5. Các bƣớc thực hiện
2.5.2Nguyên lý hoạt động chung của nhà máy thủy điện
Hình 2.1: Sơ đồ minh họa cơ cấu của một cơ sở thủy điện 1. Ống dẫn nƣớc
2. Turbine thủy lực 3. Lƣỡi quay Turbine 4. Trục quay Turbine 5. Máy phát điện 6. Trạm biến thế 7. Đƣờng truyền 8. Dòng chảy 9. Ống xả thừa
Nhà máy thuỷ điện là công trình thuỷ điện phát ra năng lƣợng điện dựa trên nguồn năng lƣợng cơ năng của dòng nƣớc.
Nhà máy thuỷ điện hoạt động dựa trên nguyên lý rất đơn giản, nƣớc trên các sông, các suối chảy từ nguồn ra biển, đi từ cao đến thấp mang theo một nguồn năng lƣợng. Để tập trung nguồn năng lƣợng ngƣời ta dùng hệ thống đập tạo nên cột cao áp tức là độ chênh cột áp trƣớc đập và sau đập. Đập có hồ nƣớc lớn để điều tiết lƣu lƣợng lòng sông. Do đó nƣớc sẽ chảy từ thƣợng lƣu (trƣớc đập) về hạ lƣu (sau đập) rồi chảy vào buồng dẫn Turbine. Nƣớc đƣợc buồng dẫn đƣa đến bánh xe công tác.
Do tác dụng của áp lực nƣớc lên cánh bánh xe công tác làm cho trục Turbine quay. Trục Turbine nối liền với trục Rotor máy phát làm trục Rotor quay. Dựa trên hiện tƣợng cảm ứng điện từ, từ trƣờng quay do Rotor tạo ra làm phát sinh dòng điện cảm ứng trong
các cuộn dây đồng của Stator, Stator phát điện cung cấp điện tới các trạm phân phối điện thông qua hệ thống máy biến áp.
Nguồn điện năng này sẽ từ trạm phân phối đƣợc đƣa đi khắp cả nƣớc thông qua các hệ thống đƣờng dây.
Hoạt động của Turbine:
- Nƣớc chảy qua đập chắn và làm quay một guồng quạt lớn gọi là Turbine. Turbine sẽ quay trục thủy lực, trục này sẽ qua một chuỗi các nam châm gắn liền với nó quanh các cuộn dây đồng cố định.
- Đầu Kaplan là hệ thống thủy lực gắn liền với các lƣỡi quay linh hoạt của Turbine. Các lƣỡi quay linh hoạt có khả năng vận hành một cách hiệu quả bất chấp sự dao động của luồng chảy và nhu cầu điện.
- Rotor: Chuỗi các nam châm. Đây là phần quay của máy phát điện và là nguồn phát sinh từ trƣờng.
- Stator: Gồm các cuộn dây đồng. Đây là phần tĩnh của máy phát điện. Điện sẽ đƣợc sinh ra khi Rotor quay phía trong các vòng dây cố định.
- Trục quay (Shaft): Có vai trò liên kết Turbine với Rotor. Cả 3 bộ phận này đều quay ở cùng vận tốc (khoảng 90 vòng/phút).
- Cửa chắn (Wicket gate): Là một chuỗi 20 van điều chỉnh, có tác dụng kiểm soát lƣợng nƣớc chảy qua Turbine.
- Turbine thủy lực: Có cấu trúc tƣơng tự nhƣ guồng quạt nƣớc khổng lồ. Turbine chuyển năng lƣợng của dòng chảy thành cơ năng để vận hành máy phát điện.
Hình 2.2: Sơ đồ chi tiết bên trong Turbine thủy lực.