Đang tải... (xem toàn văn)
kỹ thuật
MỤC LỤC Trang Mở đầu Chƣơng - Giới thiệu chung công ty TNHH 1TV nhiệt điện ng Bí 1.1 Khái quát chung 1.2.Công ty TNHH 1TV nhiệt điện Uông Bí 1.3 Chức nhiệm vụ, cấu tổ chức công ty 1.3.1 Chức nhiệm vụ 1.3.2 Bộ máy tổ chức quản lý 1.4 Quy trình sản xuất điện công ty 1.4.1 Vai trò điện 1.4.2 Phân loại nhà máy điện 1.4.3 Quy trình sản xuất điện công ty…………… 1.5 Một số sơ đồ nối điện 13 1.5.1 Sơ đồ thứ hệ thống 220kV 13 1.5.2 Sơ đồ tự dùng trạm 220kV 16 Chƣơng – Máy phát điện đặc điểm hệ thống phụ 18 2.1 Giới thiệu máy phát điện kiểu TBB-320-2T3 dùng nhà máy 18 2.2.1 Đặc điểm thông số kỹ thuật 18 2.2.2 Cấu tạo nguyên lý làm việc 20 2.2.3 Các chế độ vận hành máy phát 33 2.2.4 Khởi động đưa máy phát vào làm việc 41 2.3 Các hệ thống phụ máy phát điện 51 2.3.1 Hệ thống kích từ máy phát 51 2.3.2 Hệ thống cung cấp khí thơng số định mức hydro thân máy phát 55 2.3.3 Hệ thống làm mát cuộn dây stator thông số định mức nước cất 56 2.3.4 Hệ thống làm mát nước cất, làm mát hydro số kỹ thuật chúng 57 2.3.5 Hệ thống dầu chèn trục máy phát thông số Kỹ thuật chúng 59 Chƣơng – Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp máy phát 61 3.1 Các phương pháp ổn định điện áp cho máy phát 61 3.1.1 Nguyên lý điều chỉnh theo sai lệch 61 3.1.2 Nguyên lý điều chỉnh theo nhiễu 62 3.1.3 Nguyên lý điều chỉnh theo nguyên tắc kết hợp 65 3.1.3 Nguyên lý điều chỉnh thích nghi 65 3.2 Hệ thống điều khiển điều chỉnh máy phát 68 3.2.1 Chức hệ thống điều khiển điều chỉnh 68 3.2.2 Các thiết bị lắp đặt hệ thống điều khiển điều chỉnh 69 3.2.3 Nguyên lý hoạt động 71 3.2.4 Giới thiệu mạch điều khiển Thyristor 79 3.3 Bộ tự động điều chỉnh điện áp AVR 91 3.3.1 Tính tác dụng 92 3.3.2 Giới thiệu loại tự động điều chỉnh điện áp 100 Kết luận 105 Tài liệu tham khảo 106 LỜI MỞ ĐẦU Đất nước ta q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa Trong q trình điện đóng vai trị vơ quan trọng Điện khơng cung cấp cho ngành công nghiệp mà nhu cầu sinh hoạt người dân ngày tăng lên Chính lý nên ngành điện ln ngành mũi nhọn đất nước Đó niềm vinh dự trọng trách cho công tác, làm việc ngành Bản thân em tự hào sinh viên ngành điện Sau năm học tập trường em giao đề tài tốt nghiệp: “ Tìm hiểu nhà máy nhiệt điện ng Bí 2, sâu nghiên cứu tự động điều chỉnh điện áp cho máy phát ” Do PGS.TS Nguyễn Tiến Ban trực tiếp hướng dẫn Đồ án gồm phần sau: Chương 1: Giới thiệu chung cơng ty TNHN 1TV nhiệt điện NG BÍ Chương 2: Máy phát điện đặc điểm hệ thống phụ Chương 3: Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Điện – Điện tử trường đại học dân lập Hải Phòng Đặc biệt thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Ban, thầy giáo giúp đỡ để em hoàn thành tốt đồ án Tuy nhiên, thời gian kiến thức cịn hạn chế nên việc trình bày khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhiều ý kiến đóng góp thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn! CHƢƠNG1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠNG TY TNHH 1TV NHIỆT ĐIỆN NG BÍ 1.1 Khái quát chung Trong giai đoạn đất nước ta thực cơng cơng nghiệp hố - đại hố đât nước Chính cần nhiều lượng để phục vụ cho cơng đó, đặc biệt lượng điện Trước tình hình thực tế thiếu lượng lạc hậu số nhà máy điện xây dựng từ thập niên 60 Chính Chính phủ giao cho Tổng công ty LILAMA làm tổng thầu EPC dự án nhà máy nhiệt điên NG BÍ mở rộng với cơng suất 300 MW với hình thức chìa khố trao tay doanh nghiêp VIỆT NAM thực theo hình thức Sau thời gian chuẩn bị xây dựng ( từ 2001-2006 ) nhà máy hoàn thành niền vui sướng tập thể cán công nhân viên tổng công ty LILAMA nhân dân nước Với thành tích đánh giá phát triển vượt bậc ngành lắp máy Việt Nam Với thành tích ảnh hưởng có biến đổi chất đưa Lilama từ người làm thuê đứng lên làm chủ lợi nhuận ( tiền kinh nghiệm tri thức) lại VN Nhà máy nhiệt điện ng Bí mở rộng với số vốn đầu tư 300 triệu USD, nhà máy xây dựng với công nghệ tiên tiến, đại Ở hội tụ nhiều công nghệ đại nước Nga, Nhật, Canada, Ý… môi trường làm việc môi trường làm việc quốc tế ( kết hợp cán bộ, kỹ sư, công nhân Lilama với chun gia nước ngồi) Hình 1.1: Tồn cảnh nhà máy nhiệt điện ng Bí 1.2 Cơng ty TNHH 1TV nhiệt điện ng Bí Tên gọi tiếng Việt: CƠNG TY TNHH 1TV NHIỆT ĐIỆN NG BÍ Tên gọi tiếng Anh: UONGBI THERMAL POWER COMPANY LIMITER Tên viết tắt: EVNTPC UONG BI (UPC) Địa chỉ: Phường Quang Trung – Thành Phố ng Bí, Tỉnh Quảng Ninh Điện thoại: 033 3854284 ; FAX: 033 3854181 Email: Uongbi_ nmd @ evn.com.vn Giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số: 5700548601 cấp ngày 02 tháng 11 năm 2010 Sở Kế hoạch Đầu tư tỉnh Quảng Ninh cấp Tài khoản số: 102010000225115 Ngân hàng CP Cơng thương ng Bí Diện tích đất quản lý: 407.665,8 m2 Diện tích đất sử dụng kinh doanh: 391.950,3 m2 1.3 Chức năng, nhiệm vụ cấu tổ chức công ty nhiệt điện ng Bí 1.3.1 Chức nhiệm vụ cơng ty nhiệt điện ng Bí Từ ngành điện phát triển, nhiều nhà máy thủy điện, nhiệt điện có công suất lớn đời, công ty nhiệt điện Uông Bí sản xuất góp phần cung cấp điện cho hệ thống lưới điện quốc gia, góp phần với tập đoàn điện lực Việt Nam giải việc thiếu điện nghiêm trọng đặc biệt đợt nắng nóng, có nhiệm vụ hoàn thành kế hoạch tập đoàn điện lực Việt Nam giao Bên cạnh việc sản xuất điện, công ty tiến hành hoạt động sản xuất kinh doanh xây lắp điện, thực việc cung cấp dịch vụ hàng hóa kinh doanh nhà khách, khách sạn, thực hoạt động tài cho thuê tài sàn để thu thêm lợi nhuận 1.3.2 Bộ máy tổ chức quàn lý Công ty nhiệt điện Uông Bí doanh nghiệp tổ chức theo chế độ thủ trưởng với kiểu quàn lý hỗn hợp - trực tuyến thể qua hình 1-2 * Giám đốc nhà máy: Là người đứng đầu, đại diện cho công ty chịu trách nhiệm trước EVN người lao động kết hoạt động sản xuất kinh doanh công ty Giám đốc tổng Giám đốc tập đoàn điện lực Việt Nam bổ nhiệm Giúp việc cho giám đốc phó giám đốc phịng ban nghiệp vụ Bộ máy qn lý cơng ty bao gồm: * Các phó giám đốc : Là người giúp việc cho giám đốc, trực tiếp phụ trách phòng ban, phân xưởng khâu sản xuất kinh doang cơng ty Các phó giám đốc tập đoàn diện lực Việt Nam (EVN) bổ nhiệm Phó giám đốc giám đốc ủy quyền giải công việc công ty theo chuyên môn nghiệp vụ phân cơng: - Phó giám đốc kỹ thuật - Phó giám đốc phục vụ đầu tư * Kế toán trưởng: Theo dõi, đạo, giám sát, thực cơng tác nghiệp vụ phịng tài – kế tốn Kế tốn trưởng có nhiệm vụ báo cáo tài hàng tháng, hàng q, hàng năm cơng ty cho EVN, cục thuế Quảng Ninh, cục thống kê - Phòng tổng hợp sản xuất phân xưởng vận hành 2: có nhiệm vụ đào tạo, chuẩn bị nguồn nhân lực cho dự án phục vụ quản lý vận hành sau bàn giao đưa vào vận hành * Khối sản xuất : gồm phân xưởng nhiên liệu, phân xưởng lò – máy, phân xưởng kiểm nhiệt, phân xưởng điện, phân xưởng hóa, phân xưởng vận hành 1, phân xưởng vận hành Các phân xưởng có lực lượng cơng nhân cơng nhân vạn hành công nhân sửa chữa tổ chức theo hệ thống ca công ty - Phân xưởng nhiên liệu: Có nhiệm vụ nhận than, vạn chuyển than, cung cấp đủ số lượng than vào kho than nguyên - Phân xưởng lị – máy: có nhiệm vụ vận hành, sửa chữa lò máy tua bin, cung cấp tiếp nhận vào máy tua bin - Phân xưởng điện kiểm nhiệt: có nhiệm vụ vận hành sửa chữa thiết bị điện nhà máy, vận hành máy phát đưa điện lên lưới điện quốc gia thiết bị đo lường điện, điều khiển, thiết bị đo nhiệt độ, đo áp lực - Phân xưởng hóa: có nhiệm vụ quản lý, vận hành, sửa chữa thiết bị xử lý nước cung cấp nước ( sử lý nước cứng thành nước mềm cho lò hơi) GIÁM ĐỐC P tổng hợp CBSX Phó giám đốc kỹ thuật Phó giám đốc kỹ thuật Trưởng ca Phó giám đốc phụ trác nhà máy 300MW Văn phòng Phân xưởng lò Phòng kế hoạch Phân xưởng điện -KN Phòng vật tư Phòng kỹ thuật P KTKH NM MR2 Phòng TC-KT Phân xưởng nhiệt Phân xưởng tự động điều khiển Phòng tổ chức lao động Phân xưởng hóa Phân xưởng vận hành Phân xưởng nhiên liệu Phó giám đốc phụ trách nhà máy 330MW P kỹ thuật giám sát NM KHỐI SẢN XUẤT KINH DOANH KHÁC Phịng bảo vệ Hình 1-2: Sơ đồ tổ chức máy quản lý công ty TNHH 1TV nhiệt điện ng Bí - Phân xưởng vận hành 1: có nhiệm vụ vận hành tổ máy phát 300MW đảm bảo an tồn hiệu đạt cơng suất cao - Phân xưởng vận hành 2: có nhiệm vụ vận hành tổ máy phát 330MW đảm bảo an toàn hiệu đạt công suất cao ( thực nhiệm vụ học tập công nghệ tổ máy 330MW) - Phân xưởng tự động điều khiển: có nhiệm vụ vận hành sửa chữa thiết bị điều khiển, đo lường, thiết bị lạnh tổ máy phất điện 300MW Ngồi cịn có số phân xưởng phụ trợ: Phân xưởng nhiệt, phân xưởng sản xuất vật liệu có nhiệm vụ gia cơng, sửa chữa thiết bị sản xuất Các phân xưởng gồm có phận vận hành sửa chữa: Bộ phận vận hành: chia làm ca kíp, kíp có trưởng kíp tất kíp chịu điều khiển trực tiếp trưởng ca làm việc vận hành Trưởng ca điều hành toàn dây truyền sản xuất ca Bộ phận sửa chữa: Gồm sửa chữ lớn sử chữa nhỏ, có nhân viên trực ca phận sửa chữa nhỏ để phục vụ thiết bị vận hành mà bị hư hỏng, khắc phục Sửa chữa lớn sửa chữa thiết bị có kế hoạch sửa chữa từ đầu năm thiết bị ngừng hoạt ng Bộ phận sửa chữa: Gồm sửa chữa lớn sửa chữa nhỏ, có nhân viên trực ca phận sửa chữa nhỏ để phục vụ cho thiết bị vận hành mà bị h- hỏng, khắc phục đ-ợc Sửa chữa lớn sửa chữa thiết bị có kế hoạch sửa chữa từ đầu năm thiết bị ngừng hoạt động 1.4 Quy trình sản xuất điện cơng ty TNHH 1TV nhiệt điện ng Bí 1.4.1 Vai trị điện Điện có vị trí quan trọng phát triển người Nó nguồn lượng người tạo thông qua thiết bị máy móc nguồn lượng thiên nhiên khác Tùy theo lượng sử dụng mà người ta chia loai nhà máy sau: Nhà máy nhiệt điện nhà máy thủy điện, nhà máy điện ngun tử Ngồi cịn khai thác nguồn lượng khác để sản xuất điện như: Nguồn lượng mặt trời, sức gió với quy mơ nhỏ Hiện giới nước ta nhà máy điện tiếp tục xây dựng khơng ngừng đại hóa kỹ thuật, công nghệ nhằm khai thác tối đa công suất giảm thiểu ô nhiễm môi trường Các nguồn nhiên liệu khai thác từ thiên nhiên than đá, dầu mỏ, sử dụng để chế tạo nhiệt cho nhà máy nhiệt điện Hiện có hai loại hình nhà máy nhiệt điện bản: - Nhà máy nhiệt điện tua bin - Nhà máy nhiệt điện tua bin khí + Với nhà máy nhiệt điện tua bin hơi: Các nhiên liệu hữu chủ yếu than bột đốt lò tạo nhiệt làm hòa nước giàn ống sinh Hơi sinh vận chuyển qua hệ thống phân ly, nhiệt … để đảm bảo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng cần thiết cho việc sinh công tốt phù hợp với yêu cầu kỹ thuật cơng suất thiết kế Sau ( bão hòa) đưa vào tầng cánh tua bin để sinh công tạo mô men quay hệ thống máy phát nối đồng trục với tua bin, sau tua bin nước thu hồi tuần hoàn lại + Với nhà máy nhiệt điện tua bin khí: khơng khí ngồi trời sau làm sạch, loại bỏ nước hệ thống đưa vào máy nén khí để nâng áp suất khí lên Khi có áp suất cao đưa vào buồng đốt đốt với nhiên liệu ( thường khí gas) Chất khí sau đốt có nhiệt độ áp suất cao đưa vào tầng tua bin khí để sinh cơng Tua bin quay máy phát đầu cực máy phát ta cung thu lượng dạng điện 1.4.2 Phân loại nhà máy nhiệt điện Có nhiều cách phân loại nhà máy nhiệt điện, sau số cách thông dụng: a, Phân loại theo nhiên liệu sử dụng: - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu rắn - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu lỏng - Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu khí b, Phân loại theo tua bin máy phát: - Nhà máy nhiệt điện tua bin - Nhà máy nhiệt điện tua bin khí - Nhà máy nhiệt điện tua bin – khí c, Phân loại theo dạng lượng cấp đi: - Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, cung cấp điện - Trung tâm nhiệt điện: cung cấp đồng thời điện nhiệt 1.4.3 Quy trình sản xuất điện cơng ty TNHH1TV nhiệt diện ng Bí Để sản xuất điện nhà máy tổ chức nhiều phận phân xưởng có chức nhiệm vụ riêng, đảm bào kỹ thuật cao, phương thức chặt chẽ, xác, nghiêm ngặt quy trình quy phạm 10 - Nhiệt độ máy biến áp kích từ tăng đến 1500C - Cung cấp điện đến TMU hỏng Sự cố sảy ngắn mạch rotor khối relay bảo vệ ngắn mạch hệ thống kích từ máy phát tự động ngắt máy phát khỏi lưới điện đồng thời đóng QE1 chuyển Thyristor sang chế độ đảo để dập từ trường 3.2.6 Nhận xét chỉnh lƣu có điều khiển đƣợc sử dụng hệ thống kích từ Do đặc điểm làm việc Tiristor cho dòng chạy qua thoả mãn hai điều kiện: - Điện áp UAK > - Có xung mồi thích hợp đặt vào cực điều khiển *) Chỉnh lưu cầu dùng Tiristor có ưu điểm sau: - Dễ dàng thay đổi điện áp dịng điện - Được lợi điện áp góc mở lớn khơng có thành phần chiều tránh lõi sắt bị bão hồ - Dịng ln ổn định - Làm việc chế độ nghịch lưu phụ thuộc *) Bên cạnh chỉnh lưu cầu dùng Tiristor có nhược điểm: - Dù UAK > Tiristor bị khố - Khi góc mở lớn điện áp âm lớn 3.3 Bộ tự động điều chỉnh điện áp AVR Bộ tự động điều chỉnh điện áp, tần số tự động (Automatic Voltage Regulator AVR) máy phát điện, phần đóng vai trị quan trọng máy phát hệ thống tổ máy phát điện, tính tự động điều chỉnh chất lượng điện cung cấp (điện áp tần số) không đáp ứng yêu cầu khắt khe hệ thống thiết bị 11 3.3.1 Tính năng, tác dụng Điều chỉnh điện áp máy phát điện Giới hạn tỷ số điện áp / tần số Điều chỉnh công suất vô cong máy phát điện Bù trừ điện áp suy giảm đường dây Tạo độ suy giảm điện áp theo công suất vô công, để cân phân phối công suất vô công máy phát với hệ thống vận hành nối lưới Khống chế dịng điện kháng thiếu kích thích, nhằm tạo ổn định cho hệ thống máy nối lưới Cường hành kích thích có cố lưới a Điều chỉnh điện áp máy phát điện Điều chỉnh điện áp máy phát điện điều chỉnh điện tự động luôn theo dõi điện áp đầu máy phát điện, so sánh với điện áp tham chiếu Nó phải đưa mệnh lệnh để tăng giảm dịng điện kích thích cho sai số giữ điện áp đo điện áp tham chiếu nhỏ Muốn thay đổi điện áp máy phát điện, người ta cần thay đổi điện áp tham chiếu Điện áp tham chiếu thường đặt giá trị định mức máy phát vận hành độc lâp (Isolated) điện áp cái, điện áp lưới chế độ vận hành hòa lưới (Paralled) b Giới hạn tỷ số điện áp/tần số Khi khởi động tổ máy, lúc tốc độ quay Rotor thấp, tần số phát thấp Khi đó, điều chỉnh điện áp tự động có khuynh hướng tăng dịng kích thích lên cho đủ điện áp đầu tham chiếu theo giá trị đặt điện áp lưới Điều dẫn đến kích thích: cuộn dây rotor bị nhiệt, thiết bị nối vào đầu cực máy phát biến chính, máy biến áp tự dùng bị q kích 12 thích, bão hịa từ, nhiệt Thường tốc độ máy phát cần đạt đến 95% tốc độ định mức Bộ điều chỉnh điện áp tự động phải theo dõi tỷ số để điều chỉnh dịng kích thích cho phù hợp, điện áp máy phát chưa đạt đến điện áp tham chiếu c Điều khiển công suất vô công máy phát điện Khi máy phát chưa phát điện vào lưới, việc thay đổi dịng điện kích từ thay đổi điện áp đầu cực máy phát Quan hệ điện áp máy phát dòng điện kích từ biểu diễn đường cong, gọi đặc tuyến không tải (đặc tuyến V-A) Tuy nhiên máy phát điện nối vào lưới có công suất lớn so với máy phát, việc tăng giảm dịng kích thích khơng làm thay đổi điện áp lưới Tác dụng điều áp khơng cịn điều khiển điện áp máy phát nữa, mà điều khiển dịng cơng suất phản kháng (cịn gọi cơng suất vơ cơng, cơng suất ảo)của máy phát Khi dịng kích thích tăng, cơng suất vơ cơng tăng Khi dịng kích thích giảm, cơng suất vơ cơng giảm Dỏng kích thích giảm đến mức độ đó, cơng suất vơ cơng máy giảm xuống 0, tăng lại theo chiều ngược lại (chiều âm), dịng kích thích tiếp tục giảm thêm Điều dẫn đến hệ thống điều khiển điện áp máy phát nhạy, dẫn đến thay đổi lớn công suất vô công máy phát điện áp lưới dao động Do đó, điều khiển điện áp tự động, việc theo dõi điều khiển điện áp, phải theo dõi điều khiển dịng điện vơ cơng Thực chất việc điều khiển điều khiển dịng kích thích cơng suất vơ cơng điện áp lưới có thay đổi, cho mối liên hệ điện áp máy phát, điện áp lưới công suất vô công phải mối liên hệ hợp lý d Bù trừ điện áp suy giảm đường dây Khi máy phát điện vận hành độc lập, nối vào lưới trở kháng lớn, Khi tăng tải, gây sụt áp đường dây Sụt áp làm cho điện áp hộ tiêu 13 thụ bị giảm theo độ tăng tải, làm giảm chất lượng điện năng.Muốn giảm bớt tác hại hệ thống, điều áp phải dự đoán khả sụt giảm đường dây, tạo điện áp bù trừ cho độ sụt giảm Tác động bù giúp cho điện đáp điểm đó, máy phát hộ tiêu thụ ổn điểm mà ta muốn giữ ổn định điện áp Điện áp cộng thêm vào (hoặc trừ bớt đi) với điện áp đầu cực máy phát đo lường Bộ điều áp tự động vào điện áp tổng hợp mà điều chỉnh dịng kích từ, cho điện áp tổng hợp nói khơng đổi Nếu cực tính biến dịng đo lường biến điện áp đo lường nối cho chúng trừ bớt lẫn nhau, có: Ump – Imp(r + jx) = const Như chiều đấu nối làm cho điện áp máy phát tăng nhẹ tăng tải Độ tăng tương đối tính tỷ số độ tăng phần trăm điện áp máy phát dịng điện tăng từ đến dịng định mức.Thí dụ dịng điện máy phát =0, điện áp máy phát 100% Khi dòng điện máy phát = dòng định mức, điện áp máy phát 104% điện áp định mức.Vậy độ tăng tương đối + 4% Độ tăng gọi độ bù (compensation) Độ bù điều áp cao, điểm ổn định điện áp xa máy phát gần tải hơn.Trong nhà máy điện nói chung nhà máy thuỷ điện nói riêng, vấn đề trì điện áp đầu cực máy phát ổn định (liên quan đến tần số phát) với giá trị điện áp định sẵn quan trọng, hệ thống kích từ máy phát phải đảm bảo điều cách thay đổi giá trị bù tổng trở máy phát vận hành cách ly với hệ thống máy cắt đường dây truyền tải đóng mở Thành phần quan trọng hệ thống cầu chỉnh lưu thyristor tự động điều chỉnh điện áp (AVR- Automatic Voltage Regulator) 14 3.3.2 Sơ đồ nguyên lý AVR 3.3.2.1 Sơ đồ nguyên lý AVR CCT C5 R5 R1 S1 T1 u v u D1 R6 R4 C2 R1 CCR v u C6 R10 C3 R3 v E D5 C12 C13 F Q1 Z1 G Z2 R15 R14 D3 C7 R8 C9 C4 C8 R11 A R18 R19 R17 R7 R2 C1 D2 R9 R12 D4 R13 R16 C10 Z3 I D6 B P.I.D B H Z5 F E D12 G R30 R34 R32 D9 C R37 R38 Q2 A R26 CRS1 C14 R36 C15 C16 R31 Z6 D13 C17 R29 C A R39 R33 D11 R27 D10 R20 R35 G1 G2 G1 B D K1 G2 H I D K2 CRS2 Hình 3-16: sơ đồ nguyên lý AVR 3.3.2.2 Các khối a, Mạch đo: Mạch đo tạo nên biến áp ba pha Tr biến áp có cuộn sơ cấp nối nhận điện áp ba pha R1S1T1, cuộn thứ cấp nối tam giác hở nhánh gửi thêm tín hiệu dịng tải thơng qua biến dịng CCT, tín hiệu dịng tải chuyển thành tín hiệu điện áp thơng qua biến trở CCR Giá trị điện áp 15 CCR thay đổi nhờ thay đổi chạy, điều giúp cho người vận hành thay đổi độ nghiêng đặc tính ngồi hệ thống, giúp cho việc phân phối tải phản kháng máy phát làm việc song song sau Biến dòng CCT có cuộn thứ cấp thứ hai, cuộn thứ cấp dùng vào việc nối cân cho kích từ máy phát chúng làm việc song song thông qua tiếp điểm phụ cầu dao ACB Mạch đo cịn có chỉnh lưu cầu ba pha D1 diode zener Z điện trở biến trở Mạch đo AVR xây dựng sở mạch kinh điển hình 3-11, tín hiệu đo lấy từ biến áp Tr điện trở CCR cung cấp thêm tín hiệu dịng có tải dạng điện áp sau chỉnh lưu Rec biến đổi thành điện áp chiều, điện áp mạch lọc có tụ điện C đưa đến điện trở R mắc song song với cầu tạo hai diode zener ZD1 ZD2 hai điện trở R4 R5 Đặc tính vào cầu diode, điện trở trình bày hình 3-10 đặc tính điện áp Vab hình 3-12 có hai vùng làm việc khác dấu, điều cho phép người thiết kế lựa chọn vùng làm việc theo yêu cầu điều chỉnh AVR xung quanh điện áp định mức máy phát CCR VR2 VR1 R1 R2 R3 C ZD1 R4 DET a REC b R5 VZD2 ZD2 IR + Vab - Hình 3-17: Sơ đồ nguyên lý mạch đo AVR 16 Thực tế cầu đo sơ đồ thay đổi đơi chút người ta tận dụng đặc tính ngược diode zener Z làm điện áp chuẩn sau dem so sánh với điện áp đo nhận từ mạch đo để tạo điện áp điều chỉnh VR VDET VR5 Vab VZD2 o V1 Vv Hình 3-18: Đặc tính vào mạch đo b, Mạch P.I.D Mạch P.I.D (Hình 3-10) tạo IC Q1 với linh kiện mạch để tạo nên điều chỉnh hồn hảo mạch tỷ lệ P lấy tín hiệu sai lệch sau mạch đo, thông qua biến trở VR, điện trở R4 điện trở R8 Q1 điều chỉnh hệ số Kp thông qua VR Mạch vi phân D tạo tín hiệu sai lệch thông qua tụ điện C5 điện trở R5 Q1 việc điều chỉnh hệ số KD thong qua R5 Mạch tích phân I thơng qua tụ điện C6, điện trở R9 Q1điều chỉnh KI thông qua R9 c, Mạch điều khiển pha Mạch điều khiển pha (Hình 3-10) xây dựng sở linh kiện transitor Q3, Q4 transitor tiếp giáp Q5 Nguyên lý mạch điều khiển pha phân tích sở mạch kinh điển hình 3-13 Q1 làm 17 nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu sai lệch Vab, dịng colector nạp tụ C7 thông qua R17 số thời gian mạch định đến thời gian phát xung đo Q2 tạo nên Đồ thị hình 3-14 minh họa giá trị thời gian tạo thay đổi số thời gian mạch R17C7 tín hiệu khuếch đại Q3, tải Q3 biến áp xung gửi đến điều khiển thyristor SCR Trong mạch thực tế, tín hiệu sau khuếch đại Q1 Q3 khuếch đại đưa đến nạp cho tụ C10 số thời gian R17 với C10 tạo nên hoạt động cho transitor tiếp giáp Q5 Tụ điện C10 can thiệp Q4 từ mạch điều khiển đồng gửi đến Q4 dẫn, Q5 khơng cịn khả phát xung Bến áp xung tải trực tiếp Q 5, biến áp xung có cuộn dây thứ cấp để điều khiển cho hai thyristor G1 G2 CH1 D7 SCR D8 R21 ZD4 R18 C8 C7 Ic R20 Q2 ZD5 R25 R17 R19 Q1 R16 IB D6 R26 C4 D3 D4 Hình 3-13 Mạch điều khiển pha d, Mạch điều khiển đồng Mạch điều khiển đồng (Hình 3-10) xây dựng tren sở mạch khueehs đại thuật toán Q2, tín hiệu điều khiển điện áp kích từ phía xoay chiều lấy qua cuộn thứ cấp CD biến áp, tín hiệu đo hạn chế diode zener Z6 Trên cửa của Q2 tín hiệu so sánh với tín hiệu chuẩn Z5 tạo ngưỡng Như vậy, tín hiệu đồng pha can thiệp đến khả phát xung Q thông qua mức dẫn Q4 Thực chất điều khiển thời gian nạp tụ C10 cách tự 18 động Ngưỡng Z5 tạo sở tính toán theo giá trị điện áp định mức máy phát Mạch đồng tạo nên chế phối hợp nhịp nhàng độ lớn pha điện áp kích từ (gây dong tải máy phát) để tạo phản hồi âm làm chất lượng cho lưới điện cải thiện chưa có AVR Vc t1 t2 t3 HÌnh 3-14 Thời gian tạo nên sở số thời gian mạch t4 t e, Mạch thyristor Mạch thyristor (Hình 3-10) bao gồm G1 G2 mắc đối làm việc hai nửa chu kỳ điều khiển, tăng khả phản ứng nhanh hệ thống tạo nên dịng kích từ có phản ứng cần thiết giống sườn trước xung điều chỉnh, giảm hồn tồn q trình q độ, rút ngắn thời gian độ Cuộn L1 vừa tải kháng, vừa đóng vai trị mắt lọc để tránh điều khiển cực đoan thyristor mở hồn tồn lúc điện áp kích từ xoay chiều đạt giá trị mức cao 3.3.3 Giới thiệu loại tự động điều chỉnh điện áp Mỗi hệ thống kích từ máy phát trang bị tự động điều chỉnh điện áp (Automatic Voltage Regulator - AVR) Bộ AVR đấu nối với biến điện áp pha ll0V riêng biệt nằm tủ thiết bị đóng cắt máy phát Bộ 19 AVR đáp ứng thành phần pha thứ tự thuận điện áp máy phát không phụ thuộc vào tần số Bộ AVR loại điện tử kỹ thuật số, nhận tín hiệu đầu vào điện áp 3-pha đầu cực máy phát, sử dụng nguyên lý điều chỉnh PID theo độ lệch điện áp đầu cực máy phát, có chức điều chỉnh số hệ số cơng suất số dịng điện trường Một cài đặt điện áp sử dụng, thiết bị thích hợp với việc vận hành tay tủ điều chỉnh điện áp tủ điều khiển chỗ tổ máy Bộ cài đặt có khả đặt dải điện áp đầu cực máy phát khoảng ±50% giá trị điện áp định mức Tất cài đặt giá trị vận hành kiểu điện tử kỹ thuật số Bộ cài đặt giá trị điện áp vận hành tay cài đặt giá trị điện áp mẫu phải tự động đặt giá trị nhỏ tổ máy dừng Bộ AVR điều khiển tự động đóng mở mạch mồi kích từ ban đầu q trình khởi động tổ máy Chức bù điện kháng thiết kế kèm theo phương pháp điều chỉnh để bù điện kháng khoảng lớn 20% Chức bù dòng tổ máy thiết kế để đảm bảo điện kháng phân bổ ổn định máy phát Có biện pháp ngăn ngừa q kích từ máy phát trình khởi động dừng bình thường tổmáy Bộ AVR với trang thiết bị phụ đặt tủ độc lập sàn máy phát, phù hợp với tủ khác hệ thống kích từ Tất trang thiết bị cho vận hành điều khiển lắp mặt trước tủ Các mạch tổ hợp thiết kế với độ tin cậy lớn có kết cấu dự phòng phù hợp để cố vài phần tử điều khiển khơng làm hệ thống kích từ gặp nguy hiểm hay không vận hành Tất phận phù hợp với điều kiện làm việc liên tục dài hạn điều kiện nhiệt độ 00C-700C độ ẩm tới 95% Mỗi cầu nắn dòng thyristor trang bị riêng mạch điều khiển xung Mạch điều khiển xung có khả vận hành tự động khơng tự động Các cổng tín hiệu vào bị ảnh hưởng nhiễu loạn mạch điều khiển, bảo vệ lọc nhiễu rơ le thích hợp 20 Độ tin cậy xác góc pha mạch điều khiển xung phải đảm bảo cho chỉnh lưu hoạt động toàn phạm vi áp xoay chiều 30% - 150% giá trị định mức tần số 90%- 145% giá trị định mức, chí sóng điện áp bị méo ( khơng hình sin) Bộ AVR gồm có vịng lặp điều chỉnh áp tín hiệu tích phân tải để đạt ổn định tạm thời ổn định động Đo lường điện áp máy phát thực ba pha Độ xác điện áp điều chỉnh nằm trong khoảng 0.5% giá trị cài đặt, chế độ vận hành từ không tải tới đầy tải Một tín hiệu điều khiển từ bên ngồi tác động vào AVR để thay đổi liên tục giá trị điều chỉnh mẫu mà không cần phận quay Một mạch cản sử dụng để hạn chế độ dốc tín hiệu bên ngoài, cần thiết Bộ AVR cung cấp với giới hạn giá trị kích từ min, max điều chỉnh; giới hạn cho phép tổ máy vận hành an toàn ổn định, chí giá trị giới hạn kích từ Bộ giới hạn hoạt động tác động điều chỉnh góc mở thyristor Nó có khả đưa đường cong vận hành giới hạn gần với đường cong công suất tổ máy Do xuất sụt áp tức thời ngắn mạch ngoài, giới hạn kích từ khơng phản ứng khoảng 1s phép xác lại dịng kích từ cưỡng Các giá trị đo lường thích hợp đo tính trễ mạng lấy để đưa vào phục vụ chế độ vận hành kích từ Một Mạch khố giữ ổn định mạng (hoặc chống dao động) - switchable stabilizing network trang bị để góp phần dập dao dộng tổ máy cách điều khiển thích hợp kích từ Tín hiệu ổn định giới hạn cho khơng thể làm kích từ thay đổi l0% giá trị bình thường trường hợp Tín hiệu ổn định tự động cắt dòng tác dụng nhỏ giá trị xác định Nó có khả xác định giá trị từ 10-30% giá trị dịng tác dụng bình thường điều chỉnh tín hiệu đầu khố Giữ ổn định mạng theo thực tế với giá trị liên tục từ tới giá trị lớn Các thơng số ổn định dựa vào thành phần tích phân biến đổi cơng suất tác 21 dụng Tín hiệu cơng suất đầu vào lọc thích hợp để không sinh giá trị bù điện áp cố định Bộ AVR trang bị điều khiển áp đường dây mạch bù dòng tổ máy để phân bố tải máy phát Bộ điều khiển tự động bán dẫn kỹ thuật số Ngày nay, điều khiển thường cấu tạo kỹ thuật số-vi xử lý Màn hình cảm ứng (Touch-screen) kết nối để cài đặt tham số, thuật tốn điều khiển đo lường giá trị tức thời Một số điều tốc cho máy phát cớ lớn (>15MW) điều khiển kết nối đến hệ thống giám sát SCADA nhà máy để giám sát thông số tức thời, biểu đồ vận hành khứ (trent) kiện giao thức mạng thông tin phổ thông chuyên biệt nhà sản xuất (Modbus, CAN bus, ) Bộ điều chỉnh điện áp tay Bộ điều chỉnh điện áp tay có khả điều chỉnh góc mở thyristor mạch độc lập Để báo khác điều khiển tay điều khiển tự động, trang bị mạch cân Trong trường hợp điều chỉnh tự động gặp cố điều chỉnh tay phải sẵn sàng để tổ máy tiếp tục vận hành Một mạch chuyển tiếp phải cung cấp phép chuyển từ chế độ tự động sang chế độ tay mà khơng có thay đổi cho kích từ.Các thiết bị phục vụ điều khiển tay cung cấp cho hệ thống kích từ máy phát Trang thiết bị khóa chế độ, chuyển mạch thiết kế cho tủ kích từ tủ điều khiển tổ máy chỗ phịng điều khiển để chọn lựa chế độ vận hành hệ thống kích từ tự động điều chỉnh điện áp (AVR) diều chỉnh tay Một điều khiển chuyển tiếp phải thiết kế để chuyển tiếp điều khiển kích từ từ chế độ AVR sang chế độ điều chỉnh tay trường hợp tín hiệu từ vài thiết bị đo áp nguồn vận hành DC, AC hệ thống AVR Bộ 22 phát tín hiệu áp xoay chiều phân biệt cố mạch áp thứ cấp (đứt mạch, pha ) sụt áp mạch sơ cấp gây cố ngắn mạch Trang thiết bị điều khiển tay thiết kế để liên tục tự động đặt vị trí tương ứng với giá trị mà AVR đạt cho khơng có thay đổi dịng kích từ xảy chuyển từ chế độ AVR sang điều khiển tay chọn chế độ vận hành điều khiển chuyển tiếp tác động 23 KẾT LUẬN Sau thời gian tháng làm đồ án với hướng dẫn tận tình thầy giáo: PGSTS Nguyễn Tiến Ban Em hoàn thành đề tài giao “ tìm hiểu nhà máy nhiệt điện ng Bí 2, sâu nghiên cứu tự động điều chỉnh điện áp máy phát điện” Quá trình thực đồ án giúp em củng cố lại kiến thức mà học Ngồi qua q trình tìm hiểu thực tế bên ngồi để hồn thành đồ án giúp em có thêm kiến thức thực tế quý báu Đề tài em giải vấn đề sau: Tìm hiểu tổng quan nhà máy nhiệt điện ng Bí 2 Máy phát điện hệ thống phụ phục vụ vận hành thao tác Hệ thống tự động điều chỉnh điện áp cho máy phát điện Mặc dù cố gắng nhận giúp đỡ thầy PGS-TS Nguyến Tiến Ban thầy cô giáo môn Nhưng với lượng kiến thức thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy giáo để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Hải phòng ngày …tháng… năm 2011 Sinh viên: Phạm Văn Chính 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS-TSKH Thân Ngọc Hoàn, Máy điện – nhà xuất Xây Dựng Hà Nội (2005) [2] Phạm Văn Chới, Bùi Tiến Hữu, Nguyễn Tiến Tơn, Khí cụ điện – Nhà xuất Khoa học-Kỹ thuật Hà Nội ( 2006 ) [3] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện – Nhà xuất Khoa họcKỹ thuật Hà Nội (2006) [4] GS-TSKH Thân Ngọc Hoàn, Cơ sở lý thuyết mạch điện – Nhà xuất Hà Nội (2003) [5] Phạm Công Ngô , Lý thuyết tự động điều khiển – Nhà xuất Khoa học- Kỹ thuật (2001) [6] GS-TSKH Thân Ngọc Hoàn, PGS-TS Nguyễn Tiến Ban, Trạm phát lưới điện tàu thủy – Nhà xuất xây dựng Hà Nội 25 ... sử dụng để chế tạo nhiệt cho nhà máy nhiệt đi? ??n Hiện có hai loại hình nhà máy nhiệt đi? ??n bản: - Nhà máy nhiệt đi? ??n tua bin - Nhà máy nhiệt đi? ??n tua bin khí + Với nhà máy nhiệt đi? ??n tua bin hơi:... nhiệt đi? ??n đốt nhiên liệu rắn - Nhà máy nhiệt đi? ??n đốt nhiên liệu lỏng - Nhà máy nhiệt đi? ??n đốt nhiên liệu khí b, Phân loại theo tua bin máy phát: - Nhà máy nhiệt đi? ??n tua bin - Nhà máy nhiệt đi? ??n. .. đi? ??u khiển tuabin để đi? ??u chỉnh tần số máy phát tương đương với tần số lưới đi? ??n + Căn vào số vôn kế kép cột hòa đồng bộ, tác động lên đi? ??u khiển kích từ để đi? ??u chỉnh đi? ??n áp máy phát theo đi? ??u
