Báo cáo thực tập nhận thức nhà máy thủy điện hoà bình

Mặc dù trong những năm tháng khó khăn nhưng đảng vànước ta vẫn quyết định xây dựng nhà máy thuỷ điện Hoà Bình trên sông Đà.Được sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên Xô cùng với đội ngũ cán

I. Giới Thiệu Về Nhà Máy Thuỷ Điện Hoà Bình.

g. Trạm phân phối ngoài trời 220/110/35 KV

II. Các Hệ Thống Của Nhà Máy.

Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình là công trình sây dựng cơ sở vật chất lớn nhất nước

ta thế kỷ trong thế kỷ 20 Sang thế kỷ 21, công trình nhà máy thuỷ điện Sơn La đangđược hoàn thành là nhà máy thuỷ điện lớn nhất nước ta Nhưng nhà máy thuỷ điện HoàBình vẫn mang nhiều điểm đặc biệt của riêng mình Nó đặc biệt không chỉ ở quy mô màcòn ở tình lịch sử của nó: đây là niềm tự hào của dân tộc Việt nam, bước đi đầu tiên trong

sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình giữ vị tríquan trọng trong hệ thống điện toàn quốc

Công trình thuỷ điện Hoà Bình là công trình đầu mối đa chức năng có quy mô lớnnhất khu vực Đông Nam Á thế kỷ 20, được xây dựng nhằm thực hiện 4 nhiệm vụ:

- Điều tiết chống lũ đảm bảo an toàn cho thủ đô Hà Nội và các tỉnh đồng bằngsông Hồng khi xuất hiện lũ lớn với lưu lượng 37800m3/s

- Sản xuất điện năng với sản lượng bình quân 8,16 tỉ KWh

- Đảm bảo cung cấp nước vào mùa khô cho vùng đồng bằng sông Hồng, phục

vụ sản xuất Nông nghiệp, công nghiệp, giao thông đường thuỷ và dân sinh

- Đảm bảo tốt hơn nhu cầu giao thông đường thuỷ để tàu 1000 tấn có thể đi lạibình thường trong năm

Do công trình có nnhững lợi ích to lớn như vậy nên đã được đảng và nhànước quan tâm Mặc dù trong những năm tháng khó khăn nhưng đảng vànước ta vẫn quyết định xây dựng nhà máy thuỷ điện Hoà Bình trên sông Đà.Được sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên Xô cùng với đội ngũ cán bộ côngnhân Việt Nam đã tiến hành công tác khảo sát và các điều kiện để khởi côngcông trình Tháng 11/1979 công trình được khởi công xây dựng

- Ngày 31/12/1988, lúc 14h10 phút tổ máy số 1 đã quay những vòng đầu tiênđánh dấu kết quả nhiều năm lao động của hơn 3 vạn cán bộ công nhân cùngvới các chuyên gia Liên Xô trên công trường

- Ngày 4/11/1989 tiến hành hoà lưới tổ máy số 2

- Ngày 27/3/1991 tiến hành hoà lưới tổ máy số 3

- Ngày 19/12/1991 tiến hành hoà lưới tổ máy số 4

- Ngày 15/1/1993 tiến hành hoà lưới tổ máy số 5

- Ngày 29/06/1993 tiến hành hoà lưới tổ máy số 6

- Ngày 07/12/1993 tiến hành hoà lưới tổ máy số 7.

- Ngày 04/04/1994 tiến hành hoà lưới tổ máy số 8

Như vậy sau 15 năm tập trung sức người sức của, thang 12/1994 công trình

cơ bản đã hoàn thành đưa tổng công suất đặt của nhà máy lên 1920 MW vàovận hành

Kể từ khi nhà máy thuỷ điện Hoà Bình được thành lập ( 09/1/1988 ) cho đếnnay trải qua 22 năm phấn đấu khắc phục nhiều khó khăn tập thể cán bộ côngnhân viên nhà máy đã nhanh chóng nắm bắt được kỹ thuật và làm chủ các thiết

bị, đảm nhận hoàn toàn công tác vận hành nhà máy Mang lại những hiệu quả tolớn

2 Cấu tạo

1- Hồ chứa

Hồ chứa của nhà máy thuỷ điện hoà bình có các thông số kỹ thuật chính nhưsau:

- Mực nước dâng bình thường 115m: đây là mực nước đảm bảo cho nhà máy

có thể vận hành cho thời gian dài mà vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹthuật

- Mực nước chết là 80m và tương đương có thể tích chết Vchết = 3,85 tỉ m3.Đây là giới hạn dưới của mực nước vận hành trong hồ, nhà máy không đượcvận hành ở dưới mực nước này Nếu vận hành dưới mực nước chết thì lượngphù sa kéo về lớn sẽ làm ảnh hưởng đến tuabin và các thiết bị thuỷ lực liên quanđồng thời khiến cho lòng hồ chứa bị bồi láng phù sa nhiều ảnh hưởng đến tiêuchuẩn kỹ thuật của hồ chứa

- Hồ chứa có diện tích mặt nước là 220km2 với độ sâu 100 – 150m

- Dung tích chống lũ của hồ là 5,6 tỉ m3 với mực nước trước lũ là 85 - 90m,mực nước gia cường là 120m Đây là phần dung tích của hồ phục vụ chonhiệm vụ chống lũ cho vùng hạ lưa sông Đà

Mực nước trong hồ lên xuống là tuỳ theo từng mùa trong năm và tuỳ theochế độ vận hành của nhà máy Quá trình điều tiết hồ chứa là 1 bài toán tối ưuhoá mục tiêu rất phức tạp, vừa phải đảm bảo cho mục tiêu số 1 là chống lũ, đảm

H×nh 1.8 MÆt c¾t A_A cña ®Ëp 123m

bảo an toàn cho công trình vừa phải đảm bảo cho nhu cầu phát điện cho hệthống theo điều độ quốc gia

2- Đập.

Đây là 1 công trình đồ sộ, vĩ đại nhất trong toàn bộ công trình nhà máy với chiều cao 128m, chiều dài đập là 600m, chiều rộng chân đập 800m, cao độ mặt đập là 123m

Với mỗi nhà máy thuỷ điện thì cấu tạo của đập là khác nhau tuỳ theo mựcnước dâng, tuỳ theo cấu tạo địa chất, địa chất, thuỷ văn của khu vực đó Đậpcủa nhà máy thuỷ điện hoà bình là loại đập đất đá được xây dựng trên nền chânđập là cát sỏi loại đập này có khả năng đàn hồi tốt với chấn động khoảng 6 độricte, đảm bảo tuổi thọ cho công trình,đáp ứng tốt yêu cầu kỹ thuật

Đập có lõi chống thấm ở giữa hai bên có các tầng lọc xuôi ngược, dưới đập

có màng khoan phụt nhiều hàng ăn sâu vào lớp đất đá gốc

Dưới chân đập có đặt các thiết bị kỹ thuật để đo đạc kiểm tra tình trạng củađập, giúp các bộ phận giám sát, theo dõi có thể biết được hiện trạng thực tế củađập, từ đó đưa ra kế hoạch vận hành, bảo dưỡng tối ưu nhất đảm bảo an toàntuyệt đối cho công trình

3- Công trình xả nước vận hành

Vào mùa lũ, lưu lượng nước chảy vào hồ lớn, để đảm bảo tình an toàn cho công trình phải tiến hành xả nước hồ qua hệ thống cửa xả

106m

Công trình này là 1 đập bê tông cao 70m và rộng 106m, được chia làm 2tầng, tầng dưới là 12 tầng xả đáy với kích thước 6x10m với tổng lưu lượng xả là21000m3/s tầng trên là 6 cửa xả mặt kích thước 15x15m với tổng lưu lượng xả

là 14400m3/s

4- Công trình dẫn nước

- Đường hầm dẫn nước: 8

- Chiều dài: 210m

- Cửa nhận nước kiểu tháp cao: 70m

5- Công trình gian máy

- Gian biến áp còn có 2 máy biến áp tự dùng nhận điện từ máy phát số 1 và số 8

6- Trạm chuyển tiếp

Nhận điện từ các hầm cáp dầu áp lực có điện áp 220KV theo 8 tuyến tổ máy đưalên trạm chuyển tiếp và kết cấu thành 4 tuyến truyền tải DZ 220 KV trên không,mỗi tuyến truyền tải có dung lượng bằng 2 tổ máy: 480MW.

7- Trạm phân phối ngoài trời 220/110/35 KV

Trạm nhận điện từ 4 tuyến từ trạm chuyển tiếp trạm có 2 máy biến áp tự ngẫu

có dung lượng 63000MW Hạ áp từ 220 KV xuống 110 và 35 KV: có 2 máy biến

áp tự dùng hạ áp từ 35 KV xuống 6,3 KV Cấp 220 KV cung cấp cho 7 tuyến DZtruyền tải điện Có 3 tuyến DZ 110 KV cung cấp cho tỉnh Hoà Bình, Sơn la, LaiChâu

II Cỏc hệ thống của nhà mỏy.

1 Tua bin:

Tua bin lắp trong nhà máy thuỷ đIện Hoà Bình là loại tuabin thuỷlực kiểu dù trục đứng hớng tâm kiểu PO 115/810-B-567,2 dùng đểdẫn động cho máy phát đIện 3 pha có công suất định mức 240

MW Tua bin đợc đIũu chỉnh bởi bộ đIũu tốc đIện thuỷ lực tronghộp với bộ thiết bị dẫn dầu áp lực MHY Tổ máy có khả năng làmviệc ở chế độ bù đồng bộ

a.Các số kỹ thuật của tuabin PO 115/810-B-567,2:

áp lực nớc trớc đầu vào ống góp : 2,5 ata

b Cấu tạo, hoạt động các bộ phận của tuabin

Tuabin thuỷ lực PO115/810-B-567,2 đợc cấu tạo từ các thành phầnsau:

1.Buồng xoắn

Có nhiệm vụ dẫn nớc từ đờng ống áp lực tới cánh hớng và phân bố đều

lu lợng nớc theo khắp chu vi Buồng xoắn đợc thiết kế theo hìnhxoắn ốc có tiết diện thay đổi, có 20 cửa và 1 ống khuếch tán, các chitiết làm bằng theps tấm có độ dày khác nhau Để chui vào bên trongbuồng xoắn có bố trí 1 cửa tròn

2.Bánh xe công tác

Bánh xe công tác là bộ phận làm việc chính của tuabin dùng để biến

đổi năng lợng của dòng chảy thành cơ năng quay máy phát đIện Nớc

đổ vào bánh xe công tác qua các cánh hớng, cánh hớng đIũu chỉnh lulợng nớc qua tuabin khi thay đổi công suất tổ máy và còn gọi là bộ

đóng chặn của tuabin Việc dẫn nớc đồng đều tới cánh hớng thựchiện bằng buồng xoắn stato và cánh hớng tĩnh Bánh xe công tác baogồm vành trên 16 cánh và vành dới, chúng đợc hàn với nhau bằng ph-

ơng pháp hàn đIện Phần bệ để tạo tạo dòng sau bánh xe công tác vàcấu trúc vành hàn ở phía trên Phần bệ đợc hàn với mặt bích củastato còn phần dới hàn với vỏ đạn chóp côn ống xả

ở phía dới của tuabin có các bulông bắt ghép nắp rẽ dòng Nắp nàytạo nên sự thay đổi của dòng chảy từ hớng tâm chuyển sang hớng trụcmột cách êm dịu

Để tháo nớc từ hớng phía trên bánh xe công tác, ở vành trên có 10 lỗxả Có rãnh chèn hình răng lợc ở giữ nắp tuabin và vành dới của cánh h-ớng Để chui vào ống xả có bố trí 1 cửa vuông

3.Stato tuabin

Stato tuabin nhận và truyền cho bệ móng tảI trọng của tổ máy và bêtông nằm về phía trên, lực ép do áp suất của nớc trong buồng xoắn,cánh hớng bánh xe công tác tạo nên

Cấu trúc của Stato gồm có phần đai trên và đai dới đợc cấu tạo tử 4phần gắn với các vành đó là 48 trụ chịu lực 5 trụ ở vành đầu vàobuồng xoắn đợc làm bằng thép đúc,các trụ khác đợc làm bằng théptấm Đai trên của Stato đợc nối đai tăng cờng chịu áp lực bằng bê tôngcột sắt

4.Trục tuabin:

Dùng để truyền mômem quay từ bánh công tác đến trục máy phát

đIện, trục tuabin có cấu tạo nguyên khối kiểu rỗng (có vành để lắp ổhớng), đờng kình 1,5m, độ đầy của thành trục 13 cm, chiều dàI6,9m

5.Cánh h ớng n ớc

Dùng để đIũu chỉnh lu lợng nớc vào tuabin khi thay đổi công suất của

tổ máy cũng nh ngăn không cho nớc vào tuabin khi ngừng máy Bộ máycánh hớng nớc có dạng hình trụ gồm : nắp tua bin vành dới, vành đIũuchỉnh các gối đỡ và 20 cánh hớng nớc đợc đúc bằng thép các bon Cáccánh đều có bạc định hớng tâm ổ đỡ giữa cũng đồng thời là ổchắn để bắt giữ chặt cánh hớng khỏi bị lực nâng lên trên

6.Servomotor:

Để đIều khiển độ mở của cánh hớng mỗi tua bin đợc trang bị 4 xéc vômô tơ đIũu khiển kép (tác động 2 chiều), các xéc vô mô tơ đợc đIũukhiển bằng dầu áp lực 40ata Lực đợc truyền qua vành đIũu chỉnhthanh giằng, bản giằng tay đòn để truyền đến cho cánh hớng

7.ổ h ớng tua bin

Dùng để định vị cho tuabin Trong quá trình làm việc ổ hớng chịulực hớng kính do không cân bằng về lực cơ thuỷ lực và lực đIện củaRôto ổ hớng gồm 12 xecmăng bằng thép trên bề mặt có phủ một lớpbabít Vỏ của ổ hớng bằng thép và đợc bắt chặt trên tuabin Phía dớicủa ổ hớng là thùng dầu dới có thể tích là 1m3 Việc tuần hoàn trong

ổ hớng đợc thực hiện khi các trục quay ổ hớng kính trong vành địnhhớng của nó có tính năng giống nh bơm li tâm dẫn dầu từ trongkhoang trong các thùng dầu dới vào khoang giữa các xecmăng và vỏcủa ổ hớng làm cho mức dầu ở đó đẩy lên tới mức cần đủ bôI trơnxecmăng

b Thông số cấu tạo của máy phát và nguyên lý làm việc

Máy phát đợc cấu tạo theo kiểu ổ dù có một ổ đỡ đặt trên mặttuabin và một ổ hớng nằm giữa giá chữ thập trên Nằm đồng trục vớimáy phát là máy phát phụ và máy phát đIều chỉnh Tại vùng trung tâmcủa đĩa rô to máy phát chính có lắp máy phát phụ Phía dới giá chữthập có treo stato của máy phát phụ Vòng chổi than của máy phátchính, phụ và máy phát đIều chỉnh nằm trong hộp hình côn lắp ởtrên giá chữ thập trên Máy phát đợc trang bị hệ thống phanh, cứu hoả,các thiết bị kiểm tra nhiệt độ và bảo vệ ổ đỡ, ổ hớng

1.Stato

Vỏ Stato đợc hàn bằng thép tấm, có vành trên và vành dới Để có thểvận chuyển dễ dàng stato đợc cấu tạo thành 6 phần Stato đợc bắtvào móng nhờ 12 tấm guđông mỏng Cuộn dây stato máy phát thuỷlực làm bằng thanh dẫn lợn sóng 2 lớp kép, có 3 đầu chính và đầu ratrung tính

Đĩa rô to là một kết cấu hàn đúc gồm trung tâm và 6 nan hoa tiếtdiện hình hộp có thể tháo ra đợc Thân rô to là các mảnh dập bằngthép tấm ghép lại và đợc chia thành 12 đoạn theo chiều cao.

3 Máy phát thu

* Công suất biểu kiến định mức 3130 KVA

* Công suất hữu công định mức 1740 KW

* Điện áp định mức của cả cuộn dây 1295 V

* Điện áp định mức của mạch trích 530 V

* Dòng điện stator trước mạch trích 1680 A

* Dòng điện stator sau mạch trích 1200 A * Hệ số công suất định mức 0.556 * Tần số định mức 50 Hz

* Tần số quay định mức 125 v/p

* Tần số quay lồng sóc 240 v/p

* Dòng điện kích thích 250 A

* Điện áp trên vòng rotor 450 V Máy phát phụ ding để cung cấp điện cho hệ thống kích thích độc lập bằng thyristor của máy phát chính Stator của máy phát phụ được lắp vào chân giá chữ thập trên, còn rotor được lắp vào đĩa rotor máy phát chính 4 Máy phát điều chỉnh

* Công suất biểu kiến định mức 0.25 KVA * Điện áp dây định mức 110 V

* Tần số định mức 50 Hz

* Tần số quay định mức 125 v/p

* Tần số quay lồng tốc 240 v/p * Khối lượng chung của máy phát 1.4 tấn Máy phát điều chỉnh là máy phát tần số cho bộ điều tốc điện thuỷ lực tuabin và rơle tốc độ Nó là máy phát đồng bộ 3 pha có kích thích bằng nam châm vĩnh cửu

Để từ hoá nam châm, mỗi cực từ có một cuộn dây đặc biệt Cần phảu tiến hành nạp

từ điện áp thấp dưới 110V, bằng dòng điện một chiều 600A, thời gian nạp không quá 1s

* Máy phát phụ :

Công suất biểu kiến định mức: KVA 3130

Công suất hữu công định mức: KW 1740

Điện áp định mức của cả cuộn dây: V 1295

Điện áp định mức của mạch trích : V 530

Dòng điện stator trước mạch trích : A 1680

Dòng điện stator sau mạch trích : A 12000

Hệ số công suất định mức ứng với chế độ làm việc

Dòng điện kích thích ở chế độ làm việc bình thường : A 205

Điện áp trên vòng rotor ở chế độ làm việc bình

Khối lượng chung của máy phát: tấn 1.4

Máy phát điều chỉnh là máy phát tần số cho bộ điều tốc điện thuỷ lực của tuabin và roletốc độ Nó là máy phát đồng bộ 3 pha có kích thích bằng nam châm vĩnh cửu

Để thừ hoá nam châm, mỗi cực từ có một cuộn dây đặc biệt Cần phải tiến hành nạp từđiện áp thấp dưới 110, bằng dòng điện một chiều 600A , thời gian nạp không quá 1sNếu hệ thống điều chỉnh làm việc tốt cho phép sau khi sa thải phụ tải 100% thì cho phépkhởi động lại mà không cần kiểm tra

* Chế độ làm việc của máy phát khi thay đổi các đại lượng định mức :

Khi điện áp thay đổi (Không cho phép làm việc quá 100% điện áp định mức ):

Điện áp Stator Công Suất Dòng Điện Rotor

107 16852 96 256032 89 8704

108 17010 94 250698 87 8509

109 17167 92 245364 84 8215

110 17325 90 240030 81 7922

Khi tần số thay đổi :

- Khi tần số thay đổi trong giới hạn ±2.5%(48.75÷51.25Hz ) so với định mức (50Hz)thìcho phép máy phát làm việc với công suất định mức

-Máy phát cho phép làm việc lâu dài với P=240000KW khi cosφ =1

- Việc mang công suất hữu công lớn nhất của máy phát được xác định bởi điều kiện làmviệc của tuabin

-Máy phát thuỷ lực được cho phép làm việc lâu dài ở chế độ bù đồng bộ có hệ số côngsuất bằng 0 và điện áp định mức

-Máy phát thuỷ lực được cho phép làm việc lâu dài ở chế độ bù đồng bộ có hệ số côngsuất bằng 0 và điện áp định mức

- Khả năng nhận công suất vô công được xác định bằng đặc tính OMB (hạn chế kíchthích tối thiểu )

* Các chế độ làm việc của máy phát khi thay đổi nhiệt độ không khí vào:

Không cho phép máy phát làm việc với không khí làm mát có nhiệt độ lớn hơn 400C trừtrường hợp sấy Nhiệt độ cho phép của không khí làm mát trong khoảng 350C÷150C.Máy phát không nên làm việc khi nhiệt độ không khí làm mát nhỏ hơn 150C Nếu nhiệt

độ không khí làm mát nhỏ hơn 100C không cho phép máy làm việc

* Quá tải cho phép về dòng Stator và Rotor:

Trong những trường hợp sự cố máy phát điện cho phép quá tải tức thời về dòng stator vàrôto như sau :

Bội số tải 2 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1

Thời gian quá tải của Stator 50 2 3 4 6 60

Thời gian quá tải của Rotor 50 2 3 4 6.5 Lâu dài