nâng cao chất lượng điều tốc turbine thủy điện nhỏ

- 1 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH TỰ ĐỘNG HOÁ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE THUỶ ĐIỆN NHỎ LƯU TÙNG GIANG THÁI NGUYÊN - 2010 - 2 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE THUỶ ĐIỆN NHỎ Ngành : TỰ ĐỘNG HÓA Học viên : LƯU TÙNG GIANG Hướng dẫn khoa học : PGS.TS. BÙI QUỐC KHÁNH THÁI NGUYÊN - 2010 - 3 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Lưu Tùng Giang, sinh ngày 25 tháng 10 năm 1969, học viên lớp cao học khoá 11 - Ngành Tự động hoá - Trường đại học kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, hiện đang công tác tại Sở Công Thương tỉnh Hà Giang Xin cam đoan: Đề tài luận văn Nâng cao chất lượng điều tốc turbine thuỷ điện nhỏ, do Thầy giáo PGS.TS Bùi Quốc Khánh hướng dẫn là công trình nghiên cứu do bản thân tôi thực hiện dựa trên sự hướng dẫn của Thầy, để thực hiện hoàn thành bản luận văn này tôi đã sử dụng tài liệu tham khảo đã trích dẫn. Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình. Thái Nguyên, tháng 8 năm 2010 Học viên Lưu Tùng Giang - 4 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Chương 1 - 12 - TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ - 12 - VAI TRÕ CỦA THIẾT BỊ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG - 12 - 1.1. Nguồn năng lượng tái tạo - 12 - 1.2. Sơ đồ khai thác thuỷ năng của nhà máy thuỷ điện - 13 - 1.2.1. Sơ đồ khai thác thuỷ năng - 13 - 1.2.2. Sơ đồ nhà máy thủy điện - 16 - 1.2.2.1. Nhà máy thuỷ điện kiểu lòng sông (hay sau đập) - 16 - 1.2.2.2. Nhà máy thủy điện đường dẫn - 17 - 1.2.2.3. Nhà máy thủy điện tổng hợp - 17 - 1.2.2. Nguyên lý phát điện của nhà máy thủy điện - 18 - 1.3. Turbine thuỷ điện - Thiết bị biến đổi nguồn sơ cấp - 21 - 1.3.1. Khái niệm - 21 - 1.3.2. Nguyên lý làm việc - 21 - 1.3.3. Các thông số chính của turbine nước - 22 - 1.3.3.1. Cột nước làm việc của turbine - 22 - 1.3.3.2. Lưu lượng turbine - 24 - 1.3.3.3. Hiệu suất của turbine - 24 - 1.3.3.4. Công suất của turbine - 24 - 1.3.3.5. Đại lượng qui dẫn - 24 - 1.3.3.6. Hệ số tỷ tốc - 25 - 1.3.4. Phân loại turbine - 25 - 1.4. Thông số turbine - 26 - 1.4.1. Cột áp turbine - 26 - 1.4.2. Lưu lượng qua Turbine - 26 - 1.4.3. Công suất - 27 - 1.4.4. Hiệu suất - 27 - 1.4.5. Số vòng quay của turbine - 28 - 1.5. Đường đặc tính của turbine - 28 - 1.5.1. Đường đặc tính công tác - 29 - 1.5.2. Đường đặc tính vòng quay - 30 - 1.5.3. Đường đặc tính cột nước - 31 - 1.5.4. Đường đặc tính tổng hợp - 31 - 1.5.5. Đường đặc tính của nhóm tổ máy - 32 - 1.6. Tự động hóa trong nhà máy thủy điện - 33 - 1.7. Kết luận chương 1 - 33 - Chương 2 - 34 - NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE THUỶ ĐIỆN NHỎ - 34 - 2.1. Điều tốc turbine thuỷ điện nhỏ - vấn đề cần được nghiên cứu - 34 - 2.1.1. Sơ đồ nghiên cứu - 34 - 2.1.2. Chức năng của thiết bị điều tốc - 35 - 2.2 Mô hình toán động học nhà máy thuỷ điện - 36 - 2.2.1. Mô hình động học đường ống dẫn nước - 38 - 2.2.2. Mô hình động học turbine - 38 - 2.2.3. Mô hình động học rotor - 42 - 2.2.4. Mô hình hệ thống dẫn động - 42 - - 5 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.2.5. Mô hình điều tốc turbine - 43 - 2.2.6. Mô hình hệ thống điều khiển nhà máy - 44 - 2.2.6.1. Điều khiển tốc độ - 44 - 2.2.6.2. Điều khiển công suất - 47 - 2.3. Nguyên lý điều tốc - 50 - 2.3.1. Điều tốc thủy lực - 50 - 2.3.2. Điều tốc điện - thủy lực - 52 - 2.4. Kết cấu cơ khí của hệ thống điều chỉnh tốc độ Turbine - 53 - 2.5. Các cơ cấu điều khiển của máy điều tốc - 54 - 2.5.1. Cơ cấu không cân bằng còn dư - 55 - 2.5.2. Cơ cấu biến đổi số vòng quay - 55 - 2.5.3. Cơ cấu hướng dòng - 56 - 2.5.4. Các cơ cấu khác - 56 - 2.6. Đặc điểm của hệ thống điều chỉnh tốc độ - 56 - 2.7. Ảnh hưởng của tín hiệu điều tốc trong hệ thống điện - 58 - 2.7.1. Đặc tính tĩnh - 58 - 2.7.2. Đặc tính điều chỉnh mở van Turbine - 59 - 2.7.3. Ảnh hưởng của ngưỡng không nhậy - 61 - 2.8. Thiết lập mô hình nâng cao chất lượng điều tốc turbine - 63 - 2.8.1. Mô hình hệ thống - 63 - 2.8.1. Thời gian đặc trưng của bộ điều chỉnh tốc độ - 65 - 2.8.2. Thiết lập sơ đồ khối điều khiển - 66 - 2.8.3. Bộ điều khiển mờ theo luật PID - 67 - 2.8.4. Tham số PID - 68 - 2.8.5. Khảo sát sự ổn định hệ thống - 70 - 2.9. Kết luận chương 2 - 71 - Chương 3 - 73 - ĐIỀU TỐC TRONG HỆ THỐNG TURBINE – MÁY PHÁT - 73 - 3.1. Cấu trúc turbine – máy phát trong nhà máy thuỷ điện - 73 - 3.2. Kết cấu máy phát điện đồng bộ 3 pha - 74 - 3.2.1. Máy phát điện đồng bộ cực lồi - 74 - 3.2.1.1. Stator - 74 - 3.2.1.2. Rotor - 74 - 3.2.2. Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ - 74 - 3.3. Mô hình toán máy phát điện đồng bộ - 75 - 3.3.1. Mô hình mạch máy phát điện đồng bộ - 75 - 3.3.2. Biến đổi về hệ tọa độ qd0 của roto - 79 - 3.3.3. Từ thông móc vòng tính theo các dòng điện - 81 - 3.3.4. Quy đổi các đại lượng roto về stato - 82 - 3.3.5. Các phương trình điện áp trong hệ toạ độ qd0 của roto - 84 - 3.3.6. Mô men điện từ - 84 - 3.4. Mô phỏng máy phát điện đồng bộ - 85 - 3.4.1. Các biểu thức dòng điện - 85 - 3.4.2. Phương trình chuyển động - 88 - 3.4.3. Các biểu thức trong hệ đơn vị tương đối - 88 - 3.5. Các đặc tính điều chỉnh của máy điện đồng bộ - 89 - 3.5.1. Phương trình điện áp của máy phát điện đồng bộ - 90 - 3.5.2. Đặc tính không tải của máy phát điện đồng bộ - 91 - 3.5.3. Đặc tính ngoài - 92 - 3.5.4. Đặc tính điều chỉnh - 92 - - 6 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.5.5. Đặc tính tải - 93 - 3.5.6. Đặc tính ngắn mạch và tỷ số ngắn mạch K - 95 - 3.6. Phân tích hệ thống điều chỉnh công suất và điện áp trong máy phát - 96 - 3.6.1. Điều chỉnh công suất tác dụng P - 96 - 3.6.2. Điều chỉnh công suất phản kháng Q - 99 - 3.7. Máy điện đồng bộ trong hệ thống điện - 101 - 3.8. Mô hình tải đối xứng ba pha của máy phát đồng bộ - 103 - 3.9. Xây dựng mô hình turbine – máy phát trong hệ thống điện - 104 - 3.9.1. Một số vấn đề về máy phát trong hệ thống điện - 104 - 3.9.2. Mô hình điều khiển phát điện tự động (AGC) - 104 - 3.10. Kết luận chương 3 - 107 - Chương 4 - 108 - ÖNG DỤNG MALAB SUMLINH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE – MÁY PHÁT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN - 108 - 4.1. Chương trình mô phỏng matlab simulik - 108 - 4.2. Ứng dụng chương trình mô phỏng malab simulik - 109 - 4.2.1. Mô hình máy phát - 109 - 4.2.2. Mô hình bộ điều tốc Turbine - 111 - 4.2.2.1. Mô phỏng bộ điều chỉnh tốc độ - 112 - 4.2.2.2. Khối thuật toán PID - 113 - 4.2.2.3. Khối động cơ thừa hành Servomotor - 113 - 4.2.2.4. Khối turbine thuỷ lực - 113 - 4.2.3. Mô hình bộ điều chỉnh kích từ với bộ kích từ - 113 - 4.2.4. Mô hình bộ đo lường các tham số (Measure) - 114 - 4.2.5. Bộ hoà đồng bộ - 114 - 4.2.7. Khối hiển thị tham số - 114 - 4.3. Kết quả mô phỏng vận hành nhà máy khi khởi động không tải - 115 - 4.3.1. Mô phỏng khi hệ thống khi khởi động - 115 - 4.3.2. Thí nghiệm kiểm tra quá trình khởi động - 116 - 4.3.3. Đáp ứng của nhà máy trong quá trình khởi động - 116 - 4.4. Kết quả mô phỏng vận hành nhà máy với tải độc lập - 118 - 4.4.1. Sở đồ mô phỏng - 118 - 4.4.2. Đáp ứng của hệ thống - 119 - 4.5. Kết quả mô phỏng vận hành nhà máy khi hệ thống điện có tải vô cùng lớn - 121 - 4.5.1. Sơ đồ mô phỏng - 121 - 4.5.2. Thông số mô phỏng phần máy biến áp tăng áp, lưới hệ thống điện và tải - 122 - 4.5.3. Đáp ứng của hệ thống - 123 - 4.5. Kết luận chương 4 - 125 - - 7 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Chương 1 - 12 - TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ - 12 - VAI TRÕ CỦA THIẾT BỊ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG - 12 - Hình 1-1. Sơ đồ khai thác dòng chảy - 13 - Hình 1-2. Dòng chảy cơ sở - 13 - Hình 1-3. Sơ đồ các tuyến của nhà máy thủy điện - 16 - Hình 1-4. Sơ đồ Nhà máy thủy điện kiểu lòng sông - 17 - Hình 1-5. Sơ đồ Nhà máy thủy điện kiểu đường dẫn - 17 - Hình 1-6. Sơ đồ nhà máy thuỷ điện kiểu tổng hợp - 18 - Hình 1-7. Sơ đồ nhà máy thủy điện. - 19 - Hình 1-8. Sơ đồ mặt cắt ngang nhà máy thủy điện - 19 - Hình 1-9. Turbine thủy lực. - 21 - Hình 1-10. Đường tích luỹ của dòng chảy - 22 - Hình 1-11. Sơ đồ lắp đặt Turbine ở Nhà máy thuỷ điện - 23 - Hình 1-12. Phạm vi lựa chọn turbine thuỷ điện nhỏ - 26 - Hình 1-13. Đặc tính hiệu suất turbine - 28 - Hình 1-14. Các đường đặc tính công tác của Turbine - 29 - Hình 1-15. Đường đặc tính của các loại turbine - 30 - Hình 1-16. Đặc tính vòng quay - 31 - Hình 1-17. Đặc tính cột nước - 31 - Hình 1-18. Đặc tính tổng hợp vận hành - 32 - Hình 1-19. Đặc tính nhóm tổ máy - 32 - Hình 1-20. Sơ đồ điều khiển của nhà máy thuỷ điện - 33 - Chương 2 - 34 - NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE THUỶ ĐIỆN NHỎ - 34 - Hình 2-1 Sơ đồ nghiên cứu nhà máy thuỷ điện - 34 - Hình 2-2. Sơ đồ chức năng máy điều tốc Turbine - 35 - Hình 2-3. Sơ đồ khối của hệ thống điều tốc tua bin trong hệ thống điện. - 37 - Hình 2-4. Sơ đồ khối động học hệ thống nhà máy thuỷ điện - 37 - Hình 2-5. Sơ đồ mô hình phi tuyến của Turbine - 39 - Hình 2-6. Sở đồ mô hình tuyến tính của điều tốc turbine - 40 - Hình 2-7. Sơ đồ dẫn động của các cơ cấu trợ động - 43 - Hình 2-8. Sơ đồ mô phỏng hoá hệ thống thiết bị truyền động điện - thuỷ lực - 43 - Hình 2-8. Piston thủy lực kiểm soát định vị vị trí - 43 - Hình 2-9. Sơ đồ khối hệ thống điều chỉnh tốc độ - 44 - Hình 2-10. Khối sơ đồ của các hệ thống điều khiển hoạt động điện - 47 - Hình 2-11. Sơ đồ nguyên lý của máy điều tốc thuỷ lực. - 50 - Hình 2-12. Sơ đồ nguyên lý của máy điều tốc điện - thuỷ lực - 52 - Hình 2-13. Các phần tử của bộ điều tốc turbine - 54 - Hình 2-14. Đặc tính không cân bằng còn dư - 55 - Hình 2-15. Đặc tính biến đổi số vòng quay - 56 - Hình 2-16. Đường đặc tính tĩnh turbine (T 1 ,T 2 ,T 3 ) và phụ tải (P 1 , P 2 , P 3 ). - 58 - Hình 2- 17. Đường đặc tính cơ bản của Turbine. - 59 - Hình 2-18. Họ các đặc tính khi ∝ thay đổi. - 60 - Hình 2-19. Đặc tính điều chỉnh turbine máy phát. - 61 - Hình 2-20. Ngưỡng không nhậy của máy điều tốc - 62 - Hình 2-21. Máy phát cấp cho phụ tải - 63 - Hình 2-21. Hàm truyền công suất (tốc độ). - 64 - - 8 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 2-22. Hàm truyền công suất (tốc độ ) khi tải phụ thuộc tần số. - 64 - Hình 2-23. Mô hình bộ điều tốc - 65 - (a) Sơ đồ mạch và (b) Đáp ứng khi tăng tải. - 65 - Hình 2-24. Thời gian đặc trưng của hệ thống - 65 - Hình 2-25. Sơ đồ khối Bộ điều tốc turbine thuỷ lực - 66 - Hình 2-26. Hệ điều khiển mờ theo luật PID - 67 - Hình 2-27. Minh hoạ của dao động duy trì - 68 - Hình 2-28. Sơ đồ hàm truyền điều khiển khép kín - 69 - Hình 2-29. Sở đồ hệ thống giản thể - 69 - Hình 2-30. Đáp ứng của Thiết kế hệ thống - 70 - Hình 2-31. Tối ưu hoá đáp ứng hệ thống. - 70 - Hình 2-32. Biểu đồ Nyquist - 71 - Hình 2-33. Biên dự trữ và pha dự trữ - 71 - Chương 3 - 73 - ĐIỀU TỐC TRONG HỆ THỐNG TURBINE – MÁY PHÁT - 73 - Hình 3-1. Mô hình hệ thống tua bin trong nhà máy thuỷ điện. - 73 - Hình 3-2. Nguyên lý quá trình sản xuất điện năng - 75 - Hình 3-3. Mô hình mạch của một máy điện đồng bộ - 76 - Hình 3-4. Véc tơ thành phần sức từ động - 76 - Hình 3-5. Đồ thị vector điện áp của máy phát điện ; a. Cực lồi b. Cực ẩn - 91 - Hình 3-6. Đặc tính không tải máy phát - 91 - Turbine hơi nước (1), máy phát Turbine nước (2). - 91 - Hình 3-7. Đặc tính ngoài của máy phát điện đồng bộ. - 92 - Hình 3-8. Đặc tính điều chỉnh của máy phát điện đồng bộ. - 93 - Hình 3-9 . Xác định đặc tính tải thuần cảm từ đặc tính không tải - 94 - và tam giác điện kháng. - 94 - Hình 3-10. Đặc tính ngắn mạch của máy phát đồng bộ. - 95 - Hình 3-11. Công suất tác dụng và công suất chỉnh bộ của máy phát điện - 97 - Hình 3-12. Đồ thị vectơ suất điện động. - 99 - Hình 3-13. Họ các đặc tính hình V của máy phát đồng bộ. - 100 - Hình 3-14. sơ đồ đơn giản máy phát điện đồng bộ - 101 - Hình 3-15. Công suất tác dụng của máy phát điện đồng bộ cực lồi - 102 - Hình 3-16. Mô hình tải 3 pha đối xứng - 103 - Hình 3-17. Sơ đồ hệ thống điều khiển máy phát đồng bộ - 105 - Chương 4 - 108 - ÖNG DỤNG MALAB SUMLINH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE – MÁY PHÁT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN - 108 - Hình 4-1. Mô hình máy phát trong mô phỏng - 110 - Hình 4-2. Mô hình hệ thống lưới điện - 110 - Hình 4-3. Mô hình mô phỏng phần điện của máy phát - 111 - Hình 4-4. Mô hình mô phỏng phần cơ của máy phát - 111 - Hình 4-5. Sơ đồ cấu trúc bộ điều tốc - 113 - Hình 4-6. Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển PID - 113 - Hình 4-7. Động cơ sevomotor điều chỉnh van - 113 - Hình 4-8. Sơ đồ cấu trúc tua bin thuỷ lực - 113 - Hình 4-9. Sơ đồ cấu trúc bộ kích từ AVR - 114 - Hình 4-10. Sơ đồ cấu trúc bộ đo lường - 114 - Hình 4-11. Sơ đồ cấu trúc bộ hoà đồng bộ - 114 - Hình 4-12. Sơ đồ cấu trúc khối hiển thị - 115 - Hình 4-13. Sơ đồ mô phỏng chạy không tải - 116 - - 9 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4-14. Đặc tính tần số khi khởi động(pu) - 116 - Hình 4-15. Đặc tính mô men điện từ khi khởi động(pu) - 117 - Hình 4-16. Đặc tính góc tải của máy phát khi khởi động(pu) - 117 - Hình 4-17. Đặc tính điện áp pha a từ khi khởi động(pu) - 117 - Hình 4-18. Đặc tính dòng iabc của máy phát khi khởi động(pu) - 117 - Hình 4-19. Mô hình máy phát hoạt động trong quá trình vận hành tải độc lập - 118 - Hình 4-20. Đáp ứng công suất phản kháng và công suất tác dụng (pu) - 119 - Hình 4-21. Đáp ứng bộ điều tốc của hệ turbine - máy phát (pu) - 119 - Hình 4-22. Đáp ứng góc tải và mô men điện từ (pu) - 120 - Hình 4-23. Đáp ứng dòng điện starto máy phát (pu) - 121 - Hình 4-24. Đáp ứng của điện áp kích từ (pu) - 121 - Hình 4-25. Đáp ứng của dòng kích từ (pu) - 121 - Hình 4-26. Mô hình máy phát hoạt động trong quá trình hoà vào lưới hệ thống - 122 - Hình 4-27. Đáp ứng bộ điều tốc của hệ turbine - máy phát (pu) - 123 - Hình 4-28. Đáp ứng góc tải và mô men điện từ (pu) - 124 - Hình 4-29. Đáp ứng dòng điện Stato máy phát (pu) - 124 - Hình 4-30. Đáp ứng của điện áp kích từ (pu) - 124 - Hình 4-31. Đáp ứng công suất phản kháng và công suất tác dụng (pu) - 125 - BẢNG BIỂU Bảng 2-1. Thiết lập giá trị PID - 68 - Bảng 2-2. Giá trị của Kp của hệ thống ổn định - 69 - Bảng 4-1. Tham số đầu vào - 109 - Bảng 4-2. Thông số máy phát đồng bộ - 110 - Bảng 4-3. Tham số bộ điều tốc - 112 - Biểu 4-4. Thời gian vận hành với các loại phụ tải - 118 - Bảng 4-5. Tham số máy biến áp, tải và lưới điện - 123 - - 10 - Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Kí hiệu Giải thích 1. BXCT Bánh xe công tác 2. CCĐ Cơ cấu đặt 3. SG Máy phát đồng bộ 4. AGC Tự động điều chỉnh máy phát 5. PSSs Hệ thống máy phát 6. OEL Kích thích quá mức 7. UEL Kích thích dưới mức 8. AVR Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp 9. XT Lưới điện [...]... thỡ phn nng lng phn kớch tỏc ng ln turbine cng nhiu v ngc li 2 2 Nu Turbine ch chuyn hoỏ th nng, tc V1 V2 0 2g Turbine ú gi l turbine phn kớch hon ton Ngc li gi l turbine xung kớch hon ton 1.3.3 Cỏc thụng s chớnh ca turbine nc Cỏc thụng s chớnh ca turbinee nc l lu lng nc qua turbine, ct nc lm vic, cụng sut v hiu sut ca turbine 1.3.3.1 Ct nc lm vic ca turbine S lp t turbine nh mỏy thu in th hin trờn... l loi turbine phn kớch Loi ny cũn gi l turbine dũng chy cú ỏp, ỏp lc dũng chy ca vo ca BXCT luụn ln hn ỏp lc ca ra ca nú Dũng chy qua turbine l dũng liờn tc in y nc trong ton b mỏng cỏnh Loi ny c chia ra cỏc h sau: + H turbine xuyờn tõm hng trc (gi tt l turbine tõm trc, hay Franxis); + H turbine hng trc ( gm turbine cỏnh qut v turbine cỏnh quay); + H turbine hng chộo; + H turbine dũng ( gm turbine. .. turbine dũng na thng v turbine dũng thng); + H turbine thun nghch ( lm vic theo hai ch : mỏy bm v turbine) S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 26 - La chn turbine theo s hỡnh 1-12 Hỡnh 1-12 Phm vi la chn turbine thu in nh 1.4 Thụng s turbine 1.4.1 Ct ỏp turbine Ct ỏp turbine c xỏc nh bng hiu nng lng riờng gia tit din vo ca Turbine v tit din ra Ct ỏp turbine xỏc nh theo... BXCT gi l loi turbine xung kớch Loi ny cũn gi l turbine dũng chy khụng ỏp, vỡ dũng chy trong mụi trng khớ quyn, nờn chuyn ng ca dũng tia trờn cỏnh BXCT l chuyn ng khụng ỏp, ỏp sut ca vo v ca ra nh nhau v bng ỏp sut khớ tr sau Turbine xung kớch uc chia ra cỏc h sau: + H turbine xung kớch gỏo (turbine Penton); + H turbine xung kớch kiu phun xiờn; + H turbine xung kớch hai ln (turbine Banki) - Turbine s... 1V12 2V22 (1.23) 2g Z1 l Ct nc phớa tit din vo turbine Z2 l Ct nc phớa tit din ra ca turbine P1 l p sut tit din vo turbine P2 l p sut tit din ra turbine V1 l Vn tc ti tit din vo turbine V2 l vn tc ti tit din ra turbine 1.4.2 Lu lng qua Turbine L lng nc chy qua turbine trong mt n v thi gian, ký hiu l Q (m3/s) Lu lng l i lng quan trng lm thay i cụng sut turbine phự hp so vi thay i ca ti Khi dũng chy... Trong nh mỏy thy in thỡ Turbine thu lc l mt b phn c khớ quan trng nht, bng s thay i tc , nú quyt nh cụng sut phỏt ca t mỏy Turbine thu lc bao gm 2 phn chớnh (loi turbine Kaplan trc ng): Roto turbine (gm bỏnh xe cụng tỏc(BXCT) c ni vi trc turbine thụng qua khp ni truyn ng momen xon, trc, hng v chốn trc) v Stato turbine (gm vnh ỏy turbine trc di cỏnh hng, cỏc vnh lm kớn, vnh stato turbine, b cỏnh hng... vũng quay ca turbine S vũng quay ca turbine thụng thng chớnh l s vũng quay ca mỏy phỏt Vỡ vy khi chn s vũng quay turbine phi chỳ ý n s vũng quay ng b n mỏy phỏt: Trong ú: 60 f p (1.29) p : S ụi cc mỏy phỏt; f : Tn s li in Hai i lng ny c trng cho kớch thc v c turbine, chỳng cú mi quan h mt thit vi nhau v c xỏc nh bi ct ỏp v lu lng ca turbine turbine cú cụng sut ln thỡ ng turbine kớnh ln Turbine cú ct... cỏc loi turbine khỏc nhau(hỡnh 1-15), nhm so sỏnh c tớnh hiu sut gia cỏc turbine S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 30 - Hỡnh 1-15 ng c tớnh ca cỏc loi turbine Qua ng ny ta cú nhn xột: - Turbine gỏo cú hiu sut max nh nht, nhng ng c tớnh thoi nờn cú vựng lm vic vi hiu sut cao c ni rng; - Hiu sut max cu turbine tõm trc v turbine cỏnh qut ln nht trong cỏc loi turbine. .. nhn nc, ca vo turbine, ca x; = g l trng lng riờng ca mt m3 nc; l khi lng riờng ca mt m3 nc, = 1000 kg/m3; g l gia tc trng trng, g = 9,81 (m/s2) Do V1 V2 nờn ta cú: H = HT - htt 1.3.3.2 Lu lng turbine Lu lng turbine l ch lu lng dũng chy i qua turbine, ký hiu: Q (m3/s) 1.3.3.3 Hiu sut ca turbine Hiu sut ca turbine ký hiu l T , vi T (Trong ú: NT N dc (1.17) NT l cụng sut trờn trc turbine, kw) Ndc... thi 3 thụng s chớnh ca turbine l: n, H, NT, dựng mt i lng gi l h s t tc ký hiu l ns H s t tc l tc quay ca turbine khi lm vic ct nc H = 1m, phỏt ra cụng sut NT = 1 kw Do ú ns 1,167.n NT H Trong ú: 3 ( ) 4 (1.22) n l tc ca turbine, vũng/ph NT l cụng sut ca turbine , kW H l chiu ct nc, m 1.3.4 Phõn loi turbine T nhng thnh phn nng lng trờn ta cú nhng loi turbine thu lc sau: - Turbine ch s dng phn ng . hóa trong nhà máy thủy điện - 33 - 1.7. Kết luận chương 1 - 33 - Chương 2 - 34 - NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE THUỶ ĐIỆN NHỎ - 34 - 2.1. Điều tốc turbine thuỷ điện nhỏ - vấn đề cần. bảo chất lượng tần số công nghiệp cho hệ thống điện khi nhiều thiết bị điện tử kỹ thuật số ngày càng phát triển. Vì vậy, trong phạm vi đề tài Nâng cao chất lượng điều tốc turbine thuỷ điện nhỏ. Hình 1-20. Sơ đồ điều khiển của nhà máy thuỷ điện - 33 - Chương 2 - 34 - NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE THUỶ ĐIỆN NHỎ - 34 - Hình 2-1 Sơ đồ nghiên cứu nhà máy thuỷ điện - 34 - Hình