. Hình 32 Nhà máy nhiệt điện than
9. Khoang thoát nước 10,11 cầu trục 12 MBA 13 Đường dây truyền tả
Nhà máy thủy điện tunen được cho trên Hình 3.5. Người ta lợi dụng những
khúc sơng đi vịng qua núi hoặc hai con sơng gần nhau nhưng có độ chênh mực nước lớn đế xây dựng nhà máy thủy điện. Tại vị trí thuận lợi ở thượng lưu người ta xây dựng một đập chắn nhỏ để hướng dòng nước (1) qua tunen (2) có độ dốc nhỏ vào bể áp lực (3); Nước từ bể áp lực qua ống dẫn áp lực (4) có độ chênh mực nước AH hầu như bằng độ lệch mức nước của đoạn sông; qua ống áp lực, nước làm quay tuabin (5) sau đó thốt ra kênh tháo nước (6) xuống hạ lưu.
Hình 3.5 Nhà máy thủy điện tunen
Nhà máy thủy điện tunen có giá thành xây dựng rẻ hcm nhưng lưu lượng nước biến động nhiều trong năm.
3.2.4 Nhà mảy điện nguyên tử
Khi nơtron bắn phá hạt nhân Uranium 235 sẽ phá vờ nguyên tử Uranium và tạo nên nhiều nơtron mới. Các nơtron tiếp tục bắn phá nguyên tử Uranium và tạo nên phản ứng dây chuyền giải phóng năng lượng rất lớn. Năng lượng do Ikg Uranium giải phóng tương đương với năng lượng đốt 3000 tấn than. Phần tử cơ bản của nhà máy điện nguyên tử là lị phản ứng hạt nhân (Hình 3.7).
Hình 3.6 Nhà máy điện nguyên tử tại Nhật Bản, sự cố năm 2011
Có 3 loại lị phản ứng hạt nhân thuộc thế hệ thứ ba:
• Lị phản ứng nước áp lực PWR (Pressurized Water Reactor) chứa nhiên liệu, thanh điều khiển và chu trình nhiệt sơ cấp. Chu trình thứ cấp tạo nên hơi nước áp suất và nhiệt độ cao chạy qua tuabin khơng chứa chất phóng xạ. Đây là loại lò phản ứng hạt nhân được sử dụng phổ biến hiện nay, có độ an tồn và tin
cậy cao nhất; .
• Lị phản ứng nước sôi BWR (Boiling Water Reactor) Phản ứng hạt nhân được điều khiển và tạo hơi nước có áp lực thấp hơn. Không cỏ phân biệt giữa mạch sơ câp và thử câp. Hiệu suât nhiệt cao, đơn giản, ôn định và an tồn cao;
• Lị phản ứng áp suất nước nặng PHWR (Pressurized Heavy Water Reactor) được điều khiển và làm chậm bằng nước nặng. Nhiên liệu hạt nhân chứa trong ống áp lực, nhiên liệu Uranium tự nhiên, có thể tái chế và sử dụng nhiên liệu hiệu quả.
Hình 3.7 Nhà máy điện ngun tử
Đa số lị phản ứng hạt nhân sử dụng Uranium làm giầu U-235. Lị có vỏ thép dây 10 cm bên trong chứa nhiên liệu là u235 làm giâu. Đê điêu chình phản ứng dây chuyền sử dụng thanh điều khiển là chất hấp thụ nơtron (Zirconi) có tác dụng điều chỉnh phản ứng dây chuyền. Khi các thanh điều khiển nằm hồn tồn
GIÁO TRÌNH GIÁO DỤC sử DỤNG NĂNG LƯỢNG TIÉT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ
trong nhiên liệu phản ứng dây chuyền bị dập tắt. Để đảm bảo an toàn ngoài vỏ thép cịn có 2 lớp vỏ băng bê tơng dự ứng lực dầy 50 cm và 10 cm. Hệ thống trao đôi nhiệt truyên nhiệt lượng của phán ứng hạt nhân làm nước hóa hơi và dãn nở trong tuabin. Như vậy thực chấi nhà máy điện nguyên tử là là máy nhiệt điện trong đó vai trị của lị hơi thơng thường là lị phản ứng hạt nhân. Khó khăn chủ yếu của các nhà máy điện hạt nhân là vấn đề xử lý chất thải phóng xạ và an tồn hạt nhân.
Do sự thiết hụt nguồn than, dầu khí và khả năng xây dựng các nhà máy thủy điện có hạn nên trong Tổng sơ đồ phát triển điện năng VI dự kiến đễn năm 2020 cân xây dựng nhà máy điện nguyên tử. Ngày 25.11.2009 Quốc hội đã phê chuẩn nghị quyết về chủ trương đầu tư xây dựng nhà máy điện nguyên tử. Nhà máy Ninh Thuận 1 công suất 2xl000MW, công nghệ lị nước nhẹ cải tiến là cơng nghệ mới nhất sẽ được xây dựng tại xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam vào năm 2014, phát điện vào năm 2020. Nhà máy Ninh Thuận 2 công suất 2xl000MW đặt tại xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận.
Năm 2011 đã xảy ra sự cố lò phản ứng hạt nhân tại Nhật Bản, chính vì điêu này mà các nước đang đầu tư phát triển về điện hạt nhân cũng đang xem xét lại vấn đề đầu tư này, nhà máy điện hạt nhân Fukushima, Nhật Bản đã xảy ra sự cố, Hình 3.8.
Hình 3.8 Nhà máy điện hạt nhân Fukushima, Nhật Bản
3.2.5 Trạm phát điện đìêzen
Các trạm phát điện điêzen với động cơ sơ cấp là động cơ điêzen có cơng suất từ vài chục đến hàng nghìn kW. Do giá thành điện năng cao các trạm phát điện điêzen thường được sử dụng làm nguồn điện dự phòng.
3.3 Truyền tải điện
Hệ thống truyền tải là khâu trung gian truyền tải điện năng từ các nhà máy điện đên hệ thông phân phôi điện. Theo quy mô công suât và chiêu dài truyên tải hệ thông truyền tải gồm các trạm biến áp và đường dây có điện áp định mức 500, 220, 110 kV.
3.3.1 Lợi ích kinh tế và kỹ thuật của hệ thống điện quốc gia
Các nhà máy điện của mồi quốc gia và của cả nhiều khu vực lớn trên the giới đêu được vận hành song song, nôi thành hệ thơng điện thống nhât vì những lý do
cơ bản sau đây:
- - ----------------- ..llHLUỵL.Ấ
• Tăng cường tính đảm bảo, an toàn và liên tục cung cấp điện. Có sự hỗ trợ về cơng suất trong hệ thống để đảm bảo cung cấp đủ cơng suất cho tồn hệ thống;
• Dự trữ chung của tồn hệ thống giảm đi;
• Vận hành tối ưu tồn hệ thống. Trong từng thời điểm, căn cứ vào yêu cầu của đơ thị phụ tải tồn hệ thống, vào chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của từng nhà máy, các nhà máy điện tham gia vào hệ thống sẽ được vận hành với công suất tác dụng và công suất phản kháng quy định. Điều này đảm bảo lợi ích kinh tế chung tồn hệ thống.
Ví dụ trong mùa mưa các nhà máy thủy điện sẽ được ưu tiên chạy hết cơng suất, trong khi đó vào mùa khơ các nhà máy nhiệt điện đảm bảo phần lớn phụ tải hệ thống. Trung tâm điều độ sẽ điều khiển và giám sát sự vận hành của từng nhà máy điện căn cứ vào chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của từng tổ máy và nhu cầu đồ thị phụ tải của toàn hệ thống.
3.3.2 Đồ thị phụ tải của hệ thống
Đặc điểm của phụ tải điện là biến thiên liên tục phụ thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiên (thời gian trong ngày, mùa...) cũng như yếu tố tổ chức, lao động đối với các máy móc, thiết bị. Đồ thị phụ tải rất cần thiết cho việc thiết kế và vận hành hệ thống điện.
• Đối với công tác thiết kế cần xác định đồ thị phụ tải điển hình để lựa chọn các thiết bị điện, tính tốn điện năng tiêu thụ;
• Đối với cơng tác vận hành nếu biết đồ thị phụ tải có thể xác định phương thức vận hành các thiết bị, phần tử trong hệ thống điện một cách tối ưu;
• Cần biết đồ thị phụ tải của các hộ tiêu thụ điện để xác định phương thức vận hành của các máy phát điện cho phù hợp với nhu cầu của phụ tải; lập kế hoạch sản xuất nhầm cân bàng giữa công suất phát với công suất tiêu thụ; có kế hoạch dự trữ nhiên liệu, sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ mà không gây thiếu hụt công suất và san bằng phụ tải đỉnh, do đó sẽ tiết kiệm được nhiên liệu, nâng cao hiệu suất làm việc của các nhà máy góp phần hạ giá thành điện năng. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi phụ tải theo thời gian được gọi là đồ thị phụ tải. Tùy theo yêu cầu sử dụng mà người ta xây dựng các loại đồ thị phụ tải khác nhau.
Ví dụ theo cơng suất có đồ thị phụ tải tác dụng P(t), đồ thị phụ tải phản kháng Q(t), đô thị điện năng tiêu thụ A(t). Theo khoảng thời gian khảo sát có đơ thị phụ tải hàng ngày, đồ thị phụ tải hàng tháng, đồ thị phụ tải hàng năm.
Đồ thị phụ tải là dữ liệu quan trọng trong tính tốn quy hoạch hệ thống điện. Đê xây dựng đồ thị phụ tải hàng năm ta căn cứ vào đồ thị phụ tải điển hình của một ngày mùa hè và một ngày mùa đơng như Hình 3.9. Đồ thị phụ tải năm chỉ mang ý nghĩa của một biểu đồ sắp xếp theo trình tự cơng suất giảm dần từ giá trị lớn nhât đên giá trị bé nhất theo trục tung, còn trục hồnh khơng mang ý nghĩa thời điểm mà chỉ mang ý nghĩa thời đoạn, biểu diễn độ dài thời gian xuất hiện giá trị phụ tải có cùng biên độ trong năm. Đồ thị phụ tải là dữ liệu quan trọng trong tính tốn quy hoạch hệ thống điện.
GIÁO TRÌNH GIÁO DỤC sử DỤNG NÀNG LƯỢNG TIÉT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ
kW KW kW
Hình 3.9 Đồ thị phụ tải