khocnhe20062007
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Trước sự phát triển của các nền kinh tế xã hội, trong đó không thể không nói
đến sự phát triển mạnh mẽ của ngành năng lượng điện để đáp ứng nhu cầu công
nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước. Song song với sự đáp ứng nhu cầu về sự phát triển
kinh tế của xã hội thì ngành điện đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong cuộc sống
xã hội cũng như trong an ninh quốc phòng. Trong xu hướng hội nhập quốc tế, sự
phát triển của ngành năng lượng điện thì không thể bỏ qua được chất lượng của điện
năng. Để đảm bảo được sự tin cậy cung cấp điện liên tục, an toàn và hiệu quả cao
nhất như mong muốn, ngoài tiêu chuẩn chất lượng về điện áp thì tần số cũng là một
điều kiện rất quan trọng và quyết định tới chất lượng của điện năng.
Với mục đích nhằm củng cố các kiến thức trong các năm học và bước đầu cho
sinh viên nghiên cứu độc lập em xin nhận đề tài nghiên cứu về bộ điều tốc của nhà
máy thủy điện Đa Nhim để nhìn nhận rõ sự dao động công suất và tần số trong hệ
thống điện.
Để thực hiện thành công đồ án này, em xin chân thành Thank quý Thầy, Cô
giáo trong trường Đại học Đà Nẵng và đặc biệt là các Thầy, Cô giáo trong khoa điện
đã nhiệt tình cung cấp cho em những kiến thức cơ bản trong các năm học để em có cơ
sở thực hiện đồ án này. Trong quá trình thực hiện đồ án em xin chân thành cám ơn
Thầy giáo Tiến Sĩ Lê Kỷ đã định hướng và tận tình giúp đỡ cho em trong suốt quá
trình nghiên cứu thực hiện và hoàn thành đồ án.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng cũng không thể tránh khỏi những sai sót.
Rất mong được sự góp ý của các Thầy, Cô giáo và các bạn để đồ án của em được
hoàn thiện hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng, ngày tháng năm
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU TỐC . . 5
I. DAO ĐỘNG TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN . . 5
1.1 Giới thiệu chung: . . 5
1.1.1 Giai đoạn biến đổi nhanh : . . 5
1.1.2 Giai đoạn biến đổi chậm : . . 6
1.1.2.1: Điều chỉnh sơ cấp: . . 6
1.1.2.2 Điều chỉnh thứ cấp . 7
1.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi tần số lên turbin - máy phát . . 9
1.2.1 Ảnh hưởng của sự thay đổi tần số lên máy phát . . 9
1.2.2 Ảnh hưởng sự thay đổi tần số lên turbin . . 10
1.3 Xây dựng đặc tính điều chỉnh của bộ điều tốc . . 11
II. ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN . 15
2.1. Tổng quan . . 15
2.2 Điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 15
2.2.1 Khái niệm về điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 15
2.2.2 Khái niệm chung và nguyên lý điều chỉnh tốc độ turbin: . . 16
2.2.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống điều tốc turbin: . . 17
2.2.4 Các dạng đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin: . 21
2.2.4.1 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin độc lập: . 23
2.2.4.2 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin phụ thuộc: . . 24
2.2.4.3 Đáp ứng của phụ tải đối với sự thay đổi tần số: . . 26
2.2.4.4 Dao động công suất, tần số trong quá trình điều chỉnh sơ cấp. 28
2.2.4.5 Những yêu cầu về điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 29
2.3 Điều chỉnh thứ cấp: . 30
2.3.1 Khái niệm : . . 30
2.3.2 Điều khiển tần số thứ cấp trong hệ thống điện độc lập: . . 31
CHƯƠNG II: KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA
NHIM 32
I.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY . 33
1.1 Lịch sử hình thành và hoạt động . 33
1.2 Công trình của nhà máy . 35
1.2.1. Caùc coâng trình thuyû löïc: . . 35
1.2.2. Coâng trình ñieän : . . 41
1.2.3. Thiết bị điện, máy điện thông số và đặc tính kỹ thuật . 42
1.2.3.1. Phaàn cô : . . 42
a. Turbine: . . 42
b. Van chính (inlet valve): . . 43
c. Heä thoáng daàu aùp löïc: . 43
d. Hệ thống dầu bôi trơn, nâng trục: . . 44
e. Goái truïc: goàm 2 goái phía turbine & phía SSG . . 45
f. Heä thoáng nöôùc laøm maùt toå maùy. 45
g. Boä ñieàu toác: . 45
1.2.3.2 Phaàn ñieän: . 46
a. Maùy phaùt . 46
b. Maùy bieán aùp chính . 47
c. MBA kích töø: . 48
d. Heä kích töø: . 48
II /.TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM . 49
2.1 Bộ điều tốc: . 49
2.1.1. Các thông số kỷ thuật của bộ điều tốc . 49
1. Hiệu . 49
2. Kiểu . 49
3. Cấu trúc . 49
4. Cấu trúc 1 PLC . 49
5. Cơ cấu chấp hành: . 49
6. Nguồn cung cấp: . 50
7. Máy phát tốc: . 50
8. Final speed drop: . 50
9. Dải đặt mức tốc độ (speed level): . 50
10. Biên độ điện áp điều khiển . 50
11. Thời gian đóng mở kim . 50
12. Thời gian đóng/mở cần gạt . 50
2.1.2. Các thành phần, cấu trúc của bộ điều tốc . 50
1. Mạch cảm nhận tốc độ . 50
1.1. Máy phát tốcSpeed Signal Generator : SSG) . 50
1.2. Relay tốc độ . 50
2. LVDT: (linear variable differential transformer . 51
3. Governor unit: . 52
4. Nguồn cung cấp: . 53
5. Hộp điều khiển (control box): . 54
5.1 Tủ điều khiển . 55
5.2 Nguồn cho công cụ bảo dưỡng. 57
III.PHẦN THỦY LỰC CỦA BỘ ĐIỀU TỐC. 57
1.1 Hệ thống kim, cần gạt nước & servo cần gạt . 57
1.2 Converter valve: (van chuyển đổi) có 3 cái: . 57
a. Ñaëc ñieåm chung: . 57
b. Ñaëc ñieåm kyõ thuaät: . 58
c. Caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng: . 58
d. Hoaït ñoäng baûo döôõng: . 60
1.3 Van phaân phoái cho van chính: . 60
1.4 Van phân phối cho cần gạt (distributing valve) . 61
1.5 Van 65S . 61
2. Nguồn cấp dầu cho bộ điều tốc: . 61
IV. PHẦN ĐIỆN CỦA BỘ ĐIỀU TỐC . 62
1. Chức năng hệ thống điều tốc: . 62
a. Cấu hình hệ thống bộ điều chỉnh khối điều tốc được mô tả như hình sau: . 62
b. Mô tả chức năng: . 62
c. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều tốc. 62
d. Nguyên tắc đều khiển của bộ điều tốc . 63
1. Kiểm tra đầu vào và mức độ chuyển đổi: . 63
2. Điều khiển bằng tay Turbin: . 63
3. Điều khiển khởi động: . 63
4. Điều khiển tốc độ: . 64
5. Điều khiển tốc độ theo yêu cầu: . 65
6. Điều khiển tải: . 65
7. Điều khiển PID: . 66
8. Ưu điểm của bộ điều tốc . 72
9. Kết nối máy tính với bộ điều khiển: . 66
CHƯƠNG III. VAI TRÒ CỦA ĐIỀU TỐC TRONG CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH
CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM . 68
I. Khái Quát . 68
II. Chức năng và vai trò của bộ điều tốc. 68
2.1 Chức năng của bộ điều tốc . 68
2.2. Vai trò của bộ điều tốc . 68
2.2.1. Tự động ổn định công suất (auto load regulator: ALR) . 68
2.2.2 Điều chỉnh hữu công . 69
2.2.2.1 Điều tần . 69
2.2.2.2 Cố định . 69
CHƯƠNG IV: TỔNG KẾT . 72
1. Ý nghĩa của hệ thống điều tốc trong nhà máy thủy điện Đa Nhim
2. Những đặc trưng chính của khối điều tốc
3. Các lưu ý khi vận hành hệ thống điều tốc
- Điện trở cuộn dây stator ở 75 oC: 0,0072 Ohm
- Mật độ dòng điện lớn nhất trong dây dẫn ở tải & áp định mức: 2,3A/mm2
- Cảm ứng từ lớn nhất ở răng stator: 14700 gauss
- Số mạch song song trong 1 pha: 1
- Số rãnh: 126
- Cách điện: lớp F
- Đường kính bên ngoài lớn nhất của rotor: 2889 mm
- Trọng lượng rotor: 117 tấn
- Chiều dài trục: 8.110m.
- Đường kính trục lớn nhất: 1080 mm
- Lưu lượng gió trong máy phát: 2.300m3/phút.
- Lưu lượng định mức nước làm mát gió máy phát: 2.400l/phút (#144m3/h).
- Lưu lượng tối thiểu nước làm mát gió máy phát: 80 m3/h.
- Độ gia tăng nhiệt độ cho phép của cuộn dây: 75 K
- Nhiệt độ tối đa cho phép của gió ra bộ làm mát: 40 oC
- Công suất bộ sưởi: 27KW.
b. Máy biến áp chính
- Hiệu: DAIHEN.
- Công suất định mức: 45.000KVA
- Số pha: 3
- Tần số: 50Hz
- Điện áp/dòng điện định mức:
+ Phía cao áp: 230KV/113A.
+ Phía hạ áp: 13,2KV/1968A.
- Trọng lượng tổng: 75.100 Kg.
- Khối lượng dầu: 19.400 lít.
- Tổ nối dây: Ynd1.
- Các nấc điện áp phía cao áp: (Đổi nấc không tải)
Nấc 1 2 3 4 5
Uđm (KV ) 242 236 230 224 218
Iđm (A) 107 110 113 116 119
- Mức cách điện:
+ Xung: phía 230kv: 1050KV, phía 13,2 kv: 95KV.
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim
GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 48
+ Tần số 50Hz
- Kiểu làm mát: dầu tuần hoàn cưỡng bức, quạt cưỡng bức (ODAF)
+ Bơm dầu: 3KW – 380V (3 bơm).
+ Quạt: 2,5KW – 380V (3 quạt).
- Nhiệt độ môi trường cho phép: -25oC – +45oC
- Dung lượng dầu: 19400 lit
- Loại dầu: Jomo
- Kiểu làm kín: túi cao su
- Biến dòng đầu sứ:
+ Phía trung tính cuộn 230 kV: 100/A, 30VA, 25KA trong 3s, 5P20
+ Pha B cuộn 230 kV: 119/4.3, 5.0, 5.7, 6.4, 7.1 A dùng để đo nhiệt độ cuộn dây
c. MBA kích từ:
- Hiệu: ABB
- Nơi sản xuất: Korea.
- Loại khô, trong nhà
- Công suất định mức: 450 KVA.
- Số pha: 3.
- Tần số: 50Hz.
- Điện áp định mức:
+ Phía cao áp: 13,2 KV + 2 x 2,5% (đổi nấc không tải)
Nấc 1 2 3 4 5
Uđm ( V ) 13860 13530 13200 12870 12540
+ Phía hạ áp: 410 V
- Dòng điện định mức (HV/LV): 19,7/633,7 A
- Trọng lượng tổng: 2500 kg.
- Tổ nối dây: Ynd1.
- Mức cách ly: F/F
+ Xung: phía 13,2 kv: 75 KV .
+ Tần số 50Hz: phía 13,2 kv: 28KV, phía 410V: 3KV.
- Kiểu làm mát: gió tự nhiên (AN)
- Độ tăng nhiệt độ cuộn dây cho phép: 100 K (F class)
d. Hệ kích từ:
- Loại: MEC 600 digital AVR của Misubishi electric corp
- Kiểu kênh kép: 1 master 1 reduntdant
- Các thông số định mức 128,1 KW; 183V; 700 A
- Điện áp & dòng kích từ định mức (ở UF = 13,2 KV & S = 45MVA): 158,7V/614A
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim
GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 49
- Cấp chính xác của điện áp: 0,5 %
- Thời gian lấy mẫu: 10 ms
- Chỉnh lưu:
+ Số bộ chỉnh lưu: 2 (1 dự phòng: redundant)
- Kiểu: chỉnh lưu toàn cầu 3 pha dùng thyristor loại FT1000BV70
+ Dòng điện thuận trung bình: 1000A.
+ Điện áp ngược chịu đựng: 3.500V
- Máy cắt kích từ:
+ Kiểu: AT12 (máy cắt khí AC)
+ Điện áp định mức: 690V.
+ Dòng điện định mức: 1250A.
+ Dòng cắt: 45KA.
- Quạt làm mát: 2 x 1,5 kW - 200 VAC (1 dự phòng)
- Nguồn cung cấp:
+ AC cho điều khiển: 220 V – 2 kVA
+ DC cho điều khiển: 220 V – 3 kW
+ AC cho sưởi, chiếu sáng: 220 V – 3 x 120 W.
+DC cho mạch kích mồi: 220 V – 11 kW
- Phạm vi điều chỉnh điện áp:
+ Chế độ Auto: + 5% Ufđm(13,2kv) khi mang tải & từ 50% - 110% Ufđm khi không
tải.
+ Chế độ Manu: 25% ở không tải đến 120% ở tải định mức.
+ Cấp chính xác điện áp: + 0,5%.
II /. Tổng quan về bộ điều tốc của nhà máy thủy điện Đa Nhim
2.1 Bộ điều tốc:
2.1.1. Các thông số kỷ thuật của bộ điều tốc
1. Hiệu: TOSMAP-GS/RE0XP phiên bản 5.2E của Toshiba
2. Kiểu: US 19AG29
3. Cấu trúc: 2 PLC 1 master & 1 standby
4. Cấu trúc 1 PLC:
- 1 board CPU: DDCP03G011
- 1 board analog input: DIFS02G002 : nhận tín hiệu tốc độ
- 3 board analog input/output: XVGX02G008: giao tiếp & điều khiển
2 kim, cần gạt, van điều khiển cần gat.
- 1 board analog output: AOC15G003
- 1 board digital input: DIC10G021
- 1 board digital output: DOS10G021
5. Cơ cấu chấp hành:
- Servo dầu áp lực
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim
GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 50
6. Nguồn cung cấp:
- Gồm 2 nguồn 220 VAC 1 pha & 220 VDC cho từng PLC
7. Máy phát tốc:
- Được gắn đồng trục với máy phát: 500 rPhần mềm – 1 kHz,
- 2 output: xung vuông & sin.
8. Final speed drop:
12% => Permanent speed drop # 4,4%
9. Dải đặt mức tốc độ (speed level):
- 0 + 110% khi hòa lưới (65P)
& +15% khi không hoà lưới (65F)
10. Biên độ điện áp điều khiển: + 2V
11. Thời gian đóng mở kim : 50 + 5 sec
12. Thời gian đóng/mở cần gạt: 2 + 0,2 sec / 20 + 10 sec
2.1.2. Các thành phần, cấu trúc của bộ điều tốc.
1. Mạch cảm nhận tốc độ:
- Bao gồm máy phát tốc & các relay tốc độ
1.1. Máy phát tốc
Speed Signal Generator : SSG)
- Được lắp đặt tại vị trí trên cùng của trục máy phát. SSG bao gồm các phần chính: một
bánh răng dò, và 3 bộ cảm nhận từ là thiết bị để đo tốc độ quay của trục máy phát nhờ đếm
số lượng các răng đi qua bộ cảm nhận trong một đơn vị thời gian. 2 bộ cung cấp cho 2
kênh của bộ điều tốc, 1 bộ cung cấp cho relay tốc độ & qua transducer 0-2 KHz / 4-20mA
cấp tín hiệu cho đồng hồ tốc độ & PLC. Tín hiệu 0-500 rPhần mềm sẽ được biến đổi thành tín
hiệu hình sin tần số 0Hz -1000 Hz cấp cho 2 kênh của bộ điều tốc. Tín hiệu cấp cho relay
tốc độ dạng xung vuông 0 Hz - 1000 Hz.
Hình 2.5 Cấu tạo máy phát tốc SSG với 3 đầu dò
1.2. Relay tốc độ: có 2 dạng cơ & điện.
- Relay cơ: dạng tiếp điểm ly tâm b contact gắn đồng trục máy phát cùng phía với SSG.
Khi tốc độ tổ máy > 128% định mức. tiếp điểm này mở, relay 12-2MX reset, gởi tín
hiệu vượt tốc đến relay 029XR (tủ 0*GTA002AR).
- Relay điện: gồm 2 cái, nhận tín hiệu từ xung vuông từ SSG qua bộ cấp nguồn PWS-N
( loại YDCS-02A ). Bộ này nhằm giúp cho biên độ xung ra ổn định ( 13V ) khi biên độ
xung đầu vào thay đổi (+30-(-20)% định mức).
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim
GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 51
Hình 2.6 Hai Relay tốc độ trên tủ điều khiển
- Các tín hiệu của relay điện :
12 : khi tốc độ N > 600 rPhần mềm (120 % định mức), 12X ON
13 : khi tốc độ N > 450 rPhần mềm (90 % định mức), 13X ON
14-1 : khi tốc độ N < 380 rPhần mềm (76 % định mức), 14-1X ON
14-2 : khi tốc độ N < 15 rPhần mềm ( 3 % định mức), 14-2X ON
2. LVDT: (linear variable differential transformer: biến áp vi sai tuyến tính):
- Mỗi servo kim, cần gạt & van phân phối cho cần gạt đều được lắp 2 bộ LVDT để truyền
tín hiệu vị trí đến 2 kênh của điều tốc
- Mỗi bộ LVDT trên cùng 1 thiết bị nối với 1 kênh khác nhau của bộ điều tốc.
- Điện áp ra của LVDT tuyến tính với độ dịch chuyển của lỏi MBA này.
- Có 3 dạng khác nhau: TS2937EN18 cho van phân phối cần gạt; LS-450TM cho cần gạt
& LS-150TM cho kim.
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nh
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Trước sự phát triển của các nền kinh tế xã hội, trong đó không thể không nói
đến sự phát triển mạnh mẽ của ngành năng lượng điện để đáp ứng nhu cầu công
nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước. Song song với sự đáp ứng nhu cầu về sự phát triển
kinh tế của xã hội thì ngành điện đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong cuộc sống
xã hội cũng như trong an ninh quốc phòng. Trong xu hướng hội nhập quốc tế, sự
phát triển của ngành năng lượng điện thì không thể bỏ qua được chất lượng của điện
năng. Để đảm bảo được sự tin cậy cung cấp điện liên tục, an toàn và hiệu quả cao
nhất như mong muốn, ngoài tiêu chuẩn chất lượng về điện áp thì tần số cũng là một
điều kiện rất quan trọng và quyết định tới chất lượng của điện năng.
Với mục đích nhằm củng cố các kiến thức trong các năm học và bước đầu cho
sinh viên nghiên cứu độc lập em xin nhận đề tài nghiên cứu về bộ điều tốc của nhà
máy thủy điện Đa Nhim để nhìn nhận rõ sự dao động công suất và tần số trong hệ
thống điện.
Để thực hiện thành công đồ án này, em xin chân thành Thank quý Thầy, Cô
giáo trong trường Đại học Đà Nẵng và đặc biệt là các Thầy, Cô giáo trong khoa điện
đã nhiệt tình cung cấp cho em những kiến thức cơ bản trong các năm học để em có cơ
sở thực hiện đồ án này. Trong quá trình thực hiện đồ án em xin chân thành cám ơn
Thầy giáo Tiến Sĩ Lê Kỷ đã định hướng và tận tình giúp đỡ cho em trong suốt quá
trình nghiên cứu thực hiện và hoàn thành đồ án.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng cũng không thể tránh khỏi những sai sót.
Rất mong được sự góp ý của các Thầy, Cô giáo và các bạn để đồ án của em được
hoàn thiện hơn. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng, ngày tháng năm
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU TỐC . . 5
I. DAO ĐỘNG TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN . . 5
1.1 Giới thiệu chung: . . 5
1.1.1 Giai đoạn biến đổi nhanh : . . 5
1.1.2 Giai đoạn biến đổi chậm : . . 6
1.1.2.1: Điều chỉnh sơ cấp: . . 6
1.1.2.2 Điều chỉnh thứ cấp . 7
1.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi tần số lên turbin - máy phát . . 9
1.2.1 Ảnh hưởng của sự thay đổi tần số lên máy phát . . 9
1.2.2 Ảnh hưởng sự thay đổi tần số lên turbin . . 10
1.3 Xây dựng đặc tính điều chỉnh của bộ điều tốc . . 11
II. ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ VÀ CÔNG SUẤT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN . 15
2.1. Tổng quan . . 15
2.2 Điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 15
2.2.1 Khái niệm về điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 15
2.2.2 Khái niệm chung và nguyên lý điều chỉnh tốc độ turbin: . . 16
2.2.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống điều tốc turbin: . . 17
2.2.4 Các dạng đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin: . 21
2.2.4.1 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin độc lập: . 23
2.2.4.2 Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbin phụ thuộc: . . 24
2.2.4.3 Đáp ứng của phụ tải đối với sự thay đổi tần số: . . 26
2.2.4.4 Dao động công suất, tần số trong quá trình điều chỉnh sơ cấp. 28
2.2.4.5 Những yêu cầu về điều chỉnh tần số sơ cấp: . . 29
2.3 Điều chỉnh thứ cấp: . 30
2.3.1 Khái niệm : . . 30
2.3.2 Điều khiển tần số thứ cấp trong hệ thống điện độc lập: . . 31
CHƯƠNG II: KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA
NHIM 32
I.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY . 33
1.1 Lịch sử hình thành và hoạt động . 33
1.2 Công trình của nhà máy . 35
1.2.1. Caùc coâng trình thuyû löïc: . . 35
1.2.2. Coâng trình ñieän : . . 41
1.2.3. Thiết bị điện, máy điện thông số và đặc tính kỹ thuật . 42
1.2.3.1. Phaàn cô : . . 42
a. Turbine: . . 42
b. Van chính (inlet valve): . . 43
c. Heä thoáng daàu aùp löïc: . 43
d. Hệ thống dầu bôi trơn, nâng trục: . . 44
e. Goái truïc: goàm 2 goái phía turbine & phía SSG . . 45
f. Heä thoáng nöôùc laøm maùt toå maùy. 45
g. Boä ñieàu toác: . 45
1.2.3.2 Phaàn ñieän: . 46
a. Maùy phaùt . 46
b. Maùy bieán aùp chính . 47
c. MBA kích töø: . 48
d. Heä kích töø: . 48
II /.TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM . 49
2.1 Bộ điều tốc: . 49
2.1.1. Các thông số kỷ thuật của bộ điều tốc . 49
1. Hiệu . 49
2. Kiểu . 49
3. Cấu trúc . 49
4. Cấu trúc 1 PLC . 49
5. Cơ cấu chấp hành: . 49
6. Nguồn cung cấp: . 50
7. Máy phát tốc: . 50
8. Final speed drop: . 50
9. Dải đặt mức tốc độ (speed level): . 50
10. Biên độ điện áp điều khiển . 50
11. Thời gian đóng mở kim . 50
12. Thời gian đóng/mở cần gạt . 50
2.1.2. Các thành phần, cấu trúc của bộ điều tốc . 50
1. Mạch cảm nhận tốc độ . 50
1.1. Máy phát tốcSpeed Signal Generator : SSG) . 50
1.2. Relay tốc độ . 50
2. LVDT: (linear variable differential transformer . 51
3. Governor unit: . 52
4. Nguồn cung cấp: . 53
5. Hộp điều khiển (control box): . 54
5.1 Tủ điều khiển . 55
5.2 Nguồn cho công cụ bảo dưỡng. 57
III.PHẦN THỦY LỰC CỦA BỘ ĐIỀU TỐC. 57
1.1 Hệ thống kim, cần gạt nước & servo cần gạt . 57
1.2 Converter valve: (van chuyển đổi) có 3 cái: . 57
a. Ñaëc ñieåm chung: . 57
b. Ñaëc ñieåm kyõ thuaät: . 58
c. Caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng: . 58
d. Hoaït ñoäng baûo döôõng: . 60
1.3 Van phaân phoái cho van chính: . 60
1.4 Van phân phối cho cần gạt (distributing valve) . 61
1.5 Van 65S . 61
2. Nguồn cấp dầu cho bộ điều tốc: . 61
IV. PHẦN ĐIỆN CỦA BỘ ĐIỀU TỐC . 62
1. Chức năng hệ thống điều tốc: . 62
a. Cấu hình hệ thống bộ điều chỉnh khối điều tốc được mô tả như hình sau: . 62
b. Mô tả chức năng: . 62
c. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều tốc. 62
d. Nguyên tắc đều khiển của bộ điều tốc . 63
1. Kiểm tra đầu vào và mức độ chuyển đổi: . 63
2. Điều khiển bằng tay Turbin: . 63
3. Điều khiển khởi động: . 63
4. Điều khiển tốc độ: . 64
5. Điều khiển tốc độ theo yêu cầu: . 65
6. Điều khiển tải: . 65
7. Điều khiển PID: . 66
8. Ưu điểm của bộ điều tốc . 72
9. Kết nối máy tính với bộ điều khiển: . 66
CHƯƠNG III. VAI TRÒ CỦA ĐIỀU TỐC TRONG CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH
CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐA NHIM . 68
I. Khái Quát . 68
II. Chức năng và vai trò của bộ điều tốc. 68
2.1 Chức năng của bộ điều tốc . 68
2.2. Vai trò của bộ điều tốc . 68
2.2.1. Tự động ổn định công suất (auto load regulator: ALR) . 68
2.2.2 Điều chỉnh hữu công . 69
2.2.2.1 Điều tần . 69
2.2.2.2 Cố định . 69
CHƯƠNG IV: TỔNG KẾT . 72
1. Ý nghĩa của hệ thống điều tốc trong nhà máy thủy điện Đa Nhim
2. Những đặc trưng chính của khối điều tốc
3. Các lưu ý khi vận hành hệ thống điều tốc
- Điện trở cuộn dây stator ở 75 oC: 0,0072 Ohm
- Mật độ dòng điện lớn nhất trong dây dẫn ở tải & áp định mức: 2,3A/mm2
- Cảm ứng từ lớn nhất ở răng stator: 14700 gauss
- Số mạch song song trong 1 pha: 1
- Số rãnh: 126
- Cách điện: lớp F
- Đường kính bên ngoài lớn nhất của rotor: 2889 mm
- Trọng lượng rotor: 117 tấn
- Chiều dài trục: 8.110m.
- Đường kính trục lớn nhất: 1080 mm
- Lưu lượng gió trong máy phát: 2.300m3/phút.
- Lưu lượng định mức nước làm mát gió máy phát: 2.400l/phút (#144m3/h).
- Lưu lượng tối thiểu nước làm mát gió máy phát: 80 m3/h.
- Độ gia tăng nhiệt độ cho phép của cuộn dây: 75 K
- Nhiệt độ tối đa cho phép của gió ra bộ làm mát: 40 oC
- Công suất bộ sưởi: 27KW.
b. Máy biến áp chính
- Hiệu: DAIHEN.
- Công suất định mức: 45.000KVA
- Số pha: 3
- Tần số: 50Hz
- Điện áp/dòng điện định mức:
+ Phía cao áp: 230KV/113A.
+ Phía hạ áp: 13,2KV/1968A.
- Trọng lượng tổng: 75.100 Kg.
- Khối lượng dầu: 19.400 lít.
- Tổ nối dây: Ynd1.
- Các nấc điện áp phía cao áp: (Đổi nấc không tải)
Nấc 1 2 3 4 5
Uđm (KV ) 242 236 230 224 218
Iđm (A) 107 110 113 116 119
- Mức cách điện:
+ Xung: phía 230kv: 1050KV, phía 13,2 kv: 95KV.
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim
GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 48
+ Tần số 50Hz
- Kiểu làm mát: dầu tuần hoàn cưỡng bức, quạt cưỡng bức (ODAF)
+ Bơm dầu: 3KW – 380V (3 bơm).
+ Quạt: 2,5KW – 380V (3 quạt).
- Nhiệt độ môi trường cho phép: -25oC – +45oC
- Dung lượng dầu: 19400 lit
- Loại dầu: Jomo
- Kiểu làm kín: túi cao su
- Biến dòng đầu sứ:
+ Phía trung tính cuộn 230 kV: 100/A, 30VA, 25KA trong 3s, 5P20
+ Pha B cuộn 230 kV: 119/4.3, 5.0, 5.7, 6.4, 7.1 A dùng để đo nhiệt độ cuộn dây
c. MBA kích từ:
- Hiệu: ABB
- Nơi sản xuất: Korea.
- Loại khô, trong nhà
- Công suất định mức: 450 KVA.
- Số pha: 3.
- Tần số: 50Hz.
- Điện áp định mức:
+ Phía cao áp: 13,2 KV + 2 x 2,5% (đổi nấc không tải)
Nấc 1 2 3 4 5
Uđm ( V ) 13860 13530 13200 12870 12540
+ Phía hạ áp: 410 V
- Dòng điện định mức (HV/LV): 19,7/633,7 A
- Trọng lượng tổng: 2500 kg.
- Tổ nối dây: Ynd1.
- Mức cách ly: F/F
+ Xung: phía 13,2 kv: 75 KV .
+ Tần số 50Hz: phía 13,2 kv: 28KV, phía 410V: 3KV.
- Kiểu làm mát: gió tự nhiên (AN)
- Độ tăng nhiệt độ cuộn dây cho phép: 100 K (F class)
d. Hệ kích từ:
- Loại: MEC 600 digital AVR của Misubishi electric corp
- Kiểu kênh kép: 1 master 1 reduntdant
- Các thông số định mức 128,1 KW; 183V; 700 A
- Điện áp & dòng kích từ định mức (ở UF = 13,2 KV & S = 45MVA): 158,7V/614A
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim
GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 49
- Cấp chính xác của điện áp: 0,5 %
- Thời gian lấy mẫu: 10 ms
- Chỉnh lưu:
+ Số bộ chỉnh lưu: 2 (1 dự phòng: redundant)
- Kiểu: chỉnh lưu toàn cầu 3 pha dùng thyristor loại FT1000BV70
+ Dòng điện thuận trung bình: 1000A.
+ Điện áp ngược chịu đựng: 3.500V
- Máy cắt kích từ:
+ Kiểu: AT12 (máy cắt khí AC)
+ Điện áp định mức: 690V.
+ Dòng điện định mức: 1250A.
+ Dòng cắt: 45KA.
- Quạt làm mát: 2 x 1,5 kW - 200 VAC (1 dự phòng)
- Nguồn cung cấp:
+ AC cho điều khiển: 220 V – 2 kVA
+ DC cho điều khiển: 220 V – 3 kW
+ AC cho sưởi, chiếu sáng: 220 V – 3 x 120 W.
+DC cho mạch kích mồi: 220 V – 11 kW
- Phạm vi điều chỉnh điện áp:
+ Chế độ Auto: + 5% Ufđm(13,2kv) khi mang tải & từ 50% - 110% Ufđm khi không
tải.
+ Chế độ Manu: 25% ở không tải đến 120% ở tải định mức.
+ Cấp chính xác điện áp: + 0,5%.
II /. Tổng quan về bộ điều tốc của nhà máy thủy điện Đa Nhim
2.1 Bộ điều tốc:
2.1.1. Các thông số kỷ thuật của bộ điều tốc
1. Hiệu: TOSMAP-GS/RE0XP phiên bản 5.2E của Toshiba
2. Kiểu: US 19AG29
3. Cấu trúc: 2 PLC 1 master & 1 standby
4. Cấu trúc 1 PLC:
- 1 board CPU: DDCP03G011
- 1 board analog input: DIFS02G002 : nhận tín hiệu tốc độ
- 3 board analog input/output: XVGX02G008: giao tiếp & điều khiển
2 kim, cần gạt, van điều khiển cần gat.
- 1 board analog output: AOC15G003
- 1 board digital input: DIC10G021
- 1 board digital output: DOS10G021
5. Cơ cấu chấp hành:
- Servo dầu áp lực
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim
GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 50
6. Nguồn cung cấp:
- Gồm 2 nguồn 220 VAC 1 pha & 220 VDC cho từng PLC
7. Máy phát tốc:
- Được gắn đồng trục với máy phát: 500 rPhần mềm – 1 kHz,
- 2 output: xung vuông & sin.
8. Final speed drop:
12% => Permanent speed drop # 4,4%
9. Dải đặt mức tốc độ (speed level):
- 0 + 110% khi hòa lưới (65P)
& +15% khi không hoà lưới (65F)
10. Biên độ điện áp điều khiển: + 2V
11. Thời gian đóng mở kim : 50 + 5 sec
12. Thời gian đóng/mở cần gạt: 2 + 0,2 sec / 20 + 10 sec
2.1.2. Các thành phần, cấu trúc của bộ điều tốc.
1. Mạch cảm nhận tốc độ:
- Bao gồm máy phát tốc & các relay tốc độ
1.1. Máy phát tốc
Speed Signal Generator : SSG)- Được lắp đặt tại vị trí trên cùng của trục máy phát. SSG bao gồm các phần chính: một
bánh răng dò, và 3 bộ cảm nhận từ là thiết bị để đo tốc độ quay của trục máy phát nhờ đếm
số lượng các răng đi qua bộ cảm nhận trong một đơn vị thời gian. 2 bộ cung cấp cho 2
kênh của bộ điều tốc, 1 bộ cung cấp cho relay tốc độ & qua transducer 0-2 KHz / 4-20mA
cấp tín hiệu cho đồng hồ tốc độ & PLC. Tín hiệu 0-500 rPhần mềm sẽ được biến đổi thành tín
hiệu hình sin tần số 0Hz -1000 Hz cấp cho 2 kênh của bộ điều tốc. Tín hiệu cấp cho relay
tốc độ dạng xung vuông 0 Hz - 1000 Hz.
Hình 2.5 Cấu tạo máy phát tốc SSG với 3 đầu dò
1.2. Relay tốc độ: có 2 dạng cơ & điện.
- Relay cơ: dạng tiếp điểm ly tâm b contact gắn đồng trục máy phát cùng phía với SSG.
Khi tốc độ tổ máy > 128% định mức. tiếp điểm này mở, relay 12-2MX reset, gởi tín
hiệu vượt tốc đến relay 029XR (tủ 0*GTA002AR).
- Relay điện: gồm 2 cái, nhận tín hiệu từ xung vuông từ SSG qua bộ cấp nguồn PWS-N
( loại YDCS-02A ). Bộ này nhằm giúp cho biên độ xung ra ổn định ( 13V ) khi biên độ
xung đầu vào thay đổi (+30-(-20)% định mức).
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nhà Máy Thủy Điện ĐaNhim
GVHD: TS Lê Kỷ Trang SVTH: Nguyễn Văn Giang 51
Hình 2.6 Hai Relay tốc độ trên tủ điều khiển
- Các tín hiệu của relay điện :
12 : khi tốc độ N > 600 rPhần mềm (120 % định mức), 12X ON
13 : khi tốc độ N > 450 rPhần mềm (90 % định mức), 13X ON
14-1 : khi tốc độ N < 380 rPhần mềm (76 % định mức), 14-1X ON
14-2 : khi tốc độ N < 15 rPhần mềm ( 3 % định mức), 14-2X ON
2. LVDT: (linear variable differential transformer: biến áp vi sai tuyến tính):
- Mỗi servo kim, cần gạt & van phân phối cho cần gạt đều được lắp 2 bộ LVDT để truyền
tín hiệu vị trí đến 2 kênh của điều tốc
- Mỗi bộ LVDT trên cùng 1 thiết bị nối với 1 kênh khác nhau của bộ điều tốc.
- Điện áp ra của LVDT tuyến tính với độ dịch chuyển của lỏi MBA này.
- Có 3 dạng khác nhau: TS2937EN18 cho van phân phối cần gạt; LS-450TM cho cần gạt
& LS-150TM cho kim.
Đồ Án Tốt Nghiệp : Chuyên Đề Điều Tốc Nh
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: