Giáo trình Hệ thống thiết bị phụ trong nhà máy thủy điện (Nghề Vận hành thủy điện)

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MƠĐUN: HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NGHỀ: VÂN HÀNH THỦY ĐIỆN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐLC ngày tháng năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Lào Cai Lào Cai, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiểu lành mạnh bị nghiêm cấm MỤC LỤC Lời nói đầu Giáo trình mơ đun Bài 1: Hệ thống thơng gió Khái niệm, phân loại ý nghĩa việc thơng gió Phương pháp thơng gió hút Phương pháp thơng gió đẩy Phương pháp thơng gió hỗn hợp Bài 2: Hệ thống nước kỹ thuật Khái niệm, phân loại ý nghĩa hệ thống nước kỹ thuật Kết cấu hệ thống nước kỹ thuật 11 14 16 16 18 Bài 3: Hệ thống khí nén 1: Khái niệm công dụng 2: Kết cấu hệ thống khí nén Bài 4: Hệ thống trạm bơm nước Cấu tạo nguyên lý làm việc máy bơm nước kiểu ly tâm Cấu tạo nguyên lý làm việc máy bơm nước kiểu pít tơng Một số sơ đồ điều khiển trạm bơm 23 23 25 28 28 29 32 Bài 5: Hệ thống thiết bị nhị thứ 1: Sơ đồ khối vị trí lắp đặt thiết bị đo, kiểm tra thông số kỹ thuật tủ điều khiển 2: Kiểm tra cách điện mạng điện vận hành Tài liệu tham khảo 42 42 43 46 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình hệ thống thiết bị phụ nhà máy thủy điện viết dựa vào chương trình mơ đun hệ thống thiết bị phụ nhà máy thủy điện hệ đào tạo trung cấp nghề vạn hành nhà máy thủy điện Nội dung giáo trình đảm bảo yêu cầu mà chương trình đặt gồm bài: BÀI 1: Hệ thống thơng gió BÀI 2: Hệ thống nước kỹ thuật BÀI 3: Hệ thống khí nén BÀI 4: Hệ thống trạm bơm nước BÀI 5: Hệ thống thiết bị nhị thứ Giáo trình dùng làm tài liệu giảng dạy học tập cho giáo viên học sinh bậc hệ trung cấp nghề điện vận hành nhà máy thủy điện Trong trình biên soạn có nhiều cố gắng song khó tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn khiếm khuyết Tơi mong nhận góp ý Quý đồng nghiệp bạn Học sinh - Sinh viên tồn Trường để Giáo trình ngày hồn thiện Mọi ý kiến đóng góp xin gửi theo địa chỉ: Văn phòng Khoa Điện-Điện tử, Trường Cao đẳng Lào cai; E-mail: Khoadiencdnlc@gmail.com Tôi xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp, cảm ơn Khoa Điện-Điện tử, Trường Cao đẳng Lào cai tạo điều kiện giúp đỡ cho tơi hồn thành sách Lào Cai, ngày 17 tháng 10 năm 2017 Tham gia biên soạn Chủ Biên: Ngơ Đức Hiếu GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Mã mơ đun: MĐ 17 I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN: - Mơ đun hệ thống thiết bị phụ nhà máy điện bố trí sau học xong môn lý thuyết sở số mô đun khác trước thực tập chuyên môn nghề; - Mô đun hệ thống thiết bị phụ nhà máy điện mô đun chuyên môn nghề cung cấp cho người học kiến thức, kỹ vận hành hệ thống thiết bị phụ nhà máy điện II MỤC TIÊU MƠ ĐUN: Học xong mơ đun người học có khả năng: - Mơ tả hệ thống thiết bị phụ nhà máy điện; - Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động đặc tính, thơng số kỹ thuật thiết bị phụ nhà máy thuỷ điện; - Nêu lên quy định vận hành hệ thống thiết bị phụ; - Kiểm tra thiết bị phụ trước đưa vào vận hành; - Vận hành thiết bị phụ đảm bảo hiệu an tồn; - Xử lý cố bình thường vận hành; - Nghiêm túc học tập cơng việc III NỘI DUNG MƠ ĐUN: Bài mở đầu Bài 1: Hệ thống thơng gió Khái niệm, phân loại ý nghĩa việc thông gió 1.1 Khái niệm Trong q trình sản xuất sinh hoạt người khơng gian điều hồ thường sinh chất độc hại nhiệt thừa, ẩm thừa làm cho thơng số khí hậu thay đổi, mặt khác nồng độ ơxi cần thiết cho người giảm, sinh mệt mỏi ảnh hưởng lâu dài sức khoẻ Vì cần thiết phải thải khơng khí bị nhiễm (bởi chất độc hại nhiệt) bên ngoài, đồng thời thay vào khơng khí xử lý, khơng có chất độc hại, có nhiệt độ phù hợp lượng ơxi đảm bảo Q trình gọi thơng gió Q trình thơng gió thực chất q trình thay đổi khơng khí phịng nhiễm khơng khí bên ngồi trời qua xử lý Một hệ thống thơng gió hệ thống giúp khơng khí lành lưu thơng không gian khoảng không gian giới hạn loại bỏ khơng khí bị nhiễm Nó sử dụng môi trường khác nhau, bao gồm gia đình nơi làm việc Hệ thống có nhiều mục đích sử dụng bao gồm việc trì độ ẩm nhiệt độ ổn định, loại bỏ khơng khí bụi bẩn chất gây dị ứng, cung cấp, trao đổi khí O2 CO2 1.2 Phân loại a) Theo hướng chuyển động gió Người ta chia loại sau : - Thơng gió kiểu thổi : Thổi khơng khí vào phịng khơng khí phịng thải bên ngồi qua khe hở phòng nhờ chênh lệch cột áp Phương pháp thơng gió kiểu thổi có ưu điểm cấp gió đến vị trí cần thiết, nơi tập trung nhiều người, nhiều nhiệt thừa, ẩm thừa, tốc độ gió luân chuyển thường lớn Tuy nhiên nhược điểm phương pháp áp suất phịng dương nên gió tràn hướng, tràn vào khu vực khơng mong muốn - Thơng gió kiểu hút : Hút xả khơng khí bị nhiễm khỏi phịng khơng khí bên ngồi tràn vào phịng theo khe hở cửa lấy gió tươi nhờ chênh lệch cột áp Thơng gió kiểu hút xả có ưu điểm hút trực tiếp khơng khí nhiễm nơi phát sinh, khơng cho phát tán phịng, lưu lượng thơng gió nhờ khơng u cầu q lớn, hiệu cao Tuy nhiên phương pháp có nhược điểm gió tuần hồn phịng thấp, khơng có tuần hồn đáng kể, mặt khác khơng khí tràn vào phịng tương đối tự do, khơng kiểm sốt chất lượng gió vào phịng, khơng khí từ vị trí khơng mong muốn tràn vào - Thơng gió kết hợp : Kết hợp hút xả lẫn thổi vào phòng, phương pháp hiệu Thơng gió kết hợp hút xả thổi gồm hệ thống quạt hút thổi Vì chủ động hút khơng khí ô nhiễm vị trí phát sinh chất độc cấp vào vị trí u cầu gió tươi lớn Phương pháp có tất ưu điểm hai phương pháp nêu trên, loại trừ nhược điểm hai kiểu cấp gió Tuy nhiên phương pháp kết hợp có nhược điểm chi phí đầu tư cao b) Theo động lực tạo thơng gió - Thơng gió tự nhiên: Là tượng trao đổi khơng khí nhà ngồi trời nhờ chênh lệch cột áp Thường cột áp tạo chênh lệch nhiệt độ bên bên trong, dịng gió tạo nên - Thơng gió cưỡng bức: Q trình thơng gió thực ngoại lực tức sử dụng quạt c) Theo phương pháp tổ chức - Thơng gió tổng thể: Thơng gió tổng thể cho tồn phịng hay cơng trình - Thơng gió cục bộ: Thơng gió cho khu vực nhỏ đặc biệt phịng hay phịng có sinh chất độc hại lớn d) Theo mục đích - Thơng gió bình thường: Mục đích thơng gió nhằm loại bỏ chất độc hại, nhiệt thừa, ẩm thừa cung cấp ôxi cho sinh hoạt người - Thông gió cố: Nhiều cơng trình có trang bị hệ thống thơng gió nhằm khắc phục cố xảy Đề phịng tai nạn tràn hố chất : Khi xảy cố hệ thống thơng gió hoạt động thải khí độc đến nơi định sẵn bên Khi xảy hoả hoạn : Để lửa không thâm nhập cầu thang cửa hiểm, hệ thống thơng gió hoạt động tạo áp lực dương đoạn để người hiểm dễ dàng Hệ thống thơng gió cố hoạt động xảy cố 1.3 Ý nghĩa việc thơng gió Thơng gió có nhiều mục đích khác tuỳ thuộc vào cơng trình phạm vi định Các mục đích bao gồm: - Thải chất độc hại phòng bên Các chất độc hại bao gồm nhiều loại Trong không gian sinh hoạt chất độc hại phổ biến CO2 - Thải nhiệt thừa ẩm thừa bên ngồi Cung cấp lượng ơxi cần thiết cho sinh hoạt người - Trong số trường hợp đặc biệt mục đích thơng gió để khắc phục cố như: lan toả chất độc hại hoả hoạn Phương pháp thông gió hút 2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc động thơng gió kiểu hướng trục - Với đặc tính Quạt Hướng Trục (Truyền đai gián tiếp trực tiếp) đạt lượng lớn, cột áp thấp, phù hợp cho hút thổi khơng khí đường ống với khoảng cách ngắn - Lắp đặt cho hệ thống điều không nhà máy dệt, thiết bị hút lọc bụi sơn cho ngành chế biến gỗ - Hệ thống thơng gió tầng hầm cao ốc, hệ thống tạo khơng khí dương buồng cầu thang cao ốc trường hợp cứu hỏa a) Quạt hút gió kiểu hướng trục dạng ống: - Thường gắn thêm ống gió để hút nhiều vị trí nhà xưởng, dùng để thơng gió nhà xưởng - Dùng làm quạt hút khói hệ thống chữa cháy tòa nhà, chụi nhiệt độ lớn khoảng 280 oC 30 phút, với cột áp cao lưu lượng gió lớn Thường có cấp tốc độ (motor cực 2900 v/p cực 1450 v/p), bình thường hệ thống thơng gió chạy với tốc độ thấp 1450 v/p Khi có cố hỏa hoạn ta điều khiển tăng tốc độ lên để hút khói khỏi xưởng Cấu tạo gồm guồng vỏ - Guồng: có cánh đặt nghiêng, cong phía trước cánh thẳng để tạo áp lực lớn đẩy khí - Vỏ: dùng để hướng luồng khí theo chiều: thổi gió hút gió vào phụ thuộc vào chiều cong cánh quạt Khoảng hở guồng vỏ phải nhỏ khoảng 1,5% chiều dài cánh Quạt hút gió có loại: có dây đai truyền dạng trục quay - Hướng trục có dây đai truyền: truyền động lực qua dây cua roa đến trục cánh quạt • Đặc tính: lưu lượng gió cao, độ ồn thấp, tăng giảm lưu lượng gió, tiện bảo dưỡng motor Lưu lượng gió từ: 15.000 – 95.000 m3/giờ • Cơng dụng: thơng gió cho hầm mỏ, hút trao đổi – tạo không khí đối lưu nhà xưởng… Khuyết điểm: dùng dây cua roa nên ta phải thường xuyên cân chỉnh, thay dây cua roa Tốc độ motor quay sẻ lớn loại không dùng cua roa, nên mau hư bạc đạn hơn, nhiên giá thành sẻ rẻ loại không dùng dây cua roa - Hướng trục dạng trục quay: Không dùng dây cua roa, motor gắn trực tiếp vào trục quay cánh quạt •Đặc tính: cánh quạt tạo hợp kim nhơm, dễ điều chỉnh lượng gió •Lượng gió: 3.000 – 120.000 m3/giờ •Cơng dụng: xưởng dệt, điều hịa khơng khí nhà xưởng, đưa gió vào kho lớn, đưa gió vào hầm mỏ b) Quạt hút gió kiểu hướng trục ốp tường: kết hợp máy làm mát nước Evaporative Air Cooler để làm mát xưởng Lắp đặt thành nhà xưởng với bên ngồi xưởng, khơng gắn thêm ống gió - Đặc tính: lưu lượng gió cao, mẫu mã đẹp, an tồn sử dụng - Lưu lượng gió từ: 2.500 – 80.000 m3/giờ Quạt gắn tường, số lượng quạt, công suất tính tốn phù hợp cho trường hợp cụ thể, có sách tự mở quạt chạy có tác dụng ngăn chặn trùng, mưa tạt vào Khi bố trí nhiều quạt gắn liền tránh tượng hút gió ngược từ bên ngồi vào qua quạt khác không chạy, làm giảm khả thay đổi khơng khí.Sử dụng quạt hút cần lưu ý tới đặc điểm kiến trúc để chọn vị trí gắn quạt cho phù hợp Quạt dạng cánh profin đảo chiều từ hút sang thổi ngược lại Tính tốn thơng gió theo tiêu chuẩn 5687-2010, số lần thay đổi khơng khí x thể tích cần thơng gió Nếu muốn làm mát cho nhân viên xưởng ta nâng số lần thay đổi khơng khí lên 50 lần, muốn tăng hiệu làm mát ta dùng đến máy làm mát nước evaporative air cooler, thường thấy nhiều xưởng may Phân loại: theo nhu cầu sử dụng ta thấy gồm loại phổ biến Trong quạt composit cho tuổi thọ bền loại quạt lại, loại quạt chuyển động trực tiếp trục quay đắc bền loại gián tiếp qua dây cua roa 2.2 Đặc điểm phạm vi ứng dụng 10 lỏng hút qua trục phân phối (15) đặt tâm rotor, vào xi lanh nhờ có lỗ dẫn dầu (a) Khi piston bắt đầu chuyển động đến cung phía piston bị thành vành ép chuyển động hướng tâm Đo đó, chật lỏng đẩy vào khoang đẩu theo đường dầu (b) thân trục phân phối (15) dẫn qua ống phân phối dầu (15) thực trình đẩy bơm 2.3 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng Một số sơ đồ điều khiển trạm bơm Hệ thống cơng trình trạm bơm tổ hợp cơng trình thủy cơng trang thiết bị điện nhằm đảm bảo lấy nước từ nguồn nước, vận chuyển bơm nước đến nơi sử dụng cần tiêu nước thừa nơi khác.Các thành phần cơng trình hệ thống trạm bơm Sau xét thành phần đầy đủ hệ thống trạm bơm, Hình -1 để hiểu vị trí cơng dụng thành phần tạo nên hệ thống trạm bơm: Hình - Sơ đồ bố trí hệ thống cơng trình trạm bơm - Cơng trình cửa lấy nước 1, lấy nước từ nguồn ( lấy từ sông, hồ, kênh dẫn ) ; - Cơng trình dẫn nước 2, có nhiệm vụ đưa nước từ cửa lấy nước bể tập trung nước trước nhà máy bơm Cơng trình dẫn nước kênh dẫn, đường ống dẫn xi phông Trên cơng trình dẫn có bể lắng cát 3, có luận chứng thỏa đáng ; - Bể tập trung nước nằm trước nhà máy bơm, có nhiệm vụ nối tiếp đường dẫn với cơng trình nhận nước ( bể hút ) nhà máy cho thuận dịng; - Cơng trình nhận nước ( bể hút ) lấy nước từ bể tập trung cung cấp nước cho ống hút ống tự chảy vào máy bơm ; - Nhà máy bơm 5, nơi đặt tổ máy bơm thiết bị phụ điện ; - Đường ống áp lực ( ống đẩy ) 6, đưa nước từ máy bơm lên cơng trình tháo 7; - Cơng trình tháo ( bể tháo ) nhận nước từ ống đẩy, làm ổn định mực nước, phân phối nước cho kênh dẫn cơng trình nhận nước Thành phần cơng trình trạm, vị trí hình thức kết cấu chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố : mục đích sử dụng trạm bơm, lưu lượng, cột nước, điều kiện tự nhiên ( địa hình nơi đặt, giao động mực nước thượng hạ lưu, lượng dòng chảy rắn, 32 điều kiện địa chất cơng trình, tình hình vật liệu địa phương ), việc cung cấp kỹ thuật thi - cơng xây lắp v.v mà định Ví dụ, dịng nước bùn cát độ lớn hạt khơng nguy hiểm cho máy bơm khơng cần xây bể lắng cát, cột nước cần bơm thấp, mực nước bể tháo giao động khơng cần xây ống đẩy mà xây bể tháo liền vào sát nhà máy v.v 3.1 Sơ đồ điều khiển máy bơm; Khi nghiên cứu thiết kế hệ thống trạm bơm cho nhu cầu cải tạo đất cấp nước nông thôn, điều trước tiên cần giải hai nhiệm vụ: Xác định tuyến cơng trình xác định tối ưu số lượng trạm bơm vị trí đặt trạm Để giải nhiệm vụ dựa vào kinh nghiệm sau đây: - Tùy thuộc vào điều kiện địa hình, chiều dài cơng trình dẫn nước địa điểm kênh dẫn nước tưới cấp nước nơng thơn vùng, xây dựng vài bậc trạm, nghĩa vài trạm bơm Số lượng bậc cần định theo tiêu chuẩn tính tốn kinh tế - kỹ thuật Khi chi phí quy đổi cân phương án người ta ưa chọn phương án có số bậc nhỏ nhất; - Để giảm khối lượng công tác giá thành xây dựng, chiều dài tuyến trạm cần ngắn Các trạm bơm đầu mối cố gắng đặt gần khu tưới ( khu tiêu ) Các cơng trình thủy cơng trạm, kênh dẫn chính, đường xá đường tải điện cần phải xây dựng phần đất không sử dụng việc sản xuất nông nghiệp Cần trọng đến cơng tác phịng hộ rừng Các cơng trình dạng tuyến, mong muốn bố trí theo ranh giới ruộng luân canh, dọc đường tuyến tải điện hành - Nếu khơng có nhu cầu đặc biệt khơng cho phép xây dựng cơng trình thủy cơng vùng có khống sản, vùng cactơ, vùng sụt lở, vùng có thác nước - Khi nguồn nước có hạt rắn lơ lửng với đường kính hạt từ 0,25 0,5 mm nên xây dựng bể lắng Vị trí bể lắng đặt khoảng cơng trình lấy nước nhà máy Đối với phù sa, đường kính hạt rắn nhỏ khơng có nguy hại cho máy bơm nên thiết kế kênh dẫn mang phù sa bón ruộng Nên bố trí kết hợp cửa lấy nước với nhà máy, sử dụng cửa lấy nước nhiều tầng để lấy nước trong, loại trừ cát lớn vào máy bơm - Ở vị trí có bãi sơng hẹp, bờ sơng dốc giao động mực nước sông không lớn m, dùng sơ đồ kênh dẫn đào kênh sâu dẫn đến khối lượng lớn, lại dễ bồi lắng bùn cát trình làm việc Do vậy, trường hợp nên dùng sơ đồ kết hợp nhà máy cơng trình lấy nước thành khối , cơng trình lấy nước nhà máy đặt tách gần bên bờ sông 33 S đồ bố trí nhà máy - cửa lấy nước bên bờ sơng a) Bố trí kết hợp:1- nguồn nước; 2- phần cửa lấy nước; 3,5 - cầu trục cửa lấy nước va cầu trục gian máy; 4- gian máy chí8nh; 7- nửa tầng cáp điện; 9- van đĩa;10- động điện; 11- bơm li tâm trục đứng; 12 - ống hút cong; 13- MBA.b) Bố trí riêng lẻ bên bờ: 1- giếng bờ; 2- nhà máy; 3- ống hút; 5- rãnh lưới chắn rác; 6- van lấy nước - Khi bãi sơng rộng, mực nước sơng giao động ( m ), trường hợp nên chọn sơ đồ bố trí loại riêng biệt bãi sơng : cơng trình lấy nước đặt mép nước lớn nhất, cịn nhà máy đặt bãi sơng, cơng trình dẫn nước kênh hở ống dẫn tự chảy Sơ đồ bố trí riêng biệt, ống dẫn tự chảy - Khi mực nước sông giao động lớn ( từ 10 - 20 m ), để bảo đảm ổn định công trình giảm giá thành xây dựng nên áp dụng sơ đồ bố trí kết hợp nhà máy với cơng trình lấy nước lịng sơng ( xem Hình - 4,a ) Chú ý điều kiện vận tải thủy sơng Hoặc chọn sơ đồ bố trí riêng biệt: cửa lấy nước lịng sơng cịn nhà máy bờ 34 Sơ đồ lấy nước lòng sông - Trong trường hợp lưu lượng hồ nhỏ, mực nước giao động phạm vi chiều cao hút nước hs cho phép máy bơm đặt ống hút giá đỡ gỗ khung bê tông cốt thép để lấy nước trực tiếp từ sông hồ cách đơn giảm, kinh tế - Đối với trạm bơm lấy nước từ hồ chứa, mực nước giao động không lớn ( đến m ) nên chọn sơ đồ kết hợp thượng lưu ( xem Hình - ) S đồ kết hợp lấy nước thượng lưu hồ chứa 1- bể tháo; - bể áp lực; 3- kênh tháo; - tháo nước thừa; - đập đất; - nhà máy;7 - trạm phân phối điện - Khi mực nước hồ giao động lớn, đặt trạm thượng lưu đập khó bảo đảm lấy nước thường xuyên quanh năm mà vận hành phức tạp tốn đầu tư , 35 trường hợp nên chọn sơ đồ bố trí riêng biệt phía sau đập ( xem Hình - ) Cách bố trí làm cho cơng trình trạm bơm đơn giản nhiều khơng trực tiếp chịu áp lực nước thượng lưu Thường người ta chọn vị trí lấy nước trực tiếp từ cống ngầm Trường hợp không cho phép lấy nước qua cống ngầm mà phải xây dựng đường ống riêng qua thân đập phải tăng vốn đầu tư Lúc cần so sánh phương án lấy nước với phương án đặt nhà máy thượng lưu, qua so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn phgương án có lợi - Trường hợp lấy nước từ hồ chứa có giao động mực nước nhỏ ( m ), đập thấp điều kiện ổn định đập cho phép ta chọn cách bố trí nhà máy bơm ngang đập, Hình - Sơ đồ trạm bơm bố trí phía hạ lưu đâp 1- hồ chữa; 2- tháp lấy nước; 3- cửa lấy nước ; 4- van sữa chữa; 5- cống tháo đáy; 6- cầu công tác; 7- đập đất; 8- nhà máy bơm; 9, 10- cửa van th.bị đo lưu lượng; 11- ống hút; 12- xả nước; 13- kênh tháo tiêu Sơ đồ trạm bơm kết hợp với đập 36 1- hạ lưu đập; 2- cầu trục cửa van đập tràn; 3- gian máy; 4- đỉnh xi phông tháo; 5- hành langlưu thông; 6- BXCT bơm hướng trục; 7- ống hút cong - Các trạm bơm lấy nước kênh thường chọn sơ đồ bố trí kết hợp nhà máy bơm với cơng trình lấy nước ( xem Hình - ) Sơ đồ nầy, nhà máy cửa lấy nước thường liền khối Dưới trạm bơm lấy nước từ kênh chính, đưa nước vào bể tháo hình thức xi phơng, giảm cửa van chặn nước chảy ngược từ bể tháo ngược ống đẩy Sơ đồ bố trí kết hợp, lấy nước kênh 1- cơng trình chắn rác; 2- nhà máy; 3- ống đẩy; 4- xi phông tháo - Những vùng tưới nhỏ ven sông, ven hồ chứa có mực nước thay đổi nhiều, địa hình, địa chất phức tạp, lưu lượng không lớn ( m3/s ) nên dùng trạm bơm đặc biệt, như: trạm bơm thuyền, trạm bơm đặt ray ( xem Hình - ) Các loại trạm bơm cấp nước dân dụng lấy nước từ sông tương tự trạm bơm tưới tiêu trình bày trên, khác từ bể tháo trở đường ống áp lực có thêm bể lọc nước Trạm bơm đặt ray 1- đường ray; 2- khung; 3- giá tựa; 4- kết cấu phần trên; 5- tổ máy bơm; 6- ống đẩy; 7- dây kéo 37 3.2 Sơ đồ tự động bơm nước dự phòng; 3.3 Sơ đồ tự động bơm nước cứu hoả Hệ thống phòng cháy chữa cháy gồm thiết bị phát dập tắt hỏa hoạn nước ( cung cấp nước chữa cháy lẫn nhà máy ) phương tiện khác ( dùng khí ga, dùng bọt chữa cháy, dùng cát v.v ) 1.000 m3 điều kiện kết cấu bao che làm vật liệu chịu lửa cấp I II Đối với trạm bơm lớn hơn, cần phải đặt bể chứa nước phụ bên ngồi nhà để chữa cháy. Khơng cần đặt hệ thống cấp nước chữa cháy bên nhà máy trạm bơm nhỏ trung bình với thể tích nhà máy Hình 10 - 17 sơ đồ đường ống hệ thống cứu hỏa trạm bơm loại lớn Nước chữa cháy hai máy bơm bơm từ bể chữa bơm từ đường ống hệ thống cấp nước kỹ thuật Các máy bơm đưa nước vào đường ống dẫn 13 đặt dọc theo nhà máy, đặt cao trình tầng bên ngồi buồng máy điện Nước từ đường ống 13 dẫn vào : vịi cứu hỏa 12 buồng máy điện; vào ống rót buồng cầu thang máy; vào đường ống phân phối hệ thống vòi xối; vào thiết bị tưới để dập tắt lửa tia phun bụi hầm cáp, tầng kênh; vào ống 11 để dập tắt lửa động điện lớn; vào đường ống để tích sơ bể lắng bể lọc hệ thống cấp nước kỹ thuật 1- Bể chứa; 2, 7, 9, 13- đường ống: hệ thống cấp nước kỹ thuật, phân phối doc̣ kênh dẫn cáp, để tích sơ bể lắng hệ thống lọc nước hệ thống cấp nước kỹ thuật, đường ống chính; 3- bơm cứu hỏa; 4- vòi cứu hỏa buồng thang máy; 5, 6, 12các van cứu hỏa: bên ngoài, bên trong, buồng máy điện; 8- đến thiết bị tưới; 10tháo nước rò; 11- ống để dập tắt lửa động điện.Cần có hai máy bơm cứu hỏa trở lên ( có dự phòng ) Các bơm cần đặt thấp mực nước thấp nguồn Thời gian khởi động máy bơm cứu hỏa không lớn phút sau nhận tín hiệu cần phải có hai nguồn cấp điện độc lập dùng bơm lấy điện từ lưới bơm với động đốt Có thể sát nhập hệ thống cứu hỏa với hệ thống cấp nước uống - sản xuất với hệ thống cấp nước kỹ thuật có luận chứng kinh tế - kỹ thuật thỏa đáng 38 Bài 5: Hệ thống thiết bị nhị thứ 1: Khái niệm, phân loại ý nghĩa hệ thống nước kỹ thuật a Bảng điều khiển tay - Bộ phận điều khiển đóng/ngắt - Đồng hồ mạch điện pha - Đồng hồ đo áp/ công tắc lựa chọn - Đồng hồ tần suất/đồng hồ báo nhiệt độ nước/ đồng hồ áp dầu/ đồng hồ báo thời gian/đồng hồ điện áp ắc quy - Nút dừng khẩn cấp - Chức cảnh báo: tốc độ, nhiệt độ nước cao - Áp dầu thấp, sung điện thất bại - Tính bảo hộ: áp dầu thấp, nhiệt độ nước cao, tốc độ, ngừng khẩn cấp tính khác b Bảng điều khiển tự động khởi động không điện lưới Màn hiển thị ngồi tính tiêu chuẩn hiển thị tay cịn có đầu nối điều khiển lộ trình xa - Lựa chọn tự động dùng máy/ tay - Cầu dao kéo dài thời gian khởi động (3-5 giây, điều chỉnh) - Cầu dao kéo dài thời gian ngắt máy (0-270 giây, điều chỉnh) - Cầu dao lần tự khởi động thời gian - Thêm thị cảnh báo: tốc độ cao/thấp, cố điện áp đầu ra, khởi động thất bại, cảnh báo mực nước cao, ngừng máy khẩn cấp 39 - Tăng tính bảo hộ: tốc độ cao/thấp, khởi động thất bại, cố điện áp đầu ra, áp c Bảng điều khiển tự động khởi động kiểu độc lập, không cần người giám sát Có thể đáp ứng yêu cầu khách hàng, cung cấp tính điều khiển tự khởi động tính thay dao phụ tải tự động, tủ điều khiển kiểu độc lập khối, thao tác thuận tiện, thích hợp với điều khiển tập trung thiết bị điện d Bảng điều khiển tự động giám sát từ xa - Màn hiển thị LCD hiển thị bước tiến hàng, trạng thái, cố tham số - Có đầu nối RS232 485, tính điều khiển từ xa, đo xa, tín hiệu xa - Bảo hộ tổ máy, dừng máy tự động cảnh bảo trường hợp sau: khởi động thất bại, tốc độ, tốc độ thấp, nhiệt độ nước cao, áp dầu thấp, truyền cảm tốc độ khơng có tín hiệu, cố xung điện… e Bảng điều khiển cắt đổi trọng tải tự động (ATS) - cấp, công tắc cắt đổi khóa liên hồn khí/ khí điện - Đèn hiển thị trạng thái có tải, phát điện, điện lưới - Nút lựa chọn chế tự động tay - Màn hình điều khiển rửa dung dịch axits, phốt phát, xử lý phun - Phần đáp ứng sung điện thuận tiện cáp điện vào/ra - Thời gian cắt đổi tự động, không giây (có thể điều chỉnh) f Màn hiển thị máy song song - Tính tự động/bán tự động đa tính - Lưới điện song song, cấp điện ổn định - Tốc độ tập chung, phụ tải phối hợp tự động, sử dụng bảo dưỡng thuận tiện - Có tính kinh tế: theo u cầu trọng tải thực tế để sử dụng máy, tiết kiệm dầu - Linh hoạt việc mở rộng tương lai.: theo yêu cầu phát triển cải tiến thiết bị, đáp ứng việc tăng trọng tải 40 1.2 Sơ đồ khối bố trí thiết bị chức khối tủ điều khiển trạm biến áp; a Chức điều khiển: Mạch điện nhị thứ dùng để điều khiển làm việc thiết bị điện thứ Đây loại mạch điều khiển : Mạch điều khiển đóng , cắt máy cắt điện, điều khiển đóng mở dao cách ly, mạch điều khiển thiết bị làm mát điều áp tải máy biến áp Nguồn cấp điện cho điều khiển đóng cắt máy cắt, dao cách ly thường dùng nguồn chiều cung cấp độc lập từ dàn ắc quy 48V, 110V, 220V đặt trạm Chỉ có số trường hợp dùng nguồn xoay chiều điều khiển b Chức đo đếm: Mạch điện nhị thứ dùng để đo, đếm thơng số vận hành điện Có hai loại mạch điện thực chức đo đếm điện, : mạch biến dòng điện mạch biến điện áp Hai mạch riêng rẽ không nối với nhau, nối điện để cấp tín hiệu dịng áp cho thiết bị đo đếm Mạch dòng điện mắc nối tiếp tùe cuộn dây thứ cấp máy biến dòng điện đến cuộn dây dòng điện nối tiếp thiết bị đo đếm Mạch biến điện áp mắc song song cuộn dây thứ cấp máy biến điện áp nối với cácc cuộn dây điện áp thiết bị đo đếm Mạch đo cường độ dòng điện ( A, kA ) cúa đường dây nhận điện phát điện; đo điện áp ( V, kV ) cái, đường dây; đo công suất tác dụng ( kW, MW ), công suất phản kháng ( kVAR, MVAR ) máy biến áp, đường dây; đo tần số dòng điện ( Hz ), đo hệ số công suất ( cosφ ) Đếm điện tác dụng (kWh, MWh ) điện phản kháng (kVARh, MWRh )truyền tải qua máy biến áp, điện nhận phát đường dây c Chức bảo vệ rơle : Mạch dùng để bảo vệ mạch điện thứ, cách cung cấp liên tục thông số vận hành ( tín hiệu dịng điện điện áp ) trạm cho rơle bảo vệ, để rơle tác động cắt máy cắt điện, cắt điện loại trừ phần tử mạch điện thứ bị cố vận hành khỏi lưới điện, đảm bảo cho phần tử khác liên tục vận hành bình thường Mạch rơle bảo vệ gồm mạch biến dòng điện mạch biến điện áp cấp tín hiệu cho rơle tiếp điểm rơle nối mạch điện tác động cắt máy cắt Các rơle bảo vệ kiểu điện từ cần có mạch điện cấp nguồn ni Mạch biến dòng mắc nối tiếp cuộn day thứ cấp máy biến dòng qua cuộn dây dòng điện rơle bảo vệ Mạch điện áp nối song song cuộn dây thứ cấp máy biến điện áp với cuộn dây điện áp rơle bảo vệ Mạch tác động rơle nối từ tiếp điểm rơle đến mạch điều khiển cắt máy cắt điện để tự động cắt máy cắt có cố Mạch dịng áp loại mạch cấp tín hiệu xoay chiều cho rơle mạch cấp nguồn ni cho rơle mạc dùng điện chiều cấp từ dàn ắc quy trạm d Chức thị trạng thái bảo hiệu cố : Mạch dùng để trạng thái làm việc thiết bị điện thứ ( mạch thị trạng thái ) vận hành bình thường báo hiệu cố ( mạch điện báo cố ) Mạch điện trạng thái thường dùng đèn báo trạng thái làm việc thiết bị : - Trạng thái máy cắt điện " đóng "( đèn đỏ sáng ), " cắt " ( đèn xanh sáng) - Đèn thị trạng thái " đóng " " cắt " dao cách ly - Đèn thị chế độ làm việc thiết bị làm mát máy biến áp 41 Mạch báo hiệu cố dùng âm ( chng, cịi điện ) để báo động có cố trạm biến áp ( cố rơle bảo vệ tác động cắt máy cắt ; cố thiết bị thứ : máy biến áp, máy cắt … ) dùng đèn báo cố để thị thiết bị có cố, pha ( A,B C ) bị cố e Mạch truyền tín hiệu xa : Mạch có chức truyền tín hiệu xa : tín hiệu bảo vệ, tín hiệu đo lường … Được sử dụng hệ thống SCADA a Sơ đồ sợi ( One- line diagram ) : Chỉ vẽ mạch để mạch điện xoay chiều ba pha, sơ đồ vẽ đầy đủ tất thiết bị ( dù có thiết bị nối mạch pha nối mạch ba pha ) cách nối mạch liên kết thiết bị - Nếu sơ đồ sợi vẽ thhiết bị thứ mạch điện thứ có sơ đồ sợi thứ - Nếu sơ đồ sợi vẽ mạch điện thứ vã thêm mạch nhị thứ, biến dòng điện, biến điện áp nối thiết bị đo đếm, rơle bảo vệ có sơ đồ sợi nhị thứ Trên sơ đồ sợi có ghi thơng số kỹ thuật định mức tên vận hành thiết bị b Sơ đồ ba sợi : Vẽ đủ ba mạch để mạch điện xoay chiều ba pha, thể tất thiết bị ( pha , ba pha ) cách nối mạch điện liên kết thiết bị điện Sơ đồ ba sợi vẽ mạch điện ba pha thứ vẽ mạch điện ba pha nhị thứ biến dòng điện, biến điện áp vẽ mạch ba pha thứ, nhị thứ sơ đồ Trên sơ đồ ba sợi, có ghi thơng số kỹ thuật định mức tên vận hành thiét bị điện c Sơ đồ nguyên lý ( Schematic diagram ) Vẽ mạch điện nối thiết bị theo qui luật định, nhằm trình bầy rõ ràng nguyên lý vận hành hay nhiều mạch điện - Sơ đồ nguyên lý hợp - Sơ đồ nguyên lý dangh khai triển d Sơ đồ nối dây : Sơ đồ thườngv dùng chi mạch nhị thứ Sơ đồ dẫn nối hai đầu dây dây dãn điện ( có ghi số hiệu dây dẫn, mầu vỏ bọc, tiết diện dây ) vị trí nối cáp điện ( có ghi số hiệu cáp, tiết diện cáp, số lõi cáp ) nối đến thiết bị điện nhị thứ trạm nối dây nhằm thực mạch điện xác định theo sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nối dây thay bảng nối dây, bảng nối cáp gồm chi tiết nối hai đầu dây dẫn, hai đầu lõi cáp… ghi cột , hàng bảng e Sơ đồ khối : Trường hợp thiết bị điện gồm nhiều phần tử kết nối nhiều mạch điện phức tạp ta phải trình bầy dạng sơ đồ khối g Sơ đồ bố trí thiết bị : Sơ đồ vẽ bố trí thiết bị mặt , tủ bảng điện, vị trí lắp đặt cáp điện mương cáp, ống cáp mắt trạm 42 2: Kết cấu hệ thống nước kỹ thuật Để đảm bảo an toàn điện cần phải thực quy định: · Nhân viên phục vụ điện phải hiểu biết kỹ thuật điện, hiểu rõ thiết bị, sơ đồ phận gây nguy hiểm, biết có khả ứng dụng quy phạm kỹ thuật an toàn điện, biết cấp cứu người bị điện giật · Khi tiếp xúc với mạng điện, cần trèo cao, phịng kín phải có người, người thực cơng việc cịn người theo dõi kiểm tra người lãnh đạo huy tồn cơng việc · Phải che chắn thiết bị phận mạng điện để tránh nguy hiểm tiếp xúc bất ngờ vào vật dẫn điện · Phải chọn điện áp sử dụng thực nối đất nối dây trung tính thiết bị điện thắp sáng theo quy chuẩn 43 · Nghiêm chỉnh sử dụng thiết bị, dụng cụ an toàn bảo vệ làm việc · Tổ chức kiểm tra vận hành theo quy tắc an toàn · Phải thường xuyên kiểm tra dự phòng cách điện thiết bị hệ thống điện b) Các biện pháp kỹ thuật an toàn điện · Trước sử dụng thiết bị điện cần kiểm tra: o Cách điện pha với nhau, pha vỏ o Trị số điện trở cách điện cho phép: phụ thuộc vào điện áp mạng điện: ♦ Đối với mạng điện 1000[V] điện trở cách điện phải lớn 1000[Ôm/V],tức 1[kiloom/V] VD: Với mạng điện áp 220[V] điện trở cách điện phải là: ♦ Đối với thiết bị điện có điện áp tới 500[V]: Quy phạm an toàn điện quy định điện trở cách điện 0,5 [Mega ôm/Vôm] để đảm bảo an tồn · Ở nơi có điện nguy hiểm, để đề phịng người vơ tình tiếp xúc, cần sử dụng tín hiệu, khố liên động phải có hàng rào lưới, có biển báo nguy hiểm · Sử dụng điện áp thấp, máy biến áp cách ly · Sử dụng máy cắt điện an toàn · Hành lang bảo vệ đường dây điện cao áp không: giới hạn hai mặt đứng song song với đường dây, có khoảng cách đến dây ngồi cùng, khơng có gió: 44 Trong tất thiết bị đóng mở điện cầu dao, công tắc, biến trở máy cơng cụ phải che kín phận dẫn điện Các bảng phân phối điện cầu dao điện phải đặt hộp tủ kín, kim loại, có dây tiếp đất phải có khố then cài chắn Phải ghi rõ điện áp sử dụng cửa tủ chứa phân phối điện Khi đóng mở cầu dao bảng phân phối điện phải ủng cách điện Các cần gạt cầu dao phải làm vật liệu cách điện khô Tay -ớt có nhiễu mồ cấm khơng đóng mở cầu dao bảng phân phối điện Chỗ đứng cơng nhân thao tác cơng cụ phải có bục gỗ thống chắn Đề phịng điện rị phận khác để tản dòng điện vào đất giữ mức điện thấp vật ta nối khơng bảo vệ, nối đất an tồn cân Nối đất nhằm bảo vệ cho người chạm phải vỏ thiết bị điện trường hợp cách điện thiết bị bị hư 45 Tài liệu tham khảo: Máy bơm thiết bị cấp thoát nước - Ths Lê Dung – Ts Trần Đức Hạ NXB Xây dựng - Hà Nội 2002 Xử lý nước cấp - PTS Nguyễn Ngọc Dung - NXB Xây dựng - Hà Nội 1999 46 ... chương trình mơ đun hệ thống thiết bị phụ nhà máy thủy điện hệ đào tạo trung cấp nghề vạn hành nhà máy thủy điện Nội dung giáo trình đảm bảo yêu cầu mà chương trình đặt gồm bài: BÀI 1: Hệ thống. .. Mô tả hệ thống thiết bị phụ nhà máy điện; - Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động đặc tính, thơng số kỹ thuật thiết bị phụ nhà máy thuỷ điện; - Nêu lên quy định vận hành hệ thống thiết bị phụ; ... việc vận hành hệ thống điều tốc Nhà máy thủy điện việc lựa chọn cơng nghệ áp dụng cho hệ thống điều tốc nhà máy vấn đề cần chủ đầu tư cân nhắc kỹ Hầu hết Nhà máy thủy điện Việt Nam sử dụng hệ thống