Xây dựng đặc tính điều tốc nhà máy thủy điện Đa Nhim theo phương pháp đồ họa

Xây dựng đặc tính điều chỉnh của bộ điều tốc

Giá trị tần số ổn định đối với turbin không được điều khiển (không có sự tham gia của bộ điều tốc) là giao điểm của đường cong PL(f) và P’L(f) được miêu tả trong hình 1.3 trong đó: P(f) đặc tính của turbin không được điều khiển ứng với một công suất nhất định (độ mở cánh hướng hoặc số van là cố định ). Khi tốc độ máy phát được điều khiển bằng bộ điều tốc, đặc tính P(f) của turbin có điều khiển được xây dựng dựa trên các đường đặc tính P(f) của turbin không có điều khiển bằng cách nối các điểm hoạt động tương ứng với các độ mở cánh hướng nước hoặc số van khác nhau. Khi tần số giảm theo đường đặc tính tần số của turbin không điều chỉnh (đoạn 2-3), đoạn 2-3 có thể thay thế bằng đoạn thẳng 2-3’ với giả thiết công suất của turbin không đổi tại độ mở (van/ cánh hướng) đạt tối đa.

Từ đó chúng ta xây dựng được đặc tính của turbin có điều khiển như đoạn 1’- 2 trên hình 1.4 thành đặc tính của turbin máy phát có điều chỉnh như hình 1.5. Nếu tải thay đổi một lượng ∆PL, nhờ hoạt động điều tốc, hệ thống sẽ ổn định tại một tần số mới f1 tương ứng với giao điểm của từng đặc tính tải mới và đường đặc tính công suất máy phát. Quá trình quá độ từ a ÷ b tương ứng với tần số giảm từ fo đến f1 kéo dài từ (5÷20)s bắt đầu từ thời điểm độ lệch tần số nằm ngoài vùng chết của bộ điều tốc.

Tuy nhiên do hằng số thời gian trễ của Secvomotor (động cơ trợ lực), tác động thủy lực trong turbin thủy điện hay sự giãn nở khí trong turbin hơi làm cho thời gian khởi động của các bộ điều tốc từ (1÷3)s.

P L Điểm chuẩn

Giới thiệu tổng quan về nhà máy

• Công trình của nhà máy .1. Các công trình thuỷ lực

Đây là công trình thủy điện đầu tiên, nằm ở nấc thang trên cùng, khai thác tiềm năng thủy điện của hệ thống sông Đồng Nai, nằm giáp ranh giữa tỉnh Lâm Đồng và Ninh Thuận. Tuy nhiên theo thời gian, các thiết bị và đường dây của nhà máy cũ dần khiến cho nó không thể hoạt động với đầy đủ công suất thiết kế. Nước từ hồ Đa Nhim theo hệ thống thủy áp này đổ xuống tới hệ thống 4 tuốc bin ở sông Krông Pha (sông Pha) ở độ cao 210 m.

- Nhà máy cung cấp điện cho các tỉnh Lâm Đồng, Ninh Thuận, Bình Thuận và Khánh Hòa thông qua các đường dây 110 kV và hòa vào hệ thống quốc gia thông qua đường dây 230 kV. Đồng thời, nước từ thủy điện Đa Nhim cung cấp mỗi năm hơn 550 triệu mét khối nước phục vụ tưới tiêu cho hơn 20.000 ha đất canh tác của tỉnh Ninh Thuận, vốn là một tỉnh có lượng mưa trung bình hàng năm thấp nhất Việt Nam. Cửa tràn là dạng xoay và có thể đóng mở bằng điện từ phòng điều khiển hay tại chỗ, trường hợp cần thiết có thể đóng mở bằng tay.

+ Giếng điều khiển : giếng điều khiển cửa thủy khẩu và 2 cửa chắn rác di động được xây bằng bêtông cốt thép, hình ống tròn. + Hệ thống cửa rác di động gồm 2 lưới rác : trong đó một cái làm nhiệm vụ chắn và vớt rác, còn một cái có tác dụng chắn rác khi cái kia được kéo lên. Một động cơ điện được trang bị chung cho hoạt động của 2 cửa rác, thông qua 2 hệ thống tời nâng, có thể chuyển đổi việc nối kết với phần dẫn động.

Sự chuyển đổi hoạt động giữa động cơ và bằng tay, cũng như thứ tự hoạt động của 2 lưới rác được thực hiện nhờ 4 ly hợp điều khiển bằng tay gạt, đặt ở 2 đầu vào và 2 đầu ra của HGT bánh răng. Vì cột nước tác dụng cao, nên cửa được thiết kế theo dạng cửa có xích con lăn, làm kín bằng joint cao su ở 4 cạnh phía thượng lưu. Giếng thủy giao ở đoạn cuối của đường hầm dẫn nước, có nhiệm vụ bảo vệ đường hầm khỏi tác dụng của hiện tượng thủy kích và cũng nhằm điều hòa áp lực trong đường ống trong thời gian giao thời khi cắt tải hay đóng tải đột ngột.

Đường hầm chịu áp bên dưới giếng giao bắt đầu từ điểm 10m bên dưới từ đường hầm xả tới điểm đầu của đường hầm ống thủy áp, có tên là đường hầm thủy giao. Do đoạn đường hầm từ giếng thủy giao trở xuống có lớp đất tự nhiên mỏng có sức chống đỡ yếu hơn áp lực nước nên người ta phải xây dựng một đường hầm ống thủy áp dài khoảng 86 m bắt đầu từ điểm cách giếng thủy giao 24,65 m và một đường ống thủy áp được đặt trong đó. Nhà van được xây dựng ở đầu ra của đường ống thủy áp trên, trong đó bố trí 2 van bướm cho 2 đường ống thủy áp, chúng có nhiệm vụ mở nước cho Nhà máy phát và cắt nước cấp cho bên dưới khi đường ống bị hư hỏng hoặc khi cần sửa chữa bên trong ống.

Van bướm được điều khiển đóng từ xa từ nhà máy và đóng mở tại nhà van.Việc đóng van bướm là nhờ đối trọng và mở là nhờ hai bộ bơm dầu 70 Kg/cm2 được kéo bởi hai động cơ điện 380V, 750 W.

II /. Tổng quan về bộ điều tốc của nhà máy thủy điện Đa Nhim

• Bộ điều tốc
• Mạch cảm nhận tốc độ
• Hộp điều khiển (control box): nằm ở mặt ngoài của tủ bao gồm các nút nhấn & các đèn hiệu chỉ báo sự cố
• Phần thủy lực
• Phần điện

Khi được chọn, kênh master sẽ được nối với các thiết bị ngoài như các convertter của kim, cần gạt, các đồng hồ chỉ thị (balancing, độ mở kim, cần gạt, giá trị của 77); màn hình giám sát. + Bộ khuếch đại công suất để điều khiển các cuộn dây converter (qua port CNK) mạch phát tín hiệu rung biên độ nhỏ để tạo rung cho các converter (nhằm chống kẹt cơ khí). - Digital output card: (DOS10G021) có 64 kênh, gởi các tín hiệu đến bảng báo sự cố, đèn nút nhấn ở control box, màn hình monitor giám sát tại tủ & đến PLC điều khiển.

- Bởi vì ống điều khiển di chuyển đến bên trái trong sự quan hệ đó đến ống chính áp lực điều khiển ở khoang B sẽ được nối với đường dầu xả R1 nối với lỗ D của ống điều khiển và thông qua lỗ F của ống chính. Cho nên, áp lực dầu điều khiển ở khoang B giảm dần, mặt dù áp lực điều khiển trong khoang C được giữ đùng bằng áp lực cung cấp, bởi vì lỗ E của ống điều khiển và lỗ thông G của ống chính đóng. † Trong điều kiện hoạt động bình thường đột nhiên áp lực dầu giảm và sự thay đổi trên các van soleinod do đó phải điều khiển bằng tay, khi đó trên đường dầu điều khiển hoạt động tự động của các van sẽ tạo ra những cặn, bẩn giữa ống điều khiển và ống chính của van chuyển đổi.

Và như vậy, thì dầu áp lực cung cấp đến cả xy lanh, cho đến khi lực tương ứng tác động lên xy lanh lớn đến khu vực mà có sự chênh lệch áp lực dầu trên piston trong khi mở phía xy lanh, còn phía piston thì đi xuống trong khi điều khiển mở lieõn tuùc. - Nếu phía dưới piston điều khiển thông với đường dầu áp lực, nhờ tiết diện phía dưới lớn hơn nên piston sẽ đi lên theo hướng tạo đường dầu mở cần gạt. - Bên cạnh đó để thực hiện việc điều chỉnh tải, một độ lệch của vị trí cần gạt so với bộ đặt tải (65P) được nhận biết và được nhân lên bởi bộ Speed droop để có độ lệch của vị trí cần gạt.

- Giá trị nhỏ nhất giữa tín hiệu ra của bộ xử lý PID và bộ giới hạn tải (77) sẽ được chọn và đưa ra tín hiệu khống chế vị trí cần gạt (Bộ giới hạn tải (77) được tự động cài đặt vị trí khởi động khi hệ thống được khởi động). - Để điều khiển động cơ servo kim nước, giá trị mong muốn của vị trí kim nước được tính toán trên cơ sở giá trị đạt được của cần gạt nước, điều này phụ thuộc vào chức năng của bộ DF/ND. - Giá trị của độ lệch này được tính toán dựa trên vị trí mà kim nước cần đạt được và vị trí thực của kim nước, trên cơ sở đó tín hiệu được đưa đến van điều khiển kim nước và chỉnh kim nước đến giá trị mong muốn.

- Khi vận hành tuabin bằng tay, để đóng mở cần gạt nước và kim nước thì trước tiên phải khoá bộ điều khiển khởi động của hệ điều tốc (#43GOV,’auto’; ‘manual’). - Khi vị trí cần gạt nước đạt tới giá trị của nó, giá trị cài đặt của bộ 77 được tự động thay đổi đến giá trị của vị trí khởi động sau một thời gian chắc chắn. - Vị trí của cần gạt nước có thể điều chỉnh vì vậy tốc độ thực có mối liên hệ với tốc độ được cài đặt trong bộ điều tốc (giá trị cài đặt bộ 65F tương ứng với mức tốc độ).

- Phần này thực hiện việc điều khiển PID (tỷ lệ, tích phân, vi phân) dựa trên tín hiệu sai lệch từ mỗi sự kiểm tra, so sánh và đưa ra yêu cầu vị trí van.

TỔNG KẾT

Các sơ đồ trình bày trong quá trình bảo vệ đồ án