp lực lớn chảy qua các ống thép lớn được gọi là ống dẫn nước có áp tạo ra các cột nước khổng lồ với áp lực lớn đi vào bên trong nhà máy.
Giai đoạn 2: Nước chảy mạnh làm quay tuabin của máy phát điện, năng lượng cơ học được chuyển hóa thành điện năng.
Giai đoạn 3: Điện tạo ra đi quá máy biến áp để tạo ra dòng điện cao thế.Giai đoạn 4: Dòng điện cao thế sẽ được kết nối vào mạng lưới phân phối điện và truyền về các thành phố.
CHƯƠNG II : CÁC HỆ THỐNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN. 1.Các thiết bị bố trí trong nhà máy
Khái niệm : Tuabin thủy lực – tuabin nước là chủ yếu được lắp đặt tại nhà máy thủy điện để chuyển hoá năng lượng nước thành cơ năng và cơ năng được chuyển hoá thành điện năng nhờ máy phát điện, khi nước từ thượng lưu chảy theo đường dẫn tới tuabin, rồi chảy ra hạ lưu.Ngược lại Máy bơm được đặt ở trạm bơm.Tuabin là một động cơ quay rút năng lượng từ một luồng chất lỏng hoặc một luồng khí và biến đổi nó thành năng lượng có ích Tuabin nước là một loại máy thủy lực, biến năng lược chất lỏng (thủy năng) thành cơ năng trên trục quay của tuabin để quay máy phát điện hay các cơ cấu máy khác
Kết cấu của một tuabin đơn giản trong đó các bộ phận chủ yếu là:
Các turbin hiện đại được sử dụng nhiểu hiện nay:Tuabin Francis (tuabin tâm trục), tuabin kaplan (tuabin hướng trục), tuabin Pelton (tuabin gáo), tuabin Micro(tuabin siêu nhỏ)….
− Thông thường với các nhà máy dùng buồng xoắn thép hay dùng các van trước tua bin để đóng mở khi sửa chữa cũng như sự cố, van này yêu cầu chịu áp cao, đóng nhanh tránh hiện tượng khi sự cố xảy ra, tổ máy bị quay lồng gây hư hỏng thiết bị.
− Van trước tua bin thường có 2 loại van đĩa và van cầu.
− Van cầu vận hành ổn định, tổn thất cột nước qua van thấp tuy nhiên do cấu tạo phức tạp dẫn đến giá thành cao nên thường ít được sử dụng hoặc sử dụng tại các nhà máy có yêu cầu kỹ thuật cao.
− Van đĩa thì cấu tạo đơn giản hơn tuy nhiên tổn thất cột nước qua van khá lớn do đĩa nằm trực tiếp trong lòng van gây cản trở thủy lực tuy nhiên do dễ vận hành, bảo dưỡng sửa chữa nên van đĩa được sử dụng khá rộng rãi trong các nhà máy thủy điện hiện nay.
− Khái niệm: Hệ thống kích từ của máy phát điện là hệ thống tạo ra dòng điện một chiều, dòng điện này kích thích từ trường của Rô to máy phát điện, tạo ra dòng điện kích từ, một trong những nhân tố thiết yếu giúp máy phát điện phát ra dòng điện Ngoài ra, dòng điện kích từ còn giúp điều chỉnh điện áp, công suất phản kháng của máy phát điện.
− Các thành phần chính của hệ thống kích từ:
Máy biến áp kích từ.
Bộ phận điều chỉnh điện áp (AVR).
Các tủ SCR (thông thường gồm 2 tủ): Thực hiện nhiệm vụ chính là biến đổi điện áp xoay chiều từ máy biến áp kích từ thành điện áp một chiều cấp cho rotor tổ máy.
Tủ máy cắt kích từ: Có nhiệm vụ chính cô lập hệ thống khi sự cố.
1.3.1 Nguyên lí của hệ thống kích từ:
Hệ thống máy kích thích một chiều. Đây là hệ thống kích từ sử dụng máy phát điện một chiều.
Dòng điện kích từ được điều khiển bằng cách thay đổi điện áp ra của máy kích thích một chiều.
Máy điện một chiều này được kéo trực tiếp cùng trục với hệ thống Tua bin – máy phát hoặc qua bộ giảm tốc đối với các máy có dung lượng nhỏ và trung bình. Đối với các máy lớn hơn, sẽ được kéo bằng một động cơ riêng biệt.
Hệ thống kích thích xoay chiều.
(hệ thống không tiếp xúc, hệ thống không chổi than) Ở đây muốn nói đến mạch kích từ kết hợp giữa một máy phát đồng bộ và hệ thống chỉnh lưu.
Máy phát đồng bộ dùng để kích từ gọi là máy kích thích xoay chiều, bao gồm một máy phát điện đồng bộ có phần cảm là phần tĩnh (stator), phần ứng là phần quay (rotor), kết hợp với bộ chỉnh lưu quay lắp đặt ngay trên trục.
Do đó, dòng điện kích từ sẽ đi trực tiếp từ phần ứng của máy kích từ, qua bộ chỉnh lưu, vào thẳng Rotor, mà không qua bất kỳ mối tiếp xúc của vòng nhận điện với chổi than nào.
Do đó, hệ thống này thường được gọi là hệ thống kích từ không chổi than.
Hệ thống kích từ tĩnh.
Hệ thống được sử dụng nhiều nhất trên thị trường hiện nay Hệ thống máy kích từ có sử dụng cả biến áp để kích từ và bộ chỉnh lưu
1.4.Hệ thống điều tốc độ nhà máy thủy điện.
Hệ thống điều tốc là một hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ của tổ máy ở giá trị định mức khi tổ máy ở chế độ vận hành bình thường, đồng thời đảm bảo được cái chức nắng sau:
– Khởi động tự động hoặc bằng tay tổ máy.
– Chạy không tải tổ máy.
– Đảm bảo tổ máy làm việc trên lưới ở các chế độ: “Công suất”, “Tần số”, “Điều khiển nhóm” và “Bù đồng bộ”.
– Đảm bảo chuyển đổi tổ máy từ chế độ công suất sang chế độ bù và ngược lại.
– Tự động chuyển từ các chế độ “công suất”, “điều khiển nhóm” sang chế độ “tần số” khi tần số lưới vượt quá giá trị cho phép.
– Dừng tổ máy trong chế độ bù.
– Dừng bình thường và dừng sự cố tổ máy.
Hệ thống điều khiển được cấu thành từ hai bộ điều khiển riêng biệt: một bộ điều khiển tốc độ và một bộ điều khiển tần số/tải Mỗi bộ điều khiển này thực hiện chức năng điều khiển tương ứng trong hai chế độ hoạt động khác nhau của hệ thống, gồm chế độ khởi động và chế độ hoạt động thông thường.
Chế độ điều khiển tốc độ:
CÁC HỆ THÔNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
Hệ thống kênh, đập tràn của nhà máy
2.1 Cấu tạo đập tràn của nhà máy thủy điện:
2.1.1 Đập tràn: Đập tràn là công trình để xả nước thừa từ thượng lưu về hạ lưu hoặc xả lượng nước thừa của lưu vực của sông bên cạnh, thường được bố trí ở đầu mối công trình thủy. a) Công trình xả hở bên bờ b) C.trinh xả hở trên lòng sông Hình 1 - Các phần cơ bản của tuyến công trình xả nước
2- Phần cửa vào - đập tràn xả nước;
3- Phần nối tiếp (chuyển dẫn) nước;
4- Phần kết thúc của nối tiếp với hạ lưu (phần tiêu năng);
5- Phần dẫn nước ra sông hoặc kênh.
2.1.2 Các ký hiệu của đập tràn kiểu hở
Hình 2 - Mặt cắt dọc tuyến tràn (Mặt cắt I-I) và mặt cắt ngang tràn (Mặt cắt II-II)
H là cột nước trên đỉnh tràn (m), là độ chênh giữa mực nước thượng lưu với cao trình của điểm thấp nhất ở ngưỡng tràn Khi tính H thì cao trình mực nước ở thượng lưu được đo tại mặt cắt T
LT là khoảng cách (m) tính từ mặt cắt mép thượng lưu đập đến mặt mặt cắt T-T được xác định theo các điều tương ứng với từng loại đập tràn được nêu chi tiết trong các loại đập nêu trong qui trình này. b là chiều rộng một khoang tràn (m) (chiều dài tràn nước một khoang) đối với đập tràn hình chữ nhật là một hằng số (xem Hình 3.a); d là chiều dày của đỉnh đập (m), (chiều rộng của ngưỡng tràn);
P1 là chiều cao của đập so với mực nước thượng lưu, được xác định bằng hiệu số giữa cao trình đỉnh ngưỡng tràn so với đáy sông (kênh) thượng lưu.
P là chiều cao đập so với hạ lưu (m), bằng độ chênh giữa cao trình ở đỉnh ngưỡng tràn (điểm thấp nhất trên mặt cắt tuyến tràn) so với đáy sông (kênh) hạ lưu;
Bt là chiều rộng lòng dẫn thượng lưu, (m); ht là chiều sâu nước ở thượng lưu, (m); hH là chiều sâu nước ở hạ lưu, (m); hn là chiều sâu nước ngập (m), tức là độ chênh giữa mực nước ở hạ lưu so với đỉnh ngưỡng tràn (điểm thấp nhất) Khi mực nước hạ lưu thấp hơn đỉnh tràn (điểm thấp nhất) ở cửa đập thì hn có trị số âm (xem Hình 2);
Z là độ chênh giữa mực nước thượng lưu (chỗ mặt cắt T-T) với mực nước hạ lưu, (m); v0 là lưu tốc đến gần bằng lưu tốc trung bình ở thượng lưu (tại mặt cắt T-T), (m/s); g là gia tốc trọng trường bằng 9,81 m/s ; 2
H0 là cột nước toàn phần trên đập (m), tức là cột nước tràn có tính cả cột nước lưu tốc tới gần;
Z0 là độ chênh mực nước thượng và hạ lưu (m), có tính đến lưu tốc tới gần;
Q là lưu lượng chảy qua đập tràn, (m 3 /s).
-Phân loại theo hình dạng cửa vào a) Đập tràn có cửa vào hình chữ nhật (Hình 3 a); b) Đập tràn có cửa vào hình tam giác (Hình 3 b); c) Đập tràn có cửa vào hình hình thang (Hình 3 c); d) Đập tràn có cửa vào hình hình tròn (Hình 3 d); e) Đập tràn có cửa vào hình pa- ra- bôn (Hình 3 e); f) Đập tràn có cửa vào hình nghiêng (Hình 3 f).
2.2.Hệ thông kênh dẫn nước của nhà máy.
2.2.1 Khái niệm và mặt cắt ngang của kênh:
Kênh dẫn được ứng dụng rộng rãi ở trạm thuỷ điện đường dẫn khi mực nước thượng lưu thay đổi không nhiều và địa hình tương đối bằng phẳng.
Mặt cắt kênh phụ thuộc vào cấu trúc địa chất và địa hình của tuyến kênh Khi đặt trên nền đất, kênh thường có tiết diện hình thang Trong trường hợp đào sâu, tiết diện kênh có thể đa giác, parabol hoặc tròn Ngược lại, nếu địa chất là đá tốt, mái kênh có thể thẳng đứng hoặc gần như thẳng đứng.
Hình 2.2: Các mặt cắt ngang kênh dẫn nước thủy điện. Độ dốc mái kênh phụ thuộc vào đặc tính cơ lý của đất mà trên đó bó trí tuyến kênh Đối với kênh không có lớp áo bảo vệ thì độ dốc mái kênh phải nhỏ hơn độ dốc của mái đất tự nhiên Khi thiết kế sơ bộ độ dốc mái kênh có thể lấy theo qui phạm thiết kế kênh dẫn nước thuỷ điện. Đối với kênh có lớp bảo vệ bằng bê tông, bê tông cốt thép hệ số mái kênh 1,25m 3 ; các trường hợp khác 1,5m 3
Chiều sâu nước trong kênh và chiều rộng đáy kênh được xác định trên cơ sở tính toán kinh tế so sánh các phương án và điều kiện kĩ thuật, thi công,vận hành.Về mặt thuỷ lực với kênh hình thang tỉ số chiều rộng b đáy kênh và chiều sâu nước h có lợi nhất khi bán kính thuỷ lực R= w/c là lớn nhất, khi đó tổn thát do ma sát là nhỏ nhát.
2.2.2 Điều kiện vận hành và vận tốc cho phép trong kênh: a Vận tốc cho phép trong kênh:
Kênh dẫn nước thuỷ điện khi thiết kế phải đảm bảo làm việc an toàn, ổn định trong mọi trường hợp Nếu kênh dẫn cùng cấp nước hoặc được sử dụng cho các mục đích khác nhau thì nó phải đảm bảo các yêu cầu cho các mục đích đó Vận tốc dòng chảy trong kênh quyết định mặt cắt trong kênh, vận tốc này phải đảm bảo cho kênh không bị xói lở, lắng đọng bùn cát lơ lửng, cây cỏ và các thực vật khác không mọc vì chúng sẽ làm tăng độ nhám của kênh. b Điều kiện vận hành
Chế độ vận hành kênh phụ thuộc vào khí hậu, thủy văn, chế độ làm việc của thủy điện và đặc tính kênh, công trình trên kênh Lượng phù sa thay đổi theo mùa, cần bể lắng cát đầu kênh để loại bỏ thành phần nguy hiểm gây lắng đọng hay hỏng hóc công trình Sự lắng đọng phù sa phụ thuộc vận tốc dòng chảy trong kênh, cần duy trì vận tốc lớn để không lắng đọng Mùa lũ lượng phù sa nhiều nhưng thủy điện thường làm việc công suất lớn, vận tốc kênh đủ lớn để không lắng đọng Đối với thủy điện điều tiết ngày trong mùa lũ, cần xây dựng công trình xả cuối kênh để tăng vận tốc kênh khi thủy điện làm việc công suất nhỏ.
2.3 Đường hầm dẫn nước. Đường hằm dẫn nước còn gọi là tuynen dẫn nước Trong khái niệm về đường hằm người ta phân ra làm hai loại:đường hầm khô thường ứng dụng với mục đích giao thông, bồ trí thiết bị và đường hằm dẫn nước dùng đề cung cấp nước cho các mục đích phát điện, tưới và các ngành dùng nước khác còn gọi là đường hằm thuỷ lợi.
Căn cứ vào chế độ thuỷ lực bên trong đường hằm mà có thể phân thành hai loại cơ bản: đường hầm dẫn nước có áp và đường hằm dẫn nước không có áp Đường hằm không áp được ứng dụng trong các trường hợp khi mực nước trong chúng ít thay đổi.
2.3.1 Tuyến đường hằm dẫn nước
CÔNG TÁC VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
Tìm hiểu vê máy phát điện
1.1.Chức năng nhiệm vụ của máy phát điện.
Máy phát điện nói chung là thiết bị có tác dụng biển đổi cơ năng điện năng thông thường sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ Nguồn cơ năng sơ cấp có thể là tuabin nước, tuabin gió, động cơ đốt trong hoặc các nguồn cơ năng khác.
Máy phát điện có ba chức năng chính đó la phát điện, chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp.
Phát điện: Với hệ thống cấu trúc động cơ quay,truyền chuyển động đến máy phát điện thông qua dây đai hình chư V Kết cấu Rotor của máy phát là một nam châm điện tạo ra từ trường, từ đó tương tác lên dây quán trong stator để phát sinh ra điện.
Chỉnh lưu: Các thiệt bị điện sẽ không sử dụng được trực tiếp dòng điện xoay chiều tạo ra trong máy phát điện mà cần phải được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều Nhờ bộ chỉnh lưu, dòng điện xoay chiều sẽ được điều chỉnh thành dòng điện một chiều.
Hiệu chỉnh điện áp: Chức năng nảy thực hiện tiết chế điều chỉnh điện áp sinh ra từ dòng điện của máy phát điện Nhờ nó có thể đảm bảo được hiệu điện thế của dòng điện đi đến các thiết bị sẽ luôn là một hằng số, ngay cả khi tốc độ máy phát điện không đồi.
Phân loại máy phát
Các máy phát điện thủy lực thường dùng máy phát điện đồng bộ cực lỗiHình 2.3b Ống dẫn nước áp lực trong thân đập phân loại như sau:
2.1 Phân loại theo phương pháp làm mát.
− Trong vận hành việc làm mát cho máy phát điện phải trao đôi truyền dẫn nhiệt của máy phát ra môi trường bên ngoài nhằm mục đích giảm nhiệt độ của máy phát
− Làm mát bề mặt bằng không khí
− Làm mát bằng không khí H2
− Làm mát trực tiếp:Làm mát trực tiếp là phương pháp cho khí H 2 gió,tuần hoàn trực tiếp bên trong ống dây dẫn hay đi qua đường ống có tiếp xúc với dây dẫn điện.
2.2 Phân loại theo phương pháp kích từ.
− Các máy phát tuabin nước thường dùng hệ thống kích từ bằng nguồn điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều chỉnh lưu thành một chiều được đưa vào cuộn dây kích thích máy phát bằng hệ thống chỗi than và vành góp
2.3 Phân loại theo hướng trục của máy phát
Gồm 2 loại: Kiểu trục đừng và kiểu trục ngang
+ Trục Đứng: kiểu Rotor máy dựng thẳng đứng
+ Trục Ngang: Là kiểu roto máy phát nằm.
2.4 Phân loại theo cách bố trí ổ trục
Trục máy phát được đỡ bằng ô trục.
- Đố với loại máy phát theo kiểu trục ngang thì ô trục được bố trí cả về 2 phía của roto, hệ thống bôi trơn được bồ trí ngay trên trục
- Đối với mỏy kiểu đứng thỡ dựng đỡ kiểu treo và ử đỡ kiểu ụ lớn tốc độ thấp.
3.1.Cấu trúc trục MF thủy điện:
Các phần thuộc stato bao gồm:
− Khung Stato (Frame): là kết cấu đỡ cho lõi thép kỹ thuật điện Có yêu cầu về độ cứng vững & độ chính xác cao Trên khung Stato gắn các trụ thép định vị cho việc lắp chính xác các lá thép của lõi thép kỹ thuật điện.
− Lõi thép kỹ thuật điện (Stato Core): là phần dẫn từ của cuộn dây Stato máy phát Gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện ghép lại, được định vị chính xác bằng các thanh trụ thép trên khung Stato, ép chặt bằng các tấm móng ngựa trên và dưới khung Stato.
− Cuộn dây Stato (Stato Coil): là phần dẫn điện của Stato, có cấu trúc gồm thanh dẫn lớp trên & thanh dẫn lớp dưới, quấn theo kiểu xếp hoặc kiểu sóng, thanh dẫn lớp trên của rãnh này nối với thanh dẫn lớp dưới của rãnh khác theo bước quấn dây.
Cấu tạo máy phát điện
Máy phát điện là một thiết bị cơ điện chuyển đổi cơ năng quay trên trục tua bin thành năng lượng điện Trong các nhà máy thủy điện, máy phát điện chủ yếu là loại máy phát điện đồng bộ ba pha, hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ.
Các bộ phận chú yếu của nó bao gồm:
- Roto: Là bộ phận quay được nối với trục tua bin thông qua khớp nối.Roto có nhiệm vụ tạo nên từ trường quay làm xuất hiện dòng điện xoay chiều trong các cuộn dây trong các Ô cực của stato máy phát.
-Stato: bộ phận tĩnh gồm các cuộn dây bố trí đều trên toàn bộ khung tròn. đưới tác dụng của từ tường quay đo Roto phát ra các cuộn dây của Stato. phát ra nguồn điện 3 pha.Đề đảm bảo tần số điện lưới không, đổi, đạt tiêu chuân 50Hz thì yêu cầu roto máy phát quay với tốc độ thiết kế để đảm bảo việc đạt tốc độ nói trên, nhà máy cần có hệ thống, điều tốc đề điều chỉnh tốc độ kịp thời tránh việc không đảm bảo tần số dần đến việc nhà máy bị loại ra khỏi lưới điện.
3.2.Các cách phân mảnh & tổ hợp Stato: Đối với từng thành phần của Stato, ta có thể chọn phương án phân mảnh và tổ hợp khác nhau trên các nguyên tắc cơ bản là:
Đảm bảo điều kiện vận chuyển đến công trường
Khối lượng công việc tổ hợp tại hiện trường là ít nhất
Tính chất phức tạp và yêu cầu kỹ thuật của công việc tổ hợp tại hiện trường cần phù hợp với điều kiện thi công tại công trường để đảm bảo chất lượng Stato sau khi tổ hợp với độ rủi ro thấp Đối với khung Stato có kích thước vượt giới hạn, phải thiết kế chế tạo theo dạng phân mảnh và ghép bằng bu lông cường độ cao để đáp ứng yêu cầu chuyên chở về kích thước Còn lõi thép kỹ thuật điện Stato và cuộn dây Stato sẽ đảm bảo phù hợp với các thông số sau khi chế tạo và tổ hợp các bộ phận của Stato.
Lõi thép kỹ thuật điện Stato & cuộn dây Stato được lắp đặt liên quan mật thiết đến nhau (do cuộn dây lắp trên lõi thép) Việc quyết định phương án phân mảnh và tổ hợp hai phần này là một quyết định chung & thường do quyết định phương án đối với lõi thép quyết định.
Khối lượng và yêu cầu kỹ thuật của công việc lắp đặt lõi thép, lắp thanh dẫn cuôn dây Stato là rất lớn, thông thường, các nhà chế tạo thường muốn thực hiện các công việc này tại nhà máy sản xuất để tránh chi phí tăng cao do lắp đặt tại hiện trường và giảm thiểu rủi ro về chất lượng trong quá trình lắp đặt.
Khối lượng lớn nhất của Stato là lõi thép kỹ thuật điện Do cấu trúc của lõi thép kỹ thuật điện bao gồm nhiều lá thép mỏng ghép lại với nhau nên có nhiều phương án phân mảnh như sau:
– Phân mảnh theo khung Stato: Các lá thép kỹ thuật điện được ghép theo từng mảnh khung Stato tại nhà chế tạo, từng mảnh được tổ hợp thử để kiểm tra độ tròn, độ đồng tâm và các chỉ tiêu kỹ thuật khác Các thanh dẫn cuộn dây được lắp đặt tại nhà chế tạo, cố định chắc chắn trừ phần các thanh dẫn lắp trong rãnh cạnh mối ghép mảnh Khi vận chuyển, các thanh dẫn phần mối ghép được tháo ra, các mảnh khung Stato cùng với phần lõi thép kỹ thuật điện và cuộn dây Stato được tách rời, đóng gói cẩn thận và chuyển tới nơi lắp đặt tại công trường Công tác tổ hợp tại hiện trường được tối thiểu hóa, bao gồm việc ghép các mảnh Stato tại giếng máy phát;lắp một số thanh dẫn vùng mối ghép; thực hiện các phép kiểm tra thí nghiệm giám sát chất lượng.
– Thực hiện lắp đặt toàn bộ phần lõi thép kỹ thuật điện & cuộn dây Stato tại hiện trường: các lá thép kỹ thuật điện, thanh dẫn cuộn dây Stato
& các vật liệu – phụ kiện được chuyển rời theo từng kiện nhỏ tới hiện trường Công tác thiết kế chế tạo đòi hỏi độ chính xác cao, với các biện pháp đảm bảo chất lượng của lá thép, thanh dẫn cuộn dây phải chính xác, các kích thước lắp đặt có dung sai bé, không xảy ra tình trạng lỗi kích thước lắp Công tác tổ hợp tại hiện trường có khối lượng lớn, đòi hỏi kỹ thuật cao, cần đảm bảo các tiêu chuẩn cao của môi trường lắp đặt về nhiệt độ, độ ẩm không khí, độ sạch bụi Việc đảm bảo chất lượng vì thế có độ rủi ro cao. c Một số hạn chế có thể xảy ra trong quá trình lắp đặt và vận hành:
Với khung Stato, phụ thuộc vào phương án phân mảnh có lắp sẵn phần lõi thép hay chỉ phân mảnh phần khung, các khiếm khuyết có thể xảy ra là:
− Khi tổ hợp các lá thép của lõi thép Stato tại hiện trường xảy ra hiện tượng cọng dồn dung sai các lá thép, dẫn đến kích thước hình học của lõi thép không đúng như thiết kế, thay đổi về độ tròn cũng như giá trị khe hở giữa Stato & Rôto Để tránh hiện tượng này, khi lắp đặt tại hiện trường, nhà chế tạo thường phải làm trước 1 trụ chuẩn tại tâm của khung Stato (xem trong hình trên), dùng các dụng cụ đo chuyên dùng để chỉnh kích thước lắp đặt của khung Stato & các lá thép ngay trong quá trình lắp đặt.
− Việc vận chuyển các mảnh Stato đã được ghép lõi thép và các thanh dẫn cuộn dây đến hiện trường làm xô lệch lõi thép Dẫn đến khi ghép các mảnh Stato không đạt (hoặc đạt ở giới hạn xấu) tiêu chuẩn về kích thước hình học của lõi thép Stato.
− Việc ghép các mảnh thực hiện không tốt, dẫn đến các lá thép của lõi ghép không chắc, dẫn đến khe hở mạch từ tại vết ghép lớn hơn tính toán cho phép Hiện tượng này gây ra:
Lõi thép dẫn từ kém, độ từ giảo cao khi máy phát có kích từ làm tiếng ồn tăng cao với tần số 100 Hz Hoạt động lâu dài, từ giảo cùng lực từ tác dụng lên mép lá thép kỹ thuật điện phá hỏng cách điện, làm dòng Foucault tăng dẫn đến cháy thép cục bộ, có thể gây hư hỏng thanh dẫn stato.
Vận hành khởi động máy phát
4.1 Những yêu cầu trước tiên khi khởi động máy phát
−Đảm bảo hệ thống nguồn 220V DC tốt và sẵn sảng làm việc.
−Đảm bảo hệ thống nguồn 400V AC tốt và sẵn sảng làm việc.
−Đảm bảo hệ thống áp lực dầu (OPU) không có sự cố gì và kiểm tra mực dầu ở mức bình thường.
−Đảm bảo hệ thống nước làm mát đang hoạt động và mỗi vị trí van là theo chỉ dẫn bình thường.
−Đảm bảo máy phát và máy biến áp chính hoạt động bình thường.
−Đảm bảo bộ lọc hệ thống nước làm mát đã được làm sạch.
−Đảm bảo máy điều tốc ở trạng thái tốt (đèn output 01 trên mặt bộ điều tốc sang).
4.2 Các điều kiện để khởi động tổ máy Đảm bảo các điều kiện khởi động dưới đây thỏa mãn trước khi khởi động máy:
−Lựa chọn chế độ điều khiển tổ máy tự động hoặc bằng tay
−Tất cả các phụ trợ như CW, OPU, JOS và LOS trong trạng thái ngừng hoạt động.
−Van vòng đang đóng hoàn toàn.
−Van đĩa đang đóng hoàn toàn.
−Cánh hướng đang đóng hoàn toàn.
− Rơ le cắt chính đã tác động (86TU).
− Phanh máy phát đã nhả.
− Máy cắt đầu cực đang mở.
−Tất cả các rơ le báo lỗi khẩn cấp và không khẩn cấp của máy phát / máy biến áp đã được reset.
− Hệ thống AVR tổ máy trong trạng thái tốt và đảm bảo chế độ lựa chọn theo chế độ tự động (AVR) hoặc chế độ bằng tay (ECR).
Lựa chọn chế độ bằng tay (SW-2): Lựa chọn chế độ vận hành tua bin sử dụng công tắc 2 vị trí (SW-2) từ bảng TAGP Ở chế độ này ta xoay khóa lựa chọn về vị trí manual để lựa chọn chế độ điều khiển tổ máy bằng tay.
Để khởi động hệ thống làm mát, mở van nước làm mát tại gian máy, đảm bảo áp suất đạt 7-8 kg/cm2 Sau khi mở van giảm áp, áp suất sẽ giảm xuống 3,6-4 kg/cm2 Áp suất nước chèn trục phải đạt 2-3 kg/cm2, lưu lượng 70-85 l/p Tiếp tục bật công tắc-5 tại bảng TAGP để kích hoạt hệ thống.
Hệ thống bôi trơn ổ trục máy phát (GLOP) BẬT: Hệ thống dầu
GLOPđược bật từ khóa 2 vị trí SW-6 tại bảng TAGP và quan sát được trên bảng hiển thị tỉnh trạng làm việc của thiết bị đảm bảo:
− Lưu lượng đầu qua gối sau từ 11-12,5/p.
− Lưu lượng dầu qua gối trước:
Sau khi tín hiệu phản hồi áp lực dầu GLOP và lưu lượng dầu cho ổ hướngtrước/sau máy phát đã đạt ta reset các tín hiệu đèn báo áp lực và lưu lượng dầu glop thấp Sau đó có thể khởi động hệ thống dầu JACKING để nâng roto máy phát (Nếu bơm một chiều mà khởi động sau khi bật khóa lựa chọn khởi động hệ thống đầu GLOP/LOSthi phải kiểm tra lại việc cấp nguồn 400 VAC cho hệ thống).
- Hệ thống dầu kích (JOS) được bật từ khóa 2 vití SW-II tại bảng TAGP.- Theo dõi trạng thái làm việc của thiết bị trên bảng hiển thị.- Sau khi áp lực dầu IACKING đạt yêu cầu, bơm dầu OPU có thể được khởi động.
Hệ thống dầu OPU BẬT: Hệ thông dầu OPU được khởi động từ khóa 2 vị trí SW- 7 ta có thể quan sát được trên bảng hiền thị tình trạng làm việc của thiết bị, sau khi tín hiệu phản hồi của OPU BẬT và áp lực dầu điều khiển đã đạt, ta có thể reset rơ le 86Z, 86X và rơ le cất chính (86TU) của tua bm và reset lại tất cả các lỗi tua bin trong bảng hiền thị.
RESET 86TU: Chỉ có thể reset được rơ le 86Z & 86X sau khi đã reset tất các rơ le phụ trên tủ RIA và CIA Sau đó mới có thể được rơ le 86TU tại bảng TAGP.Muốn reset được rơ le 86Y thì phải reset rơ le cắt chính (86TU) trước và tổ máy sẽ sẵn sàng đề khởi động.
Sử dụng phanh (SW-8): Khi hệ thống OPU đã đủ áp lực ta sẽ kích hoạt phanh máy phát từ khóa SW- 8 trên tủ TAGP nhằm mục đích không cho máy phát quay trước khi ta tác động mở cánh hướng, chỉ sau khi van đĩa đã mở hoàn toàn và van vòng đã đóng lại thì mới reset phanh (nhả phanh) từ khóa SW- 8 và đợi phản hồi phanh đã nhả trên bảng hiển thị tình trạng làm việc của các thiết bị ở TAGP ta mới có thể tác động mở cánh hướng.
- Kiểm tra xem điều kiện khởi động đã thỏa mãn trên bảng hiển thị hệ thống.- Các điều kiện khởi động bao gồm:
− Áp lực dầu điều khiển OPU tốt.
− Áp lực hệ thống dầu GLOP tốt.
− Lưu lượng DENDE máy phát bình thường.
− Lưu lượng nước làm mát bình thường
− Áp lực dầu JOS tốt.
− Van đĩa phảiở vị trí đóng hoàn toàn.
− Cánh hướng phải ở vị trí đóng hoàn toàn.
− Các máy cắt đầu cực 601, 602 phải đang mở.
− Reset lại rơ le lỗi tua bin.
Mở van vòng (PB- 6): Sau khi các điều kiện khởi động đã thỏa mãn, mở van vòng bằng nút ấn (PB- 6) tại tủ TAGP và đợi cho áp lực nước đằng trước và sau van đĩa cân bằng Sau khi nhận được tín hiệu phản hồi đã mở van vòng và áp lực nước trước và sau van đĩa đã cân bằng trên bảng hiển thị tình trạng làm việc ta thao tác mở van đĩa.
Mở van đĩa thông qua nút ấn PB-8 trên bảng TAGP Tuy nhiên, cần đảm bảo đã nhận được tín hiệu phản hồi van vòng mở và áp lực nước đã đạt trạng thái cân bằng trước khi thực hiện thao tác này.
Đóng van vòng (PB- 7): Sau khi nhận được tín hiệu phản hồi van đĩa đã mở hoàn toàn, ta thao tác đóng van vòng bằng nút ấn PB- 7 tại tủ TAGP.
Nhá phanh (SH⁄-8): Phanh máy phát sẽ được nhả bằng tay, sử dụng khóa 2 vị trí SW-§ tại tủ TAGP Đảm bảo rằng phanh phải được nhả và đợi tín hiệu phản hồi trên bảng hiển thị tình trạng làm việc tạiTAGP.
Mở cánh hướng (PB- 10): Sau khi nhận được tín hiệu phản hồi của van vòng đóng, van đĩa đóng và phanh máy phát đã nhả, ấn nút PB-
10 tại tủ TAGP để mở dần dần cánh hướng cho đến khi máy phát đạt số vòng định mức 600 vòng/ phút tương ứng với độ mở cánh hướng từ 10 - 17%.
Lưu ý: Số vòng quay định mức là 600 vòng/ phút.
Giới hạn mở cánh hướng là 0 — 100%.
Khi máy quay được 35% tốc độ định mức (khoảng 200- 250 vòng/phút) thì sẽ đưa lệnh dừng hệ thống dầu JACKING.
Khi tốc độ máy phát đạt 90% tốc độ định mức, tín hiệu sẵn sàng cho đóng kích từ sẽ xuất hiện trên bảng hiển thị trạng thái hoạt động Lúc này, để bật kích từ, người vận hành cần ấn nút IPB-3 trên tủ kích từ.
Máy phát đã chạy không tải ổn định: Máy đã đạt được 600 vòng/phút và kích từ đã làm việc ồn định thì sẵn sảng cho hòa đồng bộ theo chế độ bằng tay.
Lựa chọn chế độ tự động (SW-2): Lựa chọn chế độ làm việc của tua bin sử dụng công tắc 2 vị trí (SW-2) từ tủ TAGP Lựa chọn chế độ tự động cho việc vận hành máy tự động.
PHẦN ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
Các bộ phận chủ yếu phần điện trong nhà máy thuỷ điện
− Các máy phát thuỷ lực hiện nay có điện áp định mức không vượt quá
20 KV, vỡ thế khi tải điện đưa xa phải nõng điện ỏp 35á1000 KV và cú thể lớn hơn nữa.
− Điện năng do nhà máy điện sản xuất đưa vào mạng lưới điện chung để cung cấp cho các hộ dùng điện Việc cung cấp điện ở điện áp máy phát chỉ dùng cho các hộ ở gần và công suất không lớn, còn các hộ ở xa phải qua máy nâng áp (máy biến thế).
Phần điện của nhà máy thuỷ điện gồm:
Máy phát điện thuỷ lực
Trạm phân phối điện cao thế gồm: máy biến thế, máy cắt điện, cầu dao cách li cho đến đường dây cao thế.
Bộ phận phân phối điện thế máy phát còn gọi là bộ phận điện thế thấp từ máy phát điện đến máy biến thế tự dùng
Bộ phận điện tự dùng.
Bộ phận tiếp đất và chống sét.
Bộ phận đo lường điện và rơ le bảo vệ.
Thiết bị điện của trạm thuỷ điện bao gồm: dây dẫn điện từ máy phát, máy biến áp chính trạm phân phối điện, hệ thống điện tự dùng, hệ thống đo lường kiểm tra và điều khiển, thiết bị điều khiển trung tâm. Điện ỏp đầu ra mỏy phỏt tuỳ thuộc vào cụng suất cú thể từ 3,5á24 KV, việc truyền tải từ máy phát điện đến máy biến áp với dòng điện lớn đòi hỏi dây dẫn tiết diện lớn và tổn thất điện năng cũng lớn, hơn nữa dây dẫn đắt tiền nên đòi hỏi máy biến áp phải bố trí thật gần máy phát điện Với công suất máy phát dưới 100 MVA đoạn dây dẫn này thường để trần, khi công suất lớn hơn chúng thường là các cáp điện chuyên dùng.
Máy biến áp chính nhằm nâng cao điện áp để tài điện đi xa Phụ thuộc vào hệ thống mà TTĐ cung cấp, điện áp cao thế của máy biến áp (MBA) có thể 35, 110, 220, 500 KV hoặc cao hơn Máy biến áp chính về nguyên tắc được bố trí ngoài trời, chúng đòi hỏi phải làm mát bằng không khí hoặc bằng nước.
1.2.Các hệ thống thiết bị phụ
Các hệ thống thiết bị phụ bao gồm: Hệ thống dầu, cấp nước kỹ thuật, khí nén, phòng hoả, tháo nước sửa chữa và rò rỉ
Các loại sơ đồ đấu điện chính
Mỗi tổ máy đấu trực tiếp với một máy biến thế, máy biến thế đấu với đường dây cao thế Sơ đồ này thường dùng ở những nhà máy thuỷ điện có công suất lớn làm việc trong hệ thống điện quan trọng Khi một tổ máy ngừng vận hành vì một lí do kĩ thuật nào đó không ảnh hưởng đến việc cung cấp điện, phần điện đó sẽ do trạm điện khác trong hệ thống thay thế. Để thực hiện sự chuyển mạch và cắt mạch và để an toàn cho đường dây cao thế phải lắp các thiết bị cầu dao cách li.
2.2 Sơ đồ bộ mở rộng :
Để cung cấp điện liên tục và khi có sự cố xảy ra thì có thể khôi phục một cách nhanh nhất, người ta sử dụng sơ đồ đấu nối nhiều máy phát với một máy biến thế hoặc một nhóm máy biến thế một pha, sau đó đấu máy biến thế này với đường dây cao thế.
2.3 Sơ đồ hệ thống thanh góp :
Tất cả các máy phát điện đấu vào thanh góp ở điện áp máy phát, các máy biến thế chính cũng được đấu với thanh góp thứ 2 và đưa vào hệ thống điện Tuỳ theo tính chất của hộ dùng điện, hệ thống thanh góp có thể là đơn hoặc kép, có phân đoạn hoặc không phân đoạn.Để đảm bảo việc cung cấp điện an toàn và liên tục người ta dùng hệ thống thanh góp đơn có phân đoạn hoặc hệ thống thanh góp kép có phân đoạn Sơ đồ hệ thống thanh góp thường dùng khi có nhiều hộ dùng điện tại chỗ Điện tự dùng cho nhà máy cũng lấy từ thanh góp điện áp máy phát.
CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CÔNG SUẤT DẪN ĐỘNG
**Bước 1: Xác định thông tin cơ bản**
- Xác định tổng công suất của thủy điện sau đập (P) dựa trên thiết kế và thông số kỹ thuật của đập và hệ thống thủy điện Điều này bao gồm công suất lớn của máy phát điện, các bộ phận khác như bơm nước và các thiết bị phụ trợ khác.
**Bước 2: Thu thập dữ liệu**
- Thu thập dữ liệu về mức nước dòng chảy (H) và lưu lượng dòng chảy (Q) tại thời điểm cụ thể Các thông số này thường được đo và ghi nhận hàng giờ hoặc hàng ngày.
**Bước 3: Tính toán Công suất điện của máy phát thuỷ điện**
Pe : là công suất điện (W), η : là hiệu suất của máy phát,
Pw :là công suất nước (W).
Công suất nước của turbin thuỷ lực:
- P là công suất thủy điện (Watt).
- ρ là khối lượng riêng của nước (kg/m³),
- g là gia tốc trọng trường (m/s²),
- Q là lưu lượng lượng nước chảy qua tua bin (m³/s),
- H là chiều cao cột nước động (m).
(H) là chiều cao cột nước động là độ cao của mực nước trên đập trừ đi độ cao của mực nước dưới đập Cột nước động thể hiện sự chênh lệch áp suất giữa hai mặt của đập
Công thức tính cột nước động là:
H: cột nước động (m) h1 : độ cao của mực nước trên đập (m) h2: độ cao của mực nước dưới đập (m)
Hiệu suất của turbin thuỷ lực: η=PaPw
Pa: là công suất tiềm năng của nước (W).
Pa là công suất tiềm năng của nước trước khi vào turbin thuỷ lực.
Pa=ρgQH Trong đó: g là gia tốc trọng trường (m/s²),
H là chiều cao cột nước động (m).
Công thức chọn dây dẫn điện phụ thuộc vào các yếu tố như công suất, điện áp, hiệu suất, tổn hao, sụt áp, độ dài và điện trở của dây dẫn Một số công thức cơ bản liên quan đến dây dẫn điện là:
I là dòng điện (A), là góc giữa điện áp và dòng điện (rad). ϕ
Tổn hao công suất trên đường dây:
PLlà tổn hao công suất (W),
R là điện trở của dây dẫn (Ω).
Sụt áp trên đường dây: ΔU=2I(Rcos +Xsin )ϕ ϕ Trong đó: ΔU là sụt áp (V),
R là điện trở của dây dẫn (Ω),
X là độ tự cảm của dây dẫn (Ω), là góc giữa điện áp và dòng điện (rad). ϕ
Điện trở của dây dẫn:
R là điện trở của dây dẫn (Ω), ρ là điện trở suất của chất liệu (Ω.m), l là độ dài của dây dẫn (m),
S là tiết diện của dây dẫn (m²).
Góc giữa điện áp và dòng điện có thể được tính bằng công thức:
X là tổng độ tự cảm và độ dung cảm của mạch (Ω),
R là tổng điện trở của mạch (Ω).
Góc giữa điện áp và dòng điện có thể có ba trường hợp:
Nếu =0, tức là điện áp và dòng điện cùng pha, thì mạch chỉ có điện trở, khôngϕ có kháng cảm và dung.
Nếu 0<
