Giới thiệu về máy phát điện

Điện áp đầu cực máy phát là 19kV đa ra bằng ống dẫn dòng qua máycắt đầu cực máy phát tới máy biến áp chính T7, nối với trạm 220/110kV phát lên lớiquốc gia bằng hai đờng dây 220 kV là Trà

hệ thống xử lý và lọc ion đảm bảo cách điện tốt Cùng với hệ thống kích thích tĩnh doNga sản xuất Điện áp đầu cực máy phát là 19kV đa ra bằng ống dẫn dòng qua máycắt đầu cực máy phát tới máy biến áp chính (T7), nối với trạm 220/110kV phát lên lớiquốc gia bằng hai đờng dây 220 kV là Tràng bạch 1 và Tràng bạch 2 Đồng thời nốivới tổ máy 110MW bằng máy biến áp tự ngẫu (AT9) Ngoài ra còn có 2 máy phátdiesel dự phòng khi mất điện tự dùng, phát điện lên các phân đoạn quan trọng phục vụcho đo lờng và điều khiển và hệ thống nạp acquy.

- Điện dung 3 pha (àF): 0,91

- Điện dung 1 pha (àF): 0,35

• Máy phát điện đồng bộ 3 pha.

- Hệ thống làm mát bằng Hydrogen / nớc

- Nhiệt độ nớc làm mát 35o C

- Lu lợng nớc làm mát 600m3/h

- áp suất khí H2 (Pa): 0,392Pa

- Tổ nối dây của Stator nối sao kép

- Số đầu ra của cuộn Stator: 9

- Tỷ số đoản mạch: 0.52 (Đơn vị tơng đối)

- Hằng số quán tính 2,33s

- Tốc độ quay tới hạn của Rotor 970/2400v/phút

- Hiệu suất % : 98,7

- Nhiệt độ cực đại cuộn dây Stator: 105oC

- Nhiệt độ cực đại cuộn dây Rotor: 115oC

- Nhiệt độ cực đại của lõi thép Stator: 105oC

- Nớc cất trên cửa ra khỏi cuộn Stator tối đa : 85oC

- Khí nóng trong thân Stator tối đa : 75oC

2 Các thông số cơ bản của bộ phận làm mát

a Hydro bên trong Stator

- áp suất tới hạn MPa 0,4 (4kG/cm2)

Độ lệch cho phép MPa ± 0,02

- áp suất cực đại cho phép MPa 0,5

- Nhiệt độ định mức của khí H2 làm mát +42o C

- Nhiệt độ tối thiểu của khí H2 làm mát +20o C

- Độ tinh khiết của khí hydro, tối thiểu 98%

- Hàm lợng ôxy tối đa 1,2%

- Độ ẩm tơng đối của hydro

làm mát ở nhiệt độ định mức, tối đa 20%

b- Nớc cất trong cuộn dây Stator

- Trở kháng điện tuyệt đối ở 25o C 200kΩ.sm

- Độ dẫn điện tuyệt đối ở 25o C 5 àS/sm

- Độ pH ở 25o C 8,5

Độ lệch cho phép ± 0,5

- Hàm lợng đồng tối đa cho phép 100àg/kg

- Hàm lợng ôxy tối đa cho phép 100àg/kg

- Nhiệt độ nớc cất ở cửa vào +42 o C

Độ lệch cho phép - 10 o C

- áp suất ở đầu vào cuộn dây 0,35 MPa

- Lu lợng định mức 35 m3/h

Độ lệch cho phép ± 3 m3/h

- Sụt áp ở mức độ tiêu thụ 0,18 MPa

c- Nớc ở bộ làm mát và bộ trao đổi nhiệt của hệ thống làm mát cuộn Stator

* Nớc ở các bộ trao đổi nhiệt

- Lu lợng định mức cho 1 bộ trao đổi nhiệt 150 m3/h

- Số lợng bộ trao đổi nhiệt 2 bộ

3 Thông số kỹ thuật máy biến áp kích thích

- Kiểu TC3Π-6300/20BT3

- Số chế tạo: 43949

- Hãng sản xuất : Russia

- Điện áp định mức của cuộn dây mạng V: 19000

- Dòng điện định mức phía cao (A) : 144

- Công suất định mức (kVA): 4740

- Điện áp định mức của cuộn dây ống chỉnh lu điện (V): 1048.

- Dòng điện định mức của cuộn dây ống chỉnh lu điện (A): 2611

- Tổ nối dây : Y/∆-11

6 Thông số máy biến điện áp.

(Dùng cho hệ thống đo lờng, rơle bảo vệ khối, mạch hoà đồng bộ và cung cấptín hiệu cho máy kích thích Các máy biến điện áp là TU 9T7; TU9M71; TU9M72)

- Kiểu EPR 20FP

- Số chế tạo : 14200006

- Tần số : 50 Hz

- Tỷ số biến: 19000 : 3/100 : 3/ 100 : 3

iii Cấu tạo máy phát:

Máy phát là một máy điện 3 pha cực ẩn Nó bao gồm phần tĩnh (stato) kể cả lõi

và cuộn dây đợc nối tới hệ thống điện bên ngoài và một phần quay (rôto) trên nó gắnmột cuộn dây kích thích đợc cấp bằng dòng điện chỉnh lu

Máy phát là một cấu trúc kín khí

Cơ năng đợc truyền từ trục tua bin tới trục rô to máy phát đợc chuyển đổi thànhnăng lợng điện trên nguyên lý điện từ: Từ thông tác dụng bởi dòng điện bị kích thíchtrong cuộn dây rôto; dới tác dụng của từ thông, lực điện từ và dòng điện đợc cảm ứngtrong cuộn dây stato

1 Stato, khung đỡ và các tấm đế.

Vỏ stato kín khí bao gồm phần giữa - nơi đặt lõi, cuộn dây và 2 phần cuối

Đặt trong 2 phần cuối là các phần giới hạn của cuộn dây và các bộ làm mát khí

Đặt trong phần cuối phía vòng trợt là các đầu dây ra của cuộn dây: các đầu cựctrung tính tại đỉnh còn các đầu cực nối lới tại đáy

Độ bền cơ của vỏ stato và các vỏ bọc cuối ở phía ngoài đủ chịu đựng áp lực bêntrong không làm biến dạng trong trờng hợp nổ hyđro

Các vỏ bọc cuối phía ngoài stato đợc kết hợp với các vỏ bọc cuối phía trong(tấm che quạt) đợc siết chặt

Cho phép vào bên trong vỏ stato, các lỗ chui ngời đợc làm tại phần đáy của vỏ

Để ngăn từ thông rò trong các phần chia cuối của cuộn dây stato, các màn chắnbằng đồng và các sun điện từ đợc đặt dới các vòng kẹp

3 Cuộn dây stato

Cuộn dây stato là một cuộn dây 3 pha kiểu thanh, 2 lớp với các thanh dẫn đợchoán vị trong phần chia rãnh Các thanh dẫn đợc làm sẵn bằng chất rắn và rỗng, đợccách điện, có mặt cắt ngang hình chữ nhật Sự cách điện của các thanh dẫn đợc thựchiện liên tiếp, sử dụng vật liệu cách điện chịu nhiệt mica Để làm mát cuộn dây, nớccất đợc tuần hoàn qua các thanh dẫn rỗng

Các thiết bị nối cuối sử dụng cho nguồn cấp nớc cất tới các thanh rỗng đợc hàntới các đầu cuối thanh sử dụng hợp kim đồng bạc Kết nối điện của các thanh thực hiệnqua một kẹp đồng và các nêm, đợc hàn sử dụng hợp kim đồng thiếc Các thanh dâydọc vách rãnh đợc bọc với các lớp lót bán dẫn gấp mép và đợc giữ chặt trong rãnhbằng các nêm đặc biệt

Nguồn cung cấp nớc làm mát tới và xả của nớc mát từ cuộn dây stato đợc thựchiện qua vòng kiểu các ống góp phun Các ống góp phun đợc nối với các thanh dẫnbằng các vòi nhựa huỳnh quang – Fluoroplastic

Việc kiểm soát nớc làm mát đi qua các thanh dẫn stato đợc thực hiện thông quaviệc đo nhiệt độ bằng các cảm biến nhiệt đợc đặt dới các nêm trong mỗi rãnh của lõistato

4 Rô to

Rô to đợc chế tạo từ một khối thép đặc biệt đợc rèn đảm bảo độ bền cơ dới mọichế độ vận hành của máy phát Để cân bằng độ bền kép (double rigidity) của rotor,trong các rãnh theo chiều dọc răng lớn đợc chèn với chất liệu từ tính

Cuộn dây rôto đợc làm từ hợp kim đồng bạc Nó đợc làm mát trực tiếp từ hyđrôbằng mạch lấy khí tự thông gió

Các nêm sử dụng giữ cuộn dây trong các rãnh đợc chế tạo với các lỗ vào ra chokhí làm mát Các lỗ này trùng khớp với các ống nội bộ đợc cán trong các bối dây

Các bối dây đợc cách điện với rãnh và các vòng bằng vải thuỷ tinh quấn chặt

đ-ợc làm thấm đầy lớp phủ chịu nhiệt

Các vòng trợt đợc làm co lại và chỉnh vừa lên trên trục rôto đợc cách điện đằngsau gối đỡ , phía các cực đấu dây máy phát

Các thanh dẫn dòng nguồn cấp đặt trong lỗ khoan tâm của rôto, đợc nối tới cuộndây và các vòng trợt bằng các thanh dẫn mềm cách điện và các bu lông cách điện đặcbiệt, chúng đợc chèn với những miếng chèn đảm bảo độ kín khí của rôto

5 Gối đỡ cổ trục.

Gối đỡ cổ trục máy phát đợc đặt tại giới hạn các vòng trợt, là kiểu đế Nó có cácphần chèn hình cầu tự căn chỉnh kiểu tay áo Để giảm ma sát, mặt trong của lớp lótphủ một chất liệu chống ma sát, babit Gối đỡ đợc bôi trơn cỡng bức Dầu dới áp lực

định mức cấp từ đờng ống áp lực dầu tua bin qua ống nhánh tới bể dầu sự cố đặt trên

vỏ gối đỡ Từ bể dầu đợc cấp tới lớp lót Điều chỉnh tốc độ lu lợng dầu thực hiện bằngchọn các lỗ tiết lu thích hợp đặt trong bể dầu sự cố dới ống đo trớc lối vào dầu tới lớplót Bể dầu khẩn cấp với mục đích dùng làm giảm sự thiệt hại máy phát trong trờnghợp ngừng hoạt động của tất cả các nguồn cung cấp dầu, và cung cấp dầu khi ngừngkhẩn cấp của tổ máy

Các thiết bị cung cấp dầu áp lực cao đợc chế tạo, đặt trong gối đỡ, đảm bảo dầukích rôto để dễ dàng khởi động và trong khi ngừng tổ máy trong mọi điều kiện khikhông có nêm dầu dới cổ trục rô to và sự bôi trơn hạn chế

Các vùng với các lỗ ren cho đặt thiết bị đo độ rung đợc thực hiện trên vỏ gối đỡ Nhiệt độ của babít lót gối đỡ và tại đó của dầu xả đợc giám sát bằng các bộ cảmbiến nhiệt điện trở đợc thực hiện trong các lớp lót và các ống nhánh xả

Để ngăn dầu bắn tung toé, gối đỡ đợc cung cấp một thiết bị hứng dầu (catcher)kiểu cung gắn trên vỏ gối đỡ

Để ngăn ngừa các dòng phóng (do điện áp trục), gối đỡ đợc cách điện với móng

và các ống dầu Đảm bảo kiểm soát cách ly trong khi vận hành, sự cách ly lớp kép vớikim loại chèn giữa các lớp đợc sử dụng

6 Giá đỡ chổi than.

Giá đỡ chổi than với những chiếc chổi có thể tháo ra, những chiếc chổi này phục

vụ cho cấp dòng kích thích tới các vòng trợt rôto, đợc đặt trên tấm đế gần gối đỡ trục

Việc tháo những chiếc chổi đợc thực hiện với sự trợ giúp của những thiết bị cầmtay cách điện đặc biệt, đợc cung cấp trên mỗi chiếc chổi Để tháo mỗi chổi, thiết bịcầm tay đợc ấn xuống theo hớng kính và quay ngợc chiều kim đồng hồ đến khi chiếcchổi chuyển dịch tự do theo hớng kính về phía ngoài của giá đỡ Sau thao tác này, rútchổi ra từ giá đỡ

Làm theo tuần tự ngợc lại khi lắp đặt chổi

Hai chổi đợc cách điện với vỏ giá đỡ, đợc nối song song và gắn trên vỏ giá đỡchổi

7 Chèn trục

Để ngăn chặn rò hyđrô từ vỏ stato, các bộ chèn trục dầu kiểu hình khuyên đợcgắn trên các vỏ bọc cuối ở phía ngoài của máy phát

Bộ chèn trục gồm phần vỏ đợc gắn trên vỏ bọc cuối phía ngoài của máy phát vàmột nắp chụp, định dạng một khoang áp lực với ống lót chèn vòng – O ôm trục với

độ hở nhỏ Để giảm lực ma sát giữa trục và ống lót chèn, bề mặt phía trong của ống lótchèn đợc làm cho có vạch với chất liệu chống ma sát – babit ống lót chèn treo tự dotrên trục Nó đợc chống quay bằng một vít chặn và từ độ dịch chuyển trục – bằng cácvách của buồng Độ dịch chuyển trục không làm ảnh hởng chức năng chèn trục

Hệ thống cấp dầu cung cấp sự duy trì tự động tăng áp lực dầu cần thiết trong bộ chèntrục lớn hơn áp lực hyđro trong máy phát

8 Các cực đấu dây, các máy biến dòng điện và điện áp:

Các đầu đầu và đầu cuối của cuộn dây stato máy phát đợc đa ra ngoài qua cáccực đấu dây Máy phát có 3 cực nối lới đặt dới đáy của phần cuối stato phía bộ kích từ

và 6 cực đấu dây trung tính đặt tại đỉnh của phần cuối nói trên

Các thanh cái ra cuộn dây stato nối với sứ đầu ra bằng các thiết bị chèn mềm(Lá đồng mềm ép lại) Các cực đấu dây ra đầu cuối đợc nối với ống tải điện bên ngoàibằng các phần bù chế tạo dạng thanh cái mềm

Để bảo vệ các cực trung tính chống lại phá huỷ cơ khí và đảm bảo các trạngthái vận hành an toàn của tổ máy, khu vực các cực đấu trung tính đợc trang bị vỏ bảo

vệ làm từ các lá chất dẻo không từ tính, ráp chặt trên các cột và các xà chế tạo từ thépkhông từ

Để ngăn chặn sự tuần hoàn của các dòng vòng, các xà đặt trên phần cao của vỏbảo vệ đợc cách điện với các cột

Để tạo ra các trạng thái nhiệt độ yêu cầu bên trong vỏ bảo vệ, vỏ bảo vệ này

đ-ợc làm kiểu khe chớp giữa các phần riêng biệt, vì vậy đảm bảo thông gió tự nhiên

Các máy dòng điện và máy biến điện áp gắn trên các cực trung tính

Các ống dẫn của các dụng cụ phân tích khí, lấy mẫu khí sử dụng phát hiện ròhyđro từ máy phát trong khi vận hành của nó đợc cung cấp cho các rào vây của cáccực đấu trung tính và ống bảo vệ dây dẫn đầu ra

Các cửa sổ thông gió sử dụng loại bỏ sự tích luỹ có thể của hyđro đợc thực hiện ở trên

đỉnh của vỏ bọc

Vỏ bọc khử ồn đợc nối đất qua các bu lông nối đất đặc biệt

iV các thiết bị phụ

1.Hệ thống nớc làm mát

a Nớc làm mát trực tiếp cuộn dây stator

- Một thùng chứa nớc tuần hoàn khép kín V=1,5m3

- Hai máy bơm ly tâm P=15kW, U=400V

- Hai thiết bị trao đổi nhiệt

- Năm fin lọc cơ

- Một bộ lọc từ

- Hai fin lọc trao đổi ion

Nớc đợc bơm БZK từ bình khử khoáng tới thùng chứa vòng nớc ngng 1,5 m3 đợc máybơm ly tâm đẩy vào bộ trao đổi nhiệt nớc cất đợc duy trì nhiệt độ 32-42oC Tiếp theonớc đợc làm sạch ở các fin lọc từ và lọc cơ sau khi nớc cất đợc làm sạch chạy vào ốnggom vòng có áp của máy phát theo các ống chất dẻo flo đổ vào rãnh rỗng cuộn dâystator, phần nớc cất đợc sấy nóng trong các rãnh lại theo các ống chất dẻo flo chảy vềthùng chứa vòng nớc ngng

- Nguồn cung cấp điện lực tại tủ GS214 phòng 0,4kV

- Có 2 bơm nén P=11kW, U=400V của Đức sản xuất

- Năng suất m3/h : hydro 41 (CEY) ; 20,5 (CEU)

: Ôxy 20,5 ; 10,25Hydro và ô xy thu đợc trong thùng điện phân khi phân tách nớc bằng dòng điện mộtchiều Nớc ngng có độ dẫn điện rất thấp, do đó dung dịch kiềm kali đợc dùng làmchất điện phân

Khi cho dòng điện một chiều đi qua dung dịch điện phân trên các cực sẽ xuất hiệnhiện tợng phóng ion và xảy ra các quá trình hoá học liên quan với hiện tợng đó :

Trên catot:

4H2O + 4e- → 2H2 +4OH-

Trên Anot:

4OH- + 4e- → 02 + 2H2O 2H2O → 2H2 +02

Ion kali ở catot chỉ là tác nhân chuyển dòng điện

- Lợng dự trữ H2 đủ đảm bảo cho lợng tiêu hao khí H2 khi máy phát làm việc và đãlàm đầy máy phát với áp suất định mức

- Lợng dự trữ khí cacbonic thấp nhất bằng 6 lần tổng lợng khí máy phát (khoảng 500

m3 )

• Chú ý khi thông thổi máy phát

a Nạp khí cácboníc vào khoang máy phát (không nên để lâu quá 8 giờ) vì khi có hơinớc sẽ gây han rỉ kim loại

b Thải khí cacbonic bằng khí H2 ( khi thay khí cacbonic bằng khí H2 phải duy trì ápsuất 0,15-0,2KG/cm2)

c Thải khí H2 bằng khí cacbonic ( khi thay khí H2 bằng khí cacbonic phải duy trì ápsuất 0,15 - 0,2KG/cm2)

d Thải khí cacbonic bằng không khí ( khi thay khí cacbonic bằng không khí phảiduy trì áp suất 0,15 - 0,2KG/cm2)

3 Hệ thống dầu chèn, dầu bôi trơn và dầu nâng trục rotor.

- Có hai động cơ bơm dầu xoay chiều

- Có hai động cơ bơm dầu một chiều

- Một động bơm lọc dầu

c Dầu nâng trục rotor

- Có hai động cơ bơm dầu xoay chiều P=132 kW nguồn cấp từ tủ GS412 và GS514Phòng phân phối 0,4kV

d Dầu điều chỉnh tốc độ tua bin

- Có hai động cơ bơm dầu điều chỉnh tốc độ tua bin ( dùng để đóng mở các van stop)

v Hệ thống đo lờng và điều khiển

Trong phòng trung tâm điều khiển có các đồng hồ đo lờng điện, nh vôn kế kép, tần sốkép và đồng hồ hiện sóng (cột hoà đồng bộ) dùng cho việc hoà đồng bộ máy phát.Khi hoà đồng bộ máy phát nối với lới điện bằng máy cắt đầu cực (907) thì tín hiệu đợclấy từ TU9T7 phía hệ thống và TU9M71 phía máy phát

Ngoài ra còn có các đồng hồ đo công suất tác dụng, công suất phản kháng, bộ chỉ thịdòng và áp máy phát

Có các màn hình hiển thị kết nối với bàn phím có thể dùng để điều khiển, giao diệngiữa ngời và máy Có 4 màn hình camera có thể quay các hình ảnh lò máy đang hoạt

động

Hệ thống điều khiển gồm có: Bảng điều khiển tại chỗ máy phát điện MЩГ, bảng điềukhiển tổ hợp БЩУ, bộ điều khiển tuabin MУΤ và hệ thống điều khiển kích từ CYP

vi Hệ thống rơle bảo vệ

Máy biến áp chính (T7), máy phát (M7) và hai máy biến áp tự dùng khối (TD91;TD92) đợc trang bị bảo vệ bằng hai rơle kỹ thuật số do Nga sản xuất Mỗi rơle là một

hệ thống bảo vệ khối máy phát – máy biến áp Ngoài ra còn có rơle trung gian có kýhiệu PΠ và rơle dòng điện có ký hiệu TOK Các tủ rơle đợc đặt ở phòng phân phối0,4kV

Các chức năng của rơle bảo vệ khối máy phát – máy biến áp

1 Bảo vệ máy phát điện

87G : Bảo vệ so lệch máy phát điện

27TN: Bảo vệ chạm đất 100% cuộn dây Stator

64S : Bảo vệ chạm đất trong cuộn dây Stator

51W : Bảo vệ so lệch ngang máy phát điện Chống chạm chập giữa các vòng dâytrong một pha của cuộn dây Stator

46 : Bảo vệ dòng thứ tự nghịch máy phát điện

50BF: Bảo vệ quá dòng chống h hỏng máy cắt

64R: Bảo vệ chạm đất rotor

49S : Bảo vệ quá tải cuộn dây stator

40 : Bảo vệ mất kích từ

24: Bảo vệ quá từ thông

32 : Bảo vệ chống công suất ngợc

59NG : Bảo vệ quá điện áp, chạm đất

64REF : Bảo vệ chạm đất có giới hạn

2 Bảo vệ máy biến áp chính

87T : Bảo vệ so lệch máy biến áp

64REF : Bảo vệ chạm đất có giới hạn

63 : Bảo vệ máy biến áp bằng rơle hơi

59NT : Bảo vệ quá điện áp, chạm đất phía 19 kV

3 Bảo vệ Khối máy phát- máy biến áp

87GT : Bảo vệ so lệch khối máy phát – máy biến áp làm bảo vệ chính

21: Bảo vệ khoảng cách làm bảo vệ dự phòng ?

4 Bảo vệ máy biến áp Tự dùng khối

87BBT : Bảo vệ so lệch máy biến áp

50/51BBT: Bảo vệ quá dòng cắt nhanh, có thời gian

50NBBT: Bảo vệ quá dòng chạm đất

64REF : Bảo vệ chạm đất có giới hạn

5 Bảo vệ máy biến áp kích thích

87TE : Bảo vệ so lệch máy biến áp

50/51TE: Bảo vệ quá dòng cắt nhanh, có thời gian

6 Bảo vệ công nghệ

a) Bảo vệ chống mức dầu giảm trong bể chặn.

- Nếu mức dầu trong bể chặn giảm tới giới hạn đầu tiên, có tín hiệu cảnh báo

- Khi mức dầu trong bể chặn giảm tới giới hạn thứ hai, và cảnh báo đợc xác nhận cho giới hạn thứ nhất bảo vệ sẽ ngừng tua bin và máy phát trong vòng 15 tới 20 s.

b) Bảo vệ chống ngắt điện các bơm dầu của hệ thống chèn trục máy phát.