Báo cáo thực tập nhà máy thuỷ điện Hoà Bình

Hệ thống nước kỹ thuật trong nhà máy: Hệ thống nước kỹ thuật TBC dùng để dẫn nhiệt từ các thiết bị trao đổinhiệt ở hệ thống làm mát máy phát, tuabin thuỷ lực, bộ biến đổi thyristor vànhó

Phần I: Phần tìm hiểu chung

1 Giới thiệu tổng quan nhà máy:

Sông Đà là một nhánh chính của sông Hồng, đổ vào sông Hồng tại Trung Hà Bắt nguồn từ núi Nhụy Sơn Trung Quốc, ở độ cao 1500 m, dài 980km, diện tích lưu vực là 51.700 km 2 bằng khoảng 31% diện tích lưu vực sông Hồng nhưng lưu lượng nước về hồ bằng khoảng một nửa lượng nước về Sông Hồng (khoảng 48%).

Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình là nhà máy thuỷ điện lớn nhất nước ta hiện nay.

Nó đóng một vai trò quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân Hồ chứa nước công trình thủy điện Hoà Bình là một nguồn tài nguyên quý đã được tổ chức khai thác một cách tối ưu như sau:

+ Nhằm chống lũ cho đồng bằng sông Hồng khi xảy ra các trận lũ lớn như năm

1945 và năm 1971, giữ mực nước ở Hà Nội không vượt quá cao trình 13,3m.

+ Khai thác sản lượng điện: khai thác năng lượng dòng chảy và công suất đặt thiết bị (1920 MW) nhằm phục vụ cho đời sống xã hội Mặt khác, đảm bảo không bị gián đoạn hoặc gây biến động lớn cho cơ cấu nguồn của hệ thống khi gặp năm ít nước Với năm nước trung bình khai thác sản lượng điện là 8,4 tỷ kWh.

2 Năng lực quản lý, sửa chữa và vận hành của nhà máy:

Sau khi nước bạn Nga do hoàn cảnh chính trị phải rút các cán bộ, chuyên gia về nước, tập thể công nhân, kỹ sư của nhà máy đã độc lập quản lý nhà máy cả về mặt tổ chức lẫn kỹ thuật Hiện nay với hơn 850 công nhân viên nhà máy đã đảm nhận nhiều nhiệm vụ khó khăn trong sửa chữa và vận hành, tiêu biểu như hàn đắp cánh tuabin chống rỗ do xâm thực, thay sứ ở hộp đầu nối của cáp dầu áp lực Đội ngũ trưởng ca, trưởng kíp của nhà máy cũng có trình độ chuyên môn khá vững vàng, góp phần vận hành an toàn nhà máy và sử lý sự cố trên lưới một cách tích cực.

3 Những thuận lợi và tồn tại hiện nay của nhà máy:

Nhà máy có thuận lợi về mặt vận hành do các thiết bị có tính tự động cao, trang thiết bị mới Về mặt tổ chức, do là nhà máy lớn nhất quốc gia nên luôn được Tổng công ty quan tâm tạo điều kiện

4 Những thành tích và sự cố lớn trong nhà máy:

Nói chung nhà máy thuỷ điện Hoà Bình không có các sự cố lớn ảnh hưởng nặng nề đến con người và thiết bị.

Phần II: Thuỷ năng

1 Đặc tính điều tiết hồ chứa của nhà máy:

Nhà máy có 8 tổ máy công suất đặt là 1920MW với lưu lượng qua mỗi tổmáy khi đạt phát tối đa 300 m3/s

a Các thông số hồ chứa:

+ Phía thượng lưu:

+ Phía hạ lưu:

 Mực nước khi xả lưu lượng tần suất 0,01% (37.800 m3/s) : 27,4 m

b Điều tiết hồ chứa:

Điều tiết hồ chứa cho nhiệm vụ chống lũ và phát điện được thực hiện theochu kỳ hàng năm Mỗi chu kỳ chia làm 3 thời đoạn theo quy luật thay đổi dòngchạy sông Đà:

- Các tháng mùa khô 11, 12, 1, 2, 3, 4, 5 và 15 ngày đầu tháng 6 đểchuyển tiếp sang mùa lũ

- Các tháng mùa lũ lớn từ 15/06 đến tháng 8

- Các tháng tích nước trong hồ: tháng 09 và 10

Quy luật điều tiết chi tiết như sau:

* Điều tiết hồ trong thời gian chống lũ:

Để đảm bảo an toàn cho công trình thuỷ điện và vận hành tối ưu nguồnnước, điều tiết hồ trong thời gian chống lũ được chia làm 3 gian đoạn:

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

+ Từ 16/07 đến 25/08: 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 được giao cho UB chỉ đạophòng chống lụt bão Trung Ương Trong thời kỳ này, khi hồ chứa làm nhiệm vụsẵn sàng cắt lũ cho hạ du, mực nước trong hồ ở từng gia đoạn phải giữ ở mứcsau:

- Giai đoạn chống lũ đầu vụ (15/06 đến 15/07): từ 15/06 đến 15/07 giữmực nước hồ 91  2

Nhưng nếu trước ngày 25/06 có lũ tiểu mãn mà yêu cầu cắt lũ tiểu mãn để

nước hồ lên cao hơn nhưng không được để mực nước hồ vượt quá 100 m vàphải đưa về mực nước 91  2 trước ngày 10/07

- Giai đoạn chống lũ chính vụ (16/07 đến 25/08): Thời kỳ này phải giữ mực nước ở hồ là 89  1, cố gắng giữ ở giới hạn dưới

- Giai đoạn chống lũ cuối vụ (26/08 đến 15/09): Vì dung tích nước cho phép tích lại trong thời kỳ này có thể quyết định tới hiệu ích phát điện trong cáctháng sau mùa lũ, do vậy tuỳ theo tình hình thời tiết cuối tháng 8 và dự báo thuỷvăn trong tháng 9 làm căn cứ mà ban chỉ đạo phòng chống lụt bão Trung ương

sẽ trao đổi với Tổng công ty điện lực Việt Nam để có quyết định cụ thể thời gianvận hành công trình cắt lũ thường xuyên

Vận hành công trình cắt lũ:

Vận hành công trình cắt lũ thường xuyên: Khi dự báo lũ sông Hồng tại HàNội có thể làm mực nước tại Hà Nội vượt quá mức 11 m thì phải vận hành côngtrình Hoà Bình cắt lũ thường xuyên nhằm giữ mực nước Hà Nội không đượcvượt quá 11,5 m đồng thời mực nước tại Hoà Bình cũng không được phép vượtquá 100 m

Vận hành công trình cắt lũ lớn cho hạ du sông Hồng: Khi mực nước tại

Hà Nội đã đạt 11,5m và mực nước hồ đã đạt 100m mà theo dự báo trong 24h tớimực nước Sông Hồng tại Hà Nội có thể vượt 13,3m và lũ sông Đà tiếp tục tăngnhanh thì phải vận hành công trình cắt lũ lớn cho hạ du Sông Hồng nhằm giữmực nước tại Hà Nội không được vượt quá 13,3 m và mực nước hồ không đượcvượt quá 117m

Vận hành công trình để chống lũ cho bản thân công trình: Khi mực nước

hồ đã ở mức 115m mà dự báo nước lũ Sông Đà tiếp tục tăng lên thì chuyển sangvận hành công thình để chống lũ cho bản thân công trình.Khi đó phải mở dầncác cửa xả đáy sao cho khi mực nước hồ là 116,5m thì các cửa xả đáy mở hết,còn khi mực nước hồ đạt 117m thì các cửa xả mặt được mở hoàn toàn

Trong suốt mùa lũ, mực nước trong hồ có thể thay đổi lớn từ 88m đến 117

m, vậy để điều tiết chống lũ cho hạ du 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 thân công trình,mực nước hồ giai đoạn này có thể lên đến mức 120 m, chính quyền địa phương

có dân cư trú trong vùng hồ phải hướng dẫn nhân dân và tổ chức kiểm tra lòng

hồ để không xảy ra thiệt hại đáng tiếc

Khi mực nước hạ lưu hồ Hoà Bình vượt mức 24,6 m thì BPCLBTW vàgiám đốc NMĐ Hoà Bình phải thông báo cho BPCLBTW tỉnh Hoà Bình biếttrước 12h

Trong thời kỳ chống lũ này thì 8 tổ máy làm việc liên tục để khai thác tối

đa năng lượng dòng chảy mùa lũ Khi đó dự phòng của hệ thống không đặt tạiNMĐ Hoà Bình nữa

* Điều tiết hồ trong các tháng tích nước:

Vào cuối mùa lũ việc tích nước đầy hồ đến 115m cần phải được thực hiệntrong tháng 9 và tháng 10 Việc tích nước phải đảm bảo trong tháng 9 và tháng

10 sao cho chậm nhất là 30/10 phải đưa mực nước thượng lưu là 115 m

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

+ Đến 01/09 mực nước không thấp hơn mức 92m

+ Đến 10/09 mực nước không thấp hơn mức 99 m

Thực hiện các việc trên để đảm bảo tích nước đầy hồ vào hạ tuần tháng 10

Trong tháng 10 nếu có biến động thời tiết đặc biệt, quá trình tích nước chophép giữ mực nước thượng lưu được vượt quá mức nước 115 m nhưng khôngđược vượt quá 116 m

Công suất đảm bảo thời kỳ tích nước là 540 MW Trong thời kỳ tíchnước, nếu phải xả xuống hạ lưu một lượng đủ lớn đển đảm bảo việc ổn định của

các công trình dưới hạ lưu: cầu cống, đê, kè không bị sụt lở Lưu lượng xảkhông được vượt quá lưu lượng tự nhiên vào hồ.

Lưu lượng xả từ 01/09 đến 30/10 không được tạo ra con lũ nhân tạo gâythiệt hại cho phía hạ lưu và không được phép xả lớn hơn 4000 m3/s

* Điều tiết lũ trong thời kỳ mùa khô từ 01/11 đến 15/06:

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

bộ khối lượng nước đã tích đầy hồ ở mức 115m Mực nước thấp nhất vào cuốimùa khô không được dưới mực nước chết 80m

- Nếu vào năm ít nước cho phép khai thác hồ không được dưới mức 75m

- Tuy nhiên để phục vụ sản xuất công nghiệp trong thời gian đồ ải 50ngày từ 01/01 đến 20/02 yêu cầu lưu lượng xả của xuống hạ lưu là 680 m3/s

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

2 Biểu đồ điều tiết hồ chứa:

Biểu đồ được đính kèm theo bản này

3 Các số liệu chính về thời tiết và thuỷ văn:

a Đặc điểm thời tiết khí hậu

Là một lưu vực phụ thuộc chủ yếu vào gió mùa đông bắc, tây nam vàphần cuối của lưu vực chịu ảnh hưởng của bão từ biển Đông gây mưa nhiều.Lượng mưa hàng năm ít thay đổi, 85% lượng mưa phụ thuộc vào gió mùa và tậptrung chủ yếu vào 3 tháng 7, 8, 9

Khi có bão biển Đông lượng nước tăng lên đột ngột, lượng mưa trungbình hằng năm là 1960 mm

Tại trạm Hoà Bình lượng mưa lớn nhất đạt 734 mm/tháng và mỗi tháng

có 18 - 22 ngày mưa

Nhiệt độ trung bình không khí trong thung lũng sông là 220 - 230 Nhiệt độtuyệt đối cao nhất đo được là 41,20C, nhiệt độ tuyệt đối thấp nhất đo được là1,90C

Trong năm, sông Đà thể hiện thành 2 mùa rõ rệt: mùa kiệt và mùa lũ

Mùa lũ ở vào thời kỳ có tác động của gió mùa Tây Nam bắt đầu từ tháng

6 đến tháng 10 kết thúc

Mùa kiệt bắt đầu từ tháng 11 và kết thúc vào tháng 5, trong thời gian đó

có gió mùa Đông Bắc Dao động mực nước nhỏ, chậm, giảm từ từ, từ độ cao lớnđến độ cao nhỏ nhất

b Các số liệu đặc trưng thuỷ văn

 Diện tích lưu vực sông Đà là 51.700 km2

 Tổng lượng dòng chảy trung bình nhiều năm là 57,4 106 m3

 Lưu lượng nước về trung bình là 1800 m3/s

Lưu lượng lũ

TầnXuất

Lưu lượng lũ tối

đa (m3/s)

Lưu lượng trungbình ngày đêm(m3/s)10,00%

1,00%

0,10%

0,01%

14.69021.60026.60037.800

12.90018.60025.60036.400

c Các số liệu về hồ chứa nước

 Chiều sâu trung bình hồ là 50 m

Phần III: Cơ khí thuỷ lực

1 Kết cấu và thông số đập chính:

( Sơ đồ nguyên lý cấu tạo đập được đính kèm theo bản này)

2 Các loại cánh phai sử dụng cho công trình thuỷ lực:

a Cánh phai cửa nhận nước :

Cửa nhận của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình được đặt ở cao độ 56m, chúng

có các thông số kỹ thuật như sau :

Để nâng hạ các các phai cửa nhận nước người ta xử dụng 4 bộ truyền độngthuỷ lực, các bộ truyền động thuỷ lực được tại cao độ 119 m Tại cửa nhận nướccủa nhà máy lắp đặt 16 xi lanh thuỷ lực cho 8 tổ máy Các bộ truyền động thuỷlực có nhiệm vụ :

 Nâng lần lượt các cửa van khi nạp nước dẫn nước vào tua bin

 Hạ nhanh theo trình tự hoặc cùng một lúc 2 cửa van xuống dòng chảy

 Giữ các cửa ở vị trí trên cùng

với vị trí trên cùng

* Các đặc tính kỹ thuật của thiết bị truyền động :

 Xi lanh thuỷ lực cho 1 cửa van : 1 cái

* Nguyên lý làm việc của bộ truyền động :

Dưới áp lực, dầu bắt đầu vào khoang dưới của xi lanh thuỷ lực và khi áplực đạt tới 45 kg/ cm2 thì bắt đầu nâng cánh phai lên, xi lanh của xec vô mô tơchuyển động tự dogần tới 150cm Sau đó áp lực dầu tăng lên tuỳ thuộc vào mứcnước thượng lưu nhưng không quá 261 kg/cm2 và lúc đó phần trên cửa van đượcnâng lên 100mm Do độ chênh lệch áp lực lớn giữa thượng lưu và tuyến dòngchảy của tổ máy nên không thể nâng tiếp cửa van lên được nữa, áp lực trongtuyến ống chính sẽ tăng lớn hơn 261 kg/cm2 Khi đó bảo vệ áp lực tác độngđóngbộ phân phối thuỷ lực và mở van lưu thông để tháo xả tải bơm và ngừngnâng cửa van Qua khe hở vừa tạo nên nước sẽ chảy ngập đầy đường ống dẫnvào Tua bin, đối với cửa thứ 2 cũng thao tác như vậy Sau khi đầy nước ở đườngống dẫn nước vào Tuabin, người ta phải giải trừ liên động bảo vệ tăng áp và tiếptục nâng cửa van áp lực dầu khi nâng cửa van cần phải đạt gần bằng 100kg/cm2

b Cánh phai đập tràn xả đáy :

Để phục vụ chống lũ trên đập tràn của nhà máy thuỷ điện Hoà Bình có bốtrí 12 cửa xả đáy hình cánh cung đặt tại cao độ 56m các cánh phai này có kích

thuỷ lực Các bộ truyền động thuỷ lực có nhiệm vụ :

- Nâng cánh phai dưới áp lực

- Hạ nhanh cánh phai đến vị trí đóng hoàn toàn cửa xả đáy

- Giữ cánh phai ở vị trí trên cùng

- Tự động nâng cánh phai đến trạng thái ban đầu khi bị lún xuống 300 mm

so với vị trí trên cùng

Các bộ truyền động thuỷ lực này đặt cao độ 82m, 12 cánh phai này đượctruyền động nhờ 6 bộ truyền động các bộ truyền động có các thông số kỹ thuậtnhư sau :

c Cánh phai đập tràn xả mặt :

Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình có 6 cửa xả mặt các cửa này có các kíchthước 1515 m2 các cửa này được đặt cao độ 102 m để điều khiển các cánh phainày người ta sử dụng cần cẩu chân dê 2250 tấn Thời gian thao tác nâng cánhphai hết chu trình là 15 phút, hạ cánh phai phụ thuộc và phanh cẩu

3 Các thông số chính của tuabin nước:

Tua bin lắp đặt trong nhà máy thuỷ điện Hoà Bình loại tuabin kiểu dù trụcđứng hướng tâm kiểu PO 115/810-B-567,2 dùng để dẫn động cho máy phát điện3pha có công suất 240 MW Tuabin được điều khiển bởi bộ điều tốc điện thuỷlực với bộ thiết bị dầu áp lực MHY

a Các thông số kỹ thuật của tuabin:

 Đường kính bánh xe công tác : 5672 mm

Thông số ổ hướng Tuabin

Thông số hệ thống phanh

b Cấu tạo hoạt động các bộ phận của tuabin:

Bánh xe công tác là bộ phận làm việc chính của tuabin dùng để biến đổinăng lượng của dòng chảy thành cơ năng quay máy phát điện Bánh xe công tácbao gồm vành trên, vành dưới và 16 cánh chúng được hàn với nhau bằngphương pháp hàn điện ở phía dưới của tuabin có các bulông bắt nắp rẽ dòng.Nắp này tạo nên sự thay đổi của dòng chảy từ hướng tâm chuyển sang hướngtrục một cách êm dịu.

Trục tuabin :

Dùng để truyền mô men quay từ bánh xe công tác đến máy phát điện, trụctuabin có cấu tạo nguyên khối kiểu rỗng, đường kính 1,5m, độ dầy của thànhtrục 13cm, chiều dài 6,8m

Cánh hướng nước :

Dùng để điều chỉnh lưu lượng nước vào tuabin khi thay đổi công suất của tổmáy cũng như ngăn không cho nước vào tuabin khi ngừng máy

Servomotor:

Để điều khiển độ mở của cánh hướng mỗi tuabin được trang bị 4 xéc vô mô

tơ điều khiển kép, các xéc vô mô tơ dùng điều khiển bằng dầu áp lực 40ata

ổ hướng tuabin

Dùng để định vị cho tuabin Trong quá trình làm việc ổ hướng chịu lựchướng kính do không cân bằng về lực cơ thuỷ lực và lực điện của rotor ổ hướnggồm có 12 xecmăng bằng thép trên bề mặt có phủ một lớp babít Vỏ của ổhướng bằng thép và được bắt chặt lên nắp tuabin Phía dưới của ổ hướng làthùng dầu dưới có thể tích là 1m3 Vịêc tuần hoàn trong ổ hướng được thực hiệnkhi các trục quay ổ hướng kính trong vành định hướng của nó có tính nănggiống nhưbơm li tâm dẫn dầu từ trong khoang trong của thùng dầu dưới vàokhoang giữa các xec măng và vỏ của ổ hướng làm cho mức dầu ở đó đẩy lên tớimức cần đủ bôi trơn xec măng

4 Hệ thống dầu phục vụ cho tuabin:

Gồm có bình dầu MHY, hai máy bơm dầu và thiết bị làm mát dầu Thể tíchbình dầu dự trữ MHY 12,5 m3, áp lực định mức là 40 ata, thể tích bể xả 12,5 m3.Trong bình có chứa một lượng dầu cần thiết để điều chỉnh có thể tích là4,75m3 (tương đương 30% thể tích bình), thể tích còn lại của bình dự trữ đượcnạp khí nén Không khí là môi trường tích trữ áp lực và dự trữ năng lượng cho

các cơ cấu thuộc hệ thống thuỷ lực làm việc, dầu áp lực là là nguồn năng lượngcho hệ thống điều điều chỉnh thuỷ lực.

Trong quá trình làm việc áp lực định mức 40 kg/ cm2 và lượng khí cố địnhtrong bình dự trữ được tự động duy trì tự động Lượng dầu trong bình dầu dự trữ

bị hao hụt sẽ được khôi phục nhờ 2 bơm dầu Các bơm này trong chế độ vậnhành 1 bơm làm việc, 1 bơm dự phòng thay đổi luôn phiên Bơm chính tự độnglàm việc khi áp lực bình dầu xuống 37kg/cm2 Bơm dự phòng việc khi áp lựcdầu trong bình dầu giảm xuống 35kg/cm2 Bơm ngừng làm việc khi áp lực trongbình đạt 40 kg/cm2 Khi áp lực trong bình giảm quá 29 kg/ cm2 thiết bị bảo vệ sẽkhông cho máy phát làm việc Bơm dầu có năng suất 13,9 -14 lít/s áp lực 40 kg/

cm2

5 Hệ thống nước kỹ thuật trong nhà máy:

Hệ thống nước kỹ thuật (TBC) dùng để dẫn nhiệt từ các thiết bị trao đổinhiệt ở hệ thống làm mát máy phát, tuabin thuỷ lực, bộ biến đổi thyristor vànhóm máy biến áp 1 pha

Nó gồm hai hệ thống:

+ Hệ thống nước làm mát tổ máy bao gồm cả hệ thống làm mát bộ biếnđổi thyristor

+ Hệ thống nước làm mát nhóm máy biến áp 1 pha

Các hộ tiêu dùng nước kỹ thuật gồm:

 Các bộ làm mát khí cho máy phát

 Các bộ làm mát dầu cho ổ đỡ máy phát

 Các bộ làm mát dầu cho ổ hướng tua bin

 Bình trao đổi nhiệt hệ thống làm mát thyristor

 Bộ làm mát dầu hệ thống điều chỉnh

a Làm mát tổ máy:

Nước từ đường ống áp lực chảy vào vòng phân phối làm mát không khímáy phát, số lượng bộ làm mát không khí nối song song là 12 cái Sau đó nướcchảy vào đường ống xả chung

Việc cấp nước cho bộ làm mát dầu ổ đỡ được tiến hành theo đường ốnglấy từ đường ống áp lực chung Có 16 bộ làm mát dầu được nối thành 8 cặp

song song, mỗi cặp gồm hai bộ làm mát mắc nối tiếp với nhau Mỗi cặp lấynước từ vòng áp lực chung và xả ra vòng xả chung, từ đó nước ra ống xả quađường ống xả chung.

Cấp nước cho các bộ làm mát dầu ổ hướng máy phát được thực hiện theođường ống lấy từ đường ống áp lực chung, số lượng bộ làm mát dầu là 6 cái,chúng được đặt nối tiếp với nhau Nước xả vào ống xả chung sau đó xả vào ống

xả của tổ máy

Nước cấp cho bộ làm mát dầu ổ hướng tuabin được lấy từ đường ống áplực chung Có 12 bộ làm mát dầu nối thành hai nhóm song song, mỗi nhóm 6 bộmắc nối tiếp

Nước cấp cho bộ làm mát dầu MHY được lấy từ vòng áp lực của các bộlàm mát khí cho tổ máy qua van dẫn động điện từ Khi nhiệt độ dầu trong bể xảMHY là 420C thì mở van, đóng van khi nhiệt độ là 380C Nước xả vào ống gópthải của các bộ làm mát khí máy phát

Cấp nước kỹ thuật cho bộ biến đổi thyristor được lấy từ đường ống áp lựcchung của tổ máy

Nguồn cấp nước chính để chèn trục tuabin, chèn trục máy bơm trạm bơmkhô được lấy từ hệ thống nước sản xuất chung của nhà máy Việc cấp nước đểchèn trục được tiến hành thường xuyên không phụ thuộc vào hoạt động của tổmáy áp lực không quá 2,5kg/cm2 và không nhỏ hơn 1,5kg/cm2

b Làm mát máy biến áp:

Nước kỹ thuật cấp cho 4 bộ làm mát dầu máy biến áp (3 làm việc 1 dựphòng) lấy từ buồng xoắn chạy qua phin lọc có mắt lưới (1 làm việc, 1 dựphòng) sau đó chảy vào thiết bị tiết lưu đã được điều chỉnh áp lực Nước sau khilàm mát dầu được xả vào bể dung tích 70m3 Sau đó được bơm ra hạ lưu (do áplục thấp hơn phía hạ lưu)

(Sơ đồ nguyên lý hệ thống nước kỹ thuật được đính kèm bản này)

6 Hệ thống khí nén gian máy:

a Hệ thống khí nén hạ áp:

Hệ thống này dùng để cung cấp khí nép áp lực 8 kg/cm2 cho các hộ tiêuthụ sau:

 Hệ thống phanh các tổ máy

 Các đồng hồ thuỷ khí

 Các dụng cụ làm việc bằng khí nén

 Phanh 3 tổ máy cùng một lúc với độ tiêu hao khí nén 2,1m3

Hệ thống khí nén hạ áp có lắp hai máy nén khí và hai bình chứa khí Mỗibình có thể tích là 10m3, áp lực định mức 8 kg/cm2

Trạm nén khí và từng máy nén khí hoàn toàn làm việc tự động theo áp lựctrong các ống dẫn chính của các hộ tiêu thụ

+ Cấp khí nén cho các đồng hồ ở bảng điện tuabin

Hệ thống khí nén cao áp có 04 máy nén khí và 03 bình chứa khí Mỗi bình

có thể tích là 5m3, áp lực định mức 40 kg/cm2

Trạm nén khí và từng máy nén khí làm việc tự động, đảm bảo để máy nénkhí làm việc ở chế độ sau:

- Chạy máy nén khí làm việc khi áp lực tụt xuống 37 kg/cm2

- Chạy máy nén khí dự phòng khi áp lực còn 35 kg/cm2

- Báo tín hiệu áp lực cao khi áp lực 41 kg/cm2, áp lực thấp 34 kg/cm2

7 Hệ thống cứu hoả nhà máy:

Nhà máy có 3 hệ thống cứu hoả:

- Cứu hoả gian máy và AIIK

- Cứu hoả OPY 220/110/35KV

- Cứu hoả nhà bờ trái

*Số liệu kỹ thuật hệ thống cứu hoả:

áp lực nước khi vào ống góp 2.5 kg/cm2

Ngoài ra còn sử dụng hệ thống nước cứu hoả OPY (lấy từ bể nước cứuhoả OPY 162 m gồm 02 bể x 2000 m3) để chèn roăng các cửa xả

8 Bộ điều chỉnh tốc độ của tuabin:

a Bộ điều tốc thuỷ lực () và ngăn kéo sự cố :

Bộ điều tốc là bộ điện thuỷ lực dùng để điều chỉnh tần số quay và điềukhiển tua bin thuỷ lực hướng tâm, hướng trục ở các chế độ vận hành khác nhau,đồng thời để điều chỉnh riêng và điều chỉnh theo nhóm công suất hữu công của

tổ máy Bộ điều tốc bao gồm tủ điều tốc, bảng thiết bị điện cơ cấu liên lạc ngược

và máy chỉ huy

Bộ biến đổi điện thuỷ lực bao gồm các bộ biến đổi điện từ và bộ khuyếchđại thuỷ lực Bộ biến đổi điện từ là bộ gắn liền phần điện và phần cơ khí thuỷlực, nó là một hệ thống điện từ làm việc theo nguyên lí tác động tương hỗ từtrường của cuộn dây 1.3 và nam châm vĩnh cửu 1.4 Nếu cuộn dây có dòng điện

đi qua thì cuộn dây sẽ chuyển động do tác động của lực điện từ giá trị và chiềuchuyển động tương ứng với giá trị và chiều tín hiệu vào cuộn dây Cuộn dây 1.3chuyển động với bản chắn 1.5 sẽ làm thay đổi áp lực dầu của bộ khuyếch đạithuỷ lực làm cho piston 2.1 chuyển động lên trên hoặc xuống dưới ứng với chiềuchuyển động của cuộn dây, Khi piston 2.1 rời khỏi vị trí giữa thì khoang trênpiston sẽ thông với hoặc là đường dầu áp lực hoặc là đường dầu xả, do đó làmcho piston chuyển động tương ứng xuống dưới hoặc lên trên Để nâng cao độnhạy của bộ khuyếch đại thuỷ lực người ta dùng dòng điện xoay chiều đặt vàocuộn dây 1.3 Thông qua các mối liên hệ về cơ khí thuỷ lực sẽ truyền đến ngănkéo kích thích 8.4

b Ngăn kéo chính:

Ngăn kéo chính 8 cấu tạo hợp nhất với ngăn kéo kích thích 8.4 vàxecmovotor phụ 8.2, lò xo đảm bảo lực ép giữa ngăn kéo kích thích 8.4 với hệthống truyền động bằng thanh truyền do ngăn kéo chính điều khiển Khi ngănchính chuyển động sẽ đẩy dầu vào 1 khoang của xecvomotor máy hướng nướccòn khoang kia sẽ thông với hệ thống dầu xả

c Cơ cấu hạn chế độ mở :

Nhờ có cơ cấu hạn chế độ mở ta có thể ngừng hoặc khởi động tổ máy bằngtay hoặc hạn chế công suất của máy phát theo điều kiện vận hành

d Cơ cấu hiệu chỉnh bộ điều chỉnh theo cột nước :

Độ mở của cánh hướng nước bị hạn chế theo cột nước nhờ cam 5.3 sẽ thôngqua thanh truyền 18.2 và 18.4 sẽ tác động vào bộ hạn chế công suất Nó chophép cánh hướng nước mở với độ mở lớn nhất tương ứng với mực nước đó.Trục hạn chế 18 sẽ lựa chọn giá trị lớn nhất của độ mở cánh hướng nước ở

cơ cấu hạn chế độ mở 14 và cơ cấu hạn chế theo cột nước

Ngoài ra còn có các bộ phận liên quan khác có tác dụng như phát hiện đứtdây phản hồi, liên lạc ngược

(Sơ đồ nguyên lý bộ điều chỉnh tốc độ được đính kèm theo bản này)

9 Các trường hợp ngừng máy khẩn cấp do bảo vệ tác động:

Sơ đồ bảo vệ tác động đi ngừng tổ máy có 3 cấp tác động

Các bảo vệ cấp 1 tác động đi ngừng máy theo sơ đồ ngừng máy tự động

và chuẩn bị mạch tác động tới bảo vệ cấp 2 Các trường hợp ngừng sự cố bằngbảo vệ cấp 1 như sau:

1 Nhiệt độ xecmăng ổ hướng tuabin tăng sự cố ( 75OC)

2 Nhiệt độ xecmăng ổ đỡ máy phát tăng sự cố ( 80OC)

3 Nhiệt độ xecmăng ổ hướng máy phát tăng sự cố ( 75OC)

4 áp lực dầu trong thùng MHY giảm dưới 29 kg/cm2

5 Mức dầu trong bình MHY thấp sự cố (dưới 10%)

6 Độ chênh áp lưới chắn áp tăng sự cố

7 Cửa van sửa chữa sự cố cửa nhận nước tự rơi

8 áp lực dầu chèn trục giảm dưới 1,5 kg/cm2,nước vào máy phát điện

9 Cháy trong máy phát điện bảo vệ so lệch làm việc

10.Độ rung tổ máy quá cao (chưa đưa vào làm việc)

11 Các bảo vệ điện có tác động ngừng máy

Bảo vệ cấp 2 đi ngừng tổ máy bằng cách tác động vào ngăn kéo sự cố bộđiều tốc đi đóng cánh hướng Mặt khác cũng lặp lại trình tự ngừng máy tự độngnhư bảo vệ cấp 1 Bảo vệ cấp 2 tác động trong những trường hợp sau:

1 Từ bảo vệ cấp 1 với điều kiện tác động sau 30 giây và nếu độ mở cánhhướng > 1.5%.

2 Tổ máy lồng tốc 115 % so với định mức khi độ mở cánh hướng >25%

và không có xu hướng đóng về

3 Tổ máy lồng tốc 125 % so với định mức và duy trì quá 50 giây

4 Hư hỏng tín hiệu điều khiển

5 Hư hỏng bộ điều tốc

Bảo vệ cấp 3 là bảo vệ đi ngừng máy có tác động đi hạ cửa van sửa

chữa-sự cố ở cửa nhận nước đồng thời cũng khởi động sơ đồ ngừng máy tự động Bảo

vệ cấp 3 tác động trong các trường hợp sau:

- Tổ máy lồng tốc 125 % N.đm và duy trì quá 50 giây

- Tổ máy lồng tốc 170 % N.đm

- Bảo vệ cấp một tác động nhưng kèm đứt chốt cánh hướng

Phần IV: Phần điện

1 Cấu tạo của máy phát điện:

a Thông số điện của máy phát:

b Thông số cấu tạo của máy phát:

Bố trí máy phát điện thuỷ lực:

Máy phát được cấu tạo theo kiểu ổ dù có một ổ đỡ nằm ở trên nắp tuabin

và một ổ hướng nằm ở giữa giá chữ thập trên

Nằm đồng trục với máy phát là máy phát phụ và máy phát điều chỉnh.Máy phát điện thuỷ lực không có trục riêng, ống lót roto được nối trựctiếp với trục tuabin, ở phía trên ống lót roto nối với trục phụ trên đó có lắp ốnglót của ổ hướng, vành góp và roto của máy phát điều chỉnh

Tại vùng trung tâm của đĩa rotor máy phát chính có lắp rotor máy phátphụ Stato của máy phát thuỷ lực được đặt trên các tấm móng, còn giá chữ thậptrên kiểu tia đặt lên mặt bích trên thân stator

Phía dưới giá chữ thập trên treo stator máy phát phụ

Vòng chổi than của máy phát chính, phụ và máy phát điều chỉnh nằmtrong hộp hình côn lắp ở trên sàn gian máy

Cấu tạo chi tiết của máy phát chính như sau:

(Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy phát điện thuỷ lực được đính kèm)

Stator:

Vỏ stator được hàn bằng thép tấm, có vành trên và vành dưới Để có thểvận chuyển dễ dàng stator được cấu tạo thành 6 phần Stator được bắt vào móngnhờ 12 tấm gudông móng

Cuộn dây stator máy phát thuỷ lực làm bằng thanh dẫn lượn sóng 2 lớpkép, có 3 đầu chính và đầu ra trung tính

Rotor máy phát điện thuỷ lực gồm đĩa rotor, thân rotor có gắn đĩa phanh,các cực có cuộn dây kích thích và cuộn cản dịu, thanh dẫn nối các cuộn kích từvới các vành chổi than đoạn trục phụ trên đó có lắp ống lót cho ổ hướng.

Đĩa rotor là một kết cấu hàn đúc gồm trung tâm và 6 nan hoa tiết diệnhình hộp có thể tháo ra được Thân rotor là các mảnh dập bằng thép tấm ghép lại

và được chia thành 12 đoạn theo chiều cao Các mảnh của thân xếp thành từnglớp và có mối nối đặt lệch nhau một cực so với lớp trước

Cách điện của các cực cấp F được làm bằng vải amiang tẩm bôxit lắp giữacác vòng dây, giữa lõi thép và vòng dây cách điện hình ống làm bằng amiangthuỷ tinh ép cứng Các mặt cuộn dây, các cực từ được cách điện bằng vòng đệmtéctôlic thuỷ tinh

2 Thông số và cấu tạo của các thiết bị chính:

a Máy phát phụ:

Máy phát phụ dùng để cung cấp điện cho hệ thống kích thích độc lập bằngthyristor của máy phát chính

Stator của máy phát phụ được lắp vào chân giá chữ thập trên, còn rotorđược lắp vào đĩa rotor máy phát chính

b Máy phát điều chỉnh:

- Điện áp dây định mức: V 110

Máy phát điều chỉnh là máy phát tần số cho bộ điều tốc điện thuỷ lực củatuabin và rơ le tốc độ Nó là máy phát đồng bộ 3 pha có kích thích bằng namchâm vĩnh cửu

Để từ hoá nam châm, mỗi cực từ có một cuộn dây đặc biệt Cần phải tiếnhành nạp từ điện áp thấp dưới 110V, bằng dòng điện một chiều 600A, thời giannạp không quá 1s

ổ đỡ loại 1 hàng có 16 secmăng tự điều chỉnh Mỗi secmăng có một bộlàm mát Giữa các secmăng và đầu hình cầu của bulông đỡ là các đĩa đàn hồimặt phẳng ma sát của các secmăng có lớp bọc kim loại nhựa đàn hồi ổ đỡ làmviệc theo chế độ tự bôi trơn Do đĩa quay, dầu liên tục đưa vào khe hở giữa đĩa

và secmăng tạo thành màng dầu trên mặt ma sát

Cấu tạo ổ đỡ, hệ thống bôi trơn và bộ làm mát của nó cho phép:

 Khởi động không cần dùng kích phanh nâng rotor tổ máy

 Làm việc lâu dài ở tần số quay 125 v/p

e ổ hướng:

- Tổng tổn thất tính toán: kW 40.3

ổ hướng là loại ổ secmăng Bề mặt ma sát của secmăng có tráng babit

b-83, phía dưới có vòng cách điện Nhiệt sinh ra trong ổ hướng được làm mát bằng

bộ làm mát dầu

f Bộ làm mát không khí:

Rotor máy phát làm việc như một quạt li tâm tạo nên áp lực gió làm mátcần thiết, làm mát các cực từ, cuộn dây rotor và đi vào các bộ làm mát khí,không khí được làm mát bằng nước Các bộ làm mát khí được lắp vào thânstator máy phát chính

g Hệ thống phanh:

0

Hệ thống phanh được trang bị các van 3 ngả để có thể chuyển đổi dễ dàngtrạng thái phanh hay kích máy

3 Hệ thống kích thích của máy phát điện:

a Nhiệm vụ của hệ thống kích thích:

Các máy phát thuỷ lực của nhà máy Hoà Bình được trang bị hệ thống kíchthích thyristor kiểu độc lập Hệ thống này đảm bảo các chế độ làm việc sau:

- Kích thích ban đầu

b Thông số kỹ thuật của hệ thống kích thích:

Dưới đây là thông số kỹ thuật của các thiết bị tạo nên hệ thống kích thích:

* Máy phát điện phụ:

* Máy biến áp chỉnh lưu:

* Các bộ biến đổi thyristor trong hệ thống kích thích của máy phát thuỷ lực:

- Bội số cường hành theo điện áp: lần 3.5

* Các bộ biến đổi thyristor trong hệ thống kích thích của máy phát phụ:

Bộ biến đổi thyristor của máy phát phụ được làm mát bằng không khí tựnhiên

c Nguyên lý làm việc của hệ thống kích thích:

(Sơ đồ nguyên lý hệ thống kích thích được đính kèm theo bản này)

Việc kích thích cho máy phát thuỷ lực (G) được thực hiện theo sơ đồ kíchthích thyritor độc lập bằng việc cung cấp cho các cuộn dây kích thích từ thanhcái stator máy máy phát điện phụ (GE) qua bộ biến đổi UG1 và UG2 mà chúngđược nối song song ở phần một chiều

Bộ biến đổi UG1 là nhóm làm việc của các thyristor được cung cấp từ cácnhánh stator của máy phát điện phụ và nó đảm bảo các chế làm việc lâu dài cơbản của dòng kích thích, nó mang 80% dòng điện kích thích Bộ biến đổi UG2 lànhóm cường hành của thiristor nó mang phần không đáng kể (20%) dòng điệnkích thích

Máy phát điện phụ có trang bị hệ thống tự động tự kích thích và được bốtrí trên cùng trrục với máy phát điện thuỷ lực vì vậy nguồn điện cung cấp cho bộbiến đổi thyristor của các bộ cường hành cũng như bộ làm việc của máy phátthuỷ lực không phụ thuộc vào điện áp stator của máy phát điện và hệ thống kíchthích như vậy được gọi là kích thích độc lập

Về mặt cấu tạo các bộ biến đổi thyristor trong nhóm làm việc và nhómcường hành là như nhau Để bảo vệ cho các thiristor người ta dùng cầu chì

57 có điện áp 2000V và dòng 400A Cuộn dây kích thích của máy phát và

bộ biến đổi thyristor UG1, UG2 được bảo vệ tránh quá áp từ phía stator bằng bộchống phóng điện FV1 với mức đặt tác động là 3100V (giá trị biên độ) Khi bộphóng điện tác động, cuộn dây rotor được đấu sun bằng điện trở RG

Việc điều khiển các bộ thyristor được thực hiện bằng hệ thống điều khiểntheo nguyên lí điều chỉnh pha và việc thay đổi góc điều chỉnh được xác địnhbằng giá trị và cực tính của tín hiệu đưa tới đầu vào của hệ thống này từ bộ tựđộng điều chỉnh kích thích (APB) Việc dập từ cho các máy phát điện được thựchiện bằng việc chuyển các bộ biến đổi sang chế độ đảo, khi đó các xung diềukhiển được loại khỏi nhóm làm việc và chế độ đảo thực hiện thông qua nhómcường hành

Việc điều chỉnh tự động kích thích cho máy phát thuỷ lực được thực hiệnbằng bộ tự động điều chỉnh kích thích tác động mạnh theo các thông số sau:

 Theo độ lệch điện áp

 Theo độ lệch tần số

 Theo đạo hàm của tần số

 Theo đạo hàm của dòng điện rotor

Tuy nhiên hệ số trọng lượng của các tín hiệu liên quan tới tần số là rấtnhỏ

Trong hệ thống này không tính toán tới việc tự động đồng bộ máy phát.

Hệ thống kích thích của máy phát có thể chuyển sang chế độ vận hànhbằng tay

d Các chế độ vận hành của hệ thống kích thích:

Khi làm việc bình thường:

- Khi cả hai bộ biến đổi UG1 và UG2 làm việc với toàn bộ số thyristorhoặc có sự hư hỏng ở một nhánh trong các vai cầu cùng tên ở mỗi bộ biến đổithì hệ thống kích thích sẽ đảm bảo các chế độ vận hành của máy phát

- Khi có hai nhánh song song trong một vai cầu của bất kỳ bộ biến đổi nào

bị loại ra hoặc bộ biến đổi của nhóm cường hành bị cắt ra, vẫn cho phép quá tảikéo dài với dòng điện rotor đến 2100A

- Khi có sự hư hỏng trong hệ thống làm mát của các bộ biến đổi thyristornhư sau:

+ Tăng nhiệt độ nước cất đến 430C

+ Giảm lưu lượng nước cất của bộ biến đổi đến 75% so với định mức.+ Khi có một bộ biến đổi làm việc nhưng lại có một nhánh của vai cầu bịcắt ra thì cho phép duy trì dòng điện rotor đến 2120A Lúc này chế độ làm việccường hành bị nghiêm cấm

- Khi dòng rotor vượt quá mức hạn chế 2100A và khi có hư hỏng bất kỳphần nào nữa cũng cắt máy phát ra khỏi lưới và tiến hành dập từ

- Khi loại nhóm thyristor cường hành ra khỏi vị trí làm việc và hệ thốnglàm mát hoàn hảo và khi cắt một trong các nhánh thuộc vai cầu của bộ biến đổinhóm làm việc thì không hạn chế kích thích cho máy phát ở các chế độ làm việclâu dài Dòng điện rotor có thể đạt đến 2700A, điều này tương ứng với việc mởhoàn toàn các thyristor của nhóm làm việc

- Khi nhóm thyristor làm việc bị cắt ra, ngoài việc hạn chế cường hànhcòn thực hiện việc giảm tải cho máy phát theo công suất vô công mà thực tế là

để ngăn ngừa quá tải phần bị cường hành của cuộn dây stator máy phát Lúc nàydòng rotor của máy phát không lớn hơn 1340A

Việc giảm tải sẽ được thực hiện tự động nhờ bộ APB hay bởi nhân viênvận hành khi điều chỉnh bằng tay